人因工程学郭伏教学1省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第一章第一章 人因工程学概述人因工程学概述 Human Factors Engineering第1页第一章第一章 人因工程学概述人因工程学概述n第一节第一节 人因工程学命名及定义人因工程学命名及定义 n第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展 n第三节第三节 人因工程学研究内容与应用领域人因工程学研究内容与应用领域 n第四节第四节 人因工程学研究方法和步骤人因工程学研究方法和步骤 n第五节第五节 人因工程学相关学科人因工程学相关学科第2页 第一节第一节 人因工程学命名及定义人因工程学命名及定义 一、学科命名一、学科命名 美国美国:人原因工程学或人人原因工程学或人类类工程学工程学
2、西欧西欧:人人类类工效学工效学 日本日本:人人间间工学。工学。中国中国:人机工程学、人体工程学、工程心理学、人人机工程学、人体工程学、工程心理学、人类类工工 效学、人效学、人类类工程学、人原因等。工程学、人原因等。该学科在国内外还没有统一名称。该学科在国内外还没有统一名称。近几年使用人因工程学和人近几年使用人因工程学和人类类工效工效学命名学命名较较多,本多,本书书意在意在强强调调重重视视人原因作用,故使用人因工程学人原因作用,故使用人因工程学这这一名称。一名称。第3页 二、定义二、定义 人人因因工工程程学学就就是是按按照照人人特特征征设设计计和和改改进进人人一一机机一一环环境境系系统统科科学。
3、学。人人一一机机一一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人人与与其其所所操操纵纵机器以及他们所处周围环境所组成系统,也能够简称为人一机系统。机器以及他们所处周围环境所组成系统,也能够简称为人一机系统。为为了了实实现现人人、机机、环环境境之之间间最最正正确确匹匹配配,人人因因工工程程学学把把人人工工作作优优化化问问题题作作为为追追求求主主要要目目标标。其其标标志志是是使使处处于于不不一一样样条条件件下下人人能能高高效、安全、健康、舒适地工作和生活。效、安全、健康、舒适地工作和生活。第一节第一节 人因工程学命名及定义人因工程学命名及定义 第4页 本本学学科科起起源源
4、于于欧欧洲洲,形形成成于于美美国国。人人因因工工程程学学科科诞诞生生前前后后,经历经历了以下几个了以下几个发发展展阶阶段。段。一、人因工程学萌芽时期一、人因工程学萌芽时期-以提升生产效率为重点以提升生产效率为重点 20 20世纪初世纪初:泰泰勒勒-著著名名铁铁铲铲试试验验和和时时间间研研究究试试验验,改改进进操操作作方方法法,制制订订标按时间,在不增加劳动强度条件下提升了工作效率。标按时间,在不增加劳动强度条件下提升了工作效率。吉吉尔尔布布雷雷斯斯夫夫妇妇-动动作作研研究究,创创建建了了经经过过动动素素分分析析改改进进操操作作动作方法,提升作业效率,减轻疲劳。动作方法,提升作业效率,减轻疲劳。
5、第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展 第5页 第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展 德德国国心心理理学学家家闵闵斯斯托托伯伯格格提提倡倡将将心心理理学学应应用用于于生生产产实实践践,其其代代表表作作是是心心理理学学与与工工业业效效率率,提提出出了了心心理理学学对对人人在在工工作作中中适适应与提升效率主要性。应与提升效率主要性。2020世世纪纪初初,即即使使已已孕孕育育着着人人因因工工程程学学思思想想萌萌芽芽,但但人人机机关关系系总总特特点点是是以以机机器器为为中中心心,经经过过选选拔拔和和培培训训使使人人去去适适应应机机器器。因因为为机器进步很快,使人难以适
6、应,所以大量存在着伤害人身心问题。机器进步很快,使人难以适应,所以大量存在着伤害人身心问题。人因工程学萌芽时期人因工程学萌芽时期第6页 二、人因工程学兴起时期(二、人因工程学兴起时期(一战至二战之前一战至二战之前)第第一一次次世世界界大大战战为为工工作作效效率率研研究究提提供供了了主主要要背背景景。该该阶阶段段主主要研究怎样减轻疲劳及人对机器适应问题。要研究怎样减轻疲劳及人对机器适应问题。自自19241924年年开开始始,在在美美国国芝芝加加哥哥西西方方电电气气企企业业霍霍桑桑工工厂厂进进行行了了长长达达8 8年年“霍桑霍桑试验试验”,这这是是对对人工作效率研究中一个主要里程碑人工作效率研究中
