人机工程概述

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1、课程说明课程说明学时安排学时安排学时安排学时安排理论教学理论教学理论教学理论教学实践教学实践教学实践教学实践教学课程提高课程提高课程提高课程提高工业工程：工业工程：3434课时课时+1+1周实验与复习周实验与复习工业设计：工业设计：3232课时课时+16+16课时实验课时实验工业工程：闭卷考试工业工程：闭卷考试工业设计：闭卷考试工业设计：闭卷考试工业工程：实验工业工程：实验+ +撰写实验报告撰写实验报告工业设计：实验工业设计：实验+ +撰写实验报告撰写实验报告工业工程：课程大作业（设计或论文）工业工程：课程大作业（设计或论文）工业设计：工业设计：2 2周课程设计周课程设计湖南科技大学工业工程系

2、1课程主要内容课程主要内容2、人体尺寸（人体测量学） 13、人体机能及其特征 24、人的作业效能与作业疲劳 25、作业岗位与作业空间设计 2人因工程人因工程1、人机工程概述 27、操纵装置设计 16、显示装置设计 18、工作台椅与用具设计 1湖南科技大学工业工程系2课程主要内容课程主要内容10、作业环境设计 211、人机系统设计 112、人机系统分析与评价 113、人机工程学应用实例 0人因工程人因工程9、事故分析与安全设计 115、人机工程实验 214、人机工程学大作业 016、总复习 1湖南科技大学工业工程系3第一章人机工程学概述4 4课时课时4本章内容本章内容人机工程学的命名及定义人机工

3、程学的命名及定义一一人机工程学的起源与发展人机工程学的起源与发展二二三三人机工程学的研究内容与应用领域人机工程学的研究内容与应用领域四四人机工程学与其他学科的关系人机工程学与其他学科的关系湖南科技大学工业工程系5本章内容本章内容九九五五人机工程学的研究方法和步骤人机工程学的研究方法和步骤六六人机工程学研究应人机工程学研究应注意的问题注意的问题人机系统与人机界面简介人机系统与人机界面简介七七人机工程学标准与软件简介人机工程学标准与软件简介八八六六五五湖南科技大学工业工程系6 1 1、命名、命名 2 2、定义、定义定义的广泛定义的广泛性性命名的多样命名的多样性性湖南科技大学工业工程系71 1、人机

4、工程学命名、人机工程学命名v欧洲：欧洲：ErgoErgonomics nomics 工效学。工效学。v美国：美国：Human Factors ; Human Factors Engineering; Human Factors ; Human Factors Engineering; Engineering PsychologyEngineering Psychology 人因工程学人因工程学, , 人类因素学人类因素学 。v前苏联：前苏联：工程心理学；工程心理学；v日本日本: :人间工学；人间工学；v其他：其他：人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控人体工程学；人机工程学；人类工效学；人

5、机控制学；宜人学等。制学；宜人学等。v国内：国内：人机工程学、人体工程学、工程心理学、人类工人机工程学、人体工程学、工程心理学、人类工效学、人类工程学、人的因素等。效学、人类工程学、人的因素等。v近几年使用人因工程学和人类工效学命名的较多，近几年使用人因工程学和人类工效学命名的较多，工业工业工程工程重点在强调重视人的因素的作用，故使用重点在强调重视人的因素的作用，故使用人因工程人因工程这一课程名称。这一课程名称。湖南科技大学工业工程系82 2、人机工程学定义、人机工程学定义W E W E WoodsonWoodson 对人的知觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其布对人的知觉显示、操纵控制、人机

6、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和作业时感到安全和舒适。得最高的效率和作业时感到安全和舒适。前苏联学者前苏联学者 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。上和心理上都得到全面发展的一门学科。国际人体工程学会国际人体工程学会(In

7、ternational (International Ergonomics Ergonomics AssociationAssociation） 研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学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、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、在工作、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。安全和舒适等问题的学科。美国美国查理斯查理斯. .伍德伍德 设备的设计适合人的各方面因素，以便在操作上付出设备的设计适合人的各方面因素，以便在操作

8、上付出最小代价二求得高效率。最小代价二求得高效率。湖南科技大学工业工程系92 2、人机工程学定义、人机工程学定义美国美国. .查伯尼斯查伯尼斯 在机械设计中考虑如何使人获得操作简便而又准确的在机械设计中考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门科学。一门科学。中国企业百科中国企业百科全书全书 研究人和机器、环境的相互作用机器合理结合，使设研究人和机器、环境的相互作用机器合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理心理特点，达到在生计的机器和环境系统适合人的生理心理特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。人因工程人因工程 基于对人、机器、技术和相关环

9、境的深入研究，发基于对人、机器、技术和相关环境的深入研究，发现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特征，现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特征，通过对于工具（用具）、机器（设施）、系统、任务和通过对于工具（用具）、机器（设施）、系统、任务和环境进行合理设计、以提高生产（包括日常生活）活动环境进行合理设计、以提高生产（包括日常生活）活动的效率、安全性、健康性、舒适性和有效性的一门工程的效率、安全性、健康性、舒适性和有效性的一门工程技术科学。技术科学。本课程：本课程： 国际：国际：研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及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

10、据和方法来设计以达到优化人应用相关理论、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。类和系统效能的学科。 我国：我国：用以设计使操纵者能发挥最大效能的机器、仪器用以设计使操纵者能发挥最大效能的机器、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。 简单定义：简单定义：按照人的特性设计和改善人按照人的特性设计和改善人机机环境系统的科学。环境系统的科学。湖南科技大学工业工程系102 2、人机工程学定义、人机工程学定义v （1 1）研究对象：人与广义环境的关系；）研究对象：人与广义环境的关系；v人人指操作者或使用者指操作者或使用者; ;v机机

11、泛指人操作或使用的物，可以是机器，也泛指人操作或使用的物，可以是机器，也可以是用具、工具或设施、设备等可以是用具、工具或设施、设备等; ;v环境环境是指人、机所处的周围环境，如作业场是指人、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所和空间、物理化学环境和社会环境等; ;v人人机机环境系统环境系统是指由共处于同一时间和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。境所构成的系统。湖南科技大学工业工程系11对定义的理解：对定义的理解：（2 2）研究重点：人类以及在工作和日常生活中所）研究重点：人类以及在

12、工作和日常生活中所用到的产品、设备、设施、程序与环境之间的相用到的产品、设备、设施、程序与环境之间的相互关系。互关系。（3 3）研究目标：）研究目标： 提高工作效率和质量，如简化操作、增加提高工作效率和质量，如简化操作、增加准确性等。准确性等。 为了满足人们的价值需要，如提高安全性、为了满足人们的价值需要，如提高安全性、减少疲劳和压力、增加舒适感、获得用户认可、减少疲劳和压力、增加舒适感、获得用户认可、增加工作的满意度和改善生活质量。增加工作的满意度和改善生活质量。湖南科技大学工业工程系12对定义的理解：对定义的理解：v（4 4）研究方法：）研究方法： 对人的能力、限制、特点、行为和动机等对人

