人机工程学第一章人机工程学概论课件

授课：赵秀霞时间：2006.12人机工程授课：赵秀霞人机工程1参考教材《人机工程学》丁一兰主编北京理工大学出版社《普通人机工程学》杨君顺主编陕西科技大学《设计心理学》李彬彬主编中国轻工业出版社《消费心理学》马义爽、王春利主编首都经济贸易大学出版社参考教材《人机工程学》丁一兰主编《普通人机工2参考教材《人机工程》袁修于、庄达民编著北京航空航天大学出版社《人体工程学与室内设计》刘盛璜主编中国建筑工业出版社《人因工程》孙林岩主编中国科学技术出版社《HumanFactorsinEngineeringandDesign》

清华大学出版社参考教材《人机工程》袁修于、庄达民编著31、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、概述欧洲：Ergonomics人类工程学或工效学。一42、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（一）国际人机工程学会（Internat52、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（二）《中国企业管理百科全书》将人机工62、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。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7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、具体含义说明人——指操作者或使用者；（1）人—机—环境的具体含义：3、具8（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的生理、心理特征，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。（2）人—机—环境之间的关系：94、人机工程学的发展史早期历史－萌芽时期（20世纪前期）兴起时期（一战初期到二战前）成长时期－人机工程职业诞生（1945－1960年）快速发展时期（1960—1980年）计算机、灾难和诉讼（1980—1990年）1990年以后4、人机工程学的发展史早期历史－萌芽时期（20世纪前期）10管理的发端个体群体阶级国家生存剩余财产阶级分化分工协作商品交换私有财产氏族首领国家机器产业革命工场手工业管理理论美国19世纪末期机器大工业管理的发端个体群体阶级国家生存剩余财产阶级分化分工协作商品交11人机工程学的萌芽时期

人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。

泰勒在伯利恒钢铁公司进行了铁铲实验，研究铁铲的尺寸、形状与日工作量之间的关系，得出当每铲铲煤9.5kg时，日产量达到最大（47t），使工作效率成倍提高（12.5t），开了工作能力与效率研究的先河。Frank,LillianGilbreth（人机学研究的先躯）：动作研究和车间管理研究。熟练操作与疲劳；工作间的设计和残疾人使用设备的设计。20世纪前期（使人适应机器）人机工程学的萌芽时期人机关系总的特点是以机器为中心，12早期历史—兴起阶段

一战为工作效率研究提供了重要背景，该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。

许多国家成立了各种工业心理学研究机构；1924年～1932年，美国霍桑实验，是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还受组织因素、工作气氛和人际关系等因素的影响。一战初期到二战前（心理学受到关注）早期历史—兴起阶段一战为工作效率研究提供了重要背景，13职业的诞生成长阶段1945——1960年片面强调设备的功能研究，忽视了人的能力限度导致效率降低。只有当设备适应操作者的生理、心理特征和人的能力限度时，才能提高性能。1945年美国军方成立《工程心理实验室》；1949年人机工程研究会在英国成立，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；1950年英国成立了世界上第一个人类工效学会；1957年9月美国政府出版周刊《人的因素学会》；1960年国际人机工程协会成立。（使机器适应人）职业的诞生1945——1960年片面强调设备的功能研14快速发展发展阶段1960—1980年到60年代，美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上，随着航天技术的发展，人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后，人机工程学迅速发展，开始在军事和航天工业以外的领域得以应用，包括医药公司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。（仍然不为普通人所了解）快速发展1960—1980年到60年代，美国的人机工程学基本15计算机、灾难重新认识阶段1980—1990年1979年ThreeMile岛上的核电站事故；1984年12月4日UnionCarbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏，4000人死亡，20000人受伤；1986年苏联Chernobyl核电站事故,300人死亡；1989年PhillipsPetroleum塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。（人机工程学的重要性）如何保证重大系统的安全性和可靠性成为人机工程学研究的又一重要领域！计算机、灾难重新认识阶段1980—1990年1979年Th16人机工程学第一章人机工程学概论课件17科学发展阶段1990年以后人类空间站的建立；计算机和计算机工程的应用；药物器械设计和老年人产品设计；人民生活和工作质量设计；（人—机—环境系统的建立）越来越多的应用于计算机和信息技术及空间技术的应用中。科学发展阶段1990年以后人类空间站的建立；（人—机—环境系18我国人机发展进程1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。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。国际标准化组织（ISO）1975年成立了国际人机工程标准委员会（TC—159）。1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。1989年成立《中国人类工效学学会》1991年1月成为《国际人类工效学协会》正式成员我国人机发展进程1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工19各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和工业基础不同，各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如:

