人機工程學(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、機器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評價手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。

簡介

人機工程學(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，是因為人機環(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)科名稱長期的多樣并存，在英語中，主要有Ergonomics（歐洲）、HumanFactors（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)”作為這個學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)名稱，不過筆者更喜歡“人機工程學(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關(guān)系，也更適合學(xué)科目的的豐富內(nèi)涵。

基本原理

人機工程學(xué)

（Ergonomics）

人機工程學(xué)是一門新興的邊緣科學(xué)。它起源于歐洲，形成和發(fā)展于美國。人機工程學(xué)在歐洲稱為Ergonomics，這名稱最早是由波蘭學(xué)者雅斯特萊鮑夫斯基提出來的，它是由兩個希臘詞根組成的?！癳rgo”的意思是“出力、工作”，“nomics”表示“規(guī)律、法則”的意思，因此，Ergonomics的含義也就是“人出力的規(guī)律”或“人工作的規(guī)律”，也就是說，這門學(xué)科是研究人在生產(chǎn)或操作過程中合理地、適度地勞動和用力的規(guī)律問題。

人機工程學(xué)在美國稱為“HumanEngineering”（人類工程學(xué)）或“HumanFactorEngineering”（人類因素工程學(xué)）。日本稱為“人間工學(xué)”，或采用歐洲的名稱，音譯為“Ergonomics”，俄文音譯名“Эргнотика”在我國，所用名稱也各不相，，有“人類工程學(xué)”、“人體工程學(xué)”、“工效學(xué)”、“機器設(shè)備利用學(xué)”和“人機工程學(xué)”等。為便于學(xué)科發(fā)展，統(tǒng)一名稱很有必要，現(xiàn)在大部分人稱其為“人機工程學(xué)”，簡稱“人機學(xué)”。

“人機工程學(xué)”的確切定義是，把人—機—環(huán)境系統(tǒng)作為研究的基本對象，運用生理學(xué)、心理學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科知識，根據(jù)人和機器的條件和特點，合理分配人和機器承擔(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，使工效達到最優(yōu)的一門綜合性學(xué)科。

人—機系統(tǒng)

（Man-Machinesystems）

“人——機系統(tǒng)”，就是人和一些機器、裝置、工具、用具等為完成某項工作或生產(chǎn)任務(wù)所組成的系統(tǒng)。更確切地說，這種系統(tǒng)還應(yīng)包括環(huán)境條件在內(nèi)。所以，人——機系統(tǒng)實際上是指人——機——環(huán)境組成的一個不可分割的整體。人——機系統(tǒng)的范圍是很廣闊的，有簡單的，也有復(fù)雜的，如人用鉛筆書寫，就是一個簡單的人——機系統(tǒng)；又如船員駕駛輪船，飛行員駕駛飛機，司機開動汽車，就是一些較復(fù)雜的人——機系統(tǒng)。在人——機系統(tǒng)中，包括人、機器和環(huán)境三個組成部分，而每個組成部分可稱為一個分系統(tǒng)或子系統(tǒng)。機器分系統(tǒng)具有控制器和顯示器（顯示器的種類很多，有視覺的、聽覺的，觸覺的等）。

人，這一分系統(tǒng)在看到（或聽到，觸到）顯示器的顯示時，就要決定如何去控制，如何去操作。如果有必要調(diào)節(jié)時，即可通過人體的動作去進行操縱。整個人—機系統(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分系統(tǒng)的工作?？梢姡谌恕獧C系統(tǒng)中，人同機器、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)揮人和機器的作用，使整個人——機系統(tǒng)可靠、安全、高效，以及操作方便和舒適，設(shè)計人——機系統(tǒng)時就得充分考慮人和機器的特征與功能，使之相互協(xié)調(diào)配合，構(gòu)成有機整體，達到生產(chǎn)和工作的最佳效果。

人—機系統(tǒng)設(shè)計

（Man-Machinesystemsdesign）

人們要完成某項工作或生產(chǎn)任務(wù)，就需要一定的機器或裝置，但是有些機器或裝置適合人的生理機能和心理特征，人們工作起來就感到舒適和省力，效率高而且安全。而有些則不是這樣。所以，在設(shè)計機器或裝置時，要盡可能考慮人體的機能和人的心理特征，力求在人操縱機器時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，還須在使用這些機器或裝置時，保證人體安全。如果這些目標(biāo)達不到，那么，人們所有期望的結(jié)果—事故就很可能發(fā)生。人機工程學(xué)的這一基本思想是設(shè)計機器或作業(yè)空間時必須考慮的。

一般來說，人—機系統(tǒng)的設(shè)計可分六個階段，即（1）調(diào)查研究；（2）編制設(shè)計任務(wù)書；（3）編制實施方案；（4）技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計；（5）模型的制作；（6）人—機系統(tǒng)的制作與鑒定。這些設(shè)計過程雖有先后次序之分，但各階段之間卻有著密切的聯(lián)系，也可相互穿插進行。

確定式反應(yīng)

當(dāng)有了某些刺激或信號時，人們常常就按照自己的經(jīng)驗和習(xí)慣而作出反應(yīng)。這種反應(yīng)稱為確定式反應(yīng)。在這種反應(yīng)過程中，人的神經(jīng)中樞動比較簡單，只要知覺到刺激物，不必過多考慮和選擇，就能立即作出決定。在一般情況下，視覺或聽覺刺激物出現(xiàn)后，在0.14~0.18秒內(nèi)便能作出反應(yīng)。

