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1、人机工程概论装备甲装装甲装备人机工程v人机工程学概述v人机工程学的产生与发展v人机工程学的研究内容及方法v装甲装备人机工程研究的主要任务人机工程学概述u 学科的定义u 开展人机工程学研究的必要性v人机工程学概述u 学科的命名u 人机工程学基本概念人机工程学概述u 人机工程学的学科特点美国：人类因素学(Human Factors)、 人因工程学(Human Factors Engineering)、欧洲：工效学(Ergonomics) 日本：人间工学我国：人机工程学、工效学、人-机-环境系统工程等等。 u 学科的命名人机工程学概述u 学科的定义人机工程学概述美美国国人人机机工工程程学学及及应应用
2、用心心理理学学家家A.查查帕帕尼尼斯斯（A.Chapanis）把把它它说说成成“是是在在机机械械设设计计中中，考考虑虑如如何何使使人人获获得得操操作作简简便便而而又又准准确确的的一一门门科学科学”。美美国国人人机机工工程程学学专专家家C.C.伍伍德德（Charles C.Wood）把把它它定定义义为为：设设备备设设计计必必须须适适合合人人的的各各方方面面因因素素，以以便便在在操操作作上上付付出出最最小小的的代价而求得最高效率。代价而求得最高效率。 美美 国国 学学 者者 的的 观观 点点人机工程学概述前苏联的学者将人机工程学定义为：前苏联的学者将人机工程学定义为：是研是研究人再生产过程中的可能
3、性、劳动活动方究人再生产过程中的可能性、劳动活动方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作式、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，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，使人从生理和心理保障劳动人民的健康，使人从生理和心理上得到全面发展的一门学科。上得到全面发展的一门学科。 苏苏 联联 学学 者者 的的 观观 点点人机工程学概述著著名名科科学学家家钱钱学学森森认认为为：“人人机机工工程程是是一一门门非非常常重重要要的的应应用用人人体体科科学学技技术术，它它专专门门研研究究人人和和机机器器的的配配合合，考考虑虑到到人人的的功功能能能能力力，如如何何设设
4、计计机机器器，求求得得人人在在使使用用机机器器时时整个人和机器的效果达到最佳状态。整个人和机器的效果达到最佳状态。”我我 国国 学学 者者 的的 观观 点点人机工程学概述国国 际际 上上 的的 定定 义义国际人机工程学会国际人机工程学会(IEA)的定义为：的定义为：“人机人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖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、人和机器及环境的相互作用，研究在工作、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科康、安
5、全和舒适等问题的学科”。 综上：综上：人机工程学概述从人的生理和心理特点出发，研究人、机、环境相互关系和相互作用规律，优化人-机-环境系统的一门学科。目的在于谋求人-机-环境系统整体的高效率和效益，同时保证人工作的安全、舒适和健康。 u 人机工程学的基本概念狭义的人机系统：将人与所操纵的机器狭义的人机系统：将人与所操纵的机器联系起来，视为一个整体或系统，就称联系起来，视为一个整体或系统，就称为人机系统；为人机系统；人机系统：人机系统：广义的人机系统：指广义的人机系统：指 “ “人人” ” 与他所对与他所对应的应的“物物”共处于同一时间及空间时所共处于同一时间及空间时所构成的系统；构成的系统；“
6、物物”指机器与环境的总指机器与环境的总和。和。人机工程学概述人人机机界界面面是是指指人人机机间间能能相相互互施施加加影影响响的的区区域域 控制系统人机界面工具性人机界面环境性人机界面 如车辆驾驶系统，飞机驾驶系统，调度系统等如维修工具的手柄、乘员服如维修工具的手柄、乘员服装等。装等。如照明、振动、噪声、小气如照明、振动、噪声、小气候条件等候条件等人机界面：人机界面：人机工程学概述在车辆驾驶室人机系统中，在车辆驾驶室人机系统中，显示显示控制系统控制系统属于第一类人机界面，座椅、各种操控手柄属于第一类人机界面，座椅、各种操控手柄属于第二类人机界面，而舱室内空气质量及属于第二类人机界面，而舱室内空气
