第1章人机工程学概论
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第一章人机工程学概论
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。
3、具体含义说明
（1）人—机—环境的具体含义：
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。
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。
目前人机工程学的前沿领域研究包括：
人机关系； 人与环境关系；
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 人的因素研究。
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。
人机工程学第1章-概论
工 示凉（温度低）；红色表示热，但又表示“禁止”。
程 学
到底哪个灯亮表示是热开水呢？
例13 “同学，引路标牌这么写更好”
Ergonomics
38
图1-7 同学，引路标牌这么写更好
Ergonomics
第一章 概论
人 机 工 程 学
人机学问题比比皆是：床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、 餐厅、超市、网吧、实习工厂、银行、邮局、学习文具、计 算机、手机、实验室、图书馆、运动场、公交车……无处不 在。
第一章 概论
人
机
工 程
引例
学
日常生活中的物品，从使用的角度看----
Ergonomics
合理吗？
Ergonomics
想过感受过这些问题吗？
人 机 工 程 学
3
Ergonomics
人 机
想过感受过这些问题吗？
工
程
学
从哪边开呀？
无所适从
开关和炉口如何对应？
一目了然
4
Ergonomics
第一章 概论 人 机 工 程 学
12
Ergonomics
人 机 工 程 学
人的能力和系统要求不匹配
13
Ergonomics
人 机 工 程 学
人和人造物的关系不断发展
14
人 机 工 程 学
古代人机关系
现代人机关系
第一章 概论 弹性人机关系
近代人机关系
人机工程迅速发展期
Ergonomics
15
Ergonomics
第一章 概论
人
39
第一章 概论
人
机
第二节 设计与人机工程学的关系
工
程
人机工程学概论
第一章人机工程学概论引言【最舒适的科技】当你的大腿无法忍受笔记本电脑的热度，当无线键盘鼠标给你更自由空间的同时却也带来两肩酸痛，当拍摄一小时的DV就几乎让人手腕扭伤……当你成为那些好看却不好用的数码科技产品的受害者，你就会明白，性能与外观并不是数码科技的全部，合理的人体工学设计也同样是一件科技产品不可忽视的部分。
PHILIPS SHE9850入耳式耳塞如果你有过被耳塞磨到耳朵疼的经历，你就会知道，好的耳塞可不单单是音质好就行的，对于要塞进耳道一大截的入耳式耳塞来说，佩戴的舒适性就更是至关重要。
凝聚了PHILIPS对于人体耳道结构透彻研究的SHE9850耳塞，或许是这世界上佩戴最舒适的入耳式耳塞了。
大多数入耳式耳塞提供不同尺寸的塞帽以适合不同尺寸的耳道，而SHE9850 除了提供三种尺寸的塞帽之外，塞帽还采用与隔音耳塞相同的慢回弹海绵材质，较软橡胶或硅皎更为舒适；它的弯曲式原声导管设计与人体曲线紧密贴合，除了能够彻底隔绝噪音，提供更精确、通透的声音之外，舒适性也达到了“几乎让人忽略它的存在”的水准。
SAMSUNG SMX-C24数码摄像机SAMSUNG SMX-C24大约只比一枚鼠标略大，但与眼下正走红的“迷你高清DV”不同，SAMSUNG SMX-C24并未刻意追求高清分辨率，而是以小巧和出色的图像稳定系统作为自己的追求。
除此之外，SMX-C24更令人愉快的是它可以打满分的舒适度一一250仰角镜头令拍摄姿势更自然，最大程度降低了拍摄时对于手腕的负担，变焦与拍摄按钮恰好位于右手的食指和拇指部位，操控便捷度一流。
不用担心拍摄DV会手腕酸痛了。
MICROSOFT ARC无线键盘电脑屏幕变得越来越大.意味着我们可以坐得远一些了。
无线鼠标键盘提供了这样的便利。
但当键盘离开桌面，我们反而不知该拿它怎么办了。
架在腿上的键盘稳定性非常差.并且也时常赏我们一个“两肩酸痛”尝尝。
MICROSOFT 的设计师们发誓要改变这一切，他们创造出了人股键盘。
第一章人机工程学 概论
劳、方便舒适、安全可靠，提高人的工作效率。
1.3 人机工程学的研究内容和研究方法
研究内容
（5）工作环境及其改善
研究工作环境下人的生理、心理的反应，环境对工作生活的影
响，研究控制、改善和预防不良环境的措施。 （6）研究作业方法及其改善 研究人从事体力作业 、技能作业和脑力作业时的生理和心理反 应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷和能量
1.1 人机工程学的定义 人机工程学名称
（1）人类工效学，或简称工效学
（2）人的因素（学），人因工程（学）
பைடு நூலகம்
（3）人类工程学，人体工程学
（4）工程心理学 （5）人－机－环境系统工程学、宜人性设计（人机工程 设计）等
1.1 人机工程学的定义 生活中存在的人机问题
城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就 难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个“腰靠”。为什么?
用量、服用方法都用小字印在包装袋上，包装袋闪闪
有光，文字和底色的对比又弱，中老年人想看清上面
的说明确实费劲。
1.1 人机工程学的定义 人机工程设计的内涵
举车床设计为例。车床里的传动系统、各种机构、材料及热处
理、润滑系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零部件 的刚、强度等等，都不是人机界面，因此不属于人机工程设计 的对象，而是工程技术设计的工作。而车床操作部件的尺寸、 位臵、操作方式、操作力、操作方向、照明系统和刻度盘等标 识系统等等，才是车床人机工程设计的内容。至于车床的造型 和色彩设计，一般地属于工业设计的范围，但造型和色彩显然
1.2 人机工程学的起源和发展
科学人机工程学——二战（发展阶段）
二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，也是一个典 型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上手套使用。但德 军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的俄罗斯广袤大地上，戴 了手套手指伸不进扳机孔，不戴手套手指立即冻僵，甚至能
1.3 人机工程学的研究内容和研究方法
研究内容
（5）工作环境及其改善
研究工作环境下人的生理、心理的反应，环境对工作生活的影
响，研究控制、改善和预防不良环境的措施。 （6）研究作业方法及其改善 研究人从事体力作业 、技能作业和脑力作业时的生理和心理反 应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷和能量
1.1 人机工程学的定义 人机工程学名称
（1）人类工效学，或简称工效学
（2）人的因素（学），人因工程（学）
பைடு நூலகம்
（3）人类工程学，人体工程学
（4）工程心理学 （5）人－机－环境系统工程学、宜人性设计（人机工程 设计）等
1.1 人机工程学的定义 生活中存在的人机问题
城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就 难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个“腰靠”。为什么?
