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發(fā)表于 2008-3-1 17:41:03
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同意LZ的建議，人機(jī)工程學(xué)是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(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各學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，來指導(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。
" d& S* Q, E) u% S0 a 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)境問題是人類生產(chǎn)和生活中普遍性的問題。其發(fā)源學(xué)科和地域的不同，也引起了學(xué)科名稱長(zhǎng)期的多樣并存，在英語中，主要有Ergonomics（歐洲）、Human Engineering（美國）等，在漢語中，則還有“人類工效學(xué)”、“人類工程學(xué)”和“人體工學(xué)”。我國一般把“人類工效學(xué)”作為這個(gè)學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)名稱，不過筆者更喜歡“人機(jī)工程學(xué)”的叫法，比較起來，前者指明人類和工效的研究是學(xué)科的主要內(nèi)容，但后者更能抓住問題的核心在于人機(jī)關(guān)系，也更適合學(xué)科目的的豐富內(nèi)涵。 人開始使用機(jī)器就構(gòu)成了人機(jī)系統(tǒng)。: S# f1 g# ?# p. E5 _: K
% _/ ]1 o; e7 A. x 第二次世界大戰(zhàn)期間，人們認(rèn)識(shí)到對(duì)制造出來的各種高效能的新式機(jī)器和機(jī)器系統(tǒng)(生產(chǎn)、運(yùn)輸、通信、武器和航空飛行器等)進(jìn)行操縱和控制時(shí)，整體系統(tǒng)的工作效率在很多情況下是由其中人的活動(dòng)來決定的。如雷達(dá)運(yùn)行時(shí)，要求操縱人員接收和分辨出顯示器上顯示的各種信息，根據(jù)這些信息在很短時(shí)間內(nèi)作出決策和進(jìn)行操作。若雷達(dá)設(shè)備的全部潛力沒有發(fā)揮出來，至少部分原因是操縱人員不能掌握這個(gè)電子設(shè)備的復(fù)雜操作。 : ~" \6 Z7 T; D6 c' A! w, e$ O7 E) G% f$ T
% I2 Q! k4 w2 A% j9 P7 W1 p% k* s經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)提醒人們，有時(shí)飛機(jī)弄錯(cuò)方向墜毀，炸彈誤中友船，就是因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮人的各種長(zhǎng)處和短處。電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度很快，輸入數(shù)據(jù)、編制程序和打印結(jié)果很慢，機(jī)器經(jīng)常處于空閑狀態(tài)，也是因?yàn)闆]有考慮和研究人機(jī)接口系統(tǒng)和人機(jī)功能分配等因素引起的。
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1 M/ D, z; Q z; g8 |) q人的能力和機(jī)器的潛力很好地配合，能提高管理和控制效率。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化和電子化的高度發(fā)展，人的因素在生產(chǎn)中的影響越來越大，人機(jī)協(xié)調(diào)問題也就越來越顯得重要，人機(jī)工程學(xué)就是在這樣的背景下創(chuàng)立和發(fā)展起來的。
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2 h+ o X; z3 N, ~/ ]- m在人機(jī)系統(tǒng)中操縱人員被看作系統(tǒng)中的一個(gè)元件。操作人員通過感覺器官(視、聽、觸、嗅、味)接收來自機(jī)器的信息，了解其意義并予以解釋，或先進(jìn)行計(jì)算，再把結(jié)果與過去的經(jīng)驗(yàn)和策略進(jìn)行比較，然后作出決策。
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6 d- j9 D# A3 ]8 A" ?3 k作出決策后，人通過控制器官(手、腳等)去操縱機(jī)器的操縱器，如開關(guān)、按鈕、操縱桿、操縱盤、光筆或呼口令等，來改變機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。機(jī)器隨即發(fā)出新的信息，如此重復(fù)不斷。人機(jī)系統(tǒng)不是孤立存在的，而是存在于某種環(huán)境之中。環(huán)境特性影響人的效率和行為。環(huán)境因素包括溫度、濕度、噪聲、照明、加速、振動(dòng)、污染和失重等。
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6 T K- S/ {: F; i* x0 c6 p設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)，要把人和機(jī)器作為一個(gè)整體來考慮，合理地或最優(yōu)地分配人和機(jī)器的功能，保證系統(tǒng)在環(huán)境變動(dòng)下達(dá)到要求的目標(biāo)。有些人機(jī)系統(tǒng)能用定量的系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)，如一位操縱人員和一臺(tái)機(jī)器構(gòu)成的單參數(shù)跟蹤系統(tǒng)，操縱人員被看作是系統(tǒng)中一個(gè)元件，可用定量方法，即用傳遞函數(shù)或其他數(shù)學(xué)方法近似表達(dá)操縱人員的動(dòng)態(tài)特性，建立操縱人員的準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型；用控制理論方法對(duì)操縱人員的傳遞函數(shù)，和機(jī)器的傳遞函數(shù)進(jìn)行綜合，便可得到調(diào)節(jié)品質(zhì)合乎要求的穩(wěn)定的人機(jī)跟蹤系統(tǒng)。 1 v5 A9 R% ~" s& f& A# ?& [
