人体工效学简介

人类工效学复习要点主要内容绪论人的因素分析作业过程对人体的影响工作负荷评价人体测量人机界面设计概述人类工效学的命名及定义人类工效学的起源与进展人类工效学的争辩内容与方法人类工效学体系及其应用领域人类工效学与工业设计人类工效学的命名及定义1、学科的命名HumanEngineering;HumanFactorsEngineering素工程学。欧洲：Ergonomics人类工程学或工效学。已被国际标准化组织正式承受，本义：劳动的规律。InternationalErgonomicsAssociation：Ergonomics(orhumanfactors)isthescientificdisciplineconcernedwiththeunderstandingofinteractionsamonghumansandotherelementsofasystem,andtheprofessionthatappliestheory,principles,dataandmethodstodesigninordertooptimizehumanwell-beingandoverallsystemperformance.Ergonomistscontributetothedesignandevaluationoftasks,jobs,products,environmentsandsystemsinordertomakethemcompatiblewiththeneeds,abilitiesandlimitationsofpeople.国际工效学会〔InternationalErgonomicsAssociation，IE：争辩人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达〔2023.8〕人机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、产品、环境和系统，使之满足人们的需要、力量和限度。人类工效学争辩的对象是产品设计中与人有关的问题，将人的需求和力量置于设计技术体系的核心位置。目的为产品、系统和环境的设计供给与人相关的科学数据。追求实现人类和技术完善和谐融合的目标。人类工效学是使技术人性化的科学。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他们互依存、相互作用、相互制约完成某一特定的工作或生活过程。人:是指操作者或使用者。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。进展与起源1.21.2阅历人早期历史～20世纪前期进展史1945～1960年科学人1960年～现在现代人人因工程的进展过程根本经受以下几个阶段：萌芽阶段：19世纪，主要是泰勒等人创立的科学治理时期，主要以提高生产效率、人员选拔培训作为主要争辩内容，人机关系中，主要是强调人适应机器。初始阶段(一战与二战期间)：这一期间主要围绕如何提高效率。争辩的内容包括人的疲乏争辩，人员培训，选拔争辩，心理学的争辩等。对组织影响生产力的因素进展分析，争辩。成长阶段(二战－60年月)：争辩人机界面如何有效匹配，对人机系统的争辩由人适应机器到机器设备如何适应人。进展阶段(2070年月－至今)人机环境系统优化方向进展；②应用范围越来越广；③在高技术领域的特别作用。人类工效学的争辩内容与方法1、人机工程学的争辩内容理论、应用：总体趋势在于应用各国人机工程争辩的根本状况¡ª由于各国学科和工业根底不同,各国人机工程的争辩方向和侧重点也有所不同，例如:美国侧重工程和人际关系捷克、印度等留意劳动卫生学目前人机工程学的前沿领域争辩包括：人机关系；人与生态；人的特性模型；人机系统的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的争辩。观看法实测法试验法观看法实测法试验法计算机数值仿法争辩方法调查争辩法分析模拟和模型试验人机工程学与工业设计1、人机工程学与工业设计的关系对象——人类生产或生活所制造的产物现代生产方式的产物目标、理念——与使用者取得最正确的身、心匹配，摆正颠倒了的人、物主从关系。性质——制造性的活动人的因素重点与难点分析神经系统的构成及其各其各局部的功能神经组织。神经组织主要由神经细胞〔神经元〕和神经胶质构成。合信息的功能。2〕神经胶质是神经元的关心成分。主要由胶质细胞组成，它们从各个方面神经系统的根本构造的，两者也可以相互替代。2〕四周神经系统四周神经系统指脑和脊髓以外的神经系统。它包括脊神经和脑神经。脑神12对，其中包括躯体和内脏的感觉神经纤维，以及支配骨骼和肌肉的运动神经纤维。应，神经系统也可分为两类，即躯体性神经系统与植物性神经系统(与内脏性功能对应)。