人机工程学介绍.ppt

,人机工程学,Ergonomics,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,导 入：,日常生活中人机学问题,在我们的日常生活中，可以说时时处处都存在着人机学问题，包括合理的和不合理的事例。,在全面学习本课程之前，环视、巡察一番，使我们概略地了解到，原来有这么多属于人机工程设计应该关注和解决的问题，心中有数，对学习课程很有好处。,城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个“腰靠”。为什么?,例,【1】,坐姿解剖学,大沙发座面进深大，无论怎么后靠，腰椎后面总是空着，使脊柱腰椎段向后的弯曲度加大，形成了不正常的腰椎形态，不符合,坐姿解剖学,要求。这就是产品设计中的解剖学问题。,车厢外表面为墨绿色的旧式旅客列车，目前还在我国一些短途、慢车或支线上使用着。其硬座车厢窗户的高度，正与坐着乘客的胸、肩、头部齐平。打开窗户，行驶中每小时风速达六、七十或七、八十千米，即使最闷热的夏季，迎风被吹的乘客也经不住多久，而背风一侧乘客却依然热不可挡，试问窗户为谁而设呢?,例,【2】,人文关怀,须知改进一点也不难，把窗户提升到比站立者身高略高一点即可，而且这样做也并不增加生产成本。现在的新式客车已经这么改了，即使多个窗户同时打开，风也不会直吹乘客，却能在车厢上部形成新鲜空气的“顺流”，效果甚佳。,一些“上档次”的宾馆里，单人床常配有两个同样的枕头。本意是让习惯低枕头的人用一个枕头，习惯高枕头的人两个枕头叠起来用。但这真是一个愚不可及的“高招”、“损招”!,例,【3】,与生理条件相适应,一般人们对枕头高度要求的差别，哪有一倍之多呢?其结果是：用一个枕头绝大多数人嫌低，而两个摞起来绝大多数人又嫌高，很少有人能获得“正常待遇”。其实只要采用一个稍许高一点的“主枕头”、再配一个较薄的“附枕头”，岂不就能满足多数人的需要了吗?并不难解决。,问题出在哪里?缺乏“,产品应与生理条件相适应,”的考究。,公共卫生间里水箱拉绳边上贴着醒目的提示“便后冲水”，但是不冲水的现象司空见惯。公众素质有待提高固然是一方面，但另一方面，水箱拉绳把手不干净是人人皆知、也人人腻味的，可见拉绳水箱本身就存在,宜人性,的问题，应该从设计角度来寻求解决办法。现在大城市的公厕里脚踏钮（或脚踏杆）冲水正在推广，效果显然可见。,例,【4】,宜人性,“节约用电人走关灯”的条子随处可见，人走楼空后楼道里的照明灯还是彻夜长明。这种大家都熟悉的现象，也需要从,设计的角度,来寻找原因和改进措施。开关都安置在楼道照明灯的就近位置，关了灯，楼道一抹黑，怎么下楼、拐弯、出门呢?,现在声光控延时开关价格已相当便宜，用声光控延时开关，人来灯亮，人走灯灭，可解决问题。另外，也可以从,合理安排开关位置,方面寻找解决办法。,例,【5】,设计的角度,用普通水壶烧水，若没人在炉子边上守着，水开了可能弄得满屋水气至因开水噗出来浇灭了火，引起一阵忙乱。用壶盖上装了个小气哨的“叫壶”烧水，即可避免这种忙乱。,例,【,6,】,人机界面,两种水壶烧水的基本功能是相同的，但叫壶能把水烧开的信息“自动”传递给一定距离以外的人，在人机学里，叫做“,人机界面,”得到了改善，从而使得产品更为“宜人”。,不少学校的图书馆阅览室里，座位安排在长条形桌案相对着的两侧。师生们低头阅读或伏案书写时倒也无事。但长时间低头脖子会累、阅读中也难免要停下来略事思索，于是把头抬了起来，倘若正巧（“不巧”?）此时对座的那位也抬起了头，不经意间互相目光交接，双方都觉得尴尬，赶紧把目光避开。倘若正巧（“不巧”?）对坐着的是一男一女两位同学，瓜田李下之嫌，尴尬尤甚。这就是设计心理学方面的问题。随着社会文明程度的提高，,设计心理学,问题将愈益凸显其重要性。,例,【,7,】,设计心理学,普通人机工程学,杨君顺 主编 陕西科技大学,设计心理学,李彬彬 主编 中国轻工业出版社,产品设计中的人机工程,王继成主编 化学工业出版社,工业设计应用人类工程学,周美玉 主编 中国轻工出版社,工业设计思想基础,李乐山 主编 中国建筑工业出版社,设计心理学,任立生 编著 化学工业出版社,参 考 文 献,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,概述,人机工程学的命名及定义,人机工程学的起源与发展,人机工程学的研究内容与方法,人机工程学体系及其应用领域,人机工程学与工业设计,格雷夫斯为意大利阿勒西公司设计了一系列具有后现代特色的金属餐具，这是,1985,年设计的水壶，实用、美观。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,1.1,人机工程学的命名及定义,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。,其他,：工程心理学（,前苏联,）；人间工学（,日本,）；人 体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜人学等。,我国,：人机工程学，人机工程、人机工程设计，人,-,机,-,环境系统工程，人体工程学、人类工效学，人类工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,国际上较为通用的名称是采用西欧各国的命名,“,Ergonomics,”,。