人因工程概论.doc

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蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇薀蝿螇肃薀葿羃聿蕿蚁螅莇薈螄肁芃薇袆袄腿薆薆聿肅膃蚈袂羁节螀肇芀芁蒀袀膆芀薂肆膂艿螅罿肈芈袇螁莆芈薆羇节芇虿螀膈芆螁羅肄莅蒁螈羀莄薃羃艿莃蚅螆芅莂袈肂膁莂薇袅肇莁蚀肀羃莀螂袃节荿蒂肈膈蒈薄袁肃蒇蚆肇罿蒆蝿衿莈蒆薈蚂芄蒅蚀羈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆羂蒂薅蝿芁薁蚇羄膇羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈螅芀蒄薄螄羀芇蒀螃肂蒃莆螃膅芅蚄袂袄蒁薀袁羇芄蒆袀聿葿莂衿芁节螁袈羁膅蚇袇肃莀薃袇膅膃葿袆袅荿莅羅羇膁蚃羄肀莇蕿羃膂膀蒅羂羂莅蒁羁肄芈螀羁膆蒄蚆羀艿芆薂罿羈蒂蒈薅肁芅莄蚄膃蒀蚂蚄袃芃薈蚃肅蒈薄蚂膇莁蒀蚁艿膄蝿蚀罿莀蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇螈袃膁莃螇羆莆蚂螆膈腿蚈 第一章人因工程概论学科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、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。现代人因工程学有三个特点： 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。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：主要研究在工业与工程中与人体有关的问题。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。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。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。5） 人因工程学发展动向的研究。a. 人的特性的研究主要包括人的工作能力研究，人的基本素质的测试与评价，人的体力负荷、智力负荷和心理负荷研究，人的可靠性研究，人的数学模型（控制模型和决策模型）研究，人体测量技术研究，人员的选拔和训练研究。b. 机器特性的研究研究与人因工程相关的机器特性及其建模技术。c. 环境特性的研究研究与人因工程相关的环境特性及其建模技术。 d. 人-机关系的研究主要包括静态人-机关系、动态人-机关系研究和多媒体技术在人-机关系中的应用三个方面。静态人-机关系研究主要有作业域的布局与设计；动态人-机关系研究主要有人、机功能分配研究（人、机功能比较研究，人、机功能分配法研究，人工智能研究）和人-机界面研究（显示和控制技术研究，人-机界面设计及评价技术研究）。e. 人-环关系的研究主要包括环境因素对人的影响，个体防护及救援方案的研究。f. 机-环关系的研究主要包括与人机工程相关的机-环关系及特性的研究。g. 人-机-环系统总体性能的研究主要包括人-机-环境系统总体数学模型的研究，人-机-环境系统全数学模拟、半物理模拟和全物理模拟技术方面的研究，人-机-环境系统总体性能（安全、高效、经济）的分析、设计和评价，虚拟现实(virtual reality)技术在人-机-环境系统总体性能研究中的应用。系统功效研究a. 人的功效主要研究人员选拔与训练，使其在生理与心理上与职业工作和机器相适应。b. 人体工程研究机器设备与人的适应性，使他们共同工作的效率、安全性、经济性、舒适性达到最佳效果。主要研究内容包括：（1）机器适应人的硬件功效问题(Hardware ergonomics)，主要研究人体测量学、工作域（人的工作姿态、座椅、显示/控制器、环境）功效设计等；（2）机器适应人的软件功效问题(Software ergonomics)，主要研究人-计算机-显示系统最佳匹配的功效规律及设计方法；（3）机器适应人的认识功效问题(Cognition ergonomics)，主要研究人与信息系统之间信息交互、决断的功效规律及系统设计，使信息系统与人的认识过程相适应。c. 环境功效研究环境适应人的生活和工作的防护及控制方法，即人与环境或人机系统与环境在共处中，研究环境（气候、照明、噪声等等）适应人的生活和工作要求的措施。d. 系统功效研究提高人-机系统效率的途径及系统优化设计方法。研究和设计的依据为：人、机的特点及能力，工效及系统任务要求等。研究方法1. 观察法 可借助摄影或录象2. 实测法 借助仪器进行实际测量-1 3. 实验法 在实验室或作业现场进行多次反复观测4. 模拟和模型试验法 5. 计算机数值仿真法 6. 分析法 a.瞬间操作分析法 b.知觉与运动信息分析法 C.动作负荷分析法 d.频率分析法 e.危象分析法 f. 相关分析法 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. 