人机系统中人的因素

人机系统中人的因素4/25/20231第1页，共36页，2023年，2月20日，星期日人体测量术语：，被测者姿势：立姿、坐姿；测量基准面：矢状面，正中矢状面，冠状面，水平面，眼耳平面；测量方向：头侧端、足侧端，内侧、外侧，近位、远位，挠侧、尺侧，胫侧、腓侧；支承面和衣着；基本侧点及测量项目。（具体定义参见GB3975-1983和GB5703-1985有关规定）测量主要工具：人体测高仪，直角规，弯脚规统计函数：均值，方差，标准差，抽样误差，百分位数4/25/20232第2页，共36页，2023年，2月20日，星期日2.人体尺寸测量有关数据参见GB10000-1988《中国成年人人体尺寸》3.中国成年人体功能尺寸（具体数据参见GB10000-1988和GB/T13547-1992）立姿坐姿单腿跪姿仰卧4/25/20233第3页，共36页，2023年，2月20日，星期日4.用经验公式计算人体参数用身高计算人体各部位尺寸用体重计算人体的体积和表面积人的密度：a=W/V人的体积：V=1.015W-4.937人的表面积：A=0.0016H+0.0128W-0.1529人的生物力学参数最大耗氧量最大心跳速率最大心脏排血量4/25/20234第4页，共36页，2023年，2月20日，星期日5.人体测量尺寸的应用应用原则：注意选择应用条件，百分位的选择和一些注意事项应用方法：确定所设计产品的类型选择人体尺寸百分位确定功能修正量确定心理修正量产品功能尺寸的设定4/25/20235第5页，共36页，2023年，2月20日，星期日人体测量数据的应用准则最大，最小准则可调节准则平均准则选择最新准则地域性准则功能修正与心理修正准则标准化准则姿势与身材相关联准则合理选择百分位和适用度准则4/25/20236第6页，共36页，2023年，2月20日，星期日6.设计用人体模板坐姿人体模板(GB/T14779-1993)人体外形模板(GB/T15759-1995)人体模板的应用适用范围使用要求百分位选择应用实例4/25/20237第7页，共36页，2023年，2月20日，星期日第二节人体动态测量尺寸人的肢体活动范围头、肩胛骨、手、臂、大腿、小腿、足等各有相应的活动范围。肢体的出力范围立姿时手臂的操作力坐姿时手臂的操作力（一般右手强于左手，向上力大于向下力，向内用力大于向外用力）双臂的扭力坐姿时的足蹬力（一般右足大于左足，男大于女）4/25/20238第8页，共36页，2023年，2月20日，星期日3.人体动作的灵活性与准确性人体动作的灵活性（包括动作速度和动作频率）人体动作的准确性（主要从动作形式（包括方向和动作量），速度和力量三个方面）基本规律如下：手臂伸出和收回动作的准确性：短距离（100mm内）有运动过多趋势，误差大，对较长距离（100-400mm）有动作过小趋势，误差显著减少。向外伸出比向内收回准确。动作方向最准确是正前方手臂部水平下侧，最部准确在侧面；右侧比左侧准确，下部比中部准确，上部最不准确；双手同时均匀地操作时，双手直接在身前活动的准确性最高。4/25/20239第9页，共36页，2023年，2月20日，星期日第三节人的感知特性概述感觉：人脑对于直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。（最简单，最基本的心理过程）知觉：人脑直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。感觉反映客观事物的个别属性，知觉反映客观事物的整体。人以知觉的形式直接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分而存在于知觉中。