人机工程学概述.pptx

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1、人机工程学人机工程学 概述概述主要教材：主要教材：主要教材：主要教材：教材：教材：教材：教材：人因工程人因工程人因工程人因工程，孙林岩主编，中国科，孙林岩主编，中国科，孙林岩主编，中国科，孙林岩主编，中国科学技术出版社学技术出版社学技术出版社学技术出版社参考书：参考书：参考书：参考书：人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学，朱序璋主编，西，朱序璋主编，西，朱序璋主编，西，朱序璋主编，西安电子科技大学出版社安电子科技大学出版社安电子科技大学出版社安电子科技大学出版社 人因工程学人因工程学人因工程学人因工程学丁玉兰丁玉兰丁玉兰丁玉兰 上海交通大学出版社上海交通大学出版社上海交通大学出版社上海交通

2、大学出版社人因工程学人因工程学人因工程学人因工程学张宏林张宏林张宏林张宏林 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社第1页/共50页课程体系课程体系人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学人体测量及数据应用人体测量及数据应用人体测量及数据应用人体测量及数据应用人体生理特性人体生理特性人体生理特性人体生理特性心理学基础心理学基础心理学基础心理学基础作业空间设计作业空间设计作业空间设计作业空间设计显示器控制器设计显示器控制器设计显示器控制器设计显示器控制器设计作业环境作业环境作业环境作业环境第2页/共50页第一章第一章 概述（概述（3 3）第一节第一节 人机工程学的命名、人机工程学

3、的命名、定义定义第二节第二节 人机工程学的发展史人机工程学的发展史 第三节第三节 人机工程学的任务、人机工程学的任务、研究内容研究内容及及应用应用第四节第四节 人机工程学的研究步骤与方法人机工程学的研究步骤与方法第五节第五节 人机工程学体系人机工程学体系第3页/共50页第一节第一节 人机工程学的命名、定义人机工程学的命名、定义 人机工程学是研究人、机器及其工作环境人机工程学是研究人、机器及其工作环境人机工程学是研究人、机器及其工作环境人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。之间相互作用的学科。之间相互作用的学科。之间相互作用的学科。它属于一门研究和应它属于一门研究和应它属于一门

4、研究和应它属于一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘学科。用范围都极为广泛的综合性边缘学科。用范围都极为广泛的综合性边缘学科。用范围都极为广泛的综合性边缘学科。一、一、人机工程学科的命名人机工程学科的命名第4页/共50页人机工程学（人机工程学（人机工程学（人机工程学（ManManManManMachine EngineeringMachine EngineeringMachine EngineeringMachine Engineering）人因工程学（人因工程学（人因工程学（人因工程学（HumanHumanHumanHuman Factor EngineeringFactor Engine

5、eringFactor EngineeringFactor Engineering）人类工程学（人类工程学（人类工程学（人类工程学（Human EngineeringHuman EngineeringHuman EngineeringHuman Engineering）工效学（工效学（工效学（工效学（ErgonnmicsErgonnmicsErgonnmicsErgonnmics）第5页/共50页二、人机工程学的定义二、人机工程学的定义二、人机工程学的定义二、人机工程学的定义 国际人机工程学会的定义为：国际人机工程学会的定义为：国际人机工程学会的定义为：国际人机工程学会的定义为：研究人在某种研

6、究人在某种研究人在某种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工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面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的因素；研究人和机器及环境的相互作用的因素；研究人和机器及环境的相互作用的因素；研究人和机器及环境的相互作用;研究研究研究研究在工作中、生活中和休息时，怎样统一考虑工在工作中、生活中和休息时，怎样统一考虑工在工作中、生活中和休息时，怎样统一考虑工在工作中、生活中和休息时，怎样统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。

7、作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。第6页/共50页 中国企业管理百科全书里定义为：中国企业管理百科全书里定义为：研究人和研究人和机器及环境的相互作用及其合理结合，使设机器及环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境适合人的心理、生理等特点，计的机器和环境适合人的心理、生理等特点，达到在生产中提高效率、安全、舒适和健康达到在生产中提高效率、安全、舒适和健康的目的的学科。的目的的学科。第7页/共50页三、研究对象、核心、目标及方法三、研究对象、核心、目标及方法三、研究对象、核心、目标及方法三、研究对象、核心、目标及方法1.1.1.1.研究对象研

