人因工程实验室建设方案毕业论文.doc
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1、人因工程实验室建设方案 文件类别:售前 文件级别:密人因工程实验室建设方案深圳市元创兴科技有限公司2008年05 月 20日目 录前 言3实验室建设目标5整体技术功能6实验室布局规划71实验室平面布置图72 场地要求:7实验内容与测量要点8实验一 微气候测定实验8实验二 环境照明与生产效率关系测定8实验三 环境噪声测定8实验四 劳动强度测量9实验五 人体生理反映测定9实验六 人体测量实验10主要设备技术要求11实验室方案特点17实验室数据采集软件18实验室数据采集结构图21前 言人因工程学被教育部管理科学与工程教学指导委员会确定为工业工程专业4门专业主干课之一,说明该课程在工业工程专业人才培养
2、中占有重要地位。工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统,进行设计、设置和改善的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学方面的专门知识和技术,以及工程分析和设计的原理和方法,对系统所取得的成果进行确定、预测和评价。该学科既具有工程学科性质,又包括社会科学和经济管理知识的应用,因此,是一门边缘学科。该学科于20世纪初在美国诞生以来,在世界各国得到了较快的发展。工业化强国在第一、二次世界大战中都受益于工业工程。特别是战后经济恢复期,日本、德国等均在工业企业中大力推广工业工程技术并培养工业工程人才,获得了良好的效果。”亚洲“四小龙”韩国、新加坡、中国台湾和香港地区均于20世纪60年代
3、起步工业工程,台湾的工业工程经过30年的努力,建立了工业工程的科研、应用和教育系统。目前,在大陆的台资企业都设有工业工程部和工业工程工程师岗位。在亚太所有地区的学校无一不广泛设立工业工程专业。工业工程高水平人才的培养,对国内外经济发展和社会进步起到了重要的推动作用。 1990年6月中国机械工程学会工业工程分会正式成立,以及首届全国工业工程学术会议在天津大学的胜利召开,标志着我国工业工程学科步入了一个崭新的发展阶段。1993年7月由原国家教委批准,天津大学、西安交通大学首批试办工业工程专业并招收本科生,由此开创了我国工业工程学科的先河。目前,全国开设工业工程专业的院校有160多所,每年培养的毕业
4、生供不应求,工业工程教育与人才培养在我国进入了一个新的发展阶段。人因工程学是研究人一机一环境三者之间相互关系的学科,是近几十年来发展起来的一门多学科交叉性应用学科,是工业工程的重要研究领域。该学科在发展过程中有机融合了生理学、心理学、医学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和成果,形成自身的理论体系、研究方法、标准和规范,研究和应用范围广泛并具有综合性。该学科的研究目的在于设计和改进人机环境系统,使系统获得较高的效率和效益,同时保证人的安全、健康和舒适。研究内容包括:(1)研究人的生理与心理特性;(2)研究人机系统总体设计;(3)研究人机界面设计;(4)研究工
5、作场所设计和改善;(5)研究工作环境及其改善;(6)研究作业方法及其改善; (7)研究系统的安全性和可靠性;(8)研究组织与管理的效率。随着技术进步和社会发展,系统设计中越来越重视人的因素,人因工程学科的应用领域也越来越广。美国(学科命名Human Factors)以及英、法、德等国(学科命名Ergonomics)非常重视人因工程学的研究与应用,每年有大量的研究成果问世。在人因工程学的教育上,许多国家把人因工程学作为工程和管理类学科的基础课或专业课。我国人因工程学的研究始于20世纪50年代,部分高校的工商管理专业、机械工程等专业于80年代开设了这方面课程。90年代后,随着工业工程专业、工业设计
6、专业的设立,人因工程学科得到了广泛的重视。目前,我国已经设立人因工程学会-中国人类工效学学会,并设立8个专业委员会。有相应的研究机构,高校从事人因工程研究和应用的教师逐渐增加,企业也开始重视人因工程的应用。相信在不远的将来,我国在人因工程的研究、教育以及应用方面会取得较大的成绩。实验室建设目标主要针对本科生基础人因工程课程教学,满足基础实验教学要求。主要实验内容包括人体基本测量(形体尺寸、生理参数、认知特性等)、环境基本测量(温度、湿度、光照、噪声、辐射、空气等)以及人体生理基本测量(运动等)等,是学生掌握基本的人因学测量手段和测量概念,强化人因工程的概念,并且能在今后的实际工作中自觉地考虑人
7、机环境的互动关系,提高工程设计的人性化水平。需满足如下实验:实验一 微气候环境测定实验二 环境照明与生产效率关系测定实验三 环境噪声测定实验四 劳动强度测定实验五 人体心理测定实验六 人体基本测量实验整体技术功能1 实验仪器设备必须要有数字接口,至少要有RS232接口。2 实验设备要有能确保实验完整的开展。3 软件部分具有数据采集和数据分析功能。4 软件部分要分成6个模块,具体要求如下:4.1微气候环境测定部分和环境噪声测定要有自动采集和手动采集功能,要有数据表格和曲线显示功能,同时要有评价功能。4.2环境照明与生产效率关系测定部分要有自动采集和手动采集功能,要有要有数据表格和曲线显示功能,要