用量、服用方法都用小字印在包装袋上，包装袋闪闪
有光，文字和底色的对比又弱，中老年人想看清上面
的说明确实费劲。
1.1 人机工程学的定义 人机工程设计的内涵
举车床设计为例。车床里的传动系统、各种机构、材料及热处
理、润滑系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零部件 的刚、强度等等，都不是人机界面，因此不属于人机工程设计 的对象，而是工程技术设计的工作。而车床操作部件的尺寸、 位臵、操作方式、操作力、操作方向、照明系统和刻度盘等标 识系统等等，才是车床人机工程设计的内容。至于车床的造型 和色彩设计，一般地属于工业设计的范围，但造型和色彩显然
1.2 人机工程学的起源和发展
科学人机工程学——二战（发展阶段）
二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，也是一个典 型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上手套使用。但德 军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的俄罗斯广袤大地上，戴 了手套手指伸不进扳机孔，不戴手套手指立即冻僵，甚至能
第一章 人机工程概论
第一节 人机学的研究对象和目的
一、引例——人机学的思想萌芽源远流长
鲁智深打禅杖 器物要和人(使用者)的各种因素相适宜 矛盾：猛张飞“身高八尺”，惯使条“丈八蛇矛” 18／8=2.25
I
第一节 人机学的研究对象和目的
二、人机工程学的基本概念和定义
1 人机工程学的基本概念和定义 国际人机工程学学会(IEA，International Ergonomics Association)对人机工程学所下的定义: 研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等 方面的各种因素；（研究对象） 研究人和机器及环境的相互作用；（研究内容） 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作 效率、人的健康、安全和舒适性等问题的学科。（研究目 的）
I
第一节 人机学的研究对象和目的
2 人机工程学的多种学科名称 人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 （1）人类工程学Human Engineering （ 2）人因工程学Human Factors Engineering （3）工效学 Ergonomics＝ergon（工作、劳动）＋nomos （规律、规则）
I
PHYSIOPAK:一款有良好人机工程设计考虑的学生用背式书包
“Cuddle”：Century公 司的“拥抱”婴儿浴盆
可口可乐饮料瓶，与手部直接抓握尺寸相关
磁共振成像扫描机。 曲面的形体处理避免 了磕碰、上下方便， 也无声传达出产品与 病患者的亲和力。
第三节 人机系统与人机工程设计
3、人机界面 单人单机人机系统及其工作(运行)状态。人驾驶汽车或飞 机。 一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器、控制 器称为人机界面；机器上与人的操作有关的实体部分，也 是机器的人机界面。
第一章 人机工程学概述
25
计算机仿真方法
26
第四节 人机工程学体系及应用
一、学科体系
27
二、应用
范围
对象举例
例
子
机电设备
机床、计算机、农业机械
产品和工 具设计及 改进
交通工具 建筑设备 宇航系统 工作服装
飞机、汽车、自行车 城市规划、工业设施、工业与民用建 筑 火箭、人造卫星、宇宙飞船 劳保服、安全帽、劳保鞋
作业的设 计与改进
（1）飞机仪表设计的不合理，导致飞行员误操作； （2）操作装置设计的不合理，导致炮弹命中率低。
15
究其原因有三：
（1）武器设计忽视了人的心理和生理特性，仪表的 位置安排不当造成误读，一些结构不适应人操纵引起失 控，导致事故或降低命中率。
（2）操作者缺乏足够的训练、动作不熟练。在紧急 和复杂情况下，容易惊慌失措、手忙脚乱，从而导致事 故。
西欧：人类工效学（Ergonnmics） 原因：侧重于研究人类劳动规律——提高工作效率 ——反映学科本质&中立&希腊文 ——前苏联、日本（人间工学）、中国（人机工程学，
Man—Machine Engineering）仿效
3
二、人机工程学的定义
美国专家伍德：设备需考虑人的各方面因素——操作 上最小的代价求得最高效率
1.什么是人机工程学？叙述它的应用范围，并 举例说明。
2.按照人机工程学的观点，我们身边的机器、 工具、设备、环境以及我们的工作、学习有 哪些地方需要改进，试举例说明，并尝试分 析原因。
31
标准工作地 布局怎样
是否可以改进 更换环境改善环境 维护环境
操作者本身能 更换地点或改进布 否改进工作地 局或扩大面积
方法 时间
方法是否 得当
计算机仿真方法
26
第四节 人机工程学体系及应用
一、学科体系
27
二、应用
范围
对象举例
例
子
机电设备
机床、计算机、农业机械
产品和工 具设计及 改进
交通工具 建筑设备 宇航系统 工作服装
飞机、汽车、自行车 城市规划、工业设施、工业与民用建 筑 火箭、人造卫星、宇宙飞船 劳保服、安全帽、劳保鞋
作业的设 计与改进
（1）飞机仪表设计的不合理，导致飞行员误操作； （2）操作装置设计的不合理，导致炮弹命中率低。
15
究其原因有三：
（1）武器设计忽视了人的心理和生理特性，仪表的 位置安排不当造成误读，一些结构不适应人操纵引起失 控，导致事故或降低命中率。
（2）操作者缺乏足够的训练、动作不熟练。在紧急 和复杂情况下，容易惊慌失措、手忙脚乱，从而导致事 故。
西欧：人类工效学（Ergonnmics） 原因：侧重于研究人类劳动规律——提高工作效率 ——反映学科本质&中立&希腊文 ——前苏联、日本（人间工学）、中国（人机工程学，
Man—Machine Engineering）仿效
3
二、人机工程学的定义
美国专家伍德：设备需考虑人的各方面因素——操作 上最小的代价求得最高效率
1.什么是人机工程学？叙述它的应用范围，并 举例说明。
2.按照人机工程学的观点，我们身边的机器、 工具、设备、环境以及我们的工作、学习有 哪些地方需要改进，试举例说明，并尝试分 析原因。
31
标准工作地 布局怎样
是否可以改进 更换环境改善环境 维护环境
操作者本身能 更换地点或改进布 否改进工作地 局或扩大面积
方法 时间
方法是否 得当
人机工程学概论
2.3 例3 车厢窗户(b)
人机工程学
其实改进一点也不难，把窗户提升到比站立者身高 略高一点即可，而且这样做也并不增加生产成本。现在 的新式客车已经这么改了，即使多个窗户同时打开，风 也不会直吹乘客，却能在车厢上部形成新鲜空气的“顺 流”，效果甚佳。
2.4 例4 脚踏钮(或脚踏杆)冲水
人机工程学
现在声光控延时开关价格已相当便宜，用声光控延 时开关，人来灯亮，人走灯灭，可解决问题。另外，也 可以从合理安排开关位置方面寻找解决办法。
人机工程学
2.6 例6 双肩背书包和单肩背书包(a)
双肩背书包和单肩背书包从人机学看，双肩背书 包在使用解剖学和心理学方面优势明显。
2.6 例6 双肩背书包和单肩背书包(b)
1.1 现代人机学与古代论述区别(a)
人机工程学
其间的区别，主要在以下两个方面：
第一，一种观念，没有升华为明确的、具有普遍性 的理论，就不具有对一般事物的指导意义。由于没有明 确的理论旗帜，她还是脆弱的，难免在外在条件(如人 类文明发展的某种趋势)的冲击下，陷于迷失和丢失。
人机工程学
1.1 现代人机学与古代论述区别(b)
人机工程学
1.4.1 定义中注意_目的(c)
所以实际课题中的人机工程设计，目标往往并非达 到最理想的“安全、舒适、高效”效果，而是在限定条 件下提高“安全、舒适、高效”的程度。
人机工程学
1.4.2 定义中注意_ “机”
人机工程学里面所说的“机”、或“机器”是广义 的，泛指一切人造器物：大到飞机、轮船、火车、生产 设备，小到一把钳子、一支笔、一个水杯；也包括室内 外人工建筑、环境及其中的设施，等等。
