人机工程学第一讲a

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,人机工程学,Man-Machine Engineering,第一讲,人机工程学的,概论（a）,1,在我们的日常生活中，可以说时时处处都存在着人机学问题。有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个“腰靠”。为什么呢? 因为大沙发座面进深大，无论怎么后靠，腰椎后面总是空着，使脊柱腰椎段向后的弯曲度加大，形成了不正常的腰椎形态，不符合坐姿解剖学要求。这就是产品设计中的人机问题。,第一章,一.,日常生活中人机学问题,沙发和靠垫,2,不同颜色的药袋,银灰色或蓝色发亮的小塑料袋里装着药片，药片的服用量、服用方法都用小字印在包装袋上，包装袋闪闪有光，文字和底色的对比又弱，也许年轻人还行，中老年人想看清上面的说明,就会,费劲。这些都是对视觉特性掌握失当的问题，也属于人机学的研究范围。,3,声光控延时开关,“节约用电人走关灯”的条子随处可见，人走楼空后楼道里的照明灯还是彻夜长明。这种大家都熟悉的现象，也需要从设计的角度来寻找原因和改进措施。开关都安置在楼道照明灯的就近位置，关了灯，楼道一抹黑，怎么下楼、拐弯、出门呢?现在声光控延时开关价格已相当便宜，用声光控延时开关，人来灯亮，人走灯灭，可解决问题。另外，也可以从合理安排开关位置方面寻找解决办法。,4,被剪对象有大有小、有硬有软、有的要剪复杂的形状且要求特别精细、有的要伸入孔洞或拐进尖角去施剪，所以除了剪纸、剪布的普通剪刀外，还有理发剪等专用剪刀，以及形形色色的外科手术剪。,要适应上述各种不同的使用条件，达到人机学使用 “,安全、舒适、高效,”的目标，剪刀前面刃片的形状和尺寸、后面把手的形状和尺寸，有很多的解剖学、生理学问题需要考究，就绝非简单的事情。,形形色色的剪刀,5,二.,人机工程学的名称,及定义,人机工程学的多种学科名称:,(1)人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics这个学科名称在世界上应用最广。,(2)人的因素(学)，英文Human Factors 这是美国一直沿用的名称。,(3)人类工程学，英文Human Engineering 类似的名称有人体工程学。,(4)工程心理学，英文Engineering Psychology 这个名称下的学科研究更专注于心理学方面。,(5)人机环境系统工程学、宜人性设计 (人机工程设计)等，研究内容相同或相近。在日本，该学科的日文汉字是“人同工学”,第一章,6,美：人类工程学（Human Engineering）,人因工程学（Human Factors Engineering）,欧：人类工效学（Ergonomics）较多采用,日本：人间工学,中国：人体工程学、人机控制学、人类工程学、人机环境系统工程工,效学等,第一章,学科的命名,7,国际人机工程学会（,International Ergonomics Association,，,IEA,）,：研究人与,系统,中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和,系统,效能的学科。（,2000.8,）,人机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、产品、环境和系统，使之满足人们的,需要、能力和限度。,工程学一直关注如何从机构和电子设计的角度改善产品。,心理学则从研究心理和行为着手。,人因和人机工程学则从人的生理与心理机能和限制为基础。,是研究“,人、机、环境,”系统,中人、机、环境三要素之间的关系,，为解决系统中的效能、健康问题提供理论与方法的科学。,第一章,人机工程学的定义,8,人:人是指操作者或使用者,机:机泛指人可操作与可使用的物，可以是机器，也可以是用具或生活用品、设施、计算机软件等各种与人发生关系的一切事物；,环境:环境是人与机共处的环境，如作业场所和作业空间，自然环境和社会环境等。,第一章,9,人机环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及他们周围的环境所构成的系统，简称人机系统，在人机系统中，人、机、环境相互依存、相互作用、相互制约完成某一特定的生产或生活过程。,人,机,环境,第一章,10,第一章,11,1.研究对象是,人、机、环境的相互关系,。,2.研究目的是如何达到,安全、健康、舒适和工作效率的最优化,。,3.研究内容:,.人的因素：生理、心理、人体测量,.人机界面：,硬件界面：显示系统、控制系统、显控协调关系、信息设计,软件界面,第一章,三,.