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建立人機(jī)系統(tǒng)，必須考慮以下五個(gè)方面：人員選擇訓(xùn)練(包括訓(xùn)練設(shè)備)、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作程序和環(huán)境。建立復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)，除了這五個(gè)方面外，還要考慮人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)性能、人和機(jī)器的特性等，采用系統(tǒng)科學(xué)或信息科學(xué)的方法來設(shè)計(jì)和分析，然后進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)，檢查系統(tǒng)性能和操縱人員操縱的難易程度。 & H+ Z6 T7 j: o3 ^, M+ ~7 s
! j4 z& @: w1 b: z4 N7 ~一般說來，人機(jī)系統(tǒng)要反復(fù)試驗(yàn)和使用才能逐漸完善。人機(jī)系統(tǒng)中，操縱人員是人機(jī)系統(tǒng)中的主體，設(shè)計(jì)和運(yùn)用人機(jī)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮人在人機(jī)系統(tǒng)中的能動(dòng)和主導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)人員要和操縱人員密切配合，使人機(jī)系統(tǒng)達(dá)到要求的性能和指標(biāo)，同時(shí)保證操縱人員操縱簡(jiǎn)便。安全舒適和提高系統(tǒng)工效。
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人機(jī)工程學(xué)是一門年輕的科學(xué)。人機(jī)系統(tǒng)中人的特性、能力和限制已經(jīng)有大量測(cè)試數(shù)據(jù)可查。從系統(tǒng)分析角度研究人機(jī)系統(tǒng)，在原有設(shè)備基本不變的情況下，由于考慮了人的動(dòng)態(tài)特性而進(jìn)行系統(tǒng)分析，再適當(dāng)改動(dòng)設(shè)備，就能顯著提高工效。如手動(dòng)控制系統(tǒng)，即操縱人員直接參與的用手連續(xù)控制的系統(tǒng)，在飛機(jī)、火炮、雷達(dá)、汽車、艦船和航天飛機(jī)等方面已廣泛應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應(yīng)用。 / ^3 L7 ?4 h4 W7 l
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人機(jī)接口系統(tǒng)，即人和計(jì)算機(jī)之間相互作用的系統(tǒng)，已是電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的必不可少的重要組成部分。人機(jī)接口系統(tǒng)不僅在硬件上，而且在軟件上也取得了進(jìn)展-特別是在人機(jī)對(duì)話(或人機(jī)通信)方面，已研究出許多高級(jí)語言，正在研究采用自然語言進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，加快人機(jī)對(duì)話的速度，提高通信效果，發(fā)揮計(jì)算機(jī)的潛力。 ! s1 f) L) z# y4 F! i) C
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人機(jī)接口系統(tǒng)中人承擔(dān)越來越多的功能，操縱人員執(zhí)行許多操作，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，處理大量信息，作出各種決策。指揮控制通信系統(tǒng)是一種多操縱人員、多臺(tái)機(jī)器的復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)。即使是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的設(shè)備，在操縱人員的問題上也會(huì)產(chǎn)生常規(guī)工程實(shí)踐無法解決的問題。因此人機(jī)工程學(xué)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 7 S3 L% d3 G! J! ?8 d! f6 o
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人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域有電話、電傳、計(jì)算機(jī)控制臺(tái)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、高速公路信號(hào)、汽車、航空、航海 、現(xiàn)代化醫(yī)院、環(huán)境保護(hù)、教育等，人機(jī)工程學(xué)甚至可用于大規(guī)模社會(huì)系統(tǒng)。 |
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