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人机工程学浙江...........学院.............设计人机工程学Part2-人机工程学简史人人的生理需求、心理需求、行为特点和技能限度生理需求：饮食、呼吸、运动、居住等生理需要心理需求：人都希望生活得愉快一点，工作的安全、舒适一点，劳动的轻巧方便一点，休息、消遣时得到美好的精神享受行为特点和技能限度：人的行为特点受到人体自然形态的影响人机工程学的源流20世纪40年代后期跨越不同学科和领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。由于它的学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，学科的命名具有多样化的特点。欧洲Ergonomics工效学美国HumanFactors人类因素学HumanEngineering人类工程学EngineeringPsychology工程心理学日本人间工程学中国人机工程学、功效学、人机学、人体工程学Ergonomics由希腊文ergon和nomos构成，本意为工作的自然法则W.E.Woodson对人的知觉显示、操纵控制、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和作业时感到安全和舒适前苏联学者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国际人体工程学会（InternationalErgonomicsAssociation）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、生活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《中国企业管理百科全书》研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合、使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的人机工程学的发展简史原始时期——原始的人机关系19世纪末至一战——萌芽时期两次世界大战时期——初兴时期二战至20世纪60年代——迅猛发展20世纪70年代以后——两大特点人机工程学在我国早在石器时代，人类就学会选择石块打制成可供敲、砸、刮、割的各种工具，从而产生了原始的人机关系。原始时期——原始的人机关系早期土陶的制造考虑到人与物之间的关系，在器物的设计上增加了提手、耳扣、瓶底、瓶身等。古代战争多是近距离的，在战争中既要打败敌人，又要保护自己的安全尤为重要。如何提高兵器的安全性，使用的便捷性、舒适性，设计中“人”的因素是必不可少的。19世纪末至一战——萌芽时期从19世纪末到20世纪30年代，从事武器研究制造的人们，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体关系的新阶段。F•W•Taylor——铁铣研究F•B•Gilbreth&L•M•Gilbreth——砌砖研究H•Munsterberg——《心理学与工作效率》F•W•Taylor——铁铣研究1898年，现代管理学的先驱泰勒（F•W•Taylor）进入伯里恒钢铁公司后，对铲煤和矿石的工具——铁铣进行了研究，他用装煤重量分别为5kg、10kg、17kg、20kg的四种铁铣作实验，找到了铁铣的最佳设计和每次铲煤或矿石的最适重量，即10kg。同时，泰勒还进行操作方法的研究，剔除多余的不合理动作，指定最省力高效的操作方法和相应的工时定额，大大提高了工作效率F•B•Gilbreth&L•M•Gilbreth——砌砖研究1911年，吉尔布雷斯夫妇（F•B•Gilbreth&L•M•Gilbreth）通过快速拍摄影片，详细记录工人的操作动作后，对其进行分析研究，将工人的砌砖动作进行简化，将全过程中的17个动作减少为4.5个，使砌砖的速度由原来的120块/h提高到350块/h，施工人员的疲劳度也大降低。H•Munsterberg——《心理学与工作效率》1912年，现代心理学家闵斯托伯格（H•Munsterberg）出版了《心理学与工作效率》等书，将当时心理技术学的研究成果与泰勒的科学管理学从理论上有机的结合起来，运用心理学的原理和方法，通过选拔和培训，使工人适应于机器。两次世界大战时期——初兴时期两次世界大战期间，由于战争的需要，军事工业得到了飞速发展，武器装备变得空前庞大和复杂。此时，完全依靠选拔和训练人员，已无法使人适应不断发展的新武器的性能要求，事故率大为增多。人们在屡屡失败中逐渐认识到，只有当武器装备符合使用者的生理、心理特性和能力限度时，才能发挥其高效能，避免事故的发生。第二次世界大战期间，美国通过其“战争培训视觉教具部”生产工业培训电影457部，政府为军队购买了5.5万部电影放映机，花费在影片上的经费达10亿美元。在短短的6个月中，把1200名缺乏军事知识的普通老百姓，训练成海、陆、空各兵种作战部队，把800万名普通青年训练成为制造军火、船舶的技术工人。第二次世界大战后——20世纪60年代的发展情况1949年，在默雷尔（Murrell）的倡导下，英国成立了第一个人体工程学科研究组，翌年2月16日在英国海军军部召开的会议上通过了人体工程学（Ergonomics）这一名称，正式宣告人体工程学作为一门独立学科的诞生1949年，查帕尼斯（A•Chapanis）等人出版了《应用实验心理学—工程设计中人的因素》一书，总结了二战时期的研究成果，系统论述了人体工程学的基本理论和方法，为人体工程学奠定了理论基础1954年，伍德森发表了《设备设计中的人类工程学导论》1957年，麦克考米克（E•J•McCormick）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德国的马克思—普朗克协会人类工程学研究所、英国的劳勃路技术学院、美国的哈佛大学等机构或组织开展了不少有关人体工程学的研究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，不仅为人体工程学注入了新的研究理论、方法和手段，而且也为人体工程学提出了一系列新的研究课题。