人机工程学概述课件.pptx
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- 人机 工程学 概述 课件
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1、01人机工程学概述人机工程学概述1.1 1.1 人机工程学的命名及定义人机工程学的命名及定义1.2 1.2 人机工程学的起源和发展人机工程学的起源和发展1.3 1.3 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1.4 1.4 人机工程学体系及其应用领域人机工程学体系及其应用领域1.5 1.5 人机工程学与工业设计人机工程学与工业设计1.6 1.6 学科的应用学科的应用1.7 1.7 人机工程学的学习人机工程学的学习目录链接 第2章链接1.1 人机工程学的命名与定义 人机工程学(Man-Machine Engineering)Man-Machine Engineering):研究人、机
2、械及其工作环境之间相互作用的学科。1.1.1 1.1.1 学科的命名学科的命名 1.1.美国美国:Human Factors;Human Factors Human Factors;Human 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。人类工人类工程学程学Human EngineeringHuman Engineering 2.2.欧洲欧洲:Ergonomics Ergonomicsergonergon(工作、劳动)(工作、劳动)nomosnomos(规律、规则)(规律、规则)工效学工效学 3.3.其他其他:工程心理学(
3、:工程心理学(前苏联前苏联);人间工学);人间工学(日本日本);人体工程学;人机工程学;人类工效学;);人体工程学;人机工程学;人类工效学;人机控制学;宜人学等。人机控制学;宜人学等。人体工程学的命名已经充分体现了人体工程学的命名已经充分体现了该学科是该学科是“人体科学人体科学”与与“工程技术工程技术”的结合,是环境科学不断向工程科的结合,是环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物。学渗透和交叉的产物。研究人在某种工作环境中的研究人在某种工作环境中的解剖学解剖学、生生理学理学和和心理学心理学等方面的各种因素;等方面的各种因素;研究研究人人和和机器机器及及环境环境的相互作用;的相互作用;研究在工作
4、中、家庭生活中和休假时怎研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑样统一考虑工作效率工作效率、人的健康人的健康、安全安全和和舒舒适性适性等问题的学科。等问题的学科。(1 1)国际人类工效学学会)国际人类工效学学会(International Ergonomics AssociationInternational Ergonomics Association)(2 2)中国企业管理百科全书)中国企业管理百科全书 研究研究人人和和机器机器、环境环境的相互作用及其的相互作用及其合理结合,使设计的机器与环境系统适合合理结合,使设计的机器与环境系统适合人的生理、心理等特点,达到在生产中提人的生理、心理
5、等特点,达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。高效率、安全、健康和舒适的目的。上述两定义本质上是相同的。即研究上述两定义本质上是相同的。即研究人人机机环境系统环境系统中三大要素的关系,目中三大要素的关系,目的是解决人的效能、健康问题的是解决人的效能、健康问题 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,分析研究人与机器、人与环境以及机器与环境之间的相互作用,为设计操作简便省力、安全、舒适,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科学。因此,人机工程学可定义为:因此,人机工程学可定义为:按照人按照人的特性的特性设计和改善设计和改善人人机机环境系统环境系统的科的
6、科学。学。(3 3)综上所述可以认为:)综上所述可以认为:(4 4)人机环境系统)人机环境系统人人环境环境机机 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生产或生活过程。人-机-环境操作者操作者/使用者使用者人操作或使用的物,可以人操作或使用的物,可以是机器,也可以是用具、是机器,也可以是用具、工具或设施、设备等工具或设施、设备等人、机所处的周围环境,人、机所处的周围环境,如作业场所和空间、物理如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等化学环境和社会环境等 1.2 人机工
