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1、人类工效学复习要点 主要内容1. 绪论2. 人的因素分析3. 作业过程对人体的影响4. 工作负荷评价5. 人体测量6. 人机界面设计 概述人类工效学的命名及定义人类工效学的起源与发展 人类工效学的研究内容与方法 人类工效学体系及其应用领域 人类工效学与工业设计1.1人类工效学的命名及定义1、学科的命名美国：Human Engineering; Human Factors Engineering 人类工程学或人类因 素工程学。欧洲：Ergonomics人类工程学或工效学。已被国际标准化组织正式采纳，本 义：劳动的规律。International Ergonomics Association：Er
2、gonomics (or human factors) is the scientific discipline concerned with the understanding of interactions among humans and other elements of a system, and the profession that applies theory, principles, data and methods to design in order to optimize human well-being and overall system performance.E
3、rgonomists contribute to the design and evaluation of tasks, jobs, products, environments and systems in order to make them compatible with the needs, abilities and limitations of people.国际工效学会(International Ergonomics Association，IEA)：研究人与系统中 其他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。(2000.8
4、)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。人类工效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。人类工效学是使技术人性化的科学。人一机一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。 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、
5、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1.2 发展与起源人因工程的发展过程基本经历以下几个阶段：1）萌芽阶段：19 世纪，主要是泰勒等人创立的科学管理时期，主要以提高生产效率、人 员选拔培训作为主要研究内容，人机关系中，主要是强调人适应机器。2）初始阶段（一战与二战期间）：这一期间主要围绕如何提高效率。研究的内容包括人的 疲劳研究，人员培训，选拔研究，心理学的研究等。对组织影响生产力的因素进行分 析，研究。3）成长阶段（二战一60年代）：研究人机界面如何有效匹配，对人机系统的研究由人适应 机器到机器设备如何适应人。
6、4）发展阶段（20世纪70年代一至今）：人因工程研究三大趋向：研究领域不断扩大，向 人机环境系统优化方向发展；应用范围越来越广；在高技术领域的特殊作用。1.3 人类工效学的研究内容与方法1、人机工程学的研究内容理论、应用：总体趋势在于应用各国人机工程研究的基本状况i*由于各国学科和工业基础不同，各国人机 工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如:美国侧重工程和人际关系 ；法国侧重劳动生理学； 前苏联注重工程心理学； 保加利亚偏重人体测量； 捷克、印度等注重劳动卫生学 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、
7、组织行为、心理状态等方面的研究。2、人机工程学的研究方法1.5 人机工程学与工业设计1、人机工程学与工业设计的关系(1) 对象人类生产或生活所创造的产物现代生产方式的产物(2) 目标、理念与使用者取得最佳的身、心匹配，摆正颠倒了的人、物主从 关系。(3) 性质创造性的活动人的因素重点与难点分析1. 神经系统的构成及其各其各部分的功能（1）神经组织。神经组织主要由神经细胞（神经元）和神经胶质构成。1）神经元。神经元是一种特殊类型的细胞，在形态上与其他组织细胞很不 相同，是具有突起的细胞，由细胞体和突起组成。神经元根据其特性，可分为传 入神经元、中间神经元及传出神经元，此外，还可按神经元是引起后继
8、单位兴奋 还是抑制而分为兴奋神经元和抑制神经元。神经元具有接受刺激、传递信息和整 合信息的功能。2）神经胶质是神经元的辅助成分。主要由胶质细胞组成，它们从各个方面 包绕神经细胞体及其突起，神经元之间的空间除突触接触处以外，都为胶质细胞 所占领。神经胶质构成网状支架，对神经元起支持、绝缘、营养、防御等作用。（2）神经系统的基本结构1）中枢神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓。脊髓是中枢神经的初级部 分。脊髓有两个功能：一是通过上行和下行神经束，把来自外周感受器的冲动传 至脑，同时把脑发出的冲动传到周围神经；二是实现一些基本的躯体反射和内脏 反射活动，如血管张力反射等。人的大脑两半球，形态相似，相互