2.5 例5 声光控延时开关 (a)
人机工程学
人机工程学概论
缘学科的基础知识，因而本书便采用人机工程学这一学科名称。但是 ，任何一个学科的名称和定义都不是一成不变的，特别是新兴边缘学 科，随着学科的不断发展、研究内容的不断扩大，其名称和定义也将 发生变化。
• １.１.２学科的定义
• 与命名一样，对本学科所下的定义也不统一，而且随着学科的发展， 其定义也在不断发生变化。
• １.２.３现代人机工程学
• 到了２０世纪６０年代，欧美各国进入了大规模的经济发展时期。在 这一时期，由于科学技术的进步，人机工程学获得了更多的发展机会 。例如，在宇航技术的研究中，提出了人在失重情况下如何操作，在 超重情况下人的感觉如何等新问题。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• １.２.２科学人机工程学
• 本学科发展的第二阶段是第二次世界大战期间。在这个阶段中，由于 战争的需要，许多国家大力发展效能高、威力大的新式武器和装备。 但由于片面注重新式武器和装备的功能研究，而忽视了其中“人的因 素”，因而由于操作失误而导致失败的教训屡见不鲜。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 结合国内本学科发展的具体情况，我国１９７９年出版的《辞海》中 对人机工程学给出了如下的定义，即人机工程学是一门新兴的边缘学 科。
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１.１ 人机工程学的命名及定义
• 它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科 的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问 题研究的学科，用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控 制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。
• 另外，在不同的研究和应用领域中，带有侧重点和倾向性的定义很多 ，不一一介绍。
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• １.１.２学科的定义
• 与命名一样，对本学科所下的定义也不统一，而且随着学科的发展， 其定义也在不断发生变化。
• １.２.３现代人机工程学
• 到了２０世纪６０年代，欧美各国进入了大规模的经济发展时期。在 这一时期，由于科学技术的进步，人机工程学获得了更多的发展机会 。例如，在宇航技术的研究中，提出了人在失重情况下如何操作，在 超重情况下人的感觉如何等新问题。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• １.２.２科学人机工程学
• 本学科发展的第二阶段是第二次世界大战期间。在这个阶段中，由于 战争的需要，许多国家大力发展效能高、威力大的新式武器和装备。 但由于片面注重新式武器和装备的功能研究，而忽视了其中“人的因 素”，因而由于操作失误而导致失败的教训屡见不鲜。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 结合国内本学科发展的具体情况，我国１９７９年出版的《辞海》中 对人机工程学给出了如下的定义，即人机工程学是一门新兴的边缘学 科。
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１.１ 人机工程学的命名及定义
• 它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等学科 的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问 题研究的学科，用以设计使操作者能发挥最大效能的机械、仪器和控 制装置，并研究控制台上各个仪表的最适位置。
• 另外，在不同的研究和应用领域中，带有侧重点和倾向性的定义很多 ，不一一介绍。
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人机工程学概论-文档资料
美国人因工程学会（Human Factors Society） /content/hfes
国际工效学协会（International Ergonomics Association）
2021年4月16日星期五
15
3. 人机工程学迅速发展期
• 军事领域的继续发展和太空竞赛的促进； • 从军事领域转向民用领域； • 面向特殊人群的产品设计； • 受到控制论、信息论和系统论的影响； • 出版了一批优秀的人机工程学著作。
2021年4月16日星期五
13
2. 人机工程学诞生
第二次世界大战影响
人的因素影响了机器性能的发挥，而继续调动人的能力又受 到了自身的心理、生理极限的限制，只要求“人适应机器”是不 够的。因此，提出了“使机器适应于人”的思想。
2021年4月16日星期五
14
2. 人机工程学诞生
英国人机工程学会（Ergonomics Research Society）
即采用统计方法分析两个变量之间的相关性。 皮尔逊相关系数r=+1.00为完全正相关，r=-1.00为完全的负相
关，r=0为无任何线性相关。
2021年4月16日星期五
三种相关系统分布图
46
1.3.2 学科的研究方法
3. 相关研究法
（2）相关与因果 相关只说明变量之间存在某种联系，不能充分说明变量之间
的因果关系，这是相关研究法与实验法的重要不同之处。
2021年4月16日星期五
47
1.3.3 以人为中心的设计研究方法
1. 经典研究方法 （1）访谈法
访谈法是通过访问从访问对象那里获得信息的一种 方法，即研究者通过与研究对象的交谈来收集有关 对方心理特征与行为的数据资料的研究方法。 （2）问卷法
第1章 人机工程学概论
（3）与人机学建立之初强调“机器必须适合人的因素”不 同，IEA定义阐明的观念是，人机系统的优化，人与机器 应该相互适应，人机之间应该合理分工。人机学的理论至 此趋于成熟。
第1章：人机工程学概论
4.对工业文明的反思和可持续发展—人机学的更高阶段
计 算 机 、 灾 难 重 新 认 识 阶 段
（1）历史事件
第1章：人机工程学概论
4.2人机工程设计 1.人机工程设计与其它设计的区别：简要说，人机工程 设计的对象是人机界面，设计涉及解剖学，生理学， 心理学等人的因素，要达到的目标是生活，工作的舒 适安全高效。例如车床。 课堂讨论：产品的哪些部分属于人机工程设计的对象， 哪些部分不属于人机工程设计的对象。相机，电话机， 洗衣机，汽车
第1章：人机工程学概论
课后思考题 1.IEA关于人机工程学定义？ 2.人机工程学的发展经历了哪几个阶段？每个阶段的特点？ 3.人机界面的定义？要点？ 4.阐述什么才是优良的人机关系？ 5.学好工业设计这个专业应具备的基本素质？
⑴设计表现：手绘（设计速写，手绘效果图），电脑效果图 ⑵市场调研，资料积累 ⑶创意 ⑷一些工科知识，例如材料，力学，电工学，机械学等。 ⑸人机工程
1.系统：指为了达到一定目标，由相互依赖， 起互动作用的若干部分所组成的一个整体。 2.人机系统：人与机器共同组成的系统。 人机系统内涵：人与机器协同去达到目标，完 成任务
第1章：人机工程学概论
3.人机界面：一般把机器上实现人与机器互相交流沟通 的显示器，控制器称为人机界面；机器上与人的操作 有关的实体部分也是机器的人机界面。 要点：（1）机器的某一部分（2）最后一句不可忽略
①1979年美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站事故； ②1984年12月4日美国联合碳化物公司杀虫剂工厂有毒 物质泄漏，4000人死亡，20000人受伤； ③1986年苏联切尔诺贝利（乌克兰的一座城市）核电站事 故,300人死亡； ④1989年美国菲利普斯石油公司塑料工厂在一场爆炸中 夷为平地。
第1章：人机工程学概论
4.对工业文明的反思和可持续发展—人机学的更高阶段