7、一个主要里程碑。试试验验得得到到结结论论是是工工作作效效率率不不但但受受物物理理、生生理理原原因因影影响响,还还发发觉组织觉组织原因、工作气氛和人原因、工作气氛和人际际关系等都是不容忽略原因。关系等都是不容忽略原因。第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展第7页 (1 1)二战以前,人机匹配主要是经过选拔和培训,使人去适应机器)二战以前,人机匹配主要是经过选拔和培训,使人去适应机器装备。装备。(2 2)二战期间,因为战争需要,)二战期间,因为战争需要,首先在军事领域开始了与设计相关首先在军事领域开始了与设计相关学科综合研究与应用学科综合研究与应用,使人适应机器转入到机器适应人新阶
8、段。使人适应机器转入到机器适应人新阶段。(3 3)19451945年第二次世界大战结束时,本学科研究与应用逐步从军事领域向工年第二次世界大战结束时,本学科研究与应用逐步从军事领域向工业等领域发展。并逐步应用军事领域研究结果处理工业与工程设计中问题。业等领域发展。并逐步应用军事领域研究结果处理工业与工程设计中问题。(4 4)在此期)在此期间间,美国、日本和欧洲美国、日本和欧洲许许多国家先后成立了学会。多国家先后成立了学会。为为了了加加强强国国际间际间交流,交流,19601960年正式成立了国年正式成立了国际际人人类类工效学会工效学会(IEA)(IEA),该组织为该组织为推推进进各国人因工程各国人
9、因工程发发展起了主要作用。展起了主要作用。第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展三、人因工程学成长时期三、人因工程学成长时期(二战至二战至6060年代年代)第8页 这这个个时时期人因工程学期人因工程学发发展有三大基本展有三大基本趋趋向:向:(1 1)研究)研究领领域不停域不停扩扩大大 研研究究领领域域扩扩大大到到:人人与与工工程程设设施施、人人与与生生产产制制造造、人人与与技技术术工工艺艺、人人与与方方法法标标准准、人人与与生生活活服服务务、人人与与组组织织管管理理等等要要素素相相互互协协调调适适应应上。上。(2 2)应用范围越来越广泛)应用范围越来越广泛 人人因因工工程程学学
10、应应用用扩扩展展到到社社会会各各行行各各业业,包包含含人人类类生生活活各各个个领领域域,如如衣衣、食食、住住、行行、学学习习、工工作作、文文化化、体体育育、休休息息等等各各种种设设施施用用具科学化、宜人化。具科学化、宜人化。第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展 四、人因工程学发展时期(四、人因工程学发展时期(2020世纪世纪6060年年后)后)第9页 (3 3)在高技)在高技术领术领域中域中发挥发挥特殊作用特殊作用 高技高技术术与人与人类类社会往往社会往往产产生不生不协调问题协调问题,只有,只有综综合合应应用包含人因工程在内交差学科理用包含人因工程在内交差学科理论论和技和技术
11、术,才能使高技,才能使高技术术与固有技与固有技术优术优点很好点很好结结合,合,协调协调人各种价人各种价值值目目标标,有效有效处处理高技理高技术术社会各种社会各种问题问题。第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展 四、人因工程学发展时期四、人因工程学发展时期 第10页 (1 1)中中国国最最早早开开展展工工作作效效率率研研究究是是心心理理学学家家。2020世世纪纪3030年年代代,清清华华大大学学开开设设了了工工业业心心理理学学课课程程,19351935年年,陈陈立立先先生生出出版版了了“工业心理学概观工业心理学概观”,这是我国最早系统介绍工业心理学著作。,这是我国最早系统介绍工业
