人因工程学

第一章人因工程学的定义。答：人因工程学就是按照人的特 性设计和改进人一机一环境系统的科学。人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人 与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的 系统，也可以简称为人一机系统。为了实现人、机、 环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问 题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下 的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。人因工程学的研究内容是什么？（1）研究人的生理与 心理特性。（2）研究人机系统总体设计。（3）研究人机 界面设计。（4）研究工作场所设计和改善。（5）研究工 作环境及其改善。（6）研究作业方法及其改善。（7）研 究系统的安全性和可靠性。（8）研究组织与管理的效 率。社么是效度？什么事信度？人因工程研究方法为什 么要保证效度和信度要求？答：1.效度。效度是指研 究结果能真实的反映所评价的内容。可从不同角度研 究效度，应用比较广泛的是内部效度和外部效度。（1）内部效度。是指研究中各变量间确实存在着 一定的因果关系。（2）外部效度。外部效度是指某一研究的结论能 够在多大程度上推广和普及到其他的人和背景中去。2. 信度。信度指的是研究方法和研究结果的可靠 性，即多次测量的结果保持一致性的程度。实际研究 中通常用一致性系数法、等值性系数法、内部一致性 系数法来估计信度。1.人的心理因素：5各方面:一性格、二能力、二动机、 四情绪、五意志。2补充ATP的方法有二种：一磷酸原（ATP-CP）系统; 二乳酸能系统；二有氧氧化系统。3、动机是由目标或对象引导、激发和维持个体活动的 一种内在心理过程或内部动力。4、情绪是人对客观事物的态度体验及相应的行为反 应，它是以个体的愿望和需要为中介的一种心理活动。 可以分为心境激情和应激二种第三章微气候1、简述微气候的构成要素及其相互关系。答：微气候是指生产、生活过程中现场所处的局部 环境中的气候状况，包括下列4个最重要的参数：空 气气温、空气湿度、气流速度（风速）热辐射条件。 微气候各要素之间的相互关系：在人类作业或起居环 境中，气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响 是可以相互替代的。某一参数的变化对人体的影响， 可以由另一参数的相互变化所补偿。我们把微气候参 数以及对冷热感觉有显著影响的微气候参数的各种组 合的综合指标，称之为微气候指标，其中重要的组合 有：空气温度和周围表面温度；空气温度、周围表面 温度和气流速度；空气温度、周围表面温度、气流速 度和相对湿度；空气温度、气流速度和相对湿度；空 气温度和相对湿度。2、什么是高温作业环境？高温作业环境分为几类？ 答：一般将热源散热量大于84kJ/ （m2h）的环境叫 高温作业环境。高温作业环境有三种基本类型：一是高温、强热辐射 作业，其特点为气温高，热辐射强度大，相对湿度较 低；二是高温、高湿作业，其特点为气温高、湿度大, 如果通风不良就会形成湿热环境;三是夏季露天作业， 如农民劳动、建筑等露天作业。3、高温作业环境对人体有什么影响？如何改善？（1） 对消化系统具有抑制作用。（2）对中枢神经系统具有 抑制作用。（3）导致水分和盐分大量丧失。（4）高温 及噪声联合作用损伤人的听力。改善方法：高温作业环境的改善应从生产工艺和 技术、保健措施、生产组织措施等方面加以改善。8、低温作业环境的改善，应做好以下工作:(1)做好 采暖和保暖工作。(2)提高作业负荷。(3)个体保护。(4)采用热辐射取暖。第四章照明环境1照明条件与作业效率和视觉疲劳有何关系？是否照 度值越高，作业效率越高？答：照明对工作的影响，尤其表现在照明不好的情况 下，人会很快的疲劳，工作效率低，效果差。照明不 好，由于反复努力辨认，造成视觉疲劳。提高照明度 可以提高识辨速度和主体视觉，从而提高工作效率和 准确度，达到增加产量，减少误差，提高产品质量的 效果。