人机工程学第三版

普通高等教育普通高等教育“九五九五”部级重点教材，获部级重点教材，获教育部教育部“普通高等学校优秀教材二等奖普通高等学校优秀教材二等奖”人机工程学（第三版）多媒体教学课件多媒体教学课件同济大学同济大学 丁玉兰丁玉兰 制作制作北京理工大学出版社北京理工大学出版社 出版出版2005年年1月月工业设计系列教材工业设计系列教材人机工程学人机工程学（第三版）多媒体教学课件多媒体教学课件版权所有 未经允许 不得翻制普通高等教育普通高等教育“九五九五”部级重点教材，获部级重点教材，获教育部教育部“普通高等学校优秀教材二等奖普通高等学校优秀教材二等奖”工业设计系列教材工业设计系列教材前言前言 为了配合越来越多的院校开展多媒体教学的需为了配合越来越多的院校开展多媒体教学的需要，更为了方便授课教师的教学，在要，更为了方便授课教师的教学，在人机工程人机工程学学（第三版）出版的同时，将多年来教学中积（第三版）出版的同时，将多年来教学中积累的多媒体教学课件，制作成与教材配套使用的累的多媒体教学课件，制作成与教材配套使用的光盘，奉献给授课教师及本书的读者。仅供参考，光盘，奉献给授课教师及本书的读者。仅供参考，不妥之处，恳请指正。不妥之处，恳请指正。编著者编著者 丁玉兰丁玉兰 20042004年年1212月于同济园月于同济园人机工程学人机工程学（第三版）多媒体教学课件多媒体教学课件课件目录第第1章章 人机工程学概论人机工程学概论第第2章章 人体测量与数据应用人体测量与数据应用第第3章章 人体感知与运动系统人体感知与运动系统第第4章章 人的心理与行为特征人的心理与行为特征第第5章章 人机的信息界面设计人机的信息界面设计第第6章章 工作台椅与工具设计工作台椅与工具设计第第7章章 作业姿势与动作设计作业姿势与动作设计第第8章章 作业岗位与空间设计作业岗位与空间设计第第9章章 人与环境的界面设计人与环境的界面设计第第10章章 事故控制与安全设计事故控制与安全设计第第11章章 人机系统总体设计人机系统总体设计第第12章章 人机工程发展趋势人机工程发展趋势第1章 人机概论1.1 1.1 人机工程学的命名与定义人机工程学的命名与定义 人机工程学（人机工程学（Man-Machine Engineering)Man-Machine Engineering)：研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。1.1.1 1.1.1 学科的命名学科的命名 1.1.人类工程学人类工程学Human EngineeringHuman Engineering 2.2.人因工程学人因工程学Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering 3.3.工效学工效学 ErgonomicsErgonomicsergonergon（工作、劳动）（工作、劳动）nomosnomos（规律、规则）（规律、规则）1.1.2 1.1.2 学科的定义学科的定义研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学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；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、安全和舒适性等问一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。题的学科。1.2 人机工程学的起源与发展人机工程学的起源与发展 1.2.1 经验人机工程学（经验人机工程学（20世纪初世纪初二次大战）二次大战）特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、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，关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于使人适应于机器。机器。1.2.2 由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到事故的发生，这使人们意识到“人的因素人的因素”的重的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必要性，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。学科方面的知识。这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设计中计中“人的因素人的因素”，力求，力求使机器适应于人使机器适应于人。1.2.3 现代人机工程学有三个特点：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）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。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）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。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）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。学、工程学各方面的知识。研究方向：把人研究方向：把人-机机-环境作为一个整体来研究，从而环境作为一个整体来研究，从而获得系统的最高综合效能。获得系统的最高综合效能。1.3 1.3.1 学科的研究内容学科的研究内容 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：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）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。如本书与人体有关的问题。如本书2、3、4章的内容。章的内容。2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研）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。如本书以舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。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，）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。如本书康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。章的内容。4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低）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，即在整体上使主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机机”与人体与人体相适应，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。如本书第流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章的内容。章的内容。5）人机工程学发展动向的研究，如本书人机工程学发展动向的研究，如本书12章内容章内容1.3.2模拟：假人模型冲击模拟：假人模型冲击/虚拟技术虚拟技术模型：输入模型：输入系统系统输出输出5.计算机数值仿真法，计算机数值仿真法，见图见图1-46.分析法分析法 HoneyWell亨利威尔亨利威尔7.调查研究法：各种调查研究的方法（抽样调查研究法：各种调查研究的方法（抽样/询问询问/问卷）注重测试方法的可靠性和有效性问卷）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人机工程学体系及其应用领域 1.4.1 学科的体系学科的体系 人机工程学是一门综合性边缘学科，主要是人机工程学是一门综合性边缘学科，主要是“人体科学人体科学”、“技术科学技术科学”和和“环境科学环境科学”之之间的有机融合，由间的有机融合，由图图1-5加以描述。加以描述。1.4.2学科的应用学科的应用 学科的应用领域可参阅表学科的应用领域可参阅表1-1、1-2。重点。重点在下章介绍。在下章介绍。1.5 人机工程学与工业设计人机工程学与工业设计1.5.1 为工业设计中考虑为工业设计中考虑“人的因素人的因素”提供人体尺提供人体尺度参数度参数1.5.2 为工业设计中考虑为工业设计中考虑“物物”的功能合理性提供的功能合理性提供科学依据科学依据1.5.3 为工业设计中考虑为工业设计中考虑“环境因素环境因素”提供设计准提供设计准则则1.5.4 为进行人机环境系统设计提供理论依据为进行人机环境系统设计提供理论依据1.5.5 为坚持以为坚持以“人人”为核心的设计思路提供工作为核心的设计思路提供工作程序。参阅表程序。参阅表1-3、1-4。附录本章所附插图图1-1返回图1-2返回图1-3返回图1-4返回图1-5返回