Sure You Want To Delete This File）等。有
时一ห้องสมุดไป่ตู้小小的提醒，可以免去许多麻烦。
25
3.2 人机系统及其界面设计
3.3.1 人机系统的组成和人机系统基本框架
完整的人机系统包括人、机、人机之间的
界面以及人机系统所处的环境，如下图所
示。
26
环境
人子系统
人机界面
机子系统
27
29
3.2.2 人机比较及分工
人机工程学的研究目的是根据人类的各 种特性，对与人类直接相关的各种机具进 行设计与改进，使人机系统以最优方式协
调运行，达到最佳的效率和总体功能。这
里首先对人与机的特性做一比较，如下表
所示。
30
比较项目
机的特性
人的特性
物理方面的功率 （能）
能输出极大和极小的功率，但不 能像人手那样精细地调整
图中，人子系统包括感觉器官、中枢神 经系统及运动器官三大部分；机子系统包 括操作器（又名控制器）、机具本体及显
示器三大部分；人机界面负责人机子系统
之间的信息传递；环境是人机系统运行的
外界条件。
28
在进行人机界面设计时，不应单纯设计
显示与控制，还必须站在系统的高度上，
整体考虑人-机-环境系统，进行系统设计。
动作速度、频率、重心变化以及动作时的
惯性等动态参数；
分析人的视觉、听觉、触觉、嗅觉以及
肢体感觉器官的机能特征；
分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、
疲劳程度以及对各种劳动负荷的适应能力，
13
探讨人在工作中影响心理状态的因素，
以及心理因素对工作效率的影响等。
人体工程学的研究，为工业设计全面考
虑“人的因素”提供了人体结构尺度、人 体生理尺度和人的心理尺度等数据。
2
从科学性和技术性方面，人机工程学可 以这样定义：人机工程学是研究“人-机-环 境”系统中人、机、环境三大要素之间的 关系，为解决系统中人的效能、健康问题 提供理论与方法的科学。
3
人机工程学着重研究以下问题：
（1）研究人与机器之间的分工与配合。 任何一个系统都离不开人的参与，人机系 统中人与机具相互作用、相互配合、相互 制约、协同工作，完成确定的工作。因为 机是从属于人的，由人来控制和使用的，
同一个总的显示区域内显示。在窗口
（Window）环境中，CUA, Macintosh，
Windows， Motif等都制定了各自的标准。
22
（3）简化复杂的功能，减少输入命令，尽
可能采用功能键。有些功能可以通过功能
键来实现，如F1~F12，开始、帮助、退出 或者终止、打印、保存或者增加、删除等。
23
耗费能源小，但要吃饭，需要教育 和训练，必须采取绝对的安全措施
图形识别
图形识别能力差
图形识别能力强
成本
需要购置费，运转、保养费； 机械不使用仅失去机械本身的价 值
需要人工费用、工资等；如果发生 意外，会危及生命
33
了解了人机系统各自特点后，再按照系
统的效率、可靠性、成本等原则在人、机
之间进行合理的分工。在经济合理的前提 下，总是尽可能让机去更多地取代人的工 作强度。一般以下工作可由机来完成：
10s内输出1.5kW，以0.15kW的输出 能连续工作一天，并能作精细的调 整
检测
物理量检测范围广，可正确检测 像电磁波这样人不易检测的物理 量
具有与认知直接联系的高级检测能 力，缺少标准，会出偏差，具有味 觉、嗅觉、触觉
操作
在速度、精度、力度、操作范围、 手空间自由度高，协调性好，可在 耐久性等方面比人优越，能处理 三维空间进行多种运动 液体、气体、粉状体等物
16
4．为进行人-机-环境系统设计提供理论依 据 人机工程的显著特点是，在认真研究人、 机、环境三个要素本身特性的基础上，不
单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将
使用“机”的人和所设计的“机”，以及
“机”所共处的环境作为一个系统来研究。
17
同样，人机工程学原理在计算机人机界 面中无处不在。对于一个系统来说，有许 多人机工程因素需要考虑，例如： （1）系统用户应该始终知道下一步该做什 么。 系统要始终提供如何继续下去、后退、 退出等命令的说明，例如： ·告诉用户系统下一步应对系统进行什么 操作，这一点可以通过准备（Ready）、输 入命令（Enter Command）、输入选择 （Enter Choice）或者输入数据（Enter Data） 18 等来实现。
14
2．为人机界面设计中“机”的功能合理性 提供科学依据 如何解决“机”与人相关的各种功能的 最优化，创造出与人的生理和心理机能相 协调的“界面”，这将是人机界面在功能 问题上的新课题。如信息显示装置、操纵 控制装置、工作台和控制室等部件的形状、 大小、色彩及其布局等都是以人体工程学 提供的参数和要求为设计依据。
