1 人機(jī)工程設(shè)計(jì)概述
1）人機(jī)工程設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容
以人—機(jī)—環(huán)境作為研究的基本對(duì)象，通過(guò)揭示人、機(jī)、環(huán)境之間的相互關(guān)系的規(guī)律，以達(dá)到確保人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)總體性能的最優(yōu)化。
“人”:是指作為主體工作的人；
“機(jī)”:是指人所控制的一切對(duì)象的總稱(chēng)；
“環(huán)境”:是指人、機(jī)器共處的特殊條件，它既包括物理、化學(xué)因素的效應(yīng)，也包括社會(huì)因素的影響。
一方面既要研究人、機(jī)、環(huán)境各要素本身的性能，另一方面又要研究這三大要素之間的相互關(guān)系、相互作用、相互影響以及它們之間的協(xié)調(diào)方式，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法找出最優(yōu)組合方案，使人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的總體性能達(dá)到最佳狀態(tài)，即滿(mǎn)足舒適、宜人、安全、高效、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面。
(1)人體特性的研究
(2)人機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
(3)研究人與機(jī)器間信息傳遞裝置和工作場(chǎng)所的設(shè)計(jì)
(4)環(huán)境控制和人身安全裝置的設(shè)計(jì)
安全保障技術(shù)包括機(jī)器的安全本質(zhì)化、防護(hù)裝置、保險(xiǎn)裝置、冗余性設(shè)計(jì)、防止人為失誤裝置、事故控制方法、救援方法、安全保護(hù)措施等。
2）人機(jī)工程設(shè)計(jì)與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系
人機(jī)工程設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的作用可概括為以下幾個(gè)方面：
(1)為工業(yè)設(shè)計(jì)中考慮“人的因素”提供人體靜、動(dòng)態(tài)尺度參數(shù)
(2)為工業(yè)設(shè)計(jì)中“物”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù)
(3)為工業(yè)設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
(4)為進(jìn)行人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)
3）人機(jī)特性比較與功能分配
見(jiàn)人和機(jī)器要素的特性比較表。
歸納：
人在檢測(cè)、圖像識(shí)別、靈活性、預(yù)測(cè)、歸納推理和判斷能力等方同優(yōu)于機(jī)器。
機(jī)器在速度、出力、反應(yīng)的精確性、重復(fù)性、短期記憶、演繹推理、多通道性能和在環(huán)境惡劣的作業(yè)等方面優(yōu)于人。
但是人有一種特殊而極為重要的能力，即與其靈活性和多面性有聯(lián)系的是本身具有修正錯(cuò)誤、改正錯(cuò)誤和創(chuàng)造的能力。值得注意的是，利用和發(fā)展人的技能的必要性，而不是僅僅分配人去做剩下的無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的“零活”。
2 人機(jī)系統(tǒng)中人的因素
在人—機(jī)系統(tǒng)中，人是主要因素。產(chǎn)品是為人所用的，人的大腦、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、膚覺(jué)、肌肉、神經(jīng)都參與工作，那么，當(dāng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品并建立適宜的工作環(huán)境時(shí)，就應(yīng)充分考慮這些方面，并力圖使產(chǎn)品使用者從不必要的疲勞中解脫出來(lái)。
1）人體靜態(tài)測(cè)量參數(shù)
2）人體動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)
3）人的感知特性
4）人體接受信息的途徑及能力
影響人體接受信息，處理信息的主要因素：
?、贌o(wú)關(guān)信息的干擾；
?、谛盘?hào)維量數(shù)的影響；
信號(hào)維量數(shù)是指各個(gè)信號(hào)中包含的信號(hào)特性個(gè)數(shù)的量度，各種信號(hào)的每一特性為一個(gè)維量。
?、鄯謺r(shí)的影響；
分時(shí)在人機(jī)工程學(xué)中表示一個(gè)人同時(shí)做或迅速交替地做兩個(gè)以上工作的現(xiàn)象。
?、艽碳?mdash;反應(yīng)之間的一致性影響?yīng)?/p>
刺激—反應(yīng)之間的一致性可以提高信息的傳遞率及其可靠性。
三方面：空間位置上的一致性，即顯示單元與控制單元在空間位置排列上一一對(duì)應(yīng)；運(yùn)動(dòng)方向上的一致性，即如儀表運(yùn)動(dòng)方向與人的觀念上的適應(yīng)性；概念上的一致性，如交通信號(hào)燈以綠色代表通行，紅色代表停止；綠色代表安全，紅色代表危險(xiǎn)等與人的概念或習(xí)慣的適應(yīng)。
