人机工程 讲义

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资源描述

人机工程培训1、学科命名的由来欧洲:Ergonomics人类工程学或工效学。美国:HumanFactors;HumanFactorsEngineering人类因素学或人类因素工程学。其他:工程心理学(前苏联);人间工学(日本);人体工程学;人机工程学;人类工效学;人机控制学;宜人学等。一、概述2、人机工程学的定义(一)国际人机工程学会(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,研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。2、人机工程学的定义(二)《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。2、人机工程学的定义(三)综上所述可以认为:人机工程学是以人的生理、心理特性为依据,应用系统工程的观点,分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用,为设计操作简便省力、安全、舒适,人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。因此,人机工程学可定义为:按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。人——指操作者或使用者;机——泛指人操作或使用的物,可以是机器。也可以是用具、工具或设施、设备等;环境——是指人、机所处的周围环境,如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等;人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统,简称人—机系统。(1)人—机—环境的具体含义:3、具体含义说明(2)人—机—环境之间的关系:相互依存;相互作用;相互制约。(3)人机工程学的特点:学科边界模糊;学科内容综合性强;涉及面广。(4)人机工程学的研究对象:人—机—环境系统的整体状态和过程。(5)人机工程学的任务:使机器的设计和环境条件的设计适应于人,以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适,心情愉快,充分发挥人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。ƒ适用所有新的及现存的¾产品及其完成过程包括设计、组装、操作、安装与服务。¾生产技术及其完成过程则包括结构、操作维护、式样翻新、分解及流程¾实验设备、工作台及方法¾业务中心设备、工作台及工作方法¾办公室设备、工作台及工作方法适用性政策人机比较ƒ在人一机系统中,人和机器各有自己的特点。要使人和机器的要素取长补短,使整个系统达到最佳效率和最佳的总体功.就需要掌握入相机器有哪些特性,有哪些方面人优于机器,在哪些方面机器优于人。人机功能的合理分配必须建立在对人和机器的要素特性进行分析与比较的基础上。人体测量人体静态测量参数ƒ我国成年人人体尺寸的国家标准GB10000一为人机上的设计提供了基础数据。该标准提供了七个类别共47项人体尺寸基础数据.包括人体主要尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸、人体手部和足部尺寸‘,并分别按性别列表。我们主要研究工业生产中法定成年人年龄范围内的人体尺寸。ƒ百分位数表示人体尺寸的等级,即表示在某一身体尺寸范围内,使用者中有百分之几大于或小于给定位。例如,我国成年人身高的百分位数为1583mm.它表示该年龄组男性中身高等于或小于1583mm者占5%,大于此数者占95%。设计范围越大,制成设备和工具的适用度就越高,可使用的人数就越多。人体主要尺寸人体立姿尺寸坐姿人体尺寸人体水平尺寸用身高推算身体尺寸用身高推算人体尺寸人体测量应用人体尺寸在设计中的应用人体活动范围显示与操作设计仪表显示设计ƒ按仪表的显示功能可分为五种,即读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。