人機(jī)工程8156589056

1、人機(jī)工程 人機(jī)工程學(xué)是一門(mén)多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問(wèn)題是不同的作業(yè)中人、機(jī)器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評(píng)價(jià)手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，研究的目的則是通過(guò)各學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，來(lái)指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計(jì)和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個(gè)方面的特性得以提高。 人機(jī)工程學(xué)從不同的學(xué)科、不同的領(lǐng)域發(fā)源，又面向更廣泛領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，是因?yàn)槿藱C(jī)環(huán)境問(wèn)題是人類(lèi)生產(chǎn)和生活中普遍性的問(wèn)題。其發(fā)源學(xué)科和地域的不同，也引起了學(xué)科名稱(chēng)長(zhǎng)期的多樣并存，在英語(yǔ)中，主要有Ergonomics（歐洲）、Human Factors（美國(guó)）等，在漢語(yǔ)中，則還

2、有“人類(lèi)工效學(xué)”、“人類(lèi)工程學(xué)”和“人體工學(xué)”。我國(guó)一般把“人類(lèi)工效學(xué)”作為這個(gè)學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)，不過(guò)筆者更喜歡“人機(jī)工程學(xué)”的叫法，比較起來(lái)，前者指明人類(lèi)和工效的研究是學(xué)科的主要內(nèi)容，但后者更能抓住問(wèn)題的核心在于人機(jī)關(guān)系，也更適合學(xué)科目的的豐富內(nèi)涵。 人機(jī)工程基本原理 1 人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics） 人機(jī)工程學(xué)是一門(mén)新興的邊緣科學(xué)。它起源于歐洲，形成和發(fā)展于美國(guó)。人機(jī)工程學(xué)在歐洲稱(chēng)為Ergonomics，這名稱(chēng)最早是由波蘭學(xué)者雅斯特萊鮑夫斯基提出來(lái)的，它是由兩個(gè)希臘詞根組成的?！癳rgo”的意思是“出力、工作”，“nomics”表示“規(guī)律、法則”的意思，因此，Ergonomics的含義

3、也就是“人出力的規(guī)律”或“人工作的規(guī)律”，也就是說(shuō)，這門(mén)學(xué)科是研究人在生產(chǎn)或操作過(guò)程中合理地、適度地勞動(dòng)和用力的規(guī)律問(wèn)題。人機(jī)工程學(xué)在美國(guó)稱(chēng)為“Human Engineering”（人類(lèi)工程學(xué)）或“Human Factor Engineering”（人類(lèi)因素工程學(xué)）。日本稱(chēng)為“人間工學(xué)”，或采用歐洲的名稱(chēng)，音譯為“Ergonomics”，俄文音譯名“”在我國(guó)，所用名稱(chēng)也各不相， ，有“人類(lèi)工程學(xué)”、“人體工程學(xué)”、“工效學(xué)”、“機(jī)器設(shè)備利用學(xué)”和“人機(jī)工程學(xué)”等。為便于學(xué)科發(fā)展，統(tǒng)一名稱(chēng)很有必要，現(xiàn)在大部分人稱(chēng)其為“人機(jī)工程學(xué)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“人機(jī)學(xué)”?！叭藱C(jī)工程學(xué)”的確切定義是，把人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)作為研

4、究的基本對(duì)象，運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科知識(shí)，根據(jù)人和機(jī)器的條件和特點(diǎn)，合理分配人和機(jī)器承擔(dān)的操作職能，并使之相互適應(yīng)，從而為人創(chuàng)造出舒適和安全的工作環(huán)境，使工效達(dá)到最優(yōu)的一門(mén)綜合性學(xué)科。 2 人機(jī)系統(tǒng)（Man-Machine systems） “人機(jī)系統(tǒng)”，就是人和一些機(jī)器、裝置、工具、用具等為完成某項(xiàng)工作或生產(chǎn)任務(wù)所組成的系統(tǒng)。更確切地說(shuō)，這種系統(tǒng)還應(yīng)包括環(huán)境條件在內(nèi)。所以，人機(jī)系統(tǒng)實(shí)際上是指人機(jī)環(huán)境組成的一個(gè)不可分割的整體。人機(jī)系統(tǒng)的范圍是很廣闊的，有簡(jiǎn)單的，也有復(fù)雜的，如人用鉛筆書(shū)寫(xiě)，就是一個(gè)簡(jiǎn)單的人機(jī)系統(tǒng)；又如船員駕駛輪船，飛行員駕駛飛機(jī)，司機(jī)開(kāi)動(dòng)汽車(chē)，就是一些較復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)

5、。在人機(jī)系統(tǒng)中，包括人、機(jī)器和環(huán)境三個(gè)組成部分，而每個(gè)組成部分可稱(chēng)為一個(gè)分系統(tǒng)或子系統(tǒng)。機(jī)器分系統(tǒng)具有控制器和顯示器（顯示器的種類(lèi)很多，有視覺(jué)的、聽(tīng)覺(jué)的，觸覺(jué)的等）。人，這一分系統(tǒng)在看到（或聽(tīng)到，觸到）顯示器的顯示時(shí)，就要決定如何去控制，如何去操作。如果有必要調(diào)節(jié)時(shí)，即可通過(guò)人體的動(dòng)作去進(jìn)行操縱。整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)是在各種不同的環(huán)境里工作。而環(huán)境條件又不同程度地影響著各個(gè)分系統(tǒng)的工作。可見(jiàn)，在人機(jī)系統(tǒng)中，人同機(jī)器、環(huán)境的關(guān)系總是相互作用，相互配合和相互制約的，但人始終起著主導(dǎo)作用。因此，為了能充分地發(fā)揮人和機(jī)器的作用，使整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)可靠、安全、高效，以及操作方便和舒適，設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)就得充分考慮人和

