人機工程基本原理
??? 人—機系統(tǒng)
??? （Man-Machine systems）
??? “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任務所組成的系統(tǒng)。更確切地說，這種系統(tǒng)還應包括環(huán)境條件在內。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?，在人—機系統(tǒng)中，人同機器、環(huán)境的關系總是相互作用，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，使之相互協調配合，構成有機整體，達到生產和工作的最佳效果。
??? 人—機系統(tǒng)設計
??? （Man-Machine systems design）
??? 人們要完成某項工作或生產任務，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。須使人體骨架結構能夠適應它，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。如果這些目標達不到，那么，人們所有期望的結果—事故就很可能發(fā)生。人機工程學的這一基本思想是設計機器或作業(yè)空間時必須考慮的。一般來說，人—機系統(tǒng)的設計可分六個階段，即（1）調查研究；（2）編制設計任務書；（3）編制實施方案；（4）技術設計和施工圖設計；（5）模型的制作；（6）人—機系統(tǒng)的制作與鑒定。這些設計過程雖有先后次序之分，但各階段之間卻有著密切的聯系，也可相互穿插進行。
??? 確定式反應
??? 當有了某些刺激或信號時，人們常常就按照自己的經驗和習慣而作出反應。這種反應稱為確定式反應。在這種反應過程中，人的神經中樞動比較簡單，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后，在0.14~0.18秒內便能作出反應。通常，確定式反應可分為兩類，一類屬于概念關系，另一類屬于空間關系。例如，不同的顏色常常用于各種信號和圖表的設計，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，如紅色表示危險、停止，綠色表示安全、通行。這都屬于概念關系。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。當我們閱讀時，就要按這順序進行，這屬于空間關系。
??? 人體測量學
??? （Anthropometry）
??? 人體測量學是人類學的一個分支學科，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。人體測量學可提供出人的肢體所能發(fā)揮的力量大小、肌肉關節(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）的數據和資料，為人—機系統(tǒng)設備的設計和空間布置提供出科學依據。其重要意義在于：（1）為設計機械設備、工作場所和動作類型等提出原則和標準，以便最充分地利用時間和空間；（2）使設計的機械設備與身體的大小、形狀、活動和結構相協調，從而使人操作時省力、舒適，并具有最高的準確性，最適當的速度和最大的安全；（3）使機器設備能收到最大的效益。
??? 人體反應時間
??? 人體的感覺器官在受到外界刺激后的反應時間稱為人體反應時間。一般人的視覺簡單反應時間為0.2~0.25秒；聽覺的反應時間為0.12~0.15秒。由于人的神經傳遞速度一般有0.5秒左右的不應期，所以需要感覺指導的間斷操作間隙期一般應大于0.5秒，復雜的選擇性反應時間一般達1~3秒，需要復雜判斷和認識的操作反應時間則更長。
??? 操作反應速度
??? 人體的反應速度是有限的，它與許多因素有關，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（相當于水平時鐘面1點半鐘的方向）或315°（相當于7點半鐘的方向）方向的運動速度最快，且手抖動次數最少；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)標準
??? 人機系統(tǒng)標準是指系統(tǒng)作業(yè)標準和人的效果標準。系統(tǒng)作業(yè)標準依不同的人機系統(tǒng)有不同的項目和內容，如工業(yè)生產系統(tǒng)中，有產品質量、生產率、設備利用率、產品合格率等標準。人的效果標準，主要指人的生理、心理反應（如心律、血壓、腦波）、工作效率和適應程度等。隨著人機工程學在人類生產和生活中越來越重要，國際上對制定人機學中的標準問題也越來越重視，1973年在英國標準協會（BSI）支持下，國際人機工程學會在英國召開了有13個國家參加的人機學國際討論會，會上提出了很多有關人機學方面的標準。目前，越來越多的產品和生產系統(tǒng)的質量評定，都把人機學標準列為重要的內容。
??? 人的素質
