人體工效學簡介

人類工效學復習要點主要內(nèi)容緒論人的因素分析作業(yè)過程對人體的影響工作負荷評價人體測量人機界面設計概述人類工效學的命名及定義人類工效學的起源與進展人類工效學的爭辯內(nèi)容與方法人類工效學體系及其應用領域人類工效學與工業(yè)設計人類工效學的命名及定義1、學科的命名HumanEngineering;HumanFactorsEngineering素工程學。歐洲：Ergonomics人類工程學或工效學。已被國際標準化組織正式承受，本義：勞動的規(guī)律。InternationalErgonomicsAssociation：Ergonomics(orhumanfactors)isthescientificdisciplineconcernedwiththeunderstandingofinteractionsamonghumansandotherelementsofasystem,andtheprofessionthatappliestheory,principles,dataandmethodstodesigninordertooptimizehumanwell-beingandoverallsystemperformance.Ergonomistscontributetothedesignandevaluationoftasks,jobs,products,environmentsandsystemsinordertomakethemcompatiblewiththeneeds,abilitiesandlimitationsofpeople.國際工效學會〔InternationalErgonomicsAssociation，IE：爭辯人與系統(tǒng)中其他因素之間的相互作用，以及應用相關理論、原理、數(shù)據(jù)和方法來設計以達〔2023.8〕人機工程學專家旨在設計和優(yōu)化任務、工作、產(chǎn)品、環(huán)境和系統(tǒng)，使之滿足人們的需要、力量和限度。人類工效學爭辯的對象是產(chǎn)品設計中與人有關的問題，將人的需求和力量置于設計技術體系的核心位置。目的為產(chǎn)品、系統(tǒng)和環(huán)境的設計供給與人相關的科學數(shù)據(jù)。追求實現(xiàn)人類和技術完善和諧融合的目標。人類工效學是使技術人性化的科學。人—機—環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時間和空間的人與其所使用的機以及他們互依存、相互作用、相互制約完成某一特定的工作或生活過程。人:是指操作者或使用者。機:泛指人可操作與可使用的物，可以是機器，也可以是用具或生活用品、設施、計算機軟件等各種與人發(fā)生關系的一切事物。環(huán)境:環(huán)境是人與機共處的環(huán)境，如作業(yè)場所和作業(yè)空間，自然環(huán)境和社會環(huán)境等。進展與起源1.21.2閱歷人早期歷史～20世紀前期進展史1945～1960年科學人1960年～現(xiàn)在現(xiàn)代人人因工程的進展過程根本經(jīng)受以下幾個階段：萌芽階段：19世紀，主要是泰勒等人創(chuàng)立的科學治理時期，主要以提高生產(chǎn)效率、人員選拔培訓作為主要爭辯內(nèi)容，人機關系中，主要是強調人適應機器。初始階段(一戰(zhàn)與二戰(zhàn)期間)：這一期間主要圍繞如何提高效率。爭辯的內(nèi)容包括人的疲乏爭辯，人員培訓，選拔爭辯，心理學的爭辯等。對組織影響生產(chǎn)力的因素進展分析，爭辯。成長階段(二戰(zhàn)－60年月)：爭辯人機界面如何有效匹配，對人機系統(tǒng)的爭辯由人適應機器到機器設備如何適應人。進展階段(2070年月－至今)人機環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)化方向進展；②應用范圍越來越廣；③在高技術領域的特別作用。人類工效學的爭辯內(nèi)容與方法1、人機工程學的爭辯內(nèi)容理論、應用：總體趨勢在于應用各國人機工程爭辯的根本狀況?a由于各國學科和工業(yè)根底不同,各國人機工程的爭辯方向和側重點也有所不同，例如:美國側重工程和人際關系捷克、印度等留意勞動衛(wèi)生學目前人機工程學的前沿領域爭辯包括：人機關系；人與生態(tài)；人的特性模型；人機系統(tǒng)的定量描述；人際關系、直至團體行為、組織行為、心理狀態(tài)等方面的爭辯。觀看法實測法試驗法觀看法實測法試驗法計算機數(shù)值仿法爭辯方法調查爭辯法分析模擬和模型試驗人機工程學與工業(yè)設計1、人機工程學與工業(yè)設計的關系對象——人類生產(chǎn)或生活所制造的產(chǎn)物現(xiàn)代生產(chǎn)方式的產(chǎn)物目標、理念——與使用者取得最正確的身、心匹配，擺正顛倒了的人、物主從關系。性質——制造性的活動人的因素重點與難點分析神經(jīng)系統(tǒng)的構成及其各其各局部的功能神經(jīng)組織。神經(jīng)組織主要由神經(jīng)細胞〔神經(jīng)元〕和神經(jīng)膠質構成。合信息的功能。