7、质量及振动、噪声等则属于第三类人机界面。振动、噪声等则属于第三类人机界面。座椅、座椅、振动及噪声会影响乘员对显示控制系统的振动及噪声会影响乘员对显示控制系统的操纵能力，而控制系统设计不合理会恶化作操纵能力，而控制系统设计不合理会恶化作业条件，甚至影响系统安全。业条件，甚至影响系统安全。人机界面：人机界面：人机工程学概述人机工程学概述机宜人机宜人人适机人适机使使机机器器系系统统尽尽量量满满足足使使用用者者的的体体格格、生生理理、心心理理等等条条件件的要求。的要求。 通通过过对对人人的的科科学学训训练练，发发挥挥人人有有一一定定可可塑塑性性的的特特点点。让让人人去去适适应应机机器器的的要要求求，以
8、以保保证人机系统具有最佳工效。证人机系统具有最佳工效。 人机关系：人机关系：u开展人机工程学研究的必要性(1)(1)人类对新技术的探索，促进了人机工程学的发展人类对新技术的探索，促进了人机工程学的发展人机工程学概述(2)(2)重大系统安全事故暴露出的问题重大系统安全事故暴露出的问题 美国三里岛核电站的事故美国三里岛核电站的事故 前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站 人机工程学概述印度博帕尔美国联合碳化物公司印度公司的农药厂发生的有毒化学物质泄漏印度博帕尔美国联合碳化物公司印度公司的农药厂发生的有毒化学物质泄漏 (2)(2)重大系统安全事故暴露出的问题重大系统安全事故暴露出的
9、问题 人机工程学概述(2)(2)重大系统安全事故暴露出的问题重大系统安全事故暴露出的问题 据统计，自汽车发明以来，已有据统计，自汽车发明以来，已有20002000多万人死多万人死于车祸，全世界每年平均于车祸，全世界每年平均3030万人死于交通事故，万人死于交通事故，8080以上是由于人的原因造成的。使得人们认以上是由于人的原因造成的。使得人们认识到仅仅关注车辆本身是不够的，而应该关注识到仅仅关注车辆本身是不够的，而应该关注人机环境系统问题。人机环境系统问题。人机工程学概述(3)(3)激烈的市场竞争，促进了产品的人性化设计激烈的市场竞争，促进了产品的人性化设计 人机工程学概述武武器器装装备备的的
10、性性能能，仅仅仅仅是是一一种种可可能能的的战战斗斗力力，它它的的优优良良性性能能能能否否充充分分发发挥挥出出来来，能能否否将将这这种种可可能能的的战战斗斗力力转转化化为为现现实实的的战战斗斗力力，还还取取决决于于装装备备使使用用者者的的技技术术水水平平、工工作作质质量量和和人人员员与与装装备之间的适应程度。备之间的适应程度。人机工程学概述(4)(4)武器装备综合作战效能的充分发挥武器装备综合作战效能的充分发挥 前前苏苏军军2020世世纪纪9090年年代代初初的的研研究究资资料料表表明明，由由于于忽忽视视了了人人的的能能力力及及与与装装备备之之间间协协调调关关系系，导导致致其其炮炮兵兵武武器器的
11、的战战斗斗效效能能降降低低40%40%；某某些些型型号号防防空空导导弹弹的的战战斗斗效效能能降降低低202030%30%；坦坦克克的的战斗效能降低了战斗效能降低了303035%35% 据据统统计计，美美国国在在第第二二次次世世界界大大战战的的飞飞机机事事故故中中，8080的的事事故故是是由由于于人人机机工工程程方方面面的的原原因因造成的造成的人机工程学概述(4)(4)武器装备综合作战效能的充分发挥武器装备综合作战效能的充分发挥 解放军第解放军第159159医院对某部从事坦克专业干部战士腰医院对某部从事坦克专业干部战士腰痛状况的调查分析结果，在痛状况的调查分析结果，在552552名被名被调查调查
12、的干部战的干部战士中，士中，407407人患有腰痛病人患有腰痛病, ,发病率发病率73.7 %73.7 %。其中驾。其中驾驶员的发病率为驶员的发病率为94.0 %,94.0 %,车长车长42.242.2，炮长，炮长63.063.0，二炮手二炮手89.0%89.0%。驾驶员的发病率远高于大型车辆驾。驾驶员的发病率远高于大型车辆驾驶员驶员56%56%68%68%腰痛发病率。腰痛发病率。 人机工程学概述(4)(4)武器装备综合作战效能的充分发挥武器装备综合作战效能的充分发挥 63C63C装甲输送车装甲输送车 63C废气引射装置工作示意图 63C水上排气口外型人机工程学概述(4)(4)武器装备综合作战
13、效能的充分发挥武器装备综合作战效能的充分发挥 u 人机工程学的学科特点人机工程学概述(1)系统性 现代人机工程学不仅关注系统单个因素或单现代人机工程学不仅关注系统单个因素或单方面的研究，更关注的是从系统总体的来处理人、方面的研究，更关注的是从系统总体的来处理人、机、环境三大因素的关系，谋求人机环境系统总机、环境三大因素的关系，谋求人机环境系统总体的最优化体的最优化 人机工程学概述人机工程学人机工程学 技术科学技术科学工程设计工程设计安全工程安全工程系统工程系统工程机械工程机械工程管理工程管理工程 人人体体科科学学环环境境科科学学生理学生理学心理学心理学劳动卫生学劳动卫生学人体测量学人体测量学人
