第一章-第二章-人机工程学概述-研究内容与方法PPT课件.ppt

人机工程学概述1本次课我们将学习：人机工程学的命名及定义人机工程学的起源与发展人机工程学的研究内容与方法人机工程学与工业设计人机工程学体系及应用领域2人机工程学与工业设计人机工程学对工业设计的作用：为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参考为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据为工业设计中“环境因素”提供设计准则为进行人机环境系统设计提供理论依据为坚持以“人”为核心的设计思想提供工作程序3人机工程学的起源与发展19世纪末至一战 萌芽时期二战时期 初兴时期二战至20世纪60年代 迅猛发展原始时期 原始的人机关系20世纪70年代以后两大特点我国人机工程学发展进程人人机机工工程程学学发发展展史史 人机工程学起源那国呢4原始时期（一）早在石器时代，人类就学会选择石块打制成的石刀、石茅、石箭等各种工具，从而产生了原始的人机关系！5原始时期（二）在古埃及的石碑雕刻里就有一些器皿的造型，可以从这些造型可以很清楚的看出古埃及人在日常生活、工作中已经开始考虑人机关系了。6原始时期（三）719世纪末至一战从19世纪末到20世纪30年代，人们开始采用科学的方法研究人的能力与其所使用的工具之间的关系，从而进入了有意识地研究人机关系的新阶段。其中有三项著名的研究试验：1.肌肉疲劳试验2.铁锹作业试验3.砌砖作业试验后来成为人机工程学的重要分支，即所谓“时间与动作的研究”。8肌肉疲劳试验1884年，德国学者莫索（AMosso）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度。这一试验研究为以后的“劳动科学”打下了基础。9铁锹作业试验1898年美国学者泰勒（FWTaylor）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5kg、10kg、17kg、和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲煤量为10kg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。10砌砖作业试验1911年吉尔伯勒斯（FBGilreth）对美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用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，最终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时的每小时120块提高到每小时350块。11二战时期（一）第二次世界大战期间由于战争的需要，许多国家大力发展效能高、威力大的新式武器和装备。但由于片面注重新式武器和装备的功能研究，而忽视了其中“人的因素”，因而由于操作失误而导致失败的教训屡见不鲜。例如，由于战斗机中座舱及仪表位置设计不当，造成飞行员误读仪表和误用操纵器而导致意外事故。12二战时期（二）13二战时期（三）14二战时期（四）失败的教训引了起决策者和设计者的高度重视。通过分析研究，逐步认识到，在人和武器的关系中，主要的限制因素不是武器而是人，并深深感到“人的因素”在设计中是不能忽视的一个重要条件，同时还认识到，要设计好一个高效能的装备，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。15二战至20世纪60年代（一）1949年，在莫瑞尔（Murrell）的倡导下，英国成立了第一个人机工程学科研究组，第一本有关人机的书应用经验心理学：工程设计中的人因学出版。翌年2月16日在英国海军军部召开的会议上通过了人机工程学（Ergonomics）这一名称，正式宣告人机工程学作为一门独立学科的诞生。16二战至20世纪60年代（二）1957年，麦克考米克（EJMcCormick）出版了人类工程学一书，该书相继被美国、欧洲和日本等国广泛采用作为大学教科书。1961年正式成立国际人类工效学学会(IEA)。自成立至今先后召开了10届国际性会议，英国、美国、德国、日本、法国等许多国家的人机工程学会均与IEA建立了联系。17二战至20世纪60年代（三）20世纪60年代以后，科学技术飞速发展，电子计算机应用的普及，工程系统的进一步复杂及其自动化程度的不断提高，宇航事业的空前发展，一系列新科学的迅速崛起，不仅为人机工程学注入了新的研究理论、方法和手段，而且也为人机工程学提出了一系列新的研究课题。1820世纪70年代以后在20世纪70年代，人机工程学形成了两大特点：一是人机工程学渗透到人们工作和生活的各个领域；二是人机工程学在高科技领域中得到了应用，自动化系统中人的监控制作用、人机信息交互、人工智能等都于人机工程学有着密切的关系。19我国人机发展进程（一）1.1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。2.1982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。3.国际标准化组织（ISO）1975年成立了国际人机工程学标准委员会（TC159）。