13、的能力、限制、特点、行为和动机等相关信息进行系统研究，并将之用于产品、操作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。程序及使用环境的设计。湖南科技大学工业工程系13 1 1、世界人机工程学的发展、世界人机工程学的发展 ( (人机工程学发展三阶段说人机工程学发展三阶段说) ) 2 2、我国人机工程学的发展、我国人机工程学的发展 3 3、人机工程学产生的根源、人机工程学产生的根源湖南科技大学工业工程系14二、人机工程学的起源与发展二、人机工程学的起源与发展1 1、世世界界人人机机工工程程学学的的发发展展人机工程学的萌芽阶段人机工程学的萌芽阶段人机工程学的诞生（人机工程学的诞生

14、（1945-19601945-1960年）年） 人机工程学的成长阶段（人机工程学的成长阶段（1860-19801860-1980年）年） 计算机、灾难和诉讼（计算机、灾难和诉讼（1980198019901990年）年）原始时期原始时期 原始的人机关系原始的人机关系 人机工程学的普及和进一步发展（人机工程学的普及和进一步发展（19901990以后）以后）湖南科技大学工业工程系15原始时期原始时期 原始的人机关系原始的人机关系早在石器时代，人类就学会选择石块打制成可供敲、早在石器时代，人类就学会选择石块打制成可供敲、砸、刮、割的各种工具，从而产生了原始的人机关系。砸、刮、割的各种工具，从而产生了原

15、始的人机关系。湖南科技大学工业工程系16人机工程的萌芽阶段人机工程的萌芽阶段 从从1919世纪末到世纪末到2020世纪世纪4040年代，人们开始采用年代，人们开始采用科学的方法科学的方法研究人的能力与其所使用的工具之间研究人的能力与其所使用的工具之间的关系的关系，从而进入了有意识地研究人机关系的新，从而进入了有意识地研究人机关系的新阶段。阶段。F W Taylor铁锹研究铁锹研究F B Gilbreth & L M Gilbreth砌砖砌砖研究研究H Munsterberg心理学与工作效率心理学与工作效率 “工业心理学之父工业心理学之父”芒斯特伯格芒斯特伯格 霍桑实验霍桑实验湖南科技大学工业工

16、程系17人机工程学的诞生（人机工程学的诞生（1945-19601945-1960年年 ）v19451945年年 美国陆军和空军美国陆军和空军 “ “工程心里学实验室工程心里学实验室”v19491949年年 英国英国 工效学研究学会工效学研究学会v 应用试验心理学：工程和设计中的人因素应用试验心理学：工程和设计中的人因素v19541954年年 伍德森伍德森 v 设备设计中的人类工程学导论设备设计中的人类工程学导论v19571957年年 英国英国 工效学工效学(Ergonomic)(Ergonomic)开始发行开始发行v 美国：工程心理学学会美国：工程心理学学会v 苏联：苏联：v19591959年

17、年 国际人类工效学学会成立国际人类工效学学会成立v 人因工程职业出现人因工程职业出现湖南科技大学工业工程系18人机工程学的成长阶段（人机工程学的成长阶段（1960-19801960-1980年）年）v研究领域不断扩大研究领域不断扩大v开始由军事工业演变到太空计划的重要部分，到开始由军事工业演变到太空计划的重要部分，到19801980年全美会员超过了年全美会员超过了30003000人，许多生产药品、人，许多生产药品、计算机、汽车和其他消费品的公司也成立了人因计算机、汽车和其他消费品的公司也成立了人因工程小组。工业界开始承认人因工程学对于工作工程小组。工业界开始承认人因工程学对于工作地和产品制造的

18、重要作用和巨大贡献。地和产品制造的重要作用和巨大贡献。v对于大众来说仍然很陌生。对于大众来说仍然很陌生。湖南科技大学工业工程系19计算机、灾难和诉讼（计算机、灾难和诉讼（1980199019801990年）年）v人因工程学继续成长人因工程学继续成长v美国三哩岛核电站于美国三哩岛核电站于19791979年年3 3月发生的核泄漏事故。由二号堆的二回路月发生的核泄漏事故。由二号堆的二回路冷凝水泵故障引起。事故发生后，卸压箱的安全隔膜破裂，导致放射冷凝水泵故障引起。事故发生后，卸压箱的安全隔膜破裂，导致放射性气体和气溶胶向外释放。终因受防护外壳的阻挡，逸出的放射性物性气体和气溶胶向外释放。终因受防护外

19、壳的阻挡，逸出的放射性物质较少，没造成人员死亡，但经济损失超过十亿美元。质较少，没造成人员死亡，但经济损失超过十亿美元。v19841984年年 印度印度Bhopal(Bhopal(博帕尔）化工厂有毒物质泄漏，造成博帕尔）化工厂有毒物质泄漏，造成40004000人死亡，人死亡，200000200000人受伤。人受伤。v19861986年年 苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件和大火，苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件和大火，300300余人死亡，大量余人死亡，大量人员遭核辐射，百万平方公里土地被污染。人员遭核辐射，百万平方公里土地被污染。v19891989年年 美国美国Philips PetroleumPhi

20、lips Petroleum塑料厂爆炸，相当于塑料厂爆炸，相当于10t10t的的TNT,23TNT,23死亡，死亡，100100多人受伤，美国商业保险公司赔款多人受伤，美国商业保险公司赔款1.51.5亿美元。亿美元。v不恰当的人因设计是主因。不恰当的人因设计是主因。设计缺陷、指令失效设计缺陷、指令失效v人的因素的重视不够都是每个事故的重要原因人的因素的重视不够都是每个事故的重要原因湖南科技大学工业工程系20人因工程学的普及和进一步发展（人因工程学的普及和进一步发展（19901990以后）以后）v许多国家都成立了自己的人因工程学组织。许多国家都成立了自己的人因工程学组织。v人因工程学的研究领域渗

21、透到了我们生活中的每人因工程学的研究领域渗透到了我们生活中的每一个角落一个角落v新技术的兴起为人因工程学的发展提出了新的挑新技术的兴起为人因工程学的发展提出了新的挑战，在高科技领域中发挥特殊作用。战，在高科技领域中发挥特殊作用。湖南科技大学工业工程系21 人机工程学发展的三阶段说人机工程学发展的三阶段说v经验人机工程学：经验人机工程学： 人如何适应机器（二战前）人如何适应机器（二战前）v科学人机工程学：科学人机工程学： 机器如何适应人（二战机器如何适应人（二战20C50Y20C50Y）v现代人机工程学：现代人机工程学： 人机环境的协调人机环境的协调(20C60Y(20C60Y今今) )湖南科技