6、機(jī)器的特征與功能，使之相互協(xié)調(diào)配合，構(gòu)成有機(jī)整體，達(dá)到生產(chǎn)和工作的最佳效果。 3 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（Man-Machine systems design） 人們要完成某項(xiàng)工作或生產(chǎn)任務(wù)，就需要一定的機(jī)器或裝置，但是有些機(jī)器或裝置適合人的生理機(jī)能和心理特征，人們工作起來(lái)就感到舒適和省力，效率高而且安全。而有些則不是這樣。所以，在設(shè)計(jì)機(jī)器或裝置時(shí)，要盡可能考慮人體的機(jī)能和人的心理特征，力求在人操縱機(jī)器時(shí)所接觸的部位盡量符合人體的各種因素。須使人體骨架結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)它，肌肉組織能夠操縱它，精神系統(tǒng)能夠控制它。同時(shí)，還須在使用這些機(jī)器或裝置時(shí)，保證人體安全。如果這些目標(biāo)達(dá)不到，那么，人們所有期望的結(jié)果事故就

7、很可能發(fā)生。人機(jī)工程學(xué)的這一基本思想是設(shè)計(jì)機(jī)器或作業(yè)空間時(shí)必須考慮的。一般來(lái)說(shuō)，人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可分六個(gè)階段，即（1）調(diào)查研究；（2）編制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；（3）編制實(shí)施方案；（4）技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)；（5）模型的制作；（6）人機(jī)系統(tǒng)的制作與鑒定。這些設(shè)計(jì)過(guò)程雖有先后次序之分，但各階段之間卻有著密切的聯(lián)系，也可相互穿插進(jìn)行。 4 確定式反應(yīng) 當(dāng)有了某些刺激或信號(hào)時(shí)，人們常常就按照自己的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣而作出反應(yīng)。這種反應(yīng)稱(chēng)為確定式反應(yīng)。在這種反應(yīng)過(guò)程中，人的神經(jīng)中樞動(dòng)比較簡(jiǎn)單，只要知覺(jué)到刺激物，不必過(guò)多考慮和選擇，就能立即作出決定。在一般情況下，視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)刺激物出現(xiàn)后，在0.140.18秒內(nèi)便能作出反應(yīng)。

8、通常，確定式反應(yīng)可分為兩類(lèi)，一類(lèi)屬于概念關(guān)系，另一類(lèi)屬于空間關(guān)系。例如，不同的顏色常常用于各種信號(hào)和圖表的設(shè)計(jì)，人們?cè)诳吹竭@些顏色時(shí)，因懂得這些顏色的含義，便能立即作出反應(yīng)，如紅色表示危險(xiǎn)、停止，綠色表示安全、通行。這都屬于概念關(guān)系。又例如，書(shū)刊上的詞句是由左向右和各行由上向下排列的，這就是橫排印刷所采取的排列方式。當(dāng)我們閱讀時(shí)，就要按這順序進(jìn)行，這屬于空間關(guān)系。 5 人體測(cè)量學(xué)（Anthropometry） 人體測(cè)量學(xué)是人類(lèi)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，主要是通過(guò)對(duì)人體的整體測(cè)量和局部測(cè)量來(lái)研究人體類(lèi)型、特征、變異和發(fā)展的規(guī)律。人體測(cè)量學(xué)可提供出人的肢體所能發(fā)揮的力量大小、肌肉關(guān)節(jié)等的活動(dòng)限度、人體靜態(tài)

9、和動(dòng)態(tài)尺寸（即身高及上、下肢體的長(zhǎng)度等）的數(shù)據(jù)和資料，為人機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和空間布置提供出科學(xué)依據(jù)。其重要意義在于：（1）為設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備、工作場(chǎng)所和動(dòng)作類(lèi)型等提出原則和標(biāo)準(zhǔn)，以便最充分地利用時(shí)間和空間；（2）使設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備與身體的大小、形狀、活動(dòng)和結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，從而使人操作時(shí)省力、舒適，并具有最高的準(zhǔn)確性，最適當(dāng)?shù)乃俣群妥畲蟮陌踩?；?）使機(jī)器設(shè)備能收到最大的效益。 6 人體反應(yīng)時(shí)間 人體的感覺(jué)器官在受到外界刺激后的反應(yīng)時(shí)間稱(chēng)為人體反應(yīng)時(shí)間。一般人的視覺(jué)簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)間為0.20.25秒；聽(tīng)覺(jué)的反應(yīng)時(shí)間為0.120.15秒。由于人的神經(jīng)傳遞速度一般有0.5秒左右的不應(yīng)期，所以需要感覺(jué)指導(dǎo)的間斷操作

