人机课件1人机工程学概论

1、Man-Machine Engineering teaching courseware 人机工程人机工程学学 教学课件教学课件参考书籍人室内室外衣柜鞋柜沙发座椅台阶盲道重要性世间万物都服务于“人”，人是社会的载体。社会的每个功能都是通过人来体现的，要人来感受，体会，总结。再加以改进并完善。第一章人机工程学概论1学科的命名2学科的定义命名及定义人类工程学 Human Engineering人因工程学 Human Factors Engineering工效学 Ergonomicsergon（工作、劳动）nomos（规律、规则）我国 人体工程学 人类工效学 人类工程学 宜人学 等研究人在某种工作环境

2、中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；（研究对象）研究人和机器及环境的相互作用；（研究内容）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。（研究目的）研究对象 工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。这些因素除了设计领域以外，还与管理工程、劳动科学、安全工程、环境工程等领域相关。研究内容人-机-环境的最佳匹配及优化措施。研究目的 设计一切器物都要考虑人们生活与工作的安全、舒适和高效。1经验人机工程学2科学人机工程学起源与发展（20世纪初-）机械设计的的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术的原理设计上；在人机关系上是以选择和培训操作

3、者为主，使人适应于机器。重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。3现代人机工程学把人-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。经验人机工程学 研究每一位的职业要求用测试来选择工人和安排工作 研究最优良的工作条件，研究最好的管理组织形式，研究工作动机 目的目的：规划和利用人力、制定培养方案，使人力得到最有效的发挥。研究最优良的工作条件，研究最好的管理组织形式，研究工作动机科学人机工程学 由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性。 通过分析研究：在人和武器关系中，主要的限制因素不是武器而是人，并深感“人的因素”在设计中是不能

4、忽视的一个重要条件。 意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。 现代人机工程学特点： 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。1学科的研究内容2学科的研究方法研究内容与方法研究内容具有多样性、应用性和灵活性实测法观察法 作业姿势的记录与评估 模型试验法 分析法 调查法 感觉评价法研究内容人体特性的研究 机器特性的研究环境特性的研究人-机关系的研究

5、人-环境关系的研究机-环境关系的研究人-机-环境系统性能的研究产品设计中的研究对象1.产品系统中人的因素人的因素包括人体形态特征参数：静态尺度与动态尺度。人体机械力学功能和机制：人在各种姿态及运动状态下，力量、体力、耐力、惯性、重心、运动速度等的规律。人的劳动生理特征体：劳动、脑力劳动、静态劳动及动态劳动的人体负荷反应与疲劳机制等。人的可靠性：在正常情况下人失误的可能性和概率等。人的认知特性：人对信息的感知、传递、存储、加工、决策、反应等规律。人的心理特性：影响人心理活动的基础(生理与环境基础)、动力系统(需要、动机、价值观理念等)、个性系统(人格与能力)、心理过程(感知、记忆、学习、表象、思

6、维、审美构成的认知，情绪与情感意志或意动、习惯与定势)等。产品设计中的研究对象2.人机系统的总体设计人机功能的合理分配。人机交互及人机界面的设计。系统的安全性和可靠性。3.研究作业场所设计和改善作业场所设计包括作业空间设计、作业器具设计、作业场所总体布置。人机工程学研究如何根据人的因素，设计和改善符合人因的作业场所，使人的作业姿势正确、作业范围适宜、作业条件合理、达到作业时安全可靠、方便高效、不易疲劳、舒适愉悦的目的。作业环境包括物理环境：照明、温度、湿度、噪声、振动、空气、粉尘、辐射、重力、磁场等。化学环境：化学污染等。生物环境：细菌污染及病原微生物污染等。美学环境：造型、色彩、背景音乐的感

7、官效果。产品设计中的研究对象4.作业研究及其改善作业是人机关系的主要表现形式，人机工程学主要研究作业分析、动作经济原则、工作成效测量与评定等；研究人从事体力作业、技能作业和脑力作业时的生理与心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及耗能、工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法；研究适宜作业的人机界面。此外还包括组织与管理，主要研究克服人决策时在能力、动机、知识等相关信息方面的制约因素，建立合理的决策行为模式；研究改进生产或服务过程，为适应用户需要再造经营与作业流程，不断为产品与技术创新创造条件；研究使复杂的管理综合化、系统化，形成人与各种要素相互协调的作业流、信息流、物流等管理

8、体系和方式；研究人力资源中特殊人员的选拔、训练和能力开发，改进对员工绩效的评定管理，采取多重激励，发挥人的潜能；研究组织形式与部门界面，便于员工参与管理和决策，使员工行为与组织目标相适应，加强信息沟通和各部门之间的综合协调。产品设计应用人机工程学研究方法实测法(measure method)是一种借助于仪器设备进行实际测量的方法。对人体静态与动态参数的测量、对人体生理参数的测量或者是对系统参数、作业环境参数的测量等。常用有以下几种尺度测量：马丁测量仪。是由直尺、角尺、卡钳组合而成。动态测量：测量人体在动态过程中某部位的运动轨迹、活动范围等力量测量：拉力计、压力计、扭力计、握力计。体积测量：排水