4/25/202310第10页，共36页，2023年，2月20日，星期日感觉的基本特性适应刺激（刺激形式和感觉反应表）感觉阈值（感觉阈上限，感觉阈下限）感觉的适应性（如嗅觉适应）感觉的相互作用性（互相作用，互相影响）感觉的对比性（同时对比，继时对比）感觉的余觉4/25/202311第11页，共36页，2023年，2月20日，星期日知觉的基本特性整体性（由许多部分或多种属性组成的对象具有一定结构的统一性）影响因素：接近性，相似性，封闭性，连续性，审美性选择性（决定条件：对象与背景的差别，对象的运动和主观因素）理解性恒常性（主要包括：大小恒常，形状恒常，明度恒常，颜色恒常）错觉4/25/202312第12页，共36页，2023年，2月20日，星期日2.视觉特性视觉刺激：人眼能感觉到的波长范围是380nm到780nm（接受信息的最主要方式）视觉系统（眼睛的解剖结构）视觉机能视角：被观察物体两端光线进入眼球的夹角视力：人眼对物体细部的分辨能力静视野：人的头部和眼球固定时能看到的空间范围动视野：人的头部固定，眼球自由转动能看到的空间范围视距：人眼观察操作装置的正常距离4/25/202313第13页，共36页，2023年，2月20日，星期日几种常见的视觉现象明暗适应：暗适应是人从明亮处突然进入黑暗处，经过5~7分才能看见物体，30分后才完全看清。明适应与暗适应情况相反，适应时间约1分钟。人眼还存在色彩适应。眩光是所有耀眼和刺眼的强烈光线。它会使人视力下降，注意力分散，干扰视线，可见度降低，使眼睛疲劳、不舒服。一般应尽量限制和避免眩光。视错觉是人观察外界物体形象或图形所得到的印象与实际形状或图形不一致。主要由生理和心理原因导致。一般应避免，但运用得当也会取得满意的效果。4/25/202314第14页，共36页，2023年，2月20日，星期日视觉运动规律眼睛水平运动比垂直运动快视线习惯从左到右和从上到下运动，看圆形内物体总是沿顺时针方向看眼睛垂直运动比水平运动容易疲劳眼睛观察左上最好，其次右上，再次左下，最差右下眼睛有惰性，容易接受简单直线轮廓，看单纯的形态比看复杂形态顺眼和舒适两眼协调、同步运动眼睛对颜色分辨依次是：红-绿-黄-白4/25/202315第15页，共36页，2023年，2月20日，星期日4/25/202316第16页，共36页，2023年，2月20日，星期日3.听觉特征听觉刺激：人耳能听到的声音频率一般为20-20000Hz（接受信息仅次于视觉）听觉系统听觉特性绝对阈值与可听范围能辨别声音的方向和距离（双耳接受刺激的时间差，强度差以及经验）听觉的适应与听觉疲劳或残留（适应时间比视觉适应时间短得多，疲劳后的恢复时间较长）听觉的掩蔽效应（两个强度相差很大的声音同时作用人耳时，其中的一个被淹没）4/25/202317第17页，共36页，2023年，2月20日，星期日4.肤觉、嗅觉和味觉肤觉是由物质的物理或化学作用到达皮肤表面引起的。它分为触压觉，痛觉和温度觉。肤觉仅次于听觉，对盲人有重要意义。嗅觉（适应性快，温度有助于嗅觉感受）味觉（味觉感受器主要分布在舌表面）5.本体感觉（人在进行操作时能给出身体及四肢所在位置的信息）4/25/202318第18页，共36页，2023年，2月20日，星期日第四节人的信息传递与处理人的神经系统中枢神经系统（包括脑和脊髓）周围神经系统（中枢神经系统以外全部神经系统的总称）大脑大脑皮质功能定位（躯体感觉区，躯体运动区，其他功能区）大脑皮质联络区神经系统活动方式（反射弧，信息键）4/25/202319第19页，共36页，2023年，2月20日，星期日3.人的信息处理模型眼睛耳朵其他感觉器官物理环境识别决策适应过程时间分配手、脚姿势语言语言和运动反应长期记忆短期记忆感觉子系统信息处理子系统反应子系统存储子系统4/25/202320第20页，共36页，2023年，2月20日，星期日4.人体接受信息的途径与能力人体接受信息的途径：通过“感觉——判断——行为”构成人体信息处理系统（感觉器官接受外界条件刺激，大脑进行分析，判断和决策，运动系统进行动作）人体接受信息的能力（信息处理的核心是判断，判断既是利用已有知识与经验的过程，也是积累和增加新的知识与经验的过程。人脑的信息容量大得惊人，但存在遗忘现象）4/25/202321第21页，共36页，2023年，2月20日，星期日5.