人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品設(shè)計(jì).docx

人機(jī)工程學(xué)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)班級(jí)：機(jī)械107班 姓名： 劉清勇 學(xué)號(hào)：Z100501714隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及人們對(duì)各種服務(wù)以及舒適操作的需求，人機(jī)工程學(xué)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。國(guó)際人機(jī)工程學(xué)會(huì)（International Ergonomics Association）對(duì)本學(xué)科所下的定義為： 研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素；研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適性等問(wèn)題的學(xué)科。顧名思義，人機(jī)工程學(xué)研究的是人與機(jī)器之間的相互關(guān)系。其根本宗旨是使人能夠更加方便舒適的操作機(jī)器，提高生產(chǎn)效率，減少誤操作，使人與機(jī)器能夠和諧共處。所以人的因素至關(guān)重要。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：人提水壺時(shí)要考慮水壺方便、適應(yīng)手提；往里裝水，蓋子可以用手打開(kāi)；水燒開(kāi)后壺會(huì)熱，要有隔熱手柄；要把水燒開(kāi)的信息告訴使用壺的人；把燒開(kāi)的水倒出來(lái)。這是人機(jī)工程學(xué)在生活中的簡(jiǎn)單應(yīng)用，它與我們生活中的方方面面都息息相關(guān)。其中人、機(jī)、環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮著三方面的因素，努力做到三者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的就是創(chuàng)造最優(yōu)的人機(jī)關(guān)系、最佳的系統(tǒng)效益、最舒適的工作環(huán)境，充分發(fā)揮人、機(jī)各自的特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互協(xié)調(diào)、相互配合。如何合理分配人與機(jī)在系統(tǒng)功能以及人機(jī)間有效傳遞信息是系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題。 隨著科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展，人們面對(duì)的是大量快速傳遞的信息，要求操作時(shí)精度高、快速準(zhǔn)確。同時(shí)人機(jī)界面由硬件向軟件轉(zhuǎn)移，這時(shí)人與機(jī)都進(jìn)入了一個(gè)新的階段，因此新系統(tǒng)中人的特性如何體現(xiàn)，人與機(jī)的功能如何分配，機(jī)器系統(tǒng)如何更宜人等成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。人機(jī)工程學(xué)的研究方法主要有七種：1. 觀察法 可借助攝影或錄像；2. 實(shí)測(cè)法 借助儀器進(jìn)行實(shí)際測(cè)量 ；3. 實(shí)驗(yàn)法 在實(shí)驗(yàn)室或作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次反復(fù)觀測(cè)； 4. 模擬和模型試驗(yàn)法 ；5. 計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真法； 6. 分析法；7. 調(diào)查研究法 。對(duì)于每種方法的運(yùn)用要結(jié)合具體的設(shè)計(jì)環(huán)境、現(xiàn)有生產(chǎn)條件、資金水平、以及人的技術(shù)水平來(lái)具體選取。下面我以手套為例來(lái)簡(jiǎn)述人機(jī)工程學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程。第一， 手套的號(hào)碼人手的尺寸：首先要考慮的問(wèn)題是手套的尺寸如何適合于人的形態(tài)和功能范圍的限度，相對(duì)于人的參數(shù)主要是人的結(jié)構(gòu)尺寸和功能尺寸。