12、心理学著作。(2 2)新新中中国国成成立立后后,中中国国科科学学院院心心理理研研究究所所和和杭杭州州大大学学心心理理学学家家开开展展了了操操作作合合理理化化、技技术术革革新新、事事故故分分析析、职职员员培培训训等等劳劳动动心理学研究。心理学研究。(3 3)“文文化化大大革革命命”使使许许多多研研究究陷陷于于停停顿顿。7070年年代代后后期期,一一些研究些研究单单位和大学,成立了工效学或工程心理学研究机构。位和大学,成立了工效学或工程心理学研究机构。第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展五、我国人因工程学科发展五、我国人因工程学科发展第11页 (4 4)19801980年年5 5
13、月月成成立立了了中中国国人人类类工工效效学学标标准准化化技技术术委委员员会会和和中中国国心心理理学学会会工工业业心心理理学学专专业业委委员员会会。19841984年年国国防防科科工工委委还还成成立立了军用人了军用人机机环境系统工程标准化技术委员会。环境系统工程标准化技术委员会。(5 5)2020世世纪纪8080年年代代末末,我我国国已已经经有有几几十十所所高高等等学学校校和和研研究究单单位位开开展展了了人人因因工工程程学学研研究究和和人人才才培培养养工工作作。许许多多大大学学在在应应用用性性学学科开设了相关人因工程学方面课程。科开设了相关人因工程学方面课程。(6 6)19891989年年6 6
14、月月29-3029-30日日在在上上海海同同济济大大学学召召开开了了全全国国性性学学科科成成立大会,定名立大会,定名为为中国人中国人类类工效学学会。工效学学会。第二节第二节 人因工程学起源与发展人因工程学起源与发展五、我国人因工程学科发展五、我国人因工程学科发展第12页 人人因因工工程程学学研研究究包包含含理理论论和和应应用用研研究究两两个个方方面面。但但学学科科研研究究总总趋势还是侧重应用。其主要内容可概括为以下趋势还是侧重应用。其主要内容可概括为以下8 8个方面:个方面:(1)(1)研究人生理与心理特征研究人生理与心理特征 人人因因工工程程学学系系统统地地研研究究人人体体特特征征,如如人人
15、感感知知特特征征、信信息息加加工工能能力力、传传递递反反应应特特征征;人人工工作作负负荷荷与与效效能能、疲疲劳劳;人人体体尺尺寸寸、人人体体力力量、人体活量、人体活动动范范围围;人决;人决议过议过程、影响效率和人程、影响效率和人为为失失误误原因等。原因等。第三节第三节 人因工程学研究内容与应用领域人因工程学研究内容与应用领域 一、研究内容一、研究内容第13页 (2)(2)研究人机系统总体设计研究人机系统总体设计 人人机机系系统统效效能能取取决决于于它它总总体体设设计计。系系统统设设计计基基本本问问题题是是人人与与机机器之器之间间分工以及人与机器之分工以及人与机器之间间怎怎样样有效地有效地进进行
16、信息交流等行信息交流等问题问题。(3)(3)研究人机界面研究人机界面设计设计 在在人人机机系系统统中中,人人与与机机相相互互作作用用过过程程就就是是利利用用人人机机界界面面上上显显示示器器与与控控制制器器,实实现现人人与与机机信信息息交交换换过过程程。研研究究人人机机界界面面组组成成并并使使其其优优化化匹匹配配,产产品品就就会会在在功功效效、质质量量、可可靠靠性性、造造型型及及外外观观等等方方面面得得到改到改进进和提升,也会增加和提升,也会增加产产品技品技术术含量和附加含量和附加值值。第三节第三节 人因工程学研究内容与应用领域人因工程学研究内容与应用领域 一、研究内容一、研究内容第14页第三节
17、第三节 人因工程学研究内容与应用领域人因工程学研究内容与应用领域 一、研究内容一、研究内容 (4)(4)研究工作场所设计和改进研究工作场所设计和改进 工工作作场场所所设设计计包包含含工工作作场场所所总总体体布布置置、工工作作台台或或操操纵纵台台与与座座椅椅设计设计、工作条件、工作条件设计设计等。等。(5)(5)研究工作研究工作环环境及其改境及其改进进 作作业业环环境境包包含含普普通通工工作作环环境境,如如照照明明、颜颜色色、噪噪声声、振振动动、温温度度、湿湿度度、空空气气粉粉尘尘和和有有害害气气体体等等,也也包包含含高高空空、深深水水、地地下下、加速、减速、高温、低温及加速、减速、高温、低温及
18、辐辐射等特殊工作射等特殊工作环环境。境。第15页第三节第三节 人因工程学研究内容与应用领域人因工程学研究内容与应用领域 一、研究内容一、研究内容 (6)(6)研究作业方法及其改进研究作业方法及其改进 人人因因工工程程学学主主要要研研究究人人从从事事体体力力作作业业、技技能能作作业业和和脑脑力力作作业业时时生生理理与与心心理理反反应应、工工作作能能力力及及信信息息处处理理特特点点;研研究究作作业业时时合合理理负负荷荷及及能能量量消消耗耗、工工作作与与休休息息制制度度、作作业业条条件件、作作业业程程序序和和方方法法;研研究究适适宜宜作作业业人人机机界面等等。界面等等。(7)(7)研究系研究系统统安
