1人体工程学概论

人体工程学概论•主要内容：•第一节：人体工程学的起源与发展•第二节：人体工程学研究的主要内容与方法一、人体工程学研究的主要内容二、人体工程学的研究方法三、人体工程学研究要遵循的原则四、人体工程学于环境以设计的关系•人体工程学的发展的三个阶段：•第一阶段：人适应机器。在第一次世界大战期间，英国成立了工业疲劳研究所，但人体工程学的研究还不是很普遍。这个阶段主要研究者大多数是心理学家，研究也主要集中在从心理学角度，选择和培训操作者，使人能和好的适应机器。•第二阶段：机器适应人。二战期间，由于战争的需要，军事工业得到了飞速发展，武器装备变得空前庞大和复杂。由于设计不当和缺乏训练，无法使人适应不断发展的新武器的性能要求，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。于是人机关系的研究进入了一个新的阶段，即从“人适机”转入“机宜人”的阶段，科学人体工程学应运而生。•第三阶段：人—机—环境相互协调。20世纪60年代以后，随着人体工程学涉及的领域不断扩大，其研究的内容也和现代社会紧密相连，仅停留在“人—机器”之间的研究已远远不能满足社会的需要。环境、能源问题已是人们不容回避的现实，于是人体工程学也进入一个新的发展阶段。“人—机—环境”成为这个阶段的主要研究内容，他涉及的领域相当广泛，目的是使“人—机—环境”能够更好的协调发展。环境人机器适应第二节：人体工程学研究的主要内容与方法•2.工作系统中直接由人使用的机械部分如何适应人的使用。这部分分三类：显示器：仪表、信号、显示屏。操纵器：各种机具的操纵部分，杆、钮、盘、轮、踏板等。机具：家具、设备等。•二、人体工程学的研究方法：1、自然观察法。自然观察法是研究者通过观察和记录自然情况下发生的现象来认识研究对象的一种方法。2、实测法。这是一种借助于实验仪器进行测量的方法，也是一种比较普遍使用的方法。3、实验法。实验法是党当实测法受到限制时所选择的试验方法。4、分析法。分析法是对人机系统已取得的资料和数据进行系统分析的一种方法。•1、物理原则：如杠杆原理、惯性定律、重心原理，在人体工程学中也适用。•2、生理、心理兼顾原则：人体工程学必须了解人的生理结构，还要了解心理因素。•3、考虑环境的原则：人—机关系并不是单独存在的，它存在于具体的环境中，单独研究人、机械、环境的同时，还要把他们综合起来研究。三、在进行人体工程学研究室要遵循以下原则：•四、人体工程学与环境艺术设计的关系•1、为确定空间场所范围确定依据影响场所空间大小、形状的因素相当多，但是，最主要的因素还是人的活动范围以及设施的数量和尺寸。因此，在确定场所空间范围时，必须搞清楚使用这个场所空间的人数，每个人需要多大的活动面积，空间内有那些设施和设备需要要占用多少面积等等。•2、为设计家具、设施等提供依据家具、设施的主要功能是使用，因此，无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。属于人体家具的椅、床等，要让人坐着舒适，书写方便，睡的香甜，安全可靠，减少疲劳。属于储存家具的柜、橱、架等，要有适合储存各种衣物的空间，并且便于人们存取。为了满足上述要求，设计家具、设施时必须以人体工程学作为指导，使家具、设施符合人体的基本尺寸和从事各种活动需要的尺寸。•3、为确定感觉器官的适应能力提供依据人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物，什么样的刺激物是可以接受的，什么样的刺激物是不能接受的，这是人体工程学需要研究的另一个课题。人的感觉能力是有差别的，从这一事实出发，人体工程学既要研究一般的规律，又要研究不同年龄、不同性别的人的感觉能力的差异。以视觉为例，人体工程学要研究人的视野范围（包括静视野和动视野）、视觉适应及视错觉等生理现象。人机工程学的命名与定义人机工程学（Man-MachineEngineering)：研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。学科的命名1.人类工程学HumanEngineering2.人因工程学HumanFactorsEngineering3.工效学Ergonomics＝ergon（工作、劳动）＋nomos（规律、规则）学科的定义研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。人机工程学的起源与发展经验人机工程学（20世纪初~二次大战）特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术的原理设计上；在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。科学人机工程学（二次大战~50年代末）由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。现代人机工程学（60年代以来）现代人机工程学有三个特点：1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数学、工程学各方面的知识。