人因工程与系统概念课件

1、人因工程与系统概念,1,人因工程與系統概念 1-1人因工程基本理念 從原始生活至今科技發達，產品與設備林林總總，而很多在技術開發需要考慮到人類的(人因工程)都未予考慮，所以說人因工程的目標可說是引導科技應用朝向有利於人,人因工程与系统概念,2,人因工程以執持如下的理念為其特徵,1.懷抱物品、機器等乃製造以效勞人類的信念，因此在設計時必須總是把使用者考慮在內。 2.承認人類在能力和限制方面有個別差異現象，並且重視其在設計上的涵義。 3.確信物件、程序等的設計會影響人們的行為和福祉,人因工程与系统概念,3,4.強調實徵資料和評鑑在設計過程中重要性。 5.依據科學方法和客觀數據以檢定假設，並建立關於

2、人類行為的基本資料。 6.信守系統導向(system orientation)之觀念，並確認物品、程序、環境和人員並非各自孤立存在,人因工程与系统概念,4,1-2人因工程的定義,可依以下幾點來探討人因工程的定義： 1.人因工程的焦點-是放在人類(或人員)與他們在生活與工作中所涉及的產品、設備、程序和環境的交互作用上。 2.人因工程的目標-第一個目標是提高人們活動和工作的效果及效率，第二個目標是增進人類的福祉和價值。 3.人因工程的研討途徑-係有系統地將人員的能力、限度、特徵、行為與動機等有關資訊應用在人們所用的物品及使用時的環境之設計,人因工程与系统概念,5,英文 ergonomics英國常用

3、，ergon (工作)，nomos(法則)。 human factors (engineering)美國科學界與工程界常用,人因工程与系统概念,6,Chapanis(1985)定義： 人因工程旨在發掘人類行為，能力、限制和其他特性等知識，並將這些知識應用於產品，工具、機器、系統、工作和環境的設計與改善，使得人們在工作與生活中與事(工作)，物(產品、工具、機器)，與環境(系統與空間環境)均有和諧之關係;不但要避免人員傷害，疲勞等不安全，不健康的事情發生，更要提升效率，舒適與人員的主觀滿意度,人因工程与系统概念,7,Sanders & McCormick(1987)定義： 人因工程旨在發現關於人類

4、行為，能力、限制和其他特性等知識，並將這些知識應用於工具、機器、系統、任務、工作和環境等的設計，使人類對於它們的使用能更具生產力、安全、舒適與有效果,人因工程与系统概念,8,亦可用否定方式來釐清 1.人因工程不是檢核表和指引之運用。 2.人因工程不是以設計者本身作為設計物品時的模特兒。 3.人因工程不只是普通常識,人因工程与系统概念,9,人因工程的範圍 以人為核心，所以探討的範疇有 1.人的基本特徵、行為與限制(包括生理與心理) 2.人員的工作安排 3.人與工具，機器互動的設計 4.各種產品的設計 5.2.3.4可為單純化，或可形成-系統，所以可為系統化設計 6.以上皆在某一環境發生，所以環境

5、亦是探討主題,人因工程与系统概念,10,人因工程与系统概念,11,人因工程學域範圍的特性可用以下兩句做簡潔適切的表達 1.為適合人們使用而設計(designing for human use) 2.追求工作和生活條件的最佳化(optimizing working and living,人因工程与系统概念,12,1-3人因工程發展史1-3-1前導期1945年之前,1.18001900年工業革命期 個人研發的方法自十九世紀工業革命以來為提升生產力效率，所以研發一些方法。 (1)Frederick Taylor 科學化的方法來尋求最佳工作法則，需工人的選任，訓練及財務上的誘因與之配合。 (2)Gil

6、breth夫婦 動作分析，分為延伸、對準、抓取、移動、放下等元素，再刪除不必要動作，例如砌磚，動手術等,人因工程与系统概念,13,人因工程組織的成立 (1)1913：德國-工作生理研究機構 (Work Physiology Institute) (2)1915：英國-工業疲勞研究委員會(Industrial Fatigue Research Board) (3)1920：美國-Harvard Fatigue Laboratory 2.二次大戰期- 從”使人適事”到”使事適人,人因工程与系统概念,14,1-3-2誕生期-19451960,二次大戰末期後開始致力研究，主要應用於國防工業。 人因工程

7、組織的成立 (1)1949：英國-人因工程學會(Ergonomic Society) (2)1957：美國-人因工程學會(Ergonomic Society) (3)1959：國際人因工程協會(International Ergonomic Association,人因工程与系统概念,15,1-3-3成長期-19601980,由國防工業領域，擴展至汽車、電腦、藥品和其他消費者用品等領域，同時會員人數也快速的成長。 1964 日本人間工學會(Japan Ergonomics Research Society)成立,人因工程与系统概念,16,1-3-4普及期-1980之後,由於電腦的普遍使用，使電

