人机工程学概论
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
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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
一、人机工程学与工业设计相关的应用领域
为减轻作业负担而对作业方式的研究和改善
为防止单调劳动而对作业进
行合理安排
为防止人的差错而设计的安
全保障系统
为提高系统中人机交互的高
效性而研究和改进人机界面 的设计
人的因素是人机工程学研究的重要内容，是人机系
统优化设计的核心。同样工业设计贯穿以人为中心 的理念、产品设计以使用者为中心加以展开。在产 品设计中应用人机工程学原理和方法，始终把人的 因素放在中心位置，也正是工业设计和产品设计的 题中之义。
• 2、人机工程学的多种学科名称
• 本学科常见的名称：
• 人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics,出现
•
• •
•
最早，应用最广 人的因素 Human Factors ,Human Factors Engineering 人类工程学 Human Engineering ,人体工程学 工程心理学 Engineering Psychology 人间工学 ，宜人性设计等
计准则 4人机工程学为产品设计中考虑人机系统整体功能 的优化提供指导原则 5、人机工程学为以人为中心的设计观提供有效的 工作程序
人的体力等生理条件，还涉及人的感知、认知、情 感、精神、心理、社会等更多、更深的方面。
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)对人机工程学所下得定义：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关 系；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。
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。
《人机工程学概论》课程教学大纲
《人机工程学概论》课程教学大纲课程代码：ABJD0806课程中文名称：人机工程学概论课程英文名称：IntrodUCtiOnofErgonomics课程性质：选修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：机械电子工程专业本课程的前导课程：工程图学、控制工程基础、电工与电子技术、机械原理、机械设计、电气控制与P1C等。
一、课程简介人机工程学是研究人、机器及工作环境之间相互作用的一门边缘学科，其研究的主要内容是人机系统中人的作业效能，以达到“人尽其力，机尽其用、环境尽其美”的目的，给人以高度的舒适感和生命保障功能，使整个系统安全高效、综合使用效能达到最高。
本课程是机械电子工程专业的一门专业选修课，其目的是通过本课程的学习，让学生了解人机工程学的的基本理论体系，熟悉人机关系的基本原理及方法，培养建立以人为本的设计思想并应用于具体的基本能力；培养解决人与产品、人与环境、环境与产品三者之间关系问题的能力；培养从产品设计、制造到使用过程中人机问题的能力；培养形式与功能相互和谐的设计能力，并能将其应用于工程实际。
二、教学基本内容和要求第一章概述教学内容包括：人机学的研究对象和目的，人机学的形成、发展及学科思想，设计中的人机工程等。
通过课程介绍使学生了解人机工程学的概念和定义，了解日常生活中的人机工程学应用，了解人机工程学的发展历程，了解人机系统在工业设计中的应用。
第二章人体尺寸及其应用方法教学内容包括：人体尺寸概述，中国成年人的人体尺寸，其它国家的人体尺寸和人体各部分尺寸的比例，产品设计中人体尺寸数据的应用方法和工作空间人体尺寸及其应用等。
使学生了解人体尺寸的测量方法，了解人体尺寸数据，掌握尺寸修正量和人体尺寸百分位的选择方法，掌握科品功能尺寸的设定方法。
重点：产品设计中人体尺寸数据的应用方法。
第三章桌椅设计教学内容包括：桌椅设计概述，坐姿生理解剖基础，座椅的功能尺寸，座垫与靠垫，办公桌的功能尺寸等。
使学生了解桌椅的历史与现状，了解人的坐姿生理解剖基础，了解座面的高度尺寸、倾角，了解座椅垫的设计要素，了解办公桌的尺寸，掌握人机工程学在桌椅设计中的应用方法。
人机工程学概论
人机工程学概论第一章人机工程学概论1.1人机工程学的命名及定义人机工程学是研究人、机械及工作环境之间相互作用的学科。
根据国际人类工效学会（IEA）为本学科下的定义，即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；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、安全和舒适等问题的学科。
1.2人机工程学的起源与发展有“起源于欧洲，形成于美国”之说。
其形成与发展大致经历以下三阶段：1.2.1 经验人机工程学（20世纪初-二战前）特点：机械设计的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理设计上，在人际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（二战至50年代末）特点：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人。
1.2.3 现代人机工程学（20世纪60年代至今）特点：1）着眼于机械装备的设计，使机器操作不越出人类能力界限之外。
2）与实际应用结合，通过实验研究，利用基本原理进行机械装备设计。
3）力求使心理学、生理学等学科专家与物理学、工程学的研究人员共同努力、密切合作。
现代人机工程学的研究方向是把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人操作的机械设备和作业环境。
1.3人机工程学的研究内容与方法研究内容主要是：人的特性、机器特性、环境特性、人-机关系、人-环关系、机-环关系、人-机-环关系。
对工业设计师来说，从事本学科研究的主要内容可概括为以下几方面：1，人体特性的研究：与人体有关的问题。
2，工作场所和信息传递装置的设计：工作空间设计、作为设计、工作台及作业场所布置等。
3，环境控制与安全保护设计：安全防护，不存在对健康有害的影响。
4，人机系统的总体设计：人与机器之间的分工以及人与机器之间如何有效地交流信息等问题。
学科研究方法包括：观察分析法、实测发、实验法、模拟和模型试验法、计算机数值仿真法。
人机工程学概论
• 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
第一章人机工程学概论本章重难点分析本章重点在于了解掌握人机工程学的基本概念和定义；人机工程学发展历程中经历的三个时期；了解在人机工程学经验期中的几项比较著名的研究试验。
要了解尽管人机工程学学科名称多样，定义存在不同程度的分歧，但是本学科的研究对象、研究方法、理论体系等方面并不存在根本上的区别。
第一节人机学的研究对象和目的一、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发展的不同历史时期，不同的学者提出过多种关于人机工程学的定义，分别反映了当时人机学学科思想的侧重点。
这里优先介绍国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）对人机工程学所下的定义。
因为这个定义反映了人机工程学已经相对成熟时期的学科思想，也为各国多数学者所认同。
该定义如下：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、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科（研究目的）。
