《安全人机工程学》课件 第1章 绪论

安全人机工程学第一章

绪

论1.了解人机工程学的起源与发展历程、主要应用领域及未来发展趋势；2.明确人机系统的功能与分类，理解安全人机工程学与相关学科的关系及其基本内涵；3.掌握人机系统与人机界面的基本含义，以及安全人机工程学的基本研究方法。学习目标1.1人机工程学的起源和发展（原始人机关系）旧石器新石器1.1人机工程学的起源和发展（经验人机关系）由简单到复杂由低级到高级由自发到自觉逐渐科学化1.1人机工程学的起源和发展（人机工程学）科学管理之父—泰勒“铁锹作业试验”吉尔伯斯“砌砖作业试验”莫索“人体劳动疲劳试验”1.1人机工程学的起源和发展（人机工程学）人的因素在设计中是不可忽视的一个重要条件先进的设备，仅有工程技术知识是不够的人机工程学应运而生当时的机工程学研究侧重于工作效率随着机器的改进，人与机器的关系越来越复杂1.1人机工程学的起源和发展（英国）英国人机学研究学会ErgonomicsResearchSociety1957年发行了会刊《Ergonomics》1.1人机工程学的起源和发展（德国、美国）麦考密克教授《人体工程学》1.1人机工程学的起源和发展（俄罗斯、日本）俄罗斯的人机学研究偏重于心理学，标准化工作发展很快1.1人机工程学的起源和发展（中国）1.1人机工程学的起源和发展工业化程度不高的国家往往是由人体测量、作业强度、疲劳因素等方面着手研究，随着这些问题的解决，才转到感官知觉，作业姿势，运动范围等方面的研究。进一步转向操纵器，显示器的研究与设计，人机系统控制等方面的研究。进入本学科的理论前沿领域，如人机关系，人体特性，人的心理包融，团体行为等方面的研究。1.2人机系统和人机界面1.2人机系统和人机界面（系统及其特性）1.2人机系统和人机界面（系统及其特性）1.2人机系统和人机界面（人机系统）EUV芯片光刻机“机”被定义为广义的，包括劳动工具、机器、设备、劳动手段、环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质因素。1.2人机系统和人机界面（人机系统）1.2人机系统和人机界面（人机界面）人人机界面机