2〕神經(jīng)膠質是神經(jīng)元的關心成分。主要由膠質細胞組成，它們從各個方面神經(jīng)系統(tǒng)的根本構造的，兩者也可以相互替代。2〕四周神經(jīng)系統(tǒng)四周神經(jīng)系統(tǒng)指腦和脊髓以外的神經(jīng)系統(tǒng)。它包括脊神經(jīng)和腦神經(jīng)。腦神12對，其中包括軀體和內(nèi)臟的感覺神經(jīng)纖維，以及支配骨骼和肌肉的運動神經(jīng)纖維。應，神經(jīng)系統(tǒng)也可分為兩類，即軀體性神經(jīng)系統(tǒng)與植物性神經(jīng)系統(tǒng)(與內(nèi)臟性功能對應)。感覺系統(tǒng)的主要構造與功能物質的味道；膚覺的主要功能是對觸、壓、振、溫存痛等感覺的感覺。視覺系統(tǒng)：視覺系統(tǒng)由眼睛、視神經(jīng)和視覺中樞的共同活動組成。眼睛是視覺的感受器官，人眼是直徑為21～25mm的球體，其根本構造與照相機類似。視網(wǎng)膜最外層細胞包括視桿細胞和視錐細胞，它們是承受信息的主要細胞。視覺機能視角與視力α=2arctg(D/2L)α—視角；L—眼睛到被看物體的距離。在工業(yè)設計中，視角是確定設計可視對象尺寸大小的依據(jù)。臨界視角：眼睛能區(qū)分被看物體最近兩點的視角。〔按標準規(guī)定，人站在離視力檢查表5m遠處觀看表中第十行“E”字，假設能區(qū)分清楚，視力為1.0即視力正常，此時的臨界視角=1′〕視力：眼睛區(qū)分物體微小構造力量的一個生理尺度，以臨界視角的倒數(shù)來表示。視力=1/能夠區(qū)分的最小物體的視角視野與視距視野：眼睛觀看正前方物體時所能看得見的空間范圍,常以角度來表示。(靜視野、注視視野、動視野)水平視野〔單視野/雙視野〕:1.5o—3.0o——特優(yōu)視區(qū)〔物象落在黃斑上10o以內(nèi)——最優(yōu)視區(qū)；10o—20o——瞬息視區(qū)〔能在很短的時間內(nèi)看清物體〕20o—30o——有效視區(qū)〔需集中留意力看其余：良好視區(qū)。視距：指人在操作系統(tǒng)中正常的觀看距離中心視覺和四周視覺中心視覺〔明視覺〕—視維細胞〔感色力量強、能清楚區(qū)分物體?！舶狄曈X〕—視桿細胞〔觀看空間范圍和正在運動的物體。雙眼視覺和立體視覺能形成立體視覺。色覺和色視野色視野是指顏色對眼的刺激能引起感覺的范圍。暗適應和明適應(視覺的適應)人眼隨視覺環(huán)境中光亮度的變化而感受性發(fā)生變化的過程，有暗適應和明適應兩種。見圖3-8依據(jù)視覺的明暗適應特征，要求在設計工作面照明時，需使其亮度均勻而且不產(chǎn)生陰影，否則，眼睛的頻繁明暗調整，不僅會增加眼睛的疲乏，而且會引起錯誤操作。7、眩光物體外表產(chǎn)生的刺眼和刺眼的猛烈光線，稱為眩光。視覺特征1.疲乏程度：水平優(yōu)于垂直。2.視線變化習慣：左—右，上—下，順時針。3.準確性：水平尺寸和比例的估量更準確。4.觀看狀況的優(yōu)先性：左上—右上—左下—右下視區(qū),儀表的布置必需考慮這一點。5.設計依據(jù)：以雙眼視野為設計依據(jù)。6.承受程度：直線輪廓優(yōu)于曲線輪廓。7.底黑字、黑底白字、藍底白字、白底黑字、白底紅字。照耀光線的顏色之間的關系有肯定規(guī)律性。如表B2。9、視覺損傷10、視覺疲乏人體活動能源人體活動的直接來源酸腺苷ATP。人體活動的供能系統(tǒng)ATP的過程稱為產(chǎn)能或供能。人體有三個供能系統(tǒng)，即磷酸原ATP-CP )系統(tǒng)、乳酸能系統(tǒng)和有氧化系統(tǒng)。人體活動能源-磷酸肌酸系列)：ATP酶ATP+H2O ADP+Pi+29.3KJ/mol 供肌肉CP＋ADP ATP + Cr(肌酸)特點：CP貯藏量甚微，只能供肌肉活動幾秒鐘之用只能滿足短暫的猛烈活動之用2、需氧系列：維持肌肉連續(xù)活動的能量主要來自于糖類、脂肪和蛋白質。它們不斷分解，通過氧化磷酸化過程供給能量，供給ATP的再合成，這一過程需要有氧氣供給。特點：需氧，速度較慢能量的產(chǎn)生幾乎不受限制經(jīng)濟、長久，適應長期及中等勞動3、乳酸系列：ATP的力量受到氧ATP的速度不能滿足需要。這時，無氧糖酵解開頭參與供給ATP。特點：不需氧能快速供給較多的能量大量消耗糖原,產(chǎn)生的乳酸有致疲乏性氧消耗動態(tài)變化－概念氧需〔oxygendemand〕勞動一分鐘所需要的氧量氧債〔oxygendebt〕氧需與實際供氧缺乏的量最大攝氧量〔maximumoxygenuptake〕血液在一分鐘能供給的最大氧量一般人：3L；有熬煉：>4L能量消耗的測定方法人體能量消耗測定方法有直接法、間接法和相關估算法等。直接法。直接法是利用各種熱量計，測定在絕熱室內(nèi)流過人體四周的冷卻水生溫狀況，直接測量人體在肯定時間內(nèi)散發(fā)的熱量。1L的氧所〔機體在同一時間內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳與消耗的氧量的比值熱量。間接法又可分為閉合式和開放式兩類。1、不良職業(yè)心理——職業(yè)緊急