但并不是照明度越高，作业效率越高。一般认 为在临界照明度值以下，随着照明度的增加，工作效 率迅速提高，效果十分明显；在临界照明度值以上， 增加照明度对工作效率的提高影响很小，或根本无所 改善；当照明度值提高到使人产生眩光时，会降低工 作效率。2.照明与事故有何关系？答：在适当的照度下，可以 增加眼睛的辨色能力，从而减少识别物体色彩的错误 率；可以增强物体的轮廓立体视觉，有利于辨认物体 的高低、深浅、前后及相对位置，使工作失误率降低, 还可以扩大视野，防止错误和工伤事故的发生。3照明有几种形式？答：一般照明，局部照明，综合 照明，特殊照明4. 按光源与被照物的关系，光源分为几种？ 答： 按光源和被照物的关系，光源可分为直射光源、反射 光源及透射光源二种。5什么是眩光？眩光如何产生的？有何危害？怎样防 止和控制眩光？答:（1）当视野内出现过高的亮度或 过大的亮度对比时，人们就会感到刺眼，影响视度。这种刺眼的光线叫做眩光。（2）眩光按照产生的原因 可分为直射眩光、反射眩光和对比眩光二种。直射眩 光是由眩光源直接照射引起的，与光源的位置有关； 反射眩光是物体与背景明暗相差太大所致。（3）眩光 的视觉效应主要是使暗适应破坏，产生视觉后像，使 工作区的视觉效率降低，产生视觉不舒适感和分散注 意力，易造成视疲劳，长期下去会损害视力。（4）防 止和控制眩光的措施主要有：限制光源亮度。.合理分布光源。.光线转 为散射。.避免反射眩光。.适当提咼环境亮度, 减少亮度对比。第五章色彩环境1简述色光二原色和颜色二原色的组成。答：色光的 二原色是红、绿、蓝，它们的混合是愈混合愈亮，其 三原色等量相加得到白色光。颜色的三原色则是黄、青、品红，它们的混合是愈混 合愈暗，三原色等量相加得到接近于黑色2、彩色（色彩）三要素：色调、明度、纯度什么事色彩调节？答：色彩在知觉的不同水平上具有 各种心理意义，如色彩的温度、轻重感、硬度感、涨 缩感、远近感以及色彩表现的开朗与忧郁、活泼与呆 滞、松弛与张紧等。同时还与温度因素、空间因素、 时间因素、光因素等多种环境因素相联系。并且会在 人的生理方面产生类似的作用。因此，利用色彩的这 种作用可以在一定程度上对环境起到调节作用。3、简述安全色的种类及其含义。答：安全色包括红、黄、蓝、绿四种：红色表示禁止、停止、危险以及消防设备的意思。 凡是禁止、停止、消防和有危险的器件或环境均应涂 以红色的标记作为警示的信号。如机器设备上的转动 的轮子、消防设施、报警器、应急停止按钮等。蓝色表示指令，要求人们必须遵守的规定。 黄色表示提醒人们注意的器件、设备及环境都应 以黄色表示。绿色表示给人们提供允许、安全的信息。第六章噪声及振动环境1、噪声对人体生理机能有哪些主要不良影响？答:1） 持续性的强烈噪声会使人的听力受到顺损坏。（2）噪 声对神经系统的危害造成大脑皮层的兴奋和抑制平很 失调，导致条件反射异常，引起各种神经系统病。（3） 在噪声刺激下，会导致人体甲状腺机能亢进，肾上腺 皮质功能增强等症状。（4）噪声作用于人的中枢神经 系统时，会影响人的消化系统。噪声对人的心理有哪些主要影响？答：噪声对心理的 影响主要是使人产生烦恼、焦急、讨厌、生气等不愉 快的情绪。2、如何进行振动的控制？答：（1）减少和消除振动源。1）隔离振源2）改进生产工艺，如用液压、焊接代替 铆接可消除或减少振动。3）增加设备的阻尼，如采用 吸振材料、安装阻尼器或阻尼环、附加弹性阻尼材料 等，以减轻设备的振动。对于可引起机械振动的陈旧 设备，应定期检查，维修或改造。4）采取隔振、吸振、阻尼等措施来消除减小振动， 阻止振动的传播，最大限度第减少振动对人体不良 影响。例如设计减振座椅、弹性垫，以缓冲振动对 人体的影响。5）采用钢丝弹簧类、橡胶类、软木类、毡板、空气 弹簧和油压减振器等对种形式的减振器。6）降低设备减振系统的共振频率。（2）个体防护。（3）限制接触振动时间第七章空气环境1 .空气中的污染物：有害气体、固体尘粒、金属粉尘、 放射性物质2. 空气污染物的防治一、生产车间空气污染的防治1. 制定法规和严格管理2降低燃料对空气的污染3加强 生产车间空气的监测和控制 二、室内空气污染的防 治1常开窗，通风换气2.