研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而获得系统的最高综合效能。人机工程学的研究内容与方法学科的研究内容研究内容具有多样性、应用性和灵活性。主要包括以下几个方面：1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体有关的问题。如本书2、3、4章的内容。2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。5）人机工程学发展动向的研究。研究方法1.观察法可借助摄影或录象2.实测法借助仪器进行实际测量，见图1-13.实验法在实验室或作业现场进行多次反复观测，4.模拟和模型试验法，模拟：假人模型冲击/虚拟技术模型：输入—系统—输出图1-15.计算机数值仿真法6.分析法HoneyWell亨利威尔7.调查研究法：各种调查研究的方法（抽样/询问/问卷）注重测试方法的可靠性和有效性可靠性（一致性）：重复实验时，结果应一致.有效性：测试结果能真实反映所评价的内容.1.4人机工程学体系及其应用领域1.4.1学科的体系人机工程学是一门综合性边缘学科，主要是“人体科学”、“技术科学”和“环境科学”之间的有机融合，加以描述。1.4.2学科的应用重点在下章介绍。人机工程学与工业设计为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数为工业设计中考虑“物”的功能合理性提供科学依据为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则为进行人－机－环境系统设计提供理论依据为坚持以“人”为核心的设计思路提供工作程序。图1-2图1-3图1-4图1-5•人体工程的起源和历史•人体工程学的定义•工业设计与人体工程人体工程的起源任何事物的发展都取决于事物内部的矛盾。人体工程学的发展首先是由于人和“人造物”之间的矛盾。人的能力和系统要求不匹配人和人造物的发展不平衡研究物先于研究人NewtonIsaac(1642-1722)WilhelmWundt(1830-1920)人类文明出现了失衡的状态，其特征是：人与人造物、人与环境失去了和谐。人体工程的历史早期历史赫梯战车（古代中东地区）明代家具古希腊的人体工程学：概述古希腊的人体工程学：马车古希腊的人体工程学：刹车系统古希腊的人体工程学：工具古希腊的人体工程学：日常用品二战前泰勒（WTaylor)•最早进行人和机器匹配问题研究的学者•铁锹实验铁锹试验也称铁砂和煤炭的挖掘实验，是系统地研究铲上负载后，研究各种材料能够达到标准负载的锹的形状、规格，以及各种原料装锹的最好方法的问题。泰勒因这项试验提出了新的构想：将实验的手段引进到经营管理领域；计划和执行分离；标准化管理；人尽其才，物尽其用是提高效率的最好方法。•《科学管理原理》吉尔伯瑞斯（FGilbreth）•时间和动作研究•手术研究莫斯特伯格（HMusterberg)•用实验方法进行人员挑选和培训1945-1960人体工程学诞生时期第二次世界大战影响1949年英国人体工程学会（ErgonomicsResearchSociety）成立1955年美国人因工程学会（HumanFactorsSociety）成立1959年国际工效学协会（InternationalErgonomicsSociety）成立1960-1990人体工程学迅速发展时期•专家证人（Expert-witness)•大型事故1990以后人体工程学迅速发展时期•计算机和人机交互•特殊人群•从个体研究走向社会、群体研究•从人的尺度转向心理、情感研究人体工程的定义人体工程学是一门技术学科。研究层面基础科学技术科学工程技术涉及领域心理学人体工程学生理学解剖学生物力学工程学系统工程人体工程学研究人—机—环境系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康问题提供理论和方法。传统定义人体工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的工效和人的健康幸福之间的关系。新的人体工程学定义•人体工程学的关注焦点是系统中的人和人与物的关系。•人体工程学的目标是人的效能和人性价值。•人体工程学的研究方法是系统的、科学的实验和分析。工业设计与人体工程以人为本人体工程学与设计的关注点都是人与人造物的关系。人体工程学与设计HenryDreyfuss&HenryDreyfussAssociatesHenryDreyfuss亨利·德雷夫斯TheMeasureofMan(1960)TheMeasureofMan&Woman(2001)CombineddesktelephoneAT&TtelephoneHenryDreyfussAssociatesZdenekKovar曾内科科瓦以用户为中心的设计UCD以人为中心的设计HCD以人（用户）为中心的设计感性工学•感性工学是将人们所具有的感性加以量化呈现，并从中探索“哪些设计定案”是符合人们“什么样的感性”。•“感性”是指人对物持有之感觉或意象，是对物之心理上的期待感受。•感性工学的核心即在于经由各种调查技术与分析方法取得造型与消费者感觉间的关系。为人设计Designforhuman