人机工程案例分析 3篇

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1、人机工程案例分析 3 篇1人机工程学(Ergonomics)日本称为人间工学，或采用欧洲的名称，音译为Ergonomics, 俄文音译名BprHOTUKa在我国，所用名称也各不相同，有 人类工程学、人体工程学、工效学、机器设备利用学和人机 工程学等。为便于学科发展，统一名称很有必要，现在大部分人称 其为人机工程学，简称人机学。人机工程学的确切定义是，把 人机环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关 学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操 作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境， 使工效达到最优的一门综合性学科。2 人机系统(Man-Ma

2、chinesystems)人机系统，就是人和一些机器、装置、工具、用具等为完成某 项工作或生产任务所组成的系统。更确切地说，这种系统还应包括环 境条件在内。所以，人机系统实际上是指人机环境组成的一个不可分 割的整体。人机系统的范围是很广阔的，有简单的，也有复杂的，如 人用铅笔书写，就是一个简单的人机系统;又如船员驾驶轮船，飞行 员驾驶飞机，司机开动汽车，就是一些较复杂的人机系统。在人机系 统中，包括人、机器和环境三个组成部分，而每个组成部分可称为一 个分系统或子系统。机器分系统具有控制器和显示器 (显示器的种类 很多，有视觉的、听觉的，触觉的等)。人，这一分系统在看到(或听 到，触到)显示器的

3、显示时，就要决定如何去控制，如何去操作。如 果有必要调节时，即可通过人体的动作去进行操纵。整个人机系统是 在各种不同的环境里工作。而环境条件又不同程度地影响着各个分系 统的工作。可见，在人机系统中，人同机器、环境的关系总是相互作 用，相互配合和相互制约的，但人始终起着主导作用。因此，为了能 充分地发挥人和机器的作用，使整个人机系统可靠、安全、高效，以 及操作方便和舒适，设计人机系统时就得充分考虑人和机器的特征与 功能，使之相互协调配合，构成有机整体，达到生产和工作的最佳效 果。3 人机系统设计(Man-Machinesystemsdesign)人们要完成某项工作或生产任务，就需要一定的机器或装

4、置，但 是有些机器或装置适合人的生理机能和心理特征，人们工作起来就感 到舒适和省力，效率高而且安全。而有些则不是这样。所以，在设计 机器或装置时，要尽可能考虑人体的机能和人的心理特征，力求在人 操纵机器时所接触的部位尽量符合人体的各种因素。须使人体骨架结 构能够适应它，肌肉组织能够操纵它，精神系统能够控制它。同时， 还须在使用这些机器或装置时，保证人体安全。如果这些目标达不到， 那么，人们所有期望的结果事故就很可能发生。人机工程学的这一基 本思想是设计机器或作业空间时必须考虑的。一般来说，人机系统的 设计可分六个阶段，即(1)调查研究;(2)编制设计任务书;(3)编制实施方 案;(4)技术设计

5、和施工图设计 ;(5)模型的制作;(6)人机系统的制作与鉴 定。这些设计过程虽有先后次序之分，但各阶段之间却有着密切的联 系，也可相互穿插进行。4 确定式反应 当有了某些刺激或信号时，人们常常就按照自己的经验和习惯而 作出反应。这种反应称为确定式反应。在这种反应过程中，人的神经 中枢动比较简单，只要知觉到刺激物，不必过多考虑和选择，就能立 即作出决定。在一般情况下，视觉或听觉刺激物出现后，在 0.140.18 秒内便能作出反应。通常，确定式反应可分为两类，一类属于概念关 系，另一类属于空间关系。例如，不同的颜色常常用于各种信号和图 表的设计，人们在看到这些颜色时，因懂得这些颜色的含义，便能立

