人机工程学讲义

人机工程学Ergonomics设计学院胡志刚人机工程学本课程参考书1.人体工程学徐军，陶开山中国纺织出版社2.人机工程学丁玉兰北京理工大学3.普通人机工程学杨君顺西北轻工业学院印刷厂4.设计心理学李彬彬中国轻工业出版社5.认知心理学［美］罗伯特·L·索尔索教育科学出版社人机工程学第1章概论1.思考：什么是人机工程学？2.日常生活中的人机工程学的应用1)地下通道设计2)阶梯设计3)窗户3.日常生活中的不良设计1)水龙头设计2)厨具设计人机工程学日常生活中的人机工程学的应用（一）1)地下通道设计灯光：亮、暗路线：曲、直七长十字的地下通道优点：缺点：容易迷路人机工程学日常生活中的人机工程学的应用（二）2）阶梯设计快行阶梯慢行阶梯人机工程学日常生活中的不良设计（一）1)水龙头设计（A）（B）人机工程学日常生活中的不良设计（二）2）厨具设计塑料茶匙、汤勺、小刀和餐叉。人机工程学1.1人机工程学的概念1.学科名称人机工程学起源于20世纪40年代，是一门跨越不同学科领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的新兴边缘学科。它发源于欧洲，最终形成于美国。人机工程学2.世界各国对它有不同的命名：欧洲：人类工程学、工效学（Ergonomics）；美国：人类因素学（HumanFactors）、人类因素工程学（HumanFactorsEngineering）；前苏联：工程心理学；日本：人间工学；中国：人机工程学、人体工程学、工效学、工程心理学；其他国家：人机控制学、机械设备利用学、宜人学。人机工程学3.人机工程学的定义人机工程学研究人在生产或操作过程中合理地、适度的劳动和用力的规律问题。不同的国家有不同的定义：人机工程学美国：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率和作业时的安全和舒适感。人机工程学日本：人机工程学是根据人体解剖学、心理学和生理学等特性，了解并掌握人的作业能力和极限，让机器、环境、起居条件等和人体相适应的科学。人机工程学国际人体工程学会（InternationalErgonomicsAssociation）：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因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。人机工程学《中国企业管理百科全书》：研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。人机工程学尽管各国学者对人机工程学所下定义不同，但其研究目的是一致的，就是揭示人与机的相关参数及其最佳匹配的规律。人机工程学可定义为：按照人的特性设计和改善并优化人－机－环境系统的科学。人机工程学4.人机工程学的研究目的1）研究对象：人机工程学研究的是“人－机－环境”系统的整体状态和过程人生理特性心理特性机械性能环境状况机械人机关系人机工程学2）研究目的：设计机器、设备时必须考虑人的因素（生理、心理）。要使人操作简便、省力而又准确。要使人的工作环境舒适、安全。最终实现提高工作效率的目的人机工程学1.2人机工程学发展史1.原始人际关系—人与器具石器时代，原始人把石器加工成拿的动、握的住，手握部分适合人手的形态，不会将手刺破。研究人如何使用工具及工具如何适宜人使用这样一个人与工具的关系问题。人机工程学2.古代人机关系—经验人机工程学两千多年前的《冬官考工记》中就记载有我国商周时期暗人体尺寸设计制作各种工具及车辆的论述。《黄帝内经》中对人体尺寸的测量方法，测量部位，测量工具，尺寸分类等有着详细的说明。人机工程学3.近代人机关系—科学的人机工程学19世纪末，随着工业革命时期的开始与发展，人所从事的劳动在复杂程度和负荷量上有了很大的变化，迫使应用近代的研究手段改革工具以改善劳动条件和提高劳动生产率。先驱：美国F.W.泰勒、F.B吉尔伯雷斯及其夫人丽莲·吉尔伯雷斯。人机工程学泰勒1903年论文《论工厂的管理》开创了人机工程学的研究吉尔伯雷斯夫妇提出“吉尔伯雷斯基本动作要素分析表”动作与时间研究MotionandTimeStudy人机工程学德国心理学家L.W.斯腾提出“心理技术学”，尝试将心理学引入工业生产H.M.闵斯托博格1912年《心理学与工业效率》等书，将心理学和泰勒的科学管理学结合起来，运用心理学的原理和方法，通过选拔与培训，使工人适应机器。人机工程学Ergonomics人机工程学人机工程学和“动作与时间研究”并称人机工程学领域的两大分支近代人际关系特点：以机械为中心进行设计，通过选拔和训练，使人适应机器。人机工程学4.现代人际关系二战后，A.查帕尼斯等与1949年出版《应用实验心理学—工程设计中人的因素》1954年W.E.