人机工程学培训教材.ppt
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1、人机工程学人机工程学一、什么是人机工程学一、什么是人机工程学二、人机系统中人的特性二、人机系统中人的特性1人的生理、心理特性人的生理、心理特性2人的作业特性人的作业特性三、人体测量与作业空间三、人体测量与作业空间四、人与作业环境四、人与作业环境五、人机信息界面与人机系统五、人机信息界面与人机系统2021/5/242021/5/241 1人机工程学人机工程学人机工程人机工程学的研究目标:通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律,学的研究目标:通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律,从而确保人从而确保人机机环境系统总体性能的最优化。环境系统总体性能的最优化。1.中国企业管理百科全书中国企业管理百科全
2、书定义为:研究人和机器、环境的相互作用及定义为:研究人和机器、环境的相互作用及其合理性,使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征,达到在其合理性,使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征,达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。2.人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识,利人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识,利用系统分析的观点,处理人用系统分析的观点,处理人机机环境所组成的系统;使三者组成的系统环境所组成的系统;使三者组成的系统达到最佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率,同时又能使人在心达到最
3、佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率,同时又能使人在心理和生理感到舒适,并保证人的健康和安全。理和生理感到舒适,并保证人的健康和安全。人机工程人机工程学的研究对象:人学的研究对象:人机机环境的相互作用关系。环境的相互作用关系。一、定义一、定义一、定义一、定义2021/5/242021/5/242 2人机工程人机工程学的发展学的发展一、经验人机工程学一、经验人机工程学一、经验人机工程学一、经验人机工程学 人机工程人机工程学的发展大致经历了三个阶段:学的发展大致经历了三个阶段:3.代表人:代表人:1.时间:时间:20世纪初世纪初 第二次世界大战爆发第二次世界大战爆发2.特点:以机器设计为中心,
4、通过对人的选拔和培训来适应机器。特点:以机器设计为中心,通过对人的选拔和培训来适应机器。(由于机器进步很快,使人难以适应,所以大量存在着伤害人身心的问题)(由于机器进步很快,使人难以适应,所以大量存在着伤害人身心的问题)吉尔布雷斯吉尔布雷斯 砌砖作业砌砖作业 动作研究动作研究美国学者泰勒美国学者泰勒 铁锹实验铁锹实验 时间研究时间研究 2021/5/242021/5/243 3二、科学人机工程学二、科学人机工程学二、科学人机工程学二、科学人机工程学三、现代人机工程学三、现代人机工程学三、现代人机工程学三、现代人机工程学2.特点:一切都以人为中心特点:一切都以人为中心 2.特点:重视工业与工程设
5、计中特点:重视工业与工程设计中“人的因素人的因素”,力求使机器适应人。,力求使机器适应人。即机器的设计符合人的习惯。即机器的设计符合人的习惯。1.时间:第二次世界大战时间:第二次世界大战 50年代末年代末1.时间:时间:60年代年代 至今至今四、在我国的发展四、在我国的发展四、在我国的发展四、在我国的发展 1989年正式成立了本学科与年正式成立了本学科与IEA相应的国家一级学术组织相应的国家一级学术组织中国人类工效学学会(中国人类工效学学会(Chinese Ergonomics Society,简称简称CES)。)。2021/5/242021/5/244 4人机工程学的研究内容人机工程学的研究
6、内容一、为一、为一、为一、为 什什什什 么么么么 要要要要 实实实实 施施施施 人人人人 机机机机 工工工工 程程程程 学学学学u 健 康 问 题u 工 伤 事 故u 提 高 生 产 率2021/5/242021/5/245 5二、人机工程学的研究内容二、人机工程学的研究内容二、人机工程学的研究内容二、人机工程学的研究内容1.人体特性的研究人体特性的研究:研究人的生理、心理特性和能力限度2.人机系统的总体设计:人机系统的总体设计:研究人机功能的合理分配3.工作场所和信息传递装置的设计:工作场所和信息传递装置的设计:研究人机相互作用及人机界面的设计5.环境控制与安全保护设计:环境控制与安全保护设