10、間隙期一般應(yīng)大于0.5秒，復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時(shí)間一般達(dá)13秒，需要復(fù)雜判斷和認(rèn)識(shí)的操作反應(yīng)時(shí)間則更長(zhǎng)。 7 操作反應(yīng)速度 人體的反應(yīng)速度是有限的，它與許多因素有關(guān)，就操縱器來(lái)說(shuō)，其形狀、位置、式樣、大小、操作方向以及用力情況等，都會(huì)影響操縱速度。人的手指敲擊的速度為1.55次每秒，最大可達(dá)514次每秒。人手作水平135（相當(dāng)于水平時(shí)鐘面1點(diǎn)半鐘的方向）或 315°（相當(dāng)于7點(diǎn)半鐘的方向）方向的運(yùn)動(dòng)速度最快，且手抖動(dòng)次數(shù)最少；而其它方向的動(dòng)作速度就稍慢。右手向前運(yùn)動(dòng)推東西的速度，比從右向左的運(yùn)動(dòng)速度要快，而從左向右的運(yùn)動(dòng)速度則更慢。 8 人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是指系統(tǒng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和人的效

11、果標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)依不同的人機(jī)系統(tǒng)有不同的項(xiàng)目和內(nèi)容，如工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，有產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、設(shè)備利用率、產(chǎn)品合格率等標(biāo)準(zhǔn)。人的效果標(biāo)準(zhǔn)，主要指人的生理、心理反應(yīng)（如心律、血壓、腦波）、工作效率和適應(yīng)程度等。隨著人機(jī)工程學(xué)在人類(lèi)生產(chǎn)和生活中越來(lái)越重要，國(guó)際上對(duì)制定人機(jī)學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題也越來(lái)越重視，1973年在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI）支持下，國(guó)際人機(jī)工程學(xué)會(huì)在英國(guó)召開(kāi)了有13個(gè)國(guó)家參加的人機(jī)學(xué)國(guó)際討論會(huì)，會(huì)上提出了很多有關(guān)人機(jī)學(xué)方面的標(biāo)準(zhǔn)。目前，越來(lái)越多的產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)定，都把人機(jī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)列為重要的內(nèi)容。 9 人的素質(zhì) 人的素質(zhì)包括遺傳的先天性素質(zhì)和由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累而形成的后天性素質(zhì)兩類(lèi)。人對(duì)于

12、外界條件的刺激所作出的反應(yīng)，即所采取的行動(dòng)，會(huì)因各人的素質(zhì)不同而有差異。這就是說(shuō)，在生產(chǎn)場(chǎng)所，發(fā)生不安全行為和可能引起傷害行動(dòng)的最根本原因是與人的素質(zhì)有著極為密切的關(guān)系。 10 人類(lèi)生態(tài)學(xué) 人類(lèi)在維持其生存的過(guò)程中，逐漸適應(yīng)了自然的和社會(huì)的環(huán)境。這種適應(yīng)形成了人的一定的形態(tài)，人與環(huán)境產(chǎn)生共生關(guān)系，以這種共生關(guān)系為中心，研究人類(lèi)區(qū)域社會(huì)的結(jié)構(gòu)及其變化過(guò)程的學(xué)科叫做人類(lèi)生態(tài)學(xué)。它的研究范圍還包括，與人類(lèi)的生存有密切關(guān)系的健康問(wèn)題，公共衛(wèi)生學(xué)以及由生物環(huán)境、行動(dòng)環(huán)境、生物個(gè)體環(huán)境等帶來(lái)影響的有關(guān)課題。 11 無(wú)條件反射（Unconditioned reflex） 當(dāng)外界條件給人以刺激，則人會(huì)形成兩種

13、反射，一為無(wú)條件反射，一為有條件反射。無(wú)條件反射是指人生下來(lái)就具有的一種本能的生理機(jī)能，即當(dāng)人體受到刺激時(shí)，則在生理上出現(xiàn)一種不通過(guò)大腦即可判斷，本能地作出反射的機(jī)能。食物，是人為維持生命所必需的最基本的東西，所以人面對(duì)食物的刺激，通過(guò)生理機(jī)能直接反射，就有唾液分泌出來(lái)。這種反射是為了維持人的生命所必需的一種生來(lái)就有的最基本的自動(dòng)控制方式。 12 心理原因（Mintal cause） 人們工作時(shí)的一切行動(dòng)完全由當(dāng)時(shí)的心理狀態(tài)所支配。若心理狀態(tài)不正常，就可能會(huì)因此而引起事故或?yàn)?zāi)害。這種因心理狀態(tài)不正常而發(fā)生事故或?yàn)?zāi)害的原因，稱(chēng)為心理原因。屬于這類(lèi)心理原因的有，精神不振、心情不悅、過(guò)度疲勞、反抗心

14、、感情不適、錯(cuò)覺(jué)等種種情況。 13 外界條件（Outside condition） 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)活動(dòng)是由人機(jī)械環(huán)境組成的。如果生產(chǎn)活動(dòng)以人的行動(dòng)作為主體來(lái)考慮時(shí)，則與作業(yè)行動(dòng)有關(guān)的機(jī)械、環(huán)境等外在因素，以客觀表現(xiàn)形式呈現(xiàn)的一切客觀條件，統(tǒng)稱(chēng)為外界條件。由于外界條件不同，事故發(fā)生的頻度也不同。 14 外部信息（Outside information） 人利用生理機(jī)制，通過(guò)“五感”（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)）來(lái)了解事物的客觀狀態(tài)，并達(dá)到知覺(jué)程度。這過(guò)程是：首先了解外部信息，嗣后對(duì)它們進(jìn)行分析、判斷，并作出自己的行動(dòng)，因此發(fā)生事故的原因大多是由于對(duì)外部信息了解得不充分，或?qū)ν獠啃畔a(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，以