人的結(jié)構(gòu)尺寸指的是靜態(tài)尺 寸，而功能尺寸指的是動(dòng)態(tài)尺寸。當(dāng)我們買一雙手套時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有與我們的手完全相符的手套，不是有點(diǎn)大就是有點(diǎn)小，所以要考慮功能尺寸。手套的不合適會(huì)對(duì)我們的手造成一定的傷害，尤其是在一些重要的生產(chǎn)線上，不合適的手套很有可能會(huì)引發(fā)重大事故。然后根據(jù)不同年齡階段男女手尺寸的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一系列不同尺寸的手套，來(lái)滿足各種年齡的需求。第二， 手套的松緊程度：手套如果過(guò)緊就會(huì)是人佩戴起來(lái)不舒適，如果是在工業(yè)環(huán)境，佩戴不舒適的手套就會(huì)影響工作心情，進(jìn)而會(huì)影響工作效率，給工廠效益帶來(lái)?yè)p失。而手套過(guò)送的話則容易產(chǎn)生松脫，對(duì)于冬天保暖用手套，過(guò)松還會(huì)保暖效果差，佩戴不舒適。對(duì)于工廠佩戴手套，比如說(shuō)車工，松手套就容易引發(fā)工商，造成人身傷亡。所以進(jìn)行手套的松緊設(shè)計(jì)時(shí)，一定要使松緊適度，不要過(guò)松也不要過(guò)緊，充分考慮人的因素。第三， 手套的材料。手套材料的設(shè)計(jì)是手套設(shè)計(jì)中的一個(gè)不可忽視的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)手套的不同公用，其材料也不盡相同。對(duì)于冬天保暖用手套，其考慮的主要因素是舒適保暖，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該該選用棉線為主，而對(duì)于公用手套，其考慮的主要因素是安全，所以要考慮材料的耐腐蝕性、耐磨性、絕緣性、耐熱性等特點(diǎn)。根據(jù)不同的工作環(huán)境，選用不同的材料來(lái)生產(chǎn)，以滿足各種使用要求。此外還要考慮材料的成本，在滿足使用要求的前提下，盡可能的選用低成本的材料，選擇最優(yōu)性價(jià)比材料，如此，才可獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。此外，人的心理及行為特征在人機(jī)工程學(xué)中也是重要的考察因素。從知覺(jué)的過(guò)程得知，客觀事物是首先被感覺(jué)，然后才能進(jìn)一步被知覺(jué)，所以知覺(jué)是在感覺(jué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，感覺(jué)的事物個(gè)別屬性越豐富、越精確，對(duì)事物的知覺(jué)也就越完整、越正確。感覺(jué)和知覺(jué)都是客觀事物直接作用于感覺(jué)器官而在大腦中產(chǎn)生對(duì)所作用的反映。在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中，人都是以知覺(jué)的形式直接反映事物，而感覺(jué)只作為知覺(jué)的組成部分而存在于知覺(jué)之中，很少有孤立的感覺(jué)存在，在心理學(xué)中稱為“感知覺(jué)”。感覺(jué)反映的是客觀事物的個(gè)別屬性，而知覺(jué)反映的是客觀事物的整體。感覺(jué)的性質(zhì)較多取決于刺激物的性質(zhì)，而知覺(jué)過(guò)程帶有意志成分，人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、需要、動(dòng)機(jī)、興趣等因素直接影響知覺(jué)的過(guò)程。在人機(jī)工程學(xué)中，不可避免的要進(jìn)行人體測(cè)量。其中的基本測(cè)點(diǎn)及測(cè)量項(xiàng)目如下：頭部測(cè)點(diǎn)（16個(gè)） 頭部測(cè)量項(xiàng)目（12項(xiàng)）軀干和四肢部位測(cè)點(diǎn)（22個(gè)） 軀干和四肢部位測(cè)量項(xiàng)目（69項(xiàng)）對(duì)于這些測(cè)點(diǎn)及測(cè)量項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)適當(dāng)選取。下面再舉例說(shuō)明人機(jī)工程學(xué)在汽車設(shè)計(jì)中的作用汽車是人的代行工具，與人在日常生活中息息相關(guān)，己形成獨(dú)特的汽車文化?！耙欢驯涞匿撹F”是無(wú)法滿足現(xiàn)代人精神和文明需要的。