人的心理因素由于個體力量或主觀反響不能滿足職業(yè)客觀需求所產(chǎn)生的心理行為紊亂。3.緊急反響的表現(xiàn)心理反響：如對工作不滿、焦慮疲乏感、 留意力不集中；生理反響：血壓上升、激素內(nèi)分泌轉變；行為表現(xiàn)：吸煙酗酒、藥物依靠；職業(yè)性緊急與疾病：如精神疾患、心血管疾病、胃腸道疾病、其他疾病、意外工傷等。五、作業(yè)力量(workcapacity)勞動者在從事勞動過程中，完成特定工作的力量稱作業(yè)力量(Work長時間內(nèi)維持肯定作業(yè)強度的力量?！惨弧丑w力勞動作業(yè)力量的測定1、單位作業(yè)時間內(nèi)產(chǎn)品的質和量來直接觀看。2、通過測定勞動者的某些生理指標的變動來衡量(握力、耐力、心率、視運動反響時等)?！踩称７Α瞗atigue〕經(jīng)適當休息又可恢復。精力才能應付，且取得的成果越來越小。疲乏狀態(tài)〔fatigue-likestates〕降低和厭煩。工作或環(huán)境變化后，疲乏狀態(tài)可快速消逝。疲乏發(fā)生氣制蓄積所致。8小時工作后也感到疲乏感，但肝糖原及血糖水平并沒有變化。保證皮層細胞不至于患病進一步耗損，此時就消滅疲乏感和疲乏。內(nèi)環(huán)境平衡破壞：ATPPH下降。工作負荷評價概述評價勞動負荷(workload)，首先應搞清楚什么是勞動?過去---勞動即工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)性活動?，F(xiàn)在---勞動可看作是人為了肯定目的而從事的一切活動。勞動負荷評價的目的是把負荷維持在一個適當?shù)乃?，以便有效地完成工作任務。勞動分類勞動種類 能量性勞動和付出體力)

信息性勞動和產(chǎn)生信息)