22、大学工业工程系22练习题：练习题：v人机工程学的发展大致经历了这样的一个过程，人机工程学的发展大致经历了这样的一个过程，即：即： A A以人类为中心以人类为中心以机械为中心以机械为中心人机系人机系统环境协调统环境协调以系统为中心以系统为中心 B B以机械为中心以机械为中心以系统为中心以系统为中心以人类以人类为中心为中心人机系统环境协调人机系统环境协调 C C以机械为中心以机械为中心以人类为中心以人类为中心以系统以系统为中心为中心人机系统环境协调人机系统环境协调 D D以人类为中心以人类为中心以系统为中心以系统为中心人机系人机系统环境协调机械中心统环境协调机械中心以机械为中心以机械为中心 湖南科

23、技大学工业工程系232 2、人机工程学在我国的发展、人机工程学在我国的发展 中中国国最最早早开开展展工工作作效效率率研研究究的的是是心心理理学学家家。2020世世纪纪3030年年代代，清清华华大大学学开开设设了了工工业业心心理理学学课课程程，19351935年年，陈陈立立先先生生出出版版了了“工工业业心心理理学学概概观观”，这这是是我我国国最最早早系系统统介介绍绍工工业心理学的著作。业心理学的著作。 新新中中国国成成立立后后，中中国国科科学学院院心心理理研研究究所所和和杭杭州州大大学学的的心心理理学学家家开开展展了了操操作作合合理理化化、技技术术革革新新、事事故故分分析析、职职工工培训等劳动心

24、理学研究。培训等劳动心理学研究。 在在2020世纪世纪6060年代初、一部分心理学工作者转向人机关年代初、一部分心理学工作者转向人机关系问题的研究，如铁路灯光信号显示、电站控制室信号显系问题的研究，如铁路灯光信号显示、电站控制室信号显示、仪表表盘设计、航空照明和坐舱仪表显示等工程心理示、仪表表盘设计、航空照明和坐舱仪表显示等工程心理学研究，取得了可喜成果。学研究，取得了可喜成果。 “ “文化大革命文化大革命”使许多研究陷于停顿。使许多研究陷于停顿。7070年代后期，年代后期，一些研究单位和大学，成立了工效学或工程心理学研究机一些研究单位和大学，成立了工效学或工程心理学研究机构。构。湖南科技大学

25、工业工程系242 2、人机工程学在我国的发展、人机工程学在我国的发展 19801980年年5 5月月成成立立了了中中国国人人类类工工效效学学标标准准化化技技术术委委员员会会和和中中国心理学会工业心理学专业委员会。国心理学会工业心理学专业委员会。 19841984年年国国防防科科工工委委还还成成立立了了军军用用人人机机环环境境系系统统工工程程标标准化技术委员会。准化技术委员会。 19821982年年在在日日本本东东京京举举行行第第八八次次国国际际人人机机工工程程会会议议，我我国国第第一次派人参加。一次派人参加。 2020世世纪纪8080年年代代末末，我我国国已已有有几几十十所所高高等等学学校校和

26、和研研究究单单位位开开展展了了人人因因工工程程学学研研究究和和人人才才培培养养工工作作。许许多多大大学学在在应应用用性性学学科科开设了有关人因工程学方面的课程。开设了有关人因工程学方面的课程。 19891989年年6 6月月29-3029-30日日在在上上海海同同济济大大学学召召开开了了全全国国性性学学科科成成立立大会，定名为中国人类工效学学会。大会，定名为中国人类工效学学会。 19911991年年1 1月成为月成为国际人类工效学协会国际人类工效学协会正式成员正式成员 19951995年年创创办办了了人人类类工工效效学学杂杂志志。中中国国人人类类工工效效学学学学会会、安徽三联事故预防研究所。安

27、徽三联事故预防研究所。湖南科技大学工业工程系252 2、人机工程学在我国的发展、人机工程学在我国的发展中国人类工效学学会中国人类工效学学会登记证号登记证号人机工程专业委员会人机工程专业委员会3915-13915-1认知工效学专业委员会认知工效学专业委员会3915-23915-2生物力学专业委员会生物力学专业委员会3915-33915-3管理工效学专业委员会管理工效学专业委员会3915-43915-4安全与环境工效学专业委员会安全与环境工效学专业委员会3915-53915-5工效学标准化委员会工效学标准化委员会3915-63915-6湖南科技大学工业工程系263 3、人机工程学产生的根源、人机工

28、程学产生的根源 研究工具和技术中人的研究工具和技术中人的因素是人机工程发展的起因。因素是人机工程发展的起因。强烈追求：强烈追求：v高效率（有效）高效率（有效）v可靠性可靠性v安全性安全性 v健康性健康性v环境舒适性。环境舒适性。满意度满意度幸福感幸福感尊严尊严湖南科技大学工业工程系27追求：追求：降温措施降温措施降温措施降温措施手工手工电动电动空气温度条件空气温度条件健康、环保、健康、环保、低碳低碳芭蕉扇芭蕉扇电扇电扇空调空调绿色空调绿色空调舒适性、健康性舒适性、健康性湖南科技大学工业工程系28学习工具学习工具学习工具学习工具石刻、石刻、甲骨甲骨竹简、竹简、动物皮动物皮纸张纸张电子文档、电子文

29、档、电纸书电纸书易获得性易获得性追求：追求：湖南科技大学工业工程系29追求：追求：机械制造机械制造机械制造机械制造手工手工高效、安全高效、安全机械机械器具器具机器机器设备设备数控数控机床机床智能加智能加工系统工系统湖南科技大学工业工程系30人机工程学产生的根源？人机工程学产生的根源？v人机工程发展的重要原因：人机工程发展的重要原因：重视技术发展而不重视人的重视技术发展而不重视人的因素；因素； 工具的发明、机器的发明、战争的推动工具的发明、机器的发明、战争的推动v强化研究的原因：强化研究的原因：人机环境不协调人机环境不协调；v根本目的：高效率、可靠性、安全性根本目的：高效率、可靠性、安全性 、环

30、境舒适性。、环境舒适性。v与招商引资一样：重视项目与招商引资一样：重视项目- -重视技术重视技术- -重视（可持续）重视（可持续）发展发展湖南科技大学工业工程系31 1 1、研究内容、研究内容 2 2、应用领域、应用领域 湖南科技大学工业工程系32三、人机工程学的研究内容与应用领域三、人机工程学的研究内容与应用领域 人人机机工工程程学学的的研研究究包包括括理理论论和和应应用用研研究究两两个个方方面面。但但学学科科研研究究的的总总趋趋势势还还是是侧侧重重应应用用。其其主主要要内内容容可可概概括括为为以以下下8 8个个方面：方面： (1)(1)研研究究人人的的生生理理与与心心理理特特性性。人人机机

31、工工程程学学系系统统地地研研究究人人体体特特性性，如如人人的的感感知知特特性性、信信息息加加工工能能力力、传传递递反反应应特特性性；人人的的工工作作负负荷荷与与效效能能、疲疲劳劳；人人体体尺尺寸寸、人人体体力力量量、人人体体活活动动范范围；人的决策过程、影响效率和人为失误的因素等。围；人的决策过程、影响效率和人为失误的因素等。 (2)(2)研研究究人人机机系系统统总总体体设设计计。人人机机系系统统的的效效能能取取决决于于它它的的总总体体设设计计。系系统统设设计计的的基基本本问问题题是是人人与与机机器器之之间间的的分分工工以以及及人人与机器之间如何有效地进行信息交流等问题。与机器之间如何有效地进

