第一章人機工程學概論

第一章人機工程學概論一、概述二、人機工程學研究的內(nèi)容和方法1、人機工程學研究內(nèi)容2、人機工程學研究方法三、人機工程學的學科體系主要參考教材《人體工程學與室內(nèi)設(shè)計》劉盛璜主編中國建筑工業(yè)出版社主要參考教材《環(huán)境設(shè)計人機工程學》王熙元主編東華大學出版社參考教材《人機工程學》丁一蘭主編北京理工大學出版社《普通人機工程學》楊君順主編陜西科技大學《設(shè)計心理學》李彬彬主編中國輕工業(yè)出版社《消費心理學》馬義爽、王春利主編首都經(jīng)濟貿(mào)易大學出版社1、學科命名的由來

歐洲：Ergonomics人類工程學或工效學。

美國：HumanFactors;HumanFactorsEngineering人類因素學或人類因素工程學。

其他：工程心理學（前蘇聯(lián)）；人間工學（日本）；人體工程學；人機工程學；人類工效學；人機控制學；宜人學等。一、概述2、人機工程學的定義（一）國際人機工程學會（InternationalErgonomicsAssociation）：研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。2、人機工程學的定義（二）《中國企業(yè)管理百科全書》將人機工程學定義為：研究人和機器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計的機器與環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點，達到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。3、人機工程學的定義(三）綜上所述可以認為：人機工程學是以人的生理、心理特性為依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點，分析研究人與機械、人與環(huán)境以及機械與環(huán)境之間的相互作用，為設(shè)計操作簡便省力、安全、舒適，人—機—環(huán)境的配合達到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)提供理論和方法的科學。因此，人機工程學可定義為：按照人的特性設(shè)計和改善人—機—環(huán)境系統(tǒng)的科學。人——指操作者或使用者；機——泛指人操作或使用的物，可以是機器。也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境——是指人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學環(huán)境和社會環(huán)境等；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它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡稱人—機系統(tǒng)。（1）人—機—環(huán)境的具體含義：3、具體含義說明（2）人—機—環(huán)境之間的關(guān)系：相互依存；相互作用；相互制約。（3）人機工程學的特點：學科邊界模糊；學科內(nèi)容綜合性強；涉及面廣。（4）人機工程學的研究對象：人—機—環(huán)境系統(tǒng)的整體狀態(tài)和過程。（5）人機工程學的任務(wù)：使機器的設(shè)計和環(huán)境條件的設(shè)計適應(yīng)于人，以保證人的操作簡便省力、迅速準確、安全舒適，心情愉快，充分發(fā)揮人、機效能，使整個系統(tǒng)獲得最佳經(jīng)濟效益和社會效益。4、人機工程學的發(fā)展史（階段）發(fā)展史早期歷史（20世紀前期）人機工程職業(yè)的誕生（1945—1960年）快速發(fā)展時期（1960—1980年）

計算機、災(zāi)難和訴訟（1980—1990年）1990年以后

英國是世界上開展人類工程學研究最早的國家，但學科的奠基性工作實際上是在美國完成的。所以，人類工程學有“起源于歐洲，形成于美國”之說。雖然本學科的起源可以追溯到20世紀初期，但作為一門獨立的學科只有50多年歷史。

學科在形成與發(fā)展的過程中，大致經(jīng)歷了以下三個階段：

1經(jīng)驗人類工程學

2科學人類工程學

3現(xiàn)代人類工程學早期歷史—萌芽階段Frank,LillianGilbreth（人機學研究的先軀）：動作研究和車間管理研究。熟練操作與疲勞；工作間的設(shè)計和殘疾人使用設(shè)備的設(shè)計。20世紀前期（使人適應(yīng)機器）職業(yè)的誕生形成階段1945——1960年1945年美國軍方成立--工程心理實室；1949年人機工程研究會在英國成立，第一本有關(guān)人機的書《應(yīng)用經(jīng)驗心理學：工程設(shè)計中的人因?qū)W》出版；1950年英國成立了世界上第一個人類工效學會；1957年9月美國政府出版周刊《人的因素學會》；1960年國際人機工程協(xié)會成立。（使機器適應(yīng)人）快速發(fā)展發(fā)展階段1960—1980年