15、及對(duì)外部信息的分析、判斷不正確等，導(dǎo)致人進(jìn)行不安全行動(dòng)而引起的。 15 閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)（Close man-machine systems） 閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)也就是反饋控制人機(jī)系統(tǒng)，它有一個(gè)封閉的回路結(jié)構(gòu)，其主要特征是：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用有直接影響，即系統(tǒng)過(guò)去行動(dòng)的結(jié)果回過(guò)來(lái)控制未來(lái)的行動(dòng)。例如，在某一系統(tǒng)中，若需要加上一定輸入電壓，以得到所要求的目標(biāo)值時(shí)，倘若輸入電壓過(guò)大，這一系統(tǒng)就通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，以減小輸入電壓。反之，若輸入電壓過(guò)小，這一系統(tǒng)就發(fā)揮作用，以增大輸入電壓。具有這種結(jié)構(gòu)的控制方法就是反饋控制。這種控制如果是由人去觀察和控制輸入和輸出的，就稱(chēng)為人工閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。若用自動(dòng)控制裝置代替

16、人的工作，人只是起監(jiān)督作用的，則系統(tǒng)稱(chēng)為自動(dòng)閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)。 16 座椅幾何參數(shù) 座椅的幾何參數(shù)主要有座高，座面深，座靠背，座面寬等。座面寬一般只需50cm可滿(mǎn)足要求，座高對(duì)于工人的工效很重要，一般取人體腓骨頭的高度（約人體總高的1/4）或略小于小腿高度1cm左右。根據(jù)我國(guó)的人體高度一般取座高為4345cm，座面深一般取45cm左右，另外座面要光滑平整，座面可略向后斜6°左右，一般都要加彈性墊座，座靠背分肩靠和腰靠?jī)刹糠?，肩靠高度達(dá)肩胛骨下角，腰靠的高度要適合脊柱彎曲和腰曲的高度，兩個(gè)靠背連在一起，其高度一般為50cm左右，座與靠背的夾角一般為100110度，這樣人坐上去以后，靠背和座

17、面與人體背部，臀部，大腿形成的曲線相吻合，使人有舒適感。 17 控制器布置區(qū) 控制器布置區(qū)是指人手（或腳）操作操縱器時(shí)，活動(dòng)最靈活，反應(yīng)最靈敏，用力最適宜的空間范圍和例行的方位。手動(dòng)控制器布置區(qū)是，肘不運(yùn)動(dòng)時(shí)，以肘為圓心，半徑=35.6cm的球形區(qū)域內(nèi)，并以肩高的水平位置上下為最優(yōu)；肘運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述球形區(qū)域半徑可擴(kuò)大到40.6cm；軀體不運(yùn)動(dòng)時(shí)，以肩為圓心，半徑為61cm的球形區(qū)域內(nèi)；軀體允許運(yùn) 動(dòng)時(shí)，上述半徑可擴(kuò)大到76cm。腳動(dòng)控制器布置區(qū)是，當(dāng)人坐著操作時(shí)，腳踏板不得偏離人體中心線7.512.5cm，腳踏板的高度不得超過(guò)椅面高度；若是站立操作，則腳踏板高度不得超過(guò)地面75cm，最佳是高出地

18、面20cm或再稍低些。控制器的布置或除考慮人的運(yùn)動(dòng)器官（手、腳等）外，還需注意視覺(jué)的要求。 18 水平作業(yè)區(qū) 凡在操作平臺(tái)上進(jìn)行的作業(yè)，均屬于水平作業(yè)的范圍。這一類(lèi)作業(yè)最多。水平作業(yè)區(qū)分為正常作業(yè)區(qū)和最大作業(yè)區(qū)。正常作業(yè)區(qū)（mormal area），是指靠近操作者的自然位置范圍內(nèi)，上肢在水平方向上能夠很容易達(dá)到的運(yùn)動(dòng)范圍。而最大作業(yè)區(qū)（maxinum area），則是指整個(gè)上肢在水平面上能夠達(dá)到的最大運(yùn)動(dòng)范圍。 19 不舒服指數(shù) 不舒服指數(shù)是指隨著氣溫和濕度的變化，人由于這種變化而產(chǎn)生的一種不舒適的感覺(jué)。不舒服指數(shù)可用下式計(jì)算： 干球氣溫+濕球氣溫×0.72+40.6 一般認(rèn)為，不舒

19、服指數(shù)達(dá)到70以上，一些人稍微感到不舒服；達(dá)到80以上，所有的人都開(kāi)始感到不舒服。 20 不安全條件（Unsafe condition） 操作人員在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，一切外界條件所具有的潛在危險(xiǎn)性，稱(chēng)為不安全條件。例如，不適宜的環(huán)境條件（高溫、潮濕、有害氣體、粉塵及明顯的噪聲）；或是設(shè)備、裝置、機(jī)械有缺陷；或是操作用具、輔助工具、防護(hù)設(shè)備有缺陷等。這些大都有引起事故的可能。 21 作業(yè)空間 作業(yè)空間是指人在操作機(jī)器時(shí)所需要的操作活動(dòng)空間，再加上機(jī)器、設(shè)備以及工具所需的空間的總和?，F(xiàn)代化作業(yè)，對(duì)作業(yè)空間的設(shè)計(jì)要求很高，要求反映所有的機(jī)器、設(shè)備、工具和人們的操作活動(dòng)功能之間聯(lián)系得合理。使作業(yè)空間既經(jīng)濟(jì)、

