人机工程学一剖析

人机工程学绪论人体及人的特性人的机能特征人体力学人的作业能力和疲劳人的自然倾向与可靠性人机界面设计作业空间与用具设计作业环境人机系统设计与分析评价中国人应该增加5~8cm第一章.绪论人机工程学其历史背景1.1.1.什么是人机工程学人机工程学：20世纪40年代后期跨越不同学科和领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。由于学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，学科命名也具有多样化的特点。欧洲：称为工效学（Ergonomics)美国：人类因素学（HumanFactors)、人类工程学(HumanEngineering)、工程心理学(EngineeringPsychology)日本：人间工学中国：人机工程学、工效学、人机学、人体工程学各国学者对人机工程学的定义各有差异美国（W.E.Woodson)：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，操纵控制，人机系统的设计极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感到安全和舒适。俄罗斯：研究人在生产过程中的可能性，劳动活动方式，劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保证劳动者的健康，使人从生理上和心理上得到全面发展的一门科学。国际人机工程学会（InternationalEngineeringAssociation)：人机工程学研究人在某种环境中的解剖学，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，研究工作，生活和休假时序，统一考虑工作效率，健康，安全和舒适等问题的科学。中国（中国企业管理百科全书）：人机工程学是研究人和机器，环境的相互作用极其合理结合，时设计的机器和环境系统适合人的生理，心理特点，达到在生产中提高效率，安全，健康和舒适的目的。以上定义虽有所不同，但在下面的两个方面都上一致的：人机工程学研究的对象是人、机、环境的相互关系。人机工程学研究的目的上如何达到安全、健康、舒适和工作效率最优。1.1.2.人机工程学的发展历史石器时代，人类开始使用工具，产生了原始的人机关系19世纪末到20世纪30年代，人们开始研究人的能力与其使用工具之间的关系。第二次世界大战促进了人机关系的研究，从“人适机”向“机适人”转变。战后，人机关系研究成果开始应用于工业领域。1949，〈应用实验心理学---工程设计中人的因素〉系统地论述了人机工程学的基本理论和方法，奠定了人机工程学的理论基础。随后，人机工程学方面的研究蓬勃发展。20世纪60年代以后，科学技术飞速发展，computer的普及，工程系统的复杂及自动化程度的提高，新兴科学的出现，为人机工程学的研究提供了新的研究理论、方法和手段，还提供了新的课题。60年代人机工程学的指导思想是将人、机和环境作为一个完整的系统，使系统中人、机、环境获得最佳搭配，以保证系统整体最优。70年代后，指导思想有人主张强调人的基本价值，强调在系统、工具、环境设计中考虑操作者的个体差异，使科学技术满足人类需要，而且使人在操作机器的过程中得到满足。我国的人机工程学研究起步较晚，但发展很快。1980年建立全国人类工效学标准化技术委员会，至1988年已制定有关国家标准22个。1989年成立中国人类工效学会。中国科学院心理研究所及一些高等院校分别建立了人机工程学研究机构，开设了人机工程学学科。有关出版物也很多。目前，我国人机工程学已应用于许多部门，如铁路、冶金、汽车运输、工程机械、机床设计、航空航天、医药等，并取得了很多成绩。近期人际工程学的研究方向可归纳为：工作负荷研究：体力、脑力活动中和工作紧张时，人的生理和心理负荷的研究工作环境研究：一般工作环境和特殊工作环境对人的生理和心理效应工作场地、工作空间以及工作装备的人机工程学研究信息显示特别是计算机终端显示中人的因素研究计算机设计与使用的人机工程学研究安全管理及人的可靠性研究工作成效的测量和评定机器人设计的智能模拟1.2人机工程学体系人机工程学技术科学工业设计管理科学机械工程工程设计环境保护学环境科学环境监测学环境心理学环境卫生学环境医学人---------------机--------------环境人体科学生理学人体力学人体测量学劳动卫生学心理学人机系统1.2.1人机系统的基本类型1.手工劳动系统输出人（动力源和控制者）信息储存感觉信息处理和决策动作信息反馈输入2.半自动化、机械化系统人（动力源和控制者）信息储存感觉信息处理和决策动作信息反馈输入机械输出过程控制3.自动化系统输出人（监视者）机信息储存感觉信息处理和决策动作输入过程控制机械信息储存感觉信息处理和决策动作信息反馈1.2.2人机结合的方式a.人机串联人通过机器的作用产生输出，因此会导致人和机的特性互相干扰串联系统中要注意人机功能的合理分配。b.并联系统人通过显示或监视装置，间接地作用于机器，产生输出。此时人机交互是关键。c.人与机串并联方式人机人机人机机`1.2.3人机系统的发展与人在系统中的地位1.人机系统的发展变化特点①为了重新估计管理复杂系统对操作人员的工作负荷，必须研究新的劳动定额标准。②需要研究合适的编码方式以便于操作者更可靠地监控系统。③需要确定人的功能限度问题。④必须研究译码和作业者的训练问题。⑤信息传递在时间和空间上渐趋密集化，不仅对操作者的信息接受能力、存储能力和处理能力产生较大差别，而且还使作业者对技术装备的依赖性增加。必须研究相应对策。⑥研究人的感知特征和限度，采取必须的措施。⑦高度自动化使作业者的作业负荷降低，人在低负荷条件下，缺少足够的信息刺激，使人产生烦躁感，警觉性降低，注意力分散，一旦出现异常信号，又感到惊慌失措。必须采取对策，保持警惕性。⑧航天和深海技术的发展，必须研究人在系统中失重和超重条件下的行为和能力问题。