14、体力学人体力学环境卫生学环境卫生学环境医学环境医学环境心理学环境心理学环境保护学环境保护学环境检测学环境检测学(2)综合性装甲装备人机工程v人机工程学概述v人机工程学的产生与发展v人机工程学的研究内容及方法v装甲装备人机工程研究的主要任务人机工程学的产生与发展u 人机工程学发展历程u 人机工程学的产生v人机工程学的产生与发展u 我国人机工程学发展历程u 我军人机工程学研究现状u 外军人机工程学研究现状人机工程学的产生与发展u 人机工程学的产生起源于欧洲起源于欧洲形成于美国形成于美国 产生背景：产生背景：工业革命的到来,使劳动的复杂程度和负荷发生了很大变化，改革工具、改善劳动条件和提高劳动效率成
15、为了一个迫切问题人机工程学的产生与发展三个发展阶段三个发展阶段经验人机工程阶段经验人机工程阶段 科学人机工程阶段科学人机工程阶段 经验期经验期 创建期创建期 成熟期成熟期现代人机工程阶段现代人机工程阶段u 人机工程学发展历程人机工程学的产生与发展铁锹作业试验铁锹作业试验 （泰勒（泰勒18981898） 砌砖作业试验砌砖作业试验 （吉尔布雷斯夫妇，（吉尔布雷斯夫妇，19111911）(1)(1)经验期经验期( (从工业革命至第二次世界大战之前从工业革命至第二次世界大战之前 ) )特点：研究如何根据职业特点，通过合特点：研究如何根据职业特点，通过合理训练和管理提高人的工作效率，使人理训练和管理提高
16、人的工作效率，使人适应机器。适应机器。u 人机工程学发展历程人机工程学的产生与发展特特点点: :重重视视工工程程设设计计中中“人人的的因因素素”，力求使机器适应于人。，力求使机器适应于人。(2)(2)创建期创建期( (从二次世界大战至从二次世界大战至2020世纪世纪5050年代末年代末) )u 人机工程学发展历程原原因因: :复复杂杂的的武武器器装装备备难难以以操操控控，导导致致事故频繁发生。事故频繁发生。人机工程学的产生与发展u 人机工程学发展历程(3)(3)成熟期（成熟期（2020世纪世纪6060年代以来）年代以来） 研究领域不断扩大研究领域不断扩大 应用的范围越来越广泛应用的范围越来越广
17、泛 在高技术领域中发挥特殊作用在高技术领域中发挥特殊作用 人机工程学的产生与发展稳稳 定定 的的 发发 展展 阶阶 段段起起 步步 阶阶 段段 比比 较较 晚晚十十年年动动乱乱停停滞滞阶阶段段7070年年代代末末8080年年代代初初，人人机机工工程程学学进进入入较较快快的的发发展展时时期期。随随着着我我国国科科学学技技术术的的发发展展和和对对外外开开放放，人人们们逐逐渐渐认认识识到到人人机机工工程程学学研研究究对对国国民民经经济济发发展展的的重重要要性性，在在工工业业、农农业业、林林业业、交交通通运运输输、医医疗疗卫卫生生、以以及及教教育育系系统统等等国国民民经经济济的的各各个个部部门门展展开
18、开了了深深入入而而广广泛泛的的研研究究，由由此此也也促促成成了了本本学学科科与与工工程程技技术术和和相相关关学学科科的的交交叉叉渗渗透透，使使人人机机工工程程学学成成为为国国内内科科坛坛上上一一门门引引人人注注目目的的边缘学科。边缘学科。 6060年年代代初初期期，只只有有中中科科院院、中中国国军军事事科科学学院院等等少少数数单单位位从从事事本本学学科科中中个个别别问问题题的的研研究究，而而且且其其研研究究范范围围也也仅仅限限于于国国防防和和军军事事领领域域，具具体体讲讲也也就就是是局局限在航空航天医学领域。限在航空航天医学领域。u 我国人机工程学发展历程人机工程学的产生与发展国内人机工程学发
19、展大事记：国内人机工程学发展大事记：1981年，陈信、龙升照撰写的论文年，陈信、龙升照撰写的论文人人机机环镜系统工程（学）概论环镜系统工程（学）概论在航天医学在航天医学工程研究所工程研究所论文汇编（三）论文汇编（三）上首次发表，上首次发表，该文于该文于1985年在年在自然杂志自然杂志第一期上公开第一期上公开发表；发表；1984年年10月，国防科工委成立了月，国防科工委成立了“人人机机环境系统工程标准化技术委员会环境系统工程标准化技术委员会”；u 我国人机工程学发展历程人机工程学的产生与发展1986年年5月，国防科工委将月，国防科工委将“武器装备人武器装备人机机环境系统工程研究环境系统工程研究”
20、列为国防科技应用、列为国防科技应用、基础研究重点项目；基础研究重点项目；1987年年4月，国防科工委成立了月，国防科工委成立了“人人机机环境系统工程专业组环境系统工程专业组”；1988年年4月，北京航空航天大学成立了月，北京航空航天大学成立了“人人机机环境系统工程研究所环境系统工程研究所”；u 我国人机工程学发展历程人机工程学的产生与发展u 我国人机工程学发展历程1989年，我国成立了与年，我国成立了与IEA相应的国家一级学术组相应的国家一级学术组织织中国人类功效学学会（中国人类功效学学会（Chinese Ergonomics Society 简称简称CES），下设工效学、人机工程、劳动心），