20、合理、又能給操作者的操作帶來(lái)方便和舒適。 22 作業(yè)環(huán)境因素 作業(yè)環(huán)境因素是指人們?cè)诓煌瑘?chǎng)合，不同工種，不同環(huán)境下工作時(shí)，所面臨的種種不同的環(huán)境條件。如冶煉作業(yè)的高溫，紡織車(chē)間的高溫，原子能工業(yè)的輻射，深水作業(yè)的高壓，高空的缺氧等。這些不利的環(huán)境因素都直接或間接地影響著人們的作業(yè)，輕則降低工作效率，重則影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和危害人體安全。一般情況下，影響人們作業(yè)的環(huán)境因素，主要有：物化性質(zhì)的環(huán)境因素，包括化學(xué)性氣體，蒸氣粉塵，熏煙，霧滴等。物理性質(zhì)的環(huán)境因素，一般有光、輻射、振動(dòng)、濕度、噪聲、水氣壓等。 23 控制一顯示比 控制一顯示比是在設(shè)計(jì)操縱器時(shí)需要考慮的很重要的人機(jī)因素。它是指操縱器的操

21、作量與顯示器（指示器）的顯示量之間的比例關(guān)系。其表達(dá)式為 B=C/D 式中，B為控制一顯示比：C為控制器的移動(dòng)量（或轉(zhuǎn)動(dòng)量）；D為顯示器（指示器）的顯示量。 系統(tǒng)操作時(shí)，操縱桿移動(dòng)4cm，顯示屏上的目標(biāo)位移1cm，則控制一顯示比是4。又如旋鈕開(kāi)關(guān)手臂轉(zhuǎn)1個(gè)單位值時(shí)，指示器指針移動(dòng)5個(gè)單位值，則控制顯示比為0.2。設(shè)計(jì)好控制一顯示比，對(duì)定量調(diào)節(jié)或連續(xù)控制者很重要，一般來(lái)說(shuō)，控制一顯示比小的調(diào)節(jié)控制器，適用于粗調(diào)或快速調(diào)；控制一顯示比大的調(diào)節(jié)控制器則適用于精調(diào)。 24 色調(diào)對(duì)比及調(diào)和 色調(diào)的對(duì)比是指色相的差異、明度的深淺、純度的高低、冷暖的不同、面積的大小和位置的各異等方面。如純度、冷暖、明度相差

22、較大的色在一起則成對(duì)比，反之則為調(diào)和。對(duì)比是擴(kuò)大色彩諸方面的差異和對(duì)立性，而調(diào)和則正好相反，是縮小色彩的差異性，中和對(duì)立性，增加共同性，各種調(diào)和的配色有：色相調(diào)和（在色相環(huán)上，相鄰色之間的顏色為調(diào)和色），純度調(diào)和（在色環(huán)上純度相近的復(fù)色），冷暖調(diào)和（冷暖程度相似的顏色）。如兩個(gè)或多個(gè)色不調(diào)和時(shí)，其間插入漸變的幾種顏色，就可使之調(diào)和。 25 動(dòng)作（Actus） 動(dòng)作的意義，是在時(shí)間進(jìn)程中所表現(xiàn)出來(lái)的某種行動(dòng)的一種物理現(xiàn)象的真實(shí)狀態(tài)。它來(lái)源于拉丁語(yǔ)，是指行為的動(dòng)作機(jī)能，對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，或使物體運(yùn)動(dòng)的意思。當(dāng)這種動(dòng)作不正確時(shí)，乃是發(fā)生事故的真正原因；若進(jìn)行合理的動(dòng)作，或消除有危險(xiǎn)性的行動(dòng)，這種

23、動(dòng)作在生產(chǎn)中就成為防止事故的核心。 26 動(dòng)作的穩(wěn)定性（Stability of conduct） 作業(yè)動(dòng)作就是在極短時(shí)間里作業(yè)姿勢(shì)的連續(xù)。姿勢(shì)的連續(xù)變化是來(lái)自大腦的指令，而使肌肉收縮為適應(yīng)外界條件所發(fā)揮的生理機(jī)能的結(jié)果。保持此瞬間的作業(yè)姿勢(shì)的穩(wěn)定性是非常必要的。假若這種穩(wěn)定性受到破壞，正常姿勢(shì)出現(xiàn)失調(diào)，則將成為引起事故的原因。動(dòng)作的穩(wěn)定性就是這種瞬間作業(yè)姿勢(shì)穩(wěn)定性的連續(xù)，為確保這種控制的穩(wěn)定性，要進(jìn)行反復(fù)的訓(xùn)練。 27 動(dòng)作的適應(yīng)性（Aptitude of conduct） 人的性格是通過(guò)遺傳，或通過(guò)后天隨著人生活的環(huán)境和受其它因素的影響而積累的經(jīng)驗(yàn)所形成的。所以人對(duì)相同的外界事物的刺激，不

