賈麗萍

（哈爾濱哈輕塑膠有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 人機工程學(xué)設(shè)計

許多機械與操作者直接接觸，甚至長期在機器旁進(jìn)行操作，如機床、汽車、和許多儀器、儀表等。這些機器的尺寸、形狀、色彩等不但影響操作者的工作效率和是否能夠持久工作，而且當(dāng)設(shè)計不合理時會產(chǎn)生各種職業(yè)病，甚至人身事故。而且機械是否適用，操作者的舒適性，也對該產(chǎn)品在市場上面的競爭力有很大的影響。因此，“人機工程學(xué)”受到廣泛重視。人機工程學(xué)又稱人機學(xué)，也稱為人類工效學(xué)；它是在設(shè)計機械時，考慮如何使人獲得操作簡便而又準(zhǔn)確的一門學(xué)科。

1.1 人機工程學(xué)設(shè)計的內(nèi)涵和目的

舉車床設(shè)計為例。車床里的傳動系統(tǒng)、各種機構(gòu)、材料及熱處理、潤滑系統(tǒng)，電動機及電路系統(tǒng)、床身、底座和其他零部件的剛、強度，等等，都不是人機界面，因此不屬于人機工程設(shè)計的對象，而是工程技術(shù)設(shè)計的工作。而車床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系統(tǒng)和刻度盤等標(biāo)識系統(tǒng)等等，才是車床人機工程設(shè)計的內(nèi)容。至于車床的造型和色彩設(shè)計，一般地屬于工業(yè)設(shè)計(工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計)的范圍，但造型和色彩顯然與人的心理因素、精神因素有關(guān)，可見與人機工程學(xué)設(shè)計也是相關(guān)的。

1.2 人機工程學(xué)設(shè)計包括的主要內(nèi)容有

設(shè)計時考慮人體的尺寸、動作特點、感覺器官的要求、人體力學(xué)的要求、美學(xué)要求(形狀、尺寸、顏色等)、作業(yè)安全和習(xí)慣要求。

2 作業(yè)研究與機械設(shè)計

2.1 作業(yè)與工效

作業(yè)是具體的勞動動作，是為完成一定工藝過程而作出的一系列動作的聯(lián)合，是通過作業(yè)手段把材料變成合乎工序要求的活動。

通常作業(yè)的要素包括作業(yè)對象(材料)、作業(yè)手段(人的勞動、設(shè)備的運轉(zhuǎn)，信息的流通等)和作業(yè)成果 (產(chǎn)品)。由于作業(yè)手段主要是人或機器，故作業(yè)可分為手工作業(yè)與機器作業(yè)兩類。分類的目的是為確定作業(yè)研究的重點。例如對手工作業(yè)，主要考慮操作方法、技能的研究，對機器作業(yè)則以機器設(shè)備設(shè)計作為研究的重點，對人機系統(tǒng)作業(yè)則應(yīng)以系統(tǒng)特性、功能作為作業(yè)研究的重點。

為了進(jìn)行作業(yè)，必須形成作業(yè)區(qū)域。作業(yè)區(qū)域是根據(jù)作業(yè)需要、設(shè)備體積和人的活動范圍來確定的。人在作業(yè)中要采取或保持一定作業(yè)姿勢，要同作業(yè)對象、機械設(shè)備和作業(yè)成果在作業(yè)區(qū)域內(nèi)保持一定的空間關(guān)系。

功效(工效)指工作效率或作業(yè)效率，這是指為達(dá)到工作或作業(yè)的目的所用的投入與產(chǎn)出的比值。人機工程學(xué)中所謂的工效，因為其研究目的已由效率逐漸轉(zhuǎn)向安全、舒適，滿意等人類生存目標(biāo)，所以當(dāng)我們說工效學(xué)時其工效的意義是比較廣泛的。

工效即使在作業(yè)研究中，也不是僅僅由作業(yè)姿勢、作業(yè)區(qū)域等因素決定的，它同作業(yè)的速度、精度、強度、復(fù)雜度有關(guān)，又同作業(yè)主體的功能，作業(yè)環(huán)境條件和各種激勵因素有關(guān)。所以，只有人機工程學(xué)才將各種影響作業(yè)工效的因素作了綜合全面的考慮，并提出比較全面的解決辦法。

2.2 作業(yè)研究與設(shè)計

作業(yè)研究是以作業(yè)系統(tǒng)為對象的工程活動。任何一種工程活動，其目的都是為了設(shè)計、建立或改進(jìn)目標(biāo)系統(tǒng)，使之更為經(jīng)濟有效。作業(yè)研究的目的正是為了尋找最經(jīng)濟有效和使作業(yè)者勝任愉快的工作方法與工作時間，以有效利用資源、增進(jìn)系統(tǒng)的工效。

機械工程技術(shù)人員研究作業(yè)的目的是為人機工程學(xué)設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)，使設(shè)計的機械達(dá)到作業(yè)要求（即機械的使用與維護(hù)）?！斑m宜作業(yè)”是機械工程技術(shù)人員人機工程學(xué)設(shè)計的目標(biāo)。