6、即作出反应，如红色表示危险、停止，绿色表示安全、通行。这都属 于概念关系。又例如，书刊上的词句是由左向右和各行由上向下排列 的，这就是横排印刷所采取的排列方式。当我们阅读时，就要按这顺 序进行，这属于空间关系。5 人体测量学(Anthropometry)人体测量学是人类学的一个分支学科，主要是通过对人体的整体 测量和局部测量来研究人体类型、特征、变异和发展的规律。人体测 量学可提供出人的肢体所能发挥的力量大小、肌肉关节等的活动限 度、人体静态和动态尺寸(即身高及上、下肢体的长度等)的数据和资 料，为人机系统设备的设计和空间布置提供出科学依据。其重要意义 在于：(1)为设计机械设备、工作场所和动

7、作类型等提出原则和标准， 以便最充分地利用时间和空间;(2)使设计的机械设备与身体的大小、 形状、活动和结构相协调，从而使人操作时省力、舒适，并具有最高 的准确性，最适当的速度和最大的安全 ;(3)使机器设备能收到最大的 效益。6 人体反应时间 人体的感觉器官在受到外界刺激后的反应时间称为人体反应时间。一般人的视觉简单反应时间为 0.20.25 秒;听觉的反应时间为 0.120.15秒。由于人的神经传递速度一般有0.5 秒左右的不应期，所 以需要感觉指导的间断操作间隙期一般应大于0.5 秒，复杂的选择性 反应时间一般达 13 秒，需要复杂判断和认识的操作反应时间则更 长。7 操作反应速度人体的

8、反应速度是有限的，它与许多因素有关，就操纵器来说， 其形状、位置、式样、大小、操作方向以及用力情况等，都会影响操 纵速度。人的手指敲击的速度为 1.55 次每秒，最大可达 514 次每 秒。人手作水平135（相当于水平时钟面1 点半钟的方向）或315（相当于 7 点半钟的方向）方向的运动速度最快，且手抖动次数 最少;而其它方向的动作速度就稍慢。右手向前运动推东西的速度， 比从右向左的运动速度要快，而从左向右的运动速度则更慢。8 人机系统标准人机系统标准是指系统作业标准和人的效果标准。系统作业标准 依不同的人机系统有不同的项目和内容，如工业生产系统中，有产品 质量、生产率、设备利用率、产品合格率

9、等标准。人的效果标准，主 要指人的生理、心理反应（如心律、血压、脑波）、工作效率和适应程 度等。随着人机工程学在人类生产和生活中越来越重要，国际上对制 定人机学中的标准问题也越来越重视，1973年在英国标准协会(BSI) 支持下，国际人机工程学会在英国召开了有 13 个国家参加的人机学 国际讨论会，会上提出了很多有关人机学方面的标准。目前，越来越 多的产品和生产系统的质量评定，都把人机学标准列为重要的内容。9 人的素质人的素质包括遗传的先天性素质和由实践经验积累而形成的后 天性素质两类。人对于外界条件的刺激所作出的反应，即所采取的行 动，会因各人的素质不同而有差异。这就是说，在生产场所，发生不

10、 安全行为和可能引起伤害行动的最根本原因是与人的素质有着极为 密切的关系。10 人类生态学人类在维持其生存的过程中，逐渐适应了自然的和社会的环境。 这种适应形成了人的一定的形态，人与环境产生共生关系，以这种共 生关系为中心，研究人类区域社会的结构及其变化过程的学科叫做人 类生态学。它的研究范围还包括，与人类的生存有密切关系的健康问 题，公共卫生学以及由生物环境、行动环境、生物个体环境等带来影 响的有关课题。11 无条件反射 (Unconditionedreflex)当外界条件给人以刺激，则人会形成两种反射，一为无条件反射， 一为有条件反射。无条件反射是指人生下来就具有的一种本能的生理 机能，即

11、当人体受到刺激时，则在生理上出现一种不通过大脑即可判 断，本能地作出反射的机能。食物，是人为维持生命所必需的最基本 的东西，所以人面对食物的刺激，通过生理机能直接反射，就有唾液 分泌出来。这种反射是为了维持人的生命所必需的一种生来就有的最 基本的自动控制方式。12 心理原因(Mintalcause)人们工作时的一切行动完全由当时的心理状态所支配。若心理状 态不正常，就可能会因此而引起事故或灾害。这种因心理状态不正常 而发生事故或灾害的原因，称为心理原因。属于这类心理原因的有， 精神不振、心情不悦、过度疲劳、反抗心、感情不适、错觉等种种情 况。13 外界条件(Outsidecondition)作