ƒ按显示形式可分为数字式和模拟式显示仪表两类。人接受信息的特征ƒ操作者应能根据任何显示仪表显示的信息迅速准确地得出结论。所以,仪表设计应把人接受信息时的视觉特性作为必要的因素考虑。与仪表显示有关的视觉特性有下列几方面:ƒ人们视觉的水平运动比垂直运动快,而且眼睛沿垂直方向运动比沿水平方向运动容易引起疲劳。所以,水平式和垂直式显示仪表相比,水平式的认读效率高,认读差错字低。ƒ人们的视线习惯从左到右或从上往下运动,环形观察时以沿顺时针方向较反时针方向快。所以,各种形式的显示仪表和多个仪表的排列顺序,一般应遵循这一特点进行设计。ƒ在偏离视觉中心相同距离的情况下,人眼对左上角的观察效率优于右上角,其次左下角,最差的为右下角。这是显示仪表板面合理布局的依据。ƒ人对视野最佳范围内的目标,认读迅速而准确;对视野有效范围内的目标,不易引起视觉疲劳。因此,重要的显示仪表应布置在最佳视野范围之内,而视野最大范围内不应布置显示仪表,或只布置不经常认读的仪表。视野与视距ƒ视野指头部、眼球固定不动时所能看到的空间范围,可分为动视野、静视野和注视野。动视野是头部固定不动,自由转动眼球时的可见范围;静视野是头部固定不动时在眼球静止不动状态下的自然可见范围;而注视野是头部固定不动,转动眼球而只盯视某中心时的可见范围。ƒ正常人在各种工作时的视力范围比视野要小。因为视力范围是要求能迅速、清晰地看清目标细节的范围,只能是视野的一部分。例如,在垂直方向的视野中,立姿时视线方向在视轴以下10。;坐姿时视线方向在视轴以下15。;而当视角为30。一40。时,可以迅速而有效地扫视,称其为有效视力范围。所以,该范围是布置机器装置最适宜的范围。ƒ视力范围与目标距离有关。经测试,目标在560mm处最为适宜,低于380mm时会发生目眩,而超过760mm时细节看不清。通常人观察显示器的视距为380一760mm。视野仪表显示设计的原则ƒ仪表显示设计应以人接受气息的视觉特性为根据,以保证操作者迅速准确的获得需要的信息。显示的精确程度应与人的视觉辨认特性和系统要求相适应,不宜过低,也不宜过高。ƒ仪表显示信息的种类和数目不能过多,同样的参数应尽量采用同一种显示方式。显示的信息数量应限制在人的视觉通道容量所允许的范围内,使之处于最佳信息条件下。显示的格式应简单明了,显示的意义明确易懂,以利于操作者迅速接受信息,正确理解和判断信息。ƒ仪表的指针、刻度、标记、字符等与刻度盘之间、在形状、颜色、亮度等方面要保持合适的对比关系,以使目标清晰可辨。一般的目标应有确定的形状、较强的亮度和鲜明的颜色。相对于目标而言,背景的亮度应低些,颜色应暗些。同时,也要考虑到与其它感觉器官配合。ƒ仪表显示应在空间关系、运动关系和概念上与系统中其它显示装置、操纵装置兼容。显示装置的编码应与相关操纵装置的编码一致.模拟式显示仪表ƒ仪表刻度盘的大小对仪表的认读速度和准确性有很大影响,并直接影响认读效果。它与刻度盘上刻度标记的数量和观察距离有密切关系。一般认为仪表的尺寸越大,认读的速度和准确性越高,但事实并非如此。有关专家对圆形刻度盘的可读性进行了研究。结果表明,当刻度盘的直径为25—35mm时,认读效果脯直径增大而提高;当刻度盘直径为35—70mm时,认读效果趋于稳定;当刻度盘直径超过70mm时,认读效果反而下降。ƒ读数设计ƒ仪表指针ƒ仪表色彩ƒ信号灯设计操作装置设计ƒ为了采取最合理、最少疲劳和最高效率的动作,必须考虑操作动作与人体机能的关系。ƒ(1)避免不必要的加速和减速避免于密、腿和身体的加速及减速可降低消耗的时间和能员。对于手臂和服,适宜于回转运动,手臂作回转运动的效率较高,应尽量减少往复运动的操作动作。ƒ(2)使用两只手动作使用两只手动作可以减少工作时间和节省每个单位工作量的人体能景消耗。ƒ(3)考虑运动习惯和运动速度一般说来,手的上下运动速度比左右运动速度快,准确度也高;从上往下比从下往上快,水平面内的前后运动比左右运动快,旋转运动较直线运动快。另外,右手动作比左手动作快10%时间,失误率低5%,出力强5%一10%。