计 算 机 、 灾 难 重 新 认 识 阶 段
（1）历史事件
第1章：人机工程学概论
4.2人机工程设计 1.人机工程设计与其它设计的区别：简要说，人机工程 设计的对象是人机界面，设计涉及解剖学，生理学， 心理学等人的因素，要达到的目标是生活，工作的舒 适安全高效。例如车床。 课堂讨论：产品的哪些部分属于人机工程设计的对象， 哪些部分不属于人机工程设计的对象。相机，电话机， 洗衣机，汽车
第1章：人机工程学概论
课后思考题 1.IEA关于人机工程学定义？ 2.人机工程学的发展经历了哪几个阶段？每个阶段的特点？ 3.人机界面的定义？要点？ 4.阐述什么才是优良的人机关系？ 5.学好工业设计这个专业应具备的基本素质？
⑴设计表现：手绘（设计速写，手绘效果图），电脑效果图 ⑵市场调研，资料积累 ⑶创意 ⑷一些工科知识，例如材料，力学，电工学，机械学等。 ⑸人机工程
1.系统：指为了达到一定目标，由相互依赖， 起互动作用的若干部分所组成的一个整体。 2.人机系统：人与机器共同组成的系统。 人机系统内涵：人与机器协同去达到目标，完 成任务
第1章：人机工程学概论
3.人机界面：一般把机器上实现人与机器互相交流沟通 的显示器，控制器称为人机界面；机器上与人的操作 有关的实体部分也是机器的人机界面。 要点：（1）机器的某一部分（2）最后一句不可忽略
①1979年美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站事故； ②1984年12月4日美国联合碳化物公司杀虫剂工厂有毒 物质泄漏，4000人死亡，20000人受伤； ③1986年苏联切尔诺贝利（乌克兰的一座城市）核电站事 故,300人死亡； ④1989年美国菲利普斯石油公司塑料工厂在一场爆炸中 夷为平地。
第1章人机工程学[1]
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1.3.2 研究方法
•1. 观察法 可借助摄影或录象 •2. 实测法 借助仪器进行实际测量，见图1-1 3. 实验法 在实验室或作业现场进行多次反复观 测，见图1-2 •4. 模拟和模型试验法，见图1-3 •5.系统综合分析法
学的方法。 •人体工程学正是这样的一门关于 “人”的学科。
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第1章人机工程学[1]
1.1 人机工程学的命名与定义 人体工程学（Human Engineering)：
研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 1.1.1 学科的命名
1. 人机工程学 2. 人因工学（Human Factors） 3. 工效学 Ergonomics＝ergon（工作、劳动）＋nomos（规律、规则） 3. 生命科学工程（Life-Scineces-Engineering) 4. 生物力学（Biomechanics) 5. 人体状态学（Human Conditioning） 6. 人-机-系统（Man-Machine System） 人体工程学在国外由于研究的方向不用，因而产生了很多部用或意义相 近的名称。同时不同的名称所研究的重点也略有差别
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第1章人机工程学[1]
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第1章人机工程学[1]
从室内角度来看，人体的运动器官和感觉器 官与活动的关系最密切。
人体工程学的研究意义： 1）为确定空间范围提供依据。
在确定空间范围的同时，搞清楚使用这个空 间的人数，每人需要多大的活动面积，空间内有 哪些家具设备以及这些家具和设备需要占用多少 面积等。
人机工程学概述
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
人
机
工
程
学
“阿波罗”登月舱
随身听、傻瓜相机及其他
人机关系无处不在 现 代 人 机 工 程 学
小原二郎研究和科普双建卓绩
现 代 平放式暖风机 人 机 工 程 学
特级咖啡机 小型碎肉机
微波炉
打蛋器
无线电水壶
现 代 人 机 工 程 学
美国亨利·德累夫斯（Henry Deryfuss）事务所的人机学实验
早期历史—萌芽阶段
砌砖作业试验
1911年吉尔伯勒斯（F·B·Gilreth）对美 国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用 快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然 后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最 终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时 的每小时120块提高到每小时350块。
泰勒和吉尔伯勒斯的这些重要试验影响 很大，而且成为后来人机工程学的重要分支 ，即所谓“时间与动作的研究”（Time and Motion Study）的主要内容。特别是泰勒的 研究成果，在20世纪初成了美国和欧洲一些 国家为了提高劳动生产率而推行的“泰勒制” 。
Human to human Human to machine
环境适应人
Environment to human
人的工效
Human ergonomics
第1章人机工程学概论
而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工 程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”。
构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就是 一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以说 与国民经济的各个部门都有密切关系。
1.4.2 人因工程在中国
1、主要发展背景
1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术 委员会
1.1.2 学科的定义
美国人机工程学专家查尔斯.C.伍德：设 备设计必须适合人的各方面因素，以便在 操作上付出最小的代价而求得最高效率
美国人机工程学专家W.B.伍德森：人与 机器相互关系的合理方案，亦即对人的知 觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其 部署和作业系统的组合等进行有效研究， 从而提高人的工作效率，同时创造舒适和 安全的劳动环境，保障劳动者的健康，使 人从生理上和心理上得到全面发展的科学
砌砖作业试验
1911年吉尔布雷斯（F·B·Gilreth）对 美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。 他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下 来，然后对动作进行分析，去掉多余无效 动作，最终提高了工作效率，使工人砌砖 速度由当时的每小时120块提高到每小时 350块。
泰勒和吉尔布雷斯的这些重要试验影 响很大，而且成为后来人机工程学的重要 分支，即所谓“时间与动作的研究” （Time and Motion Study）的主要内容。 特别是泰勒的研究成果，在20世纪初成了 美国和欧洲一些国家为了提高劳动生产率
学科的目标是以人为中心的 必须意识到个体在能力和限制上的差异 强调设计过程中经验数据和评价的重要性 用系统观点考虑问题
2. 《中国企业管理百科全书》
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。
构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就是 一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以说 与国民经济的各个部门都有密切关系。