21、下设工效学、人机工程、劳动心理、安全与环境等专业委员会；理、安全与环境等专业委员会；1993年年10 月，中国系统工程学会月，中国系统工程学会“人人-机机-环境系统环境系统工程专业委员会工程专业委员会”成立，并于北京召开了第一届全国成立，并于北京召开了第一届全国人人-机机-环境系统工程学术会议，出版了我国第一部人环境系统工程学术会议，出版了我国第一部人机工程学方面的论文集机工程学方面的论文集人人-机机-环境系统工程研环境系统工程研究进展（第一卷）究进展（第一卷），其中共收录了，其中共收录了117篇优秀的会篇优秀的会议论文，它全面的反映了人议论文，它全面的反映了人-机机-环境系统工程这门新环境系
22、统工程这门新兴科学在理论和应用方面的最新研究成果。兴科学在理论和应用方面的最新研究成果。人机工程学的产生与发展u 我国人机工程学发展历程 自此以后，我国的人机工程学进入了一个自此以后，我国的人机工程学进入了一个较快的发展时期。较快的发展时期。 人人-机机-环境系统工程研究进展（第一卷）环境系统工程研究进展（第一卷）已经出版了八卷已经出版了八卷,国内越来越多的科研院所国内越来越多的科研院所和科研机构也开展了大量的有关专题的研究和科研机构也开展了大量的有关专题的研究,各类专著犹如雨后春笋般发展起来各类专著犹如雨后春笋般发展起来,人机工程人机工程学作为一门新兴的边缘学科学作为一门新兴的边缘学科,由于
23、其在人们工由于其在人们工作生活中越来越多的作用作生活中越来越多的作用,正被越来越多的人正被越来越多的人们所认可们所认可.u 外军人机工程学研究现状由于武器装备环境试验的重要性，许多国家都建有以环境试验为主的试验场，比较著名的有：美国“阿伯丁试验场”；英国“皇家武器装备研究院”；日本“防卫厅第四研究所”；德国“41号试验场”等等。主要研究方法是通过模拟各种自然环境进行整车的机-环实验。人机工程学的产生与发展u 外军人机工程学研究现状美国军方在二战以后建立了陆军人体工程美国军方在二战以后建立了陆军人体工程实验室，该实验室在长期的实践当中积累实验室，该实验室在长期的实践当中积累了大量人机系统的试验数
24、据和经验，负责了大量人机系统的试验数据和经验，负责美国陆军武器装备的人体工程学评估，它美国陆军武器装备的人体工程学评估，它制定了人体工程学的各项军用标准，如制定了人体工程学的各项军用标准，如MIL-STD-1472。美国国防部专门为武器系。美国国防部专门为武器系统采办过程制定了军用规范统采办过程制定了军用规范MIL-H-46855军用系统、设备和设施的人机工程军用系统、设备和设施的人机工程要求要求，对美军武器装备的发展起到了重，对美军武器装备的发展起到了重要的作用。要的作用。人机工程学的产生与发展u 外军人机工程学研究现状v上述这些工作，对美军武器装备的发展起到了重上述这些工作，对美军武器装备
25、的发展起到了重要的作用。如在美军的主战装备研制中，关于人体要的作用。如在美军的主战装备研制中，关于人体工程学方面的评估项目有数百项，而且贯穿于从研工程学方面的评估项目有数百项，而且贯穿于从研制合同到交付部队使用整个装备发展的各个阶段，制合同到交付部队使用整个装备发展的各个阶段，从而使其主战装备具有良好的人机适应性，极大地从而使其主战装备具有良好的人机适应性，极大地提高了其作战效能。提高了其作战效能。v此外，美军用于人机工程专项研究的投入也是十此外，美军用于人机工程专项研究的投入也是十分可观的，据资料，美陆海空三军和宇航局每年的分可观的，据资料，美陆海空三军和宇航局每年的专项经费接近专项经费接近
26、1500百万美元。充足的经费保证了其百万美元。充足的经费保证了其研究的持续和稳定地发展，从而进一步促进了武器研究的持续和稳定地发展，从而进一步促进了武器装备作战效能的发挥。装备作战效能的发挥。人机工程学的产生与发展虚拟现实技术的大量应用是一种发展趋势虚拟现实技术的大量应用是一种发展趋势人机工程学的产生与发展装甲装备人机工程v人机工程学概述v人机工程学的产生与发展v人机工程学的研究内容及方法v装甲装备人机工程研究的主要任务人机工程学研究内容及方法v人机工程学的研究内容及方法u 人机工程学的学科构成u 人机工程学的研究内容u 人机工程学的研究方法机的特性机的特性人的特性人的特性环境特性环境特性机机