車身造型設(shè)計(jì)必須以人為本，體現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)，使用操作方便、舒適，使汽車適應(yīng)人的各種生理和心理要求，從而提高工作效率、保障安全、維護(hù)健康。未來(lái)的車身造型設(shè)計(jì)將在車身外觀設(shè)計(jì)、人機(jī)工程以及室內(nèi)環(huán)境等方面更加注意人性化的發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)在對(duì)人的特性進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上設(shè)定了一系列的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，用來(lái)指導(dǎo)汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，主要是人和汽車之間的界面設(shè)計(jì)。其中與汽車設(shè)計(jì)相關(guān)的主要有 1）基于人體感官的界面設(shè)計(jì)例如，人的視覺(jué)有視角、視野、可視光波長(zhǎng)范圍、顏色分辨力、視覺(jué)靈敏度、定位錯(cuò)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)、視覺(jué)疲勞等特性，汽車的擋風(fēng)玻璃、儀表板和儀表的設(shè)計(jì)就要充分考慮這些特性，使駕駛者能夠得到足夠的視區(qū)，能夠迅速辨認(rèn)各種信號(hào)，減少失誤和視覺(jué)疲勞。交通標(biāo)志的設(shè)計(jì)也應(yīng)該采用大多數(shù)人能明辯的顏色和不易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)的形狀。 2）基于人體形態(tài)的界面設(shè)計(jì) 不同地區(qū)和人種、不同年齡和性別都具有不同的身體尺寸，為不同地區(qū)和群體設(shè)計(jì)的汽車就要參考特定對(duì)象的人體參數(shù)，在現(xiàn)代社會(huì)條件下，以一種產(chǎn)品規(guī)格想占有不同地區(qū)的市場(chǎng)是很難的。人在生活和勞動(dòng)中又具有各種不同的形態(tài)，人體在不同的姿態(tài)下工作，全身的骨頭和關(guān)節(jié)處于不同的相對(duì)位置，全身的肌肉處于不同的緊張狀態(tài)，心臟負(fù)擔(dān)不同，疲勞程度也不同。設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器首先要考慮采用什么身體形態(tài)來(lái)操縱，選定姿態(tài)后，還要考慮以最舒適的方式對(duì)人體進(jìn)行支撐，并適當(dāng)?shù)夭贾帽徊僮鲗?duì)象的位置，從而減少疲勞和誤操作。例如司機(jī)在駕駛汽車的時(shí)候采用坐姿，坐椅的設(shè)計(jì)要符合人體骨骼的最佳輪廓，儀表的布置應(yīng)在易于看到的地方，操縱桿/板的位置要在人體四肢靈活運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)。 3）基于力特性的界面設(shè)計(jì) 人體在不同的姿態(tài)下，用力的疲勞程度不同，操縱機(jī)器所需的力量應(yīng)該選擇在對(duì)應(yīng)姿態(tài)下不易引起疲勞的范圍內(nèi)。例如轉(zhuǎn)向助力器就是為了減輕操縱力而設(shè)計(jì)的。人體在不同的姿態(tài)下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在過(guò)臀部水平線下方20度左右較大，操縱性也較好，所以剎車踏板就安裝在這個(gè)位置上。人體在不同的姿態(tài)使用不同的肌肉群進(jìn)行工作，動(dòng)作的靈活性、速度和最高頻率都不相同，例如腿的反復(fù)伸縮具有較低的頻率，而手指則可以用較高的頻率進(jìn)行敲擊。因此，對(duì)應(yīng)不同的操縱頻率應(yīng)采用不同的動(dòng)作方式來(lái)完成。 4）基于人腦特性的界面設(shè)計(jì) 人腦對(duì)事物的認(rèn)識(shí)和反應(yīng)有自己的特點(diǎn)，體現(xiàn)在他的行為和對(duì)外界的反應(yīng)中。人喜歡用直覺(jué)處理事情，不善于煩瑣過(guò)程和精確的計(jì)算。對(duì)于協(xié)助人腦進(jìn)行工作的計(jì)算機(jī)，如何進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計(jì)一直是熱門的論題。無(wú)論是從低級(jí)語(yǔ)言到高級(jí)語(yǔ)言，到面向?qū)ο蟆⒚嫦蛉蝿?wù)的編程方式