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人机工程基本原理

1人机工程学（Ergonomics）

人机工程学是一门新兴的边缘科学。它起源于欧洲，形成和发展于美国。人机

工程学在欧洲称为Ergonomics，这名称最早是由波兰学者雅斯特莱鲍夫斯基提

出来的，它是由两个希腊词根组成的。“ergo”的意思是“出力、工作”，

“nomics”表示“规律、法则”的意思，因此，Ergonomics的含义也就是“人

出力的规律”或“人工作的规律”，也就是说，这门学科是研究人在生产或操

作过程中合理地、适度地劳动和用力的规律问题。人机工程学在美国称为

“HumanEngineering”（人类工程学）或“HumanFactorEngineering”（人

类因素工程学）。日本称为“人间工学”，或采用欧洲的名称，音译为

“Ergonomics”，俄文音译名“Эргнотика”在我国，所用名称也各

不相，，有“人类工程学”、“人体工程学”、“工效学”、“机器设备利用

学”和“人机工程学”等。为便于学科发展，统一名称很有必要，现在大部分

人称其为“人机工程学”，简称“人机学”。“人机工程学”的确切定义是，

把人—机—环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学

科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并

使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一

门综合性学科。

2人—机系统（Man-Machinesystems）

“人—机系统”，就是人和一些机器、装置、工具、用具等为完成某项工作或

生产任务所组成的系统。更确切地说，这种系统还应包括环境条件在内。所以，

人—机系统实际上是指人—机—环境组成的一个不可分割的整体。人—机系统

的范围是很广阔的，有简单的，也有复杂的，如人用铅笔书写，就是一个简单

的人—机系统；又如船员驾驶轮船，飞行员驾驶飞机，司机开动汽车，就是一

些较复杂的人—机系统。在人—机系统中，包括人、机器和环境三个组成部分，

而每个组成部分可称为一个分系统或子系统。机器分系统具有控制器和显示器

（显示器的种类很多，有视觉的、听觉的，触觉的等）。人，这一分系统在看

到（或听到，触到）显示器的显示时，就要决定如何去控制，如何去操作。如

果有必要调节时，即可通过人体的动作去进行操纵。整个人—机系统是在各种

不同的环境里工作。而环境条件又不同程度地影响着各个分系统的工作。可见，

在人—机系统中，人同机器、环境的关系总是相互作用，相互配合和相互制约

的，但人始终起着主导作用。因此，为了能充分地发挥人和机器的作用，使整

个人—机系统可靠、安全、高效，以及操作方便和舒适，设计人—机系统时就

得充分考虑人和机器的特征与功能，使之相互协调配合，构成有机整体，达到

生产和工作的最佳效果。

3人—机系统设计（Man-Machinesystemsdesign）

人们要完成某项工作或生产任务，就需要一定的机器或装置，但是有些机器或

装置适合人的生理机能和心理特征，人们工作起来就感到舒适和省力，效率高

而且安全。而有些则不是这样。所以，在设计机器或装置时，要尽可能考虑人

体的机能和人的心理特征，力求在人操纵机器时所接触的部位尽量符合人体的

各种因素。须使人体骨架结构能够适应它，肌肉组织能够操纵它，精神系统能

够控制它。同时，还须在使用这些机器或装置时，保证人体安全。如果这些目

标达不到，那么，人们所有期望的结果—事故就很可能发生。人机工程学的这

一基本思想是设计机器或作业空间时必须考虑的。一般来说，人—机系统的设

计可分六个阶段，即（1）调查研究；（2）编制设计任务书；（3）编制实施方

案；（4）技术设计和施工图设计；（5）模型的制作；（6）人—机系统的制作

与鉴定。这些设计过程虽有先后次序之分，但各阶段之间却有着密切的联系，

也可相互穿插进行。

4确定式反应

当有了某些刺激或信号时，人们常常就按照自己的经验和习惯而作出反应。这

种反应称为确定式反应。在这种反应过程中，人的神经中枢动比较简单，只要

知觉到刺激物，不必过多考虑和选择，就能立即作出决定。在一般情况下，视

觉或听觉刺激物出现后，在0.14~0.18秒内便能作出反应。通常，确定式反应

可分为两类，一类属于概念关系，另一类属于空间关系。例如，不同的颜色常

常用于各种信号和图表的设计，人们在看到这些颜色时，因懂得这些颜色的含

义，便能立即作出反应，如红色表示危险、停止，绿色表示安全、通行。这都

属于概念关系。又例如，书刊上的词句是由左向右和各行由上向下排列的，这

就是横排印刷所采取的排列方式。当我们阅读时，就要按这顺序进行，这