《人机工程学讲义》课件

人机工程学讲义课程概述介绍人机工程学的基本概念和原理。阐述人机工程学在不同领域中的应用。探讨人机工程学的研究方向和发展趋势。人机工程学的定义人机工程学人机工程学是一门研究人和机器系统之间相互作用关系的学科，旨在优化人机系统，使之更加符合人的生理、心理和认知特点，提高工作效率、安全性和舒适度。核心目标人机工程学旨在创造安全、高效、舒适的工作环境，优化人机交互，并最大限度地发挥人的潜能，提高工作效率和生活质量。人机工程学的建立背景工业革命工业革命期间，机器的出现导致工人的工作环境发生了巨大变化。生产效率为了提高生产效率，人们开始关注如何更好地设计机器和工作场所，以适应人类的生理和心理特点。安全问题由于机器操作不当，导致工伤事故频发，人们开始意识到人机匹配的重要性。人机工程学为了解决这些问题，人机工程学应运而生，它以人类为中心，研究人机系统中的交互关系，旨在提高效率、安全性和舒适度。人机工程学的发展历程1早期萌芽古代文明中已存在人机工程学的雏形，例如古代埃及的工具设计和建筑结构。2工业革命时期随着工业革命的兴起，对生产效率和安全性的关注促进了人机工程学的发展。320世纪中叶人机工程学成为一门独立学科，并迅速发展，应用于各个领域。4现代发展人机工程学不断发展，融合了心理学、生理学、工程学等学科，并应用于更广阔的领域。人机工程学的研究目标提高工作效率优化工作流程，减少不必要的动作，提高生产力。保障工作安全降低事故发生率，确保操作人员的健康和安全。提升用户满意度设计符合人体特征的界面和产品，提高用户体验。人机工程学的研究范畴工作场所设计作业台、椅子、照明、噪音、温度、湿度、颜色等。人机界面设计信息显示、控制装置、安全防护、人机交互等。系统评估与优化人机系统功能分析、性能评价、可靠性、可用性、安全性、维护性等。人的感知和认知特点视觉感知人类主要依靠视觉来获取外界信息,对颜色、形状、大小等具有敏感的感知能力。听觉感知听觉感知可以帮助人们识别声音的频率、强度和方位,影响人们的情绪和判断。触觉感知触觉感知可以帮助人们识别物体表面温度、质地和形状,影响人们对物体的操作和感受。嗅觉和味觉感知嗅觉和味觉感知可以帮助人们识别气味和味道,影响人们对食物和环境的评价。人的信息处理过程1信息输出行为、决策2信息加工编码、存储、提取3信息输入感知、注意人的体能和生理特点力量肌肉力量和耐力，影响操作力量和持续工作能力。心肺功能呼吸和循环系统功能，影响体力劳动强度和运动能力。神经系统神经系统功能影响反应速度、协调性、感知能力等。人的心理特点和行为模式感知和认知人类对信息进行感知、理解和决策，影响着人机交互的效率和安全性。学习和记忆人机系统的学习曲线和记忆负荷影响着用户对系统的适应程度。动机和情绪用户的动机、情绪和压力会影响操作效率，需要设计符合人性化的系统。工作环境设计原则舒适性确保工作环境舒适，减少疲劳和压力。安全提供安全的工作环境，防止意外事故发生。效率优化工作流程和空间布局，提高工作效率。作业台设计原则高度作业台高度应根据操的身高和工作类型进行调整，确保操在工作时保持舒适的姿势。尺寸作业台的尺寸应足够大，以容纳所有必需的工作材料和设备，并留出足够的活动空间。材料作业台的材料应选择耐用、易清洁、防静电、防腐蚀的材料。照明作业台的照明应充足，避免眩光，并根据工作类型选择合适的照度。椅子设计原则可调节性座椅高度、靠背角度、扶手高度等可调节，以适应不同身高和体型的人。舒适性座椅材质柔软，透气性好，有利于保持舒适度，避免长时间坐立带来的疲劳感。支撑性靠背能够提供良好的支撑，防止脊椎变形，保护腰部和颈部。照明设计原则充足的照明确保工作区域有足够的照明，避免视觉疲劳和错误。