感觉系统的主要构造与功能物质的味道；肤觉的主要功能是对触、压、振、温存痛等感觉的感觉。视觉系统：视觉系统由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动组成。眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21～25mm的球体，其根本构造与照相机类似。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是承受信息的主要细胞。视觉机能视角与视力α=2arctg(D/2L)α—视角；L—眼睛到被看物体的距离。在工业设计中，视角是确定设计可视对象尺寸大小的依据。临界视角：眼睛能区分被看物体最近两点的视角。〔按标准规定，人站在离视力检查表5m远处观看表中第十行“E”字，假设能区分清楚，视力为1.0即视力正常，此时的临界视角=1´〕视力：眼睛区分物体微小构造力量的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示。视力=1/能够区分的最小物体的视角视野与视距视野：眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围,常以角度来表示。(静视野、注视视野、动视野)水平视野〔单视野/双视野〕:1.5º—3.0º——特优视区〔物象落在黄斑上10º以内——最优视区；10º—20º——瞬息视区〔能在很短的时间内看清物体〕20º—30º——有效视区〔需集中留意力看其余：良好视区。视距：指人在操作系统中正常的观看距离中心视觉和四周视觉中心视觉〔明视觉〕—视维细胞〔感色力量强、能清楚区分物体。〔暗视觉〕—视杆细胞〔观看空间范围和正在运动的物体。双眼视觉和立体视觉能形成立体视觉。色觉和色视野色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围。暗适应和明适应(视觉的适应)人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变化的过程，有暗适应和明适应两种。见图3-8依据视觉的明暗适应特征，要求在设计工作面照明时，需使其亮度均匀而且不产生阴影，否则，眼睛的频繁明暗调整，不仅会增加眼睛的疲乏，而且会引起错误操作。7、眩光物体外表产生的刺眼和刺眼的猛烈光线，称为眩光。视觉特征1.疲乏程度：水平优于垂直。2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。3.准确性：水平尺寸和比例的估量更准确。4.观看状况的优先性：左上—右上—左下—右下视区,仪表的布置必需考虑这一点。5.设计依据：以双眼视野为设计依据。6.承受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。7.底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字、白底红字。照耀光线的颜色之间的关系有肯定规律性。如表B2。9、视觉损伤10、视觉疲乏人体活动能源人体活动的直接来源酸腺苷ATP。人体活动的供能系统ATP的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统，即磷酸原ATP-CP )系统、乳酸能系统和有氧化系统。人体活动能源-磷酸肌酸系列)：ATP酶ATP+H2O ADP+Pi+29.3KJ/mol 供肌肉CP＋ADP ATP + Cr(肌酸)特点：CP贮藏量甚微，只能供肌肉活动几秒钟之用只能满足短暂的猛烈活动之用2、需氧系列：维持肌肉连续活动的能量主要来自于糖类、脂肪和蛋白质。它们不断分解，通过氧化磷酸化过程供给能量，供给ATP的再合成，这一过程需要有氧气供给。特点：需氧，速度较慢能量的产生几乎不受限制经济、长久，适应长期及中等劳动3、乳酸系列：ATP的力量受到氧ATP的速度不能满足需要。这时，无氧糖酵解开头参与供给ATP。特点：不需氧能快速供给较多的能量大量消耗糖原,产生的乳酸有致疲乏性氧消耗动态变化－概念氧需〔oxygendemand〕劳动一分钟所需要的氧量氧债〔oxygendebt〕氧需与实际供氧缺乏的量最大摄氧量〔maximumoxygenuptake〕血液在一分钟能供给的最大氧量一般人：3L；有熬炼：>4L能量消耗的测定方法人体能量消耗测定方法有直接法、间接法和相关估算法等。直接法。直接法是利用各种热量计，测定在绝热室内流过人体四周的冷却水生温状况，直接测量人体在肯定时间内散发的热量。1L的氧所〔机体在同一时间内产生的二氧化碳与消耗的氧量的比值热量。间接法又可分为闭合式和开放式两类。1、不良职业心理——职业紧急

