人体工程学第一课时

,第一章 人机工程学概论,一、概述,二、人机工程学研究的内容和方法1、人机工程学研究内容2、人机工程学研究方法,三、人机工程学的学科体系,Introduction To Ergonomics,参考教材,人机工程学 丁玉兰主编北京理工大学出版社,人体工程学 刘峰 朱宁嘉主编 辽宁美术出版社,设计心理学 李彬彬主编中国轻工业出版社,1、学科命名的由来,欧洲：Ergonomics 人类工程学或工效学。 美国：Human Factors ; Human Factors Engineering人类因素学或人类因素工程学。 其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）；人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜人学等。,一、概述,2、人机工程学的定义（一）,国际人机工程学会（International Ergonomics Association）：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、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率 、人的健康、安全和舒适等问题的学科。,2、人机工程学的定义（二）,中国企业管理百科全书将人机工程学定义为：研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与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。,2、人机工程学的定义(三）,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。,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。,（1）人机环境的具体含义：,3、具体含义说明,（2）人机环境之间的关系：相互依存；相互作用；相互制约。（3）人机工程学的特点：学科边界模糊；学科内容综合性强；涉及面广。（4）人机工程学的研究对象：人机环境系统的整体状态和过程。（5）人机工程学的任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，心情愉快，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。,日常中常见的人机学问题,1、城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不了多久腰部就酸疼难受了，不得不在腰后面增加一个腰靠，为什么？2、一些“上档次”的宾馆，单人床往往配有两个同样的枕头。本意是什么？结果又如何呢？3、公共卫生间里水箱拉绳旁边贴着醒目的“便后冲水”，但是不冲水的现象司空见惯，为什么？,4、“节约用电，随手关灯”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，为什么？5、不少学校图书馆阅览室里的座位，安排在长条形桌案的两侧。师生们低头阅读时倒也无事，要是抬头呢？（设计心理学）6、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，中老年人想看清楚确实费劲。再如，一家全国性的大银行，把存单上的字印成了橙黄色，简直就是和眼睛找别扭。（视觉特性）,7、用普通的水壶烧热水，无人值守，会发生溢水等现象，如何解决？（人机界面的改善） 8、比较“ 100m” 和“向东100米”，那个更简单易懂呢？（人机学中的认知心理学）9、绿皮火车，硬座车厢窗户的高度，与坐着乘客的胸、肩、头部平齐。打开窗户，行驶中的风速达到60-70km/h，甚至更高，即使最闷热的夏季，迎面被吹的乘客也经不住多久，而背风一侧的乘客却依然热不可挡。怎么改进？,4、人机工程学的发展史,（阶段）,发展史,早期历史（20世纪前期）,人机工程职业的诞生（19451960年 ）,快速发展时期（19601980年）,计算机、灾难和诉讼（19801990年）,1990年以后,早期历史萌芽阶段,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；工作间的设计和残疾人使用设备的设计。,20世纪前期,（使人适应机器）,职业的诞生形成阶段,19451960年,1945年美国军方成立工程心理实室；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。,（使机器适应人）,快速发展发展阶段,19601980年,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。,（仍然不为普通人所了解）,计算机、灾难 重新认识阶段,19801990年,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。,（人机工程学的重要性）,科学发展阶段,1990年以后,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；人民生活和工作质量设计；,（人机环境系统的建立）,我国人机发展进程,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（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,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。,二、人机工程学研究的内容和方法,（一）人机工程学的内容,目前人机工程学的前沿领域研究包括：,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。,近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：,1,1、工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。2、 工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。3 、工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。4 、信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人的因素研究。