人机工程学.pptx

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。有的家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。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后面垫上一个“腰靠腰靠”。为什么呢。为什么呢?因为大沙发座面进深大，无论怎么后因为大沙发座面进深大，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人机问题。的腰椎形态，不符合坐姿解剖学要求。这就是产品设计中的人机问题。第一章第一章一一.日常生活中人机学问题日常生活中人机学问题沙发和靠垫沙发和靠垫不同颜色的药袋不同颜色的药袋银银灰灰色色或或蓝蓝色色发发亮亮的的小小塑塑料料袋袋里里装装着着药药片片，药药片片的的服服用用量量、服服用用方方法法都都用用小小字字印印在在包包装装袋袋上上，包包装装袋袋闪闪闪闪有有光光，文文字字和和底底色色的的对对比比又又弱弱，也也许许年年轻轻人人还还行行，中中老老年年人人想想看看清清上上面面的的说说明明就就会会费费劲劲。这这些些都都是是对对视视觉觉特特性性掌掌握握失失当当的的问问题题，也也属属于于人人机机学学的的研研究范围。究范围。声光控延时开关声光控延时开关“节节约约用用电电人人走走关关灯灯”的的条条子子随随处处可可见见，人人走走楼楼空空后后楼楼道道里里的的照照明明灯灯还还是是彻彻夜夜长长明明。这这种种大大家家都都熟熟悉悉的的现现象象，也也需需要要从从设设计计的的角角度度来来寻寻找找原原因因和和改改进进措措施施。开开关关都都安安置置在在楼楼道道照照明明灯灯的的就就近近位位置置，关关了了灯灯，楼楼道道一一抹抹黑黑，怎怎么么下下楼楼、拐拐弯弯、出出门门呢呢?现现在在声声光光控控延延时时开开关关价价格格已已相相当当便便宜宜，用用声声光光控控延延时时开开关关，人人来来灯灯亮亮，人人走走灯灯灭灭，可可解解决决问问题题。另另外外，也也可可以以从从合合理理安安排排开开关关位位置置方方面面寻寻找解决办法。找解决办法。被被剪剪对对象象有有大大有有小小、有有硬硬有有软软、有有的的要要剪剪复复杂杂的的形形状状且且要要求求特特别别精精细细、有有的的要要伸伸入入孔孔洞洞或或拐拐进进尖尖角角去去施施剪剪，所所以以除除了了剪剪纸纸、剪剪布布的的普普通通剪剪刀刀外外，还还有有理理发发剪剪等等专专用用剪剪刀刀，以以及及形形形形色色色色的的外外科科手手术术剪剪。要要适适应应上上述述各各种种不不同同的的使使用用条条件件，达达到到人人机机学学使使用用“安安全全、舒舒适适、高高效效”的的目目标标，剪剪刀刀前前面面刃刃片片的的形形状状和和尺尺寸寸、后后面面把把手手的的形形状状和和尺尺寸寸，有有很很多多的的解解剖剖学学、生生理理学学问问题题需需要要考考究究，就绝非简单的事情。就绝非简单的事情。形形色色的剪刀形形色色的剪刀二二.人机工程学的名称及定义人机工程学的名称及定义人机工程学的多种学科名称人机工程学的多种学科名称:(1)(1)人类工效学，或简称工效学，英文人类工效学，或简称工效学，英文ErgonomicsErgonomics这个学科名称在这个学科名称在世界上应用最广。世界上应用最广。(2)(2)人的因素人的因素(学学)，英文，英文Human Factors Human Factors 这是美国一直沿用的名称。这是美国一直沿用的名称。(3)(3)人类工程学，英文人类工程学，英文Human Engineering Human Engineering 类似的名称有人体工程类似的名称有人体工程学。学。(4)(4)工程心理学，英文工程心理学，英文Engineering Psychology Engineering Psychology 这个名称下的学科研究这个名称下的学科研究更专注于心理学方面。更专注于心理学方面。(5)(5)人机环境系统工程学、宜人性设计人机环境系统工程学、宜人性设计 (人机工程设计人机工程设计)等，研等，研究内容相同或相近。在日本，该学科的日文汉字是究内容相同或相近。