7、计:研究作业环境和人的可靠性与安全4.作业及其改善作业及其改善2021/5/242021/5/246 6人人机机工工程程学学的的应应用用ManufacturingHome&LeisureServiceOffice返回2021/5/242021/5/247 7人机系统中人的作业特性人机系统中人的作业特性 体力劳动时的能量消耗体力劳动时的能量消耗人体作业过程的调节与适应人体作业过程的调节与适应作业能力及其影响因素作业能力及其影响因素合理安排作业休息制度合理安排作业休息制度作业疲劳及其测定作业疲劳及其测定2021/5/242021/5/248 8 体力劳动时的能量消耗一、动态作业一、动态作业一、动态
8、作业一、动态作业2 2、静态作业、静态作业、静态作业、静态作业 所有的肌肉运动都会导致疲劳,但程度取决于很多事情:如舒适程所有的肌肉运动都会导致疲劳,但程度取决于很多事情:如舒适程度、年龄和经验。静态的肌肉运动,其疲劳的恢复时间是动态运动的度、年龄和经验。静态的肌肉运动,其疲劳的恢复时间是动态运动的1010倍。倍。概念概念肌肉等长收缩来保持一定姿势或本位的作业。特点特点能耗水平不高,但易引起人的疲劳。2021/5/242021/5/249 9三、人体的能量代谢三、人体的能量代谢三、人体的能量代谢三、人体的能量代谢1.定义定义能量代谢就是人体有关能量的产生、转移和消耗。2.种类种类 1)基础代谢
9、量:人在基础条件下,维持人最基本生理活动,所需 消耗的能量。按机体所处的状态分为三种:基础代谢率:单位时间内,单位体表面积所消耗的基础代谢量。用B表示,单位:KJ/(m2.h)体表面积体表面积 S(m2)0.0061身高身高(cm)0.0128 体重体重(kg)0.1529基础代谢量基础代谢量=基础代谢率基础代谢率人体表面积人体表面积持续时间持续时间BSt我国正常人基础代谢率的平均值如表表所示2021/5/242021/5/241010基基 础础 代代 谢谢 量量安安 静静 代代 谢谢 量量能能 量量 代代 谢谢 量量 维维 持持 体体 位位 所所 应应 增增 加加 的的 代代 谢谢 量量 作
10、作 业业 所所 增增 加加 的的 代代 谢谢 量量三种代谢量的关系 3)能量代谢量:人体进行作业或运动时所需消耗的总能量。能量代谢率:用M表示 能量代谢量MS t 2)安静代谢量:机体保持某部位的平衡及某种姿势所需消耗的能量。安静代谢率:用R表示 R=1.2B 安静代谢量RS t1.2BS t2021/5/242021/5/241111RMR(能量代谢率安静代谢率能量代谢率安静代谢率)/)/基础代谢率基础代谢率(M1.2B)/B 由上式得:由上式得:MB(RMR1.2)总能耗总能耗 B(RMR1.2)体表面积体表面积活动时间活动时间(RMR1.2)基础代谢量基础代谢量3.3.相对代谢率相对代谢
11、率相对代谢率相对代谢率(Relative Metabolic RateRelative Metabolic Rate)劳动强度不同,所消耗的能量不同,由于劳动者的体质差异,即使同样的劳动强度,不同劳动者的能量代谢也不同,为了消除个体差异,常用相对代谢率来衡量劳动强度。用RMR表示。4.4.4.4.能量代谢率的测定能量代谢率的测定能量代谢率的测定能量代谢率的测定2021/5/242021/5/241212四、劳动强度等级的划分四、劳动强度等级的划分1.劳动强度劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。2.指标指标1)相对代谢率 RMR 相对指标2)劳动强度指数 I 绝对指标 I=3T+7
12、M 3:实际劳动率系数 7:能量代谢率系数 T(净作业时间比率):工作日内净作业时间/工作日总工时 M(能量代谢率):8小时工作日的平均能量代谢率(KJ/minm2)3.等级划分等级划分(1)I15 一级劳动强度 轻(2)I=1520 二级劳动强度 中(3)I=2025 三级劳动强度 重(4)I25 四级劳动强度 极重1)以RMR指标分级 见表见表2)以I指标分级2021/5/242021/5/241313 作业能力及其影响因素一、作业能力一、作业能力一、作业能力一、作业能力1.概念:概念:指完成某作业,作业者所表现的生理、心理、技能的综合性素质。2.表达方式表达方式3.变化规律变化规律生产成
13、果(产量、质量)=(作业能力,作业动机)劳动生产率时间终末激发 入门期(Induction period)稳定期(steady period)疲劳期(Fatigue period)午休作业能力均值2021/5/242021/5/241414 4.意义意义1)合理安排休息,不要在没进入疲劳期就安排休息;2)据作业能力变化规律 作业速率变 以延缓疲劳例如:入门期稳定期疲劳期Vt 脑力劳动 安排工作V:V工作能力时,会加速作业者的疲劳,甚至影响身体健康。V工作能力时,会加速作业者的疲劳,甚至影响身体健康。工作能力时,会加速作业者的疲劳,甚至影响身体健康。V 84 kJ/(m3h)的作业环境。的作业环