27、- -环特性环特性人人- -环特性环特性人人- -机特性机特性人人- -机机- -环境环境人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的学科构成人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用人的特性研究人的特性研究静止形态参数测量静止形态参数测量活动范围参数测量活动范围参数测量生物力学参数的测量生物力学参数的测量生理学与心理学参数测量生理学与心理学参数测量 人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容静止形态参数测量静止形态参数测量(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)人体测量及应用人体测量及
28、应用从从GB10000GB100008888中国成年人身体尺寸中国成年人身体尺寸可知可知: :中国成年男人人群中，有中国成年男人人群中，有5 5的人身高尺寸的人身高尺寸小于小于1.5431.543米米，9595的人身高尺寸大于此值；有的人身高尺寸大于此值；有9595的的人身高尺寸人身高尺寸小于小于1.7751.775米，米，5 5的人身高尺寸大于的人身高尺寸大于此值。此值。人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容不同人种不仅在身高上有差异，而且在坐高、上肢前伸不同人种不仅在身高上有差异，而且在坐高、上肢前伸长、坐姿下肢长等人体各部位比例尺度上也有差异。长、坐姿下肢长等人体各部位比例尺度
29、上也有差异。几个国家男性人口坐高与身高之比几个国家男性人口坐高与身高之比0.5290.5290.5440.5440.5300.5300.5260.5260.5250.5250.5250.5250.5140.514泰国泰国日本日本中国中国英国英国加拿大加拿大美国美国德国德国(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容活动范围参数测量活动范围参数测量(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用活动范围参数测量活动范围参数测量人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容
30、(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用生物力学参数的测量生物力学参数的测量人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)人体测量及应用人体测量及应用心理学生理学测量心理学生理学测量主要研究人在各种主要研究人在各种情况下，生理负荷情况下，生理负荷和心理负荷的变化和心理负荷的变化规律及其特点规律及其特点两栖装备人机适应性试验研究两栖装备人机适应性试验研究两栖装备人机适应性试验研究两栖装备人机适应性试验研究人机工程学研究内容及方法(2)(2)人的信息传递能力及其规律人的信息传递能力及其规律 u 人
31、机工程学的研究内容主主要要是是研研究究人人接接受受、传传递递、存存贮贮信信息息的的方方式式和和反反馈馈信信息息的的能能力力及及方方式式，为为系系统统的信息显示及控制装置的设计提供依据。的信息显示及控制装置的设计提供依据。人机工程学研究内容及方法(2)(2)人的信息传递能力及其规律人的信息传递能力及其规律 u 人机工程学的研究内容人机工程学研究内容及方法(2)(2)人的信息传递能力及其规律人的信息传递能力及其规律 u 人机工程学的研究内容人机工程学研究内容及方法美美国国空空军军导导弹弹系系统统所所作作的的研研究究表表明明，202053%53%的的系系统统故故障障是是由由人人因因差差错错造造成成的
32、的；据据我我国国空空军军统统计计，因因维维修修不不当当造造成成的的故故障障与与装装备备本本身身产产生生的的故故障障基基本本上上是是1:11:1，也就是说排除一个故障又造成一个故障。也就是说排除一个故障又造成一个故障。(3)(3)人的可靠性人的可靠性 u 人机工程学的研究内容人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容人人- -机特性研究机特性研究(1)(1)信息传递方式和方法信息传递方式和方法 各各种种显显示示信信息息的的配配置置，重重要要和和次次要要信信息息的的区区分分，显显示示信信息息的的排排列列，仪仪表表板板的的位位置等。置等。人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(
