人機(jī)課件1人機(jī)工程學(xué)概論

1、Man-Machine Engineering teaching courseware 人機(jī)工程人機(jī)工程學(xué)學(xué) 教學(xué)課件教學(xué)課件參考書籍人室內(nèi)室外衣柜鞋柜沙發(fā)座椅臺(tái)階盲道重要性世間萬(wàn)物都服務(wù)于“人”，人是社會(huì)的載體。社會(huì)的每個(gè)功能都是通過(guò)人來(lái)體現(xiàn)的，要人來(lái)感受，體會(huì)，總結(jié)。再加以改進(jìn)并完善。第一章人機(jī)工程學(xué)概論1學(xué)科的命名2學(xué)科的定義命名及定義人類工程學(xué) Human Engineering人因工程學(xué) Human Factors Engineering工效學(xué) Ergonomicsergon（工作、勞動(dòng)）nomos（規(guī)律、規(guī)則）我國(guó) 人體工程學(xué) 人類工效學(xué) 人類工程學(xué) 宜人學(xué) 等研究人在某種工作環(huán)境

2、中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素；（研究對(duì)象）研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；（研究?jī)?nèi)容）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。（研究目的）研究對(duì)象 工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等方面的因素。這些因素除了設(shè)計(jì)領(lǐng)域以外，還與管理工程、勞動(dòng)科學(xué)、安全工程、環(huán)境工程等領(lǐng)域相關(guān)。研究?jī)?nèi)容人-機(jī)-環(huán)境的最佳匹配及優(yōu)化措施。研究目的 設(shè)計(jì)一切器物都要考慮人們生活與工作的安全、舒適和高效。1經(jīng)驗(yàn)人機(jī)工程學(xué)2科學(xué)人機(jī)工程學(xué)起源與發(fā)展（20世紀(jì)初-）機(jī)械設(shè)計(jì)的的主要著眼點(diǎn)在于力學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)等工程技術(shù)的原理設(shè)計(jì)上；在人機(jī)關(guān)系上是以選擇和培訓(xùn)操作

3、者為主，使人適應(yīng)于機(jī)器。重視工業(yè)與工程設(shè)計(jì)中“人的因素”，力求使機(jī)器適應(yīng)于人。3現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)把人-機(jī)-環(huán)境作為一個(gè)整體來(lái)研究，從而獲得系統(tǒng)的最高綜合效能。經(jīng)驗(yàn)人機(jī)工程學(xué) 研究每一位的職業(yè)要求用測(cè)試來(lái)選擇工人和安排工作 研究最優(yōu)良的工作條件，研究最好的管理組織形式，研究工作動(dòng)機(jī) 目的目的：規(guī)劃和利用人力、制定培養(yǎng)方案，使人力得到最有效的發(fā)揮。研究最優(yōu)良的工作條件，研究最好的管理組織形式，研究工作動(dòng)機(jī)科學(xué)人機(jī)工程學(xué) 由于設(shè)計(jì)不當(dāng)和缺乏訓(xùn)練，導(dǎo)致了較多意外事故的發(fā)生，這使人們意識(shí)到“人的因素”的重要性。 通過(guò)分析研究：在人和武器關(guān)系中，主要的限制因素不是武器而是人，并深感“人的因素”在設(shè)計(jì)中是不能

4、忽視的一個(gè)重要條件。 意識(shí)到只有工程技術(shù)知識(shí)是不夠的，還必須有生理學(xué)、心理學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、生物力學(xué)等學(xué)科方面的知識(shí)。 現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)特點(diǎn)： 1）著眼于機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)，使機(jī)器的操作不超越人的能力極限，而不是讓人去適應(yīng)機(jī)器。 2）密切與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，通過(guò)嚴(yán)密計(jì)劃設(shè)定的廣泛實(shí)驗(yàn)性研究，進(jìn)行具體的機(jī)械裝備設(shè)計(jì)。 3）綜合心理學(xué)、生理學(xué)、功能解剖學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)各方面的知識(shí)。1學(xué)科的研究?jī)?nèi)容2學(xué)科的研究方法研究?jī)?nèi)容與方法研究?jī)?nèi)容具有多樣性、應(yīng)用性和靈活性實(shí)測(cè)法觀察法 作業(yè)姿勢(shì)的記錄與評(píng)估 模型試驗(yàn)法 分析法 調(diào)查法 感覺(jué)評(píng)價(jià)法研究?jī)?nèi)容人體特性的研究 機(jī)器特性的研究環(huán)境特性的研究人-機(jī)關(guān)系的研究