24、一定表現(xiàn)出相同的反應(yīng)，甚至完全表現(xiàn)出相反的反應(yīng)。象人性格具有的這種方向性，企業(yè)中工人在操作中也存在。這種方向性，給事故的發(fā)生以很大的影響。所謂動(dòng)作的適應(yīng)性，乃是根據(jù)人的這種方向性特點(diǎn)而產(chǎn)生的適應(yīng)性。一般來(lái)說(shuō)，人對(duì)某種作業(yè)是否有適應(yīng)性，是通過(guò)對(duì)人的各種機(jī)能的考核予以判斷的。 28 動(dòng)作分析（Motion study） 為了使作業(yè)人員在生產(chǎn)過(guò)程中的作業(yè)動(dòng)作合理有效，亦即為了能以最小的代價(jià)獲取最大的效果，就要對(duì)動(dòng)作逐一地加以分析和研究，這就叫做動(dòng)作分析或動(dòng)作研究。因?yàn)榇蟛糠值氖鹿识际怯捎诓僮魅藛T的不安全動(dòng)作引起的，所以通過(guò)動(dòng)作分析，去掉作業(yè)動(dòng)作中的多余的和有危險(xiǎn)的動(dòng)作，或者找出改進(jìn)動(dòng)作的方法，乃是防

25、止事故的有效方法。 29 動(dòng)作管理（Motion management） 在工作現(xiàn)場(chǎng)，工人的動(dòng)作中常有許多不安全的因素。因此，無(wú)論從提高工作效率還是從安全角度來(lái)說(shuō)，都有必要對(duì)每一個(gè)操作動(dòng)作制定出一個(gè)合理的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作對(duì)工人進(jìn)行教育和訓(xùn)練，并在這一基礎(chǔ)上，讓操作符合標(biāo)準(zhǔn)的工人根據(jù)規(guī)定的操作標(biāo)準(zhǔn)，去對(duì)其他工人的操作動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)督，以使工人在操作過(guò)程中都能正確地進(jìn)行動(dòng)作。為此目的所進(jìn)行的工作就叫做動(dòng)作管理。 30 動(dòng)作軌跡（Motion locus） 這是對(duì)作業(yè)動(dòng)作進(jìn)行研究時(shí)所采用的一種方法。例如，為了了解手、足的動(dòng)作，可在手、足上裝一個(gè)小燈泡，然后就可在照相膠卷上拍攝下手、足運(yùn)動(dòng)的軌

26、跡。這樣，就可以根據(jù)動(dòng)作軌跡，發(fā)現(xiàn)熟練工和非熟練工動(dòng)作的不同，也可發(fā)現(xiàn)容易發(fā)生事故的動(dòng)作存在的缺陷。一般說(shuō)來(lái)，非熟練工的動(dòng)作軌跡是不穩(wěn)定的。因此，這種不穩(wěn)定的動(dòng)作是容易引起事故的。 31 色彩調(diào)節(jié)（Color conditioning） 把色彩的性質(zhì)，機(jī)能、科學(xué)地應(yīng)用來(lái)造成使工人舒適和安全的作業(yè)環(huán)境的技術(shù)，叫色彩調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用此技術(shù)，直接效果是，操作環(huán)境適宜，操作者對(duì)周?chē)鷻C(jī)器，工件等分辯容易，眼睛不疲乏，精神好，注意力集中，而且光線可以有效利用；間接效果是秩序井然，事故減少，廢品率下降，工作效率提高。 32 工作溫度（Operative temperature） 是根據(jù)牛頓冷卻法則研究出

27、來(lái)的一種溫度顯示。它是表示室內(nèi)的氣溫、氣流、壁溫（周?chē)?輻射溫度），與人體表面之間的熱交換關(guān)系的一種尺度。 33 連續(xù)動(dòng)作（Continors movement） 對(duì)不斷變化的外界條件，作業(yè)人員要及時(shí)作出與之相適應(yīng)的連續(xù)性的動(dòng)作反應(yīng)，這就叫做連續(xù)動(dòng)作。例如，汽車(chē)司機(jī)駕駛汽車(chē)時(shí)的運(yùn)作以及機(jī)床的切削作業(yè)，均屬于這類(lèi)動(dòng)作。 34 熱輻射（Heat radiation） 從高溫?zé)嵩粗苯由l(fā)熱能的一種形式，熱輻射與熱源周?chē)橘|(zhì)毫無(wú)關(guān)系。另外，從高溫?zé)嵩捶懦龅妮椛錈?，遵守斯特藩玻爾茲曼（stefan-Boltzman）輻射定律，即熱輻射溫度與輻射源絕對(duì)溫度的四次方成正比。 35程序控制（Sequence

28、 control） 在同時(shí)有幾個(gè)自動(dòng)控制裝置系統(tǒng)時(shí)，為使它們達(dá)到同一目的，必須確定這些裝置系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)順序，非此順序不得運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是程序控制。程序控制，在自動(dòng)控制運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，對(duì)確保一系列機(jī)械裝置的安全也是十分重要的。 36 操作研究（Work study） 對(duì)操作方法的合理性進(jìn)行調(diào)查研究，稱(chēng)為操作研究。合理的操作方法，在生產(chǎn)中應(yīng)能避免造成產(chǎn)品的缺陷和材料的浪費(fèi)，并能使生產(chǎn)穩(wěn)定在這種標(biāo)準(zhǔn)中，生產(chǎn)事故的發(fā)生，主要地是由于工人操作方法不穩(wěn)定，以及隨心所欲地進(jìn)行操作。因此，操作研究是使操作安全化的最有力手段。 37 操作速度（Work tempo） 操作速度是指操作過(guò)程中的操作的速度。當(dāng)進(jìn)行操作時(shí)，存在