3 適宜作業(yè)的人機工程學(xué)設(shè)計

3.1 人機工程學(xué)設(shè)計的基本原則

對于一個運行成功的系統(tǒng)而言，僅有機器的高效運轉(zhuǎn)是不夠的，機器還必須在系統(tǒng)操作者的范圍內(nèi)使用方便或者可用。

人機環(huán)境系統(tǒng)的性能并不是系統(tǒng)中各要素本身性能的簡單疊加，而取決于各要素之間的匹配關(guān)系，取決于系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)。人機工程學(xué)設(shè)計的基本原則是以人為本，整體協(xié)調(diào)，適宜作業(yè)。具體表現(xiàn)在以下幾方面：作為工作系統(tǒng)的人-機器-環(huán)境系統(tǒng)，要以人為中心來進(jìn)行設(shè)計;機器和環(huán)境的設(shè)計，要考慮作業(yè)人員的心理，心里特征及其限制；機器和環(huán)境應(yīng)首先適應(yīng)人，然后才是人要適應(yīng)機器和環(huán)境；始終關(guān)注人的工作效績。

3.2 人機工程學(xué)設(shè)計時需要考慮的主要因素

人類工效學(xué)家的目標(biāo)是將設(shè)備設(shè)計在大多數(shù)人的強度、耐力、可及性、敏感性和信息處理能力的范圍之內(nèi)。應(yīng)該在概念階段考慮操作者與設(shè)備之間如何交互。這一問題不能在已有設(shè)計中得到有效解決，或者不易于結(jié)合進(jìn)已有設(shè)計中考慮。人類是一個系統(tǒng)中最靈活的部分，因而操作者能夠在有設(shè)計缺陷的設(shè)備周圍工作，但這要求使用者付出額外的努力，只能留出較少的時間和精力去做其他工作，因此未充分使用人力資源。機械的設(shè)計對人們在工作中的安全和操作有極大的影響。機械設(shè)計工作者在設(shè)計中必須考慮的主要因素有：總體考慮(如身體要求和安全):作為制造系統(tǒng)中的一個極為重要的系統(tǒng)，可通過兩個途徑來設(shè)計生產(chǎn)機械設(shè)備以提高人類這一系統(tǒng)因子的操作技能：第一，合理地分配人或機器的任務(wù)；第二，設(shè)計設(shè)備使其符合人的能力范圍以便優(yōu)化其操作?？删S護(hù)性:生產(chǎn)設(shè)備從開始設(shè)計時就要考慮可維護(hù)性問題。因為系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜且系統(tǒng)內(nèi)各部分更加相互依賴，維護(hù)必要性的評價和及時提供故障檢修方面的幫助變得更為重要。顯示器的設(shè)計:為了使生產(chǎn)設(shè)備高效運轉(zhuǎn)，必須向操縱者提供了解機器狀態(tài)的信息并使其能使用機器上的控制器對這些信息作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。生產(chǎn)系統(tǒng)中使用顯示器的目的是給操作者提供關(guān)于設(shè)備功能狀況或過程的信息。控制器的設(shè)計:信息通過顯示器提供給操縱者。操作者對顯示的反應(yīng)通過控制器或資料輸入裝置來實現(xiàn)。如果控制器的操作與人們的期望一致（符合人群的習(xí)慣模式），它們的尺寸與人體相適應(yīng)，以及它們的運行特征在大多數(shù)人力量和精確度所能達(dá)到的范圍內(nèi)，那么系統(tǒng)的性能將得到加強。工具設(shè)計:在大多數(shù)工作中手持工具是用于執(zhí)行所要求的精度和力度非人手可完成的任務(wù)。很少有手持工具的大小設(shè)計可滿足不同操作者的首部特征；通常把柄的大小根據(jù)電動工具產(chǎn)生的扭矩而定，而雙炳工具的跨距設(shè)計要求與所使用的扣件大小相匹配。設(shè)備的選擇和評價：無論是識別工作場所設(shè)計中的不足還是計劃購買新工具，對所選擇的干預(yù)措施或候選工具的評估將有助于作出更合理的決定。

3.3 符合人機工程學(xué)設(shè)計準(zhǔn)則

根據(jù)現(xiàn)代機械設(shè)計的特點和要求，從人類工效學(xué)觀點可歸納出以下五條適宜作業(yè)的人機工程學(xué)設(shè)計的一般設(shè)計準(zhǔn)則：基于人體形態(tài)學(xué)的設(shè)計準(zhǔn)則；基于人體感覺器官要求的設(shè)計準(zhǔn)則；基于人體力學(xué)的設(shè)計準(zhǔn)則；按美學(xué)造型要求的設(shè)計準(zhǔn)則;確保作業(yè)安全的設(shè)計準(zhǔn)則。

結(jié)語

二十一世紀(jì)人類步入了信息時代，人機工程學(xué)的發(fā)展必然向著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。人機工程學(xué)作為應(yīng)用性學(xué)科，與人的工作生活息息相關(guān)，設(shè)計生產(chǎn)出更加人性化、高效能的設(shè)備、工具和日常生活用品是努力的目標(biāo)?！斑m宜作業(yè)”是機械工程技術(shù)人員人機工程學(xué)設(shè)計的目標(biāo)。

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