8、腦設備需加入人因設計。 1993 (82) 中華民國人因工程學會成立。 人因工程學家具有證人的地位,人因工程与系统概念,17,綜合以上所述又可分為： 1.機具導向時期(machine oriented)：人配合機具。 2.人員導向時期(man oriented)：機具遷就人。 3.人因工程系統導向時期(system oriented)：人與系統相互配合,而有最佳的統合最好的效率,人因工程与系统概念,18,1-4系統概念1-4-1系統與系統工程,系統的定義： 系統是由一群構件組合而成，每一構件都是系統的一部份，它們都為達成某些共同的目標而發揮其功能,人因工程与系统概念,19,有下列4種功能： 1

9、.感測或資訊接收(sensing or information receiving)又可分為系統外及系統內。 2.資訊儲存(information storage) 3.資訊處理和決策(information processing and decision) 4.行動功能(action functions) 分為(1)實體控制活動 (2)溝通活動 系統工程學-以系統整體來考量問題的方法稱為系統工程學，而處理系統問題的專家稱為系統工程師,人因工程与系统概念,20,人因工程与系统概念,21,1-4-2人機系統,概念產生： 在前圖中人和產品、工具、機器等間的互動可歸納為”人機系統”（man-mach

10、ine system）的概念。 定義： 人機系統是指人與機器間互動的行為。這種互動可以一個封閉的迴路來表示,人因工程与系统概念,22,人因工程与系统概念,23,人因工程与系统概念,24,人機系統一人與機器所扮演的角色不同而分為三種 人力系統（manual system）：人員以體力來完成工作、機具以簡單的非動力工具（如鐵鎚、鉗子為主） 機械系統（mechanical system）：機器提供動力來完成工作，人員則負責機器之操作、控制及監視。 自動系統（automated system）：機器提供動力且會自行控制，人員則設定機器、資料輸入、監視、保養與維修機器 以上非絕對區分,人因工程与系统概念

11、,25,1-4-3自動系統與人因工程,人在自動系統中的角色可分下列三種： 1.程序設定工作(setting up process) 即設定機械運作程序，輸入資料，以控制機械運作，及機械的測試，調整等工作。 2.操作與監察工作(operating and monitoring) 即監視機械的運作。 3.維護工作(maintenance) 分為(1)保養工作。 (2)修理工作,人因工程与系统概念,26,自動系統加重人們的工作，而有以下幾個特色： 1.自動系統減少了人們練習心理運動技能的 機會。 2.缺乏足夠的回饋無直接的回饋。 3.失誤的後果嚴重小小的誤差可能造成 嚴重的後果,人因工程与系统概念,

12、27,1-5失誤與可靠度1-5-1人為失誤,一般可分為： 有意的(intentional)。 無意的(unintentional,人因工程与系统概念,28,一項飛機操控研究(Fitts & Jones)中，將失誤歸納為下列六種： 取代失誤(substitution errors)。 調整失誤(adjustment errors)。 遺忘失誤(forgetting errors)。 顛倒失誤(reversal errors)。 無意啟動(unintentional activation)。 無法搆及(inability to reach,人因工程与系统概念,29,取代失誤(substitutio

13、n errors)。 將某種控制器誤以為是另一種控制器，或者是在緊急時，無法立即辨認正確的控制器。原因： 各種控制器之排列缺乏一致性。 控制器的分隔不當或間距不夠。 欠缺運用某種編碼系統以幫助飛行員僅依觸覺就可識別控制器,人因工程与系统概念,30,調整失誤(adjustment errors)。 包括將控制器調整得超過或不足所需，或操作得過快或過慢，以及將一連串控制器的操作順序弄錯等。 遺忘失誤(forgetting errors)。 忘了在適當的時候，執行開動、檢查或調整控制器等必要的動作,人因工程与系统概念,31,顛倒失誤(reversal errors)。 係將控制器移動方向搞反了，如順

14、逆時針方向的扭轉。 無意啟動(unintentional activation)。 在不知不覺間碰觸而啟動了不必操作的控制器。 無法搆及(inability to reach)。 由於距離太遠、阻礙或G力的關係，無法或不能及時搆到控制器,人因工程与系统概念,32,1-5-2系統可靠度,可靠度(reliability)： 系統或任一構件(包括人員)在執行時能正常無誤運作的可信賴程度。 可靠度的另一種量度是平均故障時間(mean time to failure,簡稱MTF)，其較適用於連續運作，它有三種方法： 1.成功執行的持續期間。 2.直到故障的期間。 3.介於二次故障之間的期間,人因工程与系统概念,33,串聯系統： 是指組成系統的各構件成串聯式或系列式結合，如圖,其可靠度公式如下： RS = R1 R2 Ri (i=構件個數) 並聯系