14、境。在我国国标中对应下列三种在我国国标中对应下列三种 高温高温强强热辐热辐射作射作业业:气温高,气温高,热辐热辐射射强强度大,相度大,相对对湿度湿度较较低。低。例如:例如:炼钢车间炼钢车间、锻锻造造车间车间2)影响)影响高温环境下,人的水分和盐分大量丧失高温环境下,人的水分和盐分大量丧失作业环境有效温度作业环境有效温度 控制作业负荷控制作业负荷 图图人人 新陈代谢新陈代谢V M 散热小于产热散热小于产热 S 体温体温热应激效应热应激效应 中暑、热衰竭中暑、热衰竭 高温高湿作高温高湿作业业:干球温度干球温度 30 80%例如:纺织例如:纺织 夏天露天作夏天露天作业业:寒冷地区寒冷地区 32 炎炎
15、热热地区地区 35 例如:种植例如:种植业业、建筑作、建筑作业业2021/5/242021/5/2448483.3.3.3.低温对人和操作的影响低温对人和操作的影响低温对人和操作的影响低温对人和操作的影响 工作:工作:作作业业能力下降能力下降 出出错错率率 注意力分散注意力分散uu热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响 表现在效率和相对差错次数两方面,见图表现在效率和相对差错次数两方面,见图表现在效率和相对差错次数两方面,见图表现在效率和相对差错次数两方面,见图9-49-4。uu热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响
16、热环境对体力劳动的影响 表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。表现在操作效率和事故发生率两方面。见图见图见图见图9-59-59-59-5 操作操作 对手的影响最大对手的影响最大 见图见图定义:作业环境温度低于允许温度下限。定义:作业环境温度低于允许温度下限。影响:影响:人:人:环境温度环境温度 皮肤血管收缩皮肤血管收缩体表温度体表温度血流量停滞血流量停滞 体表温度下降大体表温度下降大 冻伤冻伤工作时的温度最好在工作时的温度最好在15.5 27 2021/5/242021/5/244949五、改善微气候条件的措施五、改善微气候条件的
17、措施五、改善微气候条件的措施五、改善微气候条件的措施 1.改善高温作业环境的措施改善高温作业环境的措施 1)生产技术:)生产技术:合理布置热源合理布置热源 例:布置在下风头,车间外例:布置在下风头,车间外 隔热隔热 通风换气通风换气 降低湿度降低湿度 2)保健方面:)保健方面:供给饮料(供给饮料(12为宜,以加盐为宜,量少次数多为宜)为宜,以加盐为宜,量少次数多为宜)劳保用品劳保用品 适应性检查适应性检查 因为有些人不适应高温作业因为有些人不适应高温作业 3)生产组织:)生产组织:合理安排作业负荷合理安排作业负荷 休息场所(温度休息场所(温度20 30为宜,太低人体汗腺)为宜,太低人体汗腺)集
18、体作业集体作业 采暖和保暖采暖和保暖2.改善低温作业环境改善低温作业环境 提高作业负荷提高作业负荷 个体防护个体防护 特殊特殊 例:操作空间小,可以采用热辐射取暖等方法。例:操作空间小,可以采用热辐射取暖等方法。2021/5/242021/5/245050六、微气候的主观评价标准六、微气候的主观评价标准六、微气候的主观评价标准六、微气候的主观评价标准1.1.主观评价依据:微气候对人体影响的主观感觉包括主观评价依据:微气候对人体影响的主观感觉包括主观评价依据:微气候对人体影响的主观感觉包括主观评价依据:微气候对人体影响的主观感觉包括6 6个方面的因素:个方面的因素:个方面的因素:个方面的因素:空
19、气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体温度、皮肤温度,参阅表肤温度,参阅表肤温度,参阅表肤温度,参阅表9-19-1,表,表,表,表9-29-22.工作效率不受影响的温度范围,见图工作效率不受影响的温度范围,见图9-83.工业生产微气候标准,参阅表工业生产微气候标准,参阅表9-3,表,表9-42021/5/242021/5/245151光环境光环境一、光的性质及其度量一、光的性质及其度量一、光的性质及其度量一、光的