均匀的照明避免光线过强或过弱，保持工作区域的照明均匀。合适的色温选择合适的色温，例如暖白光或自然光，以提升工作效率和舒适度。避免眩光采用合适的灯具和遮光措施，避免光线直接照射眼睛，防止眩光。噪音控制原则1降低噪声源采用低噪音设备，降低机器运转速度，合理安排生产流程。2阻断噪声传播使用隔音材料，设置隔音屏障，合理规划建筑布局。3吸收噪声能量采用吸音材料，装饰吸音墙面，布置吸音设施。温湿度控制原则舒适温度工作场所的温度应保持在舒适范围内，以减少疲劳和提高工作效率。湿度控制适当的湿度有助于保持舒适度，防止设备损坏和静电积累。通风换气良好的通风换气系统可以确保新鲜空气的供应，减少有害气体的浓度。颜色运用原则对比度确保文字和背景颜色之间的对比度足够大，以提高可读性。颜色搭配选择颜色搭配方案时，应考虑色彩心理学，避免使用过度刺激或让人感到疲劳的颜色。视觉疲劳避免使用过于鲜艳或饱和的颜色，这会导致视觉疲劳。信息显示设计原则清晰度信息显示应清晰易懂，避免歧义和误解。简洁性只显示必要的信息，避免冗余和混乱。一致性保持信息显示风格的一致性，例如字体、颜色、格式等。可读性选择合适的字体、大小和颜色，确保信息的易读性。控制装置设计原则位置和布局控制装置应放置在操容易触及的位置，并与操的习惯和动作流程一致。尺寸和形状控制装置的尺寸和形状应符合人体工程学原理，便于操抓握、操作和识别。操作力控制装置的操作力应适当，避免过大或过小，以防止操过度疲劳或难以操作。反馈控制装置应提供清晰的操作反馈，让操了解操作结果，并及时纠正错误操作。安全防护设计原则个人防护装备安全眼镜、手套、耳塞等个人防护装备，可有效降低工作场所的伤害风险。警示标识醒目的安全标识，可以提醒工作人员潜在的危险，并提供必要的安全信息。机器安全防护机器安全防护装置，如安全护罩、紧急停止按钮，能够在操作过程中有效防止意外事故。人机系统的构成要素人操作人员、维护人员等。机器设备、工具、系统等。环境工作场所、气候条件等。人机系统的功能分析1系统目标定义人机系统要完成的任务和目的。2功能分解将系统功能细分为子功能，并确定每个子功能的具体实现方式。3功能分配明确人机系统中人与机器各自承担的功能，以及两者之间的交互关系。4功能验证通过模拟或实际测试，验证人机系统功能的实现是否满足预期要求。人机系统的性能评价3指标体系包括效率、准确率、安全性、舒适度、可靠性等。2评价方法可采用主观评价、客观评价、混合评价等。1目标评估人机系统整体性能，发现问题，优化设计。人机系统的优化设计1提高效率减少任务完成时间，提高工作效率2增强安全性降低事故发生风险，保障人身安全3提升舒适度改善工作环境，降低疲劳感人机系统的可靠性设计1关键部件选择高可靠性的部件，并进行冗余设计，提高系统的抗故障能力。2预防性维护定期维护，及时发现和排除潜在故障，降低系统失效概率。3故障诊断建立有效的故障诊断机制，快速定位故障源，及时采取措施。4容错设计设计系统能够在部分部件失效的情况下继续正常运行，提高系统的可用性。人机系统的安全性设计风险评估识别潜在的危险和风险，并评估其发生的可能性和严重程度。安全设计原则设计安全措施来减少或消除风险，例如警报系统、安全装置、操作规程等。安全测试通过模拟和实际测试验证安全措施的有效性，确保系统在实际运行中能够有效地防止事故发生。人机系统的可用性设计1易学性用户能够快速轻松地学习使用系统。2易用性用户能够高效、准确地完成任务。3易记性用户能够轻松地记住如何使用系统。4错误容忍性系统能够最小化用户错误的影响，并提供错误恢复机制。人机系统的维护性设计易于维护设计要方便维修人员进行检查、维护和修理，减少维护时间