5、人-環(huán)境關(guān)系的研究機(jī)-環(huán)境關(guān)系的研究人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)性能的研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的研究對(duì)象1.產(chǎn)品系統(tǒng)中人的因素人的因素包括人體形態(tài)特征參數(shù)：靜態(tài)尺度與動(dòng)態(tài)尺度。人體機(jī)械力學(xué)功能和機(jī)制：人在各種姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，力量、體力、耐力、慣性、重心、運(yùn)動(dòng)速度等的規(guī)律。人的勞動(dòng)生理特征體：勞動(dòng)、腦力勞動(dòng)、靜態(tài)勞動(dòng)及動(dòng)態(tài)勞動(dòng)的人體負(fù)荷反應(yīng)與疲勞機(jī)制等。人的可靠性：在正常情況下人失誤的可能性和概率等。人的認(rèn)知特性：人對(duì)信息的感知、傳遞、存儲(chǔ)、加工、決策、反應(yīng)等規(guī)律。人的心理特性：影響人心理活動(dòng)的基礎(chǔ)(生理與環(huán)境基礎(chǔ))、動(dòng)力系統(tǒng)(需要、動(dòng)機(jī)、價(jià)值觀理念等)、個(gè)性系統(tǒng)(人格與能力)、心理過(guò)程(感知、記憶、學(xué)習(xí)、表象、思

6、維、審美構(gòu)成的認(rèn)知，情緒與情感意志或意動(dòng)、習(xí)慣與定勢(shì))等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的研究對(duì)象2.人機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)人機(jī)功能的合理分配。人機(jī)交互及人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的安全性和可靠性。3.研究作業(yè)場(chǎng)所設(shè)計(jì)和改善作業(yè)場(chǎng)所設(shè)計(jì)包括作業(yè)空間設(shè)計(jì)、作業(yè)器具設(shè)計(jì)、作業(yè)場(chǎng)所總體布置。人機(jī)工程學(xué)研究如何根據(jù)人的因素，設(shè)計(jì)和改善符合人因的作業(yè)場(chǎng)所，使人的作業(yè)姿勢(shì)正確、作業(yè)范圍適宜、作業(yè)條件合理、達(dá)到作業(yè)時(shí)安全可靠、方便高效、不易疲勞、舒適愉悅的目的。作業(yè)環(huán)境包括物理環(huán)境：照明、溫度、濕度、噪聲、振動(dòng)、空氣、粉塵、輻射、重力、磁場(chǎng)等?；瘜W(xué)環(huán)境：化學(xué)污染等。生物環(huán)境：細(xì)菌污染及病原微生物污染等。美學(xué)環(huán)境：造型、色彩、背景音樂(lè)的感

7、官效果。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的研究對(duì)象4.作業(yè)研究及其改善作業(yè)是人機(jī)關(guān)系的主要表現(xiàn)形式，人機(jī)工程學(xué)主要研究作業(yè)分析、動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則、工作成效測(cè)量與評(píng)定等；研究人從事體力作業(yè)、技能作業(yè)和腦力作業(yè)時(shí)的生理與心理反應(yīng)、工作能力及信息處理特點(diǎn)；研究作業(yè)時(shí)合理的負(fù)荷及耗能、工作與休息制度、作業(yè)條件、作業(yè)程序和方法；研究適宜作業(yè)的人機(jī)界面。此外還包括組織與管理，主要研究克服人決策時(shí)在能力、動(dòng)機(jī)、知識(shí)等相關(guān)信息方面的制約因素，建立合理的決策行為模式；研究改進(jìn)生產(chǎn)或服務(wù)過(guò)程，為適應(yīng)用戶需要再造經(jīng)營(yíng)與作業(yè)流程，不斷為產(chǎn)品與技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造條件；研究使復(fù)雜的管理綜合化、系統(tǒng)化，形成人與各種要素相互協(xié)調(diào)的作業(yè)流、信息流、物流等管理