9、对称。从功能 上看，一般把左半球称为优势半球。语言、抽象逻辑思维和数学计算等主要是左 半球功能。右半球对空间的感知及对形象的加工能力优于左半球。但划分不是绝 对的，两者也可以互相替代。2）周围神经系统周围神经系统指脑和脊髓以外的神经系统。它包括脊神经和脑神经。脑神 经发自脑干，共12 对，其中包括躯体和内脏的感觉神经纤维，以及支配骨骼和 肌肉的运动神经纤维。人体各部位的功能可分为两类，即躯体性功能和内脏性功能。躯体性功能指 躯体骨骼肌功能和感官活动功能。内脏性功能指内脏活动功能。与此两类功能相 应，神经系统也可分为两类，即躯体性神经系统与植物性神经系统 （与内脏性功 能对应）。2. 感觉系统的
10、主要结构与功能感觉系统主要由视觉系统、听觉系统、平衡觉系统、味觉系统、嗅觉系统和 肤觉系统构成，视觉的主要功能是对周围的事物进行观察和获得信息；听觉的主 要功能是接受外界声波的信息；平衡觉的主要功能是维持机体的平衡；味觉的主 要功能是感觉口腔内可溶性物质的味道；嗅觉的主要功能是对能引起嗅觉的气体 物质的味道；肤觉的主要功能是对触、压、振、温和痛等感觉的感觉。视觉系统： 视觉系统由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动组成。眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为2125mm的球体，其基本构造与照 相机类似。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。视觉机能1.视角与视力 视角：由瞳
11、孔中心到观察对象两端所张开的角度。a =2arctg（D/2L）a 视角；D被看物体上两端点的直线距离；L一眼睛到被看物体的距离。在工业设计中，视角是确定设计可视对象尺寸大小的依据。临界视角：眼睛能分辨被看物体最近两点的视角。（按标准规定，人站在离视力检査表5m远处观看表中第十行“E”字，若 能分辨清楚，视力为10即视力正常，此时的临界视角=1。）视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来 表示。视力=1/能够分辨的最小物体的视角2 视野与视距 视野：眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围,常以角度来表示。（静 视野、注视视野、动视野 ）水平视野（单视野/双视野）:15
12、30特优视区；（物象落在黄斑上）10以内一最优视区；1020瞬息视区；（能在很短的时间内看清物体）2030有效视区；（需集中注意力看） 其余：良好视区。视距：指人在操作系统中正常的观察距离3. 中央视觉和周围视觉 中央视觉（明视觉）视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。 周围视觉（暗视觉）视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。4. 双眼视觉和立体视觉双眼视物：视野范围较大；具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力； 能形成立体视觉。5. 色觉和色视野 色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围。6. 暗适应和明适应（视觉的适应） 人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变化的过程，有暗适应和
13、明适应两种。 见图3-8 根据视觉的明暗适应特征，要求在设计工作面照明时，需使其亮度均匀而 且不产生阴影，否则，眼睛的频繁明暗调节，不仅会增加眼睛的疲劳，而且会 引起错误操作。7、眩光 物体表面产生的刺眼和耀眼的强烈光线，称为眩光。视觉特征1. 疲劳程度：水平优于垂直。2. 视线变化习惯：左右，上下，顺时针。3. 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。4. 观察情况的优先性：左上右上左下右下视区 ,仪表的布置必须考虑这一点。 5. 设计依据：以双眼视野为设计依据。 6 . 接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7. 颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白； 颜色相配时的易辨认顺序：黄 底黑字、黑底白字、蓝
14、底白字、白底黑字、白底红字。 8 、物体的颜色在有色光源的照射下会产生变化，显现的颜色与物体本色， 照射光线的颜色之间的关系有一定规律性。如表B2。 9 、视觉损伤 10 、视觉疲劳3人体活动能源（1）人体活动的直接来源 人的肌肉神经元和其他细胞活动的能源直接来自细胞中的贮能元三磷酸腺苷（ ATP ） 。（2）人体活动的供能系统人体补充 ATP 的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统，即磷酸原（ ATP-CP ）系统、乳酸能系统和有氧化系统。人体活动能源1、ATP-CP 系列（三磷酸腺苷-磷酸肌酸系列 ）：ATP酶ATP+H20 ADP+Pi+29.3KJ/mol 供肌肉CP + ADP A
15、TP + Cr （肌酸）特点：不需氧、非常迅速，为肌肉收缩能量的直接来源CP贮藏量甚微，只能供肌肉活动几秒钟之用 只能满足短暂的剧烈活动之用2、需氧系列： 维持肌肉继续活动的能量主要来自于糖类、脂肪和蛋白质。它们不断分解， 通过氧化磷酸化过程提供能量，供给ATP的再合成，这一过程需要有氧气供应。特点：需氧，速度较慢 生成的能量较多，不产生致疲劳性副产物 能量的产生几乎不受限制 经济、持久，适应长期及中等劳动3、乳酸系列：在大强度活动时，ATP分解非常迅速，氧化磷酸化补充ATP的能力受到氧 气供应的限制，形成ATP的速度不能满足需要。这时，无氧糖酵解开始参与提 供肌肉所需的 ATP。特点：不需氧 能迅速提供较多的能量 大量消耗糖原,产生的乳酸有致疲劳性 产生ATP有限，不经济、也不能持久氧消耗动态变化概念氧需（oxygen demand）劳动一分钟所需要的氧量氧债（oxygen debt）氧需与实际供氧不足的量最大摄氧量（maximum oxygen uptake）血液在一分钟能供应的最大氧量 普通人： 3L； 有锻炼： 4L4. 能量消耗的测