8、有计算反射率、绘制等照度和绘制照明与生产效率曲线功能。4.3劳动强度测定实验,要有氧含量测定功能,要有心率测定功能,能自动计算劳动强度功能,和有劳动评价功能。4.4人体心理理测定部分要有数据倒入功能 统计功能和简单评价功能。4.5人体基本测量实验的实验数据要细致,要有基本数据 人体基本尺寸 站姿 坐资 足部尺寸等。5 配完整的、成熟的实验指导书和实验报表,实验报表采用开放格式,便于进行数据管理。6 实验用软件需能够得到客户应用,并且功能齐全。7 实验室要具备网络通讯功能。8 实验仪器和设备要有详细配置和使用功能说明9 要提供完整的有机玻璃实验挂画,挂画体现出实验目的 实验原理和实验仪器等相关实
9、验内容。实验室布局规划1实验室平面布置图2 场地要求: 1 占地35平米,电源:220V/15A 2 电源线和网线采用埋线方式,地面铺防静电绿色胶地实验内容与测量要点实验一 微气候测定实验一、 实验任务1) 测定气温。2) 测定相对湿度。3) 测定气流速度。4) 测定场地温度。5) 确定CP.Yaglou 有效温标。二、 实验目的及实验要点1) 掌握微气候条件的测量方法。2) 掌握微气候条件对人体的影响及相互关系。实验要点为根据测量结果综合评价微气候条件。实验二 环境照明与生产效率关系测定一、 实验任务1) 描述等照度曲线。2) 测定并计算平均照度。3) 简单方法测定和估算反射率。4) 描述照
10、明工作效率曲线。5) 比较白帜灯照明条件与红光照明条件(或绿光照明条件)照明工作效率曲线。二、 实验目的及实验要点1) 学习照度计的工作原理及其使用方法。2) 掌握照明的测量方法。3) 探索照明条件对工作效率的影响。4) 实验要点是测量作业照明工作效率曲线。实验三 环境噪声测定一、 实验任务1) 噪声的测量。2) 频谱分析。二、 实验目的及实验要点1) 学习精密声级计的工作原理及其使用方法。2) 掌握噪声的测量规范和评价方法。3) 根据有关规定和标准,评价噪声的性质和对人的危害程度并提出改善建议。4) 实验要点是工作环境噪声频谱分析评价,提出改进措施。三、 实验原理声音是人类必不可少的。然而,
11、随着社会的发展,机器轰鸣,街道喧闹却又让人烦躁不安。这些使人精神不易集中,影响工作效率和工作质量,妨碍人们休息和健康的噪声,目前不仅是物质公害,而且还是一个感受公害。噪声的危害和大小不仅与声音的强度。频率分布及作用时间有关,还与人的听觉特征及接受噪声者的情绪有关。噪声的危害主要表现为听力损伤,对其它生理机能的影响,对生理状态的影响,对语言通讯的影响,对作业能力和作业效率的影响。因而,对声音的客观计量及对噪声的主观、客观评价极为重要。根据噪声的主观、客观评价原理,一方面是根据噪声的客观强度、频率分布、作用时间长短,从人接受该噪声后的主观感受出发,对噪声状况进行计量和分析;另一方面是研究和判断噪声
12、对人和环境在那些方面造成危害,以及危害程度,并参照相关规则标准提出改进措施,以改善工作条件,提高工作效率,是人处于安全、健康、舒适的环境、实验四 劳动强度测量一、 实验任务1) 测定作业者从事作业活动时的心率。2) 根据“心率耗氧”相关关系曲线确定劳动强度等级。3) 根据劳动强度等级确定不同作业负荷的疲劳宽放标准。二、 实验目的及实验要求1. 实验目的掌握劳动强度测定原理和方法。2. 实验要点1)运用“心率一耗氧”相关关系曲线确定劳动强等级。2)通过测定劳动强度等级,为制定劳动定额提供科学合理的疲劳宽放标准。三、实验原理人体不仅在进行作业过程中需要能量消耗,为维持自身生命也需要消耗能量。能量代
13、谢的测定方法两种:直接发和间接法。直接法是通热量计测定在绝热室内流过人体周围冷却水升温情况,换算成代谢率;间接法是通过测定人体消耗的氧量,再以氧热价求出能量代谢率。能量代谢过程中,年龄、性别、种族以及生产作业环境和心理因素等不同会影响能量消耗的变化。直接法实施难、成本高,且代谢过程又受心情和环境变化。直接法根本要害在于难于提高精缺度,误差大。 本实验的指导思想旨在通过体力劳动时人体的调节与适应规律,在人体劳动氧消耗量的基础上进而间接推算出能量代谢率,确定劳动强度等级,其特点是使测定方法更简便,更经济。实验五 人体生理反映测定一、实验任务1) 对光信号简单反应时的测定2) 对不同字符的选择反应时
14、的测定二、实验目的及实验要点1) 通过视觉和左右手反应时测定,亲身体验反应过程,理解反应时间。2) 掌握反应时作为测定疲劳程度间接手段的机理和意义。3) 实验要点是测定反应时,并以此作为测定疲劳的间接手段。实验六 人体测量实验一实验内容1) 人体静态测量参数及群体统计参数特征值。2) 人体动态测量参数及群体统计参数特征值。一、 实验目的及实验要点1) 学习掌握使用人体测量仪器。2) 遵照GB/T5703-1999掌握人体测量方法。3) 遵照GB/T5703-1999掌握使用人体测量术语。4) 根据人因工程特点对测量群体进行统计分析。5) 实验要点是为课程设计(汽车驾驶室设计)提供基础测量数据,