8、究对象研究对象研究对象 人、机器、环境。人、机器、环境。人、机器、环境。人、机器、环境。人是最主要的，强调以人为人是最主要的，强调以人为人是最主要的，强调以人为人是最主要的，强调以人为本。本。本。本。2.2.2.2.研究的核心研究的核心研究的核心研究的核心 着重研究人、机、环境之间的相互作用关系，试图着重研究人、机、环境之间的相互作用关系，试图改变人们所用物品和所处的环境，从而使机器和工作环改变人们所用物品和所处的环境，从而使机器和工作环境更好的适应人的需要。境更好的适应人的需要。第8页/共50页3.3.3.3.研究目标研究目标研究目标研究目标 一是提高工作效率和质量。二是提高工作的安全一是提

9、高工作效率和质量。二是提高工作的安全一是提高工作效率和质量。二是提高工作的安全一是提高工作效率和质量。二是提高工作的安全感和舒适感。感和舒适感。感和舒适感。感和舒适感。4.4.4.4.研究方法研究方法研究方法研究方法 对人（能力、限制、特点等相关信息）进行系统对人（能力、限制、特点等相关信息）进行系统的研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设的研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计。（它包括对人本身、人对事物、环境等反应的有计。（它包括对人本身、人对事物、环境等反应的有关信息的科学研究关信息的科学研究第9页/共50页四、人机工程学学科的特点四、人机工程学学科的特点四、人机工程学学科

10、的特点四、人机工程学学科的特点强调以人为本，客户满意为准则强调以人为本，客户满意为准则必须意识到个体在能力和限制上的差异必须意识到个体在能力和限制上的差异用系统的观点考虑问题，不能孤立地解决问题用系统的观点考虑问题，不能孤立地解决问题强调设计过程经验数据和评价的重要性。强调设计过程经验数据和评价的重要性。（与工程学科相比）（与工程学科相比）第10页/共50页现代人机工程现代人机工程现代人机工程现代人机工程学阶段学阶段学阶段学阶段科学人机工科学人机工科学人机工科学人机工程学阶段程学阶段程学阶段程学阶段经验人机经验人机经验人机经验人机工程学阶工程学阶工程学阶工程学阶段段段段早期历史早期历史（196

11、0年至今）年至今）（1945年到年到1960年）年）第二节第二节 人机工程学的发展史人机工程学的发展史第11页/共50页一、经验人机工程学阶段一、经验人机工程学阶段一、经验人机工程学阶段一、经验人机工程学阶段（早期历史早期历史 ）l l原始时代的人机关系就是人与石斧、石刀、木棒的组原始时代的人机关系就是人与石斧、石刀、木棒的组合，借以狩猎、加工。最初的工效概念只考虑工具的合，借以狩猎、加工。最初的工效概念只考虑工具的尺寸、形状、重量、质地等，以使战胜野兽和粗略的尺寸、形状、重量、质地等，以使战胜野兽和粗略的加工。加工。l l青铜器时代以后，由石器发展到铜器、铁器。工具类青铜器时代以后，由石器发

12、展到铜器、铁器。工具类型增加，由简单到复杂，由笨拙到灵巧，经历了漫长型增加，由简单到复杂，由笨拙到灵巧，经历了漫长的过程，处于经验人机工程学阶段，它属于人机工程的过程，处于经验人机工程学阶段，它属于人机工程学的第一阶段。学的第一阶段。第12页/共50页 19 19世纪世纪8080年代人们开始人机工程学的研究，年代人们开始人机工程学的研究，比较著名的项目有：比较著名的项目有：肌肉疲劳试验（肌肉疲劳试验（18841884年，德国人）年，德国人）铁锹铲矿石试验（铁锹铲矿石试验（18981898年，美国人）年，美国人）砌砖作业试验（砌砖作业试验（19111911年，美国人）年，美国人）外科手术过程研究

13、（美国人）外科手术过程研究（美国人）第13页/共50页肌肉疲劳试验肌肉疲劳试验 18841884年德国人莫索（年德国人莫索（A.MossoA.Mosso）对人体德疲）对人体德疲劳现象进行了研究，当操作者开始作业时，就在身劳现象进行了研究，当操作者开始作业时，就在身体上通以微电流，随着人的疲劳程度的增加，电位体上通以微电流，随着人的疲劳程度的增加，电位也随之发生变化。这是由于人产生疲劳的时候，使也随之发生变化。这是由于人产生疲劳的时候，使得皮肤电阻上升，电位下降，但是经常锻炼的人在得皮肤电阻上升，电位下降，但是经常锻炼的人在相同的劳动量下，其疲劳程度要比未经锻炼的人轻。相同的劳动量下，其疲劳程度

