人机关系由人操纵工具、人适应机器、机器适合于人，发展到了现代的人机协调。人适应机器的能力是有一定限度的，人机关系进一步的解决办法是改善机器，让它适合于人操纵。
精益生产表明，常见的浪费中，动作的浪费也是其中之一。
一人机系统设计
人机系统设计，是以系统工程的观点来设计整个系统的。这个设计过程有３个主要特征：首先是功能和物理问题的分离，分析功能问题是设计活动最初的一个独立的和明确的阶段，这个阶段主要是建系统要求的模型：第二个特征是把人作为一个整体系统的一个有机组成部分。工程设计的原则不能直接用于机器或设备，而不考虑使用和保管这些机器的人的因素。在分配和确定机器的功能时，应充分考虑到人的能力；第三个特征是要对设计进行条理性的定义和分类，保证能够给予设计人员一个系统的框架，以减少可能疏忽的细节。
我们研究的对象是人——机——环境系统的整体状态和过程。它与系统工程以系统为对象，着眼于整体的状态与过程的观点是一致的。因此，要运用系统工程的观点来分析人机系统。
（一）人机系统评价内容与原则：
１．评价内容：评价必须对人机系统的人、机、环境三大要素的整体和各要素特性与功能等进行综合评价，包括有：
（１）确定适用的评价方法、评价目标和评价标准。
（２）依据给定的评价程序和方法，对系统进行客观、定性或定量的评价，结合整体性、技术性、宜人性、安全性、经济性等目标及经验数据，找出系统的最优方案和最佳的工作条件。
（３）在技术经济条件难以或不可能达到预期目的时，应该对规划或设计方案进行可行性研究，反复评价，以符合最优化的目的。
人机系统设计的评价目的在于：根据评价结果对系统进行调整，发扬优点，改善薄弱环节，消除不良因素或潜在危机，以达到系统的最优化。
２评价原则：
人机系统是产品系统的一个分系统，因此，其评价要从整个系统出发，遵循局部利益与整体利益相结合、当前利益与长远利益相结合、内部条件与外部条件相结合、定性分析与定量分析相结合等原则，对设计方案的质量进行综合评定。在评价方法上要注意以下原则：
（１）评价方法的客观性：评价时防止评价者主观因素的影响，因此应该提供可靠的数据，其数据取值范围不可过大，否则将使评价者无所适从，同时对调查结果进行检查。
（２）评价方法的通用性：评价方法适应评价同一级的各种系统。
（３）评价方法的综合性：能反映评价对象各方面的重要功能和因素，这样才能真实的反映被评价对象的实际情况。
（二）评价目标的建立
１．评价目标
评价的第一步是设计评价目标，由此可导出评价要素，并可按照评判结果设计方案。设定目标一般都有多个，可概括为以下三个主要方面的内容。
（１）技术评价目标。
（２）经济评价目标
（３）设计评价目标
２．建立目标的前提条件
建立目标时，应尽可能的满足下列条件：
１）目标中应尽可能包括对判断有重大关系的要求和一般条件，以免在评价时忽略重要依据。
２）在进行评价时依据的各个目标，必须是相互独立的，即对某一个目标的价值有影响的措施不影响其他目标的价值。
需评价的系统中各个目标的特性应该简单明确，尽可能定量的表达，至少也要用明确的问题定性表达
（三）人机操作程序图的定义
人机操作程序图：是记录在同一时间坐标上、反应操作者与机器的配合关系的一种图表。它可以清楚的显示人的工作周期与机器的工作周期在时间上的配合关系，因此，通过对人机操作程序图的分析，可减少人机空闲时间，提高人机效率的新方法。
（四）工作合理化检验表
１．有关人的检核表
•是否适合该项作业的身体素质；
•能力是否充分，是否持有操作证；
•有没有工作研究的知识；
•有没有正确的操作指导书；
