人机工程概述

1、2016.年11月重庆科技学院浅谈人机工程学摘要人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。关键词：人机工程、方法、内容、人性化设计。Introducti

2、on to the man-machine EngineeringAbstractSo-called ergonomics, which is the application of anthropometry, human body mechanics, physiology of labor, labor disciplines such as psychology research method, study on the human body structure characteristic and the function characteristic, provide the hum

3、an body each part of the size, weight, surface area, specific gravity, center of gravity, and the relationship of the human body each part in the activity and human body structure characteristic parameters, such as range; Also provide human body each part of the range of output, and moves the habit

4、of characteristic parameters such as the function of the body, analysis of visual, hearing, touch, and functional characteristics of sensory organs such as skin sensation; Analysis when working in a variety of physiological changes, energy consumption, fatigue mechanism and people's ability to a

5、dapt to all kinds of labor load; Discusses the factors that affect mental state at work and the influence of psychological factors on the efficiency and so on.Keywords：Ergonomic、Methods、Content、Humanized design.目 录一.前言4二人机工程概念5三人机工程的发展5四人机工程的研究内容5五人机工程的研究方法5总结5参考文献5一. 前言社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系

6、列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。随着科技生产的不断进步，作为一门研究“人机环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学人机工程学在我们日常生活中应用越来越广泛了。随着人机工程学在我们使用的生活物品中越来越多的应用，为我们的生活带来了很多方便，也使我们的生活更加舒适。随着社会发展，人们的生活水平不断提高，对于很多物品不仅仅只要求其功能性，逐渐地开始追求使用的舒适性方便性，所以人机工程学的研究对于未来很多事

7、物的设计有着重要的指导意义和现实意义。人机工程学是采用科学的方法研究人、机、环境三大要素之间的关系。将人机工程学应用于物品设计中，由于符合人的生理学和心理学规律，使我们的生活更加舒适。二人机工程概念顾明思议人机工程就是符合人机工程力学的一门学科，立志于为人们服务，设计出也就是人们常说的人性化设计的产品。所谓人性化产品，就是包含人机工程的的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。我们可以将它们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物(产品)之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生

8、产率。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面；而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。人体工程学，也称人类工程学、人间工学或工效学。工效学Ergonomis原出希腊文“Ergo”，即“工作、劳动”和“nomos”即“规律、效果”，也即探讨人们劳动、工

9、作效果、效能的规律性。按照国际工效学会所下的定义，人体工程学是一门“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、安全和舒适等问题的科学”。日本千叶大学小原教授认为：人体工程学是探知人体的工 作能力及其极限，从而使人们所从事的工作趋向适应人体解剖学、生理学、心理学的各种特征。”人体工程学确切的定义是：即处理好人-机-环境的协调关系。根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一门综合性学科。第二次世界大

10、战后，各国把人体工程学的实践和研究成果，迅速有效地运用到空间技术、工业生产、建筑及室内设计中去，1960年创建了国际人体工程学协会。及至当今，社会发展向后工业社会、信息社会过渡，重视“以人为本”，为人服务，人体工程学强调从人自身出发，在以人为主体的前提下研究人们衣、食、住、行以及一切生活、生产活动中综合分析的新思。其实人-物-环境是密切地联系在一起的一个系统，今后“可望运用人体工程学主动地、高效率地支配生活环境”。三人机工程的发展人体工程学起源于欧洲，形成于美国，原先是在工业社会中，开始大量生产和使用机械设施的情况下，探求人与机械之间的协调关系，作为独立学科有60多年的历史。第二次世界大战前，

11、它已经历了经验人机工程学和科学人机工程学两个发展阶段，其后便进入了现代人机工程学阶段。 在古代虽然没有系统的人机工程学研究方法，但从人类所创造的各种器具和原始文化以及实际操作的可能性来看，是符合人类工程学原理的：旧石器时代所制造的石刀、石枪等狩猎工具，大部分呈直线形状；到新石器时代，人类所制造的锄头、铲刀及石磨等的形状，就逐渐变得更适合人类使用了；青铜时代以后，人类所创造的工具更是大大的向前发展了，这些工具由于人的使用和改造，由简单到复杂并逐步科学化。这种实际存在的'人-机'关系及其发展的最初阶段被称为经验的人机工程学。如指南车的设计，被认为是经验的人机工程学的典型用例。 经验

12、的“人机”学一直延续到工业革命时期，这时，人们所从事的劳动在复杂程度上和负荷量上都有了很大变化。因此，改革工具以改善劳动条件和提高劳动效率成为最迫切的问题，从而使人们开始对经验的人类工程学所提出的问题进行科学的研究，并促使经验的人类工程学升华为科学的人类工程学。这一转变过程以几个比较有名的研究实验为代表。 （一）肌肉疲劳试验。1884年德国学者A.莫索（A. Mosso）对人体劳动疲劳进行了研究。当人作业时，将人体通以微电流，随着人体疲劳程度不同，电流也随之变化，然后再用电信号将人体的疲劳程度测量出来。这一研究为后来形成的'劳动科学'学科打下了基础。 （二）铁锹作业试验研究18

