第10讲-人因工程概述课件.ppt

1、2022-12-412022-12-42Something wrong？进化or退化？What can we do?How?2022-12-431 1 人因工程学的命名及定义人因工程学的命名及定义2 2 人因工程学的起源与发展人因工程学的起源与发展3 3 人因工程学的研究内容与应人因工程学的研究内容与应用用4 4 人因工程学的相关学科人因工程学的相关学科5 5 人因工程学的研究方法人因工程学的研究方法第第1 1章章 人因工程概述人因工程概述 2022-12-44教学基本要求 掌握人因工程学的定义和命名了解人因工程的发展历史、学科特点和应用明确人因工程的研究任务、研究对象及其研究内容2022-1

2、2-451.1 1.1 人因工程学的命名及定义人因工程学的命名及定义学科的命名学科的命名美国：Human Engineering 人类工程学 Human Factors Engineering 人类因素工程学 Engineering Psychology 工程心理学欧洲：Ergonomics 人类工效学（人的劳动规律）其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）；我国：人机工程学；人类工效学；人因工程学；人机环工程；人体工程学；人类工程学；宜人学、人的因素等。2022-12-46 美国人机工程学家查里斯美国人机工程学家查里斯C C伍德伍德（Charles Charles C CWoodWood

3、）对人）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。素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高效率。W WB B伍德森（伍德森（W WB BWoodsonWoodson）则定义为：人机工程学研究的则定义为：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及作业时感进行有效的研究，其目的在

4、于获得最高的效率及作业时感到安全和舒适。到安全和舒适。著名的美国人机工程学及应用心理学家著名的美国人机工程学及应用心理学家A A查帕尼斯查帕尼斯（A AChapanisChapanis）说：）说：“人机工程学是在机械设计中，考虑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如何使人获得简便而又准确的操作的一门科学”。学科的定义学科的定义2022-12-47 前苏联学者前苏联学者：研究人在生产过程中的可能性、劳动活动：研究人在生产过程中的可能性、劳动活动的方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同的方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环

5、境，保障劳动人民的健康，时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动人民的健康，使人在生理上和心理上都得到全面发展的一门学科使人在生理上和心理上都得到全面发展的一门学科 。日本的人体工程学专家认为：人体工程学是根据人体解剖学，生理学和心理学等特性，了解并掌握人的作业能力与极限，及其工作、环境、起居条件等和人体相适应的科学。学科的定义学科的定义2022-12-48 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、生理学和心理学解剖学、生理学和心理学等方等方面的因素；研究面的因素；研究人和机器及环境的相互作用人和机器及环境的相互作用；研究在工作；研究在工作中、家庭中和闲暇时中、家庭中和闲暇时怎样考

6、虑人怎样考虑人的的工作效率、健康、安全、工作效率、健康、安全、舒适舒适的问题的学科。的问题的学科。国际人机工程学学会国际人机工程学学会IEAIEAInternational Ergonomics International Ergonomics AssociationAssociation，2000.82000.8最最 权权 威威 最最 全全 面面 的的 定定 义义u在研究目标上：在研究目标上：提高工作效率和质量；满足人们的价值需要。提高工作效率和质量；满足人们的价值需要。u在研究内容上：在研究内容上：着重研究在工作和日常生活中所用到的产品、设备、着重研究在工作和日常生活中所用到的产品、设备、

7、设施、程序与环境之间的相互关系。设施、程序与环境之间的相互关系。u在研究方法上：在研究方法上：对人的能力、行为、限制和特点等相关信息进行系统对人的能力、行为、限制和特点等相关信息进行系统研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中。研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中。2022-12-49 研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设研究人和机器、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。到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。中国企业

8、管理百科全书中国企业管理百科全书 国内学者一般认为：人机工程学是运用生理学、心国内学者一般认为：人机工程学是运用生理学、心理学、生物力学和其它有关学科知识，使机器和人相理学、生物力学和其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的环境条件，从而提高工效互适应，创造舒适和安全的环境条件，从而提高工效的一门科学。的一门科学。2022-12-410人人:人是指操作者或使用者；机机:机泛指人可操作与可使用的物，可以是机器，也可以是用具或生活用品、设施、计算机软件等各种与人发生关系的一切事物；环境环境:环境是人与机共处的环境，如作业场所和作业空间，自然环境和社会环境等。人机环境系统是指由共处于同