•作业员本身能否做好作业准备，工具的选定；
•有没有利用的工具；
•要不要改变工作条件；
•有没有难任务性工作；
•工作是否长时间紧张；
•有没有考虑防止危害；
•工作服务是否轻快。
２．有关机器的检核表
•机器是否符合使用目的；
•能不能更为简化，有没有专用机器；
•由何人维护机器；
•能不能提高机器周转数；
•能不能由一人操作多台机器；
•机器的动作率是否良好；
•有没有做好预防保养，由何人担任；
•有没有修理班；
•手轮、按钮的操作是否轻易；
•开关、手轮的位置是否在适当的作业范围内；
•操纵部分是否人手的多少；
•操作部分的防热、防寒是否足够；
•没有经验的生手是否能够操作；
•在机构上是否能够避免不适当的作业方法；
•有没有危险的部位，有没有危险防止装置；
．机器的启动开关是否在动作范围内。
二人机图的绘制步骤
１人机图的绘制步骤
•首先须明确作业员、过程作业之内容；
•必须明确这些作业的先后顺序及其同时关系；
•测定各作业所需要的时间；
•寻找作业员与机器的作业在何处同时开始或同时完成，并考虑其先后顺序及同时关系，而基于现状绘制人机图；
•注视作业员机器的时间，并考虑各作业的先后顺序及同时关系，设法改变作业顺序以减少其等待时间；
•根据改变作业顺序所绘制的人机图，再详予探讨改善的对策，并预估其改善效果。
２绘制人机图可以了解事项：
•在１过程中的作业中，各作业员与机器的作业内容，及其顺序关系；
•作业员与机器的作业关联状态；
•掌握作业员与机器的“等待时间”，及占有百分比的状况。
因此，利用人机图可以探讨下列问题
•作业员或机器有显著的等待状态，或作业率低落；
•虽知各个作业时间，但未能确知一过程的需要时间；
•人员或机器台数的安排，对过程时间有何影响，其作业率如何。
３人机系统分析图
下表中的所有数据都采集自工程机械制造厂数控立车（两台）、数控钻（１台）加工ＹＺｌ４ＪＧ．．２—１轴承座，将所收集的数据分析整理，绘制出下表，见图１人机系统分析（改善前）。
由表１我们从一个分析周期来看，存在以下几个问题：
１、行车等待时间过长，平均５分钟以上。
２、程序调整时间可以缩短。
３、第２台数控车空闲时间２５分钟，数控钻空闲时间为４０分钟。工人的休息时间第２台数控车２５分钟，第三台４０分钟显然太长，这无疑造成人力资源的浪费，另外，机器加工时间挺长，工人完全可以再多看管１至２台机器。
根据以上分析，我们提出了以下改进措施：
１、轴承座重量在５０一１００Ｋｇ之间，可以考虑柔性起吊设备，避免与大设备争行车。
２、粗车使用数控设备，使工序尺寸适于编程作业，减少程序调整时间。
３、第２、第３台设备一个人操作，避免人力资源浪费。
现绘制成下图２人机系统分析（改善后）所示。

由图１及图２经计算，我们可以很清楚地看出数控车、数控钻工作地的工人的工作效率有了很大的提高。改善前，３个工人看管３台机器，工人休息的时间过长，无疑造成人力资源的浪费，而经过改善后，我们让２个工人看管３台机器，工人的休息时间缩短了，工人数量由原来的３个减少到２个，这样，工人的工资成本降低了。虽然工人的劳动强度有所增加，但从计算结果及实际情况来看，这是在合理的劳动强度范围以内的。最终，人机系统更加平衡了，效率更高了。然而，改善以后，工人的劳动强度增加了，这容易产生一些消极的影响，比如，疲劳作业，工作效率下降，机器故障率上升等等。因此，为了防止以上情况的发生，我们有必要改善工人的工作环境，并且通过培训，提高工人的业务素质、工作技能及工作效率。

作者：徐工研究院张启生