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1、人体工程学,参考书目: 人体工程学与室内设计中国建筑出版社 同济大学 刘盛璜 建筑环境心理学中国建筑工业出版社 常怀生 人体尺度和室内空间天津科学技术出版社 龚锦 曾坚校 室内设计资料集 建筑设计资料集中国建筑工业出版社 普通人体工程学湖南科学技术出版社 赵红洪 视觉与视觉环境 同济大学出版社 杨公侠,(1) 学科的命名 人类工程学Human Engineering 人的因素工程学Human factors Engineering 人体工程学、人机工程学、人类工效学(Ergonomics) (2)学科的定义 人体工程学是以人的生理的、感知的、社会的和环境的因素为 依据,研究人与人机系统中其他元
2、素之间的相互关系,创造健康、安全、舒适、协调的人机环境系统提供理论和方法的学科。,第一部分 绪 论,1 人机工程学的命名与定义,辞海人体工程学是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的研究方法和手段,综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。 人体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,分析研究人与机械、人与环境以及机械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科学。,人、机、环境的具体含义: 人指操作者或使用者; 机泛指人操作或使用的物,如工业产品、设备设施、建筑结构、环境规
3、划、生活用品等 ; 环境指人、机所处的周围环境,如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等。,国际人机工程学学会(IEA,International Ergonomics Association) 1960的定义: 人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素;研究人和机器及环境的相互作用;研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科。 三句话,分别说明人机学的研究对象、内容与目的。 IEA2008年8月的新定义: 人机工程学是研究系统中人与其他部分交互关系的学科,运用其理论、数据和方法进行设计,应用系统工效优化及人的健康、舒适之目的。
4、 新定义概略、简洁,强调了系统中人与其他因素交互作用的观念。 设计应在多种约束和多重目标之间恰当地把握住平衡。人机工程学要求的“安全、舒适、高效”,是重要的,但受到其他条件的约束、其他目标的制衡,不是唯一的,也未必总是优先的。 人机学里的“机”或“机器” 是广义的,指一切人造器物:大到飞机、轮船、火车,小到钳子、笔、水杯;也包括建筑、环境及其中的设施等。,引例,日常生活中的物品,从使用的角度看- 哪个好?,Q1:为什么大巴、地铁的车门高度定为2M,扶手栏杆的直径采用30mm上下? Q2:为什么课桌椅的高度、宽度定为当前尺寸? Q3:为什么电脑键盘的字母如此排列?每个键设计为凹面? Q4:为什么
5、学生的书包设计为双肩包,背带处比较厚软? Q5:为什么银行ATM机所有的屏幕都向后倾斜? Q6:为什么计算器、手机上的按键颜色、形态不一样,为什么按键时配以声音? Q7:为什么汽车的仪表盘字体使用黑体居多? Q8:为什么在有的灯光环境下人呆着舒服,有的却很难受? Q9:生活当中有很多使用不方便的产品,为什么不方便?如何去改良? ,第一节 人体工程学的研究对象和目的 一、 引例思想萌芽源远流长,器物要和人(使用者)的各种因素相适宜。人机工程学基本理论的简洁表述。,鲁智深的禅杖,原始人狩猎所用的棍棒、石块或投枪, 半坡遗址中的石桌、石凳、陶土餐饮具, 人机学基本思想的萌芽是人自发的思维倾向,本能的