肌力式勞動感覺運動式勞動

反響式勞動 綜合式勞動

制造式勞動勞動任務

付出體力，常手和臂準確地活 吸取和加工吸取和加工信息，產(chǎn)生信息并在為機械作功動，體力此時已不信息，有時做轉換為另種信息 肯定時候交付的特點

意義上的勞動。

重要。 出反響。 并交付出去。 出去。勞動任務累及肌肉、肌腱、肌肉、肌腱、感官感官〔肌肉〕感官、腦力 腦力的主要器官 骨骼、循環(huán)、呼吸舉例 搬運、鏟砂子流水線裝配、駕駛警衛(wèi)、監(jiān)控編程序、語言翻譯制造、解決問題作業(yè)類型(worktypes)依據(jù)肌肉收縮狀態(tài)，參與勞動肌肉量的多少以及是否做功將作業(yè)分為兩種類型。靜態(tài)作業(yè)〔staticwork〕動態(tài)作業(yè)(dynamicwork)〔一〕靜態(tài)作業(yè)〔staticwork〕的作業(yè)，也稱靜力作業(yè)。特征：能消耗水平不高1L/min易疲乏維持較長時間的靜態(tài)作業(yè)：15-20%以下時，不管此時參與的肌肉有多少，只要收縮的張力是相對穩(wěn)定的，這種靜力作業(yè)可維持較長時間。致疲乏性等長收縮20%疲乏性等長收縮。16秒。靜態(tài)作業(yè)的特點：1、能消耗水平不高：由于在靜態(tài)作業(yè)時并沒有做功。21L/min。3、乳酸在局部積存易引起苦痛和疲乏。4、作業(yè)停頓后數(shù)分鐘內(nèi)，氧消耗反而先上升后再漸漸下降到原水平?！捕?dynamicwork)動來進展的作業(yè)，也稱動力作業(yè)。重動態(tài)作業(yè)參與重動態(tài)作業(yè)的多是大肌群，因此能量消耗高是它的特點之一。輕動態(tài)作業(yè)〔反復性作業(yè)〕1/715次/分鐘。特點：能耗不高，但易疲乏或受損。二、腦力勞動與體力勞動相比較而言，腦力勞動的一個顯著特點在于處理信息informatio腦力勞動要求：腦力勞動由于主要任務是處理加工信息，它又有職業(yè)衛(wèi)生的一些特別要求。例如，熒光屏顯示字符信息，對字體大小和符號比照度有特地規(guī)定：視距500mm2.6mm500mm＝視距／190；70%50%以上?！?︰31︰5之間。三、勞動負荷評價〔一〕根本概念1(worksystem):指相互作用的某些元素構成的一個體系。2、負荷〔loa：是指勞動體系對機體生理、心理的需求和產(chǎn)生的壓力。負荷強調外部的因素和情形。3、應激〔strain〕:指負荷對個體的影響，它強調在負荷作用下機體內(nèi)部的生物過程和反應?！捕吃u價方法與指標1、最大攝氧量(maximumoxygenuptake,VO2max)能量。在不斷增加勞動負荷下可測得人的最大攝氧量(L/min)，它表示一個人體力勞動力量的大小。此外，某項工作任務下測得的耗氧量可反響其勞動負荷的凹凸。2(heartrate，HR)勞動負荷漸漸增加，心率和耗氧量均隨之漸增，呈線性關系。但心率低100次/min175次/min時，則線性偏離。適宜心率〔靶心率〕=(最高心率-安靜心率)×40%+安靜心率最高心率隨年齡的增長而降低: 最高心率=220-年齡(歲)3、PWC170(physicalworkcapacityataheartrateof170)是指留神率達170次/min時人的體力勞動力量。是一種己廣泛用于爭辯循環(huán)-呼吸系統(tǒng)生理負荷的運動試驗。受試者在定量勞動負荷下，身體功能發(fā)動起來，處于穩(wěn)定狀態(tài)下，心率170次/minW表示。4、手工搬運提舉限值手工搬運提舉限值，可用來推測搬舉重物勞動的負荷應當在何數(shù)值內(nèi)，評價實測負荷是否安全，是否應實行改進措施。5、肌電活動肌電活性與肌肉的力氣或負荷存在肯定比例關系，可用于靜態(tài)和動態(tài)作業(yè)的勞動負荷評價。肌電譜在肌肉疲乏時發(fā)生明顯的變化，振幅增大而頻率降低，因此可直接反響局部肌肉的疲乏。6、直腸溫度它格外穩(wěn)定。常用于高溫作業(yè)時機體的應激指標。7、血乳酸、肌酸激酶、肌紅蛋白等指標用于評價機體應激程度。8、腦誘發(fā)電位其幅度和埋伏期可用于反映腦力工作負荷，隨著負荷的增加其幅度降低，埋伏其延長。9、瞳孔測量通過測量瞳孔直徑反映執(zhí)行任務時留意力的凹凸。工作負荷越大，瞳孔的直徑就越大。常用于評價腦力勞動負荷。主觀方法:應用各種量表1、Borg量表Borg室體力活動時負荷的主觀評估。Borg量表還可用于疲乏、痛疼、精神緊急等的試驗室評價爭辯。Borg量表具體做法:每項活動后，讓受試者就其感受到的負荷參照該量表做出評判，結果以分值表示。