14、要比未经锻炼的人轻。第14页/共50页铁锹铲矿石试验铁锹铲矿石试验 18981898年美国人泰勒（年美国人泰勒（F.W.TaylorF.W.Taylor）对铁锹的重）对铁锹的重量进行了研究。当时泰勒在伯利恒钢铁厂，他专制了量进行了研究。当时泰勒在伯利恒钢铁厂，他专制了四种尺寸不同的铁锹进行试验，每次铲重分别为：四种尺寸不同的铁锹进行试验，每次铲重分别为：5kg5kg、10kg10kg、17kg17kg、30kg30kg。结论是。结论是10kg10kg的铁锹效的铁锹效率最高，因此他设计了两种规格的铁锹，装重物用小率最高，因此他设计了两种规格的铁锹，装重物用小锹，装卸轻物时用大锹。这项改进使原本需

15、要锹，装卸轻物时用大锹。这项改进使原本需要400400人人完成的工作改为完成的工作改为140140人即可完成。（泰勒在机械方面人即可完成。（泰勒在机械方面也有很多贡献）也有很多贡献）第15页/共50页砌砖作业试验砌砖作业试验砌砖作业试验砌砖作业试验 19111911年美国人吉尔布雷（年美国人吉尔布雷（年美国人吉尔布雷（年美国人吉尔布雷（F.B.GilbrethF.B.Gilbreth）对建）对建）对建）对建筑工人砌砖动作进行了研究。采用摄像机将砌砖动筑工人砌砖动作进行了研究。采用摄像机将砌砖动筑工人砌砖动作进行了研究。采用摄像机将砌砖动筑工人砌砖动作进行了研究。采用摄像机将砌砖动作一一拍摄下来

16、，通过分析试验，去掉无效动作，作一一拍摄下来，通过分析试验，去掉无效动作，作一一拍摄下来，通过分析试验，去掉无效动作，作一一拍摄下来，通过分析试验，去掉无效动作，并将基本作业与辅助作业分开，这项改进使砌砖速并将基本作业与辅助作业分开，这项改进使砌砖速并将基本作业与辅助作业分开，这项改进使砌砖速并将基本作业与辅助作业分开，这项改进使砌砖速度由每小时度由每小时度由每小时度由每小时120120块提高到块提高到块提高到块提高到350350块。块。块。块。第16页/共50页外科手术过程研究外科手术过程研究 吉尔布雷（吉尔布雷（GribrethGribreth）夫妇对外科手术过程研）夫妇对外科手术过程研究

17、成果直到今天还在使用。以前，外科大夫在手术究成果直到今天还在使用。以前，外科大夫在手术中是自己从托盘中拿医疗器械，研究后，在手术中中是自己从托盘中拿医疗器械，研究后，在手术中外科大夫只需说出所需的器械，同时把手伸向护士，外科大夫只需说出所需的器械，同时把手伸向护士，由护士从器械盘中拿起所需器械递给大夫，使手术由护士从器械盘中拿起所需器械递给大夫，使手术即快又好。吉尔布雷夫妇被认为是人机工程学领域即快又好。吉尔布雷夫妇被认为是人机工程学领域的先驱之一的先驱之一。第17页/共50页 上述几项对人机工程学的诞生起了前奏作用。人机上述几项对人机工程学的诞生起了前奏作用。人机工程学有工程学有“起源于欧洲

18、，形成于美国起源于欧洲，形成于美国”之称。之称。经验人机工程学阶段的特点：经验人机工程学阶段的特点：机械设计的主要着眼点机械设计的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理设计在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理设计上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人上，在人机关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应机器适应机器。第18页/共50页二、科学人机工程学阶段二、科学人机工程学阶段二、科学人机工程学阶段二、科学人机工程学阶段（1945194519451945年到年到年到年到1960196019601960年）年）年）年）l l 第二次世界大战期间（第二次世界大战期间（193

19、7194519371945年），武年），武器的性能不断提高，威力不断增大，但操作武器的器的性能不断提高，威力不断增大，但操作武器的人对武器不能适应，失败的教训是屡见不鲜的。究人对武器不能适应，失败的教训是屡见不鲜的。究其原因有三：其原因有三：（1 1）武器设计忽视了人的心理和生理特性，仪表的位）武器设计忽视了人的心理和生理特性，仪表的位置安排不当造成误读，一些结构不适应人操纵引起置安排不当造成误读，一些结构不适应人操纵引起失控。导致事故或降低命中率。失控。导致事故或降低命中率。第19页/共50页 （2 2）操作者缺乏足够的训练、动作不熟练。在紧急和）操作者缺乏足够的训练、动作不熟练。在紧急和复