5 、计算机设计与人机工程学研究。6 、工作成效的测量与评定。7 、机器人设计的智能模拟等。8、人机环境系统中心理学的研究。,（二）人机工程学研究的方法：,测量人体各部分静态和动态数据； 调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征； 对时间和动作的分析研究； 测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化； 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题； 分析差错和意外事故的原因； 进行模型实验或用计算机进行模拟实验； 运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系，以便从中得出正确的结论或发展有关理论。,目前常用的研究方法有：,研究方法,观察法,实测法,实验法,计算机数值仿真法,调查研究法,分析法,三、人机工程学学科体系,人机工程学,人体科学,技术科学,环境科学,生理学,心理学,劳动卫生学,人体测量学,人体力学,环境卫生学,环境医学,环境心理学,环境保护学,环境检测学,工业设计,工程设计,安全工程,系统工程,机械工程,管理工程,为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数为设计中“物”的功能合理性提供科学依据为设计中考虑“环境因素”提供设计准则为进行人机一环境系统设计提供理论依据为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序,四、人机工程学应用领域分析研究举例,Bad design,设计建议： (同一功能使用相同的操作方式),How do you unlock the door?,Bad design,How do you open the gas cap door ?,Bad design,Which side has the gas cap,设计建议：标准化,Bad design,设计建议：将控制器放在被控制装置旁,Where are the window controls,Bad design,设计建议：分类明确,Whats in the bottle?,Bad design,设计建议：提示性,Hey, which side do you use for cutting?,Bad design,设计建议：显示和控制的位置相对应,How do you play the CD?,Bad design,设计建议：强调重点,How much is the gas?,Bad design,设计建议：分组设计,Labels that look like pushbuttons,Bad design,设计建议：识别性好,How fast am I going?,Bad design,设计建议：好看+好用,Smooth as glass,Bad design,设计建议：实用,A coffee shop,Hard to be open,Bad design,设计建议：显示与控制放于同一层,Stove top controls,Bad design,设计建议：考虑使用环境,Top-loading VCR,20世纪最伟大的10种人 机 界 面 装 置,五、 人体工程学与人性化设计,1、扩音器, 扩音器是1915年发明的。 今天，随着录音设备和存储技术的飞速发展，用美国著名扩音设备生产企业Bose公司研究员威廉 R 舒特的话说，扩音器“反而成为家庭音响系统中最薄弱的一环”。他说：每当我在家中欣赏音乐的时候，根本没有办法做到想象自己是坐在音乐厅里。, 扩音器的问世使得人们不仅在乘坐地铁或去郊外远足时能够欣赏自己喜爱的音乐和广播节目，而且还能聆听以电子手段保存下来的早已与世长辞的人的声音以及大自然中根本不存在的种种奇妙声音。 在电影院里，扩音器所营造的声的世界将观众们带入一个想象的世界。 扩音器亦是本世纪所有具有个性魅力的公众人物与大众沟通的重要工具。, 按键式电话业务是美国电话电报公司在1963年11月正式开通的。 几乎所有初次接触按键式电话的人都认为它远胜于转盘式电话。贝尔实验室的研究人员为使这种新产品为人们所接纳，真可谓绞尽脑汁。他们实验了16种按键排列方式，交叉式的，圆盘式的，不一而足。 他们还在电话机的大小、形状、按键的间距、弹性甚至与手指尖接触的部位的外形上作了大量的文章。,2、按键式电话,3、方向盘, 最初的汽车是用舵来控制驾驶的，但是它会把汽车行驶中产生的剧烈振动传导给驾驶者，增加其控制方向的难度。 方向盘这种新设计便应运而生，这一齿轮系统操作灵活，很好地隔绝了道路的剧烈振动。 方向盘却成了造成驾驶员丧命的罪魁祸首 不带方向盘的概念型汽车, 70年代早期，70年代早期，带有磁条的信用卡在美国问世，极大的提高了信用卡购物时的验证效率，一下子便受到零售商的青睐。 今天在许多场合我们都会用到磁卡，如在食堂就餐，在商场购物，乘公共汽车，打电话，进入管制区域等等，不一而足。 信用卡 智能卡,4、磁卡, 交通指挥灯是非裔美国人加莱特.摩根在1923年发明的。 铁路上使用的信号只有一种命令：通行。公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。 新式的红绿灯能将闯红灯的人拍照下来。,5、交通指挥灯, 据说，遥控器的开发源于人们对于电视商业广告的反感。美国顶峰（Zenith）公司的总裁尤其痛恨电视节目频频被广告打断的现象。在他的领导下，顶峰公司在1950年开发出了世界上第一个遥控器。 今天遥控器已经成为家电产品的标准配置，市场上销售的99的电视机和100的录像机都配置有它。,6、遥控器, 阴极射线管（CRT）是德国物理学家布劳恩（Kari Ferdinand Braun）发明的，1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。 电视机 计算机,7、阴极射线管, 虽然液晶早在1888年就已经被奥地利植物学家Frederich Reinitzer所发现，但是人们直到1977年才将其用作显示用途。 笔记本电脑、微型电视机和便携式DVD播放机 替换CRT显示器，形状可变,8、液晶显示器, 道格拉斯.恩格尔巴特在60年代发明了鼠标和图形用户界面。 70年代在施乐公司的帕罗奥尔托研究中心（PARC）进一步完善 80年代在苹果公司的努力下，它终于完成了走向大众的进程。 90年代，MICROSOFT的Wi