8、體系和方式；研究人力資源中特殊人員的選拔、訓(xùn)練和能力開(kāi)發(fā)，改進(jìn)對(duì)員工績(jī)效的評(píng)定管理，采取多重激勵(lì)，發(fā)揮人的潛能；研究組織形式與部門界面，便于員工參與管理和決策，使員工行為與組織目標(biāo)相適應(yīng)，加強(qiáng)信息溝通和各部門之間的綜合協(xié)調(diào)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法實(shí)測(cè)法(measure method)是一種借助于儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的方法。對(duì)人體靜態(tài)與動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量、對(duì)人體生理參數(shù)的測(cè)量或者是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)、作業(yè)環(huán)境參數(shù)的測(cè)量等。常用有以下幾種尺度測(cè)量：馬丁測(cè)量?jī)x。是由直尺、角尺、卡鉗組合而成。動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量人體在動(dòng)態(tài)過(guò)程中某部位的運(yùn)動(dòng)軌跡、活動(dòng)范圍等力量測(cè)量：拉力計(jì)、壓力計(jì)、扭力計(jì)、握力計(jì)。體積測(cè)量：排水

9、法。肌肉疲勞測(cè)量：生物電流計(jì)測(cè)量。其他生理變化的測(cè)量：如呼吸、心跳、耗氧量、排汗量、血壓等生理變化的測(cè)量、可以借助相應(yīng)的醫(yī)學(xué)儀器完成。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法觀察法(observation method)是指調(diào)查者在一定理論指導(dǎo)下、根據(jù)一定的目的、用人的感覺(jué)器官或借助一定的觀察儀器和觀察技術(shù)(計(jì)時(shí)器、錄像機(jī)等)觀察、測(cè)定和記錄自然情境下發(fā)生的現(xiàn)象的一種方法。作業(yè)姿勢(shì)的記錄與評(píng)估有兩種方法用來(lái)記錄姿勢(shì)。一種是假設(shè)給定的姿勢(shì)并觀察它們實(shí)際上間隔多久發(fā)生。另一種是對(duì)于身體部位確切位置的細(xì)節(jié)描述并進(jìn)行記錄。其他的技術(shù)，如提供一組觀察者選擇的最具代表，符合實(shí)際情況的預(yù)先成型的身體一體段位置、記錄在

10、作業(yè)場(chǎng)可能觀察的結(jié)果，記錄可以通過(guò)電影或錄像方式進(jìn)行。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法試驗(yàn)法(experiment method)是在人為控制條件下、系統(tǒng)的改變一定變量因素、以引起研究對(duì)象相應(yīng)變化未做出因果推論和變化預(yù)測(cè)的一種研究方法、是人機(jī)工程學(xué)研究中的重要方法。其特點(diǎn)是可以系統(tǒng)控制變量、使可研究的現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生、反復(fù)觀察、不必如觀察法那樣等前事件自然，發(fā)生的被動(dòng)性、使研究結(jié)果容易驗(yàn)證，并且可對(duì)各種無(wú)關(guān)因素進(jìn)行控制。駕駛員眼動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法模型試驗(yàn)法 在一些復(fù)雜的系統(tǒng)、危險(xiǎn)的情境或預(yù)測(cè)性的研究中，常采用模擬和模型試驗(yàn)法、如操作訓(xùn)練模擬器、機(jī)械的模型以及各種人體模型等，

