第1章 人机工程学概论

,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,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,*,人机工程学,(,一,),东莞理工学院教学课件,主讲,：,黄辉宇,博士,/,副教授,电话：,15920223061,Email,：,gygc126,课程网址：,http:/219.222.191.170,1,参考教材,丁玉兰编著,.,人机工程学,(,第四版,),.,北京：北京理工大学出版社，,2011,年,孙林岩主编,.,人因工程,(,修订版,),.,北京：中国科学技术出版社，,2005,年,李彬彬主编,.,设计心理学,.,北京：中国轻工业出版社，,2002,年,2,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,引子,有推销员跟你说,“,我们产品的设计符合人体工学原理,”,你如何理解？,3,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,4,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,引子,你认为设计在日常生活中你自己可否抱怨过“这东西使用起来不得劲”，“,XX,东西再高点（低点）就好了”，“如果没有这个设计缺陷，这种事故应该是可以避免的”,你认为设计一个好的工业产品应具备哪些知识及功底？或者说工业设计师应具备哪些专业技能？,你认为设计一把椅子主要应考虑那些因素，或者说评价一把椅子好坏主要考虑哪些方面？如果让你给这些因素排序，你如何考虑？,5,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,6,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,引子,7,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,第一章 人机,工程学,概论,主要内容,1,.,1,人机工程学的命名与定义,1,.,2,人机工程学的起源与发展,1,.,3,人机工程学的研究内容与方法,1,.,4,人机工程学体系及其应用领域,1,.,5,人机工程学与工业设计,8,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.1,人机工程学的命名与定义,人机工程学（,Man-Machine Engineering),：,研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。,1.1.1,学科的命名,人因工程学（,Human Factors or Human Factors Engineering,）,美国,工效学 （,Ergonomics,）,ergon,（,工作、劳动,）,nomos,（,规律、规则）,欧洲,人类工程学（,Human Engineering,）,工程心理学（,Engineering Psychology,）,9,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.1.2,学科的定义,【,国际人机工程学会的定义,】,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；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、生活中和休息时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。,【,中国企业管理百科全书的定义,】,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、健康和舒适的目的的学科。,10,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,综上所述可以认为：,人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，,应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，,为设计操作简便省力、安全、舒适，人,机,环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。,因此，人机工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人,机,环境系统的科学。,11,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,人机环境的具体含义：,人,指操作者或使用者,；,机,泛指人操作或使用的物，可以是机器，也可以是用具、工具或设施、设备等,；,环境,是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等,；,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它们所处的周围环境所构成的系统，简称人机系统。,12,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.2,人机工程学的起源与发展,1.2.1,经验人机工程学（,20,世纪初二次大战）,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；在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机器。,代表人物：,泰勒,(Frederick Winslow Taylor,）,Frank,和,lillian,Gilbreth,夫妇（手术，砌墙实验）；,13,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,泰勒,泰勒,14,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.2.2,科学人机工程学（二次大战,50,年代末）,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“人的因素”的重要性，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：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。,1949,年，在英国成立了工效学研究协会，,1957,年，美国建立了人因工程学协会，,1959,年，世界工效学组织成立。,15,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.2.3,现代人机工程学（,60,年代以来）,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、数学、工程学各方面的知识。,研究方向：把人,-,机,-,环境作为一个整体来研究，从而获得系统的最高综合效能。,16,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,我国人机工程发展进程,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（,TC,159,）,。,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,17,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.3,人机工程学的研究内容与方法,1.3.1,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与人体有关的问题。如第,2,、,3,、,4,章的内容。,2,）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，使人可以舒适高效的工作。如第,5,、,6,、,7,、,8,章的内容。,18,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,3,）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康不受影响，事故危险性最小。如第,9,、,10,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主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”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流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。如第,11,章的内容。,5,）人机工程学发展动向的研究，如第,12,章内容,19,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1,.,3,.,2,研究方法,1.,观察法：可借助摄影或录像；,2.,实测法：借助仪器进行实际测量，,见图,1-1,；,3.,实验法：在实验室或作业现场进行多次反复观测，,见图,1-2,；,4.,模拟和模型试验法，,见图,1-3,；,模拟：假人模型冲击,/,虚拟技术,模型：输入,系统,输出,20,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,5.,计算机数值仿真法，,见图,1-4,6.,分析法,HoneyWell,亨利威尔,7.,调查研究法：各种调查研究的方法（抽样,/,询问,/,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,.,有效性：测试结果能真实反映所评价的内容,.,研究,方法,观察法,实测法,实验法,计算机数值仿真法,分析法,模拟和模型,试验法,调查研究法,21,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,1.4,人机工程学体系及其应用领域,1.4.1,学科的体系,人机工程学是一门综合性边缘学科，主要是“人体科学”、“技术科学”和“环境科学”之间的有机融合，可由,图,1-5,加以描述。,人机工程学与其他学科的关系可参见,图,1-6,。,1.4.2,学科的应用,学科的应用领域可参阅,表,1-1,。重点在下章介绍。,22,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,产品设计中的人机分析,限制条件分析,使用者分析,使用者的构成分析,使用者的生理状态分析,使用者的行为方式分析,使用过程分析,1.5,人机工程学与工业设计,工业设计与人机工程学的共同之处在于，两者都是以人为核心，以人类社会的健康发展为最终目的。,另一方面，工业设计也反过来推动了人机工程学的发展。,人机工程,检查单,23,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,第,1,章 结 束,24,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,习题与作业,1.,列举数种你认为使用最危险或从人机关系方面设计得最糟糕的产品，并提出解决问题的思路。,2.,随机列举某种产品，初步分析其中可能存在的人机问题。,3.,人机工程学的英文名称？,4.,人机工程学的综合定义和发展历史？,5.,人机工程学到底研究什么？,6.,人机工程学的研究方法？,25,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,返回,图,1-1,研究宇航员生理、心理能力测量装置框图,26,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,返回,图,1-2,驾驶员眼动规律实验装置,27,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,图,1-3,研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型,返回,28,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,图,1-4,人,体,动,作,分,析,仿,真,图,形,输,出,返回,29,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,图,1-5,人,机,工,程,学,体,系,返回,30,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,社会学,劳动科学,管理科学,心理学,生理学,医学,生物力学,系统工程,生物学,工程技术,信息科学,人机,工程,人体测量,人体解剖,劳动医学,环境医学,工作研究,人机系统,时间研究,动作分析,认知工效,图,1-6,人机工程学与相关学科的关系,返回,31,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,范围,对象举例,例子,产,品,和,工,具,设,计,及,改,进,机电设备,机床，计算机，农业机械,交通工具,飞机，汽车，自行车,建筑设施,城市规划，工业设施，工业与民用建筑,宇航系统,火箭，人造卫星，宇宙飞船,仪器设备,计量仪表，办公器械，家用电器,工作服装,劳保服，安全帽，劳保鞋,作业的设计与改进,作业姿势、作业方法、作业量及工具选用和配置等,工厂生产作业，监视作业，车辆驾驶作业，物品搬运作业，办公室作业等,环境的设计与改进,声，光，热，色彩，振动，尘埃，气味等等环境,工厂，车间，控制中心，计算机房，办公室，驾驶室，生活用房等,表,1-1,人机工程学研究领域举例,返回,32,Prepared by PhD H.Y. Huang,Dongguan,University of Technology,