第10讲_人因工程概述

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1、2018/10/20,1,人 因 工 程 学,2018/10/20,2,Something wrong？,进化or退化？,What can we do?,How?,2018/10/20,3,1 人因工程学的命名及定义 2 人因工程学的起源与发展 3 人因工程学的研究内容与应用 4 人因工程学的相关学科 5 人因工程学的研究方法,第1章 人因工程概述,2018/10/20,4,教学基本要求,掌握人因工程学的定义和命名 了解人因工程的发展历史、学科特点和应用 明确人因工程的研究任务、研究对象及其研究内容,2018/10/20,5,1.1 人因工程学的命名及定义,学科的命名 美国：Human Eng

2、ineering 人类工程学 Human Factors Engineering 人类因素工程学 Engineering Psychology 工程心理学 欧洲：Ergonomics 人类工效学（人的劳动规律） 其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）； 我国：人机工程学；人类工效学；人因工程学；人机环工程；人体工程学；人类工程学；宜人学、人的因素等。,2018/10/20,6,美国人机工程学家查里斯C伍德（Charles CWood）对人机工程学所下的定义为：设备设计必须适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高效率。 WB伍德森（WBWoodson）则定义为：人机工程学研

3、究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及作业时感到安全和舒适。 著名的美国人机工程学及应用心理学家A查帕尼斯（AChapanis）说：“人机工程学是在机械设计中，考虑如何使人获得简便而又准确的操作的一门科学”。,学科的定义,2018/10/20,7,前苏联学者：研究人在生产过程中的可能性、劳动活动的方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动人民的健康，使人在生理上和心理上都得到全面发展的一门学科 。,日本的人体工程学专家认为：人体工程学是根据人体解剖

4、学，生理学和心理学等特性，了解并掌握人的作业能力与极限，及其工作、环境、起居条件等和人体相适应的科学。,学科的定义,2018/10/20,8,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、家庭中和闲暇时怎样考虑人的工作效率、健康、安全、舒适的问题的学科。,国际人机工程学学会IEAInternational Ergonomics Association，2000.8,最 权 威 最 全 面 的 定 义,在研究目标上：提高工作效率和质量；满足人们的价值需要。 在研究内容上：着重研究在工作和日常生活中所用到的产品、设备、设施、程序与环境之间的

5、相互关系。 在研究方法上：对人的能力、行为、限制和特点等相关信息进行系统研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中。,2018/10/20,9,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。,中国企业管理百科全书,国内学者一般认为：人机工程学是运用生理学、心理学、生物力学和其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的环境条件，从而提高工效的一门科学。,2018/10/20,10,人:人是指操作者或使用者；,机: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

6、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。,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。,人机环境系统,2018/10/20,11,学科的特点,产品是为顾客服务的，设计时应始终把用户放在首位，并考虑生产者和相关者； 必须意识到个体在能力和限制上的差异，并且充分考虑到这些差异对各种设计可能造成的影响。 强调设计过程中经验数据和评价的重要性。 用系统观点考虑问题。 人因工程学不只是基于表格数据和一些指标来进行设计。 人因工程学不只是设计者自身作为设计产品的模型。 人因工程

7、学不同于常识。,2018/10/20,12,日常生活中人因工程学问题,课堂讨论,2018/10/20,13,1.2 人因工程学的起源与发展,萌芽时期 兴起时期 成长时期 发展时期,2018/10/20,14,石头打制工具,历史早期案例,2018/10/20,15,历史早期案例,2018/10/20,16,历史早期案例,2018/10/20,17,1884年，德国学者莫索（AMosso）进行肌肉疲劳实验。 1898年，泰勒著名的铁铲实验和时间研究实验。 1911年，吉尔布雷斯夫妇动作研究，砌墙实验。,（1）萌芽时期-以提高生产效率为重点,2018/10/20,18,( 2 ) 兴起时期（一战至二

8、战之前）,1914年，哈佛大学心理学教授闵斯特伯格心理学与工业效率。 “霍桑实验” （1924-1932）。 主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题，“应用实验心理学”,2018/10/20,19,(3)成长时期（二战至60年代）,二战期间，机器适应人的新阶段。 二战结束时，从军事领域向工业等领域发展，人因工程职业出现。 1949年，英国成立工效学研究协会，1957年创办会刊Ergonomics 。 1949年,美国恰帕尼斯等应用实验心理学:工程设计中人的因素 1957年,美国成立人因工程协会，发行会刊Human Factors。 1960年,正式成立了国际人类工效学会(IEA) 。,“旋钮

9、与表盘”时代,“起源于欧洲，形成于美国”,2018/10/20,20,例如，由于战斗机中座舱及仪表位置设计不当，造成飞行员误读仪表和误用操纵器而导致意外事故；由于操作复杂、不灵活和不符合人的生理尺寸而造成战斗命中率低等现象经常发生。据统计，美国在第二次世界大战的飞机事故中，80%是由于人机工程学方面的原因造成的。失败教训引起决策者和设计者的高度重视。通过分析研究，逐步认识到，在人和武器的关系中，主要的限制因素不是武器而是人，并深深感到“人的因素”在设计中是不能忽视的一个重要条件；同时还认识到，要设计好一个高效能的装备，只有工程技术知识是不够的，还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科