33、1)信息传递方式和方法信息传递方式和方法 人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(2)(2)作业条件及舒适性作业条件及舒适性 作作业业姿姿态态分分析析 人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(2)(2)作业条件及舒适性作业条件及舒适性 闭窗驾驶时，乘员坐高(903mm)比空间实有高度(839mm)高出64 mm：乘员的眼位坐高(801 mm)比潜望镜平面高山132mm，致使驾驶员在操作时感到碰头，直不起腰，观察时需要弯腰，乘员不得不长时间以强迫体位姿势进行工作。 u 人机工程学的研究内容(2)(2)作业条件及舒适性作业条件及舒适性 人机工程学研究内容及方法人机工程学研究内容
34、及方法u 人机工程学的研究内容三代主战坦克驾驶舱的空间布局适合欧美人体形体尺寸，不符合我国的人体形体尺寸。50的驾驶员在闭窗驾驶时，头部超出车内空间高度19.6mm;脚踏板难于踏到位,腿的长度偏小140mm。 (2)(2)作业条件及舒适性作业条件及舒适性 人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容操控方式的选择操控方式的选择操控件外形和尺寸操控件外形和尺寸操控件的可达性和可操作性操控件的可达性和可操作性(3)(3)操纵控制技术操纵控制技术 人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容夏季人体舒适温度为夏季人体舒适温度为242433冬季人体舒适温度为冬季人体舒适温度为222222研究表
35、明实际温度与人体温度相差研究表明实际温度与人体温度相差11，即可降低工作效率即可降低工作效率1 1，环境温度为，环境温度为17172323事故率最低，温度越高或越低事故事故率最低，温度越高或越低事故率约大。率约大。人人- -环特性研究环特性研究(1)(1)温度温度人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)温度温度(1)(1)温度温度热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(1)(1)温度温度63装甲输送车行驶两小时后车内外温度地区地区环境温度境温度/车内温度内温度/内外温差内外温差/驾驶员位位载员位位驾驶员位位载员位位杭州杭
36、州36.036.052.052.042.542.516.016.06.56.5苏州州35.235.242.642.642.042.07.47.46.86.8北京北京32.032.040.840.838.038.08.88.86.06.0人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容GB93589规定的高温作业允许作业时间限值1010101042424444151520204040424220203030383840403030404036363838重劳动重劳动/min/min中等劳动中等劳动/min/min温度温度/(1)(1)温度温度人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(2)
37、(2)振动振动人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(3)(3)噪声噪声人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(3) (3) 噪声噪声驾驶员位驾驶员位113.6db(A)db(A)载员舱载员舱 108.8db(A )63C63C输送送车90.5090.50107.2db(A)107.2db(A)63A63A水水陆坦克坦克5 5小小时的的连续暴露引起乘暴露引起乘员暂时性听力性听力损失失107.3107.31.01.0111.5111.52.1db(A)2.1db(A)5959式坦克式坦克影响影响测量量值车型型拖拉机的标准驾驶员位置拖拉机的标准驾驶员位置90db，美军标为，美军
38、标为110 dB，国军标为，国军标为113 dB人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(3)(3)噪声噪声射射击后后发生生暂时性听力下性听力下降，平均听力下降降，平均听力下降7db7db171.5171.5171.8db(P)171.8db(P)63A63A水水陆坦克坦克射射击8 8发后炮后炮弹，引起听，引起听力域力域值下降，但降低幅下降，但降低幅度低于持度低于持续行行驶5 5小小时降降低幅度低幅度166.5166.5182.8db(P)182.8db(P)5959式坦克式坦克影响影响射射击时瞬瞬时噪声噪声车型型人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容(4)(4)空气质量空气
