一文帶你了解人機(jī)工程學(xué)

一、概念和定義

人機(jī)工程學(xué)是一門新興的綜合性邊緣學(xué)科，它是人類生物科學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的學(xué)科。目前，國際上尚無統(tǒng)一的術(shù)語，北美多采用“人因工程學(xué)（Human Factors Engineering）”或“人體工程學(xué)（Human Engineering）”，歐洲采用“人類工效學(xué)（Ergonomics）”，蘇聯(lián)喜用“工程心理學(xué)（Engineering Psychology）”，日本則命名為“人間工學(xué)”；我國采用“人類工效學(xué)”，而工程技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域則多采用“人機(jī)工程學(xué)”。命名不同，其研究方向也有不同的側(cè)重點(diǎn)，但在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，可將上述術(shù)語視為同義詞。從工程設(shè)計(jì)角度出發(fā)，本書主要采用“人機(jī)工程學(xué)”這個(gè)術(shù)語。個(gè)別之處，按照流行的習(xí)慣用語，采用“人類工效學(xué)”或“人因工程學(xué)”。目前，對(duì)人機(jī)工程學(xué)的定義有著不同的提法，其含義基本類似。國際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）的定義：研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素，研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科。國際勞工組織（ILO）的定義：應(yīng)用有關(guān)人體的特點(diǎn)、能力和限度的知識(shí)來設(shè)計(jì)機(jī)器、機(jī)器系統(tǒng)和環(huán)境，使人能安全而有效地工作和舒適地生活?！吨袊髽I(yè)百科全書》的定義：研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點(diǎn)，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。因此可以認(rèn)為，人機(jī)工程學(xué)是按照人的特性來設(shè)計(jì)和優(yōu)化人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。其主要目的是使人能安全、健康、舒適和有效地進(jìn)行工作。其中，系統(tǒng)的安全可靠，尤其是人的安全與健康，應(yīng)列為首位考慮的問題。

二、人機(jī)工程學(xué)的研究對(duì)象

1．人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)指由相互作用、相互依賴的人—機(jī)—環(huán)境三個(gè)要素組成的復(fù)雜集合體。簡(jiǎn)稱為人機(jī)系統(tǒng)。人是指系統(tǒng)的操作者或監(jiān)控者；機(jī)是泛指人所使用和控制的一切工作對(duì)象，包括各類硬件和軟件。其中，硬件是指系統(tǒng)中的實(shí)體設(shè)施，包括機(jī)械、設(shè)備、建筑物、工器具和用品等；軟件是相對(duì)于硬件的各種程序和過程的總稱，包括與系統(tǒng)運(yùn)行、操作有關(guān)的文件和數(shù)據(jù)等；環(huán)境是指對(duì)人和機(jī)發(fā)生影響的環(huán)境條件，包括物理化學(xué)環(huán)境因素（如溫度、照明、噪聲、空氣質(zhì)量等）和社會(huì)環(huán)境因素（如協(xié)同作業(yè)、工作制度、人際關(guān)系等）。人機(jī)系統(tǒng)涉及人—機(jī)關(guān)系、人—環(huán)境關(guān)系、人—人關(guān)系，以及機(jī)—環(huán)境關(guān)系、機(jī)—機(jī)關(guān)系、環(huán)境—環(huán)境關(guān)系等。2．人—機(jī)關(guān)系電子設(shè)備的顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是否適應(yīng)于人的生理、心理特點(diǎn)，將對(duì)電子設(shè)備的可使用性產(chǎn)生很大的影響。其中包含機(jī)宜人和人適機(jī)兩個(gè)方面，二者相互依存、相互影響、相互制約，設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需按照人機(jī)工程的原理和準(zhǔn)則，使二者合理匹配。1）機(jī)宜人是指使機(jī)器系統(tǒng)適應(yīng)人的生理、心理特性。例如，顯示的各種信號(hào)、字符應(yīng)有良好的認(rèn)知度，顯示器布置應(yīng)符合人的視覺生理要求；控制系統(tǒng)的設(shè)置和控制器的布置應(yīng)考慮作業(yè)方式、作業(yè)空間、作業(yè)程序，工具、器具的尺寸、力度、結(jié)構(gòu)、形態(tài)適合操作者需要；顯示—控制系統(tǒng)安裝載體（控制臺(tái)、模擬屏）的尺寸及作業(yè)空間應(yīng)符合人體尺寸的要求等，使人能安全、舒適地使用機(jī)器，能充分發(fā)揮人的功能。2）人適機(jī)是指當(dāng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)受種種條件的制約，難以全面適應(yīng)人的特點(diǎn)、人的習(xí)慣或人的一般技能，而需對(duì)人的因素進(jìn)行限制和訓(xùn)練，讓人去適應(yīng)機(jī)的要求，使人機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮最佳效能。3．機(jī)—環(huán)境關(guān)系物理、化學(xué)環(huán)境對(duì)電子設(shè)施有不同程度的影響，設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需考慮設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性，進(jìn)行環(huán)境防護(hù)性設(shè)計(jì)。4．人—環(huán)境關(guān)系作業(yè)人員所處的物理化學(xué)環(huán)境，例如，噪聲、粉塵、電磁輻射，還涉及微氣候、照明、色彩等環(huán)境，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。環(huán)境條件若不符合人體的生理、心理要求，不僅會(huì)對(duì)人體健康帶來影響，而且還會(huì)促使作業(yè)疲勞的形成，影響作業(yè)效率，產(chǎn)生誤判斷、誤操作，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。5．機(jī)—機(jī)關(guān)系一個(gè)系統(tǒng)大多由若干設(shè)備組成，設(shè)備與設(shè)備間接口的匹配和協(xié)調(diào)，對(duì)設(shè)備本身潛能的發(fā)揮以及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性會(huì)產(chǎn)生影響，其接口包括機(jī)械設(shè)備間的接口、機(jī)—電接口、電—電接口、各種物理量與電量的接口、電量與信息的接口等。6．人—人關(guān)系相關(guān)人員的協(xié)同作業(yè)是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件，然而，涉及作業(yè)的效率和安全的要素，不僅涉及流程，還涉及許多人之間的社會(huì)環(huán)境因素，例如，管理制度，管理與被管理關(guān)系、人際關(guān)系、人員選拔與培訓(xùn)等。由于人的個(gè)體差異（性格、氣質(zhì)、能力、習(xí)慣、文化水平等），人的自由度較大，從而會(huì)影響人的可靠性。因而，需要以各種運(yùn)行規(guī)范、安全規(guī)范、管理制度、企業(yè)文化等，來協(xié)調(diào)人與人之間的職責(zé)和相互關(guān)系。7．環(huán)境—環(huán)境關(guān)系工作人員和機(jī)器所處的局部環(huán)境，會(huì)受到周圍大環(huán)境的影響，例如，鄰近工業(yè)設(shè)施所產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、粉塵、電磁場(chǎng)及各種輻射；大氣污染以及雷擊等。為保證所期望的微環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定，必須根據(jù)周圍大環(huán)境的情況采取相應(yīng)的防護(hù)措施。在上述涉及人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的諸多關(guān)系中，機(jī)—機(jī)關(guān)系，機(jī)—環(huán)境關(guān)系，環(huán)境—環(huán)境關(guān)系一般屬于技術(shù)設(shè)計(jì)范疇；而人—機(jī)關(guān)系，人—環(huán)境關(guān)系，人—人關(guān)系則屬于人機(jī)工程設(shè)計(jì)需考慮的問題。

審核編輯 黃昊宇