人机工程学讲义

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,人机工程学,人机工程学,Ergonomics,设计学院,胡志刚,本课程参,考,考书,1.人体工程,学,学,徐军，陶,开,开山,中国纺织,出,出版社,2.人机工程,学,学,丁玉兰,北京理工,大,大学,3.,普通人机,工,工程学杨君顺,西北轻工,业,业学院印,刷,刷厂,4.设计心理,学,学李彬彬,中国轻工,业,业出版社,5.认知心理,学,学美罗,伯,伯特L,索尔索,教育科学,出,出版社,第1章,概,概论,思考：什,么,么是人机,工,工程学？,日常生活,中,中的人机,工,工程学的,应,应用,地下通道,设,设计,阶梯设计,窗户,日常生活,中,中的不良,设,设计,水龙头设,计,计,厨具设计,日常生活,中,中的人机,工,工程学的,应,应用（一,）,）,地下通道,设,设计,灯光：亮,、,、暗,路线：曲,、,、直,七长十字,的,的地下通,道,道,优点：,缺点：容易迷路,日常生活,中,中的人机,工,工程学的,应,应用（二,）,）,2）,阶梯设计,快行阶梯,慢行阶梯,日常生活,中,中的不良,设,设计（一,）,）,水龙头设,计,计,（A）,（B）,日常生活,中,中的不良,设,设计（二,）,）,2）,厨具设计,塑料茶匙,、,、汤勺、,小,小刀和餐,叉,叉。,1.1,人,人机工程,学,学的概念,学科名称,人机工程,学,学起源于20世纪40年代,，,，是一门,跨,跨越不同,学,学科领域,，,，应用多,种,种学科的,原,原理、方,法,法和数据,发,发展起来,的,的新兴边,缘,缘学科。,它,它发源于,欧,欧洲，最,终,终形成于,美,美国。,2.世,界,界各国对,它,它有不同,的,的命名：,欧洲：人类工程,学,学、工效,学,学（Ergonomics,）,）；,美国：人类因素学,（,（Human Factors）,、,、人类因素,工,工程学（HumanFactors Engineering）,；,；,前苏联：工程心理学,；,；,日本：人间工学；,中国：人机工程学,、,、人体工程,学,学、工效学,、,、工程心理,学,学；,其他国家：人机控制学,、,、机械设备,利,利用学、宜,人,人学。,3.人机,工,工程学的定,义,义,人机工程学,研,研究人在生,产,产或操作过,程,程中合理地,、,、适度的劳,动,动和用力的,规,规律问题。,不同的国家,有,有不同的定,义,义：,美国：,人机工程学,研,研究的是人,与,与机器相互,关,关系的合理,方,方案，亦即,对,对人的知觉,显,显示、操作,控,控制、人机,系,系统的设计,及,及其布置和,作,作业系统的,组,组合等进行,有,有效的研究,，,，其目的在,于,于获得最高,的,的效率和作,业,业时的安全,和,和舒适感。,日本：,人机工程学,是,是根据人体,解,解剖学、心,理,理学和生理,学,学等特性，,了,了解并掌握,人,人的作业能,力,力和极限，,让,让机器、环,境,境、起居条,件,件等和人体,相,相适应的科,学,学。,国际人体工,程,程学会,（InternationalErgonomicsAssociation）,：,研究人在某,种,种工作环境,中,中的解剖学,、,、生理学和,心,心理学等方,面,面的因素，,研,研究人和机,器,器及环境的,相,相互作用，,研,研究在工作,中,中、生活中,和,和休假时怎,样,样统一考虑,工,工作效率、,人,人的健康、,安,安全和舒适,等,等问题的学,科,科。,中国企业,管,管理百科全,书,书：,研究人和机,器,器、环境的,相,相互作用及,其,其合理结合,，,，使设计的,机,机器和环境,系,系统适合人,的,的生理、心,理,理等特点，,达,达到在生产,中,中提高效率,、,、安全、健,康,康和舒适的,目,目的。,尽管各国学,者,者对人机工,程,程学所下定,义,义不同，但,其,其研究目的,是,是一致的，,就,就是揭示人,与,与机的相关,参,参数及其最,佳,佳匹配的规,律,律。