9、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。人人机机环境系统环境系统2022-12-411学科的特点学科的特点 产品是为顾客服务的，设计时应始终把用户放在首位，并考虑生产者产品是为顾客服务的，设计时应始终把用户放在首位，并考虑生产者和相关者；和相关者；必须意识到个体在能力和限制上的差异，并且充分考虑到这些差异对必须意识到个体在能力和限制上的差异，并且充分考虑到这些差异对各种设计可能造成的影响。各种设计可能造成的影响。强调设计过程中经验数据和评价的重要性。强调设计过程中经验数据和评价的重要性。用系统观点考虑问题。用系统观点考虑问题。人因工程学不只是基于表格数据和一

10、些指标来进行设计。人因工程学不只是基于表格数据和一些指标来进行设计。人因工程学不人因工程学不只只是设计者自身作为设计产品的模型。是设计者自身作为设计产品的模型。人因工程学不同于常识。人因工程学不同于常识。2022-12-412日常生活中人因工程学问题日常生活中人因工程学问题课堂讨论课堂讨论2022-12-4131.2 1.2 人因工程学的起源与发展人因工程学的起源与发展 萌芽时期萌芽时期 兴起时期兴起时期 成长时期成长时期 发展时期发展时期2022-12-414石头打制工具历史早期案例2022-12-415历史早期案例2022-12-416历史早期案例2022-12-417n18841884年

11、，德国学者莫索（年，德国学者莫索（A AMossoMosso）进行肌肉疲劳进行肌肉疲劳实实验。验。n18981898年，泰勒年，泰勒著名的铁铲实验和时间研究实验。著名的铁铲实验和时间研究实验。n19111911年，年，吉尔布雷斯夫妇吉尔布雷斯夫妇动作研究，砌墙实验。动作研究，砌墙实验。（1）萌芽时期-以提高生产效率为重点 2022-12-418(2)(2)兴起时期（一战至二战之前兴起时期（一战至二战之前）p 1914 1914年，哈佛大学心理学教授闵斯特伯格年，哈佛大学心理学教授闵斯特伯格心理学心理学与工业效率与工业效率。p“霍桑实验霍桑实验”（1924-19321924-1932）。）。p主

12、要研究如何减轻疲劳及主要研究如何减轻疲劳及人对机器人对机器的适应问题，的适应问题，“应应用实验心理学用实验心理学”2022-12-419(3)(3)成长时期（二战至成长时期（二战至6060年代）年代）二战期间，二战期间，机器适应人机器适应人的新阶段。的新阶段。二战结束时，从军事领域向工业等领域发展，人因工程职业出现。二战结束时，从军事领域向工业等领域发展，人因工程职业出现。19491949年，英国成立工效学研究协会，年，英国成立工效学研究协会，19571957年创办会刊年创办会刊Ergonomics Ergonomics。19491949年年,美国恰帕尼斯等美国恰帕尼斯等应用实验心理学应用实验

13、心理学:工程设计中人的因素工程设计中人的因素19571957年年,美国成立人因工程协会，发行会刊美国成立人因工程协会，发行会刊Human FactorsHuman Factors。19601960年年,正式成立了国际人类工效学会正式成立了国际人类工效学会(IEA)(IEA)。“旋钮与表盘旋钮与表盘”时代时代“起源于欧洲，形成于美国起源于欧洲，形成于美国”2022-12-420 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；由于操作复杂、不灵活和不符合人的生理尺寸而造成战斗命中率低等现象经常发生。据统计，美国在第二次世界大战的飞机事故中，80%是由于人机

14、工程学方面的原因造成的。失败教训引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。2022-12-421军械问题军械问题飞机仪表举例飞机仪表举例例如，一战时期英国例如，一战时期英国SE5A战斗机上只有战斗机上只有7个仪表，个仪表，到二战时期的到二战时期的“喷火喷火”战斗机上增加到了战斗机上增加到了19个。一战时个。一战时期美国期美国“斯佩德斯佩德”战斗机上的

15、控制器不到战斗机上的控制器不到10个，到二战个，到二战时期时期P-51上增加到了上增加到了25个。这就使得经过严格选拔、培个。这就使得经过严格选拔、培训的训的“优秀飞行员优秀飞行员”也照顾不过来，致使意外事故、意也照顾不过来，致使意外事故、意外伤亡频频发生。外伤亡频频发生。2022-12-422其他产品举例其他产品举例例如，二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，例如，二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，也是一个典型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上也是一个典型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上手套使用。但德军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的俄手套使用。但德军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的俄