人机工程学的组成,12,.其他问题：,产品设计物理方面的几个概念,手动操作产品设计,座椅设计,弱势群体,作业环境设计,人机工程学常用的研究方法,第一章,13,经验人,机工程学,科学人,机工程学,现代人,机工程学,早期历史,20,世纪前期,发展史,1945,1960,年,1960,年,现在,四.人机工程学的起源与发展,14,H:D=8 : 1,历史早期案例,基于对人的因素良好知识的设计迹象,15,负载马车的提升技术,下坡移动的制动系统,使劳动符合最小化的设计,安全性设计,16,大理石块的悬吊和定位技术,考虑方便安装的设计,17,石头打制的工具,适当的工具设计,18,16,世纪,8,世纪,日常器皿的人机工程学设计,19,20,21,第一章,英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。所以，人机工程学有“起源于欧洲，形成于美国”之说。虽然本学科的起源可以追溯到20世纪初期，但作为一门独立的学科只有五十多年历史。,人机工程学的起源,22,工业化时代：,A.机械时代（17501890）,(人适应机器的被动阶段),：,注重尺寸因素关系，适应性、效率性、安全性未考虑。,B.技术革命时代,(机器适应人的阶段),（18701945）：,一战：适应人的设计:注重程序、方法。,二战：从适应人的设计到为工作的人设计:注重舒适、安全。,C.为人的思维的设计阶段,（人机器环境作为一个整体来研究的阶段）,（1945-）：起源于英国，1956年第一个“人体因素协会”成立于美国。60年国际人机工程协会成立。1989年中国人类功效学学会成立。,第一章,发展史,23,Frank,Lillian Gilbreth,（人机学研究的先躯）：动作研究和车间管理研究；熟练操作与疲劳；工作时间的设计和残疾人使用设备的设计。,泰罗铁锹试验：,5、10、17、30,kg,吉尔伯勒斯的砌砖试验：,动作研究：18个减少为5个,效率：120块/,h,增加到 350块/,h,学科名称：应用实验心理学,A.经验人机工程学,萌芽阶段（,人适应机器,）,24,孕育期_“铁锹作业实验”,“铁锹作业实验”是用种大小不同的铁锹，交给工人使用，比较他们在每个班次8h里的工作效率。结果表明工效有明显差距。这其实是关于体能合理利用的最早科学验。,另一个专题是对比各种不同的操作方法、操作动作的工作效率；这就是关于合理作业姿势的最早科学研究。,25,孕育期_砌砖作业实验,砌砖作业实验是用当时问世不久的连续拍摄的摄影机，把建筑工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分解分析，精简掉所有非必要动作，并规定严格的操作程序和操作动作路线，让工人像机器一样刻板“规范”地连续作业，他们合著的疲劳研究(1919年出版)更被认为是美国“人的因素”方面研究的先驱。,26,B.科学人机工程学,形成阶段（,机器适应人,）,27,1945,年,美国军方成立,工程心理实验室,；,1949,年人机工程研究会在英国成立，第一本有关人机的书,应用经验心理学：工程设计中的人因学,出版；,1950,年英国成立了世界上第一个人类工效学会；,1957,年,9,月美国政府出版周刊,人的因素学会,；,1960,年国际人机工程协会成立。,学科,名称,：工程心理学,28,到,60,年代，美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上，随着航天技术的发展，人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后，人机工程学迅速发展，开始在军事和航天工业以外的领域得以应用，包括医药公司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。,19601980,年,（仍然不为普通人所了解）,C.现代人机工程学,快速发展、科学系统研究阶段,29,1979,年,Three Mile,岛上的核电站事故；,1984,年,12,月,4,日,Union Carbide,杀虫剂工厂有毒物质泄漏，,4000,人死亡，,20000,人受伤；,1986,年,苏联,Chernobyl,核电站事故,300,人死亡；,1989,年,Phillips Petroleum,塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。,19801990,年,（人机工程学的重要性）,30,人类空间站的建立；,计算机和计算机工程的应用；,药物器械设计和老年人产品设计；,人的生活和工作质量设计。