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1、南京理工大学设计艺术系 人机工程学 概述BriefIntroduction 2 为什么要研究人机工程问题 人机工程学体现了什么 人机工程学并不仅仅体现人性 人文的关怀 更是科学与技术发展到一定阶段的成果体现 3 1 人机工程学概述 人机工程学的缘起人机工程学的定义人机工程学的相关学科人机工程学在国内外的研究现状现代人机工程学的应用领域 4 人机工程学的命名 美国 HumanEngineering 人类工程学 HumanFactorsEngineering 人的因素工程学西欧 Ergonomics 人类工效学Ergon 工作 nomos 自然规律 ics 学 日本 人间工学其他 人 机 环境系统
2、工程学 人类工效学 人类工程学 工程心理学等 5 人机工程学定义 2000年8月 国际人机工程学会 InternationalErgonomicsAssociation 对本学科所下的定义为 人机工程学是研究人与系统中其它因素之间的相互作用 以及应用相关理论 原理 数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的学科 人机工程学专家旨在设计和优化任务 工作 产品 环境和系统 使之满足人们的需要 能力和限度 中国企业管理百科全书 将人机工程学定义为 研究人和机器 环境的相互作用及其合理结合 使设计的机器与环境系统适合人的生理 心理等特点 达到在生产中提高效率 安全 健康和舒适的目的 6 Definit
3、ionofErgonomics InAugust2000 theCounciloftheInternationalErgonomicsAssociation IEA adoptedanofficialdefinitionofergonomics presentedbelow Ergonomics orhumanfactors isthescientificdisciplineconcernedwiththeunderstandingofinteractionsamonghumansandotherelementsofasystem andtheprofessionthatappliestheo
4、ry principles data andmethodstodesigninordertooptimizehumanwell beingandoverallsystemperformance Ergonomistscontributetothedesignandevaluationoftasks jobs products environments andsystemsinordertomakethemcompatiblewiththeneeds abilities andlimitationsofpeople 7 第一章人机工程学概论IntroductionToErgonomics 一般定
5、义 人机工程学是以人的生理 心理特性为依据 应用系统工程的观点 分析研究人与产品 人与环境以及产品与环境之间的相互作用 为设计操作简便省力 安全 舒适 人 机 环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科 人机工程学 按照人的特性设计和改善人 机 环境系统的科学 8 第一章人机工程学概论IntroductionToErgonomics 人机工程学研究的对象是产品设计中与人有关的问题 将人的需求和能力置于设计技术体系的核心位置 目的为产品 系统和环境的设计提供与人相关的科学数据 追求实现人类和技术完美和谐融合的目标 人机工程学是使技术人性化的科学 9 第一章人机工程学概论Introduc
6、tionToErgonomics 人 机 环境系统 人 机 环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及他们周围的环境所构成的系统 简称人 机系统 在人 机系统中 人 机 环境相互依存 相互作用 相互制约完成某一特定的工作或生活过程 10 第一章人机工程学概论IntroductionToErgonomics 人 是指操作者或使用者 机 泛指人可操作与可使用的物 可以是机器 也可以是用具或生活用品 设施 计算机软件等各种与人发生关系的一切事物 环境 环境是人与机共处的环境 如作业场所和作业空间 自然环境和社会环境等 11 讨论 在现实生活中 什么样的问题属于人机工程学的研究范畴 12
7、 第一章人机工程学概论IntroductionToErgonomics 人机工程学的起源与发展 经验人机工程学 科学人机工程学 现代人机工程学 早期历史 20世纪前期 发展史 1945 1960年 1960年 现在 13 ERGONOMICS HUMANFACTORS ENGINEERING GreekErgo workNomos law Thestudyormeasurementofwork NowadaysitcanbeappliedtoSportLeisureactivitiesDomesticworkEducationandtrainingHealthandsocialservices
8、Physical extremeandvirtualenvironments 14 HISTORYOFERGONOMICS 1857 Jastrebowskipublished Ergonomics Thescienceofwork 1949 Murrellre introducedthetermafterWW2 15 原始人机工程学时期 自有人类使用工具以来 人们从生活 劳动经验中改进工具 以适应人与工具的协调使用 石器时代 冷兵器时代直到工业革命前期经验人机工程学时期 工业革命至二次世界大战期间 该阶段的人机工程学研究 主要是针对工作效率 劳动强度 人员培训进行的研究 科学人机工程学时期
