第五節(jié) 人 機(jī) 系 統(tǒng)

　　一、人機(jī)信息及能量交換系統(tǒng)模型

　　人機(jī)系統(tǒng)的任何活動(dòng)實(shí)質(zhì)上是信息及能量的傳遞和交換。人機(jī)之間在進(jìn)行信息及能量的傳遞和交換中，首先是人的感覺器官（眼、耳等）從顯示裝置上感受到機(jī)器及環(huán)境作用于人的信息，經(jīng)大腦中樞神經(jīng)的綜合、分析、判斷做出決策，然后命令運(yùn)動(dòng)器官（手或腳）向機(jī)器的控制器發(fā)出控制信息，即操縱機(jī)器相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（手柄或按鈕等）完成各種相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)能（移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)），且將控制的效果反映在顯示器上，構(gòu)成一個(gè)信息及能量傳遞的閉環(huán)系統(tǒng)。到此，人機(jī)系統(tǒng)完成了一次功能循環(huán)。

　　在這個(gè)循環(huán)過程中，人機(jī)系統(tǒng)完成了人所希望的功能，達(dá)到人的預(yù)期目的。

　　二、人機(jī)系統(tǒng)

　　在人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)器為完成一定功能，各自發(fā)揮自己的作用，又必須相互聯(lián)系，相互配合，二者之間有著相互依存、相互影響、又相互制約的關(guān)系，而且這些關(guān)系隨系統(tǒng)自動(dòng)化程度的變化而變化。

　　為了取得人機(jī)系統(tǒng)的最佳效果，對(duì)人和機(jī)分別提出“人適應(yīng)于機(jī)”、“機(jī)適宜于人”的不同要求，即“人適機(jī)”與“機(jī)宜人”。所謂“機(jī)宜人”是指機(jī)器作為人從事生產(chǎn)和生活活動(dòng)的工具，要求設(shè)計(jì)、制造出來的機(jī)器應(yīng)盡量滿足使用者的體格、生理、心理等條件的要求，做到顯示的信息便于接受、判斷，控制系統(tǒng)的尺寸、力度、位置、結(jié)構(gòu)、形式等均應(yīng)適合操作者的生理要求，工具、器具及用品等的使用得心應(yīng)手，人所處的作業(yè)空間安全舒適，達(dá)到有利于人的身心健康，有利于發(fā)揮勞動(dòng)者的效能和效率。

　　人適機(jī)是指使人去適應(yīng)機(jī)器的要求。機(jī)器的結(jié)構(gòu)決定了其客觀的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其操作環(huán)境也會(huì)因各種因素在時(shí)間和空間上受到某種限制，如經(jīng)濟(jì)上的可行性、技術(shù)上的可能性、機(jī)器本身性能要求的條件以及使用機(jī)器時(shí)的外界環(huán)境條件（如高溫、高壓作業(yè)）等。為了適應(yīng)機(jī)器的這些情況，就需要對(duì)人的因素予以限制，對(duì)人進(jìn)行教育、訓(xùn)練，并且盡量發(fā)揮人的因素，利用有一定可塑性這一特點(diǎn)。

　　在人機(jī)系統(tǒng)中，機(jī)宜人與人適機(jī)是相對(duì)的。機(jī)適宜于人是以人的因素為條件的，而人的因素是比較復(fù)雜的，而且是變化的，有的是隨時(shí)代的進(jìn)步而變化，有的是因時(shí)、因地、因性別、因年齡等不同而變化；人的因素有的可量化，有的則難以準(zhǔn)確量化。機(jī)器本身也在不斷發(fā)展，自動(dòng)化程度越來越高，控制系統(tǒng)智能化，所以機(jī)適宜于人的程度也在不斷提高。而人適應(yīng)于機(jī)的程度是有限的，因?yàn)楸M管人的因素有一定的可塑性，但是畢竟有一定的限度。解決的辦法是通過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，提高人的文化和技術(shù)素質(zhì)，或采取必要的輔助措施（如使用勞保用品等）去適應(yīng)機(jī)器的要求。

　　三、人機(jī)功能分配

　　在人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)完成各自的功能，只有二者合理配合，協(xié)調(diào)一致，才能使人機(jī)系統(tǒng)達(dá)到最佳效果。為此，需要深入了解和研究人機(jī)各自的特征，進(jìn)行比較，揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮各自的特長。 ．

　?。ㄒ唬┤嗽谌藱C(jī)系統(tǒng)中的主要功能

　　人在人機(jī)系統(tǒng)中主要有3種功能：

　?。?）傳感功能。通過人體感覺器官的看、聽、摸等感知外界環(huán)境的刺激信息，如物體、事件、機(jī)器、顯示器、環(huán)境或工作過程等，將這些刺激信息作為輸入傳遞給人的中樞神經(jīng)。

　?。?）信息處理功能。大腦對(duì)感知的信息進(jìn)行檢索、加工、判斷、評(píng)價(jià)，然后做出決策。

　?。?）操縱功能。將信息處理的結(jié)果作為指令，指揮人的行動(dòng)，即人對(duì)外界的刺激作出反應(yīng)，如操縱控制器、使用工具、處理材料等，最后達(dá)到人的預(yù)期目的，如機(jī)器被開動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、零件被加工成形、機(jī)器的故障已被排除、缺陷零件已被修復(fù)或者更換等。

　?。ǘ┤藱C(jī)特性的比較

　　人體本身就是一部復(fù)雜的、特殊的機(jī)器。人與機(jī)器的特性包括許多內(nèi)容，但就從人機(jī)系統(tǒng)中信息及能量的接受、傳遞、轉(zhuǎn)換過程來講，我們可以歸納為以下4個(gè)方面來比較，即信息感受、信息處理和決策、操作反應(yīng)、工作能力等。

　?。ㄈ┤藱C(jī)功能分配原則

　　根據(jù)人機(jī)特性的比較，為了充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，人機(jī)功能合理分配的原則應(yīng)該是：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高價(jià)運(yùn)算的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件差的工作，適合于機(jī)器來做；而研究、創(chuàng)造、決策、指令和程序的編排、檢查、維修、故障處理及應(yīng)付不測等工作，適合于人來承擔(dān)。

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