1.4.2 人因工程在中国
1、主要发展背景
1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术 委员会
1.1.2 学科的定义
美国人机工程学专家查尔斯.C.伍德：设 备设计必须适合人的各方面因素，以便在 操作上付出最小的代价而求得最高效率
美国人机工程学专家W.B.伍德森：人与 机器相互关系的合理方案，亦即对人的知 觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其 部署和作业系统的组合等进行有效研究， 从而提高人的工作效率，同时创造舒适和 安全的劳动环境，保障劳动者的健康，使 人从生理上和心理上得到全面发展的科学
砌砖作业试验
1911年吉尔布雷斯（F·B·Gilreth）对 美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。 他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下 来，然后对动作进行分析，去掉多余无效 动作，最终提高了工作效率，使工人砌砖 速度由当时的每小时120块提高到每小时 350块。
泰勒和吉尔布雷斯的这些重要试验影 响很大，而且成为后来人机工程学的重要 分支，即所谓“时间与动作的研究” （Time and Motion Study）的主要内容。 特别是泰勒的研究成果，在20世纪初成了 美国和欧洲一些国家为了提高劳动生产率
学科的目标是以人为中心的 必须意识到个体在能力和限制上的差异 强调设计过程中经验数据和评价的重要性 用系统观点考虑问题
2. 《中国企业管理百科全书》
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。
人机工程学第1章人机工程学概论
人机工程学第1章人机工程学概论人机工程学是研究人与机器之间的交互关系和设计优化问题的学科。
它涉及到人的认知、感知和运动等行为，以及机器的设计、人机接口和系统的优化。
人机工程学的主要目标是改善机器和人之间的交互性能，提高系统的易用性、效率和安全性。
人机工程学的发展历史可以追溯到20世纪初。
在当时，工业化和技术革命的推动下，机器在人们的日常生活中越来越重要。
然而，由于机器的设计不符合人体工程学原理，造成了许多问题，如疲劳、劳损和事故等。
为了解决这些问题，人们开始关注如何将人体科学原理整合到机器的设计中，这就是人机工程学的起源。
人机工程学的研究范围很广泛，涵盖了多个学科领域，如心理学、生理学、工程学、计算机科学和设计学等。
研究的方法也很多样化，包括实验研究、建模分析和仿真模拟等。
通过这些方法，人机工程学研究人机交互的规律和问题，发展出一系列的设计原则和方法，以指导机器的设计和人机接口的优化。
1.用户需求分析：人机工程学首先要了解用户的需求和期望，通过调查、访谈和问卷调查等方法，分析用户的心理、生理和行为特征，确定系统的设计目标。
2.人类认知和感知：人机交互是通过人类的认知和感知过程实现的，研究人的注意力、记忆、问题求解和决策等认知过程，以及感知的感觉、知觉和运动等能力，有助于优化人机界面的设计。
3.人体工程学设计：人体工程学是将人体科学原理应用到机器的设计中，研究如何使机器与用户的身体特征和动作协调一致，减少用户的体力消耗和劳损，提高人机交互的效率和舒适性。
4.人机界面设计：人机界面是人与机器之间的交互媒介，研究如何设计界面以使用户能够直观地理解和操作机器，通过图形、声音、触觉和语音等多种方式，实现信息的传递和理解。
5.系统优化与评估：人机工程学也关注如何对机器和系统进行优化和评估，以提高其性能和可靠性。
通过模型分析、仿真测试和用户评估等方法，可以评估系统的易用性、效率、安全性和用户满意度等指标。
人机工程学在许多领域都有应用，如航空航天、交通运输、医疗保健、信息技术和消费产品等。
第1章 人机工程学概述
第一章人机工程学概论1.1 人机工程学人机工程学是研究“人－机－环境”系统中“人”与“机”、“环境”之间相互关系的学科。
这里“机”主要是指人造产品，包括用品、器械、界面乃至建筑等，“人”是这些产品的使用者和操作者，“环境”则包括影响人与产品发生作用的温度、湿度、照明和噪声等外部因素。
研究人机工程学的目的，是根据人的生理、行为、认知、心理乃至情感等各方面的特性，运用系统工程的观点和方法分析研究人与产品、人与环境之间的相互作用，合理地设计和安排对人们生产与生活中的信息显示、操纵控制、作业器具、作业空间、作业方式、作业环境，保障人的安全与健康，提高人的工作效率与质量，实现人的舒适与愉悦，使“人”、“机”、“环境”的配合达到最佳状态。
人机工程学是一门跨越和交叉多门学科的边缘学科。
理解人的特性，需要生物学、生理学、医学、认知学、心理学等作为基础；设计适应人的产品，需要工程、设计、艺术等领域的知识、方法和技术；规划人的行为，需要管理学、社会学等作为依据；安排适宜人的环境，则需要考虑环境科学、美学等方面的因素。
人机工程学在现代社会的日常生活到劳动生产中都有着非常广泛的应用范围。
小到一柄牙刷、一把剪刀，大到一辆汽车、一台机床；小到一副桌椅、一个办公室，大到一栋住宅、一条流水线，都需要运用人机工程学的原理和方法协调其中人与产品、环境之间的关系。
目前人机工程学已经在工业设计、机械设计、服装设计、环境设计、建筑设计、城市规划等众多学科中成为重要的支柱。
由于其学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，该学科的命名具有多样化的特点。
例如，在欧洲该学科多称为人类工程学或工效学（Ergonomics）；在美国称为人类工程学（Human Engineering）或人因工程学（Human Factors Engineering）；在前苏联称为工程心理学；在日本称为人间工学。
此外，还有一些国家称为人体工程学、人机工程学、人机控制学、机械设备利用学、宜人学等。
第1章 人机工程学概论
学、热力学等工程技术的原理设计上；在人机关 系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于机 器。
1.2.2 科学人机工程学（二次大战~50年代末）
由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外事故 的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性， 意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生 理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方 面的知识。
人机工程学
第1章 人机工程学概论
1.1 人机工程学的命名与定义
人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
1.1.1 学科的命名 1. 人类工程学Human Engineering 2. 人因工程学Human Factors Engineering 3. 工效学 Ergonomics＝ergon（工作、劳动）
＋nomos（规律、规则）
1.1.2 学科的定义
研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心 理学等方面的各种因素；
研究人和机器及环境的相互作用； 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统 一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问 题的学科。
1.2 人机工程学的起源与发展
1.2.1 经验人机工程学（20世纪初~二次大战） 特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、电