20、杂情况下，容易惊慌失措、手忙脚乱，从而导致复杂情况下，容易惊慌失措、手忙脚乱，从而导致事故。事故。（3 3）环境因素未受到足够重视）环境因素未受到足够重视 （如气温）（如气温）第二次世界大战结束后，美国空军和海军共同建第二次世界大战结束后，美国空军和海军共同建立了工程心理实验室。立了工程心理实验室。第20页/共50页 1949194919491949年年年年1950195019501950年英国成立了年英国成立了年英国成立了年英国成立了工效学研究协会工效学研究协会工效学研究协会工效学研究协会，并出版了第一部人机工程学方面的著作：并出版了第一部人机工程学方面的著作：并出版了第一部人机工程学方面的

21、著作：并出版了第一部人机工程学方面的著作：应用实验应用实验应用实验应用实验心理学：工程设计中的人因心理学：工程设计中的人因心理学：工程设计中的人因心理学：工程设计中的人因1957195719571957年美国成立了人机年美国成立了人机年美国成立了人机年美国成立了人机工程学会，并出版了工程学会，并出版了工程学会，并出版了工程学会，并出版了工效学工效学工效学工效学杂志。杂志。杂志。杂志。1959195919591959年年年年1960196019601960年成立了年成立了年成立了年成立了国际人机学会国际人机学会国际人机学会国际人机学会。1961196119611961年年年年在瑞典召开第一界国际

22、人机学代表会，到在瑞典召开第一界国际人机学代表会，到在瑞典召开第一界国际人机学代表会，到在瑞典召开第一界国际人机学代表会，到1988198819881988年已开年已开年已开年已开过十届国际代表会议。过十届国际代表会议。过十届国际代表会议。过十届国际代表会议。第21页/共50页科学人机工程学阶段的特点：科学人机工程学阶段的特点：本学科的研究本学科的研究又超出心理学的研究范畴，使许多生理学家、又超出心理学的研究范畴，使许多生理学家、工程技术专家，涉身到该学科中来共同研究。工程技术专家，涉身到该学科中来共同研究。本学科发展的特点：重视工业与工程设计中本学科发展的特点：重视工业与工程设计中“人的因素

23、人的因素”，力求使机器适合人。，力求使机器适合人。第22页/共50页三、现代人机工程学阶段，三、现代人机工程学阶段，三、现代人机工程学阶段，三、现代人机工程学阶段，1960196019601960年至今年至今年至今年至今 人机工程学迅速发展成为复杂的军事工业和航天工业的一个重要部分，并人机工程学迅速发展成为复杂的军事工业和航天工业的一个重要部分，并人机工程学迅速发展成为复杂的军事工业和航天工业的一个重要部分，并人机工程学迅速发展成为复杂的军事工业和航天工业的一个重要部分，并应用其他领域。应用其他领域。应用其他领域。应用其他领域。1980198019801980年以后，计算机革命的发展使得人机工

24、程学成为公众瞩年以后，计算机革命的发展使得人机工程学成为公众瞩年以后，计算机革命的发展使得人机工程学成为公众瞩年以后，计算机革命的发展使得人机工程学成为公众瞩目的焦点。利用人机工程设计的计算机，设计用户友好界面的软件等，计算目的焦点。利用人机工程设计的计算机，设计用户友好界面的软件等，计算目的焦点。利用人机工程设计的计算机，设计用户友好界面的软件等，计算目的焦点。利用人机工程设计的计算机，设计用户友好界面的软件等，计算机也向人机工程学提出了相应的挑战。机也向人机工程学提出了相应的挑战。机也向人机工程学提出了相应的挑战。机也向人机工程学提出了相应的挑战。第23页/共50页 现代人机工程学阶段的特

25、点：现代人机工程学阶段的特点：现代人机工程学阶段的特点：现代人机工程学阶段的特点：它所涉及的研究领它所涉及的研究领它所涉及的研究领它所涉及的研究领域不断扩大，从事本学科研究的专家所涉及的专业和域不断扩大，从事本学科研究的专家所涉及的专业和域不断扩大，从事本学科研究的专家所涉及的专业和域不断扩大，从事本学科研究的专家所涉及的专业和学科越来越多，其研究方向为：把人学科越来越多，其研究方向为：把人学科越来越多，其研究方向为：把人学科越来越多，其研究方向为：把人机机机机环境环境环境环境作为一个统一整体来研究，以创造最适合于人的操作作为一个统一整体来研究，以创造最适合于人的操作作为一个统一整体来研究，以

26、创造最适合于人的操作作为一个统一整体来研究，以创造最适合于人的操作的机械设备和作业环境，使人的机械设备和作业环境，使人的机械设备和作业环境，使人的机械设备和作业环境，使人机机机机环境系统相环境系统相环境系统相环境系统相互协调，从而获得系统的最高综合效能。互协调，从而获得系统的最高综合效能。互协调，从而获得系统的最高综合效能。互协调，从而获得系统的最高综合效能。第24页/共50页第三节人机工程学的任务和研究内容第三节人机工程学的任务和研究内容一、人机工程学的任务一、人机工程学的任务一、人机工程学的任务一、人机工程学的任务1.1.人机系统的组成人机系统的组成人、机和环境人、机和环境组成组成第25页

