芻議適宜作業(yè)的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)理念

賈麗萍

（哈爾濱哈輕塑膠有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

許多機(jī)械與操作者直接接觸，甚至長(zhǎng)期在機(jī)器旁進(jìn)行操作，如機(jī)床、汽車、和許多儀器、儀表等。這些機(jī)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(jì)不合理時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種職業(yè)病，甚至人身事故。而且機(jī)械是否適用，操作者的舒適性，也對(duì)該產(chǎn)品在市場(chǎng)上面的競(jìng)爭(zhēng)力有很大的影響。因此，“人機(jī)工程學(xué)”受到廣泛重視。人機(jī)工程學(xué)又稱人機(jī)學(xué)，也稱為人類工效學(xué)；它是在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)，考慮如何使人獲得操作簡(jiǎn)便而又準(zhǔn)確的一門學(xué)科。

1.1 人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和目的

舉車床設(shè)計(jì)為例。車床里的傳動(dòng)系統(tǒng)、各種機(jī)構(gòu)、材料及熱處理、潤(rùn)滑系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)及電路系統(tǒng)、床身、底座和其他零部件的剛、強(qiáng)度，等等，都不是人機(jī)界面，因此不屬于人機(jī)工程設(shè)計(jì)的對(duì)象，而是工程技術(shù)設(shè)計(jì)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(shí)系統(tǒng)等等，才是車床人機(jī)工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。至于車床的造型和色彩設(shè)計(jì)，一般地屬于工業(yè)設(shè)計(jì)(工業(yè)產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì))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(jiàn)與人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)也是相關(guān)的。

1.2 人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)包括的主要內(nèi)容有

設(shè)計(jì)時(shí)考慮人體的尺寸、動(dòng)作特點(diǎn)、感覺(jué)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(jī)械設(shè)計(jì)

2.1 作業(yè)與工效

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

通常作業(yè)的要素包括作業(yè)對(duì)象(材料)、作業(yè)手段(人的勞動(dòng)、設(shè)備的運(yùn)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(jī)器，故作業(yè)可分為手工作業(yè)與機(jī)器作業(yè)兩類。分類的目的是為確定作業(yè)研究的重點(diǎn)。例如對(duì)手工作業(yè)，主要考慮操作方法、技能的研究，對(duì)機(jī)器作業(yè)則以機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)作為研究的重點(diǎn)，對(duì)人機(jī)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(diǎn)。

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(dòng)范圍來(lái)確定的。人在作業(yè)中要采取或保持一定作業(yè)姿勢(shì)，要同作業(yè)對(duì)象、機(jī)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(jī)工程學(xué)中所謂的工效，因?yàn)槠溲芯磕康囊延尚手饾u轉(zhuǎn)向安全、舒適，滿意等人類生存目標(biāo)，所以當(dāng)我們說(shuō)工效學(xué)時(shí)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(shì)、作業(yè)區(qū)域等因素決定的，它同作業(yè)的速度、精度、強(qiáng)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(lì)因素有關(guān)。所以，只有人機(jī)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(jì)

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

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

3 適宜作業(yè)的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則

對(duì)于一個(gè)運(yùn)行成功的系統(tǒng)而言，僅有機(jī)器的高效運(yùn)轉(zhuǎn)是不夠的，機(jī)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(jī)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(jiǎn)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(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)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(jī)器-環(huán)境系統(tǒng)，要以人為中心來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì);機(jī)器和環(huán)境的設(shè)計(jì)，要考慮作業(yè)人員的心理，心里特征及其限制；機(jī)器和環(huán)境應(yīng)首先適應(yīng)人，然后才是人要適應(yīng)機(jī)器和環(huán)境；始終關(guān)注人的工作效績(jī)。

3.2 人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)在大多數(shù)人的強(qiáng)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(wèn)題不能在已有設(shè)計(jì)中得到有效解決，或者不易于結(jié)合進(jìn)已有設(shè)計(jì)中考慮。人類是一個(gè)系統(tǒng)中最靈活的部分，因而操作者能夠在有設(shè)計(jì)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(shí)間和精力去做其他工作，因此未充分使用人力資源。機(jī)械的設(shè)計(jì)對(duì)人們?cè)诠ぷ髦械陌踩筒僮饔袠O大的影響。機(jī)械設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)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(gè)極為重要的系統(tǒng)，可通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)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(jī)器的任務(wù)；第二，設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)就要考慮可維護(hù)性問(wèn)題。因?yàn)橄到y(tǒng)變得越來(lái)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(píng)價(jià)和及時(shí)提供故障檢修方面的幫助變得更為重要。顯示器的設(shè)計(jì):為了使生產(chǎn)設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，必須向操縱者提供了解機(jī)器狀態(tài)的信息并使其能使用機(jī)器上的控制器對(duì)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(guò)程的信息。控制器的設(shè)計(jì):信息通過(guò)顯示器提供給操縱者。操作者對(duì)顯示的反應(yīng)通過(guò)控制器或資料輸入裝置來(lái)實(shí)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(yùn)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(qiáng)。工具設(shè)計(jì):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(jì)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(dòng)工具產(chǎn)生的扭矩而定，而雙炳工具的跨距設(shè)計(jì)要求與所使用的扣件大小相匹配。設(shè)備的選擇和評(píng)價(jià)：無(wú)論是識(shí)別工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)中的不足還是計(jì)劃購(gòu)買新工具，對(duì)所選擇的干預(yù)措施或候選工具的評(píng)估將有助于作出更合理的決定。

3.3 符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

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

結(jié)語(yǔ)

二十一世紀(jì)人類步入了信息時(shí)代，人機(jī)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(jī)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(jì)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)。“適宜作業(yè)”是機(jī)械工程技術(shù)人員人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

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