39、质量车内空气质量下降的原因：乘载员呼出的废气；射击后的残留废气发动机废气倒灌泄漏油液的挥发通风条件有限等 排风扇排风扇通风口通风口人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容人人- -机机- -环特性研究环特性研究人机功能分配人机功能分配系统总体性能的分析和评价系统总体性能的分析和评价中中枢枢神神经经感感觉觉器器官官行行动动器器官官机机器器本本体体操操作作部部分分显显示示部部分分接受信息接受信息执行功能执行功能（输入）（输入）（输出）（输出）信息反馈信息反馈人机界面三要素模型人机界面三要素模型人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究内容人人- -机机- -环特性研究环特性研究感觉器官眼
40、感觉器官眼中中枢枢神神经经系系统统眼眼耳耳体体左腿左腿右腿右腿左手左手右手右手执行器官执行器官车车辆辆主主体体仪表仪表灯光灯光操纵部分操纵部分显示部分显示部分离合器离合器制动器制动器油门油门变速杆变速杆操纵杆操纵杆道路、障碍物道路、障碍物信号、标志信号、标志环境信息环境信息警报警报噪音噪音振动振动鼻鼻有毒气体有毒气体微气候微气候车辆人机界面素模型车辆人机界面素模型人机工程学研究内容及方法u 人机工程学的研究方法人机工程学研究内容及方法通过调查的方式，了解被调查人对某些特定通过调查的方式，了解被调查人对某些特定条件或因素的反映、感受，收集他们的意见条件或因素的反映、感受，收集他们的意见采用的方式
41、(1)口头问答法(2)问卷调查法(3)跟踪调查法调查分析法u 人机工程学的研究方法人机工程学研究内容及方法通过调查的方式，了解被调查人对某些特定通过调查的方式，了解被调查人对某些特定条件或因素的反映、感受，收集他们的意见条件或因素的反映、感受，收集他们的意见采用的方式(1)口头问答法(2)问卷调查法(3)跟踪调查法调查分析法u 人机工程学的研究方法人机工程学研究内容及方法调查分析法影响乘员持续作战能力的作业环境限制因素为影响乘员持续作战能力的作业环境限制因素为： 车车 长：长：噪声、高温、疲劳、振动；噪声、高温、疲劳、振动； 驾驶员：驾驶员：高温、疲劳、噪声、废气；高温、疲劳、噪声、废气； 炮
42、炮 手：手：高温、废气、噪声、视野受限；高温、废气、噪声、视野受限； 二炮手：二炮手：噪声、刺激性气味、废气、视野受限噪声、刺激性气味、废气、视野受限 u 人机工程学的研究方法人机工程学研究内容及方法观察分析法通过观察、记录被观察者的行为表现、通过观察、记录被观察者的行为表现、活动规律等，然后进行分析的方法活动规律等，然后进行分析的方法 u 人机工程学的研究方法人机工程学研究内容及方法系统仿真法该方法是通过模型模拟实际系统特该方法是通过模型模拟实际系统特性来研究人机系统特性。性来研究人机系统特性。u 人机工程学的研究方法人机工程学研究内容及方法试验法室内试验一般在专门的人机系统试室内试验一般在
43、专门的人机系统试验台或专项试验台上进行验台或专项试验台上进行室内试验现场试验指在工作现场对机械设备人机系统指在工作现场对机械设备人机系统进行的实地测试和试验。进行的实地测试和试验。装甲装备人机工程v人机工程学概述v人机工程学的产生与发展v人机工程学的研究内容及方法v装甲装备人机工程研究的主要任务装甲装备人机工程主要任务u加强对乘员作业规律的研究，提高人的适应能力u积极探索 努力改善坦克装甲车辆人机工程设计水平v装甲装备人机工程研究的主要任务u不断完善坦克装甲车辆人机工程标准化体系建设装甲装备人机工程主要任务u积极探索 努力改善坦克装甲车辆人机工程设计水平（1） 舱室布局与人机界面 车辆总体方案
44、与舱室布局的关系 防止误操作舱室人机界面装甲装备人机工程主要任务u积极探索 努力改善坦克装甲车辆人机工程设计水平(1)振动和噪声控制( 2 )温 湿 度 控 制(3)空气质量的控制整车减振降噪和局部整车减振降噪和局部减振降噪相结合减振降噪相结合整车空调系统和局部整车空调系统和局部调温措施调温措施车内通风系统、空气车内通风系统、空气净化装置、供养装置净化装置、供养装置措施措施（2） 舱室内微环境 装甲装备人机工程主要任务包括包括: :防止人的失误或误操作的技术防止人的失误或误操作的技术; ;安全保护措施等安全保护措施等u积极探索 努力改善坦克装甲车辆人机工程设计水平（3） 安全与防护 装甲装备人