,1990,年以后,（人,机,环境系统的建立）,31,1961,年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。,1982,年在日本东京举行第八次国际人机工程会议，我国第一次派人参加。,国际标准化组织（,ISO,）,1975,年成立了国际人机工程标准委员会（,TC159,）,。,1981,年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。,1989,年成立,中国人类工效学学会,1991,年,1,月成为,国际人类工效学协会,正式成员,我国人机发展进程,32,1,、人机工程学的研究内容,理论、应用：总体趋势在于应用,各国人机工程研究的基本状况,由于各国学科和工业基础不同,各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如,:,美国侧重工程和人际关系,；,法国侧重劳动生理学,；,前苏联注重工程心理学,；,保加利亚偏重人体测量,；,捷克、印度等注重劳动卫生学,五.人机工程学的研究内容与方法,33,（,1,）人体特性的研究,自然人、社会人,（,2,）人机系统的总体设计,(,分工和信息交流）,（,3,）工作场所和信息传递装置的设计,（,4,）环境控制和安全保护设计,34,人与机的特性比较,35,人机关系；人与环境关系；人与生态；人的特性模型；人机系统的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的研究。,目前人机工程学的前沿领域研究,36,1.,设计心理学：,2.,认知心理学：,3.,产品语义学:从人与工业产品的,交流形式（,交互关系）,上分析和定义产品的形态。,4.,体质人类学：,5.,人机界面设计,：,广义：在人机系统模式中，人和机存在一个相互作用的,“面”，,称为人机界面。,显示、控制,狭义：计算机系统中的人机界面。,第一章,六,.相关知识及学科,37,6.,交互设计,：,设计用于支持人们日常工作、生活的交互直接或间接的通信过程式产品。,7.,体验与情感,8.,绿色设计,9.,无障碍设计、通用设计,38,.人机工程学的应用领域：,人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海 、现代化医院、环境保护、教育等，人机工程学甚至可用于大规模社会系统。,.人机工程学在产品设计中的运用：,.为产品设计中考虑,“人的因数”,提,供人体尺度参数,。,.为产品设计中考虑,“物”,的功能合理性提供科学依据,。,.为产品设计中考虑,“环境因数”,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,。,第一章,七,.人机工程学与产品设计,39,产品设计程序,产品计划阶段：,概念生成、专利调查、市场研究、,使用者描述,、竞争评估、人因研究、设计目标、功能分析、产品功能需求、界定的设计限制、,产品需求文件,设计阶段：,功能与任务分配、任务分析与使用者界面需求、工程分析,、,技术规范、初步与细部设计、危险分析、模型与工程模型、比较测试、包装设计,测试及验证阶段：,次系统测试、使用手册初稿、原型建造、以使用者测试,原型、原型修正与再测试、检证测试、修订使用手册,生产阶段：,生产模具设备、产品组装、产品文件付印销售及评估阶段：产品分配及销售、使用者调查、产品检讨,第一章,40,产品计划阶段：使用者描述产品预期使用者及其能力特性。,产品需求文件使用者概述、设计目标陈述、产品功能及,效绩要求等。,设计阶段：,功能与任务分配、任务分析与使用者界面需求、工程分析,。,测试及验证阶段：,销售及评估阶段：,第一章,八,.人机问题的分析处于产品设计程序的哪些环节？,41,1.产品进化尝试错误法,2.直觉法,设计师的直觉方法,3.设计中应用人因技术法：指南方式、因果模型/理论方法人类,行为理论,设计问题永远不会只有一个解答，而是一个可接受的解答的领域。,人机工程学的研究方法：观察法、实验法、相关分析法,第一章,九,.人因与产品设计如何整合,42,1、依据专业实际学习人机工程学,根据工业设计专业的特点进行学习，人机工程学不是一门完全意义上的理论课，而是一门应用性很强的课。,十.人机工程学的学习问题,43,2、在实际应用中学习人机工程学,在掌握基本原理与方法的基础上进行学习与创新。每一件产品的人机工程学要求是不同的。,44,3,、以人机工程学作为设计的切入点,45,每一件为人设计的工业产品都离不开人机工程,学，工业产品的创新都包含了人机工程学的创新。,4,、人机工程学是功能决定形式设计理念的主要美学,思想基础,46,