、工程学各方面的知识。 研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而
获得系统的最高综合效能。
3 人机工程学的研究内容与方法
1.3.1 学科的研究内容 研究内容具有多样性、应用性和灵活性，如图
1-1所示。主要包括以下几个方面： 人体特性的研究 机器特性的研究 环境特性的研究 人-机关系的研究 人-环境关系的研究 机-环境关系的研究 人-机-环境系统性能的研究
1.2.2 科学人机工程学（二次大战~50年代末）
由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外事故 的发生，这使人们意识到“人的因素”的重要性， 意识到只有工程技术知识是不够的，还必须有生 理学、心理学、人体测量学、生物力学等学科方 面的知识。
人机工程学
第1章 人机工程学概论
1.1 人机工程学的命名与定义
人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
1.1.1 学科的命名 1. 人类工程学Human Engineering 2. 人因工程学Human Factors Engineering 3. 工效学 Ergonomics＝ergon（工作、劳动）
＋nomos（规律、规则）
1.1.2 学科的定义
研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心 理学等方面的各种因素；
研究人和机器及环境的相互作用； 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统 一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问 题的学科。
1.2 人机工程学的起源与发展
1.2.1 经验人机工程学（20世纪初~二次大战） 特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、电
、工程学各方面的知识。 研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而
获得系统的最高综合效能。
3 人机工程学的研究内容与方法
1.3.1 学科的研究内容 研究内容具有多样性、应用性和灵活性，如图
1-1所示。主要包括以下几个方面： 人体特性的研究 机器特性的研究 环境特性的研究 人-机关系的研究 人-环境关系的研究 机-环境关系的研究 人-机-环境系统性能的研究
第1章 人机工程学概论
1.2 人机工程学的发展简史
※ 第一次世界大战期间
各参战国都聘请心理学家解决战时兵种分 工、特种人员选拔和训练、军工生产中的作业 疲劳等问题。 美国哈佛大学心理学 Munsterberg教授的 代表作《心理学与经济生活》和《心理工艺学 原理》是人机工程学的最早著作。 这一时期的研究者多是一些心理学家, 当时 的学科名称是 “应用实验心理学”, 其特点是 选 择和训练人,使人适应机器。 战后，心理学的应用推广到非军事领域， 学科名称改成了“工程心理学”。
1.2 人机工程学的发展简史
※ 第二次世界大战期间 工程技术设计思想开始发生了一个根本 性的转变: 由 “使人适应机器”转变为“使 机器适应人”，生理学家、心理学家、医生 和工程技术专家共同研究解决武器和装备的 优化设计的实践，促进了人机工程学作为一 门 独 立 的新兴学科的形成和发展。
Байду номын сангаас.2 人机工程学的发展简史
1.1 人机工程学的研究内容
曹 琦等人给出的定义为：“人机工程学是研究并 优化人机系统的科学”。 国际人机工程学会 (International Ergonomics Association, 简称 IEA) 的定义为: “人机工程学是研究 人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面 的各种因素; 研究人和机器及环境的相互作用;以及在 工作中、家庭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” 。
1.1 人机工程学的研究内容
人 机 系 统 构 成 图
1.1 人机工程学的研究内容
人机界面 (man -machine interface)
人机系统中,“人”与“机”之间能够 相互施加影响、实现相互作用的区域。
(1) 第一类 控制系统人机界面 (2) 第二类 直接作用型人机界面 (3) 第三类 间接作用型人机界面
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第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
1.2.1 经验人机工程学
（20世纪初~二次大战）
在经历工业革命之后，人们所从事的劳 动在复杂程度上和负荷量上都有了很大变化。 改革工具以改善劳动条件和提高劳动效率已 经成为一个迫切问题。
因此人们开始对经验人机工程学所提出 的问题进行研究。下面我们就列举几项比较 著名的研究工作。
第1章人机工程学概论
特点：机械设计的的主要着眼点在
于力学、电学、热力学等工程技术的原理 设计上；在人机关系上是以选择和培训操 作者为主，使人适应于机器。
第1章人机工程学概论
1.2.2 科学人机工程学
（二次大战~50年代末）
由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意 外事故的发生，这使人们意识到“人的因素” 的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的， 还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物 力学等学科方面的知识。
• 在人－机系统中，
人－机－环境相互依存、 •机
相互作用、相互制约完 成某一特定的生产或生 活过程。
•人
•环境
第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
自从有人类社会以来，人类的生活就离不开器具， 因此，从一开始有了人类，也就有了人和器具最 原始的人机关系。
这些工具由于人的使用和改进，由简单到复杂逐步科学化 。在我国的古典家具中，如太师椅、茶几等可以很明显地看 到人机理念的影子。又如我国指南车，它的传动机构，运用 了力学知识和反馈原理，与现代人机工程学的原理相吻合。 这种实际存在的人机关系及其发展，我们把它称为经验人机 工程学
第1章人机工程学概论
砌砖作业试验
1911年吉尔布雷斯（F·B·Gilreth）对美 国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用 快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然 后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最 终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时 的每小时120块提高到每小时350块。
泰勒和吉尔布雷斯的这些重要试验影响 很大，而且成为后来人机工程学的重要分支， 即所谓“时间与动作的研究”（Time and Motion Study）的主要内容。特别是泰勒的 研究成果，在20世纪初成了美国和欧洲一些 国家为了提高劳动生产率而推行的“泰勒 制”。
• 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。
第1章人机工程学概论
l IEA对工效学的定义：
研究人与系统中其他因素的相互作用 及应用相关的理论、原理、数据和方法来 设计，以使人健康和舒适及整体性能最优 的一门科学。
第1章人机工程学概论
4 人－机－环境系统
• 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 用的机以及他们周围的 环境所构成的系统，简 称人－机系统.