通常，確定式反應(yīng)可分為兩類，一類屬于概念關(guān)系，另一類屬于空間關(guān)系。例如，不同的顏色常常用于各種信號和圖表的設(shè)計，人們在看到這些顏色時，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、停止，綠色表示安全、通行。這都屬于概念關(guān)系。又例如，書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，就要按這順序進行，這屬于空間關(guān)系。

人體測量學(xué)

（Anthropometry）

人體測量學(xué)是人類學(xué)的一個分支學(xué)科，主要是通過對人體的整體測量和局部測量來研究人體類型、特征、變異和發(fā)展的規(guī)律。人體測量學(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)等的活動限度、人體靜態(tài)和動態(tài)尺寸（即身高及上、下肢體的長度等）的數(shù)據(jù)和資料，為人—機系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計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)計機械設(shè)備、工作場所和動作類型等提出原則和標(biāo)準(zhǔn)，以便最充分地利用時間和空間；（2）使設(shè)計的機械設(shè)備與身體的大小、形狀、活動和結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，從而使人操作時省力、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?；?）使機器設(shè)備能收到最大的效益。

人體反應(yīng)時間

人體的感覺器官在受到外界刺激后的反應(yīng)時間稱為人體反應(yīng)時間。一般人的視覺簡單反應(yīng)時間為0.2~0.25秒；聽覺的反應(yīng)時間為0.12~0.15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，所以需要感覺指導(dǎo)的間斷操作間隙期一般應(yīng)大于0.5秒，復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時間一般達1~3秒，需要復(fù)雜判斷和認識的操作反應(yīng)時間則更長。

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)，就操縱器來說，其形狀、位置、式樣、大小、操作方向以及用力情況等，都會影響操縱速度。人的手指敲擊的速度為1.5~5次每秒，最大可達5~14次每秒。人手作水平135（相當(dāng)于水平時鐘面1點半鐘的方向）或315°（相當(dāng)于7點半鐘的方向）方向的運動速度最快，且手抖動次數(shù)最少；而其它方向的動作速度就稍慢。右手向前運動推東西的速度，比從右向左的運動速度要快，而從左向右的運動速度則更慢。

人機系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)

人機系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是指系統(tǒng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和人的效果標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)依不同的人機系統(tǒng)有不同的項目和內(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。隨著人機工程學(xué)在人類生產(chǎn)和生活中越來越重要，國際上對制定人機學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)問題也越來越重視，1973年在英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（BSI）支持下，國際人機工程學(xué)會在英國召開了有13個國家參加的人機學(xué)國際討論會，會上提出了很多有關(guān)人機學(xué)方面的標(biāo)準(zhǔn)。目前，越來越多的產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量評定，都把人機學(xué)標(biāo)準(zhǔn)列為重要的內(nèi)容。

人的素質(zhì)

人的素質(zhì)包括遺傳的先天性素質(zhì)和由實踐經(jīng)驗積累而形成的后天性素質(zhì)兩類。人對于外界條件的刺激所作出的反應(yīng)，即所采取的行動，會因各人的素質(zhì)不同而有差異。這就是說，在生產(chǎn)場所，發(fā)生不安全行為和可能引起傷害行動的最根本原因是與人的素質(zhì)有著極為密切的關(guān)系。

人類生態(tài)學(xué)

人類在維持其生存的過程中，逐漸適應(yīng)了自然的和社會的環(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，研究人類區(qū)域社會的結(jié)構(gòu)及其變化過程的學(xué)科叫做人類生態(tài)學(xué)。它的研究范圍還包括，與人類的生存有密切關(guān)系的健康問題，公共衛(wèi)生學(xué)以及由生物環(huán)境、行動環(huán)境、生物個體環(huán)境等帶來影響的有關(guān)課題。

無條件反射

（Unconditionedreflex）

當(dāng)外界條件給人以刺激，則人會形成兩種反射，一為無條件反射，一為有條件反射。無條件反射是指人生下來就具有的一種本能的生理機能，即當(dāng)人體受到刺激時，則在生理上出現(xiàn)一種不通過大腦即可判斷，本能地作出反射的機能。食物，是人為維持生命所必需的最基本的東西，所以人面對食物的刺激，通過生理機能直接反射，就有唾液分泌出來。這種反射是為了維持人的生命所必需的一種生來就有的最基本的自動控制方式。

心理原因

（Mintalcause）

人們工作時的一切行動完全由當(dāng)時的心理狀態(tài)所支配。若心理狀態(tài)不正常，就可能會因此而引起事故或災(zāi)害。這種因心理狀態(tài)不正常而發(fā)生事故或災(zāi)害的原因，稱為心理原因。屬于這類心理原因的有，精神不振、心情不悅、過度疲勞、反抗心、感情不適、錯覺等種種情況。

外界條件

（Outsidecondition）

作業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)活動是由人—機械—環(huán)境組成的。如果生產(chǎn)活動以人的行動作為主體來考慮時，則與作業(yè)行動有關(guān)的機械、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)稱為外界條件。由于外界條件不同，事故發(fā)生的頻度也不同。