32、行信息交流等问题。1、研究内容、研究内容湖南科技大学工业工程系33 (3) (3)研究人机界面设计。在人机系统中，人与机相互作用研究人机界面设计。在人机系统中，人与机相互作用的过程就是利用人机界面上的显示器与控制器，实现人与机的过程就是利用人机界面上的显示器与控制器，实现人与机的信息交换的过程。研究人机界面的组成并使其优化匹配，的信息交换的过程。研究人机界面的组成并使其优化匹配，产品就会在功能、质量、可靠性、造型及外观等方面得到改产品就会在功能、质量、可靠性、造型及外观等方面得到改进和提高，也会增加产品的技术含量和附加值。进和提高，也会增加产品的技术含量和附加值。 (4)(4)研究工作场所设计

33、和改善。工作场所设计包括工作场研究工作场所设计和改善。工作场所设计包括工作场所总体布置、工作台或操纵台与座椅设计、工作条件设计等。所总体布置、工作台或操纵台与座椅设计、工作条件设计等。 三、人因工程学的研究内容与应用领域三、人因工程学的研究内容与应用领域 湖南科技大学工业工程系34三、人机工程学的研究内容与应用领域三、人机工程学的研究内容与应用领域 (5)(5)研究工作环境及其改善。作业环境包括一般工作环境，研究工作环境及其改善。作业环境包括一般工作环境，如照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘和有害如照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘和有害气体等，也包括高空、深水、地下、加速

34、、减速、高温、低气体等，也包括高空、深水、地下、加速、减速、高温、低温及辐射等特殊工作环境。温及辐射等特殊工作环境。 (6)(6)研究作业方法及其改善。人机工程学主要研究人从事研究作业方法及其改善。人机工程学主要研究人从事体力作业、技能作业和脑力作业时的生理与心理反应、工作体力作业、技能作业和脑力作业时的生理与心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及能量消耗、能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及能量消耗、工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法；研究适宜作工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法；研究适宜作业的人机界面等等。业的人机界面等等。 湖南科技大学工业工程系35三

35、、人机工程学的研究内容与应用领域三、人机工程学的研究内容与应用领域 (7) (7)研究系统的安全性和可靠性。人机工程研究系统的安全性和可靠性。人机工程研究人为失误的特征和规律，人的可靠性和安全研究人为失误的特征和规律，人的可靠性和安全性，找出导致人为失误的各种因素，以改进人性，找出导致人为失误的各种因素，以改进人机机环境系统，通过主观和客观因素的相互补充环境系统，通过主观和客观因素的相互补充和协调，克服不安全因素，搞好系统安全管理工和协调，克服不安全因素，搞好系统安全管理工作。作。 (8)(8)研究组织与管理的效率。人机工程学要研研究组织与管理的效率。人机工程学要研究人的决策行为模式；研究如何

36、改进生产或服务究人的决策行为模式；研究如何改进生产或服务流程；研究组织形式与组织界面，便于员工参与流程；研究组织形式与组织界面，便于员工参与管理和决策，使员工行为与组织目标相适应等。管理和决策，使员工行为与组织目标相适应等。 湖南科技大学工业工程系362 2、应用领域、应用领域 人机工程学的应用涉及非常广泛的领域。人机工程学的应用涉及非常广泛的领域。与人直接有关的应用领域概括为机具、作业、环与人直接有关的应用领域概括为机具、作业、环境和管理等几大类。境和管理等几大类。 （1 1）产品和器具设计与改进；）产品和器具设计与改进； （2 2）作业设计与改进；）作业设计与改进； （3 3）环境设计与改

37、进；）环境设计与改进； （4 4）管理设计与改进。）管理设计与改进。 在项目的最初设计中必须尽可能充分考虑人的因素。在项目的最初设计中必须尽可能充分考虑人的因素。 湖南科技大学工业工程系37表表1-1 1-1 人机工程学的应用领域及示例人机工程学的应用领域及示例对对 象象示示 例例机机具具机机 械械汽车、火车、飞机、宇宙飞船、船舶、起重机、农用机械、工作机械、汽车、火车、飞机、宇宙飞船、船舶、起重机、农用机械、工作机械、计算机、医疗器械、家用电器、运动与健身器械、摩托车、自行车、售计算机、医疗器械、家用电器、运动与健身器械、摩托车、自行车、售货机、取款机、检票机等货机、取款机、检票机等器器 具

38、具工具、电话、电传、办公用具、软件、家具、清扫工具、卫生用具、厨工具、电话、电传、办公用具、软件、家具、清扫工具、卫生用具、厨房用具、防护用具、文具、玩具、书刊、广告、媒体、标志、标牌、包房用具、防护用具、文具、玩具、书刊、广告、媒体、标志、标牌、包装用品、说明书等装用品、说明书等设备与设施设备与设施工厂、车间、成套设备、监控中心、军事系统、机场、码头、车站、道工厂、车间、成套设备、监控中心、军事系统、机场、码头、车站、道路系统、城市设施、住宅设施、无障碍设施、旅游与休闲设施、安全与路系统、城市设施、住宅设施、无障碍设施、旅游与休闲设施、安全与防火设施、核能设施、场馆等防火设施、核能设施、场馆

39、等被被 服服服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽、工作靴等服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽、工作靴等作作业业作业方法、作作业方法、作业姿势、工具业姿势、工具选择与放置等选择与放置等 生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、维修作业、计生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、维修作业、计算机操作、办公室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、算机操作、办公室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、女工作业：高龄人与残疾人作业，以及学习、训练、运动、康复等活动女工作业：高龄人与残疾人作业，以及学习、训练、运动、康复等活动环环境境照明、噪声、照明、噪声、微气候、空气微

40、气候、空气污染等污染等工厂、车间、控制中心、计算室、操纵室、驾驶室、检验室、办公室、工厂、车间、控制中心、计算室、操纵室、驾驶室、检验室、办公室、车箱、船舱、机舱、住宅、医院、学校、商店、地铁、车箱、船舱、机舱、住宅、医院、学校、商店、地铁、 候车室、会议候车室、会议室、业务与交易厅、餐厅、各种场馆及公共场所等室、业务与交易厅、餐厅、各种场馆及公共场所等 管管理理人与组织、人与组织、 设备、信息、设备、信息、技术、职能、技术、职能、模式等模式等业务流程再造、生产与服务过程优化、组织结构与部门界面管理、管理业务流程再造、生产与服务过程优化、组织结构与部门界面管理、管理运作模式、决策行为模式、参与