27、/共50页（1 1）任何人机系统都离不开人，没有人参与的系统，不）任何人机系统都离不开人，没有人参与的系统，不是人机系统；是人机系统；（2 2）机的范围很广）机的范围很广 ，几乎包含各种劳动手段几乎包含各种劳动手段；（机械、（机械、设备、仪器、工具及各种用品等）设备、仪器、工具及各种用品等）（3 3）环境是指人机所处的周围条件，人体外的环境。）环境是指人机所处的周围条件，人体外的环境。（工作地、空气、温度、照明、振动等）（工作地、空气、温度、照明、振动等）第26页/共50页2.2.2.2.人机系统的分类人机系统的分类人机系统的分类人机系统的分类 以脑力劳动为主的人机系统；以体力劳动为主的以脑力

28、劳动为主的人机系统；以体力劳动为主的人机系统人机系统 一人一机的人机系统；一人多机的人机系统；多一人一机的人机系统；一人多机的人机系统；多人一机的人机系统；多人多机的人机系统。人一机的人机系统；多人多机的人机系统。第27页/共50页 无论哪种人机系统都是统一的综合体。在人机无论哪种人机系统都是统一的综合体。在人机系统中，人和机相互作用，相互配合，相互制约。系统中，人和机相互作用，相互配合，相互制约。但任何人机系统中，但任何人机系统中，人始终是主体，是起决定作人始终是主体，是起决定作用地因素。用地因素。这是因为在整个系统内，都需要围绕这是因为在整个系统内，都需要围绕着人的感知，思维、肌肉、活动等

29、规律为出发点，着人的感知，思维、肌肉、活动等规律为出发点，都要按照人的意图、目的办事。物是从属于人的，都要按照人的意图、目的办事。物是从属于人的，由人来控制和使用。由人来控制和使用。第28页/共50页3.3.3.3.人机工程学的主要任务人机工程学的主要任务人机工程学的主要任务人机工程学的主要任务 建立一个合理的可行的方案，使人建立一个合理的可行的方案，使人建立一个合理的可行的方案，使人建立一个合理的可行的方案，使人机机机机环环环环境系统达到最优化的配合，充分发挥人与境系统达到最优化的配合，充分发挥人与境系统达到最优化的配合，充分发挥人与境系统达到最优化的配合，充分发挥人与“机机机机”的作的作的

30、作的作用，做到人尽其力，用，做到人尽其力，用，做到人尽其力，用，做到人尽其力，“机机机机”尽其用，环境尽其美，经尽其用，环境尽其美，经尽其用，环境尽其美，经尽其用，环境尽其美，经济效益尽其好。使整个系统安全、高效、可靠、让人济效益尽其好。使整个系统安全、高效、可靠、让人济效益尽其好。使整个系统安全、高效、可靠、让人济效益尽其好。使整个系统安全、高效、可靠、让人类在健康、舒适的环境中工作和生活。类在健康、舒适的环境中工作和生活。类在健康、舒适的环境中工作和生活。类在健康、舒适的环境中工作和生活。第29页/共50页二、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

31、学的研究内容1.1.研究人体形态特征，即人体测量研究人体形态特征，即人体测量 使所设计的机器适合人，更好地为设计提供依据使所设计的机器适合人，更好地为设计提供依据 2.2.研究人在工作过程中的生理变化研究人在工作过程中的生理变化人机关系牵涉到很多生理学（脉搏、血压、呼吸、心率）人机关系牵涉到很多生理学（脉搏、血压、呼吸、心率）和心理学问题。在劳动过程中，人体会产生反应和适应。和心理学问题。在劳动过程中，人体会产生反应和适应。合理的劳动强度，可以使人的作业能力得以正确的发挥。合理的劳动强度，可以使人的作业能力得以正确的发挥。研究人的作业能力，各种器官功能的限度及其影响因素研究人的作业能力，各种器

32、官功能的限度及其影响因素第30页/共50页3.3.3.3.研究人在工作过程中的心理变化研究人在工作过程中的心理变化研究人在工作过程中的心理变化研究人在工作过程中的心理变化 在劳动过程中，人的心理能力是极其重要的参数，在劳动过程中，人的心理能力是极其重要的参数，这些参数包括：气力、耐力、握力、控制力、调整力、这些参数包括：气力、耐力、握力、控制力、调整力、坚持力、手指和手臂灵活性、手眼协调性、视觉灵敏坚持力、手指和手臂灵活性、手眼协调性、视觉灵敏度、听力灵敏度、注意力集中度、判断力、反应时间度、听力灵敏度、注意力集中度、判断力、反应时间等。等。第31页/共50页（1 1 1 1）动作的准确性）动