人机系统中人的地位随着科学技术的发展与完善，人获得了卓越的成就，比如发明了机器人。但是机器人也不过是一种机器，它只能代替人的部分工作，而且是人的意识再现。以为劳动是人有意识的活动，所以人是劳动的主体。但科学技术的发展，会使劳动工具先进，劳动条件改善，也会改变人对劳动主体的要求。如人能感知多少信息，人以什么样的速度、准确性和形式来执行等。显然这只能依赖与设计者在设计人机系统时，对系统中人体因素的考虑程度。1.3人机工程学的研究内容与应用人机工程学的研究内容1.人体因素的研究2.人机系统的总体设计研究3.工作场所和信息传递装置的设计研究4.作业改善的研究5.环境控制与安全保护人机工程学的应用1.Accidents;HealthandSafetyatWork（意外的防止、工作中的健康和安全性）：accidentsandsafety;accidentinvestigations;accidentreconstructions;healthandsafety;healthcareergonomics;hazardanalysis;healthandsafetyissues;theapplicationofhealthandsafetylegislation;industrialworkstress;machineguarding;safetycultureandsafetymanagement;safetycultureevaluationandimprovement;alarmsandwarningstechnology;probabilisticsafetyanalysis.2.AnatomyandAnthropometryinHumanActivities（在人活动中的人体测量学和解剖学）：anatomy;anthropometry;anthropometryandworkplacedesign;biomechanics;designforthephysicallydisabled;posturalandbiomechanicalloading;slips,tripsandfalls;backpain;disabledaccessaudits.3.CognitiveErgonomicsandComplexTasks（认知工效学和复杂工作）：cognitiveskillsanddecisionmaking;forensichumanfactors;teamworkandgroups;proceduredevelopment.4.ComputerSoftwareErgonomics（计算机软件人机工程学（工效学））：softwaredesign;softwaredevelopment;softwareergonomics;implementationandusability.5.ComputerTerminals:DesignandLayout(计算机终端的设计和布置)：designandlayoutofcomputerproductsandperipherals;computerterminalworkstations;displayscreenequipmentandregulations;displayscreenhealthandsafety;DSEandmanualhandling;compliancesurveys;DSEergonomicsassessments;VDUsandoffices.人机工程学的应用6.DesignandLayoutofDisplaysandControls显示器和控制器的设计和布置selectionanddesignofcontrolsandinformationdisplays.7.DesignofControlRooms(控制室的设计):consoleandcontrolroomlayoutanddesign;controlroomergonomics.8.EnvironmentalErgonomics(环境人机工程学即工效学):environmentalconditionsandfactors;noisesurveys;hearinglossatwork;thermalenvironments;visibilityandlighting;workingenvironmentergonomics;vibration.9.ExpertWitnesses:VariousWorkSituations面对各种场合的专业诉讼expertwitnessinvestigations;forensicergonomics;industrialcompensationclaims;injurylitigation;injurycausation;litigationsupport.10.Human-ComputerInterfaceDesignandAssessment人机界面设计designanddevelopmentofhuman-computerinterfaces;knowledge-basedsystems;productionofhuman-computerinterfacestyleguides;HCI/MMIprototyping;GUIprototyping.人机工程学的应用11.HumanReliability人的可靠性humanerrorandreliability;humanerroranalysis;humanfactorsaudits;humanfactorsintegration;humanreliabilityassessment.12.IndustrialDesignApplications工业设计应用informationdesign;market/userresearch;medicalequipment;seatdesignandcomfort;seatingdesignandspecifications;furn