13、98年美国工程师泰罗从人类工程学的角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。他用形状相同而铲量不同的四种铁锹（每次可铲重量分别5kg、10kg、17kg和30kg）去铲同样一堆煤，虽然17kg和30kg的铁锹每次铲量大，但试验结果表明，用10kg的铁锹铲煤效率最高。经过多次试验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲的最适当重量，这就是被人机工程学著名的第一次试验“铁锹作业试验”。（三）砌砖作业试验1911年F.B.吉尔伯勒斯对美国砌砖工人进行了试验，他用快速摄影机拍摄砌砖工人动作，然后对砌砖动作进行分析研究，去掉无效工作，提高有效动作的效率，使工人的砌砖速度

14、由当时的120块提高到350块。从20世纪70年代开始，由于各种新技术、各种自动装置以及电子计算机的应用，促进了生产领域的革命。同时，在科学领域中，由于系统工程学、控制论、信息论、仿生学等学科的迅速发展，使系统理论的研究应运而生，这给人机工程学又提出了许多的课题，如人-机-环境系统的最佳化、劳动条件的舒适化、管理制度科学化等。这类课题的研究促使人机工程学进入了系统的研究阶段。四人机工程的研究内容人机工程的应用领域是十分广泛的几乎涉及人类工作和生活的各个方面。主要内容为：1研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征，发挥各自的优势，达到高效、安全、舒适、健康的目的。2研究信息传递过

15、程。人与机器在操作过程中要不断传递信息，因此，机器上各种显示器、控制器要设计得适合于人使用。3研究作业环境，创造安全的条件。生产场所有各种各样的环境条件，例如高温、高湿、振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。这些因素，都会影响人的健康。安全人机工程学研究的目标，是要将这些因素控制在规定的标准范围之内，使环境条件符合人的生理和心理要求，从而使操作者感到舒适和安全。4研究安全装置。许多设备都有“危区”，若无安全装置、屏障、隔板、外壳、将危区与人体隔开，便可能对人产生伤害。因此，设计可靠的安全装置，是安全人机工程学的任务。5选择合适的操作者。人的个体差异，使操作者对工作的适应程度不同。在人事

16、安排上，要研究人机关系的协调性，人适其职，才有利于安全生产。6研究生产过程中，操作者疲劳的特点以及减轻疲劳和紧张度的措施。7研究人机系统的可靠性，保证人机系统的安全。研究事故的预防和危险情况的控制。五人机工程的研究方法由于学科来源的多样性和应用的广泛性，人机工程学中采用的各种研究方法种类很多，有些是从人体测量学、工程心理学等学科中沿用下来的，有些是从其他有关学科借鉴过来的，更多的是从应用的目标出发创造出来的。其中常用于一般产品设计领域的方法有如下几类：1.自然观察法自然观察法是研究者通过观察和记录自然情境下发生的现象来认识研究对象的一种方法。观察法是有目的、有计划的科学观察，是在不影响事件的情

17、况下进行的。观察者不参与研究对象的活动，这样可以避免对研究对象的影响，可以保证研究的自然性与真实性。自然观察法也可以借助特殊的仪器进行观察和记录，这样能更准确、更深刻地获得感性知识。如要获取人在厨房里的行为，可以用摄像机把对象在厨房里的一切活动记录下来，然后，逐步对其进行分析和整理。2.实测法这是一种借实验仪器进行实际测量的方法，也是一种比较普遍使用的方法。如为了获得座椅设计所需要的人体尺度，我们必须对使用者群体进行实际测量，对所测数据进行统计处理，为座椅的具体设计提供人体尺度依据。3.实验法当实测法受到限制时，选择的实验方法。实验可以在作业现场进行，也可以在实验里进行。如为了获取按计算机键盘

18、的按压力、手指击键特征、手感和舒适感等数据，可以在作业现场进行实际操作实验，以取得第一手资料。4.分析法分析法是对人机系统已取得“资料”和数据进行系统分析的一种方法。美国人机工程学专家亨利威尔（Honeywell）对人机系统的分析和评价提出如下的方法。 (a)瞬间操作分析生产过程一般都是连续的，因此人和机械之间的信息传递也是连续的。但要分析这种连续传递的信息是很困难的，因而只能使用间歇性的分析测定法，即用统计方法中的随机取样法，对操作者与机器之间在每一间隔时刻的信息进行测定后，再用统计推理的方法加以整理，从而得到对改善人机系统的有益资料。 (b)知觉与运动信息分析人经由感觉器获得的外界信息，传

19、到神经中枢，经大脑处理后，产生反应信号再传递给肢体去对机械进行操作，被操作后的机械又送回信息给操作者，形成一个反馈系统。知觉与运动信息分析用信息理论去阐明信息传递的数量关系。(c)连续操作的负荷分析这种方法是采用强制抽样电子计算机技术来分析操作人员连续操作的情况。用这种方法对一般要规定操作所必须的最小的时间间隔，推算操作者的工作负荷程度。(d)全工作负荷分析这是对操作者在单位时间内工作负荷的分析，一般用单位时间的作业负荷率（%）表示。(e)频率分析法这是对人机系统中的装置、设备等机械系统被使用的频率进行测定和分析，其结果可作为调整操作者负荷的参考数据。(f)设备互相关连性分析这是对设备的使用方法以及人与机械状态的变化等进行观测和分析的方法。如纺织工人同时操作几台织布机，他从这台织机转到另一台织机时，记下其眼的移动次数与操作频率的情况，再通过分析，从而获得机械和控制装置的适当比例关系。 5.计算机辅助研究随计算机技术和数字技术的发展，在数字环境中建立人体模型成为可能，可利用人体模型模仿人的特征和行为，描述人体尺度、形态和人的心理（如疲劳等）。