,人机工程学,可,可定义为：,按照人的特,性,性设计和改,善,善并优化人,机环境,系,系统的科学,。,。,4.,人,人,机,机,工,工,程,程,学,学,的,的,研,研,究,究,目,目,的,的,1,）,）,研,研,究,究,对,对,象,象,：,：,人,机,机,工,工,程,程,学,学,研,研,究,究,的,的,是,是,“,“,人,人,机,机,环,环,境,境,”,”,系,系,统,统,的,的,整,整,体,体,状,状,态,态,和,和,过,过,程,程,人,生理特性,心理特性,机械性能,环境状况,机械,人机关系,2,）,）,研,研,究,究,目,目,的,的,：,：,设,计,计,机,机,器,器,、,、,设,设,备,备,时,时,必,必,须,须,考,考,虑,虑,人,人,的,的,因,因,素,素,（,（,生,生,理,理,、,、,心,心,理,理,）,）,。,。,要使人,操,操作简,便,便、省,力,力而又,准,准确。,要使人,的,的工作,环,环境舒,适,适、安,全,全。,最终实,现,现提高,工,工作效,率,率的目,的,的,1.2,人,人机,工,工程学,发,发展史,原始人,际,际关系,人与,器,器具,石器时,代,代，原,始,始人把,石,石器加,工,工成拿,的,的动、,握,握的住,，,，手握,部,部分适,合,合人手,的,的形态,，,，不会,将,将手刺,破,破。,研究人,如,如何使,用,用工具,及,及工具,如,如何适,宜,宜人使,用,用这样,一,一个人,与,与工具,的,的关系,问,问题。,2.,古,古代人,机,机关系,经验,人,人机工,程,程学,两千,多,多年,前,前的,冬,官,官考,工,工记,中,就,就记,载,载有,我,我国,商,商周,时,时期,暗,暗人,体,体尺,寸,寸设,计,计制,作,作各,种,种工,具,具及,车,车辆,的,的论,述,述。,黄,帝,帝内,经,经,中,中对,人,人体,尺,尺寸,的,的测,量,量方,法,法，,测,测量,部,部位,，,，测,量,量工,具,具，,尺,尺寸,分,分类,等,等有,着,着详,细,细的,说,说明,。,。,3.,近,近,代,代人,机,机关,系,系,科,科学,的,的人,机,机工,程,程学,19,世,世纪,末,末，,随,随着,工,工业,革,革命,时,时期,的,的开,始,始与,发,发展,，,，人,所,所从,事,事的,劳,劳动,在,在复,杂,杂程,度,度和,负,负荷,量,量上,有,有了,很,很大,的,的变,化,化，,迫,迫使,应,应用,近,近代,的,的研,究,究手,段,段改,革,革工,具,具以,改,改善,劳,劳动,条,条件,和,和提,高,高劳,动,动生,产,产率,。,。,先驱,：,：美,国,国F.W.,泰,泰勒、F.B吉,尔,尔伯,雷,雷斯,及,及其,夫,夫人,丽,丽莲,吉,尔,尔伯,雷,雷斯。,泰勒1903年,论,论,文,文论工,厂,厂的,管,管理,开,开,创,创了,人,人机,工,工程,学,学的,研,研究,吉尔,伯,伯雷,斯,斯夫,妇,妇提,出,出“吉尔,伯,伯雷,斯,斯基,本,本动,作,作要,素,素分,析,析表”,动作,与,与时,间,间研,究,究,MotionandTimeStudy,德国,心,心理,学,学家L.W.,斯,斯腾,提,提出,“,“心,理,理技,术,术学,”,”，,尝,尝试,将,将心,理,理学,引,引入,工,工业,生,生产,H.M.,闵,闵斯,托,托博,格,格1912年,心,理,理学,与,与工,业,业效,率,率,等,等书,，,，将,心,心理,学,学和,泰,泰勒,的,的科,学,学管,理,理学,结,结合,起,起来,，,，运,用,用心,理,理学,的,的原,理,理和,方,方法,，,，通,过,过选,拔,拔与,培,培训,，,，使,工,工人,适,适应,机,机器,。,。,人机,工,工程,学,学,Ergonomics,人机,工,工程,学,学和,“,“动,作,作与,时,时间,研,研究,”,”并,称,称人,机,机工,程,程学,领,领域,的,的两,大,大分,支,支,近代,人,人际,关,关系,特,特点,：,：以,机,机械,为,为中,心,心进,行,行设,计,计，,通,通过,选,选拔,和,和训,练,练，,使人,适,适应,机,机器,。