41、管理制度、企业文化建设、管理信息系运作模式、决策行为模式、参与管理制度、企业文化建设、管理信息系统、计算机集成制造系统统、计算机集成制造系统(CIMS)(CIMS)、程序与标准、沟通方式、人事制度、程序与标准、沟通方式、人事制度、激励机制、人员选拔与培训、安全管理、技术创新、激励机制、人员选拔与培训、安全管理、技术创新、CICI策划等策划等湖南科技大学工业工程系38四、四、 人机工程学和其他学科关系人机工程学和其他学科关系Text人体科学人体科学生理学生理学心理学心理学人体测量学人体测量学生物力学生物力学劳动卫生学劳动卫生学环境科学环境科学环境保护学环境保护学环境医学环境医学环境心理学环境心理

42、学环境检测学环境检测学微气候微气候噪声噪声照明照明空气环境空气环境Text工程科学工程科学工业工程、工业设计工业工程、工业设计管理工程管理工程安全工程安全工程人机人机工程学工程学湖南科技大学工业工程系39特点：特点：v工程技术学科；工程技术学科；综合学科；应用型学科。综合学科；应用型学科。v区别于其他工程技术学科的特点：区别于其他工程技术学科的特点： 1 1、产品是为顾客服务的，设计时始终把用户放在首位；、产品是为顾客服务的，设计时始终把用户放在首位； 2 2、必须注意到个体在能力和限制上的差异，充分考虑差、必须注意到个体在能力和限制上的差异，充分考虑差异对设计的影响；异对设计的影响； 3 3

43、、强调设计过程中经验数据和评价的重要性；、强调设计过程中经验数据和评价的重要性； 4 4、用系统观点考虑问题。、用系统观点考虑问题。 不是基于数据表格和指标来设计；不是产品模型不是基于数据表格和指标来设计；不是产品模型设计；不同于常识。设计；不同于常识。警示标志文字大小、警报声不受干扰、驾驶员对警灯警示标志文字大小、警报声不受干扰、驾驶员对警灯警笛的反应时警笛的反应时。湖南科技大学工业工程系40本章内容本章内容九九五五人机工程学的研究方法和步骤人机工程学的研究方法和步骤六六人机工程学研究应人机工程学研究应注意的问题注意的问题人机系统与人机界面简介人机系统与人机界面简介七七人机工程学标准与软件简

44、介人机工程学标准与软件简介八八六六五五湖南科技大学工业工程系41 1 1、研究方法、研究方法 2 2、研究步骤、研究步骤 3 3、常用术语、常用术语 湖南科技大学工业工程系421 1、研究方法、研究方法按研究手段不同：按研究手段不同：v（1 1）实验法）实验法 基于人为控制某些因素，通过实验测试基于人为控制某些因素，通过实验测试一些特定因素的影响。一些特定因素的影响。v（2 2）非实验法）非实验法 通过调查、观测（行为）、测试（心理、通过调查、观测（行为）、测试（心理、感觉评判；身体生理指征等方法研究。感觉评判；身体生理指征等方法研究。 人机设计的知识主要来源于实验与观察。人机设计的知识主要来

45、源于实验与观察。 人机工程在系统设计中的具有双重任务：人机工程在系统设计中的具有双重任务：开始时是设计的基础，结束时是评估的手段。开始时是设计的基础，结束时是评估的手段。湖南科技大学工业工程系431 1、研究方法、研究方法按研究目的不同：按研究目的不同：v（1 1）描述性研究：）描述性研究： 描述人的某些特性，作为设计决策的基本描述人的某些特性，作为设计决策的基本依据。注重描述对象的统计结果，如平均值、标依据。注重描述对象的统计结果，如平均值、标准偏差、百分比等。准偏差、百分比等。v（2 2）实验性研究：）实验性研究： 检测一些变量对人的行为的影响。注重关检测一些变量对人的行为的影响。注重关心

46、变量是否对行为有影响以及如何影响的问题。心变量是否对行为有影响以及如何影响的问题。v（3 3）评价性研究：）评价性研究： 通过比较目标差异来评价一个系统或产品通过比较目标差异来评价一个系统或产品。湖南科技大学工业工程系44人机工程学人机工程学常用研究方法常用研究方法调查研究法调查研究法计算机仿真计算机仿真观测法观测法实验法实验法图示模型法图示模型法心里测量法心里测量法研究研究方法方法人机工程学的常用研究方法人机工程学的常用研究方法湖南科技大学工业工程系45（一）调查（一）调查研究研究法法 调调查查法法是是获获取取有有关关研研究究对对象象资资料料的的一一种种基基本本方方法法。它具体包括访谈法、考

47、察法和问卷法。它具体包括访谈法、考察法和问卷法。 （1 1）访访谈谈法法。是是研研究究者者通通过过询询问问交交谈谈来来收收集集有有关关资资料料的的方法。方法。 （2 2）考考察察法法。通通过过实实地地考考察察，发发现现现现实实的的人人一一机机一一环环境境系系统统中中存存在在的的问问题题，为为进进一一步步开开展展分分析析、实实验验和和模模拟拟提提供背景资料。供背景资料。 （3 3）问问卷卷法法。是是研研究究者者根根据据研研究究目目的的编编制制一一系系列列问问题题和和项项目目，以以问问卷卷或或量量表表的的形形式式收收集集被被调调查查者者的的答答案案并并进进行行分析的一种方法。分析的一种方法。1、

48、人机工程学的研究方法人机工程学的研究方法湖南科技大学工业工程系46（二）观测法（二）观测法 观观测测法法是是研研究究者者通通过过观观察察、测测定定和和记记录录自自然然情情境境下下发发生生的的现现象象来来认认识识研研究究对对象象的的一一种种方方法法。这这种种方方法法是是在在不不影影响响事事件件的的情情况况下下进进行行的的，观观测测者者不不介介入入研研究究对对象象的的活活动动中中，因因此此能能避避免免对对研研究究对对象象的的影影响响，可可以以保保证证研研究究的自然性和真实性。的自然性和真实性。 例例如如：观观测测作作业业的的时时间间消消耗耗，流流水水线线生生产产节节奏奏是是否否合合理理，工工作作日

49、日的的时时间间利利用用情情况况、动动作作分分析析等等。现现在在观观测测单单靠靠肉肉眼眼已已不不能能满满足足研研究究需需要要，需需要要借借助助仪仪器器设设备备，如计时器、录像机等。如计时器、录像机等。 1、 人机工程学的研究方法人机工程学的研究方法湖南科技大学工业工程系47 （三）实验法（三）实验法 实实验验法法是是在在人人为为控控制制的的条条件件下下，排排除除无无关关因因素素的的影影响响，系系统统地地改改变变一一定定变变量量因因素素，以以引引起起研研究究对对象象相相应应变变化化来来进进行行因因果果推推论论和和变变化化预预测测的的一一种种研研究究方方法法。实实验验法法分为两种，分为两种，实验室实