這些分值與當時活動的心率呈線性關系。Borg量表用于勞動負荷的現(xiàn)場調查受到限制。2、Cooper-Harper量表依據(jù)任務的難易及作業(yè)人員的應激狀況以及決策形式將腦力勞動負荷由(1)到高(10)劃分為十個等級。主要評價腦力勞開工作負荷。腦力勞動負荷評價腦力勞動負荷的評價方法和分級歸納起來主要有如下3類:主觀測量:是以勞動者對作業(yè)或系統(tǒng)功能的成績推斷為根底建立的一些心理學方法,如主觀勞動負荷測量技術和作業(yè)負荷指數(shù)等;工作成績測量:通過操作者完成作業(yè)或系統(tǒng)功能的成績評價勞動負荷,如完成作業(yè)的負荷量,作業(yè)速度、時間和成績,錯誤率等;生理學測量:通過作業(yè)者對系統(tǒng)或作業(yè)需要的生理反響進展評價,如心率及其變異、呼吸、刺眼頻率、眼電圖、腦大事相關電位、腦地形圖、腦磁圖、磁共振成像、正電子放射掃描等。戰(zhàn)勝疲乏的方法五類:工作時間組織；工作規(guī)章；教育；技術解決方案；生物行為方法。,輪班的使用,一樣類型的連續(xù)輪班次數(shù),兩個連續(xù)輪班之間休息時間的長度等。工作規(guī)章：崗位輪換、暫停和工作任務打算等。技術解決方案：用計算機程序來推測警覺度是否在可承受限值以內(nèi)或監(jiān)測工作時的警覺度水平。生物行為測量：是指工人自己實行一些方法來提高生理警覺度。人體測量與數(shù)據(jù)應用人體測量的根本學問人體測量的根本術語常用的人體測量數(shù)據(jù)人體尺寸的應用一、人體測量的根本學問〔一〕根本概念：人體測量學是人類工效學的重要組成局部。進展產(chǎn)品設計時，為使人與產(chǎn)品相互協(xié)調，必需對產(chǎn)品同人相關的各種裝置作適合于人體形態(tài)、生理以及心理特點的設計，讓人在使用過程中，處于舒適的狀態(tài)以及便利地使用產(chǎn)品。因此設計師應了解人體測量學，生物力學方面的根本學問，并生疏有關設計所必需的人體測量根本數(shù)據(jù)的性質、應用方法和使用條件。人體測量學(anthropometry)是人機工程學的一門分支學科，是一門用測量方法爭辯人體的體格特征的科學。它是通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差異，用以爭辯人的形態(tài)特征，從而為各種工業(yè)設計和工程設計供給人體測量數(shù)據(jù)?！捕橙梭w測量數(shù)據(jù)的種類1、形態(tài)測量：如人體體形尺寸、體積、重量、外表積2、生理測量：人體出力范圍、人體感覺反響、人體疲乏3、運動測量：人體的活動過程和活動范圍的大小、動作范圍、動作過程、形體變化、皮膚變化測量方法一般測量法攝影法三維數(shù)學測量法二、人體測量的根本術語〔TerminologyofAnthropometry〕測量姿勢直立姿勢〔簡稱立姿視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側，手指輕貼大腿側面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致成45°夾角，體重均勻分布于兩足。為確保直立姿勢正確，被測者應使足后跟、臀部和后背部與同一鉛垂面相接觸。坐姿：被測者挺胸坐在被調整到腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左、右大腿大致平行，膝彎屈大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。為確保坐姿正確，被測者的臀部、后背部應同時靠在同一鉛垂面上。測量基準面矢狀面人體測量基準面的定位是由三個相互垂直的軸〔鉛垂軸、縱軸和橫軸〕來打算的。通過鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的全部平面都稱為矢狀面。正中矢狀面 在矢狀面中，把通過人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀平面。正中矢狀平面將人體分成左、右對稱的兩個局部。冠狀面 通過鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的全部平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩個局部。水平面 與矢狀面及冠狀面同時垂直的全部平面都稱為水平面。水平面將人體分成上、