33、作的准确性）动作的准确性）动作的准确性 关系到工效的高低，也关系到失误率的高低。关系到工效的高低，也关系到失误率的高低。关系到工效的高低，也关系到失误率的高低。关系到工效的高低，也关系到失误率的高低。（2 2 2 2）工作姿势）工作姿势）工作姿势）工作姿势 姿势不同，疲劳产生的速度也不同。姿势欠佳也会姿势不同，疲劳产生的速度也不同。姿势欠佳也会姿势不同，疲劳产生的速度也不同。姿势欠佳也会姿势不同，疲劳产生的速度也不同。姿势欠佳也会导致肌肉劳损，驼背，近视等疾病。导致肌肉劳损，驼背，近视等疾病。导致肌肉劳损，驼背，近视等疾病。导致肌肉劳损，驼背，近视等疾病。4.4.研究作业方法及其改善研究作业方

34、法及其改善第32页/共50页（3 3）操作速度和频率）操作速度和频率 人的操作速度和频率有一定限度，不宜超越生人的操作速度和频率有一定限度，不宜超越生理可能性去求索。生产线的节拍也要按人的正常操作速理可能性去求索。生产线的节拍也要按人的正常操作速度来计算。度来计算。（4 4）操作范围）操作范围 人的操作范围一般取决于手和脚的活动范围，人的操作范围一般取决于手和脚的活动范围，手和脚移动的距离不同，效率也就不同。手和脚移动的距离不同，效率也就不同。第33页/共50页5.5.5.5.研究工作场所的设计和改善研究工作场所的设计和改善研究工作场所的设计和改善研究工作场所的设计和改善l l作业空间的设计；

35、作业空间的设计；l l座椅设计；座椅设计；l l工作台设计工作台设计第34页/共50页6.6.研究作业环境对操作者的影响研究作业环境对操作者的影响 环境对于人的工作和生活影响甚大，例如环境对于人的工作和生活影响甚大，例如3737的的高温气候，人体感不舒适，此时工效迅速降低，差错高温气候，人体感不舒适，此时工效迅速降低，差错频繁发生，并极易呈现疲劳状态，而安装空调就舒服频繁发生，并极易呈现疲劳状态，而安装空调就舒服多了。因此把有害的环境变为无害的环境，这是应研多了。因此把有害的环境变为无害的环境，这是应研究的内容之一。究的内容之一。第35页/共50页7.7.研究人机界面设计，即控制器研究人机界面

36、设计，即控制器与显示器的设计与显示器的设计 人机之间的信息传递，在人机学研究中占有人机之间的信息传递，在人机学研究中占有重要地位。为了有效的做到人机之间的信息传递，重要地位。为了有效的做到人机之间的信息传递，必须对设备上的显示器和控制器进行研究。必须对设备上的显示器和控制器进行研究。第36页/共50页8.8.研究人机系统的设计研究人机系统的设计（1 1）研究人机之间的配合和分工问题）研究人机之间的配合和分工问题 人人机机的的配配合合：人人要要熟熟练练的的控控制制设设备备；设设备备要要适适合合人用；一人一机或一人多机操作人用；一人一机或一人多机操作 人人机机分分工工的的原原则则：按按人人机机各各

37、自自的的特特点点和和优优势势进进行行分工；让机器更多的代替人工作；经济上更合算分工；让机器更多的代替人工作；经济上更合算（2 2）研究人机系统的可靠性和安全性；）研究人机系统的可靠性和安全性；（3 3）研究生产作业系统的优化设计）研究生产作业系统的优化设计（4 4）研究人机系统分析评价方法。）研究人机系统分析评价方法。第37页/共50页表表表表1-1 1-1 人和机器要素的特性比较人和机器要素的特性比较人和机器要素的特性比较人和机器要素的特性比较比较项目比较项目人的特性人的特性机器的特性机器的特性检检测测能能力力 1.1.灵敏度随时间变灵敏度随时间变化，易受环境和感情化，易受环境和感情的影响的