10、方面的知识。,2018/10/20,21,军械问题飞机仪表举例,例如，一战时期英国SE5A战斗机上只有7个仪表，到二战时期的“喷火”战斗机上增加到了19个。一战时期美国“斯佩德”战斗机上的控制器不到10个，到二战时期P-51上增加到了25个。这就使得经过严格选拔、培训的“优秀飞行员”也照顾不过来，致使意外事故、意外伤亡频频发生。,2018/10/20,22,其他产品举例,例如，二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，也是一个典型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上手套使用。但德军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的俄罗斯广袤大地上，戴了手套手指伸不进扳机孔，不戴手套手指立即冻僵，甚至能被冰冷的金属粘住

11、。这说明，器物不但要与人的生理条件相适应，而且还必须顾及环境的因素。,2018/10/20,23,日本零式飞机驾驶舱,2018/10/20,24,B29飞机驾驶舱,2018/10/20,25,DC3飞机驾驶舱,2018/10/20,26,波音727飞机驾驶舱,2018/10/20,27,波音747飞机驾驶舱,2018/10/20,28,波音747训练舱,2018/10/20,29,美国航天飞机控制舱,2018/10/20,30,三大发展趋向： 研究领域不断扩大 应用的范围越来越广泛 在高技术领域中发挥特殊作用,（4） 发展时期（20世纪60年后）,快速发展的原因： 灾难，计算机应用，人的价值提

12、高，生活质量的提高,2018/10/20,31,近年来公众熟知的一些重大人因事故,2018/10/20,32,1979年3月28日凌晨4时，三哩岛核电站发生严重放射性物质泄漏事故。 四个关键错误：,三哩岛事件,预备供水系统水泵的管道阀门被维修工关闭； 压力释放闸门失灵，没有关闭； 压力释放显示器显示的错误状态，误以为关闭； 压力表显示错误信息，操作误关闭紧急水泵。,2018/10/20,33,挑战者号失事,2018/10/20,34,切尔诺贝利核电站控制室,2018/10/20,35,切尔诺贝利核电站控制室,2018/10/20,36,灾后的切尔诺贝利核电站,2018/10/20,37,201

13、8/10/20,38,学科在国内的发展情况,中国最早开展人的工作效率研究的是心理学家。 20世纪60年代，人机关系的研究，如铁路灯光信号显示、电站控制室信号显示、仪表表盘设计、航空照明等工程心理学研究。 20世纪70年代，开始引进消化。 1980年我国相应成立“中国人类工效学标准技术委员会”。 1984年成立“中国军用人机环境系统工程技术标准化委员会” 1989年成立“中国人类工效学学会”(Chinese Ergonomics Society，CES),2018/10/20,39,近期国内外人因工程学研究的方向归纳如下：,1,(1)工作负荷研究。 (2)工作环境的研究。 (3)工作场地、工作空

14、间、工具装备。 (4)信息显示问题。 (5)计算机设计与人机工程学研究。 (6)工作成效的测量与评定。 (7)机器人设计的智能模拟等。 (8)人机环境系统中心理学的研究。,1.3 人因工程学的研究内容与应用,2018/10/20,40,主要内容可概括为以下8个方面：,(1)研究人的生理与心理特性; (2)研究人一机一环境系统整体设计; (3)研究人机界面设计; (4)研究工作场所设计和改善; (5)研究工作环境及其改善; (6)研究作业方法及其改善; (7)研究系统的安全和可靠性; (8)研究组织与管理的效率。,2018/10/20,41,主要有以下一些方面： （1）基础研究 （2）生产、生活

15、应用 （3）安全管理与可用性 （4）其他方面,1.4 人因工程的应用,2018/10/20,42,1.4 人因工程的应用,2018/10/20,43,Health care work,2018/10/20,44,2018/10/20,45,Human-Machine Systems,2018/10/20,46,1.5 人因工程学的研究方法,2018/10/20,47,1.6 人因工程学的相关学科,人因工程学,人体科学,技术科学,环境科学,生理学,心理学,劳动卫生学,人体测量学,人体力学,环境卫生学,环境医学,环境心理学,环境保护学,环境检测学,工业设计,工程设计,安全工程,系统工程,机械工程,

16、管理工程,2018/10/20,48,车床设计为例 车床里的传动系统、各种机构、材料及热处理、润滑系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零部件的刚、强度，等等; 车床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系统和刻度盘等标识系统等等; 车床的造型和色彩设计;,2018/10/20,49,思考题：,用你自己的话，简要介绍一下什么是人因工程。 根据人因工程的定义，列举出至少10种在生产或生活中与之相关的应用。,2018/10/20,50,例图0-5,2018/10/20,51,人与产品 人与环境 产品与环境,2018/10/20,52,例图0-12,2018/10/20,53,生活中的人因工程学,2018/10/20,54,2018/10/20,55,服装、鞋、帽、包等,2018/10/20,56,2018/10/20,57,2018/10/20,58,各种手工工具,2018/10/20,59,2018/10/20,60,