人的心理因素由于个体力量或主观反响不能满足职业客观需求所产生的心理行为紊乱。3.紧急反响的表现心理反响：如对工作不满、焦虑疲乏感、 留意力不集中；生理反响：血压上升、激素内分泌转变；行为表现：吸烟酗酒、药物依靠；职业性紧急与疾病：如精神疾患、心血管疾病、胃肠道疾病、其他疾病、意外工伤等。五、作业力量(workcapacity)劳动者在从事劳动过程中，完成特定工作的力量称作业力量(Work长时间内维持肯定作业强度的力量。〔一〕体力劳动作业力量的测定1、单位作业时间内产品的质和量来直接观看。2、通过测定劳动者的某些生理指标的变动来衡量(握力、耐力、心率、视运动反响时等)。〔三〕疲乏〔fatigue〕经适当休息又可恢复。精力才能应付，且取得的成果越来越小。疲乏状态〔fatigue-likestates〕降低和厌烦。工作或环境变化后，疲乏状态可快速消逝。疲乏发生气制蓄积所致。8小时工作后也感到疲乏感，但肝糖原及血糖水平并没有变化。保证皮层细胞不至于患病进一步耗损，此时就消灭疲乏感和疲乏。内环境平衡破坏：ATPPH下降。工作负荷评价概述评价劳动负荷(workload)，首先应搞清楚什么是劳动?过去---劳动即工农业的生产性活动。现在---劳动可看作是人为了肯定目的而从事的一切活动。劳动负荷评价的目的是把负荷维持在一个适当的水平，以便有效地完成工作任务。劳动分类劳动种类 能量性劳动和付出体力)