减少室内吸烟3.合理使用空 调控制室内温度和湿度4选择适合的装修材料和装饰 方式5用生物学方法.三、车内空气污染的防治1经 常开窗通风2.选择适当的空气净化产品去除空气污染 和定期清洗空调蒸发器3定期检测车内空气质量3简述粉尘的来源及其对环境的危害。一粉尘的来 源固体物质的粉粹和研磨。生产过程中使用的粉 状原料或辅助材料粉状物料的混合，过筛，运输以 及包装物质的不完全燃烧某些物质加热时产生的 蒸汽在空气中凝结或氧化成的颗粒物系统性沙尘暴 或局部性沙尘天气二粉尘对环境的危害（1）粉尘对人体的危害：粉尘 根据其物化特性和对人体作用部位不同，可造成多方 面的危害。（2）粉尘对人的心理影响：空气中的粉尘 还直接影响人的心理。另外，粉尘妨碍照明效果，使 环境变得灰暗，人们完成同样的工作却要付出更大的 努力，因此对工作质量和效率都产生不利的影响。（3） 粉尘爆炸：某些物质的微小颗粒在空气中达到一定的 浓度，当遇到明火时，会发生爆炸。4.简述粉尘的预防1.控制尘源2.除尘3.个人防护4.改 善劳动管理5简述工作场所通风的重要性及换气的方法一工作场所通风的重要性：通风是把局部地点或整 个房间内污染的空气（必要时经过净化处理）排出室 外，把新鲜（或经过处理）的空气进人室内，从而保 持室内空气的新鲜及洁净程度。通风的目的主要是消除生产过程中产生的粉尘、有害 气体、高温和辐射热的危害。二换气的方法：（1）按空气流动的动力不同，可分 为自然通风和机械通风自然通风换气。机械通风 换气。（2）按通风系统作用范围，可分为全面通风和 局部通风全面通风换气局部通风换气：可分为局 部排风和局部送风两种。第八章体力工作负荷1、体力工作负荷的测定方法有哪几种？（1）生理变化 测定；（2）生化变化测（3）主观感觉测定2、疲劳的一般规律是什么？（1）疲劳可以通过休息恢 复。（2）疲劳有累积效应。（3）疲劳程度与生理周期有关。（4）人对疲劳有一 定的适应能力。3、降低疲劳的途径有哪些？（1）改善工作条件：合理 设计工作环境、改进设备和工具、改进工作方式。（2）合理确定休息时间和休息方式：疲劳后身体的恢 复、休息时间的确定、休息方式。（3）改进生产组织 与劳动制度：休息日制度、轮班制度。第十章脑力工作负荷1什么是主任务测量法？集体包括哪几种方法？答：主任务测量方法是通过测量操作人员在进行某项 工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的 脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类：（1）单指标测量法（2） 多指标测量法2试述辅助任务测量法的原理。答:辅助任务测量法的原理是应用辅助任务测量法时， 操作人员被要求同时做两件工作。操作人员把主要精 力放在主任务上。当他有多余的能力时，尽量做辅助 任务主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行 的。主任务脑力负荷越大，剩余资源越少，操作者从 事辅助任务的能力就越弱。3. 辅助任务的种类有哪些？答：辅助任务的种类有（1）选择反应追踪监视 记忆（5）脑力计算（6）复述（7）简单反应。4. 什么是脑力疲劳？其产生的原因是什么？答：脑力疲劳一般指人体肌肉工作强度不大，但由于 神经系统紧张程度过高或长时间从事单调、厌烦的工 作而引起的第二信号系统活动能力减退，大脑神经活 动处于抑制状态的现象。脑力疲劳的产生原因有（1） 高脑力负荷。（2）单调作业。（3）操作者对工作的 态度、期望、动机及情绪状态。第十一章人体测量1、人体测量数据的运用准则：（1.最大最小准则 （2可调性准则（3.平均型准则（4使用最新人体数据 的准则（5地域性准则（6功能修正与最小心理空间相 结合准则第12章作业空间设计1什么是作业空间?什么是近身作业空间？答：（1）作业空间就是人进行作业所需的活动空 间以及机器、设备、工具所需空间的总和。人在 各种情况下劳动都需要有一个足够的、安全、舒 适、操作方便的空间。这个作业空间的大小、形 状与工作方式、操作姿势、持续时间、工作过程、 工作用具、显示器与控制器的布置、防护方式及 工作服装等因素有关。