第二章人因工程学系统分析 系统的基本要素:系统的功能，系统的经济性，系统的安全性 2.1 人机环境系统的分类 1简单人机环境系统 在这种系统中，1名或几名操作人员操作1台机器在特定环境中工作。现行的汽车、火车、飞机等属于这类系统。 2复杂人机环境系统这类系统的特点是，1名操作人员可以操作2台以上的机器，或者是1台或多台机器同时可以被几名操作人员操作。目前，许多工业生产机器的操作，如1名纺织工人操作10余台织布机等，都类似于此。 3广义(或大规模)人机环境系统 这类系统广泛存在于各种生产部门。各生产部门的最高决策者通过一套指挥控制系统，对下属各基层单位的生产状况实施统一的管理和调度，这是一种典型的广义人机环境系统。 系统分析的目的 对任何一个人机环境系统来说，在满足功能的前提条件下，还要满足系统的经济性和安全性。随着科技文化水平的提高，操作环境的舒适性也将成为重要指标。明确系统的效能或功能。在系统比较简单、目的明确的情况下，系统所具备的效能能被详细地描述；在大型系统或目的比较抽象的情况下，效能本身构成复杂，对效能，的描述或表现并不容易。在明确效能的条件下，才能合理分配人和机的任务。近来国内外盛行的对人机界面的研究，则是从功效的角度对人机协同工作的协调。 系统的经济性有2个含义。(1)对于一个广泛意义下的系统来说，有系统的使用者和制造者之分。两者都将获得适当利润作为生存和再生产用。这是为了利润而对经济性提出的要求，是资金面上的经济性问题。(2)为了评价系统，效率的评价尺度常使用金额，这被作为经济性来处理。 所谓经济，就是在满足系统技术要求的前提下，尽可能投资最少，即保证系统整体的经济性。系统的安全性，是指不出现对人体的生理危害或伤害，并避免严重事故(如飞机失事)的发生。很显然，在人机环境系统中，作为系统主体的人可以说是最灵敏的，他能根据不同任务要求来完成各种作业。然而，他在系统中也是最脆弱的，尤其在各种特殊环境下，矛盾更为突出。因此，在考虑系统总体性能时，重视安全是理所当然的，这也是人机环境系统与其他工程系统存在显著差异之处。为了确保安全，不仅要研究产生不安全的因素及采取预防措施，而且要探索不安全的潜在危险，力争把事故消灭在萌芽状态。然而，建立人机环境系统的目的，并不单纯为了安全，更重要的是使整个系统能高效率地进行工作。 舒适性，是指以人为本，满足人的生理和心理要求，使人处于最佳的工作环境状态。环境物质条件的不完善对人的生理和心理影响必将影响到工效。 所以，从功能、经济、安全、舒适这4个方面对系统进行研究，才能比较全面衡量任何一个人机环境系统的优劣，这正是系统分析应该达到的目的。 人机系统设计要遵循以下过程：(1)进行人、机功能分配； (2)进行人、机组合； (3)设计人机界面和作业工具等； (4)对系统进行评价，在不满足系统要求情况 下重返过程(1)； (5)系统最终设计。二、系统评价 对系统进行评价是确保系统经济、安全、 适用的关键。 为了进行评价要先建立系统模型，用模型来表示作业对象、使用的机具和材料及环境条件等。经济性分析(1)生产费用；(2)运行、管理和维护费用；(3)训练费用。 经济性与安全性是一对矛盾的组合，要视系统内容区别对待。 设计和建立人机环境系统是要保证整个系统的工作性能最佳。这里所指的最佳有两个含义：一是系统的工作效果要佳；二是人的工作负荷要适度。 所谓工作效果，是指工作速度、运行精度及运行可靠性等的好坏； 所谓工作负荷，是指人完成任务所承受的工作负荷和工作压力，以及人所付出的努力或注意力大小，如操作轻松或操作紧张，是否易于疲劳等等。 为了提高系统工作效率，应从以下5个方面着手： 1 根据人、机的各自特点，合理分配人、机功能，这对系统效率的提高影响极大。2 人机界面的合理设计。3 通过选拔和训练，提高人的工作能力，这对系统工作效率的提高影响极大。4 在机器设计时，应尽量改善它的可操作性，使其符合人的要求。5 确定适当的环境条件。 二 可靠性与安全性分析 可靠性是系统、零件和部件等在规定的条件下具有规定的机能的概率所表现出的特性。该概率被定义为可靠度。可靠性是定性的表现，可靠度是用概率所定义的可靠性的量化值。 安全性是指不发生人员的伤亡或不引起机器、设备、器材的损伤。 1可靠性的基础理论 对某一讨论的对象，设时刻t发生的累积故障率或不可靠度为F(t)，则 F(t)=nf(t)n0 式中，n0为所讨论对象的总数；nf(t)为到时刻t为止发生故障的个数。 2. 系统的可靠性 设一项工作由很多工序组成，每一工序有其失误概率，可靠度则可看成是总的失误概率的函数，即可靠度1一总的失误概率。人机系统的可靠性取决于人的可靠性和机的可靠性。 设人的可靠度为RH，机的可靠度为RM，系统的可靠度则为RSRHRM3人为失误由于人的操作错误(或称人为失误)造成系统的功能失灵，甚至危及人的生命安全，往往不被人们所认识，或者没有引起足够的重视。 人为失误与大脑的意识水准有关，大脑的意识水准可分为5个层次： (1)第0层次，无意识或神志丧失，表现为注意力为零，即在睡眠状态； (2)第1层次，意识异常，注意迟钝，表现为人处在疲劳状态，可靠度在0.9以下； (3)第2层次，正常意识的意识松弛阶段，表现为人在安静或休息，或进行一般性作业的状态，可靠度在0.99以上； (4)第3层次，正常意识的意识清醒阶段，表现为人在积极活动状态，可靠度在0.99999以上； (5)第4层次，超常意识，意识极度兴奋激动阶段，表现为人在紧急防卫反应时的恐慌和紧张等，可靠度在09以下。