19、全性和可靠性安全性和可靠性 人人因因工工程程研研究究人人为为失失误误特特征征和和规规律律,人人可可靠靠性性和和安安全全性性,找找出出造造成成人人为为失失误误各各种种原原因因,以以改改进进人人机机环环境境系系统统,经经过过主主观观和和客客观观原原因因相相互互补补充和充和协调协调,克服不安全原因,搞好系,克服不安全原因,搞好系统统安全管理工作。安全管理工作。第16页n (8)研究组织与管理效率n 人因工程学要研究人决议行为模式;研究怎样改进生产或服务流程;研究组织形式与组织界面,便于员工参加管理和决议,使员工行为与组织目标相适应等。n 二、应用领域 n 人因工程学应用包括非常广泛领域。与人直接有关
20、应用领域概括为机具、作业、环境和管理等几大类。人因工学在各个领域应用示比如表1-1 所示。第三节第三节 人因工程学研究内容与应用领域人因工程学研究内容与应用领域 一、研究内容一、研究内容第17页表表1-1 人因工程学应用领域及示例人因工程学应用领域及示例n n设计与改n进范围对对 象象示示 例例机机 具具机机 械械机床、汽车、火车、飞机、宇宙飞船、船舶、起重机、农用机械、工作机械、计算机、机床、汽车、火车、飞机、宇宙飞船、船舶、起重机、农用机械、工作机械、计算机、仪器仪表、医疗器械、家用电器、运动与健身器械、摩托车、自行车、售货机、取款机、仪器仪表、医疗器械、家用电器、运动与健身器械、摩托车、
21、自行车、售货机、取款机、检票机等检票机等器器 具具n工具、电话、电传、办公用具、软件、家俱、清扫工具、卫生用具、厨房用具、防护用具、文具、玩具、书刊、广告、媒体、标志、标牌、包装用具、说明书等设备与设施设备与设施工厂、车间、成套设备、监控中心、军事系统、机场、码头、车站、道路系统、城市设工厂、车间、成套设备、监控中心、军事系统、机场、码头、车站、道路系统、城市设施、住宅设施、无障碍设施、旅游与休闲设施、安全与防火设施、核能设施、场馆等施、住宅设施、无障碍设施、旅游与休闲设施、安全与防火设施、核能设施、场馆等被被 服服服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽、工作靴等服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽
22、、工作靴等 作作 业业作业条件、作业条件、作业方法、作业方法、作业量、作业作业量、作业姿势、工具选姿势、工具选择与放置等择与放置等生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、维修作业、计算机操作、办公生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、维修作业、计算机操作、办公室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、女工作业:高龄人与残疾人作业,室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、女工作业:高龄人与残疾人作业,以及学习、训练、运动、康复等活动以及学习、训练、运动、康复等活动环环 境境照明、颜色、照明、颜色、音响、噪声、音响、噪声、微气候、空气微气候、空气污染等污染等工厂
23、、车间、控制中心、计算室、操纵室、驾驶室、检验室、办公室、车箱、船舱、机工厂、车间、控制中心、计算室、操纵室、驾驶室、检验室、办公室、车箱、船舱、机舱、住宅、医院、学校、商店、地铁、舱、住宅、医院、学校、商店、地铁、候车室、会议室、业务与交易厅、餐厅、各种场候车室、会议室、业务与交易厅、餐厅、各种场馆及公共场所等馆及公共场所等 管管 理理人与组织、人与组织、设备、信息、设备、信息、技术、职能、技术、职能、模式等模式等n业务流程再造、生产与服务过程优化、组织结构与部门界面管理、管理运作模式、决议行为模式、参加管理制度、企业文化建设、管理信息系统、计算机集成制造系统(CIMS)、企业网络、模拟企业
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