人机工程课件 第一章精编版

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1、人机工程学,有推销员跟你说“我们产品的设计符合人体工学原理”你如何理解？,引言,你认为设计一把椅子主要应考虑那些因素， 或者说评价一把椅子好坏主要考虑哪些方面?如果让你给这些因素排序，你如何考虑？,你认为设计一个好的工业产品应具备哪些知识及功底？或者说工业设计师应具备哪些专业技能？,你认为设计一个好的工业产品应具备哪些知识及功底？或者说工业设计师应具备哪些专业技能？,引言,问：哪位同学能说出：燕人张翼德的兵器长度和他身高的比例是多大？,18/8 = 2.25,4.16/1.85,引言,经典例子之一早年苏式车床 解放初期苏式战斗机和火炮 浴室柜子 学生课桌椅,引言,引言,引言,生产、生活中，存在

2、的问题比比皆是： 公共卫生间的冲水拉绳、水池龙头 要求“人走关灯”的路灯 老式火车车厢的窗户 双肩背书包 叫壶 阅览室里的座位 全聚德招牌和车船码头时刻表的字体 生产线上弹性悬挂的螺丝刀 上面所举的例子，涉及的问题类型就很多了。,引言,引言,引言,1.1. 人机工程学的起源 1.2. 人机工程学的定义 1.3. 人机工程学研究内容 1.4.人机工程学与工业设计,第一章 人机工程学的起源,人的能力与系统的要求不匹配,第一章 人机工程学的起源,第一章 人机工程学的起源,Wilhelm Wundt， 1832.08.16 1920.08.31,牛顿（1642-1722）,第一章 人机工程学的起源,一

3、、 引例人机学的思想源远流长 花和尚鲁智深要打一根100斤的禅杖，铁匠说对他说：“肥了，不好看，也不中使，依着小人，好生打一条62斤的水磨禅杖与师父。使不得，休怪小人。”,器物要和人（使用者）的各种因素相宜。而这就是现代人机工程学的基本思想和学术理论的简洁表述。,考工记,天工开物明代科学家宋应星（15871666？）编写的另一部重要的科技汇编名著。其中有大量插图，很值得人机工程学工作者深入研究。,工业仪器仪表的出现,进入七十年代以后, 随着电子技术的进步和计算机的广泛应用, 操作系统对人的要求越来越高, 系统中考虑人的因素也显得越来越重要. 特别是美国三里岛核电站事件的发生, 对人类工效学的发

4、展起了很大的推动作用.,计算机智能使机器有了内部信息过程,手持移动设备、虚拟现实,MIT智能房间,清华大学智能教室,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,1-1-2人机工程学简史,19451960年,1960年现在,提高工作效率的实验 建立最佳的匹配关系，把人的无效活动降到最低。 注重“测量”,从泰勒到莫斯特伯格的研究都对人机工程学起到了很大作用，但没有明确提出“使机器适应于人的思想”，而更多强调“使人适应于机器。”,在设计新型的装备时, 人的行为特征和能力极限应该是考虑的主要因素之一。在这一思想指导下开展的人机关系的研究, 叫做人机工程学。,第二次世界大

5、战,人机工程学诞生于19451960年期间,现代人机工程学（60年代以来） 家具、仪表、显示器、人机界面 现代人机工程学有三个特点： 1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。 2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。 3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数学、工程学各方面的知识。 研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而获得系统的最高综合效能。,我国的人类工效学会成立于1989年,1992年我国召开了第二届泛太平洋工效学及职业安全国际学术会议.。,人口过多, 就业压力很大, 人们非常不注意劳动效

6、率,在我国开展的还很不普及 近年来，人类工效学在我国的发展非常迅速,以研究为主和以应用为主的两种途径,人机交互、人机界面,人类工效学这一名称是根据英文Ergonomics翻译过来的, ergo是出力、工作的意思, nomics是正常化、规律的意思. Ergonomics的含义是人的工作规律问题 也就是说, 这门学科是研究人在生产和工作中合理地、适度地劳动的问题.,人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 1.3.2 学科的命名 人因工程学（ Human Factors or Human Factors Engineering）

7、美国 工效学 （Ergonomics）ergon（工作、劳动）nomos（规律、规则）欧洲 人类工程学（Human Engineering） 工程心理学（Engineering Psychology）,人机工程学是研究人, 机器, 环境三者之间的关系, 以便使人工作, 学习, 生活的更有效, 更安全, 更舒适的一门介于心理学, 生理学, 人体测量学, 工程技术和管理之间的边缘学科.,国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）给出的定义： 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

8、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。,【中国企业管理百科全书的定义】,对象： 工作对象是机器与人（直接）相关的“人机界面”。 目的： 安全、舒适、高效。 内容： 人-机-环境的最佳匹配、系统优化。,目标： 提高系统的绩效 增进系统的安全 提高人员的满意度,从定义看,人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的功效和人的健康幸福之间的关系。,新旧定义没有本质的区别，只是更加强调“交互”的概念，这是人机工程学发展趋势。,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

