第五節 人 機 系 統

　　一、人機信息及能量交換系統模型

　　人機系統的任何活動(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(jué)器官（眼、耳等）從顯示裝置上感受到機器及環(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，然后命令運動(dòng)器官（手或腳）向機器的控制器發(fā)出控制信息，即操縱機器相應的執行機構（手柄或按鈕等）完成各種相應的運動(dòng)機能（移動(dòng)或轉動(dòng)），且將控制的效果反映在顯示器上，構成一個(gè)信息及能量傳遞的閉環(huán)系統。到此，人機系統完成了一次功能循環(huán)。

　　在這個(gè)循環(huán)過(guò)程中，人機系統完成了人所希望的功能，達到人的預期目的。

　　二、人機系統

　　在人機系統中，人與機器為完成一定功能，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(zhù)相互依存、相互影響、又相互制約的關(guān)系，而且這些關(guān)系隨系統自動(dòng)化程度的變化而變化。

　　為了取得人機系統的最佳效果，對人和機分別提出“人適應于機”、“機適宜于人”的不同要求，即“人適機”與“機宜人”。所謂“機宜人”是指機器作為人從事生產(chǎn)和生活活動(dòng)的工具，要求設計、制造出來(lái)的機器應盡量滿(mǎn)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，控制系統的尺寸、力度、位置、結構、形式等均應適合操作者的生理要求，工具、器具及用品等的使用得心應手，人所處的作業(yè)空間安全舒適，達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。

　　人適機是指使人去適應機器的要求。機器的結構決定了其客觀(guān)的運動(dòng)規律，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)濟上的可行性、技術(shù)上的可能性、機器本身性能要求的條件以及使用機器時(shí)的外界環(huán)境條件（如高溫、高壓作業(yè)）等。為了適應機器的這些情況，就需要對人的因素予以限制，對人進(jìn)行教育、訓練，并且盡量發(fā)揮人的因素，利用有一定可塑性這一特點(diǎn)。

　　在人機系統中，機宜人與人適機是相對的。機適宜于人是以人的因素為條件的，而人的因素是比較復雜的，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，有的則難以準確量化。機器本身也在不斷發(fā)展，自動(dòng)化程度越來(lái)越高，控制系統智能化，所以機適宜于人的程度也在不斷提高。而人適應于機的程度是有限的，因為盡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(guò)學(xué)習和訓練，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）去適應機器的要求。

　　三、人機功能分配

　　在人機系統中，人與機完成各自的功能，只有二者合理配合，協(xié)調一致，才能使人機系統達到最佳效果。為此，需要深入了解和研究人機各自的特征，進(jìn)行比較，揚長(cháng)避短，充分發(fā)揮各自的特長(cháng)。 ．

　?。ㄒ唬┤嗽谌藱C系統中的主要功能

　　人在人機系統中主要有3種功能：

　?。?）傳感功能。通過(guò)人體感覺(jué)器官的看、聽(tīng)、摸等感知外界環(huán)境的刺激信息，如物體、事件、機器、顯示器、環(huán)境或工作過(guò)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。大腦對感知的信息進(jìn)行檢索、加工、判斷、評價(jià)，然后做出決策。

　?。?）操縱功能。將信息處理的結果作為指令，指揮人的行動(dòng)，即人對外界的刺激作出反應，如操縱控制器、使用工具、處理材料等，最后達到人的預期目的，如機器被開(kāi)動(dòng)運轉、零件被加工成形、機器的故障已被排除、缺陷零件已被修復或者更換等。

　?。ǘ┤藱C特性的比較

　　人體本身就是一部復雜的、特殊的機器。人與機器的特性包括許多內容，但就從人機系統中信息及能量的接受、傳遞、轉換過(guò)程來(lái)講，我們可以歸納為以下4個(gè)方面來(lái)比較，即信息感受、信息處理和決策、操作反應、工作能力等。

　?。ㄈ┤藱C功能分配原則

　　根據人機特性的比較，為了充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，人機功能合理分配的原則應該是：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、規律性的、單調的、高價(jià)運算的、操作復雜的、環(huán)境條件差的工作，適合于機器來(lái)做；而研究、創(chuàng )造、決策、指令和程序的編排、檢查、維修、故障處理及應付不測等工作，適合于人來(lái)承擔。

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