38、影响2.2.有主观倾向性有主观倾向性3.3.虽然味觉和嗅觉虽然味觉和嗅觉无法定量表示，但比无法定量表示，但比机器灵敏度高机器灵敏度高4.4.能在高噪声环境下能在高噪声环境下检出需要的信号检出需要的信号 1.1.灵敏度、准确性、检灵敏度、准确性、检测范围良好、重复性好测范围良好、重复性好2.2.监控能力很强监控能力很强3.3.专用、缺乏通用性专用、缺乏通用性4.4.能够进行多通道的复能够进行多通道的复杂动作杂动作5.5.无错觉无错觉6.6.在高噪声环境下很难在高噪声环境下很难正确无误的接收信号正确无误的接收信号 第38页/共50页三、人机工程学的应用领域三、人机工程学的应用领域三、人机工程学的应

39、用领域三、人机工程学的应用领域范范 围围对象举例对象举例例例 子子产品和工产品和工具设计及具设计及改进改进 机电设备机电设备交通工具交通工具建筑设备建筑设备宇航系统宇航系统工作服装工作服装机床、计算机、农业机械机床、计算机、农业机械飞机、汽车、自行车飞机、汽车、自行车城市规划、工业设施、工业与民用建城市规划、工业设施、工业与民用建筑筑火箭、人造卫星、宇宙飞船火箭、人造卫星、宇宙飞船劳保服、安全帽、劳保鞋劳保服、安全帽、劳保鞋 作业的设作业的设计与改进计与改进 作业姿势、作业方作业姿势、作业方 法、作业量及工具法、作业量及工具选用和配置等选用和配置等 工厂生产作业、监视作业、车辆驾驶工厂生产作业

40、、监视作业、车辆驾驶作业、物品搬运作业、办公室作业等作业、物品搬运作业、办公室作业等 环境的设环境的设计与改进计与改进 声、光、热、色彩、声、光、热、色彩、振动、尘埃、气味振动、尘埃、气味等等 工厂、车间、控制中心、计算机房、工厂、车间、控制中心、计算机房、办公室、驾驶室、生活用房办公室、驾驶室、生活用房 管理的设管理的设计与改进计与改进 人与组织、设备、人与组织、设备、信息、技术、职能、信息、技术、职能、模式等模式等 经营流程再造、生产与服务过程优化经营流程再造、生产与服务过程优化、管理运作模式、决策行为模式、参、管理运作模式、决策行为模式、参与管理制度、企业文化建设、管理信与管理制度、企业

41、文化建设、管理信息系统、计算机集成制造系统、企业息系统、计算机集成制造系统、企业网络、模拟企业、程序与标准、人事网络、模拟企业、程序与标准、人事制度、激励制度、人员选拔与培训、制度、激励制度、人员选拔与培训、技术创新等技术创新等第39页/共50页第四节第四节 人机工程学的研究步骤与方法人机工程学的研究步骤与方法一、研究步骤一、研究步骤一、研究步骤一、研究步骤1.1.1.1.根据生产需要，提出人机工程学的主攻目标根据生产需要，提出人机工程学的主攻目标根据生产需要，提出人机工程学的主攻目标根据生产需要，提出人机工程学的主攻目标（生产效率低）（生产效率低）（生产效率低）（生产效率低）2.2.2.2.

42、收集信息和数据收集信息和数据收集信息和数据收集信息和数据3.3.3.3.进行人机工程学分析，并设计可行方案（表进行人机工程学分析，并设计可行方案（表进行人机工程学分析，并设计可行方案（表进行人机工程学分析，并设计可行方案（表1-21-21-21-2）4.4.4.4.进行试验，验证，对比，评价进行试验，验证，对比，评价进行试验，验证，对比，评价进行试验，验证，对比，评价 5.5.5.5.实施新方案实施新方案实施新方案实施新方案 6.6.6.6.检查、总结、再评价检查、总结、再评价检查、总结、再评价检查、总结、再评价 第40页/共50页表表表表1-2 1-2 考察表考察表考察表考察表着眼着眼点点考

43、察考察1 1考察考察2 2考察考察3 3考察考察4 4人人能否适应能否适应此环境此环境须具备什么须具备什么条件什么素条件什么素质质该操作者条件该操作者条件和素质如何和素质如何更换合适人员或培更换合适人员或培训弥补改善心理生训弥补改善心理生理状况理状况机机存在什么存在什么问题问题有否改进的有否改进的可能可能如何改善其结如何改善其结构构用它机代替或优化用它机代替或优化该机该机环境环境存在何种存在何种有害因素有害因素标准环境条标准环境条件是什么件是什么是否可以改进是否可以改进 更换环境改善环境更换环境改善环境维护环境维护环境工作工作地地存在什么存在什么问题问题标准工作地标准工作地布局怎样布局怎样操作

