人机工程学概论.ppt

第一章第一章 人机工程学概论人机工程学概论一、概一、概述述二、人机工程学研二、人机工程学研究的内容和方法究的内容和方法1、人机工程学研究内容、人机工程学研究内容2、人机工程学研究方法、人机工程学研究方法三、人机工程学的三、人机工程学的学科体系学科体系1 1pptppt课件课件.主要参考教材主要参考教材人体工程学与室内设计人体工程学与室内设计 2 2pptppt课件课件.主要参考教材主要参考教材环境设计人机工程学环境设计人机工程学 王熙元主编王熙元主编 东华大学出版社东华大学出版社3 3pptppt课件课件.参参考考教教材材4 4pptppt课件课件.1 1、学科命名的由来、学科命名的由来 欧洲欧洲：Ergonomics Ergonomics 人类工程学或工效学。人类工程学或工效学。美美国国：Human Human Factors Factors;Human Human Factors Factors EngineeringEngineering人类因素学或人类因素工程学。人类因素学或人类因素工程学。其其他他：工工程程心心理理学学（前前苏苏联联）；人人间间工工学学（日日本本）；人人体体工工程程学学；人人机机工工程程学学；人人类类工工效学；人机控制学；宜人学等。效学；人机控制学；宜人学等。一、概述一、概述5 5pptppt课件课件.2 2、人机工程学的定义、人机工程学的定义（一）（一）国国 际际 人人 机机 工工 程程 学学 会会（International Ergonomics Association）：研研究究人人在在某某种种工工作作环环境境中中的的解解剖剖学学、生生理理学学和和心心理理学学等等方方面面的的因因素素，研研究究人人和和机机器器及及环环境境的的相相互互作作用用，研研究究在在工工作作中中、生生活活中中和和休休假假时时怎怎样样统统一一考考虑虑工工作作效效率率 、人人的的健健康康、安安全和舒适等问题的学科。全和舒适等问题的学科。6 6pptppt课件课件.2、人机工程学的定义（二）中中国国企企业业管管理理百百科科全全书书将将人人机机工工程程学学定定义义为为：研研究究人人和和机机器器、环环境境的的相相互互作作用用及及其其合合理理结结合合，使使设设计计的的机机器器与与环环境境系系统统适适合合人人的的生生理理、心心理理等等特特点点，达达到到在在生生产产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。中提高效率、安全、健康和舒适的目的。7 7pptppt课件课件.3 3、人机工程学的定义、人机工程学的定义(三）三）综综上上所所述述可可以以认认为为：人人机机工工程程学学是是以以人人的的生生理理、心心理理特特性性为为依依据据，应应用用系系统统工工程程的的观观点点，分分析析研研究究人人与与机机械械、人人与与环环境境以以及及机机械械与与环环境境之之间间的的相相互互作作用用，为为设设计计操操作作简简便便省省力力、安安全全、舒舒适适，人人机机环环境境的的配配合合达达到到最最佳佳状状态态的的工工程程系系统统提提供供理理论论和和方方法法的的科科学学。因因此此，人人机机工工程程学学可可定定义义为为：按按照照人人的的特特性性设设计计和和改改善善人人机机环环境境系系统的科学。统的科学。8 8pptppt课件课件.人人指指操操作作者者或或使使用用者者；机机泛泛指指人人操操作作或或使使用用的的物物，可可以以是是机机器器。也也可可以以是是用用具具、工工具具或或设设施施、设设备备等等；环环境境是是指指人人、机机所所处处的的周周围围环环境境，如如作作业业场场所所和和空空间间、物物理理化化学学环环境境和和社社会会环环境境等等；人人机机环环境境系系统统是是指指由由共共处处于于同同一一时时间间和和空空间间的的人人与与其其所所使使用用的的机机以以及及它它们们所所处处的的周周围围环环境境所所构构成成的的系系统统，简简称称人人机机系系统。统。（1 1）人）人机机环境的具体含义：环境的具体含义：3 3、具体含义说明、具体含义说明9 9pptppt课件课件.（2 2）人人机机环环境境之之间间的的关关系系：相相互互依依存存；相互作用；相互制约。相互作用；相互制约。（3 3）人机工程学的特点：）人机工程学的特点：学科边界模糊学科边界模糊；学科内容综合性强；涉及面广。；学科内容综合性强；涉及面广。（4 4）人人机机工工程程学学的的研研究究对对象象：人人机机环环境系统的整体状态和过程。境系统的整体状态和过程。（5 5）人人机机工工程程学学的的任任务务：使使机机器器的的设设计计和和环环境境条条件件的的设设计计适适应应于于人人，以以保保证证人人的的操操作作简简便便省省力力、迅迅速速准准确确、安安全全舒舒适适，心心情情愉愉快快，充充分分发发挥挥人人、机机效效能能，使使整整个个系系统统获获得得最最佳佳经济效益和社会效益。经济效益和社会效益。1010pptppt课件课件.4、人机工程学的发展史、人机工程学的发展史（阶段）（阶段）发发展展史史早期历史（早期历史（2020世纪前期）世纪前期）人机工程职业的诞生（人机工程职业的诞生（1945194519601960年年 ）快速发展时期（快速发展时期（1960196019801980年）年）计算机、灾难和诉讼（计算机、灾难和诉讼（1980198019901990年）年）19901990年以后年以后1111pptppt课件课件.英国是世界上开展人类工程学研究最早的国家，但学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。