美国阿波罗登月舱设计中,原方案是让两名宇航员坐着,即使开了4个窗口,宇航员的视野也十分有限,很难观察到月球着陆点的地表情况。为了寻找解决方案,工程师互相争论,花费很多时间。一天,一位工程师抱怨宇航员的座位又重又占用空间,另一位工程师马上想到,登月舱脱离母舱到月球表面大约只一个小时而已,为什么一定要坐着,不能站着进行这次短暂的旅行吗?
一个牢骚引出了大家都赞同的新方案。站着的宇航员眼睛可以贴近窗口,窗口可小,而视野却很大,问题迎刃而解,整个登月舱的质量可以减轻,方案更为安全、高效、经济。这个小故事,发人深省,它告诉我们:①解决大难题,可能是一个小想法,甚至是一个不需投入资金的方法;②“让机器适应人”是我们经常考虑的问题,但“人适应机器”也可以解决很多难题;③只要我们多想一点,多做一点,我们就会做得更好!
所谓人机关系,是指人在作业过程中与作业工具和作业对象所发生的联系。影响人机关系的因素是多方面的,以手动为主的作业形式,其人机关系要求工具得心应手,操作者有一定的体力和较高的技能,以达到机宜人和人适机;而对于机械化作业,要求人机共动,密切协调,对机宜人和人适机的要求更苛刻。
手工作业到自动化生产,人机关系大致有如下变化。
(1)人的体力消耗减轻,心理负担加重。
(2)人将远离机器,管理方式多为间接管理。
(3)信息时空的密集化,要求人的作业速度更快、作业准确性更高。
(4)系统越来越复杂,对人的要求越来越高,小的失误能造成严重的后果。
人类在社会发展进程中不断创造出各种各样的工具或机器来代替人的作业,但是,不管机器如何代替人的体力作业,计算机如何代替人的部分脑力作业,任何机器的设计、制造、使用、控制、维修和管理最终还是要靠人。
奔驰人体工程学设计【参考视频】
实践证明,无论机器本身的效率多高,如果不能适应人的生理和心理特性,也不能发挥应有的功效。在任何人机系统中,人永远发挥着主体的作用。
如何发挥人的最大功能、挖掘人的最大潜力及获得最高的生产效率,是人体工程学研究的主要内容之一。
1)机宜人
供人使用的机械,应尽量满足人的生理、心理特征,符合人的审美观和价值观,尤其要满足人的安全需要,让人能使机械最大限度地发挥其功能。机械的发展日新月异,而人的生理特性变化不大,因此设计机械时,必须明确操作机械的是人,人是人机关系的主体,而不是机械的奴隶,以使设计更趋于人性化,从而提高机械设备的本质安全化程度。
2)人适机
机械的功能、结构不可能完全适宜人的所有特性,如某些飞机驾驶舱的空间设计就不适宜高大体型的人;流水线上的单调操作不适宜性格外向的人;复杂机械的操作不适宜文化水平低的人。为了安全和高效地作业,必须对人进行人适机的选拔和培养。
3)人机关系的最佳匹配
机宜人和人适机都是受一定条件限制的,为了达到人机关系的最佳匹配,应从以下几个方面着手。
(1)研究系统及各种机器、设备、工具、设施等的设计所应遵循的功效学原则与标准。
(2)研究人和机器的合理分工及相互适应的问题。
(3)研究人与被控对象之间的信息交换过程。
(4)根据人的身心特征,提出对机器、技术、作业环境、作业时间的要求。
由人和机两部分要素按一定的关系组合而成的集合体称为人机系统。
在人机系统中,人和机的关系总是相互作用、相互配合、相互制约与发展的,但起主导作用的始终是人。
各种人机系统,从最简单的人和工具的结合,到人和机器的复杂结合,虽然形式有所差别,但都存在信息传递、信息处理、控制和反馈等基本结构。根据系统中人和机器所处的地位、作用和出发点不同,人机系统的类型也不同。