如核电站等重要系统的可靠性问题、计算机的人机界面设计问题、宇航系统的设计问题等等，拓宽了人体工程学的研究领域和应用范围，促进了人体工程学的发展和进步国际人体工程学会(IEA)1960年成立至今，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体工程学会均与IEA建立了联系。1975年成立国际人体工程学标准化技术委员会(ISO/CT一159)，至1986年共制订8个标准草案或建议，发布《工作系统设计的人体工程学原则》标准，作为人机系统设计的基本方针。此外，许多国家设立了专门的人体工程学研究机构。英、美、苏等国都相继制订了本国的人体工程学国家标准。目前，人体工程学已被广泛应用于国防、交通运输、工业、航天航空、农业、建筑等各个领域。20世纪70年代以后——两大特点在20世纪70年代，人体工程学形成了两大特点：一是人体工程学渗透到人们工作和生活的各个领域；二是人体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、人工智能等都于人体工程学有着密切的关系人体工程学在我国1935年，中国心理学家陈立出版了《工业心理学概观》，这是我国最早介绍工业心理学的专著。陈立和周先庚等在中央研究院和清华大学研究过疲劳、劳动环境等问题。10年动乱时期中断相关研究我国的人体工程学研究起步较晚，但发展较快。1984年，国家科工委成立了军用人—机—环境系统工程标准化技术委员会，1985年建立中国人类工效学标准化技术委员会，至1988年已制订有关国家标准22个。1989年成立中国人类工效学学会。中国科学院心理学研究所及一些高等院校分别建立了人体工程学研究机构，开设了人体工程学课程。有关人机工程学方面的出版物也日益增多。目前在我国人体工程学已应用于许多部门，如铁路、冶金、汽车运输、工程机械、机床设计、航天航空、医药等，并取得了不少可喜成绩。人机工程学是一门技术学科。从纵向看，人体工程学从基础科学、技术科学和工程技术这三个层面进行研究。人机工程学定义从横向看，人机工程学是一门交叉性的学科，涉及心理学、生理学、解剖学、生物力学和工程学等。人机工程学定义1.人机工程学的起源是由于人与物（工具）之间的关系变化。2.人机工程学产生的核心思想是“使机器适应于人”。3.人机工程学是研究系统中人与其他组成部分之间的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的功效和人的健康幸福之间的关系。4.人机工程学的特点是，它不是孤立地研究人、机和环境，而是从系统的高度，将人、机和环境看成是一个相互作用、相互依存的具有特定目标的系统。5.人机工程学与设计研究的关注点都是人与物的关系。6.以用户为中心的设计，就是把用户“知道的”和“需要的”变成设计的基础。人机工程学定义人机工程学Part3-人机工程学的基础知识及其科学技术性质未来人机工程学将越来越多地研究智能机器或者智能系统中的人机关系问题，计算机科学与人机工程学的联系正日趋紧密。人机工程学的知识基础及其科学技术性质人机工程学研究人—机—环境系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的作业效能、安全、生理和心理健康问题提供理论和方法。1.传统的人机工程学定义2.新的人机工程学定义人机工程学是研究系统中人与其他组成部分的交互关系的一门科学，并运用其理论、原理、数据和方法进行设计，以优化系统的工效和人的健康幸福之间的关系。3人机工程学的基本理论模型现有的人机工程学理论模型主要从三个角度出发：系统，人机界面以及人的作业效能。“系统”是人体工程学最重要的概念和思想。从系统优化的角度看，人体工程学研究可以分为安全、效率、舒适和审美四个层次。3人机工程学的基本理论模型人与机交互关系的接口被定义为人机界面（interface），人机界面的形式与内容是对人机关系的表征，是人机工程学研究的核心方面。3人机工程学的基本理论模型人的作业效能（HumanPerformance），即人按照一定要求完成某项任务时所表现出来的效率和成绩。案例与研究：古希腊的人机工程学古希腊人体工程学研究发表在1999年《AppliedErgonomics》杂志上，研究者是希腊学者马尔姆拉斯（NicolasMarmaras）等。他们的研究从两个方面出发：一是从文献资料研究古希腊人从“使工作适应于人”的角度，对可用性、生活条件、工作条件的改善和研究；二是研究古希腊的器物设计所达到的人体工程学水平。研究的重点是古希腊人在多大程度上了解人的特性的知识，并以人为中心设计了他们的器物和如何降低人的工作强度。1.减少工作量的设计－－运载马车案例与研究：古希腊的人机工程学2.保证安全的设计――刹车系统案例与研究：古希腊的人机工程学2.保证安全的设计――刹车系统案例与研究：古希腊的人机工程学3.工具设计案例与研究：古希腊的人机工程学4.日常器物的人体工程设计案例与研究：古希腊的人机工程学4.日常器物的人体工程设计案例与研究：古希腊的人机工程学4.日常器物的人体工程设计案例与研究：古希腊的人机工程学5.剧场设计案例与研究：古希腊的人机工程学4显示设计人机信息交换系统模型:人机信息界面包括环境信息、机器信息的显示与控制装置。显示是有目的的信息传递。就显示的目的而言，显示分为自然显示和人工显示。人接受信息的主要通道是视觉、听觉和触觉。在这三个通道里，视觉显示运用最多，其次是听觉显示。设计显示的方法要设计好一个显示，设计师必须很仔细地考虑显示的每一个要素的作用、重要性、用户的特点和特殊要求（如用户的视力水平和技能水平）等。•要考虑什么是正确的显示方式。•设计师还应该考虑显示的内容、格式（是图形还是文字）、显示的形式（字体、背景、亮度等），以及显示的时间等方面的因素。视觉显示是依靠光波作用向人提供信息的显示方式。可以分为机械显示和电子显示两大类。1.机械显示设计机械显示主要是显示数字或者某种状态。数字显示可以分为:•指针移动式•刻度标尺移动式