50、验和自然实验。实验室实验和自然实验。 实实验验室室实实验验是是借借助助专专门门的的实实验验设设备备，在在对对实实验验条条件件严加控制的情况下进行的。严加控制的情况下进行的。 自自然然实实验验也也对对实实验验条条件件进进行行适适当当控控制制，由由于于实实验验是是在正常的情境中进行，因此，实验结果比较符合实际。在正常的情境中进行，因此，实验结果比较符合实际。 1、 人机工程学的研究方法人机工程学的研究方法湖南科技大学工业工程系48（四）心理测量法（四）心理测量法 心心理理测测量量法法（也也叫叫感感觉觉评评价价法法）是是运运用用人人的的主主观观感感受受对对系系统统的的质质量量、性性质质等等进进行行评

51、评价价和和判判定定的的一一种种方方法法，即人对事物客观量作出主观感觉评价。即人对事物客观量作出主观感觉评价。 心理测量对象可分为两类，心理测量对象可分为两类， 一一类类(A)(A)是是对对产产品品或或系系统统的的特特定定质质量量、性性质质进进行行评评价价，如如声声压压级级、照照明明的的照照度度及及亮亮度度、空空气气的的干干湿湿程程度度等等评价；评价； 另另一一类类(B)(B)是是对对产产品品或或系系统统的的整整体体进进行行综综合合评评价价，如舒适性、使用性、居住性、工作性等。如舒适性、使用性、居住性、工作性等。 列表如下：列表如下： 1、 人机工程学的研究方法人机工程学的研究方法湖南科技大学工

52、业工程系49感觉评价对象感觉评价对象分类分类评价对象举例评价对象举例特定质量、性特定质量、性质评价（质评价（A A）噪声声压级与频率、颜色、亮度、干湿噪声声压级与频率、颜色、亮度、干湿度、气味、长度、重量、表面状况、织度、气味、长度、重量、表面状况、织物手感、味道（食品、香烟）等物手感、味道（食品、香烟）等综合评价（综合评价（B B） 舒适性、使用性、居住性、工作性、满舒适性、使用性、居住性、工作性、满意度、爱好、兴趣、情绪、感觉、购物意度、爱好、兴趣、情绪、感觉、购物动机、消费者态度等动机、消费者态度等湖南科技大学工业工程系50（四）心理测验法（四）心理测验法 心心理理测测验验法法是是以以心

53、心理理学学中中个个体体差差异异理理论论为为基基础础，对对被被试试个个体体在在某某种种心心理理测测验验中中的的成成绩绩与与常常模模作作比比较较，用用以以分分析析被被试试心心理理素素质质的的一一种种方方法法；这种方法广泛应用于人员素质测试、人员选拔和培训等方面。这种方法广泛应用于人员素质测试、人员选拔和培训等方面。 心理测验的测试方式分为团体测验和个体测验。前者可以同时由许心理测验的测试方式分为团体测验和个体测验。前者可以同时由许多人参加测验，比较节省时间和费用；后者则个别地进行，能获得更多人参加测验，比较节省时间和费用；后者则个别地进行，能获得更全面和更具体的信息。心理测验按测试内容可分为全面和

54、更具体的信息。心理测验按测试内容可分为能力测验、智力测能力测验、智力测验和个性测验。验和个性测验。 测验必须满足以下两个条件测验必须满足以下两个条件: : 第第一一，必必须须建建立立常常模模。常常模模是是某某个个标标准准化化的的样样本本在在测测验验上上的的平平均均得得分。分。 第第二二，测测验验必必须须具具备备一一定定的的信信度度和和效效度度，即即准准确确而而可可靠靠地地反反映映所所测测验的心理特性。验的心理特性。1 1、人机工程学的研究方法、人机工程学的研究方法湖南科技大学工业工程系51（五）图示模型法（五）图示模型法 图图示示模模型型法法是是采采用用图图形形对对系系统统进进行行描描述述，直

55、直观观地地反反映映各各要要素素之之间间的的关关系系，从从而而揭揭示示系系统统本本质质的的一一种种方方法法。这这种种方方法法多多用用于于机机具具、作作业业与与环环境境的的设设计计和和改改进进，特特别别适适合合于于分析人机之间的关系。分析人机之间的关系。 图图1-1a1-1a为三要素图示模型形式；为三要素图示模型形式； 图图1-1b1-1b为驾驶员为驾驶员汽车图示模型示例。汽车图示模型示例。 动态图示模型有方框图和流程图等。动态图示模型有方框图和流程图等。 1、人机工程学的研究方法、人机工程学的研究方法湖南科技大学工业工程系521 1、人机工程学的研究方法、人机工程学的研究方法图图1-1 图示模型

56、图示模型湖南科技大学工业工程系531 1、人机工程学的研究方法、人机工程学的研究方法（六）计算机仿真（六）计算机仿真vHuman CADHuman CADvCATIA V5CATIA V5（IBMIBM推出的高端推出的高端CAD/CAECAD/CAE软件）人因工程学模软件）人因工程学模块块vAnyBodyAnyBody 人体生物力学仿真软件人体生物力学仿真软件 vFaceLABFaceLAB( (眼动测试设备）眼动测试设备）vJackJackv其他一些软件其他一些软件湖南科技大学工业工程系54 2 2、人机工程学的研究步骤人机工程学的研究步骤1真实世界中实验室中代表性样本随机抽样样本的大小自变

57、量因变量标准变量等选择研究背景选择研究背景选择研究变量选择研究变量选择被试对象选择被试对象实际测量问卷调查访谈等数据收集数据收集（1）确定目标）确定目标（2）收集资料）收集资料湖南科技大学工业工程系552 2、人机工程学的研究步骤、人机工程学的研究步骤描述系统运行的描述作业如何执行的描述人员的反应的最终标准和中间标准实用性要求可靠性有效性标准差相关性百分位数方差分析数据分析数据分析研究中的标准研究中的标准1人员可靠性不可避免的与人为失误联系在一起人员可靠性人员可靠性（3 3）制定方案）制定方案（4 4）综合评价）综合评价湖南科技大学工业工程系563 3、人机工程学的研究中人机工程学的研究中常用

58、术语常用术语v自变量自变量v因变量因变量v标准变量标准变量v分类变量分类变量v独立变量独立变量v非独立变量非独立变量v人的可靠性人的可靠性v随机抽样随机抽样v样本空间大小样本空间大小v标准差标准差v百分位数百分位数湖南科技大学工业工程系57（1 1）自变量与因变量）自变量与因变量v自变量自变量是被操纵的变量，而是被操纵的变量，而因变量因变量是被测定或被是被测定或被记录的变量。所谓自变量就是本身可以自由变化记录的变量。所谓自变量就是本身可以自由变化的量，而因变量就是因自变量变化而变化的量。的量，而因变量就是因自变量变化而变化的量。因变量有系统、任务、人员变量之分。因变量有系统、任务、人员变量之分