1．为人机界面设计中考虑“人的因素”提
供人体尺度参数
应用人体测量学、人体力学、生理学、
心理学等学科的研究方法，对人体结构特
征和机能特征进行研究。
提供人体各部分的尺寸、体重、体表面
积、比重、重心，以及人体各部分在活动
时相互关系和可及范围等人体结构特征参 数；
12
提供人体各部分的发力范围、活动范围、
第3章 人机工程学
与认知心理学相比，人机工程学
（Ergonomics）更多地从人本身和系统的 角度出发，研究人机关系。它是人机界面 学的初期发展阶段的主要研究内容，并对 人机界面学以后的发展产生了重大的影响。 从这个意义上说，它与用户认知心理学起 着异曲同工的作用。
1
2000年8月，国际人机工程学会 （International Ergonomics Association）对 本学科所下的定义为：人机工程学是研究 人与系统中其他因素之间的相互作用，以 及应用相关理论、原理、数据和方法来设 计以达到优化人类和系统效能的学科。人 机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、 产品、环境和系统，使之满足人们的需要、 能力和限度。
地工作；
37
（3）提供输入和输出功能，并具备调节功
能；
（4）考虑环境因素影响；例如厂房结构、
照明、温度、湿度、噪声等；
（5）充分适应人的特性，容易学习、操作
和使用，充分发挥系统效能。
38
2．人机系统设计应考虑的问题 （1）为满足系统设计目标必须的输入和输 出是什么？
（2）为产生系统输出需要什么操作？
·告诉用户输入的数据是正确的，这一点
可以通过直接执行下一步命令或者弹出像
“输入正确”（Input OK）之类的对话框。
·提示用户输入的数据错误。简短的提示
是非常重要的，另外，也可以运用帮助功
能进行补充说明，以提醒用户。
19
·告诉用户系统延迟的原因。有些命令需 要系统执行几秒钟甚至几分钟，此时就需 要向用户说明原因并提醒耐心等待，例如 分类、搜索、打印或者更新等。可以通过 语言提示，或者用图示化表示运行过程。
控制器和显示器的设计。人机界面负责人
机之间的信息传递，人通过控制器向机器
输入控制信息，而机通过显示器向人输出
运行结果。良好的显示器和控制器设计将
使操作者能够方便正确地操纵机器。
8
（5）总的任务是人、机器、环境之间实现
最优配合，充分发挥人机的作用，使人尽
其力，机尽其用，环境尽可能舒适，使整
个人机系统安全、高效、可靠。
可靠性
由成本决定；对事先设计的作业 有高可靠性，对预料之外的事件 无能为力。一个零件的损坏，可 导致整机失灵；特性能保持不变
容易出差错；如果有时间和精力，可 以处理意外事件，自我维护力强
32
通道
能够进行多通道的复杂动作
单通道
效率
需外加功率；简单作业速度快、 准确，新机械从设计、制造到运 转需要时间；即使坏了也不要紧
45
（4）系统设计阶段 要考虑人文因素，保 证人与机具的一致性，并制定人机系统操 作步骤、方法及制定人员培训计划。
（5）测试阶段 通过测试和运行，评价系
统的安全性、可靠性、舒适性等。
46
3.2.5 界面设计 主要包括三部分： （1）显示器与人的信息通道的界面； （2）操作器与人的运动器官的界面； （3）人机系统与环境之间的界面。
39
（3）人机之间的功能如何分工？ （4）人要完成操作需要什么样的训练和技 能？
（5）需要系统完成的任务能否与人的能力
相容？
40
（6）人要完成作业需要什么样的设备接口？
这是考虑人的因素的最重要问题。需要有
最佳的显示设备和操作设备，以及操作规
程和信息诊断能力；
（7）人机子系统工作能否协调？是相互帮
（4）默认值和需要用户输入的值要说明清 楚。在许多情况下，有些值是缺省设置的， 如日期等，这样可以大大方便用户的使用。
24
（5）告诉用户可能的错误操作，设置中间 或者最终提醒过程。哪怕是提供了清楚的
说明，用户也有可能出错误。如果用户在
执行危险命令时，最好给他们以提醒，例
如“你确实要删除此文件吗？”（Are You
20
·提示用户任务已经完成或者尚未完成， 这一点尤其是在系统延迟运行中显得很重 要。例如“打印完成”（Printing Complete） 或者“打印机没有准备好，请检查后重试” （Printer Not Ready, Please Check and Try） 等。
21
（2）所有类型的信息、说明、消息等都在
31
信息处理能力
在事先编程的情况下可进行高级、 具有特征抽取、综合、归纳、模式识 准确的数据处理，记忆准确、持 别、联想、发明创造等高级思维能力 久，调出速度快 及丰富的经验