美国侧重工程和人际关系；

法国侧重劳动生理学；

前苏联注重工程心理学；

保加利亚偏重人体测量；

捷克、印度等注重劳动卫生学。二、人机工程学研究的内容和方法（一）人机工程学的内容各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和201.人体因素的研究——人机系统设计的基础

2.工作场所和信息传递装置设计研究——对人的工作效率产生直接影响

3.劳动生理与作业分析的研究——劳动负荷

4.人机系统的设计研究——总体效能的发挥

5.环境控制和安全保护——劳动保障二、人机工程学研究的内容和方法（一）人机工程学的内容1.人体因素的研究——人机系统设计的基础

2.工作场所和信息21近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：1、工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。2、工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。3、工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。4、信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人机界面设计。5、计算机设计与人机工程学研究。6、工作成效的测量与评定。7、机器人设计的智能模拟等。8、人—机—环境系统中心理学的研究。近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：1、工作负荷研究，22（二）人机工程学学科体系人机工程学人体科学

技术科学环境科学生理学心理学劳动卫生学人体测量学人体力学环境卫生学环境医学环境心理学环境保护学环境检测学工业设计工程设计安全工程系统工程机械工程管理工程

（二）人机工程学学科体系人机工程学人体科学技术科学环境23（三）人机工程学常用研究方法：

1.实测法：人体测量2.实验法：反应时3.询问法：访谈试验4.测试法：高温环境人的反应5.观察法：非正式组织6.模拟和模型试验法：训练器模型7.分析法：相关分析、危象分析等（三）人机工程学常用研究方法： 1.实测法：人体测量24（三）人机工程学常用研究方法：

测量人体各部分静态和动态数据；

调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征；对时间和动作的分析研究；

测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化；观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题；

分析差错和意外事故的原因；进行模型实验或用计算机进行模拟实验；

运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系，以便从中得出正确的结论或发展有关理论。（三）人机工程学常用研究方法：

测量人体各部分静25三、人机工程学与工业工程 工业工程的目标就是设计一个生产系统及该系统的控制方法，使它以最低的成本生产具有特定质量水平的某种或几种产品，并且这种生产必须是在保证工人和最终用户的健康和安全的条件下进行的——希克斯（著名工业工程专家）三、人机工程学与工业工程 工业工程的目标就是设计一个生产系统26三、人机工程学与工业工程（一）两者强调的都是系统的最优化 工业工程——生产系统最优化 人机工程——人机系统最优化（二）两者都把人的因素放在第一位 工业工程——通过对人的研究达到提高生产率的目的 人机工程——把人作为产品设计的出发点，是产品和环境设计适应人的特征三、人机工程学与工业工程（一）两者强调的都是系统的最优化27三、人机工程学与工业工程（三）为工业工程中“人的因素”提供尺度参考（四）为工业工程中“物”的功能合理性提供依据（五）为工业工程中“环境因素”提供设计准则（六）为人机系统设计提供理论依据三、人机工程学与工业工程（三）为工业工程中“人的因素”提供尺28四、本课程的主要内容第二章人的作业能力和疲劳第三章人体测量与人体机能第四章人的神经系统与感知第五章作业环境第六章机器体系第七章工作空间第八章人机系统设计第九章事故分析与安全设计四、本课程的主要内容第二章人的作业能力和疲劳29授课：赵秀霞时间：2006.12人机工程授课：赵秀霞人机工程30参考教材《人机工程学》丁一兰主编北京理工大学出版社《普通人机工程学》杨君顺主编陕西科技大学《设计心理学》李彬彬主编中国轻工业出版社《消费心理学》马义爽、王春利主编首都经济贸易大学出版社参考教材《人机工程学》丁一兰主编《普通人机工31参考教材《人机工程》袁修于、庄达民编著北京航空航天大学出版社《人体工程学与室内设计》刘盛璜主编中国建筑工业出版社《人因工程》孙林岩主编中国科学技术出版社《HumanFactorsinEngineeringandDesign》

清华大学出版社参考教材《人机工程》袁修于、庄达民编著321、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、概述欧洲：Ergonomics人类工程学或工效学。一332、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（一）国际人机工程学会（Internat342、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（二）《中国企业管理百科全书》将人机工352、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。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36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、具体含义说明人——指操作者或使用者；（1）人—机—环境的具体含义：3、具37（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的生理、心理特征，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。（2）人—机—环境之间的关系：384、人机工程学的发展史早期历史－萌芽时期（20世纪前期）兴起时期（一战初期到二战前）成长时期－人机工程职业诞生（1945－1960年）快速发展时期（1960—1980年）计算机、灾难和诉讼（1980—1990年）1990年以后4、人机工程学的发展史早期历史－萌芽时期（20世纪前期）39管理的发端个体群体阶级国家生存剩余财产阶级分化分工协作商品交换私有财产氏族首领国家机器产业革命工场手工业管理理论美国19世纪末期机器大工业管理的发端个体群体阶级国家生存剩余财产阶级分化分工协作商品交40人机工程学的萌芽时期