所以，人类工程学有“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只有50多年历史。学科在形成与发展的过程中，大致经历了以下三个阶段：1 经验人类工程学 2 科学人类工程学 3 现代人类工程学1212pptppt课件课件.早早期期历历史史萌萌芽芽阶阶段段 Frank ,Lillian Gilbreth Frank ,Lillian Gilbreth（人机学研究的先躯）：动作研究和车（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；工作间间管理研究。熟练操作与疲劳；工作间的设计和残疾人使用设备的设计。的设计和残疾人使用设备的设计。20世纪前期世纪前期（使人适应机器）（使人适应机器）1313pptppt课件课件.职职业业的的诞诞生生形形成成阶阶段段19451960年年19451945年年美国军方成立美国军方成立-工程心理实室；工程心理实室；19491949年年人机工程研究会在英国成立，第一本有人机工程研究会在英国成立，第一本有关人机的书关人机的书应用经验心理学：工程设计中的应用经验心理学：工程设计中的人因学人因学出版；出版；19501950年年英国成立了世界上第一个人类工效学会；英国成立了世界上第一个人类工效学会；19571957年年9 9月美国政府出版周刊月美国政府出版周刊人的因素学会人的因素学会；19601960年年国际人机工程协会成立。国际人机工程协会成立。（使机器适应人）（使机器适应人）1414pptppt课件课件.快快速速发发展展发发展展阶阶段段19601980年年 到到6060年代，美国的人机工程学基本集中在年代，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。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。品设计方面的重要性。（仍然不为普通人所了解）（仍然不为普通人所了解）1515pptppt课件课件.计计算算机机、灾灾难难 重重新新认认识识阶阶段段19801990年年19791979年年Three MileThree Mile岛上的核电站事故；岛上的核电站事故；19841984年年1212月月4 4日日Union CarbideUnion Carbide杀虫剂工杀虫剂工厂有毒物质泄漏，厂有毒物质泄漏，40004000人死亡，人死亡，2000020000人受伤；人受伤；19861986年年苏联苏联ChernobylChernobyl核电站事故核电站事故,300,300人死亡；人死亡；19891989年年Phillips PetroleumPhillips Petroleum塑料工厂在塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。一场爆炸中夷为平地。（人机工程学的重要性）（人机工程学的重要性）1616pptppt课件课件.美国宾夕法尼亚州靠近哈利斯堡(Harrisburg)的萨斯奎哈纳(Susquehanna)河中的岛，岛上设有核能发电厂。1979年此地发生了美国历史上最严重的核能工业意外事故。是年3月28日上午4时，2号反应器的一具自动操作阀错误地关闭起来，切断了主要给水系统的洪水(此系统用来带走反应器核心内循环水中的热量)，因而造成反应器自动停机，其後因一系列仪器设备失效，人为操作错误，以及随後的错误处置，终於导致反应器核心的冷却水严重外溢，并迫使核心部分外露，因而使其中燃料包层锆与周围过热之蒸气发生反应而产生大量氢气。部分氢气溢入反应器室之密闭壳内。幸亏只有少数氢气和放射性气体溢入大气中，因而未对附近居民的健康造成威胁。数天之後，适量的冷却水已恢复循环於反应器核心内。1979年年Three Mile岛上的核电站事故岛上的核电站事故1717pptppt课件课件.Three Mile岛上的核电站岛上的核电站1818pptppt课件课件.1984年12月3日晚上，联合碳化公司(Union Carbide)在印度Madhya Pradesh的博帕尔的化工厂发生毒气泄漏事件，估计导致3,500至7,500人实时死亡。当晚约40吨致命气体(主要是用来生产杀虫剂的中间产物methylisocyanate)从工厂泄漏，6个防漏保险装置不是发生故障就是被关闭，加上警报器没有开启，附近居民根本无从得悉意外的发生。结果导致很多居民在睡梦中死去，其它则勉强蹒跚到街上等待救援。吸入有毒气体的最初反应包括呕吐，眼鼻喉被毒气灼伤引致剧烈的刺痛，大多数受害者的死因是由于呼吸困难窒息致死。到现时为止意外已导致16,000人死亡，另外有几十万名居民的健康受到不同程度的影响,他们除了肺部功能受到损害，神经、肠胃、生殖及免疫系统亦受到伤害。1984年年12月月4日日Union Carbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏杀虫剂工厂有毒物质泄漏1919pptppt课件课件.印度博帕尔毒气事件印度博帕尔毒气事件2020pptppt课件课件.印度博帕尔毒气事件印度博帕尔毒气事件2121pptppt课件课件.印度博帕尔毒气事件印度博帕尔毒气事件2222pptppt课件课件.印度博帕尔毒气事件印度博帕尔毒气事件2323pptppt课件课件.科科学学发发展展阶阶段段1990年以后年以后人类空间站的建立；人类空间站的建立；计算机和计算机工程的应用；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；药物器械设计和老年人产品设计；人民生活和工作质量设计人民生活和工作质量设计；（人（人机机环境系统的建立）环境系统的建立）2424pptppt课件课件.