16、罗斯广袤大地上，戴了手套手指伸不进扳机孔，不戴手罗斯广袤大地上，戴了手套手指伸不进扳机孔，不戴手套手指立即冻僵，甚至能被冰冷的金属粘住。这说明，套手指立即冻僵，甚至能被冰冷的金属粘住。这说明，器物不但要与人的生理条件相适应，而且还必须顾及环器物不但要与人的生理条件相适应，而且还必须顾及环境的因素。境的因素。2022-12-423日日本本零零式式飞飞机机驾驾驶驶舱舱2022-12-424B29B29飞机驾驶舱飞机驾驶舱2022-12-425DC3DC3飞机驾驶舱飞机驾驶舱2022-12-426波音波音727727飞机驾驶舱飞机驾驶舱2022-12-427波音波音747747飞机驾驶舱飞机驾驶舱2

17、022-12-428波音波音747747训练舱训练舱2022-12-429美国航天飞机控制舱美国航天飞机控制舱2022-12-430三大发展趋向：三大发展趋向：研究领域不断扩大研究领域不断扩大 应用的范围越来越广泛应用的范围越来越广泛在高技术领域中发挥特殊作用在高技术领域中发挥特殊作用 （4 4）发展时期（发展时期（2020世纪世纪6060年后）年后）快速发展的原因：快速发展的原因：灾难，计算机应用，人的价值提高，生活质量的提高灾难，计算机应用，人的价值提高，生活质量的提高2022-12-431 近年来公众熟知的一些重大人因事故近年来公众熟知的一些重大人因事故2022-12-432197919

18、79年年3 3月月2828日凌晨日凌晨4 4时，三哩岛核电站发生严重放射性物质泄漏事故。时，三哩岛核电站发生严重放射性物质泄漏事故。四个关键错误：四个关键错误：三哩岛事件三哩岛事件预备供水系统水泵的管道阀门被预备供水系统水泵的管道阀门被维修工关闭；维修工关闭；压力释放闸门失灵，没有关闭；压力释放闸门失灵，没有关闭；压力释放显示器显示的错误状态，压力释放显示器显示的错误状态，误以为关闭；误以为关闭；压力表显示错误信息，操作误关压力表显示错误信息，操作误关闭紧急水泵。闭紧急水泵。2022-12-433挑战者号失事挑战者号失事2022-12-434切尔诺贝利核电站控制室切尔诺贝利核电站控制室2022

19、-12-435切尔诺贝利核电站控制室切尔诺贝利核电站控制室2022-12-436灾后的切尔诺贝利核电站灾后的切尔诺贝利核电站2022-12-4372022-12-438学科在国内的发展学科在国内的发展情况情况 中国最早开展人的工作效率研究的是心理学家。中国最早开展人的工作效率研究的是心理学家。2020世纪世纪6060年代，人机关系的研究，如铁路灯光信号显示、电站控制室信号年代，人机关系的研究，如铁路灯光信号显示、电站控制室信号显示、仪表表盘设计、航空照明等工程心理学研究。显示、仪表表盘设计、航空照明等工程心理学研究。2020世纪世纪7070年代，开始引进消化。年代，开始引进消化。1980198

20、0年我国相应成立年我国相应成立“中国人类工效学标准技术委员会中国人类工效学标准技术委员会”。19841984年成立年成立“中国军用人机环境系统工程技术标准化委员会中国军用人机环境系统工程技术标准化委员会”19891989年成立年成立“中国人类工效学学会中国人类工效学学会”(Chinese Ergonomics Society(Chinese Ergonomics Society，CES)CES)2022-12-439近期国内外人因工程学研究的方向归纳如下：近期国内外人因工程学研究的方向归纳如下：1(1)(1)工作负荷研究。工作负荷研究。(2)(2)工作环境的研究。工作环境的研究。(3)(3)工

21、作场地、工作空间、工具装备。工作场地、工作空间、工具装备。(4)(4)信息显示问题。信息显示问题。(5)(5)计算机设计与人机工程学研究。计算机设计与人机工程学研究。(6)(6)工作成效的测量与评定。工作成效的测量与评定。(7)(7)机器人设计的智能模拟等。机器人设计的智能模拟等。(8)(8)人人机机环境系统中心理学的研究。环境系统中心理学的研究。1.3 人因工程学的研究内容与人因工程学的研究内容与应用应用 2022-12-440主要内容可概括为以下主要内容可概括为以下8 8个方面：个方面：(1)(1)研究人的生理与心理特性研究人的生理与心理特性;(2)(2)研究人一机一环境系统整体设计研究人

