人机工程学绪论[1]

二、人机学的研究对象和领域
生产、生活中，存在的问题比比皆是： 公共盥洗间的水池龙头 老式火车车厢的窗户 双肩背书包 叫壶 阅览室里的座位 全聚德招牌和车船码头时刻表的字体 生产线 上弹性悬挂的螺丝刀 可以自动录节目的录象机 …… 上面所举的例子，涉及的问题类型就很多了。
从所研究和应用的问题类型或领域来看，大体 可分列如下：
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3）显示装置的设计与布置
仪表（尺寸、形式、颜色、字符、排列、 位置）、跟踪控制、视觉特性
4）控制装置的设计与布置
控制器（按钮、旋钮、操纵杆、键盘、…） 尺寸、形状、布置
5）人的操作力、操作速度、频率和方法
6）人的解剖、生理特性与产品设计
7）人的自然行为倾向与产品设计 （水压机、 水龙头、…）
人机工程学绪论
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2020/11/9
人机工程学绪论[1]
第一章 人机工程学概论
宜人设计、人性化设计的理念大家应该熟悉，今天我 们所要学习的内容与上述理念有什么联系呢？
问题： 1. 什么是人机工程学? 2. 人机工程学研究什么内容或问题？ （人机工程学研究的对象是什么？） 3. 人机工程学的研究方法是什么？ 4.人机工程学与宜人设计、人性化设计 5.人机工程学与鞋靴设计的关系？ ……..
从定义看 §对象： 与机器（广义）设计有关的解剖
学、生理学、心理学工作对象是 机器上与人（直接）相关的“人机 界面” § 目的：安全、舒适、高效 § 内容：人-机-环境的最佳匹配、系统优化
2000年
§ 人机工程学是研究系统中人和其他组成部 分之间的交互关系的一门学科，并运用其 理论、原理、数据和方法进行设计，以优 化系统的功效和人的健康幸福（well-being） 之间的关系。
计算机的人机界面。
二、人机功能对比
感知感受能力 操作能力 信息处理 可靠性
环境条件和耐久性 其他
工作效率
三、人机合理分工
§举例：叫壶、路灯开关、录象机等 ——人 机分工
§结论是： 设计中应把笨重、快速、单调、 规律性强、高阶运算及在严酷和危险条件 下的工作分配给机器，而将指令程序的编 制、机器的监护维修、故障排除和处理意 外事故等工作安排人去承担。
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研究内容： “ 人-产品-环境 ” 的关系
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§1-1 人机学的形成和发展 学科理论 的演进
人机学的思想源远流长 设计制作器物时，优先考虑的因素是什么？
•器物要和人（使用者）的各种因素相适宜 ——自发的思维倾向，本能的行为方式
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二. 人机工程学的起源与发展
1、产业革命的冲击——人机学的孕育 泰勒（Toylor，1856～1915）： 铁锹作业 实验，时间研究（定额工时），“科学管 理之父” 吉尔布雷斯（Gilbreth，1868～1924）夫 妇：砌砖作业实验，动作研究
2、实测法
补充 ：
1）无人机的沉浮说明，科技的发展，已经很 大程度打破了上述界限，（声控开关路灯、 傻瓜相机、热敏开关，…）今后人工智能 的进展，必将进一步改变机器监护维修等 在人机分工中的位置，提法应该改进，
2）设计创造着生活，实际也在创造着人（和 人类）本身，
四、人机学的研究方法
1、观察法 对操作动作、功能、工艺流程等观察分析
§ 制定与人的基础特点（物理的、生理的、心理 的、社会的）有关的标准；
§ 制定对人有影响的与物理因素有关的标准； § 制定与人在操作中、在过程和系统中的功能有
关的标准； § 制定人机工程学的实验方法极其数据处理的标
准； § 协调ISO其他技术委员会的工作。
4）我国与IEA对应的学术团体称为“中国人 类工效学学会”，英文：Chinese Ergonomics Society，简称CES，中国科 学技术协会下的一级学会。1989年6月30 日成立。
一. 中国古籍中的卓越论述
§ 《考工记》——战国初期（2400年）我 国第一部重要的科技汇编名著。
§ 《考工记》，详细记载了车舆、车辆、农 具、兵器（刀、枪、弓箭）、礼乐诸器的 设计制作方法，其中器物制作宜人性方面 的记述非常精彩，令人叹服。
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《天工开物》——明代科学家宋应星 （1587～1666？）编写的另一部重要的科 技汇编名著。其中有大量插图，很值得人 机工程学工作者深入研究。
英国人机工程学会从1957年起发行会 刊《ERGONOMICS（人机工程）》，几 十年一直坚持着，对国际人机学的发展颇 有贡献。美国人机工程学会除发行会刊外， 还出版书刊、发布专利，美国是提供人机 学研究成果、数据资料最多的国家。
2）国际人机工程学学会（IEA，也译作国际 人类工效学学会）成立于1960年。1961年
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三、国内外人机学的研究和应用概况