6、行为方式。,“人的因素”:不限于人体尺寸、体能、肢力等人体生理方面, 还涉及人的感知、认知、情感、精神、心理、社会等更深广方面。 在产品、视觉传达、环境设计中都很重要。,图1-1 戏说张爷和他的蛇矛,身高2.5倍的蛇矛, 耍得开吗?,涂上黄色“警示条”多好?,左撇子、右撇子 都合适!,太高啦!,开关和炉口如何对应?,无所适从,一目了然,从哪边开?,想过感受过这些问题吗?,例12 生产设备的正反两例 反 适合高1.37m、肩宽0.64m、手臂平展2m之畸形人使用的车床。 正 把带电机的旋具弹性吊挂着使用。,图 1-5 畸形人 适用的车床,图1-6 弹性悬挂的螺丝刀,例13 北京一些大医院里的“电
7、热开水机”,水龙头上有红、绿两个指示灯,想喝热开水者很困惑:绿色表示“通行”,但也表示凉(温度低);红色表示热,但又表示“禁止”。 到底哪个灯亮表示是热开水呢?,三、日常生活中人机学问题的巡视,例1 大沙发豪华气派,坐着却腰疼。 例2 宾馆单人床配两个同样大小的枕头,多余吗? 例3 旧式旅客列车的窗户。 例4 公共卫生间为什么总有人做不到 “便后冲水”? 例5 楼道里“人走关灯”的标语与彻夜长明的灯互相嘲笑。 例6 升级换代产品双肩背书包(图1-2)。,图 书包提挎方式与脊柱形态,例8 阅览室里,学生们坐在长条形桌案两侧专心致志地看书学习,抬起头来略事思索,正巧对坐那位也抬起了头,倒霉,是陌生
8、的异性同学!设计心理学问题。 例9 深色发亮的小药片塑料袋,说明文字很小,颜色与塑料袋颜色的 对比又弱; 存款单居然是白纸上印着橙黄色的字。 例10 形形色色的剪刀,里面学问可不少(图1-3)。,图1-3 功能形态各异的剪刀,例11 老年人手机,例12 “同学,引路标牌这么写更好”,人机学问题比比皆是:床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、餐厅、超市、网吧、实习工厂、银行、邮局、学习文具、计算机、手机、实验室、图书馆、运动场、公交车无处不在。 发现和思考人机学问题的深广度,是检验学习效果的标准之一。,所以人体工程学的目的:主要研究科技和空间环境与人类之间的交互作用,在实际的工作学习、生活环境中,人体工
9、程学者应用学科知识进行设计,以达到人类安全、舒适、健康、工作效率提高的目的。,第二节 人体工程学的形成和发展学科思想的演进,一、中国古籍中的卓越论述,图 1-8 考工记中 兵器宜人性的论述,用于劈杀大刀、剑戟,使用有方向性,握柄截面应为椭圆,凭手握柄杆的感知,无须眼看可掌握刀刃、钩头的方向。 用于刺杀的枪矛,使用没有方向性,柄杆的截面应该做成圆形。,要根据弓箭手的性格来配备弓箭,性情温和、行动迟缓者:强劲急疾的硬弓; 暴躁性急、行动快猛者:柔韧的软弓。,(译文),工作、劳动姿态都那么自然、舒展,很好地把握了工具、设备与人体尺寸的适应性问题!,d)琢玉,c)黑粒去壳取仁,a)分金炉清锈清底 b)
10、铸钟、铸鼎,天工开物是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,是中国古代一部综合性的科学技术著作,有人也称它是一部百科全 书。,起源于欧洲,形成于美国。 人体工程学(Ergonomics)一词是1857年波兰教授雅斯特莱鲍夫斯基提出的。 1、早期人机工程学(20世纪初到二战之前) 人物:泰勒(FrederickW.Taylor) 特点:设计以功能的实现为目标,人适应于机器与工作; 2、科学人机工程学(二战期间) 特点:重视工业与工程设计中“人”的因素,力求使机器适应于人; 3、现代人机工程学(20世纪60年代) 以人为本,从整体上来研究人机环境系统,以创造最适合于人的各种产品和作业环境,