11、可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行逼真的試驗(yàn)，從而獲得現(xiàn)實(shí)情況中無(wú)法或不易獲得的數(shù)據(jù)。以模型輔助設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師必不可少的工作方法。設(shè)計(jì)中應(yīng)用的模型有如下兩類有關(guān)人的模型：平面人體模板制成1: 1、1:2、1:5、1:10比例。三維人體模型在服裝、汽車行業(yè)方面應(yīng)用普遍。有關(guān)物的模型：用簡(jiǎn)單材料制成1:1的模型進(jìn)行操作檢驗(yàn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法分析法(nalysis method)是在實(shí)測(cè)法和試驗(yàn)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 分析時(shí)，首先需進(jìn)行實(shí)測(cè)；然后進(jìn)行分析研究，以排除無(wú)效動(dòng)作、糾正不良姿勢(shì)、從而有效地減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。通常要研究自變量和因變量?jī)煞N變量。自變量就是實(shí)測(cè)的資料(因素)；因變量是隨自變量而

12、變化的因素。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法調(diào)查法(survey metnod)是獲取有關(guān)研究對(duì)象材料的一種基本方法。能給人以直觀的感受。原則是在較短的時(shí)間內(nèi)，花費(fèi)較少的人力、物力獲取最有效的信息。具體包括訪談法、考察法和問(wèn)卷法。訪談法是研究者通過(guò)詢問(wèn)交談來(lái)搜集有關(guān)資料的方法?？疾旆ㄊ茄芯繉?shí)際問(wèn)題時(shí)常用的方法。問(wèn)卷法是研究者根據(jù)研究目的編制一系列的問(wèn)題和項(xiàng)目，以問(wèn)巻或量表的形式收集被調(diào)查者的答案并進(jìn)行分析的一種方法。是唯一適合大規(guī)模開(kāi)展的調(diào)查方法。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法感覺(jué)評(píng)價(jià)法(sensory insdection)是運(yùn)用人的主觀感受系統(tǒng)的質(zhì)量、性質(zhì)等進(jìn)行評(píng)價(jià)和判定的一種方法，即人對(duì)事

13、物客觀量做出的主觀感覺(jué)度量。這種方法在心理學(xué)中經(jīng)常應(yīng)用、稱之為心理測(cè)量法。感覺(jué)評(píng)價(jià)對(duì)象可分為兩類：一類(A)是對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的特定質(zhì)量、性質(zhì)進(jìn)行評(píng)；另一類(B)是對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的整體進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 。感性評(píng)價(jià)簡(jiǎn)單地說(shuō)就是讓使用者用語(yǔ)言表達(dá)出對(duì)已有設(shè)計(jì)的感受或自己頭腦中所期待產(chǎn)品的要求。感性評(píng)價(jià)的難度在于，多數(shù)人或許無(wú)法很快從大量的形容詞中找出最貼切的表達(dá)方式，而為了把人的內(nèi)心感受較準(zhǔn)確地挖掘出來(lái)，設(shè)計(jì)師需要事先考慮好詢問(wèn)的方式、問(wèn)題或是給出可供選擇的答案。產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)研究方法心理測(cè)驗(yàn)法(method of psychology test)是以心理學(xué)中個(gè)體差異理論為基礎(chǔ)、對(duì)被試個(gè)體在某種心理

14、測(cè)驗(yàn)中的成績(jī)與常模作比較，用以分析被試心理素質(zhì)的一種方法。心理測(cè)驗(yàn)按測(cè)試方式分為團(tuán)體測(cè)驗(yàn)和個(gè)體測(cè)驗(yàn)。按測(cè)試內(nèi)容分為能力測(cè)驗(yàn)、智力測(cè)驗(yàn)和個(gè)性測(cè)驗(yàn)。測(cè)驗(yàn)必須滿足以下兩個(gè)條件必須建立常模。測(cè)驗(yàn)必須具備一定的信度和效度，即準(zhǔn)確而可靠地反映所測(cè)驗(yàn)的心理特性。數(shù)據(jù)處理的方法常用的數(shù)據(jù)處理方法叫作抽樣調(diào)查方法。計(jì)算機(jī)仿真法計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真法(method of computer simulation)縮短設(shè)計(jì)周期，并降低成本3DSMARK Rhino犀牛 CAD solidwork 等1為設(shè)計(jì)中考慮“人的因素”提供人體尺度參數(shù)2為設(shè)計(jì)中“產(chǎn)品”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的學(xué)科意義工程學(xué)的學(xué)科意義3為設(shè)計(jì)中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)：Gillian Westley把手前面的“小突起”能很好