在日本，该学科的日文汉字是“人同工学人同工学”第一章第一章美：人类工程学（美：人类工程学（Human EngineeringHuman Engineering）人因工程学（人因工程学（Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering）欧：人类工效学（欧：人类工效学（ErgonomicsErgonomics）较多采用）较多采用日本：人间工学日本：人间工学中中国国：人人体体工工程程学学、人人机机控控制制学学、人人类类工工程程学学、人人机机环环境境系系统统工工程程工工 效学等效学等第一章第一章学科的命名学科的命名 国国际际人人机机工工程程学学会会（International International Ergonomics Ergonomics AssociationAssociation，IEAIEA）：研研究究人人与与系系统统中中其其他他因因素素之之间间的的相相互互作作用用，以以及及应应用用相相关关理理论论、原原理理、数数据据和和方方法法来来设设计计以以达达到到优优化化人人类类和和系系统统效效能能的的学学科科。（2000.82000.8）人人机机工工程程学学专专家家旨旨在在设设计计和和优优化化任任务务、工工作作、产产品品、环环境境和和系系统统，使之满足人们的使之满足人们的需要、能力和限度。需要、能力和限度。工程学一直关注如何从机构和电子设计的角度改善产品。工程学一直关注如何从机构和电子设计的角度改善产品。心理学则从研究心理和行为着手。心理学则从研究心理和行为着手。人因和人机工程学则从人的生理与心理机能和限制为基础。人因和人机工程学则从人的生理与心理机能和限制为基础。是是研研究究“人人、机机、环环境境”系系统统中中人人、机机、环环境境三三要要素素之之间间的的关关系系，为解决系统中的效能、健康问题提供理论与方法的科学。为解决系统中的效能、健康问题提供理论与方法的科学。第一章第一章人机工程学的定义人机工程学的定义人人:人是指操作者或使用者人是指操作者或使用者机机: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；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:环境是人与机共处的环境，如作业场所和作业空间，自然环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。境和社会环境等。第一章第一章 人人机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，在人机系统中，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生产或生活过程。机、环境相互依存、相互作用、相互制约完成某一特定的生产或生活过程。人机环境第一章第一章第一章第一章1.1.研究对象是研究对象是人、机、环境的相互关系人、机、环境的相互关系。2.2.研究目的是如何达到研究目的是如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化安全、健康、舒适和工作效率的最优化。3.3.研究内容研究内容:.人的因素：生理、心理、人体测量人的因素：生理、心理、人体测量.人机界面：人机界面：硬件界面：显示系统、控制系统、显控协调关系、信息设计硬件界面：显示系统、控制系统、显控协调关系、信息设计 软件界面软件界面第一章第一章三三.人机工程学的组成人机工程学的组成.其他问题：其他问题：产品设计物理方面的几个概念产品设计物理方面的几个概念 手动操作产品设计手动操作产品设计 座椅设计座椅设计 弱势群体弱势群体 作业环境设计作业环境设计 人机工程学常用的研究方法人机工程学常用的研究方法第一章第一章经验人经验人机工程机工程学学科学人科学人机工程机工程学学现代人现代人机工程机工程学学早期历史早期历史2020世纪前期世纪前期发展史1945194519601960年年 1960年年现在现在四四.人机工程学的起源与发展人机工程学的起源与发展H:D=8:1历史早期案例历史早期案例基于对人的因素良好知识的设计迹象基于对人的因素良好知识的设计迹象负载马车的提升技术负载马车的提升技术下坡移动的制动系统下坡移动的制动系统使劳动符合最小化的设计使劳动符合最小化的设计安全性设计安全性设计大理石块的悬吊和定位技术大理石块的悬吊和定位技术考虑方便安装的设计考虑方便安装的设计石头打制的工具石头打制的工具适当的工具设计适当的工具设计16世纪8世纪日常器皿的人机工程学设计日常器皿的人机工程学设计第一章第一章 英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但学科的奠英国是世界上开展人机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，人机工程学有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，起源于欧洲，形成于美国形成于美国”之说。