29、著某一動(dòng)作與全體動(dòng)作配合的速度問(wèn)題，操作速度如果被某些外界條件所擾亂，工人為滿(mǎn)足此外界條件，其注意力便被集中過(guò)去，這時(shí)，對(duì)周?chē)奈ｋU(xiǎn)狀態(tài)和條件便不能集中注意力，以致動(dòng)作紊亂，出現(xiàn)沖突，發(fā)生事故的可能性就增加。 38 顯示器 人一機(jī)系統(tǒng)中各種顯示信息的裝置，統(tǒng)稱(chēng)為顯示器。具體包括儀表，信號(hào)燈，信號(hào)板，信號(hào)牌，各種標(biāo)記，符號(hào)，警戒鈴，信號(hào)聲，警報(bào)聲，雷達(dá)顯示屏，電視屏，以及其他顯示信息的裝置。在人機(jī)系統(tǒng)中為了操縱機(jī)器和監(jiān)視運(yùn)行狀況，必須傳遞信息，即“人”不斷地根據(jù)“機(jī)器”的活動(dòng)情況來(lái)調(diào)整“人”的操縱活動(dòng)。從機(jī)器角度來(lái)看，顯示器是輸出，而從操縱機(jī)器的人來(lái)看，顯示器是輸入。顯示器一般分為視覺(jué)顯示器、聽(tīng)

30、覺(jué)顯示器、觸覺(jué)顯示器、味覺(jué)顯示器和嗅覺(jué)顯示器等。其中主要的是視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)顯示器。 39 視力 視力是眼睛識(shí)別物體細(xì)部的能力，用作評(píng)價(jià)眼睛分辨細(xì)小物體（清晰度）的標(biāo)準(zhǔn)。它的量是眼睛能分辨被看對(duì)象最近兩點(diǎn)的視角（臨界視角）的倒數(shù)。它隨著照度，背景亮度以及對(duì)象與背景對(duì)比度（反差）的增大而增大。當(dāng)背景光亮度由零增加到600cd/msup2/sup左右時(shí)，視力增加得很快；當(dāng)背景光亮度從600 cd/msup2/sup再繼續(xù)增加時(shí)，則對(duì)視力的影響就不大了。當(dāng)對(duì)產(chǎn)品尺寸大小和儀表刻度盤(pán)精度高低進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，視力是必須要考慮的因素。為了提高視力，必須提高背景亮度和照度，或提高零部件與背景亮度的對(duì)比。 40 視角

31、視角是被看對(duì)象中的兩點(diǎn)射出光線投入眼球時(shí)的相交角度。它與觀察距離和被看對(duì)象上兩點(diǎn)的距離有關(guān)。 =2arctg（D/2L） 式中，視角（度）；D被看對(duì)象上兩點(diǎn)的距離；L眼睛至被看對(duì)象的距離。 在設(shè)計(jì)時(shí)，視角是確定設(shè)計(jì)對(duì)象尺寸大小的根據(jù)。 41 微觀視野和宏觀視野 顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的使用，使人們的視覺(jué)范圍擴(kuò)大了。正常人眼的分辨能力是0.075mm（即當(dāng)視距為25m時(shí)，人眼能分辨物體兩點(diǎn)間的最小距離為0.075mm）。當(dāng)借助于顯微鏡時(shí)，分辨能力則能成千萬(wàn)倍的增大。現(xiàn)代的電顯微鏡已能把細(xì)小物體放大約250萬(wàn)倍。我們將這樣顯示的微小世界稱(chēng)之為微觀世界，把人眼通過(guò)顯微鏡所能看到的微觀世界范圍叫微觀視野。而利

32、用望遠(yuǎn)鏡則可觀看對(duì)于微小世界來(lái)說(shuō)的巨大世界。早在1948年，美國(guó)就在巴拿馬山上安裝了5.08m的反射望遠(yuǎn)鏡，利用它可清楚地看到離地球18.921×10sup24/supm（即20億光年）那么遙遠(yuǎn)的宇宙空間。這是巨視。我們將這樣看到的巨大世界叫宏觀世界，把人眼通過(guò)望遠(yuǎn)鏡所能看到的宏觀世界范圍叫宏觀視野?，F(xiàn)在，借助于儀器，人的視野正朝著微觀和宏觀兩個(gè)方向不斷地?cái)U(kuò)大著。 42 視覺(jué)顯示器 視覺(jué)顯示器顯示信息，是通過(guò)人眼的視神經(jīng)而傳遞給大腦的。視覺(jué)形成的過(guò)程是，當(dāng)外界物象刺激了視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞后，這些細(xì)胞產(chǎn)生的神經(jīng)沖動(dòng)沿視神經(jīng)傳入大腦皮層的視覺(jué)中樞，于是就產(chǎn)生了視覺(jué)。人的視覺(jué)與光的強(qiáng)度、顏