（2 ）近身作业空间是指作 业者在某一固定工作岗位时，考虑人体的静态和 动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，作业者为完成作 业所及的空间范时的近身作业空间。2. 试述作业空间设计的含义。答：作业空间设计的含义：（1）按照作业者的操作 范围、视角范围以及作业姿势等一系列生理、心理 因素对作业对象、机械设备、工具等进行合理的布 局给人或物等确定最佳（合理）的流通路线和占有 区域，以提高系统的可靠性、舒适性、经济性。（广 义）（2）合理设计工作岗位空间。（狭义）试述作业场所布置的原则。答：（1）重要性原则。（2） 使用频率原则。（3）功能原则。（4）使用顺序原则。3. 试述总体作业空间设计的依据。答：当多个作业者在一个总体作业空间工作时，作 业空间的设计就不仅仅的个体作业场所内空间的物 理设计与布置问题，作业者不仅与机器设备发生关 系，还和总体空间内其他人存在社会性联系。十三章人机系统1什么是系统？什么是人机系统？答：系统是有互相作用、互相依存的要素（部分）组 成的、具有特定功能的有机整体。人机系统是由互相作用、互相依存的人和机器两个子 系统构成的，且能完成特定目标的一一个整体系统。2、简述人机系统评价的目的及原则。答：（1）目的，以便使有关人员了解现有产品的优缺 和存在问题，为今后改进产品设计提供依据和积累资 料；也可是对人机系统规划和设计阶段的评价，通过 评价，使在规划和设计阶段预测到系统可能占有的优 势和存在的不足，并及时改进。（2）原则，评价方 法的客观性；评价方法的通用性；评价指标的综 合性。6人机系统评价目标通常包括哪些？答：技术评价 指标；经济评价指标；社会评价指标。第十四章人机界面设计1、十么是人机界面？人机界面设计的内容与依据是什 么？答：人机界面是人机之间传送信息的媒介，它主要 包括二部分：机上显示器与人的信息通道的界面；机 上操作器与人的运动器官的界面；人机系统与环境之 间的界面。人机界面设计的内容主要是指显示器、控 制器以及它们之间的关系的设计，应使人机界面符合 人机信息交流的规律和特性。人机界面设计的依据是 人。2、显示器有哪几种形式？并简述各自的应用特点。答:显示器分为视觉显示、听觉显示和触觉显示等。 视觉显示：传递的信息很长或需要延迟者，需用方位、 距离等空间状态说明的信息，所处环境不适合听觉传 递或听觉负荷已很重的场合；听觉显示：较短或无需 延迟的信息，简单且要求快速传递的信息，视觉通道 负荷过重的场合，所处环境不适合视觉通道传递的信 息；触觉显示：视、听觉通道负荷过重的场合，使用 视、听觉通道传递信息有困难的场合，简单并要求快 速传递的信息。3、在设计言语显示装置时应注意哪些问题？答：语言 清晰度、语言的强度、噪声对言语传示的影响。4简述手握式工具设计的原则（1）避免静肌负荷；（2） 保持手腕伸直；（3）使组织压迫最小；（4）减小手指的重 复活动。第十五章1. 名词解释：安全、事故、系统安全分析。答：安全 传统的定义是：不发生导致人身伤害、职业病、死亡 或引起设备或财产损失，或危害环境的状态或条件。 现在的定义：所谓安全，就是没有超过允许限度的危 险。或者说：发生导致人身伤害、职业病、死亡或引 起设备或财产损失，或危害环境的程度没有超过允许 的限度。事故：事故是指人在实现其目的行动过程中，突然发 生的、迫使其有目的的行动暂时或永久终止的一种意 外事件。或者说事故是在生产或生活中人们不期望发 生的导致人员伤害、死亡，导致设备或财产损失和破 坏，以及环境危害的偶然事件(随机事件)或突发事 件。系统安全分析：从安全的角度对人-机-环境系统中的 危险因素进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障 或事故的各种因素及其相互关系来查明系统中的危险 源，以便采取措施消除或控制它们。课后计算题解答2某工作车间的面积是10平方米，均分成10格，测 得各方格中心点的照度为：1751x、1251x、1151x、 1001x、1151x、3451x、3601x、2551x、40O1x、4001x。 求平均照度，并判断照度是否均匀？