44、者本身能操作者本身能否改进工作地否改进工作地更换地点或改进布更换地点或改进布局或扩大面积局或扩大面积方法方法方法是否方法是否得当得当有效的正确有效的正确的方法是什的方法是什么么怎样改进现行怎样改进现行方法方法用其他方法代替原用其他方法代替原方法改善方法改善时间时间是否有不是否有不合理因素合理因素有否浪费现有否浪费现象有否无效象有否无效劳动劳动如何改善如何改善节约方案简化操作节约方案简化操作缩短流程缩短流程第41页/共50页二、研究方法二、研究方法二、研究方法二、研究方法观察法（观察法（Observation methodObservation method）实测法（实测法（Measure me

45、thodMeasure method）实验法（实验法（Experiment methodExperiment method）分析法（分析法（AnalysisAnalysis）图示模拟和模型试验法图示模拟和模型试验法(ModelModel)感觉评价法感觉评价法(Sensory inspectionSensory inspection)计算机仿真法计算机仿真法(SimulationSimulation)第42页/共50页观察法：观察法：研究系统中人、机的工作状态，例如工人操研究系统中人、机的工作状态，例如工人操作动作的分析，功能分析和工艺流程分析，大都采用作动作的分析，功能分析和工艺流程分析，大都

46、采用观察法（如砌砖作业研究）观察法（如砌砖作业研究）实测法：实测法：借助于仪器设备进行实际测量的方法。例如借助于仪器设备进行实际测量的方法。例如人体静态动态参数的测量人体静态动态参数的测量实验法：实验法：一般在实验室进行。（当实测法受到限制时一般在实验室进行。（当实测法受到限制时采用的一种研究方法）采用的一种研究方法）模拟和模型试验法：模拟和模型试验法：同于比较复杂的机器系统。模拟同于比较复杂的机器系统。模拟方法包括各种技术和装置的模拟，如操作训练模拟器，方法包括各种技术和装置的模拟，如操作训练模拟器，机械的模型以及各种人体模型等。由于模拟器和模型机械的模型以及各种人体模型等。由于模拟器和模型

47、价格较便宜，最初的飞行训练，不可以进行符合实际价格较便宜，最初的飞行训练，不可以进行符合实际的研究，故应用较多。的研究，故应用较多。第43页/共50页研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型第44页/共50页计算机数值仿真法：一计算机数值仿真法：一种现代研究方法。数值仿真种现代研究方法。数值仿真是在计算机上利用系统的数字模型进行仿真性实验是在计算机上利用系统的数字模型进行仿真性实验研究。研究者可对尚处于设计阶段的未来系统进行研究。研究者可对尚处于设计阶段的未来系统进行仿真，并就系统中的人、机、环境三

48、要素的功能特仿真，并就系统中的人、机、环境三要素的功能特点及其相互间的协调性进行分析，从而预知其设计点及其相互间的协调性进行分析，从而预知其设计产品的性能，并进行改进设计。产品的性能，并进行改进设计。第45页/共50页计算机仿真方法计算机仿真方法计算机仿真方法计算机仿真方法第46页/共50页第五节第五节 人机工程学体系人机工程学体系人机工程学是一门综合性的边缘学科，人机工程学是一门综合性的边缘学科，人机工程学是一门综合性的边缘学科，人机工程学是一门综合性的边缘学科，但它有本身的理论体系，同时又从许多基但它有本身的理论体系，同时又从许多基但它有本身的理论体系，同时又从许多基但它有本身的理论体系，

49、同时又从许多基础础础础学科中吸取了丰富的理论知识和研究手段，学科中吸取了丰富的理论知识和研究手段，学科中吸取了丰富的理论知识和研究手段，学科中吸取了丰富的理论知识和研究手段，使它具有现代交叉学科的特点。使它具有现代交叉学科的特点。使它具有现代交叉学科的特点。使它具有现代交叉学科的特点。第47页/共50页第48页/共50页思考与复习题思考与复习题1.1.什么是人机工程学？叙述它的什么是人机工程学？叙述它的什么是人机工程学？叙述它的什么是人机工程学？叙述它的应用范围，并举例说明。应用范围，并举例说明。应用范围，并举例说明。应用范围，并举例说明。2.2.按照人机工程学的观点，我们按照人机工程学的观点，我们按照人机工程学的观点，我们按照人机工程学的观点，我们身边的机器、工具、设备、环身边的机器、工具、设备、环身边的机器、工具、设备、环身边的机器、工具、设备、环境以及我们的工作、学习有哪境以及我们的工作、学习有哪境以及我们的工作、学习有哪境以及我们的工作、学习有哪些地方需要改进，试举例说明。些地方需要改进，试举例说明。些地方需要改进，试举例说明。些地方需要改进，试举例说明。第49页/共50页感谢您的观看。感谢您的观看。第50页/共50页