虽然本学科的起源可以追溯到之说。虽然本学科的起源可以追溯到2020世纪初期，但作世纪初期，但作为一门独立的学科只有五十多年历史。为一门独立的学科只有五十多年历史。人机工程学的起源人机工程学的起源工业化时代：工业化时代：A.A.机机械械时时代代（1750189017501890）(人人适适应应机机器器的的被被动动阶阶段段)：注注重重尺尺寸寸因素关系，适应性、效率性、安全性未考虑。因素关系，适应性、效率性、安全性未考虑。B.B.技术革命时代技术革命时代(机器适应人的阶段机器适应人的阶段)（1870194518701945）：）：一战：适应人的设计一战：适应人的设计:注重程序、方法。注重程序、方法。二战：从适应人的设计到为工作的人设计二战：从适应人的设计到为工作的人设计:注重舒适、安全。注重舒适、安全。C.C.为为人人的的思思维维的的设设计计阶阶段段（人人机机器器环环境境作作为为一一个个整整体体来来研研究究的的阶阶段段）（1945-1945-）：起起源源于于英英国国，19561956年年第第一一个个“人人体体因因素素协协会会”成成立立于于美美国国。6060年年国国际际人人机机工工程程协协会会成成立立。19891989年年中中国国人人类类功功效效学学会成立。学学会成立。第一章第一章发展史发展史 Frank,Lillian GilbrethFrank,Lillian Gilbreth（人机学研究的先躯）：动作研究和（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。备的设计。泰罗铁锹试验：泰罗铁锹试验：5、10、17、30kg吉尔伯勒斯的砌砖试验：吉尔伯勒斯的砌砖试验：动作研究：动作研究：1818个减少为个减少为5 5个个 效率：效率：120120块块/h h增加到增加到 350 350块块/h h学科名称：应用实验心理学学科名称：应用实验心理学A.A.经验人机工程学经验人机工程学萌芽阶段（萌芽阶段（人适应机器人适应机器）孕育期孕育期_“铁锹作业实验铁锹作业实验”“铁锹作业实验铁锹作业实验”是用种大小不同的铁锹，交给工人使用，是用种大小不同的铁锹，交给工人使用，比较他们在每个班次比较他们在每个班次8h8h里的工作效率。结果表明工效有明显差距。里的工作效率。结果表明工效有明显差距。这其实是关于体能合理利用的最早科学验。这其实是关于体能合理利用的最早科学验。另一个专题是对比各种不同的操作方法、操作动作的工作效另一个专题是对比各种不同的操作方法、操作动作的工作效率；这就是关于合理作业姿势的最早科学研究。率；这就是关于合理作业姿势的最早科学研究。孕育期孕育期_砌砖作业实验砌砖作业实验砌砖作业实验是用当时问世不久的连续拍摄的摄影机，把建筑砌砖作业实验是用当时问世不久的连续拍摄的摄影机，把建筑工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分解分析，精简掉所有非工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分解分析，精简掉所有非必要动作，并规定严格的操作程序和操作动作路线，让工人像机器必要动作，并规定严格的操作程序和操作动作路线，让工人像机器一样刻板一样刻板“规范规范”地连续作业，他们合著的地连续作业，他们合著的疲劳研究疲劳研究(1919(1919年年出版出版)更被认为是美国更被认为是美国“人的因素人的因素”方面研究的先驱。方面研究的先驱。B.B.科学人机工程学科学人机工程学 形成阶段（形成阶段（机器适应人机器适应人）19451945年年美国军方成立美国军方成立工程心理实验室工程心理实验室；19491949年人机工程研究会在英国成立，第一本有关人机的书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应用经验心理学：工程设计中的人因学理学：工程设计中的人因学出版；出版；19501950年英国成立了世界上第一个人类工效学会；年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年国际人机工程协会成立。年国际人机工程协会成立。学科学科名称名称：工程心理学：工程心理学 到到6060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，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。