59、。v因变量的要求：因变量的要求： 可靠性：可靠性：测量中某变量多次结果保持稳定特性。测量中某变量多次结果保持稳定特性。 正确性：正确性：研究中保证方向、容量、体系、判断研究中保证方向、容量、体系、判断的正确性。的正确性。 防止干扰影响：防止干扰影响：因变量不能受与体系无关变量因变量不能受与体系无关变量的影响。的影响。 敏感性：敏感性：被测试者应该能够区别因变量变化。被测试者应该能够区别因变量变化。 湖南科技大学工业工程系58（2 2）标准变量与分类变量）标准变量与分类变量v描述性研究时将被测变量分为两个基本类别：标描述性研究时将被测变量分为两个基本类别：标准变量与分类变量。准变量与分类变量。v

60、标准变量描述研究中的重要特征和行为。如反应标准变量描述研究中的重要特征和行为。如反应时、心跳速率、等级观念等。时、心跳速率、等级观念等。v分类变量指选择有分类样本来研究。如性别、年分类变量指选择有分类样本来研究。如性别、年龄。龄。湖南科技大学工业工程系59（3 3）独立变量与非独立变量）独立变量与非独立变量v在试验性研究中，在其他变量受控制的情况下，在试验性研究中，在其他变量受控制的情况下，改变一个或多个变量来考察被测行为的影响。被改变一个或多个变量来考察被测行为的影响。被改变的变量为独立变量（外部变量）；用独立变改变的变量为独立变量（外部变量）；用独立变量的变化来影响被测行为称为非独立变量（

61、内生量的变化来影响被测行为称为非独立变量（内生变量）。变量）。湖南科技大学工业工程系60（4 4）人的人的可靠性可靠性v人的可靠性是指人员成功完成任务概率的大小。人的可靠性是指人员成功完成任务概率的大小。v人的可靠性研究的要求：人的可靠性研究的要求： 对人的错误作出定量分析；对人的错误作出定量分析； 对人员出错原因作出解释。对人员出错原因作出解释。湖南科技大学工业工程系61（5 5）统计分析术语）统计分析术语v随机抽样：随机抽样：总体中每一个个体都有同样的机会包含在样总体中每一个个体都有同样的机会包含在样本中时随机才会发生，现实世界不可能获得一个真实的本中时随机才会发生，现实世界不可能获得一个

62、真实的随机样本。随机样本。v样本空间大小（样本容量）样本空间大小（样本容量）：研究对象数量的多少。：研究对象数量的多少。v标准差（标准差（S S）：）：用来衡量一组数相对于均值的偏移程度。用来衡量一组数相对于均值的偏移程度。（正态分布）（正态分布）v百分位数：百分位数：统计学术语，如果将一组数据从大到小排序，统计学术语，如果将一组数据从大到小排序，并计算相应的累计百分位，则某一百分位所对应数据的并计算相应的累计百分位，则某一百分位所对应数据的值就称为这一百分位的百分位数。可表示为：一组值就称为这一百分位的百分位数。可表示为：一组n n个观个观测值按数值大小排列，如处于测值按数值大小排列，如处于

63、p%p%位置的值称第位置的值称第p p百分位数。百分位数。v百分位：表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统百分位：表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。计对象总人数的百分比。湖南科技大学工业工程系621 1、测试方法的可靠性与有效性、测试方法的可靠性与有效性2 2、统计学的差异与实际意义的差异、统计学的差异与实际意义的差异3 3、人因工程作用的间接性与习惯性的阻碍、人因工程作用的间接性与习惯性的阻碍作用作用 湖南科技大学工业工程系63六、六、人机工程学研究应人机工程学研究应注意的问题注意的问题v1 1、测试方法的可靠性与有效性、测试方法的可靠性与有效性 可靠性指同样的

64、测试内容在同一个被试者身上重复可靠性指同样的测试内容在同一个被试者身上重复时，其结果应该一致，具有可验证性。时，其结果应该一致，具有可验证性。 （生理与心理指标有很大差异）（生理与心理指标有很大差异） 有效性指测试结果能真实反映所评价的内容。有效性指测试结果能真实反映所评价的内容。 v有效不一定可靠；可靠不一定有效。开车体力指标可靠有效不一定可靠；可靠不一定有效。开车体力指标可靠但不一定有效；敏感的判断可以有效却不一定可靠。但不一定有效；敏感的判断可以有效却不一定可靠。v如何确保两性？如何确保两性？ 系列指标测试系列指标测试 优良与不良组对照优良与不良组对照湖南科技大学工业工程系64六、六、人

65、机工程学研究应人机工程学研究应注意的问题注意的问题v2 2、统计学的差异与实际意义的差异、统计学的差异与实际意义的差异 统计学有差异，却不一定有实际意义的统计学有差异，却不一定有实际意义的差异。如身高差异差异。如身高差异10-20mm10-20mm，对汽车驾驶室设计，对汽车驾驶室设计没实际意义。没实际意义。 个体差异的存在使人机工程学只表征正个体差异的存在使人机工程学只表征正常情况下多数人的特征，结论不是绝对的。常情况下多数人的特征，结论不是绝对的。湖南科技大学工业工程系65六、六、人机工程学研究应人机工程学研究应注意的问题注意的问题v3 3、人因工程作用的间接性与习惯性的阻碍作用、人因工程作

66、用的间接性与习惯性的阻碍作用 效率、舒适、健康、安全的目的达到往往效率、舒适、健康、安全的目的达到往往是间接的。是间接的。 新的、合理的东西被人接受往往有阻碍作新的、合理的东西被人接受往往有阻碍作用。用。 噪声噪声20-3020-30年引起听力下降，灰尘引起职业年引起听力下降，灰尘引起职业病，管理者不会因舒适而耗资，不舒适能提高产病，管理者不会因舒适而耗资，不舒适能提高产量是可以理解的。量是可以理解的。湖南科技大学工业工程系661 1、人机系统定义及相关概念、人机系统定义及相关概念2 2、人机关系及其演变、人机关系及其演变湖南科技大学工业工程系671 1、人机系统定义及相关概念、人机系统定义及

67、相关概念v系统：系统：是由相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用是由相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的若干部分，按照一定的方式，为了一定的目的组合而的若干部分，按照一定的方式，为了一定的目的组合而成的存在于特定环境之中的并具有一定功能的有机整体。成的存在于特定环境之中的并具有一定功能的有机整体。这个整体又是它所从属的更大整体的组成部分。这个整体又是它所从属的更大整体的组成部分。v人机系统：人机系统：是人和机两部分结合所形成的集合体。人机是人和机两部分结合所形成的集合体。人机研究与环境密切相关，实际上是人机环境系统。研究与环境密切相关，实际上是人机环境系统。v人机系统的基本模式：人机系统的

68、基本模式： 人子系统：感受刺激人子系统：感受刺激- -大脑分析决策大脑分析决策- -控制操作系统。控制操作系统。 机器子系统：控制机器机器子系统：控制机器- -机器运转机器运转- -显示装置系统。显示装置系统。 人机界面：人机信息交流转换系统。人机界面：人机信息交流转换系统。湖南科技大学工业工程系68人机界面设计及其目的：人机界面设计及其目的：v人机界面设计人机界面设计 主要是显示装置、控制装置以及它们之间主要是显示装置、控制装置以及它们之间的关系设计。的关系设计。v目的：目的： 实现人机系统优化，即实现系统高效率、实现人机系统优化，即实现系统高效率、高可靠性、高质量，并有利于人的安全、健康和