到60年代，美國的人機工程學基本集中在復雜的軍事工業(yè)的應(yīng)用上，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，人機工程學迅速成為航天工業(yè)的一個重要部分。隨后，人機工程學迅速發(fā)展，開始在軍事和航天工業(yè)以外的領(lǐng)域得以應(yīng)用，包括醫(yī)藥公司、計算機公司、汽車公司和其他消費公司。工廠也開始意識到人機工程學在工作場地和產(chǎn)品設(shè)計方面的重要性。（仍然不為普通人所了解）計算機、災(zāi)難重新認識階段1980—1990年1979年ThreeMile島上的核電站事故；1984年12月4日UnionCarbide殺蟲劑工廠有毒物質(zhì)泄漏，4000人死亡，20000人受傷；1986年蘇聯(lián)Chernobyl核電站事故,300人死亡；1989年P(guān)hillipsPetroleum塑料工廠在一場爆炸中夷為平地。（人機工程學的重要性）美國賓夕法尼亞州靠近哈利斯堡(Harrisburg)的薩斯奎哈納(Susquehanna)河中的島，島上設(shè)有核能發(fā)電廠。1979年此地發(fā)生了美國歷史上最嚴重的核能工業(yè)意外事故。是年3月28日上午4時，2號反應(yīng)器的一具自動操作閥錯誤地關(guān)閉起來，切斷了主要給水系統(tǒng)的洪水(此系統(tǒng)用來帶走反應(yīng)器核心內(nèi)循環(huán)水中的熱量)，因而造成反應(yīng)器自動停機，其後因一系列儀器設(shè)備失效，人為操作錯誤，以及隨後的錯誤處置，終於導致反應(yīng)器核心的冷卻水嚴重外溢，并迫使核心部分外露，因而使其中燃料包層鋯與周圍過熱之蒸氣發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生大量氫氣。部分氫氣溢入反應(yīng)器室之密閉殼內(nèi)。幸虧只有少數(shù)氫氣和放射性氣體溢入大氣中，因而未對附近居民的健康造成威脅。數(shù)天之後，適量的冷卻水已恢復循環(huán)於反應(yīng)器核心內(nèi)。

1979年ThreeMile島上的核電站事故ThreeMile島上的核電站1984年12月3日晚上，聯(lián)合碳化公司(UnionCarbide)在印度MadhyaPradesh的博帕爾的化工廠發(fā)生毒氣泄漏事件，估計導致3,500至7,500人實時死亡。當晚約40噸致命氣體(主要是用來生產(chǎn)殺蟲劑的中間產(chǎn)物methylisocyanate)從工廠泄漏，6個防漏保險裝置不是發(fā)生故障就是被關(guān)閉，加上警報器沒有開啟，附近居民根本無從得悉意外的發(fā)生。結(jié)果導致很多居民在睡夢中死去，其它則勉強蹣跚到街上等待救援。吸入有毒氣體的最初反應(yīng)包括嘔吐，眼鼻喉被毒氣灼傷引致劇烈的刺痛，大多數(shù)受害者的死因是由于呼吸困難窒息致死。到現(xiàn)時為止意外已導致16,000人死亡，另外有幾十萬名居民的健康受到不同程度的影響,他們除了肺部功能受到損害，神經(jīng)、腸胃、生殖及免疫系統(tǒng)亦受到傷害。

1984年12月4日UnionCarbide殺蟲劑工廠有毒物質(zhì)泄漏印度博帕爾毒氣事件印度博帕爾毒氣事件印度博帕爾毒氣事件印度博帕爾毒氣事件科學發(fā)展階段1990年以后人類空間站的建立；計算機和計算機工程的應(yīng)用；藥物器械設(shè)計和老年人產(chǎn)品設(shè)計；人民生活和工作質(zhì)量設(shè)計；（人—機—環(huán)境系統(tǒng)的建立）人類空間站的建立計算機和計算機工程的應(yīng)用；老年人產(chǎn)品設(shè)計人民生活和工作質(zhì)量設(shè)計我國人機發(fā)展進程1961年瑞典斯得哥爾摩舉行首次國際人機工程會議。1982年日本東京舉行第八次國際人機工程會議，我國第一次派人參加。1975年國際標準化組織（ISO）成立了國際人機工程標準委員會（TC—159）。1981年我國成立中國人類工效學標準技術(shù)委員會。1989年成立《中國人類工效學學會》1991年1月成為《國際人類工效學協(xié)會》正式成員

各國人機工程研究的基本狀況—由于各國學科和工業(yè)基礎(chǔ)不同，各國人機工程的研究方向和側(cè)重點也有所不同，例如:

美國側(cè)重工程和人際關(guān)系；

法國側(cè)重勞動生理學；

前蘇聯(lián)注重工程心理學；

保加利亞偏重人體測量；

捷克、印度等注重勞動衛(wèi)生學。

二、人機工程學研究的內(nèi)容和方法（一）人機工程學的內(nèi)容目前人機工程學的前沿領(lǐng)域研究包括：

人機關(guān)系；

人與環(huán)境關(guān)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(guān)系、直至團體行為、組織行為、心理狀態(tài)等方面的研究。近期國內(nèi)外人機工程學研究的方向歸納如下：1、工作負荷研究，包括體力活動、智力活動、工作緊張等因素引起的生理負荷和心理負荷。2、工作環(huán)境的研究，包括各種工作環(huán)境條件下的生理效應(yīng)，以及一般工作與生活環(huán)境中振動、噪音、空氣、照明等因素的人機工程學的研究。3、工作場地、工作空間、工具裝備的人機工程學的研究。近期國內(nèi)外人機工程學研究的方向歸納如下：4、信息顯示的人機工程學問題，特別是計算機終端顯示中人的因素研究。5、計算機設(shè)計與人機工程學研究。6、工作成效的測量與評定。7、機器人設(shè)計的智能模擬等。8、人—機—環(huán)境系統(tǒng)中心理學的研究。當代環(huán)境設(shè)計（包含室內(nèi)）中，人機工程學研究范圍，包括以下幾項：1、作業(yè)環(huán)境：生產(chǎn)勞動場所2、工作環(huán)境：辦公室工作環(huán)境3、居住環(huán)境：住宅的室內(nèi)外環(huán)境4、公共環(huán)境：城市公共空間、公共設(shè)施、無障礙設(shè)計等1、作業(yè)環(huán)境：生產(chǎn)勞動場所——安全措施等相關(guān)內(nèi)容，此內(nèi)研究是人機工程學傳統(tǒng)研究項目2、工作環(huán)境：辦公室工作環(huán)境——工作環(huán)境的尺度，作業(yè)空間，工作人員身體姿態(tài)，人與家具，人與設(shè)備之間的關(guān)系，工作安全，室內(nèi)光、色環(huán)境，噪音，溫濕度，工作空間劃分設(shè)計等3、居住環(huán)境：住宅的室內(nèi)外環(huán)境4、公共環(huán)境：城市公共空間、公共設(shè)施、無障礙設(shè)計等佛羅里達州奧蘭多迪士尼主題公園芝加哥抽象性的廣場雕塑（二）人機工程學研究的方法：

測量人體各部分靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)；調(diào)查、詢問或直接觀察人在作業(yè)時的行為和反應(yīng)特征；對時間和動作的分析研究；測量人在作業(yè)前后以及作業(yè)過程中的心理狀態(tài)和各種生理指標的動態(tài)變化；觀察和分析作業(yè)過程和工藝流程中存在的問題；分析差錯和意外事故的原因；進行模型實驗或用計算機進行模擬實驗；運用數(shù)字和統(tǒng)計學方法找出各變數(shù)之間相互關(guān)系，以便從中得出正確結(jié)論或發(fā)展有關(guān)理論。目前常用的研究方法有：研究方法觀察法實測法實驗法計算機數(shù)值仿法調(diào)查研究法分析法三、人機工程學學科體系人機工程學人體科學

技術(shù)科學環(huán)境科學生理學心理學勞動衛(wèi)生學人體測量學人體力學環(huán)境衛(wèi)生學環(huán)境醫(yī)學環(huán)境心理學環(huán)境保護學環(huán)境檢測學工業(yè)設(shè)計工程設(shè)計安全工程系統(tǒng)工程機械工程管理工程

四、日常生活中人機學問題

在我們的日常生活中，可以說時時處處都存在著人機學問題，包括合理的和不合理的事例。在全面學習本課程之前，環(huán)視、巡察、指點一番，使我們概略地了解到，原來有這么多屬于人機工程設(shè)計應(yīng)該關(guān)注和解決的問題，心中有數(shù)，對學習課程很有好處。下面只是隨意列舉一些，簡單地把問題所在點出來，不多解說。因為進一步分析、研討，將在以后各章各節(jié)中陸續(xù)展開。例1腰疼沙發(fā)

城市里有的家庭買了大沙發(fā)，豪華氣派，可是坐不久腰部就酸疼，不得不在腰后面墊上一個“腰靠”。為什么?

大沙發(fā)座面進深大，無論怎么靠，腰椎后面總是空著，使脊柱腰椎段向后的彎曲度加大，形成了不正常的腰椎形態(tài)，不符合坐姿解剖學要求。這就是設(shè)計中的解剖學問題。

例2主枕頭附枕頭

一些賓館里的單人床常配有兩個同樣的枕頭。本意是讓習慣低枕頭的人用一個枕頭，習慣高枕頭的人兩個枕頭疊起來用。但這真是一個愚不可及的“高招”、“損招”!一般人們對枕頭高度要求的差別，哪有一倍之多呢?其結(jié)果是：用一個枕頭絕大多數(shù)人嫌低，而兩個摞起來絕大多數(shù)人又嫌高，很少有人能獲得“正常待遇”。THANKS@YOURNAME

其實只要采用一個稍許高一點的“主枕頭”、再配一個較薄的“附枕頭”，就能滿足多數(shù)人的需要，并不難解決。問題出在哪里?缺乏“產(chǎn)品應(yīng)與生理條件相適應(yīng)”的考究。

例3

車廂窗戶

車廂外表面為墨綠色的舊式旅客列車，其硬座車廂窗戶的高度，正與坐著乘客的胸、肩、頭部齊平。打開窗戶，行駛中每小時風速達六、七十或七、八十千米，即使最悶熱的夏季，迎風被吹的乘客也經(jīng)不住多久，而背風一側(cè)乘客卻依然熱不可擋.

其實改進一點也不難，把窗戶提升到比站立者身高略高一點即可，而且這樣做也并不增加生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在的新式客車已經(jīng)這么改了，即使多個窗戶同時打開，風也不會直吹乘客，卻能在車廂上部形成新鮮空氣的“順流”，效果甚佳