9、二次大战至50年代期间 由于战争的需要 大杀伤力武器 快速战斗机的大规模使用 由于各种因素的影响 事故频频 美国开始组织专门人力研究事故的原因 在人与武器的关系中 人的因素不容忽视 在设计中不仅有工程技术的问题 而且要研究人的心理与生理 人体测量 生物力学等问题 从而形成了专门人机工程学研究领域 人机工程学作为独立的学科产生了 现代人机工程学时期 60年代至今 由于宇航技术 计算机技术的发展 人机关系更加复杂 给人机工程学的研究提出了更高的要求 引用范围更加广泛 16 历史早期案例 17 石器时代的工具已考虑人机因素 历史早期案例 18 H D 8 1 历史早期案例 19 16世纪 8世纪 历
10、史早期案例 20 历史早期案例 21 历史早期案例 22 灯具设计 容器设计 历史早期案例 23 历史早期案例 24 Frank LillianGilbreth 人机学研究的先躯 动作研究和车间管理研究 熟练操作与疲劳 工作时间的设计和残疾人使用设备的设计 泰罗铁锹试验 5 10 17 30kg吉尔伯勒斯的砌砖试验 动作研究 18个减少为5个效率 120块 h增加到350块 h学科名称 应用实验心理学 25 26 27 到60年代 美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上 随着航天技术的发展 人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分 随后 人机工程学迅速发展 开始在军事和航天工业以外的
11、领域得以应用 包括医药公司 计算机公司 汽车公司和其他消费公司 工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性 1960 1980年 仍然不为普通人所了解 28 1979年ThreeMile岛上的核电站事故 1984年12月4日UnionCarbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏 4000人死亡 20000人受伤 1986年苏联Chernobyl核电站事故 300人死亡 1989年PhillipsPetroleum塑料工厂在一场爆炸中夷为平地 1980 1990年 人机工程学的重要性 29 人类空间站的建立 计算机和计算机工程的应用 药物器械设计和老年人产品设计 人的生活和工作质量设计
12、1990年以后 人 机 环境系统的建立 30 31 32 33 34 CHINESEGRANDFATHEROFERGONOMICS ZhugeLianginventedthewheelbarrowtocarrysuppliesmoreefficientlytohisarmy Youcancarrymore faster andwithoutinjury 35 WHATDOWEMEANBYINTERFACES 36 REPRESENTINGTHEINTERFACE startbreakingtherelationshipdownintosubcomponentstoanalysetherelat
13、ionship 37 WHEELBARROWUSE 10MINS Whatfactorscouldyouchangetoimprovewheelbarrowsandwhy 38 INNOVATIONSINWHEELBARROWDESIGN 39 Baddesign Howdoyouopenthegascapdoor 40 Baddesign 设计建议 提示性 Hey whichsidedoyouuseforcutting 41 Baddesign 设计建议 显示和控制的位置相对应 HowdoyouplaytheCD 42 Baddesign 设计建议 强调重点 Howmuchisthegas
14、43 Baddesign 设计建议 分组设计 Labelsthatlooklikepushbuttons 44 Baddesign 设计建议 选择好的识别性 HowfastamIgoing 45 Baddesign 设计建议 好看 好用 Smoothasglass 46 Baddesign 设计建议 显示与控制放于同一层 Stovetopcontrols 47 Baddesign 设计建议 考虑使用环境 Top loadingVCR 48 Baddesign 49 中间的门如何打开 推那边 Baddesign 50 这是一淋浴器的水控制部分 上面控制手柄是控制顶喷 侧喷出水口的 下面是控制冷热
15、水水温的阀门手柄 在设计上是否合理 Baddesign 51 宇航技术控制论 信息论 系统论和人体科学 现代人机工程学的主要技术背景 使机器适应于人利用所掌握的基本原理 进行具体的机械装备设计多学科合作 现代人机工程学发展有三个特点 52 人机工程学的相关学科 53 人机工程学科体系 54 人机工程学在国内外的研究现状 美国 研究性 实用性英国 实用性研究 ergonomics 苏联 标准化日本 感性工学中国 55 人机工程学应用领域 工业 加工场所的布置 加工设备的人机界面设计 劳动效率管理 光环境 温度环境 粉尘噪音 工作姿势等 农业 农业机具人机界面设计 作业姿势 噪音 温湿度等 建筑
16、脚手架安全 作业姿势 建筑机械的安全等 交通 各种车辆的驾驶姿势 操作空间 高速公路收费闸门的作业环境 驾驶员工作时间研究等 生活 家具的布置 灯光选择 安全舒适 色彩搭配等 56 人机工程学的应用 从铅笔到航天飞机 57 人体特性研究 人的特征参数 感觉特性 心理特征 反应特性 疲劳 运动特征等 人机功能分配研究 目的是根据人与机器的不同特点 进行合理的功能分配 使人机系统发挥最大的效率 工作场所设计 工作空间 座位 工作台 作业场所整体布置等 信息传递设计 听觉信息 视觉信息设计 安全保护 环境设计 可靠性设计 温湿度 粉尘 微气候 噪音 震动等 人机工程学研究的内容 58 目前人机工程学的前沿领域研究包括 人机关系 人与环境关系 人与生态 人的特性模型 人机系统的定量描述 人际关系 直至团体行为 组织行为 心理状态等方面的研究 59 采用笔记 录像等方法 记录工人操作的动作与时间分析 功能分析和工艺流程 1 观察法 借助仪器进行实际测量 如人体测量 对生理 心理变量的测量 分析等 如心跳 肌电反应等 环境舒适性及信号检知心理测定 2 实测法 人机工程学研究的内容 方法 60 实验