22、一机一环境系统整体设计;(3)(3)研究人机界面设计研究人机界面设计;(4)(4)研究工作场所设计和改善研究工作场所设计和改善;(5)(5)研究工作环境及其改善研究工作环境及其改善;(6)(6)研究作业方法及其改善研究作业方法及其改善;(7)(7)研究系统的安全和可靠性研究系统的安全和可靠性;(8)(8)研究组织与管理的效率。研究组织与管理的效率。2022-12-441主要有以下一些方面：主要有以下一些方面：（1 1）基础研究）基础研究 （2 2）生产、生活应用）生产、生活应用（3 3）安全管理与可用性）安全管理与可用性 （4 4）其他方面）其他方面1.4 1.4 人因工程的应用人因工程的应用

23、 2022-12-442 设计与改设计与改进的范围进的范围对对 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、自行车、售货机、取款机、检票机等检票机等器器 具具工具、电话、电传、办公用具、软件、家具、清扫工具、卫生用具、厨房用具、防护用工具、电话、电传、办公用具、软件、家具、清扫工具、卫生用具、厨房用具、防护用具、文具、玩具、

24、书刊、广告、媒体、标志、标牌、包装用品、说明书等具、文具、玩具、书刊、广告、媒体、标志、标牌、包装用品、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、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

25、、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、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

26、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、决策业务流程再造、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、决策行为模式、参与管理制度、企业文化建设、管理信息系统、计算机集成制造系统行为模式、参与管理制度、企业文化建设、

27、管理信息系统、计算机集成制造系统(CIMS)、企业网络、模拟企业、程序与标准、沟通方式、人事制度、激励机制、人员选拔与培训、企业网络、模拟企业、程序与标准、沟通方式、人事制度、激励机制、人员选拔与培训、安全管理、技术创新、安全管理、技术创新、CI策划等策划等1.4 1.4 人因工程的应用人因工程的应用 2022-12-443Health care work2022-12-4442022-12-445 Human-Machine Systems2022-12-4461.5 人因工程学的研究方法人因工程学的研究方法研究方法研究方法观察法观察法实测法实测法实验法实验法计算机数值仿法计算机数值仿法调查

28、研究法调查研究法分析法分析法模拟和模型试验法模拟和模型试验法2022-12-4471.6 人因工程学的相关学科人因工程学的相关学科人因工程学人因工程学人体科学人体科学 技术科学技术科学环境科学环境科学生理学生理学心理学心理学劳动卫生学劳动卫生学人体测量学人体测量学人体力学人体力学环境卫生学环境卫生学环境医学环境医学环境心理学环境心理学环境保护学环境保护学环境检测学环境检测学工业设计工业设计工程设计工程设计安全工程安全工程系统工程系统工程机械工程机械工程管理工程管理工程 2022-12-448 车床设计为例车床设计为例 车床里的传动系统、各种机构、材料及热处理、车床里的传动系统、各种机构、材料及

29、热处理、润滑系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零润滑系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零部件的刚、强度，等等部件的刚、强度，等等;车床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、车床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系统和刻度盘等标识系统等等操作方向、照明系统和刻度盘等标识系统等等;车床的造型和色彩设计车床的造型和色彩设计;2022-12-449思考题：思考题：用你自己的话，简要介绍一下什么是人因工程。根据人因工程的定义，列举出至少10种在生产或生活中与之相关的应用。2022-12-450例图例图0-52022-12-451人与产品 人与环境 产品与环境2022-1

30、2-452例图例图0-122022-12-453生活中的人因工程学生活中的人因工程学2022-12-4542022-12-455服装、鞋、帽、包等服装、鞋、帽、包等2022-12-4562022-12-4572022-12-458各种手工工具各种手工工具2022-12-4592022-12-460各类机器装备各类机器装备2022-12-4612022-12-462建筑与室内建筑与室内2022-12-4632022-12-4642022-12-465交通工具交通工具2022-12-4662022-12-4672022-12-4682022-12-4692022-12-470其他其他2022-12-4712022-12-472