4.1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。20我国人机发展进程（二）5.1989年成立中国人类工效学学会（China Ergonomics Society）,简称CES6.1991年1月成为国际人类工效学学会正式成员21人机工程学起源那国呢？英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本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“起源于欧洲，形成于美国”之说。22由于人机工程学研究和应用的范围极其广泛，它所涉及的各学科领域的专家、学者都试图从自身的角度来给这一学科命名和下定义。人机工程学的命名与定义人机工程学的定义人机工程学的命名命名与定义小结23人机工程学的命名（一）欧欧 洲洲 Ergonomics Ergonomics 人类工效学人类工效学美美 国国 Human Engineering Human Engineering人类工程学人类工程学 Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering 人的因素工程学人的因素工程学日日 本本 人间工学人间工学前苏联前苏联 工程心理学工程心理学24人机工程学的命名（二）“Ergonomics”一词是英国学者莫瑞尔于1949年首次提出的，它由两个希腊词根“ergo”（即工作、劳动）和“nomos”（即规律、规则）复合而成，其本义人的劳动规律。由于该词能够较全面的反映本学科的本质，又源自希腊文，便于各国语言翻译上的统一，因此目前较多的国家采用“Ergonomics”一词作为该学科的命名。25人机工程学的命名（三）人机工程学在我国起步较晚，目前该学科在国内的名称尚未统一，除普遍采用“人机工程学”外，常见的名称还有：人机环境系统学、人体工程学、人类工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。不同的名称，其研究重点略有不同。26人机工程学的定义（一）美国人机工程学家查里斯C伍德（CharlesCWood）对人机工程学所下的定义为：设备设计必须适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高效率。美国人机工程学及应用心理学家A查帕尼斯（AChapanis）说：“人机工程学是在机械设计中，考虑如何使人获得简便而又准确的操作的一门科学”。27人机工程学的定义（二）国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，简称IEA）于1957年为本学科所下的定义是最有权威、最全面的定义，即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的因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。28人机工程学的定义（三）中国企业管理百科全书将人机工程学定义为：研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。辞海也对人机工程学作过定义：29命名与定义小结从上述本学科的命名和定义来看，尽管学科名称多样，定义存在不同程度的分歧，但是本学科的研究对象、研究方法、理论体系等方面并不存在根本上的区别。这正是人机工程学作为一门独立学科存在的理由，同时也充分体现了学科边界模糊、内容综合性强、涉及面广等特点。30研究内容与方法（一）研研究究内内容容（一一）国家国家研究的主体方向研究的主体方向美国美国工程和人际关系工程和人际关系法国法国劳动生理学劳动生理学前苏联前苏联工程心理学工程心理学保加利亚保加利亚人体测量人体测量捷克、印度捷克、印度劳动卫生学劳动卫生学31研究内容与方法（二）研研究究内内容容（二二）虽然人机工程学的研究内容和应用范围极其广泛，但本学科的根本研究方向是通过揭示人，机、环境之问相互关系的规律，以达到确保人一机一环境系统总体性能的最优化。就工业设计学科而言，也是围绕着人机工程的根本研究方向来确定具体的研究内容。32研究内容与方法（三）研研究究内内容容（三三）1.人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体有关的问题。如本书2、3、4章的内容。2.工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。33研究内容与方法（四）研研究究内内容容（三三）3.环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。4.人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章的内容。5.人机工程学发展动向的研究，如本书12章内容。34研究内容与方法（四）观察法实测法实验法调查研究法计算机数值仿法分析法模拟和模型法研研究究方方法法35学科体系及应用领域（一）学学科科体体系系36学科体系及应用领域（二）学学科科应应用用领领域域在工业生产中，人机工程首先应用于产品设计，如：汽车的视界设计、仪器的表盘设计以及对操作性能、座椅舒适性、各种家用电器的使用性能等的分析研究。37