12、业现场的生产活动是由人机械环境组成的。如果生产活动以人 的行动作为主体来考虑时，则与作业行动有关的机械、环境等外在因 素，以客观表现形式呈现的一切客观条件，统称为外界条件。由于外 界条件不同，事故发生的频度也不同。14 外部信息(Outsideinformation)人利用生理机制，通过五感(视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉) 来了解事物的客观状态，并达到知觉程度。这过程是：首先了解外部 信息，嗣后对它们进行分析、判断，并作出自己的行动，因此发生事 故的原因大多是由于对外部信息了解得不充分，或对外部信息产生错 觉，以及对外部信息的分析、判断不正确等，导致人进行不安全行动 而引起的。15 闭环人机系

13、统(Closeman-machinesystems)闭环人机系统也就是反馈控制人机系统，它有一个封闭的回路结 构，其主要特征是：系统的输出对控制作用有直接影响，即系统过去 行动的结果回过来控制未来的行动。例如，在某一系统中，若需要加 上一定输入电压，以得到所要求的目标值时，倘若输入电压过大，这 一系统就通过调节发挥作用，以减小输入电压。反之，若输入电压过 小，这一系统就发挥作用，以增大输入电压。具有这种结构的控制方 法就是反馈控制。这种控制如果是由人去观察和控制输入和输出的， 就称为人工闭环人机系统。若用自动控制装置代替人的工作，人只是 起监督作用的，则系统称为自动闭环人机系统。16 座椅几何

14、参数 座椅的几何参数主要有座高，座面深，座靠背，座面宽等。座面 宽一般只需 1250px 可满足要求，座高对于工人的工效很重要，一般 取人体腓骨头的高度（约人体总高的14）或略小于小腿高度25px左右。 根据我国的人体高度一般取座高为431125px，座面深一般取1125px 左右，另外座面要光滑平整，座面可略向后斜6 左右，一般都要加弹 性垫座，座靠背分肩靠和腰靠两部分，肩靠高度达肩胛骨下角，腰靠 的高度要适合脊柱弯曲和腰曲的高度，两个靠背连在一起，其高度一 般为 1250px 左右，座与靠背的夹角一般为 100110 度，这样人坐上 去以后，靠背和座面与人体背部，臀部，大腿形成的曲线相吻合

15、，使 人有舒适感。17 控制器布置区控制器布置区是指人手（或脚）操作操纵器时，活动最灵活，反应 最灵敏，用力最适宜的空间范围和例行的方位。手动控制器布置区是， 肘不运动时，以肘为圆心，半径=890px的球形区域内，并以肩高的 水平位置上下为最优;肘运动时，上述球形区域半径可扩大到1015px; 躯体不运动时，以肩为圆心，半径为1525px的球形区域内;躯体允许 运动时，上述半径可扩大到1900px。脚动控制器布置区是，当人坐 着操作时，脚踏板不得偏离人体中心线7.5312.5px，脚踏板的高度 不得超过椅面高度 ;若是站立操作，则脚踏板高度不得超过地面 1875px，最佳是高出地面500px或

16、再稍低些。控制器的布置或除考虑 人的运动器官(手、脚等)外，还需注意视觉的要求。18 水平作业区 凡在操作平台上进行的作业，均属于水平作业的范围。这一类作业最多。水平作业区分为正常作业区和最大作业区。正常作业区 (mormalarea)，是指靠近操作者的自然位置范围内，上肢在水平方向 上能够很容易达到的运动范围。而最大作业区(maxinumarea)，则是 指整个上肢在水平面上能够达到的最大运动范围。19 不舒服指数 不舒服指数是指随着气温和湿度的变化，人由于这种变化而产生的一种不舒适的感觉。不舒服指数可用下式计算：干球气温C+湿球气温C X 0.72+40.6一般认为，不舒服指数达到70 以上，一些人稍微感到不舒服;达 到 80 以上，所有的人都开始感到不舒服。20 不安全条件(Unsafecondition)操作人员在进行作业时，一切外界