信息性劳动和产生信息)

肌力式劳动感觉运动式劳动

反响式劳动 综合式劳动

制造式劳动劳动任务

付出体力，常手和臂准确地活 吸取和加工吸取和加工信息，产生信息并在为机械作功动，体力此时已不信息，有时做转换为另种信息 肯定时候交付的特点

意义上的劳动。

重要。 出反响。 并交付出去。 出去。劳动任务累及肌肉、肌腱、肌肉、肌腱、感官感官〔肌肉〕感官、脑力 脑力的主要器官 骨骼、循环、呼吸举例 搬运、铲砂子流水线装配、驾驶警卫、监控编程序、语言翻译制造、解决问题作业类型(worktypes)依据肌肉收缩状态，参与劳动肌肉量的多少以及是否做功将作业分为两种类型。静态作业〔staticwork〕动态作业(dynamicwork)〔一〕静态作业〔staticwork〕的作业，也称静力作业。特征：能消耗水平不高1L/min易疲乏维持较长时间的静态作业：15-20%以下时，不管此时参与的肌肉有多少，只要收缩的张力是相对稳定的，这种静力作业可维持较长时间。致疲乏性等长收缩20%疲乏性等长收缩。16秒。静态作业的特点：1、能消耗水平不高：由于在静态作业时并没有做功。21L/min。3、乳酸在局部积存易引起苦痛和疲乏。4、作业停顿后数分钟内，氧消耗反而先上升后再渐渐下降到原水平。〔二〕(dynamicwork)动来进展的作业，也称动力作业。重动态作业参与重动态作业的多是大肌群，因此能量消耗高是它的特点之一。轻动态作业〔反复性作业〕1/715次/分钟。特点：能耗不高，但易疲乏或受损。二、脑力劳动与体力劳动相比较而言，脑力劳动的一个显著特点在于处理信息informatio脑力劳动要求：脑力劳动由于主要任务是处理加工信息，它又有职业卫生的一些特别要求。例如，荧光屏显示字符信息，对字体大小和符号比照度有特地规定：视距500mm2.6mm500mm＝视距／190；70%50%以上。”1︰31︰5之间。三、劳动负荷评价〔一〕根本概念1(worksystem):指相互作用的某些元素构成的一个体系。2、负荷〔loa：是指劳动体系对机体生理、心理的需求和产生的压力。负荷强调外部的因素和情形。3、应激〔strain〕:指负荷对个体的影响，它强调在负荷作用下机体内部的生物过程和反应。〔二〕评价方法与指标1、最大摄氧量(maximumoxygenuptake,VO2max)能量。在不断增加劳动负荷下可测得人的最大摄氧量(L/min)，它表示一个人体力劳动力量的大小。此外，某项工作任务下测得的耗氧量可反响其劳动负荷的凹凸。2(heartrate，HR)劳动负荷渐渐增加，心率和耗氧量均随之渐增，呈线性关系。但心率低100次/min175次/min时，则线性偏离。适宜心率〔靶心率〕=(最高心率-安静心率)×40%+安静心率最高心率随年龄的增长而降低: 最高心率=220-年龄(岁)3、PWC170(physicalworkcapacityataheartrateof170)是指留神率达170次/min时人的体力劳动力量。是一种己广泛用于争辩循环-呼吸系统生理负荷的运动试验。受试者在定量劳动负荷下，身体功能发动起来，处于稳定状态下，心率170次/minW表示。4、手工搬运提举限值手工搬运提举限值，可用来推测搬举重物劳动的负荷应当在何数值内，评价实测负荷是否安全，是否应实行改进措施。5、肌电活动肌电活性与肌肉的力气或负荷存在肯定比例关系，可用于静态和动态作业的劳动负荷评价。肌电谱在肌肉疲乏时发生明显的变化，振幅增大而频率降低，因此可直接反响局部肌肉的疲乏。6、直肠温度它格外稳定。常用于高温作业时机体的应激指标。7、血乳酸、肌酸激酶、肌红蛋白等指标用于评价机体应激程度。8、脑诱发电位其幅度和埋伏期可用于反映脑力工作负荷，随着负荷的增加其幅度降低，埋伏其延长。9、瞳孔测量通过测量瞳孔直径反映执行任务时留意力的凹凸。工作负荷越大，瞳孔的直径就越大。常用于评价脑力劳动负荷。主观方法:应用各种量表1、Borg量表Borg室体力活动时负荷的主观评估。Borg量表还可用于疲乏、痛疼、精神紧急等的试验室评价争辩。Borg量表具体做法:每项活动后，让受试者就其感受到的负荷参照该量表做出评判，结果以分值表示。这些分值与当时活动的心率呈线性关系。Borg量表用于劳动负荷的现场调查受到限制。2、Cooper-Harper量表依据任务的难易及作业人员的应激状况以及决策形式将脑力劳动负荷由(1)到高(10)划分为十个等级。主要评价脑力劳开工作负荷。脑力劳动负荷评价脑力劳动负荷的评价方法和分级归纳起来主要有如下3类:主观测量:是以劳动者对作业或系统功能的成绩推断为根底建立的一些心理学方法,如主观劳动负荷测量技术和作业负荷指数等;工作成绩测量:通过操作者完成作业或系统功能的成绩评价劳动负荷,如完成作业的负荷量,作业速度、时间和成绩,错误率等;生理学测量:通过作业者对系统或作业需要的生理反响进展评价,如心率及其变异、呼吸、刺眼频率、眼电图、脑大事相关电位、脑地形图、脑磁图、磁共振成像、正电子放射扫描等。战胜疲乏的方法五类:工作时间组织；工作规章；教育；技术解决方案；生物行为方法。,轮班的使用,一样类型的连续轮班次数,两个连续轮班之间休息时间的长度等。工作规章：岗位轮换、暂停和工作任务打算等。技术解决方案：用计算机程序来推测警觉度是否在可承受限值以内或监测工作时的警觉度水平。生物行为测量：是指工人自己实行一些方法来提高生理警觉度。人体测量与数据应用人体测量的根本学问人体测量的根本术语常用的人体测量数据人体尺寸的应用一、人体测量的根本学问〔一〕根本概念：人体测量学是人类工效学的重要组成局部。进展产品设计时，为使人与产品相互协调，必需对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及便利地使用产品。因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面的根本学问，并生疏有关设计所必需的人体测量根本数据的性质、应用方法和使用条件。人体测量学(anthropometry)是人机工程学的一门分支学科，是一门用测量方法争辩人体的体格特征的科学。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差异，用以争辩人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计供给人体测量数据。〔二〕人体测量数据的种类1、形态测量：如人体体形尺寸、体积、重量、外表积2、生理测量：人体出力范围、人体感觉反响、人体疲乏3、运动测量：人体的活动过程和活动范围的大小、动作范围、动作过程、形体变化、皮肤变化测量方法一般测量法摄影法三维数学测量法二、人体测量的根本术语〔TerminologyofAnthropometry〕测量姿势直立姿势〔简称立姿视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成45°夹角，体重均匀分布于两足。为确保直立姿势正确，被测者应使足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。坐姿：被测者挺胸坐在被调整到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。测量基准面矢状面人体测量基准面的定位是由三个相互垂直的轴〔铅垂轴、纵轴和横轴〕来打算的。通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的全部平面都称为矢状面。正中矢状面 在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分成左、右对称的两个局部。冠状面 通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的全部平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两个局部。水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的全部平面都称为水平面。水平面将人体分成上、