人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。

泰勒在伯利恒钢铁公司进行了铁铲实验，研究铁铲的尺寸、形状与日工作量之间的关系，得出当每铲铲煤9.5kg时，日产量达到最大（47t），使工作效率成倍提高（12.5t），开了工作能力与效率研究的先河。Frank,LillianGilbreth（人机学研究的先躯）：动作研究和车间管理研究。熟练操作与疲劳；工作间的设计和残疾人使用设备的设计。20世纪前期（使人适应机器）人机工程学的萌芽时期人机关系总的特点是以机器为中心，41早期历史—兴起阶段

一战为工作效率研究提供了重要背景，该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。

许多国家成立了各种工业心理学研究机构；1924年～1932年，美国霍桑实验，是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还受组织因素、工作气氛和人际关系等因素的影响。一战初期到二战前（心理学受到关注）早期历史—兴起阶段一战为工作效率研究提供了重要背景，42职业的诞生成长阶段1945——1960年片面强调设备的功能研究，忽视了人的能力限度导致效率降低。只有当设备适应操作者的生理、心理特征和人的能力限度时，才能提高性能。1945年美国军方成立《工程心理实验室》；1949年人机工程研究会在英国成立，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；1950年英国成立了世界上第一个人类工效学会；1957年9月美国政府出版周刊《人的因素学会》；1960年国际人机工程协会成立。（使机器适应人）职业的诞生1945——1960年片面强调设备的功能研43快速发展发展阶段1960—1980年到60年代，美国的人机工程学基本集中在复杂的军事工业的应用上，随着航天技术的发展，人机工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。随后，人机工程学迅速发展，开始在军事和航天工业以外的领域得以应用，包括医药公司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。工厂也开始意识到人机工程学在工作场地和产品设计方面的重要性。（仍然不为普通人所了解）快速发展1960—1980年到60年代，美国的人机工程学基本44计算机、灾难重新认识阶段1980—1990年1979年ThreeMile岛上的核电站事故；1984年12月4日UnionCarbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏，4000人死亡，20000人受伤；1986年苏联Chernobyl核电站事故,300人死亡；1989年PhillipsPetroleum塑料工厂在一场爆炸中夷为平地。（人机工程学的重要性）如何保证重大系统的安全性和可靠性成为人机工程学研究的又一重要领域！计算机、灾难重新认识阶段1980—1990年1979年Th45人机工程学第一章人机工程学概论课件46科学发展阶段1990年以后人类空间站的建立；计算机和计算机工程的应用；药物器械设计和老年人产品设计；人民生活和工作质量设计；（人—机—环境系统的建立）越来越多的应用于计算机和信息技术及空间技术的应用中。科学发展阶段1990年以后人类空间站的建立；（人—机—环境系47我国人机发展进程1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。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。国际标准化组织（ISO）1975年成立了国际人机工程标准委员会（TC—159）。1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。1989年成立《中国人类工效学学会》1991年1月成为《国际人类工效学协会》正式成员我国人机发展进程1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工48各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和工业基础不同，各国人机工程的研究方向和侧重点也有所不同，例如:

美国侧重工程和人际关系；

法国侧重劳动生理学；

前苏联注重工程心理学；

保加利亚偏重人体测量；

捷克、印度等注重劳动卫生学。二、人机工程学研究的内容和方法（一）人机工程学的内容各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和491.人体因素的研究——人机系统设计的基础

2.工作场所和信息传递装置设计研究——对人的工作效率产生直接影响

3.劳动生理与作业分析的研究——劳动负荷

4.人机系统的设计研究——总体效能的发挥

5.环境控制和安全保护——劳动保障二、人机工程学研究的内容和方法（一）人机工程学的内容1.人体因素的研究——人机系统设计的基础

2.工作场所和信息50近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：1、工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷。2、工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应，以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因素的人机工程学的研究。3、工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。4、信息显示的人机工程学问题，特别是计算机终端显示中人机界面设计。5、计算机设计与人机工程学研究。6、工作成效的测量与评定。7、机器人设计的智能模拟等。8、人—机—环境系统中心理学的研究。近期国内外人机工程学研究的方向归纳如下：1、工作负荷研究，51（二）人机工程学学科体系人机工程学人体科学

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