胡金成 么莉莉 陈淳辉
摘要：人机系统，是由人和机器构成并依赖于人机之间相互作用而完成一定功能的系统。职业技术院校在开展实践性教学时，为保证教学效果与实习安全，必然会遇到人机协调问题。本文在分析人与机械特性基础上，对人机安全系统在实践性教学中的应用进行了一些有益的探讨。
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关键词 ：实践性教学 人机系统 人机特性 安全
实践性教学中将人与机器作为一个整体组成人机系统。必须合理或最优地分配人与机器的功能,才能保证系统在环境变化下达到预期的目标。随着机械化自动化与职业教育的快速发展，人机协调问题也就越来越重要。
一、人的特性
人是人机系统的主体，人的特性主要包括人的生理因素与心理因素。
1.生理因素
人的生理因素除身高、体重等生物学参数以外，影响生产效率与安全的主要包括人的视觉、听觉、反应与疲劳等。视觉是人类最基本的形觉功能，人对物体的感觉80%来自视觉。实践性教学环境中要防止视觉损伤与视觉疲劳；听觉的功能在于分辨声音的强弱以及方向和距离，人耳通过对异常声音的判断，往往能避免事故的发生。对听觉最大的伤害是噪声，噪声超过90分贝将对人体造成伤害；人的反应是指人们在操纵机械或观察识别事物时，从开始到采取行动的时间过程；疲劳是安全的大敌，分为肌肉疲劳和精神疲劳两种。
2.心理因素
事故统计资料表明，由人的心理因素而引发的事故约占70%～75%。人的心理因素主要包括个人能力、性格与气质等。能力是人们顺利完成某种任务的特征或本领，主要有感觉、知觉、观察力、注意力、记忆力、思维想象力和操作能力等。实践性教学中，学生的操作能力是智力结构转化为物质力量的转换器，是各种能力的集合与外在表现；性格是指表现在人对待现实的态度和相应的行为方式中的比较稳定的心理特征。人的性格可归纳为冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型等 5种；气质是人的性格特点的外在表现，心理学将人的气质分为胆汁质、多血质、黏液质和抑郁质4种类型。
二、机械的安全特性
人机系统中机器的作用是保证可靠性与安全稳定性，机械安全特性应具有以下几个方面。
1.防护性
通过对机械危险的智能化设计，应使机器在整个寿命周期内发挥预定功能，包括误操作时，保证人身和机器均是安全的。如起重设备的超载报警装置，就可以有效地防止机器超载，对机器与人起到安全保护作用。
2.系统性
现代机械的安全应建立在心理、信息、控制、可靠性、环境学、劳动保护、计算机等科学技术基础上，并能得到综合系统的运用。
3.友善性
机械安全设计在人与机器之间建立起一套满足人的生理与心理特性，在设计中通过减少操作者的紧张和体力来提高安全性 ，并以此改善机器功能的可靠性和友善性。
4.整体性
现代机械的安全设计必须全面、系统地对导致危险的因素进行定性、定量分析和评价，整体寻求降低风险的最优设计方案。
三、人机特性比较
1.人的优势
（1）人的某些感官能力优于机器。如在听觉、嗅觉等方面人的敏感度比机器高。
（2）人能运用多种渠道接受信息，并能长期大量存储信息，且能进行综合判断。
（3）人具有高度的灵活性和可塑性，能随机应变，而机器则缺乏通用性。
（4）人具有总结利用经验、创新思维和改进工作的能力。
（5）人善于对信息进行归纳推理，而机器则没有自发的创造推理能力。
（6）人的最大特性在于具有感情、意识和个性，具有主观能动性。
2.机器的优势
（1）机器能平稳而准确地运用巨大动力，其功率、强度和负荷大小可随需要而定。
（2）机器的计算、反应速度快，且准确，可靠性较高。
（3）机器精度高，产生的误差随机器精度的提高而减小。
（4）机器的稳定性好，可以完成重复性的工作，不存在疲劳和单调性问题。
（5）机器能同时完成多种操作，而且能保持较高的效率和准确度。
（6）机器能在恶劣的环境条件下工作，如利用机器人进行抢险排故等。
四、人机特性应用
实践性教学中的人机系统，人与机器各自发挥自己的作用，二者之间存在相互依存、相互配合、相互制约的关系。为了取得人机系统的最佳效果，在实践性教学中应采取以下措施。
1.合理分配人机功能
根据人机特性的比较，为了充分发挥各自的优点，人机功能合理分配的原则应该是:快速的、笨重的、持久的、可靠性高的、精度高的、规律性的、单调的、高速运算的、操作复杂的、环境条件差的工作，适合于机器来做。而研究、创造、决策、协调、检查、维修、故障处理及应对突发事件等工作，适合于人来承担。如材料下料等力量型、重复型工作主要由冲床、剪板机等机器来完成，而产品检验、机械调试等以经验与智力为主的工作则主要由人来完成。
2.发挥机器优势——“人适机”
“人适机”是指使人去适应机器的要求。机器的结构决定了其客观的运动规律，其操作环境也会因各种因素在时间和空间上受到某种限制，如经济上的可行性、技术上的可能性、机器本身性能要求的条件以及使用机器时的外界环境条件等。为了适应机器的这些情况，就需要对人的因素予以约束，对人进行培训教育，尽量发挥人的因素。如工作中加强专业技能培训，不断提高设备操作技能水平，同时强调人必须遵循机器操作客观规律，严格遵守机器安全操作规程，防止各类事故的发生，保证作业安全，做到“人适机”。
3.发挥人的优势——“机宜人”
“机宜人”是指机器作为人从事生产和生活活动的工具，要求设计、制造出来的机器应尽量满足使用者的生理、心理等条件，显示的信息应适合操作者的身高、视觉、反应等生理要求，工具、器具及用品也要符合人体生理特点，做到使用方便，得心应手。实践性教学中要注意满足人的生理条件，尽量使用符合人机工程学要求的机器。如在CA6140型普通车床上广泛使用的进给快速移动手柄，其前、后、左、右进给方向与刀具实际运动方向相一致，降低了操作难度，避免了误操作，实现“机宜人”。同时还要满足人的心理条件，把人的心理特征与工作岗位有机结合。如机械维修工作就适于稳定型的黏液质人而不适于急躁型的胆汁质人。
4.创造良好的工作环境
人机系统离不开作业环境，通过改善作业环境，使人所处的作业空间安全舒适，有利于发挥劳动者的效能和效率。如机器合理布局可以实现工作场地的舒适与安全；张贴、悬挂安全标志可以起到安全警示作用；安装防护网、防护栏等可以实现对人的有效防护；机床等设备的外观采用绿色或白色减轻人的视觉疲劳；改善加工工艺、减小机器振动可以有效地降低噪声；通过安装空调、风扇等措施实现工作场地调温与通风，保证合理气温与湿度；充分利用自然光或安装合格照明灯源等措施保证充足的光照；安装排气、抽风等设备保证作业场所空气质量，减少有害气体污染；发放合格防护用品，保证操作人员身体健康，减少职业病危害等措施，均可使工作环境得到有效改善。
总之，人机系统要求合理统筹人机与环境资源，实现人机系统的合理配置。人机系统中人始终起着核心与主导作用，而人的因素是非常复杂的，而且是随时空变化的；同样随着科学技术的进步，机器本身也在不断发展，环境也在随时发生变化，人机系统也必须顺应时代潮流，在实践中不断得到发展与完善。
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参考文献：
[1]吴宗之.安全生产技术[M].北京：中国大百科全书出版社，2012.
[2]张力.安全人机工程学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.
（作者单位：海军蚌埠士官学校）