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。1960198019601980年年（仍然不为普通人所了解）（仍然不为普通人所了解）C.现代人机工程学现代人机工程学 快速发展、科学系统研究阶段快速发展、科学系统研究阶段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杀虫剂工厂有毒物质泄漏，杀虫剂工厂有毒物质泄漏，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塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。1980198019901990年年（人机工程学的重要性）（人机工程学的重要性）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；人的生活和工作质量设计。人的生活和工作质量设计。19901990年以后年以后（人（人机机环境系统的建立）环境系统的建立）19611961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。19821982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。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（国际标准化组织（ISOISO）19751975年成立了国际人机工程标准委员会（年成立了国际人机工程标准委员会（TCTC159159）。19811981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。19891989年成立年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我国人机发展进程我国人机发展进程1 1、人机工程学的研究内容、人机工程学的研究内容理论、应用：总体趋势在于应用理论、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由于各国学科和工业基础不同,各各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如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美国侧重工程和人际关系；法国侧重劳动生理学法国侧重劳动生理学；前苏联注重工程心理学前苏联注重工程心理学；保加利亚偏重人体测量保加利亚偏重人体测量；捷克、印度等注重劳动卫生学捷克、印度等注重劳动卫生学五五.人机工程学的研究内容与方法人机工程学的研究内容与方法（1 1）人体特性的研究）人体特性的研究 自然人、社会人（2 2）人机系统的总体设计）人机系统的总体设计(分工和信息交流）分工和信息交流）（3 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（4 4）环境控制和安全保护设计）环境控制和安全保护设计 人与机的特性比较人与机的特性比较人机关系；人机关系；人与环境关系；人与环境关系；人与生态；人与生态；人的特性模型；人的特性模型；人机系统的定量描述；人机系统的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的研究。方面的研究。目前人机工程学的前沿领域研究目前人机工程学的前沿领域研究1.设计心理学：设计心理学：2.认知心理学：认知心理学：3.产产品品语语义义学学:从从人人与与工工业业产产品品的的交交流流形形式式（交交互互关关系系）上上分分析析和和定定义义产产品的形态。品的形态。4.4.体质人类学：体质人类学：5.5.人人机机界界面面设设计计：广广义义在在人人机机系系统统模模式式中中，人人和和机机存存在在一一个个相相互互作作用用的的“面面”，称为人机界面。称为人机界面。显示、控制显示、控制 狭义：计算机系统中的人机界面。狭义：计算机系统中的人机界面。第一章第一章六六.相关知识及学科相关知识及学科6.6.交交互互设设计计：设设计计用用于于支支持持人人们们日日常常工工作作、生生活活的的交交互互 直直接接或或间间接接的的通信过程通信过程 式产品。式产品。