?、荽竽X意識(shí)狀態(tài)
5）疲勞
三種類(lèi)型：
(1)肌肉疲勞：
(2)精神疲勞(刺激疲勞)：
(3)生物疲勞(周期性疲勞)
減輕作業(yè)疲勞的措施：
①提高作業(yè)自動(dòng)化水平；
?、谡_選擇作業(yè)姿勢(shì)和體位；
?、酆侠碓O(shè)計(jì)作業(yè)中的用力方法；
?、芨纳谱鳂I(yè)內(nèi)容，避免單調(diào)重復(fù)性作業(yè)；
?、莺侠碓O(shè)計(jì)作業(yè)空間，優(yōu)化作業(yè)環(huán)境。
6）人為差錯(cuò)
人為差錯(cuò)主要是由于意覺(jué)認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤，判斷過(guò)程中的錯(cuò)誤，行為過(guò)程中的錯(cuò)誤或者在異常狀態(tài)下的錯(cuò)誤行為造成的。為防止人為差錯(cuò)，從人的因素角度考慮，主要應(yīng)避免疲勞、集中注意力、遵守操作規(guī)程，還應(yīng)努力消除和減輕心理和生理上的壓力。
3 顯示裝置的設(shè)計(jì)
顯示裝置的形狀、大小、分度、標(biāo)記、空間布局、顏色、照明等因素，都必須使人能很好地接受信息并進(jìn)行處理。
顯示裝置分為：視覺(jué)顯示、聽(tīng)覺(jué)傳示和觸覺(jué)傳遞裝置。
常用的顯示裝置有儀表、熒屏、信號(hào)燈、聽(tīng)覺(jué)報(bào)警器以及各種圖形符號(hào)等。
1）儀表顯示設(shè)計(jì)的基本原則：
2）熒屏顯示器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
3）信號(hào)燈和聽(tīng)覺(jué)報(bào)警器
4）圖形符號(hào)的應(yīng)用
4 操作裝置的設(shè)計(jì)
操作裝置，按動(dòng)力分，可分為手控、腳控、聲控和光控等幾類(lèi)；
按運(yùn)動(dòng)特性分，可分為轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng)、擺動(dòng)和牽拉等幾類(lèi)；
按動(dòng)能分，可分為開(kāi)關(guān)控制、轉(zhuǎn)換控制、調(diào)節(jié)控制和制動(dòng)控制等幾類(lèi)。
操作裝置的設(shè)計(jì)與選擇，應(yīng)遵循動(dòng)作節(jié)約原則。
動(dòng)作節(jié)約原則，一般認(rèn)為由身體使用原則，工作面安排原則和設(shè)備與工具設(shè)計(jì)原則等三個(gè)方面組成。
1）關(guān)于身體使用原則
2）關(guān)于工作面安排原則
3）關(guān)于設(shè)備、工具的設(shè)計(jì)原則
5 作業(yè)空間與用具設(shè)計(jì)
作業(yè)空間的設(shè)計(jì)一般包括空間布置、座椅設(shè)計(jì)、工作臺(tái)設(shè)計(jì)以及環(huán)境設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則：
1) 作業(yè)空間設(shè)計(jì)必須從人的要求出發(fā)，保證人的安全與舒適方便。
2) 根據(jù)人的作業(yè)要求，首先考慮總體布置，再考慮局部設(shè)計(jì)。
3) 要處理好安全、經(jīng)濟(jì)、高效三者之間的關(guān)系，但應(yīng)最大限度地減少操作者的不便和不適。
4) 要把重要的設(shè)備、顯示裝置和操作裝置布置在最佳的作業(yè)范圍內(nèi)。
5) 設(shè)備布置要考慮到安全及人流、物流的合理組織。
6) 要根據(jù)人的生理、心理特點(diǎn)來(lái)布置設(shè)備、工具等，盡量減少人的疲勞，提高效率。
7) 作業(yè)面的布置，要考慮人的最佳作業(yè)姿勢(shì)、操作動(dòng)作及動(dòng)作范圍。
8) 作業(yè)空間的布置，即作業(yè)面、顯示裝置、操作裝置的布置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
?、侔床僮髦匾栽瓌t布置
?、诎词褂庙樞蛟瓌t布置
?、郯词褂妙l率原則布置
?、馨词褂霉δ茉瓌t布置
6 作業(yè)環(huán)境
環(huán)境可分為直接環(huán)境和一般環(huán)境。
直接環(huán)境包括顯示、操縱部分的形式、布局、局部照明和空間布置等，主要指人機(jī)界面上的一些情況。
一般環(huán)境因素主要指物理、化學(xué)等因素。
環(huán)境對(duì)機(jī)器的影響是多因素：如溫度、濕度、腐蝕性氣體和液體、易燃易爆物質(zhì)、粉塵、振動(dòng)和噪聲等。為使機(jī)器能適應(yīng)環(huán)境并可靠地工作，必須根據(jù)不同情況采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
環(huán)境對(duì)人的影響因素就更多，從性質(zhì)上可分為：
1）物理因素
2）化學(xué)因素
3）生理因素
4）心理因素
5）生物因素
6）其它還有社會(huì)心理因素。
根據(jù)作業(yè)環(huán)境對(duì)人體的影響和人體對(duì)環(huán)境適應(yīng)程度，可分為四個(gè)區(qū)域。
1）最舒適區(qū)
2）舒適區(qū)
3）不舒適區(qū)
4）不能忍受區(qū)