伍德林发表了《设备设计中的人类工程学导论》1957年E.J.麦克考米克发表《人类工程学》人机工程学5.发展现状英国：最早，应用于国民经济各部门德国：马克思－普朗克协会人类工程学研究所，应用于工业设计，如奔驰轿车。美国：最发达，应用于国防工业。日本：引进理论和实践经验，成立了“人间工学学会”中国：80年代初确立人机工程学学科，1981年建立了“中国人类工效学标准化委员会”人机工程学1.3人机工程学的研究范畴1.研究任务人的主要工作有三种类型：肌肉工作、感知工作和智能工作。主要任务：对人－机－环境综合体进行系统的分析研究，通过各种手段建立合理且又可行的实用方案，使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适、充分发挥人、机效能，从而达到提高工效的目的。人机工程学2.研究内容人机工程学人体因素机器因素环境因素人－机－环境综合系统•特征参数•机械力学功能和机制•劳动生理特征•劳动心理过程•人的感知特征•热的可靠性•技术审美及设计•信息传达显示方法•操纵控制技术•安全保障技术•舒适性与方便性•作业空间•物理环境•化学环境•生物环境•美学环境•社会环境•功能的合理分配•人机相互作用•人机界面设计•系统的可靠性和安全•环境及其改善•作业及其改善人机工程学3.人机工程学研究方向1.1、工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。2.2、工作环境的研究，包括高空、深水、地下、加速高温、低温和辐射等异常工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。3.3、工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究4.4、信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人的因素研究。5.5、计算机设计与人机工程学研究。6.6、安全管理及人的可靠性研究7.7、工作成效的测量与评定。8.8、机器人设计的智能模拟等。人机工程学1.4人机工程学的研究方法人机工程学资料研究法调查分析法实验室法现场实测法模拟试验法系统分析法人机工程学1.5人机工程学的研究程序确定目标收集资料制定方案综合评价选择系统中的主要问题作为目标收集必要的资料，并对资料进行科学整理拟制多种方案，整体详尽性、相互排斥性和可比性对备选方案的试验、实验、费用、效果等分析比较，进行可行性论证。人机工程学本章要掌握的内容1.人机工程学的英文名称？2.人机工程学的综合定义？3.人机工程学的研究内容？4.人机工程学的研究方法？人机工程学本章作业1.每人收集2～3个不良设计要求：1）有图片说明；2）有文字性说明为什么会这么设计，这么设计有什么不好之处；3）给出改进建议；4）用电子文档交作业。人机工程学人机工程学的研究方法补充•测量人体各部分静态和动态数据；•调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征；•对时间和动作的分析研究；•测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化；•观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题；•分析差错和意外事故的原因；进行模型实验或用计算机进行模拟实验；•运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系，以便从中得出正确的结论或发展有关理论。人机工程学人机工程学人体科学技术科学环境科学生理学心理学劳动卫生学人体测量学人体力学环境卫生学环境医学环境心理学环境保护学环境检测学工业设计工程设计安全工程系统工程机械工程管理工程1.6人机工程学学科体系人机工程学1.7人机工程学与工业设计1.人—为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数；参数：人体结构特征；人体机能特征参数；感受器官的机能特性；劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理、不同劳动负荷的适应能力；工作时的心理状态和心理因素对工作效率的影响。2.机—为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据；追求：方便、舒适、可靠、价值、安全和效率3.环境—为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则4.系统—为进行人—机—环境系统提供理论依据人机工程学1.8产品设计简明流程接受任务调查、信息收集草图、效果图设计人机工程学研究优化方案设计完善任务提交