右手向右运动较向左运动快,手朝向身体的运动比离开身体的运动快,但后者准确度高。 操作器的功能操作器的选择按键的设计ƒ按键的颜色应根据其功能决定:表示“停止”、“断电”或发生事故的按键应为红色;“起动”或“通电”的,应优先用绿色,不能用绿色时,允许用白灰或黑色键;按下为开,抬起为停或进级的,优先用黑色键,忌用红色键。手控制器的形态语义手控操作器的尺寸控制器间距操作与显示的结合ƒ1)操纵器右移或右旋时,水平式代表的指针应右移,垂直式仪表的指针朝上移动。ƒ2)操纵器朝上或朝前移动时,显示器指针必须朝上或向右移动。ƒ3)操纵器右移或顺时计转动时,表示被控量增加,显示器应显示出增加。ƒ4)如果采用指针固定式定式显示器,则操纵器右移时,表盘应左移,而显示刻度应从左至右表示数值增加,以保让操纵器右移时读数增加的相应关系。ƒ5)操纵器朝上、朝前和向右移动时,显示器应显示读数增加,或者开关进入“开”的位置,反之亦然。控制与显示的运动方向显示与控制作业空间设计ƒ人在操作机械时所需的操作活动空间,加上机器、设备及工具等所占空间的总和称为作业空间。对于一个大范围的作业场所来说,作业空间设计就是解决如何把机器、设备和工具等操作和使用对象按人的操作要求进行空间布置的问题。而针对人所操作的机械而言,作业空间设计就是解决合理地布置操纵器、显示器以及控制台、工作座椅的设计中人体尺度问题。坐姿操作范围及作业面布置ƒ图中2、5曲线为左、右手最大操作范围;1、6曲线为左、右手正常操作范围。立姿操作范围ƒ图中范围1为最适合的抓握区,范围2为最有利的手动范围;范围3为最大抓握范围;范围4为最大可触及范围。垂直作业面操纵器布置与操作特征控制台尺寸及视野设计控制台尺寸及视野设计工作环境ƒ作业者首先是在一定环境中进行作业的,保持工作环境中的物理、化学、生物学的条件对人体无害,同时保证其工作能力、是工作环境设计的要求。光环境是一切人机作业的前提,温度环境与噪声环境是所处环境中对作业效率影响最突出的两个因素。ƒ(1)工作场所的大小(总体布局、工作空间和与通行有关的工作空间)应适当。ƒ(2)照明应为所需的活动提供最佳的视觉感受,应特别注意照明的亮度、颜色、光的分布、眩光、颜色和亮度的对比度及操作者的年龄。ƒ(3)对环境和工作设备选择团色叭应考感到它们对亮度分布、视野的结构及质量以及对安全色的感受等因素的影响。应用实例ƒ技能ƒ意志ƒ良好的训练ƒ优秀的装备人类行为表现运动员什么是“实现效能”的因素?职业运动员装备运动员职业运动员职业运动员运动员ƒ技能ƒ意志ƒ良好的训练ƒ良好的装备人机工程人类行为表现背景信息你愿意这样工作吗?人机工程是一种态度,一种看待工作场所的方式。发现问题肩过高/过低发现问题抻着脖子发现问题臀部上翘发现问题扭转与叫喊发现问题水平距离发现问题水平距离发现问题坐与站发现问题不良振动发现问题触压实践发现问题发现问题:通过直接观察,您可以确认十个易于记住的人机工程问题。你看到什么?发现问题你看到什么?发现问题人机工程HitList-“解决问题”解决问题:通过三种解决策略来确认低成本/高效应的工作改进。解决问题工具/目标舒适区域解决问题舒适区域问题»不间断地弯腰将辊轴推25英尺远解决方法»制造铝推杆来协助推动辊轴»内部改进解决问题舒适区域问题»从地板上提起袋子解决方法»液压起重解决问题别让我总处在一种状态问题»锋利的边解决方法»护垫解决问题热门项目询问操作者询问操作者:确定并解决人机工程问题的最重要的数据来源是操作者。测评成功热门项目发现问题:接触物(坚硬、细小的柄)测评成功(询问操作)解决问题:(更宽的柄)我该对此做些什么?工具环境改善活动形式™»利用确认表来确保解决问题的参与度;»作为跟踪形式来记录环境改善的职责我该对此做点什么?工具设计和建立方针»工作岗位、工具、和设备的环境改善设计方针»最优化员工表现我该怎么补偿呢?工具步骤™时间的节省»评估由于环境改善而带来的时间节省的方法»描述在靠近和达到标准时间值时的下降量回顾美标的环境方针把环境改善作为一个持续的过程提出环境改善项目解释与工作相关的有害于身体的项目描述发现、整理、解决序列和环境改善活动的形式利用

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