影响人体信息接受、处理的主要因素无关信息的干扰信息维量数的影响（信号的每一个特性为一个维量）一般多维量信号的传递率高于单维信号，但小于组成该多维信号的单一维量信号传递之和分时的影响（信号输出最好分先后，尽可能利用两个或多个感觉通道接受同一信息，视觉有相对优先权，听觉的抗干扰性好）刺激-反应之间的一致性（如红色代表危险，绿色代表安全）大脑意识水平（大脑意识水平分五个阶段，其中第III阶段最佳）4/25/202322第22页，共36页，2023年，2月20日，星期日第五节人的心理特性个性人的气质：多血质，胆汁质，粘液质，抑郁质性格：人对事物的态度和形成个性习性的行为方式，是个人稳定的个性心理特征情绪与安全情绪：由客观事物与人的需要（自然的，社会的，物质的，精神的）是否符合而产生的心理反应4/25/202323第23页，共36页，2023年，2月20日，星期日3.社会心理与安全生产需要和动机群体的心理因素不安全心理状态：侥幸心理，省能心理，逆反心理，凑兴心理，从众心理4.注意与不注意5.个性心理特征的运用下面12种个人心理特征可在防止伤亡事故中充分加以利用：自卫心，人道感，荣誉感，责任感，自尊心，喜牵头，随众性，竞争性，逻辑思考力，获奖心，好奇心，恐惧心4/25/202324第24页，共36页，2023年，2月20日，星期日第六节劳动强度及分级劳动强度静力作业：身体和四肢关节保持不动时所进行的作业，特点是能耗水平不高，但却容易疲劳动力作业：靠肌肉伸缩来完成作业（体力劳动）劳动强度分级国际劳工局分级标准日本劳动研究所分级标准中国劳动强度分级(GB3896-1983)4/25/202325第25页，共36页，2023年，2月20日，星期日第七节作业疲劳疲劳的特点和分类定义：作业过程中作业能力下降，或由于厌倦而不愿意继续工作的状态（乳酸的积累）特点：生理，心理，环境等多种因素影响4/25/202326第26页，共36页，2023年，2月20日，星期日疲劳的分类按原因分类：生理性疲劳、心理疲劳按发生部位分类：精神疲劳、肌肉疲劳、神经疲劳按程度分类：一般疲劳、过度疲劳、重度疲劳按时间长短分类：急性疲劳、慢性疲劳按作业方式分类：动态作业疲劳、静态作业疲劳按器官类型分类：中心性疲劳、外周性疲劳4/25/202327第27页，共36页，2023年，2月20日，星期日2.作业疲劳的调查与测定疲劳的问卷调查疲劳的测定3.引起疲劳的原因超生理负荷的激烈运动和持久的体力或脑力劳动工作单调环境不良精神因素身体状况不佳人机工程设计不合理4/25/202328第28页，共36页，2023年，2月20日，星期日4.作业疲劳的一些规律疲劳可以恢复，且青年人比老年人恢复快积累效应适应性生理周期的影响环境因素的影响工作单调4/25/202329第29页，共36页，2023年，2月20日，星期日5.降低作业疲劳的措施提高作业的自动化水平，改善劳动条件，降低劳动强度，缩短劳动时间选择正确的作业姿势和体位：立姿，坐姿，坐立交替合理设计作业中的用力方式：合理安排施力方式与负荷；按照生物力学原理作业；利用人体活动特点用力；利用人体动作的经济原则；节约动作能级改善作业内容，避免单调重复性作业：使操作适当复杂化，交换操作内容或作业岗位合理设计作业空间与环境生产设备的本质化安全4/25/202330第30页，共36页，2023年，2月20日，星期日第八节人为差错概述定义：人为差错是指操作者实际完成职能与该工作所要求完成职能之间的偏差，也称人的失误。人为差错的五种情况：未执行分配的任务错误地执行分配的职能执行了未赋予的额外职能按错误程序或在错误时间执行了职能执行职能不全面4/25/202331第31页，共36页，2023年，2月20日，星期日2.出现人为差错的原因感觉认识上的人为差错信息量过大，强度过大或过小，或过于复杂信息传递速度过快信息显示不够完善感觉通道间的知觉重叠输入信息混乱，又噪声干扰感觉器官有缺陷疾病、疲劳的影响，或错觉联络信息的方式方法不完善错误