希腊语中的两个词根：,“,Ergon,”,(,工作、出力,),“,Nomics,”,(,规律、正常化,),本意为人的劳动规律，也可理解为把机械产品设计成十分符合人类的工作或动作的法则或习惯，该词能全面的反映本学科的本质。,2,、人机工程学的定义,International Ergonomics Association,：,Ergonomics(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.,.,Ergonomists 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.,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,(,一,),2,、人机工程学的定义,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,(,一,),国际人类工效学会（,International Ergonomics Association,，,IEA,）,（,2000.8,）,：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。,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。,(,二,),第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,中国企业管理百科全书,将人机工程学定义为：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。,我国,1979,年出版的,辞海,中对人机工程学的定义：,人机工程学是一门新兴的,边缘学科,。它是,运用,人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科的,研究,方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。用以设计,使操作者能发挥最大效能,的机械、仪器和控制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,(,三,),一般定义：人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究,人与产品,、,人与环境,以及,产品与环境,之间的相互作用，,为,设计操作简便、省力、安全、舒适的人,机,环境的配合达到最佳状态的工程系统,提供理论和方法,的学科。,人机工程学简单定义：,按照人的特性设计和改善人,机,环境系统的科学。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,人机工程学,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。,人机工程学是使技术人性化的科学。,人机工程学的目标,满足人的需求，包括,物质层面,也包括,精神层面,，不管是我们设计一个产品、设计一个空间，人的需求是设计的出发点，也是设计的目的和归宿。,其研究目的,：使在所设计的人机环境系统中，人尽其力，机尽其用，环境尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高的舒适度和生命保障功能。,最终目的,：使系统综合使用效能最高。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,人机环境系统,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，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。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,机,环境,人,人,机,环境系统,汽车的设计,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,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、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等。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,1.2,人机工程学的起源与发展,经验人,机工程学,科学人,机工程学,现代人,机工程学,早期历史,20,世纪前期,1945,1960,年,1960,年,现在,英国是世界上开展人机工程学最早的国家，但本学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。所以，人机工程学有“,起源于欧洲，形成于美国,”之说。虽然本学科的起源可以追溯到,20,世纪初期，但作为一门独立的学科已有,60,多年,的历史。在其形成与发展史中，大致经历了以下三个阶段,:,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,柱子,H:D=8:1,历史早期案例,Plato,戏剧中引用的一句格言：“,人是所有东西的测量尺度,”。形象的表达了以人为中心的设计理念。,而,8,：,1,正是女性身高和脚长之间的比。,帕提亚神庙中巨大的柱子并非是笔直的，而故意设计成一定的弯曲弧度，却给人以挺拔精巧的感觉。