45、机工程主要任务u加强对乘员作业规律的研究，提高人的适应能力 装甲车辆有害因素及耐受时限研究装甲车辆有害因素及耐受时限研究装甲车辆有害因素及耐受时限研究装甲车辆有害因素及耐受时限研究坦克乘员持续作战能力冬季21611分钟，夏季1448分钟；乘员的生理心理反应和疲劳程度随行车距离呈增长趋势，驾驶员(体力负荷为主) 增加幅度明显高于车长(脑力负荷为主)的增加幅度，疲劳程度呈非线性增加，主要表现是力量下降、心率增加坦克持续行驶2745分钟时，30的车长出现恶心、呕吐等现象。原因振动和废气倒灌装甲装备人机工程主要任务u加强对乘员作业规律的研究，提高人的适应能力影影响响乘乘员员持持续续战战斗斗力力的的因因
46、素素担担负负的的任任务务技技 术术 水水 平平 人人员员的的素素质质 训训 练练 水水 平平使使 用用 环环 境境 车车辆辆的的类类型型有研究资料表明，占驾驶员有研究资料表明，占驾驶员3.9%3.9%的人，引发的交通事故的人，引发的交通事故却占事故总数的却占事故总数的36.4%36.4%。装甲装备人机工程主要任务u加强对乘员作业规律的研究，提高人的适应能力高原环境下行军乘员生理、心理状况高原环境下行军乘员生理、心理状况高原环境下行军乘员生理、心理状况高原环境下行军乘员生理、心理状况的参数测量与分析研究的参数测量与分析研究的参数测量与分析研究的参数测量与分析研究海拔高度海拔高度3000m以下，对
47、乘员以下，对乘员工作能力影响不显著；工作能力影响不显著；3000m以上，乘员会感到呼吸困难，以上，乘员会感到呼吸困难，心跳增快，头昏脑胀、恶心等。心跳增快，头昏脑胀、恶心等。影影响响乘乘员员持持续续战战斗斗力力的的因因素素担担负负的的任任务务技技 术术 水水 平平 人人员员的的素素质质 训训 练练 水水 平平使使 用用 环环 境境 车车辆辆的的类类型型装甲装备人机工程主要任务u不断完善坦克装甲车辆人机工程标准化体系建设美国国防部专门为武器系统采办过程制定美国国防部专门为武器系统采办过程制定美国国防部专门为武器系统采办过程制定美国国防部专门为武器系统采办过程制定了军用标准了军用标准了军用标准了军
48、用标准MIL-H-46855BMIL-H-46855BMIL-H-46855BMIL-H-46855B军用系统、军用系统、军用系统、军用系统、设备和设施的人机工程要求设备和设施的人机工程要求设备和设施的人机工程要求设备和设施的人机工程要求和和和和DoDDoDDoDDoDHDBKHDBKHDBKHDBK763763763763人机工程实施程序指南人机工程实施程序指南人机工程实施程序指南人机工程实施程序指南装甲装备人机工程主要任务u不断完善坦克装甲车辆人机工程标准化体系建设(1)体系不完善 材材料料及及制制品品各专业国家军用标准的数量0 010010020020030030040040050050
49、060060070070080080090090010001000飞飞机机系系统统电电子子系系统统导导弹弹系系统统武武器器系系统统舰舰船船系系统统航航天天系系统统车车辆辆系系统统后后勤勤系系统统特特种种装装备备电电子子元元器器件件通通用用基基础础特特种种零零部部件件装甲装备人机工程主要任务u不断完善坦克装甲车辆人机工程标准化体系建设(1)体系不完善 标准归类标准归类列入体系的标准数列入体系的标准数未未制定制定数数总体要求方面总体要求方面21人员选拔、作业耐人员选拔、作业耐受时限方面受时限方面32人机系统方面人机系统方面54人环人环系统方面系统方面103试验规范方面试验规范方面177装甲装备人机
50、工程主要任务(2)一些标准修订不及时 GJB183593装甲车辆人-机-环境系统总体设计要求中的人体数据是1983年提出的，20多年未修改过 u不断完善坦克装甲车辆人机工程标准化体系建设测测 量量对对 象象装甲车辆装甲车辆乘乘 员员中中 国国成年人成年人坦坦 克克乘乘 员员坦坦 克克乘乘 员员装甲车辆装甲车辆驾驶员驾驶员测量年份测量年份1983198319881988198919891992199220042004测量人数测量人数183518355295291251252121身高（身高（mmmm）168046.8 168046.8 1686 1686 169842.5169842.516921692 42.542.517121712 坐坐高（高（mmmm）903903 27.3 27.3910910 914914 27.2 27.2915915 23.7 23.7926926 坐姿眼高坐姿眼高（mmmm）801801 28.1 28.1801801 814814 27.2 27.2810810 24.2 24.2811811 不同年份人体静态尺寸变化情况不同年份人体静态尺寸变化情况u不断完善坦克装甲车辆人机工程标准化体系建设装甲装备人机工程主要任务(2)一些标准修订不及时 讲完了！谢谢！讲完了！谢谢！讲完了！谢谢！讲完了！谢谢！装甲装备人机工程