7、程学的起源与发展发展史发展史早期历史(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 在经历工业革命之后,人们所从事的劳动在复杂程度上和负荷量上都有了很大变化。改革工具以改善劳动条件和提高劳动效率已经成为一个迫切问题。因此人们开始对经验人机工程学所提出的问题进行研究。下面我们就列举几项比较著名的研究工作。早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段考工记中的兵器
8、和农具考工记中的兵器和农具l战国时期宜人设计战国时期宜人设计早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段l人的因素初受重视人的因素初受重视达芬奇创作的人体比例图达芬奇创作的人体比例图古建筑与人体尺度古建筑与人体尺度早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段肌肉疲劳试验肌肉疲劳试验 18841884年,德国学者莫索(年,德国学者莫索(A AMossoMosso)对人体劳动疲劳进行了试验研究。对对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作业的人体通以微电流,随着人体疲作业的人体通以微电流,随着人体疲劳程度的变化,电流也随之变化,这劳程度的变化,电流也随之变化,这样用不同的电信号来反映人的疲劳程样用不同的电信号来反映人的疲劳程度。
9、这一试验研究为以后的度。这一试验研究为以后的“劳动科学劳动科学”打下了基础。打下了基础。早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段铁锹作业试验铁锹作业试验 18981898年美国学者泰勒(年美国学者泰勒(F FW WTaylorTaylor)从)从人机学角度出发,对铁锹的使用效率进行了人机学角度出发,对铁锹的使用效率进行了研究。他用形状相同而铲量分别为研究。他用形状相同而铲量分别为5kg5kg、10kg10kg、17kg17kg、和、和30kg30kg四种铁锹去铲同一堆煤,四种铁锹去铲同一堆煤,虽然虽然17kg17kg和和30kg30kg的铁锹每次铲量大,但实验的铁锹每次铲量大,但实验结果表明,铲煤量为
10、结果表明,铲煤量为10kg10kg的铁锹作业效率最的铁锹作业效率最高。他做了许多实验,终于找出了铁锹的最高。他做了许多实验,终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、铁屑、砂子和铁矿石等佳设计和搬运煤屑、铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲的最适当的重量。这松散粒状材料时每一铲的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著名的就是人机工程学过程中著名的“铁锹作业实铁锹作业实验验”。早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段砌砖作业试验砌砖作业试验 19111911年吉尔伯勒斯(年吉尔伯勒斯(F FB BGilrethGilreth)对美)对美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用国建筑工人砌砖作业进行了试验研究
11、。他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来,然快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来,然后对动作进行分析,去掉多余无效动作,最后对动作进行分析,去掉多余无效动作,最终提高了工作效率,使工人砌砖速度由当时终提高了工作效率,使工人砌砖速度由当时的每小时的每小时120120块提高到每小时块提高到每小时350350块。块。泰勒和吉尔伯勒斯的这些重要试验影响泰勒和吉尔伯勒斯的这些重要试验影响很大,而且成为后来人机工程学的重要分支,很大,而且成为后来人机工程学的重要分支,即所谓即所谓“时间与动作的研究时间与动作的研究”(Time and Time and Motion StudyMotion Study)的主要
12、内容。特别是泰勒的)的主要内容。特别是泰勒的研究成果,在研究成果,在2020世纪初成了美国和欧洲一些世纪初成了美国和欧洲一些国家为了提高劳动生产率而推行的国家为了提高劳动生产率而推行的“泰勒制泰勒制”。早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段 特点:特点:机械设计的的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术的原理设计上;在人机关系上是以选择和培训操作者为主,使人适应于机器。早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段 由于设计不当和缺乏训练,导致了较多意外事故的发生,这使人们意识到“人的因素”的重要性,意识到只有工程技术知识是不够的,还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。这一阶段的发展特