??? 人的素質包括遺傳的先天性素質和由實踐經驗積累而形成的后天性素質兩類。人對于外界條件的刺激所作出的反應，即所采取的行動，會因各人的素質不同而有差異。這就是說，在生產場所，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有著極為密切的關系。
??? 人類生態(tài)學
??? 人類在維持其生存的過程中，逐漸適應了自然的和社會的環(huán)境。這種適應形成了人的一定的形態(tài)，人與環(huán)境產生共生關系，以這種共生關系為中心，研究人類區(qū)域社會的結構及其變化過程的學科叫做人類生態(tài)學。它的研究范圍還包括，與人類的生存有密切關系的健康問題，公共衛(wèi)生學以及由生物環(huán)境、行動環(huán)境、生物個體環(huán)境等帶來影響的有關課題。
??? 無條件反射
??? （Unconditioned reflex）
??? 當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，即當人體受到刺激時，則在生理上出現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
??? （Mintal cause）
??? 人們工作時的一切行動完全由當時的心理狀態(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害。這種因心理狀態(tài)不正常而發(fā)生事故或災害的原因，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
??? （Outside condition）
??? 作業(yè)現場的生產活動是由人—機械—環(huán)境組成的。如果生產活動以人的行動作為主體來考慮時，則與作業(yè)行動有關的機械、環(huán)境等外在因素，以客觀表現形式呈現的一切客觀條件，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。
??? 外部信息
??? （Outside information）
??? 人利用生理機制，通過“五感”（視覺、聽覺、味覺、嗅覺、觸覺）來了解事物的客觀狀態(tài)，并達到知覺程度。這過程是：首先了解外部信息，嗣后對它們進行分析、判斷，并作出自己的行動，因此發(fā)生事故的原因大多是由于對外部信息了解得不充分，或對外部信息產生錯覺，以及對外部信息的分析、判斷不正確等，導致人進行不安全行動而引起的。
??? 閉環(huán)人機系統(tǒng)
??? （Close man-machine systems）
??? 閉環(huán)人機系統(tǒng)也就是反饋控制人機系統(tǒng)，它有一個封閉的回路結構，其主要特征是：系統(tǒng)的輸出對控制作用有直接影響，即系統(tǒng)過去行動的結果回過來控制未來的行動。例如，在某一系統(tǒng)中，若需要加上一定輸入電壓，以得到所要求的目標值時，倘若輸入電壓過大，這一系統(tǒng)就通過調節(jié)發(fā)揮作用，以減小輸入電壓。反之，若輸入電壓過小，這一系統(tǒng)就發(fā)揮作用，以增大輸入電壓。具有這種結構的控制方法就是反饋控制。這種控制如果是由人去觀察和控制輸入和輸出的，就稱為人工閉環(huán)人機系統(tǒng)。若用自動控制裝置代替人的工作，人只是起監(jiān)督作用的，則系統(tǒng)稱為自動閉環(huán)人機系統(tǒng)。
??? 座椅幾何參數
??? 座椅的幾何參數主要有座高，座面深，座靠背，座面寬等。座面寬一般只需50cm可滿足要求，座高對于工人的工效很重要，一般取人體腓骨頭的高度（約人體總高的1/4）或略小于小腿高度1cm左右。根據我國的人體高度一般取座高為43~45cm，座面深一般取45cm左右，另外座面要光滑平整，座面可略向后斜6°左右，一般都要加彈性墊座，座靠背分肩靠和腰靠兩部分，肩靠高度達肩胛骨下角，腰靠的高度要適合脊柱彎曲和腰曲的高度，兩個靠背連在一起，其高度一般為50cm左右，座與靠背的夾角一般為100~110度，這樣人坐上去以后，靠背和座面與人體背部，臀部，大腿形成的曲線相吻合，使人有舒適感。
??? 控制器布置區(qū)
??? 控制器布置區(qū)是指人手（或腳）操作操縱器時，活動最靈活，反應最靈敏，用力最適宜的空間范圍和例行的方位。手動控制器布置區(qū)是，肘不運動時，以肘為圓心，半徑=35.6cm的球形區(qū)域內，并以肩高的水平位置上下為最優(yōu)；肘運動時，上述球形區(qū)域半徑可擴大到40.6cm；軀體不運動時，以肩為圓心，半徑為61cm的球形區(qū)域內；軀體允許運 動時，上述半徑可擴大到76cm。腳動控制器布置區(qū)是，當人坐著操作時，腳踏板不得偏離人體中心線7.5~12.5cm，腳踏板的高度不得超過椅面高度；若是站立操作，則腳踏板高度不得超過地面75cm，最佳是高出地面20cm或再稍低些?？刂破鞯牟贾没虺紤]人的運動器官（手、腳等）外，還需注意視覺的要求。