,石头打制工具,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,历史早期案例,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,16,世纪,8,世纪,历史早期案例,公元前,16,世纪时期的青铜罐（古代盛水容器）具有两个特别的把手。一个垂直置于罐口附近的颈部，另一个水平至于靠近底部的位置。下面的把手能够很好的控制液体的流出，而上面把手可以提起水罐。使用时，一只手用力提举，另一只手可抓住下面的把手，以控制水流出的方向。,两个水平、左右对称的手柄位于中间位置，第三个垂直安在颈部。当罐中充满水时，两个水平把手供两手一起提举。第三个把手则用于在罐空载时供用户单手提拿。它也可以在肩扛时方便抓握以保持稳定。这个例子显示了对同一种容器不同使用情况的关注：,满载或空载、提或扛。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,历史早期案例,当盛满液体要往其他容器灌注时，尖底可充当第三个把手。这样还可以节约储存空间，紧贴瓶颈的把手可让瓶子在有限的空间里安全存放。并允许智力放置与特殊地面或沙地。如果把手位于瓶身，会很容易损坏。,历史早期案例,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,泰罗（人体工程学始祖）提出并设计了一套研究工人怎样去操作机器和工具，使其更加安全、省力、高效操作的方法和制度。,泰罗铁锹试验：形状相同而铲量不同的四种铁锹,(,每次可铲重量分别为,5kg,、,10kg,、,17kg,和,30kg),，分别去铲同样一堆煤。,经验人机工程学,萌芽阶段（,人适应机器,）,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,吉尔伯勒斯（人机学研究的先躯）：动作研究和车间管理研究；熟练操作与疲劳；工作时间的设计和残疾人使用设备的设计。,吉尔伯勒斯的砌砖试验：,动作研究：18个动作减少为5个,效率：120块/,h,增加到 350块/,h,科学人机工程学,形成阶段（,机器适应人,）,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,本阶段是第二次世界大战期间,1945,年美国军方成立,工程心理实验室,；,1949,年人机工程研究会在英国成立，第一本有关人机的书,应用经验心理学：工程设计中的人因学,出版；,1950,年英国成立了世界上,第一个人类工效学会,；,1957,年,9,月美国政府出版周刊,人的因素学会,；,1960,年国际,人机工程协会,成立。,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,现代人机工程学,快速发展、科学系统研究阶段,到,60,年代，美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上，随着,航天技术,的发展，人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后，人机工程学迅速发展，开始在军事和航天工业以外的领域得以应用，包括医药公司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。,1960,1980,年,（仍然不为普通人所了解）,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,1979,年英国的,Three Mile,岛上的核电站事故；,1984,年,12,月,4,日印度的,Union Carbide,杀虫剂工厂有毒物质泄漏，,4000,人死亡，,20000,人受伤；,1986,年苏联的,Chernobyl,核电站事故,300,人死亡；,1989,年美国的,Phillips Petroleum,塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。,1980,1990,年,（人机工程学的重要性）,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,三里岛事故分析,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,第一,不是某一个失误,错误,事件或机器失灵导致这场事故.这场事故是由许多因素共同引起的.,第二,人的错误是在许多不同的方面的,从操作人员错误地把紧急冷却剂关闭到设计人员设计闸门的显示器时告诉人们应当做什么,而不是闸门当时的状态.,第三,也许是最重要的,大量的信息和复杂的,显示形式超过了操作人员 内在的,有限的能,力,如注意力,记忆力,决策能力等.,这就象在体力劳动中,某一工作要求某人在某一关键时刻扛起300公斤的重物.当这个人扛不起这个重量时,我们能够埋怨这个人没有使出全身的力气吗?,因此在三里岛事件中与在其他事件中一样,虽然,人,的错误是事故的,直接原因,操作人员本身并没有什么过错,而是,系统的设计者应当受到责备,因为他们给了操作人员无法胜任的工作.,人类空间站的建立；,计算机和计算机工程的应用；,药物器械设计和老年人产品设计；,人的生活和工作质量设计。