答： 平 均 照 度 =(1751+1251+1151+1001+1151+3451+3601+2551+400 1+4001) 10=2391。照度均匀的标志是：场内最大、 最小照度分别与平均照度之差小于等于平均照度的二 分之一。该题中最大照度与平均照度之差 =4001-2391=1610，最小照度与平均照度之差 =2391-1001=1390，两者均大于平均照度的二分之一， 所以该工作车间照度不均匀。2、在某背景噪声下，测得一机器声源和背景噪声的总 声压级为lOOdB，关闭该机器后测得背景噪声的声压 级为8OdB，求该机器的声压级。解：由 Lp=201g(P/Po)Lp为声压级(dB)： P为声压(Pa)： Po为标准声压(Po=2x10- 5)得出 Lp=20xlg (100-80) /2x10- 5=120(dB)1 .车间温度为28C,大气压为750mmHg,采样空气 体积为50L,试换算成标准状态下的体积。273 p273+7 TomTF仏5霸衆慝乔二2.某车间CO的浓度为20 mg/m3,试将其换算为体 积分数。Y(mg/m3) = “22.4些竺护I”l=J|=|7已知北京某化工车间内余热量80000kJ/h, 余湿量 10Okg/h,同时散发出H2SO4气体44mg/s,送风为未 经处理的室外空气。北京地区夏季通风计算温度为 30oC,车间外含湿量为166g/kg；车间内空气温度为 33oC,含湿量为22.4g/kg。30oC时空气容量为1165kg/m3,车间内H2SO4的最高容许浓度为2mg/ m3,车间外不含H2SO4。求全面通风换气量。有害物质的通风换气量计算L1：清除余热的通风 换气量l2，清除余湿的通风换气量l3L 二丄=44汕=79200 m3800001 c c2 0L = 22663.21严)2(余热)c -r - (t -t ) 1.01x1.165x (33 30)hj p jw100x10001 Q(余温厂 r - (d d ) 1.165 x (22.4 -16.6) 一 14799.47/h)全面通风换气量=maxL； L2； L379200严茸)13、基础代谢率为1578,当相对代谢率RMR=4时， 问能量代谢率为多少？ M=B(1.2+RMR)=4*(1.2+157.8)=636KJ/h*m214、基础代谢率为158.7,能量代谢率为599时，问RMR为多少？若能量代谢率降到231时，问RMR为多少？ RMR=(599-1.2*158.7)/158.7=2.57RMR=(231-1.2*158.7) /158.7=0.2615、基础代谢率为154.1,相对代谢率RMR=4,若作 业者的身高为175M，体重为75,连续工作2H,试问 该项作业的能量代谢量为多少？表面积=0.0064*175+0.0128*75-0.1529=1.8746 m2 能耗=(4+1.2)*154.1*1.87*2=3004.31 KJ16、若基础代谢率为158.7,能量代谢量为1500,持 续工作2H,作业者身高为1.78,体重75,问该项作 业的相对代谢率为多少？表面积=0.0061*178+0.0128*75-0.1529=1.8929 m21500= (RMR+1.2) *158.7*1.8929*2得 RMR=1.3017、某车间男性作业者的平均身高为1.7,体重70, 基础代谢率为158,相对代谢率RMR=4使用8H的能 耗评价实际劳动率。表面积=00061*170+0.0128*70-0.1529=1.7801 m2 能耗=(4+1.2) *158*1.7801*2=11700.24 KJ 劳动率=7327/11700.24*100%=62.62%18、基础代谢率为157.8,能量代谢率为599，若能量 代谢率降到231,时，是评价二者的劳动强度。RMR1=2.57 RMR2=0.26 由公式可得RMR1为中劳动RMR2为极轻劳动19、基础代谢率为149，相对代谢率RMR=4，身高为1.75,体重为75,连续工作2H,该项作业的实际劳动 率休息率和休息次数。表面积=0.0061*175+0.0128*75-0.1529=1.8746 m2 能耗=(4+1.2) *149*1.8746*2=2904.88 KJ