• 上述两定义本质上是相同的。即研究 人—机—环境系统中三大要素的关系，目 的是解决人的效能、健康问题
第1章人机工程学概论
3.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 机器、人与环境以及机器与环境之间的相互 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。
•人体测量学
•环境保护学
•环境医
环
学
境
•环境卫生学 科
学
•环境心理学
•人体力学
•系统工程
•环境检测 学
•机械工程 •管理工程
• 人体工程学的命名已经充分体现了该学科是 “人体科学”与“工程技术”的结合，是环境科学 不断向工程科学渗透和交叉的产物。 • 它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、 卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一 肢”。 • 以环境科学中的环境保护学、环境医学 、环境 卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另 一肢”。 • 而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统 工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”。 • 构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就
5） 人机工程学发展动向的研究，如本书12章内容
1.3.2 研究方法
•观察法分析法
•计算机数值仿真 法
•
•实测 法
研 究 方 法
•实验 法
•模拟和模型试验 法
第1章人机工程学概论
1.4.1 学科的体系
•人机工程 学
• 工程科学
• •
•生理学
•工业设计
人
•心理
体
学
科 •劳动卫生学
学
•工程设计 •安全工程
第1章人机工程学概论
学科的特点：
l 学科的目标是以人为中心的 l 必须意识到个体在能力和限制上的差异 l 强调设计过程中经验数据和评价的重要性 l 用系统观点考虑问题
第1章人机工程学概论
• 2. 《中国企业管理百科全书》
• 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。
第1章人机工程学概论
3、我国的专业人因工程科研机构简介
l 西安交通大学工业工程系脑力负荷与认知工程、安全工程、产品设计与可用
2. •欧人洲体：工程Er学go的no命mi名cs已＝经er充go分n（体工现作、劳动） ＋nomos（了规该律学、科规是则“）人—体科—学工”效与学“工程
3.其技他术：”工的程结心合理，学是（环前境苏科联学）不；断人向间工学 （日本）工；程人科体学工渗程透学和；交人叉机的工产程物学。；人类工效学； 人机控制学；宜人学等。
这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设 计中“人的因素”，力求使机器适应于人。
第1章人机工程学概论
1.2.3 现代人机工程学
（60年代以来）
现代人机工程学有三个特点：
1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作 不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。
2）密切与实际应用相结合，通过严密计划 设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设 计。
第1章人机工程学概论
l 1980年4月，全国人类工效学标准化技术委 员会成立， 1984年，国家军用人－机－环 境系统工程标准化技术委员会成立。 1989 年，中国人类工效学学会成立，1995年9月 创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。
第1章人机工程学概论
•1.1.2 学科的定义
l 美国人机工程学专家查尔斯.C.伍德：设备 设计必须适合人的各方面因素，以便在操 作上付出最小的代价而求得最高效率
l 美国人机工程学专家W.B.伍德森：人与机 器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉 显示、操纵控制、人机系统的设计及其部 署和作业系统的组合等进行有效研究，从 而提高人的工作效率，同时创造舒适和安 全的劳动环境，保障劳动者的健康，使人 从生理上和心理上得到全面发展的科学
第1章人机工程学概论
•1.国际人类工效学学会
（International Ergonomics Association）
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各种因素；
研究人和机器及环境的相互作用；
研究在工作中、家庭生活中和休假时怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒 适性等问题的学科。
l ——国际人机工程学会（IEA）该定义被认为是目前为止最权威 和最全面的
•英国 1950年成立英国人机学研究会，1957年创办 会刊《Ergonomics》。
•美国 1957年成立人因工程学会，发行会刊 《Human Factors》。
•日本于1963年成立日本人间工学研究会。
•1960年成立国际人机学协会。（International Ergonomics Association，IEA）
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发， 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体 相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章 的内容。
第1章人机工程学概论
肌肉疲劳试验
1884年，德国学者莫索（A·Mosso） 对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作 业的人体通以微电流，随着人体疲劳程 度的变化，电流也随之变化，这样用不 同的电信号来反映人的疲劳程度。这一 试验研究为以后的“劳动科学”打下了 基础。
第1章人机工程学概论
铁锹作业试验
1898年美国学者泰勒（F·W·Taylor）从人机 学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。 他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、 和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和 30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲 煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做了许多 实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、 铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲 的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著 名的“铁锹作业实验”。
第1章人机工程学概论
2020/11/25
第1章人机工程学概论
•进化OR退化
•Something wrong？ •What we can do?
•How?