9、，可以是机器，也可以是用具、工具或设施、设备等； 环境是指人、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； 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它们所处的周围环境所构成的系统，简称人机系统。,1-2-3 人机工程学研究的内容,1 人的能力：这包括人的基本尺寸, 人的作业能力, 各种器官功能的限度及影响因素等. 对人的能力有了了解, 才可能在系统的设计中考虑这些因素, 使人所承受的负荷在可接受的范围之内.（人体尺寸、短时记忆等）,2 人-机交互： 工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。 3.环境控

10、制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。,1-2-3 人机工程学研究的内容,4.人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。 5。人机工程学发展动向的研究 人机界面、情感,我们要做的事： 设备设计 任务设计 环境设计,工业设计或艺术设计，与工程设计或技术设计对比有什么不同呢？,工程设计（或技术设计，下同）以处理“物与物”之间的关系为主，而工业设计则以处理“人与物”之间的关系为主。,人机工程学

11、与设计研究的关注点都是人与物的关系。,人机工程学：是机器适用于人 设计：人性化设计,产品设计过程中的人因工程,产品设计的整个过程，可以说是一系列的妥协、权衡功能、效率、可靠度、使用性、外观及价格等。可以说：设计问题永远不会只是一个解答，而是一个“可接受的的解答的领域”。,限制条件分析 使用者分析 使用过程分析,使用者的构成分析 使用者的生理状态分析 使用者的行为方式分析,每一件为人设计的工业产品都离不开人机工程 学，工业产品的创新都包含了人机工程学的创新。,根据工业设计专业的特点进行学习，人机工程学不是一门完全意义上的理论课，而是一门应用性很强的课。 在掌握基本原理与方法的基础上进行学习与创新

12、。每一件产品的人机工程学要求是不同的。 以人机工程学作为设计的切入点,五 、人机工程技术标准简介,国家技术标准（简称“国标”）是该国的法定技术文件；行业技术标准是该行业的法定技术文件。提高一个国家技术标准与相关国际技术标准的接轨程度，对提高这个国家的国际竞争力是很重要的。 国际人机工程学标准化委员会和各国，已经分别制订了一批国际的和各国的人机工程技术标准。 我国制定人机工程技术标准的进展情况良好。已经制定发布了几十个人机工程的技术标准。这些国标的内容，在技术上与对应的国际标准有着较好的一致性或等效性。,五 、人机工程技术标准简介,GB/T 16251-1996 工作系统设计的人类工效学原则（e

13、qv ISO 6385：1981） GB/T 5703-1999 用于技术设计的人体测量基础项目（eqv ISO 7250：1996） GB/T 5704.15704.4-1985 人体测量仪器 GB/T 10000-1988 中国成年人人体尺寸 GB/T 12985-1991 在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则 GB/T 13547-1992 工作空间人体尺寸 GB/T 14776-1993 工作岗位尺寸设计原则及其数值 GB/T 16252-1996 成年人手部号型 GB/T 14775-1993 操纵器一般人类工效学要求 GB/T 18209.3-# 操作件位置和操作的要求 GB/T

14、 14774-1993 工作座椅一般人类工效学要求,第一章 人机工程学概论 1）人机工程学的起源和历史 2）人机工程学定义 3）人体工程与工业设计 4）案例与研究 5）人机工程技术标准简介,1人体尺寸与尺度 2我国人体尺寸的基本情况 3人体尺寸的特征 4人体尺寸与设计 5座椅设计 6作业空间设计 7案例与研究,第二章 人体尺寸测量,教学安排,第三章 设备用具、活动空间的设计与人体尺寸 1）设备用具设计与人体尺寸; 2）生活空间设计与人体; 4)作业岗位与作业空间设计,第四章：人的感觉系统输入系统 1、神经和神经传导 2、听觉、视觉、触觉、化学感觉 3、人的视觉特性与显示设计的原则 视觉器官的结

15、构与功能简介 人的视觉特性 显示设计的一般人机学原则 4、仪表显示的设计与布置 显示仪表的类型与特征 显示仪表设计的人机学要素 显示器的布置 5、文字与图形符号的设计,第五章：人的运动学基础输出系统 1、人的运动系统 肢体的施力与运动输出、肢体施力的特性、肢体的运动输出特性 2、肌肉、骨的功能和骨杠杆、关节 3、人的动作与分析 4、人的作业效率 5、操纵控制装置设计 控制器类型和设计、布置的一般原则、控制与被控对象、与显示的互动协调原则,第五章 作业研究 1人体运动生理 1）人体运动的神经控制 2）肌肉系统 3）运动协调器官 2反射与技能 1）反射 2）技能 3. 技能作业中的动作研究 1)

16、动作分类: 定位动作、逐次动作、重复动作、连续动作、调整动作 2）动作分析与动作经济原则 3）改善技能作业条件 4作业姿态 1）肢体的活动范围 2）人的肌力 3）作业姿态与持续施力,第五章 作业研究 1人体运动生理 1）人体运动的神经控制 2）肌肉系统 3）运动协调器官 2反射与技能 1）反射 2）技能 3. 技能作业中的动作研究 1) 动作分类: 定位动作、逐次动作、重复动作、连续动作、调整动作 2）动作分析与动作经济原则 3）改善技能作业条件 4作业姿态 1）肢体的活动范围 2）人的肌力 3）作业姿态与持续施力,第六章：人的信息加工过程 1、大脑 2、信息理论 3、人的认知过程 4、知识 5、外部认知 第七章：人的行为与