生理特性

心理特性

生物特性

物质性能

作业方式

安全条件1.2人机系统和人机界面（人机界面）人机界面（Human-MachineInterface，HMI）：指的是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域，也可以称之为“界面”1.2人机系统和人机界面（人机界面）习近平总书记在2021年5月28日召开的两院院士、科协代表大会上特别强调：“科技创新速度显著加快，以信息技术、人工智能为代表的新兴科技快速发展，大大拓展了时间、空间和人们认知范围，人类正在进入一个‘人机物’三元融合的万物智能互联时代。”1.2人机系统和人机界面（人机界面）1.2人机系统和人机界面（自然用户界面）自然用户界面（NaturalUserInterface，NUI）是以用户为中心，致力于实现更加直观和自然的交互方式，使用户能够通过语言、文字、触摸、手势、面部表情和语音等自然交流手段与计算机互动。1.2人机系统和人机界面（HMI发展趋势）1.3安全人机工程学与展望1.3安全人机工程学与展望（定义）从安全的角度和着眼点出发，运用人机工程学的原理和方法去解决系统中，人机结合面的安全问题的一门新兴科学，主要阐述人与机保持什么样的关系，怎样才能保证人的安全。1.3安全人机工程学与展望（与其它学科的关系）安全人机工程学是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点侧重于人体的安全卫生，立足于人机结合面上，在最大限度保障人的安全健康与舒适愉快的前提下，保证工作效率；用户可以在投影仪或者计算机上进行演示标题文字添加安全人机工程学工效人机工程学工效人机工程学是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足于设备的效应，在最大限度地发挥设备效应以提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。1.3安全人机工程学与展望（与其它学科的关系）人体测量学对人体静态和动态尺寸的测量，为人机系统的设备设计和工作空间布置提供科学依据，是安全人机系统设计的科学依据之一；用户可以在投影仪或者计算机上进行演示标题文字添加人体生物力学是侧重研究人体生物系统运动规律的学科，包括人体各部分的力量、活动范围和速度，人体组织对不同力量的阻力，人体各部分的重量、重心变化以及做动作时的惯性等问题。1.3安全人机工程学与展望（与其它学科的关系）安全人机工程学是在综合各门学科知识的基础上全面考虑“人的因素”，从而对人机系统的安全设计、使用、监督、分析、评定和提供全面的宜人依据；用户可以在投影仪或者计算机上进行演示标题文字添加安全心理学研究对象是人机系统中人的这一精神作用环节，重点研究人在活动过程中的生理心理和社会心理活动，研究由此引起人在信息的接受、储存、加工、传递、处理等方面对实现安全的影响，以及在此基础上的决策和执行决定等问题。1.3安全人机工程学与展望（与其它学科的关系）安全管理工程学安全设备工程学安全系统工程学安全人机工程学双向箭头表示：二者之间存在着相互交叉、渗透、影响、制约和互补的关系安全工程学1.3安全人机工程学与展望（与其它学科的关系）用户可以在投影仪或者计算机上进行演示标题文字添加人体的安全阈值（不致伤害的高低限度和环境要求）人体的允许范围（不影响工作的效率）即各种承受能力人体的舒适范围（最佳状态）各种安全防护设施必须适合于人使用的各种要求等安全工程学1.3安全人机工程学与展望（研究内容）人机工程学的研究内容人机结合面安全标准依据安全人机工程的学科体系人机系统的安全设计1.3安全人机工程学与展望（研究目的）目的：更好地在人机之间合理地分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动，同时带来活动效率的提高。1.3安全人机工程学与展望（研究方法）研究客观性原则持严谨认真、实事求是的科学态度，根据客观事物的本来面目去反映其固有的本质和规律性；要根据科研或实际需要，并遵循客观条件选择合适的研究课题；要全面、客观、真实地反应研究对象和主客观实际情况；要从现实出发，做出符合实际的结论。1.3安全人机工程学与展望（研究方法）研究原则系统性将研究对象放置在一个系统中进行认知和研究。人、机、人机结合面之间并不是简单的要素迭加关系，而是存在着相互制约、影响和渗透的有机联系。对人机系统的研究，需要从整体出发，分析各个子系统的性能及其相互关系，同时考虑社会性因素对系统中各要素及其相互关系的制约。1.3安全人机工程学与展望（研究方法）人体尺寸实测法：通过借助机械设备对人体进行尺寸和特征的实际测量，以此为基础进行安全工程设计和操作空间布局。心理实测法：以心理学中的个体差异理论为基础，通过心理测验来分析个体的心理素质。心里压力测试A圆圈是静止或略微动B它移动得很慢C它不停地移动1.3安全人机工程学与展望（研究方法）实验法：一般在实验室内在人为控制条件下进行，以引起研究对象相应变化来作出因果推论和变化预测的一种方法。按钮开关按压力色彩环境的影响1.3安全人机工程学与展望（研究方法）分析法：一般在实测法和实验法的基础上进行，记录后进行分析研究，以便排除其中的无效或危险动作，减少人的重心移动，纠正不良姿势，从而有效地减轻人的劳动强度，提高劳动生产率和确保劳动者的安全健康。1.3安全人机工程学与展望（研究方法）间歇操作分析知觉与运动信息分析连续操作的负荷分析频率分析设备相互关联性分析1.3安全人机工程学与展望（研究方法）简单的访问专门的调查1.3安全人机工程学与展望（研究方法）ProcessSimulate人因工程仿真3DSSPP人因工程静态力预测软件1.3安全人机工程学与展望（研究方法）车辆碰撞的人机系统模拟与模型定制椅子的人机系统模拟与模型1.3安全人机工程学与展望（研究方法）感觉评价法：感觉评价法是运用人体主观感受对系统的性质、质量、特征等进行判断和评价的一种方法。通常可分为对产品或系统的特定性质与质量进行评价，以及对整体系统进行综合评价。测量皮肤感觉的触觉传感器1.3安全人机工程学与展望（展望）虚拟现实和增强现实技术应用智能穿戴设备的普及自然语言处理和语音识别技术智能感知技术智能算法和机器学习的应用人机协作的深度融合1.3安全人机工程学与展望（展望）增强现实(AR)是指透过摄影机影像的位置及角度精算并加上图像分析技术，让屏幕上的虚拟世界能够与现实世界场景进行结合与交互的技术。虚拟现实(VR)是一种通过计算机技术生成三维环境，让用户感觉仿佛身临其境的技术。1.3安全人机工程学与展望（展望）一、自然语言处理和语音识别技术自然语言处理(NLP)：将计算语言学与统计和机器学习模型相结合，使计算机和数字设备能够识别、理解和生成文本和语音。1.3安全人机工程学与展望（展望）机器学习：人工智能的一部分，属于计算科学领域，专门分析和解释数据的模式及结构，以实现无需人工交互即可完成学习、推理和决策等行为的目的。