人类空人类空间站的间站的建立建立2525pptppt课件课件.计算机和计算机计算机和计算机工程的应用；工程的应用；2626pptppt课件课件.老年人产品设计老年人产品设计2727pptppt课件课件.人民生活和工作质量设计人民生活和工作质量设计2828pptppt课件课件.2929pptppt课件课件.3030pptppt课件课件.我国人机发展进程我国人机发展进程19611961年年瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。19821982年年日本东京举行第八次国际人机工程会议，我国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。第一次派人参加。19751975年年国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）成立了国际人机工程标）成立了国际人机工程标准委员会（准委员会（TC159TC159）。）。19811981年年我国成立中国人类工效学标准技术委员会。我国成立中国人类工效学标准技术委员会。19891989年年成立成立中国人类工效学学会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3131pptppt课件课件.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。二、人机工程学研究的内容和方法二、人机工程学研究的内容和方法（一）人机工程学的内容（一）人机工程学的内容3232pptppt课件课件.目前人机工程学的前沿领域研究包括：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、组织行为、心理状态等方面的研究。3333pptppt课件课件.近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：1、工作负荷研究，、工作负荷研究，包括体力活动、智力活包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。负荷。2、工作环境的研究，工作环境的研究，包括各种工作环境条包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。程学的研究。3、工作场地、工作空间、工具装备的人机工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。工程学的研究。3434pptppt课件课件.近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：4 、信息显示的人机工程学问题，特别是计信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人的因素研究。算机终端显示中人的因素研究。5、计算机设计与人机工程学研究。计算机设计与人机工程学研究。6、工作成效的测量与评定。工作成效的测量与评定。7、机器人设计的智能模拟等。、机器人设计的智能模拟等。8、人、人机机环境系统中心理学的研究。环境系统中心理学的研究。3535pptppt课件课件.当代环境设计（包含室内）中，当代环境设计（包含室内）中，人机工程学研究范围，包括以下几项：人机工程学研究范围，包括以下几项：1、作业环境：生产劳动场所、作业环境：生产劳动场所2、工作环境：办公室工作环境、工作环境：办公室工作环境3、居住环境：住宅的室内外环境、居住环境：住宅的室内外环境4、公共环境：城市公共空间、公共设施、公共环境：城市公共空间、公共设施、无障碍设计等无障碍设计等3636pptppt课件课件.1、作业环境：生产劳动场所、作业环境：生产劳动场所安全措施等相关安全措施等相关内容，此内研究是人机工程学传统研究项目内容，此内研究是人机工程学传统研究项目3737pptppt课件课件.3838pptppt课件课件.3939pptppt课件课件.2、工作环境：办、工作环境：办公室工作环境公室工作环境工作环境的尺度，工作环境的尺度，作业空间，工作人作业空间，工作人员身体姿态，人与员身体姿态，人与家具，人与设备之家具，人与设备之间的关系，工作安间的关系，工作安全，室内光、色环全，室内光、色环境，噪音，温湿度，境，噪音，温湿度，工作空间划分设计工作空间划分设计等等4040pptppt课件课件.4141pptppt课件课件.4242pptppt课件课件.4343pptppt课件课件.4444pptppt课件课件.4545pptppt课件课件.3、居住环境：住宅的室内外环境、居住环境：住宅的室内外环境4646pptppt课件课件.4747pptppt课件课件.4848pptppt课件课件.4949pptppt课件课件.5050pptppt课件课件.5151pptppt课件课件.5252pptppt课件课件.5353pptppt课件课件.5454pptppt课件课件.5555pptppt课件课件.4、公共环境：城市公共空间、公共设施、无障碍设计等、公共环境：城市公共空间、公共设施、无障碍设计等佛罗里达州 奥兰多 迪士尼 主题 公园5656pptppt课件课件.芝加哥 抽象性的广场雕塑5757pptppt课件课件.5858pptppt课件课件.5959pptppt课件课件.6060pptppt课件课件.