69、高可靠性、高质量，并有利于人的安全、健康和舒适；舒适； 必须符合人机信息传递规律，主要依据是必须符合人机信息传递规律，主要依据是系统中人的因素。系统中人的因素。湖南科技大学工业工程系69系统的特征：系统的特征：v系统是有目的的；系统是有目的的；v系统是有层次的；系统是有层次的；v系统处在特定环境中；系统处在特定环境中；v系统元素具有各自的功能。系统元素具有各自的功能。 元素功能图元素功能图1515信信息息输输入入信息存储信息存储信息信息感受感受信息处理信息处理和决策和决策执行执行功能功能输出结果输出结果湖南科技大学工业工程系70系统的可靠性：系统的可靠性：v定义：定义：指在执行预期功能时系统不

70、发生故障的可能性。指在执行预期功能时系统不发生故障的可能性。v表示方式：表示方式： 执行任务的概率：执行任务的概率：点钞点钞1000010000次正确次正确99999999次的机器可靠次的机器可靠性为性为0.9999.0.9999. 平均故障间隔时间：平均故障间隔时间：指相邻两次故障时刻之间工作时指相邻两次故障时刻之间工作时间的数学期望值。间的数学期望值。多元素系统可靠性计算：多元素系统可靠性计算： 串联系统：串联系统：任何元素失效系统失效。任何元素失效系统失效。0.990.99的的100100次方为次方为0.366.10000.366.1000次任务只次任务只366366次完成。次完成。 并

71、联系统：并联系统：两个或更多元素执行相同功能，如两个或更多元素执行相同功能，如4 4个元素并个元素并联每个可靠性联每个可靠性0.700.70，则系统可靠性为，则系统可靠性为0.992.0.992. 混联系统：混联系统：湖南科技大学工业工程系712 2、人机关系及其演变、人机关系及其演变v人机关系是指人人机关系是指人- -机机- -环境系统中人与机器这两个环境系统中人与机器这两个主要部分的关系。主要部分的关系。v生产力的发展形成了复杂的人机关系；迫使人类生产力的发展形成了复杂的人机关系；迫使人类重视研究人与机之间的不相适应的问题。重视研究人与机之间的不相适应的问题。v（1 1）开始用选拔、培训等

72、方式提高人适应机器）开始用选拔、培训等方式提高人适应机器能力。能力。v（2 2）在机器设计中考虑人的因素。考虑人与广）在机器设计中考虑人的因素。考虑人与广义环境的关系。义环境的关系。v人与环境的不协调将产生重要影响：人与环境的不协调将产生重要影响：湖南科技大学工业工程系72人机关系不协调的影响：人机关系不协调的影响：v 大多数的工人都在承受大多数的工人都在承受相当程度的不舒适，而不能相当程度的不舒适，而不能充分发挥自己的能力。充分发挥自己的能力。v 例如：胳膊例如：胳膊“拉长拉长”，以达到本够不着的控制台；以达到本够不着的控制台；感觉能力被延伸去听或看实感觉能力被延伸去听或看实际上听不到或看不

73、到的信号；际上听不到或看不到的信号；腿腿“砍短砍短”以适应低矮的工以适应低矮的工作场所；认识能力退缩导致作场所；认识能力退缩导致需要适应令人烦躁的任务需要适应令人烦躁的任务v 由于操作者与其环境之由于操作者与其环境之间可怜的适应，造成了对生间可怜的适应，造成了对生命的威胁、劳动事故、职业命的威胁、劳动事故、职业病。病。湖南科技大学工业工程系73训练训练“人适应环境人适应环境”的缺陷：的缺陷： 第一：让操作者通过训练适应于环境需要付出很大第一：让操作者通过训练适应于环境需要付出很大的代价；的代价； 第二：训练的有效程度有限；第二：训练的有效程度有限； 第三：当人处于紧张状态时，导致人的功能瓦解第

74、三：当人处于紧张状态时，导致人的功能瓦解（训练失效）可能性较大；（训练失效）可能性较大； 例如：很多新的汽车驾驶学员在紧急时刻把汽车的例如：很多新的汽车驾驶学员在紧急时刻把汽车的油门油门 当作汽车的刹车踩了，结果当作汽车的刹车踩了，结果湖南科技大学工业工程系74人机关系的演变形式：人机关系的演变形式：v人机关系在其变化过程中按其特点有四种形式：人机关系在其变化过程中按其特点有四种形式：作业形式作业形式操作特点操作特点人的作用人的作用动力源动力源手工作业手工作业人动为主人动为主发挥技能发挥技能人人机械作业机械作业人机共动人机共动操纵作业操纵作业人与外部人与外部办自动化作业办自动化作业机动为主机动

75、为主简单强制作业简单强制作业外部外部自动化作业自动化作业几乎全部记动几乎全部记动监控为主监控为主外部外部湖南科技大学工业工程系75人机关系变化趋势：人机关系变化趋势：v人对机器运行状况的了解和操纵变得越来越复杂；人对机器运行状况的了解和操纵变得越来越复杂；v人的体力减少但脑力和心理负担加重；人的体力减少但脑力和心理负担加重；v信息密集化对生产过程产生重大影响；信息密集化对生产过程产生重大影响；v对工作反应速度及准确性的要求越来越高；对工作反应速度及准确性的要求越来越高；v直接加工过程减少，监控工作与管理工作加重。直接加工过程减少，监控工作与管理工作加重。湖南科技大学工业工程系761 1、人机工

76、程学技术标准简介、人机工程学技术标准简介2 2、人机工程学软件简介、人机工程学软件简介湖南科技大学工业工程系771 1、人机工程学技术标准简介、人机工程学技术标准简介v国际人机工程学标准化委员会（国际人机工程学标准化委员会（ISO/TC-159ISO/TC-159）; ; 工作范围和目的：工作范围和目的：P17P17v中国人类工效学标准化技术委员会中国人类工效学标准化技术委员会 80条国际50项国家标准湖南科技大学工业工程系782 2、人机工程学软件简介、人机工程学软件简介vSAFEWOKESAFEWOKE人机工程设计与分析系统；人机工程设计与分析系统；vJAKEJAKE人机工程设计与分析系统人机工程设计与分析系统. .vHuman CADHuman CADvCATIA V5CATIA V5（IBMIBM推出的高端推出的高端CAD/CAECAD/CAE软件）人因工软件）人因工程学模块程学模块vAnyBodyAnyBody 人体生物力学仿真软件人体生物力学仿真软件 vFaceLABFaceLAB( (眼动测试设备）眼动测试设备）v其他一些软件其他一些软件自学湖南科技大学工业工程系79 谢谢大家！ 下次再见！本讲结束本讲结束湖南科技大学工业工程系80