11、使人机环境系统和谐统一,从而获得最优综合性能。,二、人体工程学的起源与发展,二、人机学的形成、发展和学科思想的演进,古代文明中科学思想萌芽,不等同于现代科学理论。,人体学发展简史和学科思想的演进,可分4个阶段。,1对劳动工效的苛刻追求人机学的孕育,F.W.泰勒(1856-1915)的“时间与动作研究” (Time and Motion Study),吉尔布雷斯夫妇的“砌砖作业实验”等多项研究。,图1-10 F.W.泰勒,1914年,教授闵斯特伯格的心理学与工业效率出版 1919年布氏夫妇合著的疲劳研究出版。 1919年英国 “工业保健研究部”,展开工效问题的广泛 研究,包括作业姿势、负担限度、
12、体能、工间休息、工作场所光照、环境温湿度,以及工作中播放音乐的效果等等。,至此,提高工效的方法开始建立在科学实验的基础上,有了现代科学 的形态。,但这一时期研究的核心,是最大限度地开挖人的操作效率。 从人机关系方面考察,总体看是要求人适应于机器,即以机器为中心进行设计;研究的主要目的是选拔与培训操作人员。 在学术理论上,与现代人机学是南辕北辙、因此,应该看作是人机学的孕育期。,卓别林(1889-1977)与摩登时代,2二战中尖锐的军械问题人机学的诞生,一战到二战,飞机大幅度技术升级,但事故、伤亡频发。投巨资研制的“先进”飞机未必能打胜仗,使人惊愕,进而醒悟:飞机的技术性能必须与使用人的生理机能
13、相适配。,有的国家聘请生理医学、心理学家参与设计,经费增加有限,却事半功倍,效果显著。,二战中入侵前苏联德军的枪械问题,,现实使各国科技界终于认识到: 器物设计必须与人的解剖学、生理学、心理学条件相适应。,1947年,英国海军部成立交叉学科研究组。 次年默雷尔建议构建一个新的科技词汇“Ergonomics”, 新学科名称及其涵盖的研究内容为各国学者所认同, 现代人机学诞生。,当时美国人伍德说:“设备设计必须适合人的各方面因素,使操作的付出最小,而获得的效率最高。” 反映了这一时期人机学的学科思想。,人机学的学科思想至此完成了重大的转变:从以机器为中心转变为以人为中心,强调机器的设计应适合人的因
14、素。,20世纪五、六十年代后,人机学的研究和应用,从军工迅速延伸到民用品等广阔领域,主要有家具、家电、室内设计、医疗器械、汽车与民航客机、飞船宇航员生活舱、计算机设备与软件、生产设备与工具、事故与灾害分析等。,3向民用品等广阔领域延伸人机学的发展,加之系统论的渗入,人机学学科思想又有新发展,IEA的定义明确:人机(及环境)系统的优化,人与机器应互相适应、人机之间应合理分工。,人机学的理论至此趋于成熟。,4反思工业文明与可持续发展:人机学的更高阶段,反思工业文明的负面后果,以可持续发展理论为统领,人机学正经历着新的学科思想演进。绿色设计、生态设计、节能设计、再生设计等理念,立足于人与自然保持持久
15、和谐,回归到中国古代“天人合一”的设计伦理。,人机学此前的观念是:要求人、机、环境三者和谐统一。以可持续发展理念为指导,则由人、机、环境三维加上一维(未来),演进为人、机、环境、未来四者和谐统一。,人机学的应用,以下方面可能形成今后热点:计算机人机界面、永久太空站的生活工作环境、弱势群体(残疾人、老年人)的医疗和便利设施、海陆空交通安全保障、生理与心理保健产品与设施等等。,数字技术、信息技术、基因技术急剧地改变着人类的文明进程,带给人们空前福祉的同时,必须警觉其危及人们体魄和精神健康的负面影响,人机学今后将任重而道远。,以设计体现对弱势群体的关爱!,三、人机学的学术团体和教育 1国际的和各国的
16、学术团体及其主要活动 (1)各主要工业国的学术团体及其活动 英国最早建立人机工程学会,成立于1950年。 随后建立国家人机学学会的有:联邦德国(1953),美国(1957),前苏联(1962),法国(1963),日本(1964)等。 英国人机工程学会从1957年起发行会刊ERGONOMICS,坚持几十年一直至今,贡献卓著。 美国人机工程学会发行会刊,出版书刊、发布专利,是提供人机学研究成果、数据资料最多的国家。 在20世纪漫长的冷战年代,为了军备竞赛,美国对人机工程研究投入巨大,1970年代有4400人从事人因工程研究,其中属于军事部门者850名。美国陆海空三军制定了很多军事人机工程技术标准。 (2)国际人机工程学学会 国际人机工程学学会(IEA)成立于1960年。1