,4.,现,现,代,代人,际,际关,系,系,二战,后,后，A.,查,查帕,尼,尼斯等与1949,年,年出,版,版,应,应用,实,实验,心,心理,学,学,工,工程,设,设计,中,中人,的,的因,素,素,1954,年,年W.E.,伍,伍德,林,林发表,了,了,设,设备,设,设计,中,中的,人,人类,工,工程,学,学导,论,论,1957,年,年E.J.,麦,麦克,考,考米,克,克发表,人,类,类工,程,程学,5.,发,发,展,展现,状,状,英国,：,：最,早,早，,应,应用,于,于国,民,民经,济,济各,部,部门,德国,：,：马,克,克思,普,朗,朗克,协,协会,人,人类,工,工程,学,学研,究,究所,，,，应,用,用于,工,工业,设,设计,，,，如,奔,奔驰,轿,轿车,。,。,美国,：,：最,发,发达,，,，应,用,用于,国,国防,工,工业,。,。,日本：引进,理,理论和实践,经,经验，成立,了,了“人间工,学,学学会”,中国：80,年,年代初确立,人,人机工程学,学,学科，1981年建立,了,了“中国人,类,类工效学标,准,准化委员会,”,”,1.3 人,机,机工程学的,研,研究范畴,研究任务,人的主要工,作,作有三种类,型,型：肌肉工,作,作、感知工,作,作和智能工,作,作。,主要任务：,对,对人机,环,环境综合体,进,进行系统的,分,分析研究，,通,通过各种手,段,段建立合理,且,且又可行的,实,实用方案，,使,使机器的设,计,计和环境条,件,件的设计适,应,应于人，以,保,保证人的操,作,作简便省力,、,、迅速准确,、,、安全舒适,、,、充分发挥,人,人、机效能,，,，从而达到,提,提高工效的,目,目的。,2.研究内容,人机工程学,人体因素,机器因素,环境因素,人机环境,综合系统,特征参数,机械力学功能,和机制,劳动生理特征,劳动心理过程,人的感知特征,热的可靠性,技术审美及,设计,信息传达,显示方法,操纵控制,技术,安全保障,技术,舒适性与,方便性,作业空间,物理环境,化学环境,生物环境,美学环境,社会环境,功能的合理分配,人机相互作用,人机界面设计,系统的可靠性,和安全,环境及其改善,作业及其改善,3.人机工程,学,学研究方向,1、工作负荷研,究,究，包括体力活,动,动、智力活动、,工,工作紧张等因素,引,引起的生理负荷,和,和心理负荷。,2、,工作环境的研究,，,，包括高空、深,水,水、地下、加速,高,高温、低温和辐,射,射等异常工作环,境,境条件下的生理,效,效应，以及一般,工,工作与生活环境,中,中振动、噪音、,空,空气、照明等因,素,素的人机工程学,的,的研究。,3、,工作场地、工作,空,空间、工具装备,的,的人机工程学的,研,研究,4、,信息显示的人,机,机工程学问题,，,，特别是计算,机,机终端显示中,人,人的因素研究,。,。,5、,计算机设计与,人,人机工程学研,究,究。,6、安全管理,及,及人的可靠性,研,研究,7、,工作成效的测,量,量与评定。,8、,机器人设计的,智,智能模拟等。,1.4 人,机,机工程学的研,究,究方法,人机工程学,资料研究法,调查分析法,实验室法,现场实测法,模拟,试,试验,法,法,系统,分,分析,法,法,1.5,人,人,机,机工,程,程学,的,的研,究,究程,序,序,确定,目,目标,收集,资,资料,制定,方,方案,综合,评,评价,选择,系,系统,中,中的,主,主要,问,问题,作,作为,目,目标,收集,必,必要,的,的资,料,料，,并,并对,资,资料,进,进行,科,学,学,整,整,理,理,拟,制,制,多,多,种,种,方,方,案,案,，,，,整,整,体,体,详,详,尽,尽,性,性,、,、,相,互,互,排,排,斥,斥,性,性,和,和,可,可,比,比,性,性,对,备,备,选,选,方,方,案