（二）人机工程学研究的方法：（二）人机工程学研究的方法：测量人体各部分静态和动态数据；测量人体各部分静态和动态数据；调调查查、询询问问或或直直接接观观察察人人在在作作业业时时的的行行为为和和反反应应特特征征；对时间和动作的分析研究；对时间和动作的分析研究；测测量量人人在在作作业业前前后后以以及及作作业业过过程程中中的的心心理理状状态态和和各各种生理指标的动态变化；种生理指标的动态变化；观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题；观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题；分析差错和意外事故的原因；分析差错和意外事故的原因；进行模型实验或用计算机进行模拟实验；进行模型实验或用计算机进行模拟实验；运运用用数数字字和和统统计计学学方方法法找找出出各各变变数数之之间间相相互互关关系系，以便从中得出正确结论或发展有关理论。以便从中得出正确结论或发展有关理论。6161pptppt课件课件.目前常用的研究方法有：目前常用的研究方法有：研研究究方方法法观察法观察法实测法实测法实验法实验法计算机数值仿法计算机数值仿法调查研究法调查研究法分析法分析法6262pptppt课件课件.三、人机工程学学科体系三、人机工程学学科体系人机工程学人机工程学人人体体科科学学 技术科学技术科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工业设计工业设计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 6363pptppt课件课件.四、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、指点一番，使我们概略地了解到，原之前，环视、巡察、指点一番，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。下面只是随意列举一些，中有数，对学习课程很有好处。下面只是随意列举一些，简单地把问题所在点出来，不多解说。因为进一步分析、简单地把问题所在点出来，不多解说。因为进一步分析、研讨，将在以后各章各节中陆续展开。研讨，将在以后各章各节中陆续展开。6464pptppt课件课件.例1腰疼沙发 城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不久腰部就酸疼，不得不在腰后面垫上一个“腰靠”。为什么?大沙发座面进深大，无论怎么靠，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。这就是设计中的解剖学问题。6565pptppt课件课件.例2主枕头附枕头一些宾馆里的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”!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”。6666pptppt课件课件.THANKSYOURNAME67ppt课件.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”，就能满足多数人的需要，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。6868pptppt课件课件.例3车厢窗户 车厢外表面为墨绿色的旧式旅客列车，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.6969pptppt课件课件.其实改进一点也不难，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。7070pptppt课件课件.例4脚踏钮(或自动感应)冲水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，水箱把手不干净是人人皆知，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自动感应冲水正在推广，效果显然可见。7171pptppt课件课件.例5声光控延时开关 “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?7272pptppt课件课件.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。7373pptppt课件课件.例7叫壶 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。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”。7474pptppt课件课件.7575pptppt课件课件.本次课应该掌握的重点及思考题本次课应该掌握的重点及思考题1 1、人机工程学的名称？、人机工程学的名称？2 2、人机工程学的综合定义和发展历史？、人机工程学的综合定义和发展历史？3 3、人机工程学到底研究什么？、人机工程学到底研究什么？4 4、人机工程学的研究方法？、人机工程学的研究方法？5 5、了解人机工程学学科体、了解人机工程学学科体 系有什么意义？系有什么意义？7676pptppt课件课件.此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！