9、法。肌肉疲劳测量：生物电流计测量。其他生理变化的测量：如呼吸、心跳、耗氧量、排汗量、血压等生理变化的测量、可以借助相应的医学仪器完成。产品设计应用人机工程学研究方法观察法(observation method)是指调查者在一定理论指导下、根据一定的目的、用人的感觉器官或借助一定的观察仪器和观察技术(计时器、录像机等)观察、测定和记录自然情境下发生的现象的一种方法。作业姿势的记录与评估有两种方法用来记录姿势。一种是假设给定的姿势并观察它们实际上间隔多久发生。另一种是对于身体部位确切位置的细节描述并进行记录。其他的技术，如提供一组观察者选择的最具代表，符合实际情况的预先成型的身体一体段位置、记录在

10、作业场可能观察的结果，记录可以通过电影或录像方式进行。产品设计应用人机工程学研究方法试验法(experiment method)是在人为控制条件下、系统的改变一定变量因素、以引起研究对象相应变化未做出因果推论和变化预测的一种研究方法、是人机工程学研究中的重要方法。其特点是可以系统控制变量、使可研究的现象重复发生、反复观察、不必如观察法那样等前事件自然，发生的被动性、使研究结果容易验证，并且可对各种无关因素进行控制。驾驶员眼动规律实验装置产品设计应用人机工程学研究方法模型试验法 在一些复杂的系统、危险的情境或预测性的研究中，常采用模拟和模型试验法、如操作训练模拟器、机械的模型以及各种人体模型等，

11、可以对系统进行逼真的试验，从而获得现实情况中无法或不易获得的数据。以模型辅助设计是设计师必不可少的工作方法。设计中应用的模型有如下两类有关人的模型：平面人体模板制成1: 1、1:2、1:5、1:10比例。三维人体模型在服装、汽车行业方面应用普遍。有关物的模型：用简单材料制成1:1的模型进行操作检验。产品设计应用人机工程学研究方法分析法(nalysis method)是在实测法和试验法的基础上进行的。 分析时，首先需进行实测；然后进行分析研究，以排除无效动作、纠正不良姿势、从而有效地减轻人的劳动强度，提高工作效率。通常要研究自变量和因变量两种变量。自变量就是实测的资料(因素)；因变量是随自变量而

12、变化的因素。产品设计应用人机工程学研究方法调查法(survey metnod)是获取有关研究对象材料的一种基本方法。能给人以直观的感受。原则是在较短的时间内，花费较少的人力、物力获取最有效的信息。具体包括访谈法、考察法和问卷法。访谈法是研究者通过询问交谈来搜集有关资料的方法。考察法是研究实际问题时常用的方法。问卷法是研究者根据研究目的编制一系列的问题和项目，以问巻或量表的形式收集被调查者的答案并进行分析的一种方法。是唯一适合大规模开展的调查方法。产品设计应用人机工程学研究方法感觉评价法(sensory insdection)是运用人的主观感受系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法，即人对事

13、物客观量做出的主观感觉度量。这种方法在心理学中经常应用、称之为心理测量法。感觉评价对象可分为两类：一类(A)是对产品或系统的特定质量、性质进行评；另一类(B)是对产品或系统的整体进行综合评价 。感性评价简单地说就是让使用者用语言表达出对已有设计的感受或自己头脑中所期待产品的要求。感性评价的难度在于，多数人或许无法很快从大量的形容词中找出最贴切的表达方式，而为了把人的内心感受较准确地挖掘出来，设计师需要事先考虑好询问的方式、问题或是给出可供选择的答案。产品设计应用人机工程学研究方法心理测验法(method of psychology test)是以心理学中个体差异理论为基础、对被试个体在某种心理

14、测验中的成绩与常模作比较，用以分析被试心理素质的一种方法。心理测验按测试方式分为团体测验和个体测验。按测试内容分为能力测验、智力测验和个性测验。测验必须满足以下两个条件必须建立常模。测验必须具备一定的信度和效度，即准确而可靠地反映所测验的心理特性。数据处理的方法常用的数据处理方法叫作抽样调查方法。计算机仿真法计算机数值仿真法(method of computer simulation)缩短设计周期，并降低成本3DSMARK Rhino犀牛 CAD solidwork 等1为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数2为设计中“产品”的功能合理性提供科学依据产品产品设设计应用人机计应用人机工程学的学科意义工程学的学科意义3为设计中考虑“环境因素”提供设计准则设计：Gillian Westley把手前面的“小突起”能很好