,1990,年以后,（人,机,环境系统的建立）,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,现代人类工程学发展有三个特点：,）不同于传统人类工程学研究中着眼与选择以及训练特定的人，使之适应工作要求，而是着眼于工程设计及各类产品设计。,）密切与,实际应用,相结合，通过严密计划规定的广泛,实验性研究,，尽可能利用所掌握的,基本原理,，进行具体的产品设计,）力求使实验心理学，生理学，功能解剖学，人类学等学科专家与物理学，数学，工程技术,等方面的研究人员共同努力，密切合作,改造人,改造物,三方面相结合,综合性，交叉性,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,我国人机发展进程,1961,年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。,1982,年在日本东京举行第八次国际人机工程会议，我国第一次派人参加。,国际标准化组织（,ISO,）,1975,年成立了国际人机工程标准委员会（,TC,159,）,。,1981,年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。,1989,年成立,中国人类工效学学会（,CES,）,1991,年,1,月成为国际人类工效学协会正式成员,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,1.3,人机工程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,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,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,（,1,）,人体特性的研究,自然人、社会人,（,2,）人机系统的总体设计,(,分工和信息交流）,机器 功率大、速度快、不会疲劳,人 智慧、多方面才能、适应力强,（,3,）工作场所和信息传递装置的设计,工作空间、座位、工作台设计及作业场所设计,显示器向人传递信息，控制器接收信息,（,4,）环境控制和安全保护设计,短期内有效完成、,长期内不存在对健康有害 影响,同时安全防护装置视为机械的一部分,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,人,与,机,的,特性,比较,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,2,、人机工程学的研究方法,研究方法,观察法,实测法,实验法,计算机数值仿真法,调查研究法,分析法,模拟和模型试验法,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,研究宇航员生理、心理能力测量装置框图,返回,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,驾驶员眼动规律实验装置,返回,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型,返回,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,人体动作分析仿真图形输出,第一章 人机工程学概论,Introduction To Ergonomics,3,、人机工程学的应用,从铅笔到航天飞机,（1）、日常用品,（2）、家具,（3）、服装,（4）、各种手工工具,（5）、各种装备,（6）、建筑,（7）、交通工具,（8）、有人参与的太空设备,一、安全人机工程学的定义,从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。,它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，将与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。,1.5,安全人机工程学,二、安全人机工程学的研究对象,人,(Man),，是指活动的人体即安全主体。,机,(Machine),，是广义的，它包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质因素。,人机结合面,（,Man-Machine Interface,）,就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称,“,界面,”,）。,三、安全人机工程学的任务,为工程技术设计者提供人体合理的理论参数和要求，诸如：,人体作业的舒适范围（最佳状态）,人体的允许范围（保证工作效率）,人体的安全范围（不致伤害的最低限度和环境要求）,安全防护设施如何适应人的各种使用要求,四、安全人机工程学的研究范围和内容,研究人机系统中人的各种特性,研究人机功能合理分配,各种人机界面的研究,作业方法与作业负荷研究,作业空间的分析研究,事故及其预防的研究,五、,安全人机工程学的研究目的,对人机系统建立合理的方案，更好地在人机之间合理地分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动，同时带来活动效率的提高。,本次课应该掌握的重点及思考题,1,、人机工程学的英文名称？,2,、人机工程学的综合定义和发展历史？,3,、人机工程学到底研究什么？,4,、人机工程学的研究方法？,