15、并能灵活地将测量参数、统计参数用于人因工程设计。二、 实验原理为使各种与人体有关的设计能符合人的生理特点,让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中,就必须在设计中充公考虑人体的各种尺度。因此,设计者必须了解有关人体测量学方面的知识,并能熟悉有关设计形势发展必须考虑的人体测量基本数据、性质和使用条件。人体测量是指对人体身体各方面特征数据的度量,特别是人体的尺寸,来确定个体和群体在人体尺寸上的共性及特性,以及个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别,从而研究人的形态特征,为工业设计和工程设计提供数据。例如,在各种机动车辆的设计中,转向盘、控制手柄及脚踏装置都必须安排在人的肢体活动所能达到的范围内,操作
16、的用力程度也应该处在人的肢体用力的适宜范围之内。人因工程学范畴内的人体测量数据可分为人体构造尺寸和人体功能尺寸。构造尺寸是指静态尺寸,功能尺寸是指动态尺寸,它包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。影响人体测量数据的因素主要有区域、民族、性别、年龄、种族、生活状态、年代等。从大量的劳动科学、医学、人类学调查中可知,随上述影响因素不同测量参数有所差异,面在人机功能分配、择业时就的差异。人体测量的统计结果作为人体结构参数,功能参数,对于设计特定的机器设备环境具有很重要的作用。在实际工作中,常采用舒适性、安全性、效率、经济性数种指标来评价人机环境匹配程度,其用途极其广泛。在实际应用中还需
17、决定适应度、经济性,有时还不可忽视衣着调整量。主要设备技术要求设备名称技术参数数量特殊要求数字温湿度计1湿度和温度值同时显示 2可记录7900笔测量值 3RS-232 接口可与计算机连线作业4做数据统计分析或绘出曲线图 5露点测量功能 6测量范围 湿度:10% 95%R.H.7温度:-20.+ 60, -4+140 8分辨率 0.1% R.H. 0.1, 0.1 9准确度 湿度: 3%R.H. (at 25, 3095%R.H.)10 5%R.H. (at 25,10 30%R.H.)11温度: 0.8, 1.5 12传感器 湿度:精密电容式传感器13温度:半导体式传感器 14附件 使用说明书
18、、9V电池、RS-232连接线、吹气盒 9 Pin 转 25 Pin 转接头、软件磁盘23台进口数字风速计1风量(CFM,CMM) : 0-45m/s2分辨率:0.1m/s3 准确性:3%0.1dgts4瞬间、平均、 2/3最大风量测量5风速m/s,ft/min,knots,Km/hr,mph6LCD双显示7温度测量/切换8RS-232连接计算机传输9显示:2 x 4四位数双显示LCD10附件 使用说明书、9V电池、RS-232连接线、软件磁盘21台进口调速器1手动调整2无级调速1台加湿器1额定电压:220V; 2噪音:45dB(A);3额定频率:50Hz; 4水箱容积:2.4L10%2 5额
19、定功率:睡眠档30W;标准、高湿档180W 6标准加湿量:500mL/h;1台工业风扇1 48-56工业2 壁挂式1台空调设备1品牌,3P /220V2 具有加热和制冷双重功能1台数字照度计1显示 3 1/2 位液晶显示器2挡位:20, 200, 2000, 20000 Lux/Fc(1Fc=10.76 Lux)3分辨率:0.01 Lux (0.01fc)4准确度:(3%rdg + 5dgts)5重复测试:2%6取样率:2.5次/秒7感光体:光二极管8记录组数:最多255组9记录笔数:16000笔10 RS-232传输速率:9600bps11附件:使用说明书、皮套、电池、RS-232连接线、9
20、pin转25pin转接头、程序磁盘片、调整棒1台电脑调光模块1接口:232422/4852传输数率:115200最高1台无级日光灯1可调光电子整流器2三基色细管荧光灯3显色性更好,达Ra854平均流明维持率高达95%5带管架1台刻度板1 钢板材质:表面烤漆2 尺寸 500X500 表面刻线1块直尺300mm1个衣针50枚1套白色棉线1卷1卷剪刀1把针体实验架1 空间尺寸可调2 安装方便 使用简单1台精密声级计1RS-232接口 2资料储存功能 3自动换档 4频率范围 31.5Hz-8KHz A加权 30dB-130dB C加权 30dB-130dB 5檔位 6檔位,间隔 10-dB 30-80
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