人的行动可以分为以下5个阶段： (1)发现事物或信号； (2)分辨信号； (3)解释信号的含义； (4)判断系统的状态； (5)最后作出行动决策。2.5 系统分析的基本步骤 综合评定值 Qa*安全+b*经济+c*舒适 式中a,b和c分别为对各指标的加权系数，并有a+b+c1加权系数的选择取决于3种因素：(1)国家的技术水平和经济实力，例如，当国家经济实力较弱时，取较小值，反之应取较大值；(2)人机环境系统的种类，例如，飞机与船舶相比，其安全性要求更高，故a可取较大值，而船舶可取较小值；(3)人机环境系统的工作状态，例如，载人飞船，其上升段由于不要求做更多的工作,b可取较小值，但在轨道段，人的工作显得很重要，b应取较大值。综上所述，人机环境系统工程着重强调系统分析方法，使人们在设计和建立任何一个人机环境系统时，从经验走向科学、从定性走向定量、从不精确走向精确。这不仅可避免工程技术上的大量返工和经济上的巨大损失，而且可以大大加速人机环境系统的设计和研制进程。系统分析的任务是如何实现人、机、环境三要素的最优组合。显然，对任何一个系统来说，系统的总体性能不仅取决于各组成要素的单独性能，更重要的是取决于各要素的关联形式，即信息的传递、加工和控制方式。人机环境系统工程的最大特色在于：它在认真研究人、机、环境三个要素本身性能的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是科学地利用三个要素之间的有机联系，从而大大提高全系统的整体性能。因此，为了满足人机环境系统的总体性能，要对人、机、环境选择最优结构方案，并制定共同的性能准则，甚至要对标准进行研究；然后根据三者对整个系统性能的贡献程度，找出关键所在，并据此安排各项研究的轻重缓急，确保系统综合效能的实现。第三章人体测量与数据应用人机联系是影响工业与工程的主要因素 为设计出操作(使用)方便、舒适、美观、大方的工业产品，并能保证安全和高效工作的环境，设计与工程人员应掌握并能运用人体生理学和心理学的知识。 “操作方便、安全、高效”主要是就功能而盲，而“舒适、美观、大方”则包含着审美情趣。 “安全和高效工作的环境”是保证正常工作的基本条件。人体测量学：通过测量人体各部位尺寸来 确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的 差别，用以研究人的形态特征，使设计更适于人，见图3-1。测量数据： 1、人体构造尺寸（静态尺寸） 2、功能尺寸（动态尺寸）测量方法1. 普通测量法 2.摄影法 3.三维数学测量法，见图3-3人体测量的基本术语1.被测者姿势 2.测量基准面，见图3-4 3.测量方向 4.支承面和衣着 5.基本测点与测量项目人体测量的常用仪器1. 在普通测量法中常用的人体测量仪器有：2. 人体测高仪，见图3-5；3. 人体测量用直脚规，见图3-6；4. 人体测量用弯脚规，见图3-7； 此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷尺以及医用磅秤等。人体测量中的主要统计参数在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。1. 均值 2.方差 3.标准差4.抽样误差抽样误差=标准误差=全部样本均值的标准差5.百分位数PK 百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分,有K%的测量值等于和小于它,有(100-K%)的测量值小于它 (1)求某百分位数人体尺寸 若人身高均值 X=170，SD=10，K%=30 P30=X= X(SDK) 即有30%的人身高小于等于164.76cm。(2)求数据所属百分率P 同上例:求有多少百分数的人身高小于等于164.76cm Z=(XiX)/SD 查正态分布表，p= 0.1985 即有30%左右的人身高小于等于164. 761. 确定所设计产品的类型。2.择人体尺寸的分位数。3. 确定功能修正量。4. 确定心理修正量。5. 产品功能尺寸的确定 最小功能尺寸人体尺寸的分位数功能修正量 最佳功能尺寸人体尺寸的分位数功能修正量心理修正量第4章 人体感知与运动特征4.1.1 人是系统中的重要“环节” 把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，人与外界发生联系的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动系统1. 反射弧 反射是神经系统调节肌体活动的一种基本形成。反射活动的全部结构组成反射弧；反射弧具有五个基本环节，即感受器 传入神经元 中间神经元 传出神经元 放应器，2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信息链，见图4-2（b）。4.1.3 感觉通道与信息的协调 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道、听觉通道和触觉通道。 