13、点是:重视工业与工程设计中“人的因素”,力求使机器适应于人。职职业业的的诞诞生生形形成成阶阶段段l机器与人不相适应机器与人不相适应卓别林辛辣讽刺的背后卓别林辛辣讽刺的背后未考虑机器适应人原则时设计的大炮未考虑机器适应人原则时设计的大炮卓别林的摩登时代卓别林的摩登时代职职业业的的诞诞生生形形成成阶阶段段l战时需求促进学科发展战时需求促进学科发展空战事故的警示空战事故的警示一战时期的战斗机一战时期的战斗机二战时期的战斗机二战时期的战斗机职职业业的的诞诞生生形形成成阶阶段段l人体数据的测量人体数据的测量人机工程的奠基学者人机工程的奠基学者职职业业的的诞诞生生形形成成阶阶段段测定背肌力测定背肌力脊柱胸
14、段和腰段侧曲活动测量脊柱胸段和腰段侧曲活动测量阿克布罗姆靠背曲线及其应用阿克布罗姆靠背曲线及其应用职职业业的的诞诞生生形形成成阶阶段段沙发座椅沙发座椅高级轿车座椅高级轿车座椅飞机座椅飞机座椅新型的飞机座椅新型的飞机座椅(后倾可达(后倾可达125度,头枕高度和扶手可调)度,头枕高度和扶手可调)阿克布罗姆靠背曲线阿克布罗姆靠背曲线现代人机工程学有三个特点:现代人机工程学有三个特点:(1)着眼于机械设备的设计,使机器的操作不超越人的能力极限,而不是让人去适应机器。(2)密切与实际应用相结合,通过严密计划设定的广泛实验性研究,进行具体的机械装备设计。(3)综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数学、
15、工程学各方面的知识。研究方向:把人-机-环境作为一个整体来研究,从而获得系统的最高综合效能。现现代代人人机机工工程程学学快快速速发发展展发发展展阶阶段段19601980年年 到到60年代,美国的人机工程学基本集中在复年代,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,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。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
16、司和其他消费公司。工厂也开始机公司、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意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。重要性。(仍然不为普通人所了解)(仍然不为普通人所了解)计算机、灾难计算机、灾难 重新认识阶段重新认识阶段19801990年年1979年年Three Mile岛上的核电站事故;岛上的核电站事故;1984年年12月月4日日Union Carbide杀虫剂工厂杀虫剂工厂有毒物质泄漏,有毒物质泄漏,4000人死亡,人死亡,20000人受伤;人受伤;1986年苏联年苏联Chernobyl核电站事故核电站事故,300人死人死亡;亡;1989年年
17、Phillips Petroleum塑料工厂在一场塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。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)科学发展阶段科学发展阶段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)l功能与便利性兼顾功能与便利性兼顾器物设计适合人的因素器物设计适合人的因素好拿、好带、好用,好拿、好带、好用,又快又准又快又准现现代代人人机机工工程程学学l安全性与经济性的矛盾
18、安全性与经济性的矛盾登月插曲启迪新登月插曲启迪新“阿波罗阿波罗”登月舱登月舱教练机驾驶舱教练机驾驶舱现现代代人人机机工工程程学学l人机关系无处不在人机关系无处不在随身听、傻瓜相机及其他随身听、傻瓜相机及其他现现代代人人机机工工程程学学小原二郎研究和科普双建卓绩小原二郎研究和科普双建卓绩现现代代人人机机工工程程学学平放式暖风机平放式暖风机特级咖啡机特级咖啡机小型碎肉机小型碎肉机无线电水壶无线电水壶打蛋器打蛋器微波炉微波炉美国亨利美国亨利德累夫斯德累夫斯(Henry Deryfuss)事务所的人机学实验事务所的人机学实验 现现代代人人机机工工程程学学我国人机发展进程我国人机发展进程1961年在瑞典
19、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。1982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议,我国第一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。次派人参加。国际标准化组织(国际标准化组织(ISO)1975年成立了国际人机工程标准委年成立了国际人机工程标准委员会(员会(TC159)。1981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。1989年成立中国人类工效学学会年成立中国人类工效学学会1991年年1月成为国际人类工效学协会正式成员月成为国际人类工效学协会正式成员1.3 人机工程学的研究内容与方法
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