第1章人机工程学概论
•篇章总汇
总论
第1章 人机工程学概述
基础篇
第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动特征 第4章 人的心理与行为特征
是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以 说与国民经济的各个部门都有密切关系。
第1章人机工程学概论
1.4.2 人因工程在中国
1、主要发展背景
l 1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委 员会
l 1984年国防科学工业技术委员会成立了国家军用人-机-环境系 统工程标准化技术委员会
1.2 人机工程学的起源与发展
1.2.1 经验人机工程学
（20世纪初~二次大战）
在经历工业革命之后，人们所从事的劳 动在复杂程度上和负荷量上都有了很大变化。 改革工具以改善劳动条件和提高劳动效率已 经成为一个迫切问题。
因此人们开始对经验人机工程学所提出 的问题进行研究。下面我们就列举几项比较 著名的研究工作。
第1章人机工程学概论
特点：机械设计的的主要着眼点在
于力学、电学、热力学等工程技术的原理 设计上；在人机关系上是以选择和培训操 作者为主，使人适应于机器。
第1章人机工程学概论
1.2.2 科学人机工程学
（二次大战~50年代末）
由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意 外事故的发生，这使人们意识到“人的因素” 的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的， 还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物 力学等学科方面的知识。
• 在人－机系统中，
人－机－环境相互依存、 •机
相互作用、相互制约完 成某一特定的生产或生 活过程。
•人
•环境
第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
自从有人类社会以来，人类的生活就离不开器具， 因此，从一开始有了人类，也就有了人和器具最 原始的人机关系。
这些工具由于人的使用和改进，由简单到复杂逐步科学化 。在我国的古典家具中，如太师椅、茶几等可以很明显地看 到人机理念的影子。又如我国指南车，它的传动机构，运用 了力学知识和反馈原理，与现代人机工程学的原理相吻合。 这种实际存在的人机关系及其发展，我们把它称为经验人机 工程学
第1章人机工程学概论
砌砖作业试验
1911年吉尔布雷斯（F·B·Gilreth）对美 国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用 快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然 后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最 终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时 的每小时120块提高到每小时350块。
泰勒和吉尔布雷斯的这些重要试验影响 很大，而且成为后来人机工程学的重要分支， 即所谓“时间与动作的研究”（Time and Motion Study）的主要内容。特别是泰勒的 研究成果，在20世纪初成了美国和欧洲一些 国家为了提高劳动生产率而推行的“泰勒 制”。
• 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。
第1章人机工程学概论
l IEA对工效学的定义：
研究人与系统中其他因素的相互作用 及应用相关的理论、原理、数据和方法来 设计，以使人健康和舒适及整体性能最优 的一门科学。
第1章人机工程学概论
4 人－机－环境系统
• 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 用的机以及他们周围的 环境所构成的系统，简 称人－机系统.
• 上述两定义本质上是相同的。即研究 人—机—环境系统中三大要素的关系，目 的是解决人的效能、健康问题
第1章人机工程学概论
3.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 机器、人与环境以及机器与环境之间的相互 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。
•人体测量学
•环境保护学
•环境医
环
学
境
•环境卫生学 科
学
•环境心理学
•人体力学
•系统工程
•环境检测 学
•机械工程 •管理工程
• 人体工程学的命名已经充分体现了该学科是 “人体科学”与“工程技术”的结合，是环境科学 不断向工程科学渗透和交叉的产物。 • 它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、 卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一 肢”。 • 以环境科学中的环境保护学、环境医学 、环境 卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另 一肢”。 • 而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统 工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”。 • 构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就
5） 人机工程学发展动向的研究，如本书12章内容
1.3.2 研究方法
•观察法分析法
•计算机数值仿真 法
•
•实测 法
研 究 方 法
•实验 法
•模拟和模型试验 法
第1章人机工程学概论
1.4.1 学科的体系
•人机工程 学
• 工程科学
• •
•生理学
•工业设计
人
•心理
体
学
科 •劳动卫生学
学
•工程设计 •安全工程
第1章人机工程学概论
学科的特点：
l 学科的目标是以人为中心的 l 必须意识到个体在能力和限制上的差异 l 强调设计过程中经验数据和评价的重要性 l 用系统观点考虑问题
第1章人机工程学概论
• 2. 《中国企业管理百科全书》
• 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。
第1章人机工程学概论
3、我国的专业人因工程科研机构简介
l 西安交通大学工业工程系脑力负荷与认知工程、安全工程、产品设计与可用
2. •欧人洲体：工程Er学go的no命mi名cs已＝经er充go分n（体工现作、劳动） ＋nomos（了规该律学、科规是则“）人—体科—学工”效与学“工程
3.其技他术：”工的程结心合理，学是（环前境苏科联学）不；断人向间工学 （日本）工；程人科体学工渗程透学和；交人叉机的工产程物学。；人类工效学； 人机控制学；宜人学等。
这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设 计中“人的因素”，力求使机器适应于人。
第1章人机工程学概论
1.2.3 现代人机工程学
（60年代以来）
现代人机工程学有三个特点：
1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作 不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。
2）密切与实际应用相结合，通过严密计划 设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设 计。
第1章人机工程学概论
l 1980年4月，全国人类工效学标准化技术委 员会成立， 1984年，国家军用人－机－环 境系统工程标准化技术委员会成立。 1989 年，中国人类工效学学会成立，1995年9月 创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。
第1章人机工程学概论
•1.1.2 学科的定义
l 美国人机工程学专家查尔斯.C.伍德：设备 设计必须适合人的各方面因素，以便在操 作上付出最小的代价而求得最高效率
l 美国人机工程学专家W.B.伍德森：人与机 器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉 显示、操纵控制、人机系统的设计及其部 署和作业系统的组合等进行有效研究，从 而提高人的工作效率，同时创造舒适和安 全的劳动环境，保障劳动者的健康，使人 从生理上和心理上得到全面发展的科学
第1章人机工程学概论
•1.国际人类工效学学会
（International Ergonomics Association）
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各种因素；
研究人和机器及环境的相互作用；
研究在工作中、家庭生活中和休假时怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒 适性等问题的学科。
l ——国际人机工程学会（IEA）该定义被认为是目前为止最权威 和最全面的
•英国 1950年成立英国人机学研究会，1957年创办 会刊《Ergonomics》。
•美国 1957年成立人因工程学会，发行会刊 《Human Factors》。
•日本于1963年成立日本人间工学研究会。
•1960年成立国际人机学协会。（International Ergonomics Association，IEA）
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发， 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体 相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章 的内容。
第1章人机工程学概论
肌肉疲劳试验
1884年，德国学者莫索（A·Mosso） 对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作 业的人体通以微电流，随着人体疲劳程 度的变化，电流也随之变化，这样用不 同的电信号来反映人的疲劳程度。这一 试验研究为以后的“劳动科学”打下了 基础。
第1章人机工程学概论
铁锹作业试验
1898年美国学者泰勒（F·W·Taylor）从人机 学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。 他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、 和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和 30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲 煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做了许多 实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、 铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲 的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著 名的“铁锹作业实验”。
第1章人机工程学概论
2020/11/25
第1章人机工程学概论
•进化OR退化
•Something wrong？ •What we can do?
•How?
第1章人机工程学概论
•篇章总汇
总论
第1章 人机工程学概述
基础篇
第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动特征 第4章 人的心理与行为特征
是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以 说与国民经济的各个部门都有密切关系。
第1章人机工程学概论
1.4.2 人因工程在中国
1、主要发展背景
l 1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委 员会
l 1984年国防科学工业技术委员会成立了国家军用人-机-环境系 统工程标准化技术委员会