7.7.体验与情感体验与情感8.8.绿色设计绿色设计9.9.无障碍设计、通用设计无障碍设计、通用设计.人机工程学的应用领域：人机工程学的应用领域：人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海系统、高速公路信号、汽车、航空、航海 、现代化医院、环境保护、现代化医院、环境保护、教育等，人机工程学甚至可用于大规模社会系统。教育等，人机工程学甚至可用于大规模社会系统。.人机工程学在产品设计中的运用：人机工程学在产品设计中的运用：.为产品设计中考虑为产品设计中考虑“人的因数人的因数”提提供人体尺度参数。供人体尺度参数。.为产品设计中考虑为产品设计中考虑“物物”的功能合理性提供科学依据。的功能合理性提供科学依据。.为产品设计中考虑为产品设计中考虑“环境因数环境因数”提提供设计准则。供设计准则。为进行为进行人机环境系统设计人机环境系统设计提供理论依据。提供理论依据。.为坚持以为坚持以“人人”为为核心的设计思路提供工作程序。核心的设计思路提供工作程序。第一章第一章七七.人机工程学与产品设计人机工程学与产品设计产品设计程序产品设计程序产品计划阶段：产品计划阶段：概念生成、专利调查、市场研究、概念生成、专利调查、市场研究、使用者描述使用者描述、竞争、竞争评估、人因研究、设计目标、功能分析、产品功能需求、界定的评估、人因研究、设计目标、功能分析、产品功能需求、界定的设计限制、设计限制、产品需求文件产品需求文件设计阶段：设计阶段：功能与任务分配、任务分析与使用者界面需求、工程分析功能与任务分配、任务分析与使用者界面需求、工程分析、技术规范、初步与细部设计、危险分析、模型与工程模型、比较技术规范、初步与细部设计、危险分析、模型与工程模型、比较测试、包装设计测试、包装设计测试及验证阶段：测试及验证阶段：次系统测试、使用手册初稿、原型建造、以使用者次系统测试、使用手册初稿、原型建造、以使用者测试测试 原型、原型修正与再测试、检证测试、修原型、原型修正与再测试、检证测试、修订使用手册订使用手册生产阶段：生产阶段：生产模具设备、产品组装、产品文件付印销售及评估阶段：生产模具设备、产品组装、产品文件付印销售及评估阶段：产品分配及销售、使用者调查、产品检讨产品分配及销售、使用者调查、产品检讨第一章第一章产品计划阶段：使用者描述产品计划阶段：使用者描述 产品预期使用者及其能力特性产品预期使用者及其能力特性。产品需求文件产品需求文件 使用者概述、设计目标陈述、产品功能及使用者概述、设计目标陈述、产品功能及 效绩要求等效绩要求等。设计阶段：设计阶段：功能与任务分配、任务分析与使用者界面需求、工程分析功能与任务分配、任务分析与使用者界面需求、工程分析。测试及验证阶段：测试及验证阶段：销售及评估阶段：销售及评估阶段：第一章第一章八八.人机问题的分析处于产品设计程序的哪些环节？人机问题的分析处于产品设计程序的哪些环节？1.1.产品进化产品进化 尝试错误尝试错误 法法2.2.直觉法直觉法 设计师的直觉方法设计师的直觉方法 3.3.设计中应用人因技术法：指南方式、因果模型设计中应用人因技术法：指南方式、因果模型/理论方法理论方法 人类人类 行为理论行为理论 设计问题永远不会只有一个解答，而是一个可接受的解答设计问题永远不会只有一个解答，而是一个可接受的解答的领域。的领域。人机工程学的研究方法：观察法、实验法、相关分析法人机工程学的研究方法：观察法、实验法、相关分析法 第一章第一章九九.人因与产品设计如何整合人因与产品设计如何整合1 1、依据专业实际学习人机工程学、依据专业实际学习人机工程学 根据工业设计专业的特点进行学习，人机工程学不是一门根据工业设计专业的特点进行学习，人机工程学不是一门完全意义上的理论课，而是一门应用性很强的课。完全意义上的理论课，而是一门应用性很强的课。十十.人机工程学的学习问题人机工程学的学习问题2 2、在实际应用中学习人机工程学、在实际应用中学习人机工程学 在掌握基本原理与方法的基础上进行学习与创新。在掌握基本原理与方法的基础上进行学习与创新。每一件产品的人机工程学要求是不同的。每一件产品的人机工程学要求是不同的。3 3、以人机工程学作为设计的切入点、以人机工程学作为设计的切入点 每一件为人设计的工业产品都离不开人机工程每一件为人设计的工业产品都离不开人机工程学，工业产品的创新都包含了人机工程学的创新。学，工业产品的创新都包含了人机工程学的创新。4 4、人机工程学是功能决定形式设计理念的主要美学、人机工程学是功能决定形式设计理念的主要美学 思想基础思想基础