4.2.1 视觉刺激 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380780nm，见图4-3。4.2.2 视觉系统 视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的，见图4-4 。 眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为2125mm的球体，其基本构造与照相机类似，见图4-5 。 视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。1.视角与视力 视角：确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。 视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示。 视力=1/能够分辨的最小物体的视角2. 视野与视距 视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野 视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工作视距推荐值参阅表3-4。3. 中央视觉和周围视觉 中央视觉视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。 周围视觉视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。4. 双眼视觉和立体视觉，双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成立体视觉。5. 色觉和色视野 6. 暗适应和明适应，视觉特征：1.疲劳程度：水平优于垂直。2.视线变化习惯：左右，上下，顺时针。3. 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。4.观察情况的优先性：左上右上左下右下。视区 内的仪表布置必须考虑这一点。5.设计依据：以双眼视野为设计依据。6 .接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白； 颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底 白字、白底黑字。 据上述特征，适用视觉的原则参阅有关资料。4.3.1 听觉刺激 听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体，人的听感范围：2020000HZ。4.3.2 听觉系统 起主要作用的部位：内耳耳蜗 起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分，见图4-9。4.3.3 听觉的物理特性 1 .频率响应（感受性） 人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000； 频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降，见图4-10； 听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的2. 动态范围（声音的强度） 听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强 / 正好能听见的声强。 （1）听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。 （2）痛阈：对于感受给定各频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax。 （1）与（2）都与频率有关系，是在某一频率下的听阈值或痛阈值。 （3）听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区,见图4-11。3.方向敏感度（双耳效应） （1）时差：t=声源到两耳的时间差。人耳可觉察到的声 信号入射的最小偏角为3。 （2）人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同，见图4-12。由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。4.掩蔽效应 掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。 掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。4.4.1 肤觉 肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成多种感觉。 1. 触觉 2. 温度觉 3. 痛觉4.4.2 本体感觉 本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可