20、性质及其度量1.光的性质光的性质1)光通量()光通量():是最基本的光度量。):是最基本的光度量。2.光的度量光的度量人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分,人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分,人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分,人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分,其波长为其波长为其波长为其波长为380780nm 380780nm 可见光可见光可见光可见光 见图见图见图见图3-33-3。2 2)发光强度(光强)发光强度(光强)发光强度(光强)发光强度(光强)I I I I定义:指光源在给定方向上单位立体角内发出的光通量。定义:指光源在
21、给定方向上单位立体角内发出的光通量。常用于描述点光源的发光特性。常用于描述点光源的发光特性。测量:光电管测量:光电管定义:单位时间内通过某一面积的光量。定义:单位时间内通过某一面积的光量。单位:单位:流明流明 lm2021/5/242021/5/2452523 3)亮度)亮度)亮度)亮度4 4)照度()照度()照度()照度(E E)光强与光通量之间的关系:光强与光通量之间的关系:坎德拉坎德拉cd 亮度表示亮度表示亮度表示亮度表示发光面发光面发光面发光面的明亮程度,亮度可用的明亮程度,亮度可用的明亮程度,亮度可用的明亮程度,亮度可用亮度计亮度计亮度计亮度计直接测量。直接测量。直接测量。直接测量。
22、指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比。面积之比。面积之比。面积之比。L LSScoscos 单位:为坎单位:为坎单位:为坎单位:为坎(德拉德拉德拉德拉)每平方米(每平方米(每平方米(每平方米(cd/mcd/m2 2).:取定方向与发光面法线方向的夹角。取定方向与发光面法线方向的夹角。取定方向与发光面法线方向的夹角。取定方向与发光面法线方向的夹角。照射在物体单位表
23、面面积上的光通量。照射在物体单位表面面积上的光通量。定义定义:单位:勒克司(单位:勒克司(lx)1 勒克司勒克司=1 流明流明/平方米平方米d dE Ed dA照度表明照度表明被照面被照面上光的强弱,可用上光的强弱,可用 光电池照度计光电池照度计测量。测量。2021/5/242021/5/245353二、良好光环境的作用二、良好光环境的作用二、良好光环境的作用二、良好光环境的作用 1.1.光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响作业场所的光环境,有天然采光和人工照明。作业场所的光环境,有天然采光和人工照明。作业场所的光环境,有天然采光和人工照明。作业场所
24、的光环境,有天然采光和人工照明。天然采光:利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光:利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光:利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光:利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。人工照明:利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明:利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明:利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明:利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。良好的光环境主要是通过改善人的视觉条件(照明生理因素)和改善良好的光环境主要是通过改善人的视觉条件(照明生理因素)和改善人的视觉环境(照明心理因素)来达到提高劳
25、动生产率。人的视觉环境(照明心理因素)来达到提高劳动生产率。良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少,见图良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少,见图9-10。2.光环境对安全的影响光环境对安全的影响光环境对生产中的效率、安全等都有重要意义。光环境对生产中的效率、安全等都有重要意义。图图9-9照度照度 眨眼次数眨眼次数 (视疲劳(视疲劳 )工作效率工作效率照度照度 人要反复努力辨认,人很快视觉疲劳人要反复努力辨认,人很快视觉疲劳 工作效率工作效率注:临界照度值注:临界照度值2021/5/242021/5/245454三、对光环境的要求三、对光环境的要求三、对光环境的要求三
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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