1、研究与应用的领域 § 在人机学建立与发展过程中，军事背景是
相当突出的。 §在20世纪60年代以后 ，开始民用产品和公
共设施方面的人机学研究和应用
2、 学术机构与专业教育
1） 学术机构及其活动 1）建立最早的人机学学术机构是英国人 机工程学会，成立于1950年。随后建立国 家人机学学会的有：联邦德国（1953）， 美国（1957），前苏联（1962），法国 （1963），日本（1964）。现在世界上工 业与科技较发达的国家均建立了本国的国 家人机学课程的情 况与国际上类似。目前，我国已有中国农 业大学（车辆工程学院）、北京航空航天 大学、杭州大学、北京理工大学等院校和 研究院所设有人机学研究方向的博士学位 授予点。
§1-3 人机系统与人机研究
一、人机系统 人机界面
§人机系统整体优化： 球队，前锋、后卫， 叫壶， 飞机和飞行员（以飞机起降过程为 例说明人机系统的工作情况），…
一、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
在人机工程学的不同历史发展时期， 学者们提出过多种关于人机工程学的定义， 反映当时人机学学科思想的侧重点。
1980年
§ 国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）给出的定义： 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、家庭生活中与闲暇时怎样考 虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学 科。
此外，我国在其他一级学会下或行业
部门中也设有人机工程方面的学会或专业 委员会。如机械工业系统中，在1980年成 立了工效学学会；冶金工业系统中的人机 学会于1985建立；中国系统工程学会下的 “人-机-环境系统工程专业委员会”成立于 1993年，等等。
§ 我国人机学的起步虽晚，但30年来发展很 快。仅从人-机-环境系统工程委员会成立 10年来所开的5次学术会议，累计出版的5 卷400多篇论文来看，研究领域已经非常广 泛，并已取得一批有价值的应用成果。
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§1-2 人机学的研究对象和目的
任例一门学问都不是凭空出现的，总与 某一特定的社会历史环境中人们在生产、生 活中的某种发现、某种感受、某种需要有关。 常常是这类发现、感受和需要吸引了人们的 注意力，诱导人们去研究它，逐步认识到它 的特点、本质和发展规律，并且认识到它的 研究价值和实用意义，才形成新的专门学科， 引起广泛兴趣和深入探讨。
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卓别林（Chaplin， 1889～1977）：摩登 时代
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§ 闵斯特伯格（Minsterberg）：《心理学与 工业效率》（1914）
§ 英国：工业保健研究部（1915）
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——本阶段的学科理论的实际倾向：选拔、 培训人，提高工效、人适应机器，与学科 正式建立后理论（思想）南辕北辙。
§ 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、控制器称为机器的 人机界面；有的人机学著作里，把机具上 某些与人（操作时）接触的实体部分也算 作机具的人机界面。
§ 人机工程设计，即人机界面设计，有别于 工程技术设计。
举例：机床，汽车，洗衣机，电话机，手机， 车站站牌，候诊室、营业厅，…
§ 我国已经发布了数十个人机工程方面的技 术标准（国家标准、行业标准）。
2） 专业教育
1）在国际上，高等教育中将人体工程学 作为必修、选修课开设的专业有管理（劳 动安全和卫生）、设计、航空航天、车辆 设计与交通工程、机械工程、环境工程等。 人体工程学也被作为这些专业硕士、博士 学位的一个研究方向。
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2、 二战中尖锐的军械问题——第二阶段
战斗机、（德国）枪械、 火炮
负面：事故频频、后果 严重（如纳粹德国的 对苏作战、…）
正面：聘请生理医学、 心理学家参与设计， 事半功倍（综合优 势）。
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——基本理论腾飞：机器要适应人（解剖、 生理、心理）
从定义看
§对象： 人和其他部分的交互关系。
§ 方法：运用其理论、原理、数据和方法进 行设计
§ 目的：优化系统的功效和人的健康幸福 （well-being）
2、学科名称
人类工效学（工效学，Ergonomics） 人机学 人体工程学 人类工程学 人的因素（学）（Human Factors） 人因工程（学） 工程心理学 人-机-环境系统工程学 宜人性设计（人机工程设计） 人間工学
在瑞典斯德哥尔摩举行了第一届国际人机 工程学会议。此后，每3年一次的人机学国