33、色、周?chē)h(huán)境等有關(guān)。因此，對(duì)視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)，要求顯示的數(shù)字清晰、易辨和準(zhǔn)確。經(jīng)研究表明，顯示器表盤(pán)的形狀對(duì)讀數(shù)的精確性有著重要作用。開(kāi)窗式直接讀數(shù)顯示器的誤讀率僅為0.5%；圓形或環(huán)形的則為10.9%，半環(huán)狀的則增大到16.6%；而直線豎直式的則高達(dá)35.5%。視覺(jué)顯示器按用途分有如下各種，即數(shù)量認(rèn)讀，質(zhì)量認(rèn)讀和檢查認(rèn)讀等用途的顯示儀表。因此，要求在設(shè)計(jì)時(shí)，盡量符合使用目的。如供質(zhì)量認(rèn)讀的儀表，要求越簡(jiǎn)單越清晰越好。 43 聽(tīng)覺(jué)顯示器 外界的聲波經(jīng)過(guò)人的外耳道傳到鼓膜，引起鼓膜的振動(dòng)，刺激了內(nèi)耳的聽(tīng)覺(jué)感受器，使聽(tīng)覺(jué)感受器產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，這種神經(jīng)沖動(dòng)沿與聽(tīng)覺(jué)有關(guān)的神經(jīng)傳送到大腦皮層的聽(tīng)覺(jué)中樞形成

34、了人的聽(tīng)覺(jué)。聽(tīng)覺(jué)顯示器的顯示信號(hào)就是這們通過(guò)人的聽(tīng)覺(jué)器官，使操作人員作出反應(yīng)來(lái)控制機(jī)器裝置的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)信息的作用、特征和作業(yè)現(xiàn)象的具體情況，作出是否采用聽(tīng)覺(jué)顯示器的決定。例如，在許多作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，視覺(jué)信息負(fù)荷往往很大，若能用聽(tīng)覺(jué)通道分擔(dān)一部分任務(wù)，則可以減輕視覺(jué)通道的信息負(fù)荷，而達(dá)到安全生產(chǎn)和提高工作效率的目的。 設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)顯示器應(yīng)遵循以下原則。 （1）一致性原則：可用信號(hào)本身來(lái)說(shuō)明設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并且使信號(hào)和人們所熟悉的現(xiàn)象邏輯地聯(lián)系起來(lái)； （2）可分辨原則：要考慮作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，與其它聲響有明顯的區(qū)別； （3）簡(jiǎn)明性原則：信號(hào)盡量簡(jiǎn)單、清楚，信號(hào)不應(yīng)過(guò)多或太復(fù)雜； （4）不變性原則

35、：要求相同的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)，必須始終表示同樣的信息。 44 觸覺(jué)顯示器 除了視覺(jué)顯示器和聽(tīng)覺(jué)顯示器以外，人的觸覺(jué)也可作為信息傳遞的通道。利用觸覺(jué)設(shè)計(jì)的顯示器稱(chēng)為觸覺(jué)顯示器，觸覺(jué)顯示器常用的有電刺激、機(jī)械振動(dòng)刺激和噴氣刺激等信號(hào)器。電刺激信號(hào)比較強(qiáng)烈，作為警戒信號(hào)比較有利，但其缺點(diǎn)是易于為人們所適應(yīng)，因此，長(zhǎng)時(shí)間使用不太適合。振動(dòng)刺激適應(yīng)性小，適合長(zhǎng)時(shí)間使用。噴氣刺激強(qiáng)度小，人對(duì)它的分辯能力較差，所以不適用于復(fù)雜信息的傳遞。 45 實(shí)驗(yàn)法 是人機(jī)學(xué)研究中常用的方法之一。如果由于條件的限制，實(shí)測(cè)法無(wú)法進(jìn)行時(shí)，則可采用實(shí)驗(yàn)的方法，通常是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，但有時(shí)也可在其它環(huán)境下進(jìn)行。如果為了得到人在操作時(shí)對(duì)某種

36、按鈕開(kāi)關(guān)的按壓力，以及取得手感和舒適感，人體所要求的數(shù)據(jù)，一般在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間的測(cè)試即可。如果要得到色彩環(huán)境對(duì)人的心理、生理和工作效率的影響，一般在實(shí)驗(yàn)室作短時(shí)間的實(shí)驗(yàn)是不能解決的，這時(shí)需要對(duì)在各種色彩環(huán)境下工作人員的不同反應(yīng)，持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間的觀測(cè)，才能得到比較真實(shí)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)就可作為設(shè)計(jì)這類(lèi)機(jī)器、部件和工作環(huán)境的科學(xué)依據(jù)。 46 肌肉疲勞試驗(yàn) 為了研究人體對(duì)各種體力勞動(dòng)和其它負(fù)荷的反應(yīng)，德國(guó)學(xué)者A·莫索對(duì)人體勞動(dòng)疲勞進(jìn)行了肌肉疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)的方法是：當(dāng)人進(jìn)行作業(yè)時(shí)，用微電流通過(guò)人體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著人體疲勞程度的不同，電流強(qiáng)度也隨之變化。這樣就可以用電信號(hào)將人體的疲勞程度測(cè)量出來(lái)。這種試驗(yàn)為后來(lái)形成的勞動(dòng)生理學(xué)的研究打下了基礎(chǔ)。 47 鐵鍬作業(yè)試驗(yàn) 1898年，美國(guó)學(xué)者F·W泰羅根