这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、研究内容和研究目的。
第一句话指出人机学的研究对象，是工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。
这些因素除了工业设计以外，还与管理工程、劳动科学、安全工程、环境工程等领域有关。
单就工业设计的三类设计而言，产品是给人用的、视觉传达是供人看的、环境是为人在其间生活、工作的，当然三类设计都涉及到人的解剖学、生理学、心理学因素，它们便是人机学的研究对象。
第二句话指出人机学的研究内容，是人－机－环境的最佳匹配、人－机－环境系统的优化。
第三句话指出人机学的研究目的：就是设计一切器物都要考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。
这第三句话中，关于设计的目的“安全、舒适、高效”，定义只讲应该“考虑”，而没有选用“确保”、“尽量达到”之类的词汇。
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
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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
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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
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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
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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
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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
人机工程学概论
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人 机 工 程 学 概 论
人机工程学的定义（ 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 综上所述可以认为：人机工程学是以人的生理、 特性为依据，应用系统工程的观点， 特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机 人与环境以及机械与环境之间的相互作用， 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， 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。 达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。因 人机工程学可定义为： 此，人机工程学可定义为：按照人的特性设计和改善 环境系统的科学。 人—机—环境系统的科学。
我国人机发展进程
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人 机 工 程 学 概 论
二、人机工程学研究的内容和方法
1、人机工程学的内容 、 国家 美国 法国 前苏联 保加利亚 捷克、印度… 捷克、印度… 研究的主体方向 工程和人际关系 劳动生理学 工程心理学 人体测量 劳动卫生学
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人 机 工 程 学 概 论
我们人机工程学的主要内容
原始时期（ 原始时期（二）
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人 机 工 程 学 概 论
从19世纪末到20世纪30年代，人们开始采用科 学的方法研究人的能力与其所使用的工具之间的关 系，从而进入了有意识地研究人机关系的新阶段。 其中有三项著名的研究试验： 1. 肌肉疲劳试验 2. 铁锹作业试验 3. 砌砖作业试验
后来成为人机工程学 的重要分支，即所谓“时 间与动作的研究”。
一、人机工程学概述
1、人机工程学的命名
欧 洲 Ergonomics 人类工效学 Human Engineering 人类工程学 Human Factors Engineering 人的因素工程学 人间工学 工程心理学
人机课件1人机工程学概论
驾驶员眼动规律实验装置
产品设计应 用人机工程 学研究方法
模型试验法
在一些复杂的系统、危险的情境或预测性的研究中，常采用模拟和 模型试验法、如操作训练模拟器、机械的模型以及各种人体模型等 ，可以对系统进行逼真的试验，从而获得现实情况中无法或不易获 得的数据。 以模型辅助设计是设计师必不可少的工作方法。 设计中应用的模型有如下两类 • 有关人的模型：平面人体模板制成1: 1、1:2、1:5、1:10比例。三
• 人体机械力学功能和机制：人在各种姿态及运动状态下，力量、 体力、耐力、惯性、重心、运动速度等的规律。
• 人的劳动生理特征体：劳动、脑力劳动、静态劳动及动态劳动的 人体负荷反应与疲劳机制等。
• 人的可靠性：在正常情况下人失误的可能性和概率等。
• 人的认知特性：人对信息的感知、传递、存储、加工、决策、反 应等规律。
现代人机工程学
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。
3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数 学、工程学各方面的知识。
研究内容与方法
1 学科的研究内容
研究内容具有多样性、应用性和灵活性
2 为设计中“产品”的功能合理性提供科学依据
3 为设计中考虑“环境因素”提供设计准则
设计：Gillian Westley 把手前面的“小突起”能很好地避免厨 具上的食物与台面接触，是此设计的 创新与吸引人之处。
设计：Black &decker 此设计把微波炉、咖啡 机、搅拌器等厨房“台面 上”的产品集成整合到橱 柜下面，这个创新的设 计是解决厨房场所环境 的拥挤需求而来的。
人机工程概论
五、人机工程学研究方式
1、实测法： 实测法： 人体尺寸实测法。借助机械设备对人体进行实测的方法， ①人体尺寸实测法。借助机械设备对人体进行实测的方法，是 最常见的方法之一。 最常见的方法之一。如为了解决操作安全和工作效率进行设计 需要确定于臂活动范围。某厂选择18 65岁的男工226人 18— 岁的男工226 时，需要确定于臂活动范围。某厂选择18—65岁的男工226人， 女工204 204人 按年龄分成五类：18—25岁为一类 发育成熟的) 岁为一类( 女工204人，按年龄分成五类：18—25岁为一类(发育成熟的)， 4l一61岁为一类 开始衰老的) 其余几类分别是26 30岁 岁为一类( 26一 4l一61岁为一类(开始衰老的)，其余几类分别是26一30岁、 31—35岁 36—40岁的年龄段 岁的年龄段， 31—35岁、36—40岁的年龄段，然后借助测量仪器分别对他们 的手臂活动范围及人体体形特征进行实测所得结果作为机器和 装置设计以及操作空间布局的依据。 装置设计以及操作空间布局的依据。
四、人机工程在工业设计中的应用
由于大部分工具设计都只 考虑到利手为右手的操作方式， 考虑到利手为右手的操作方式， 这样对小部分左撇子很不利。 这样对小部分左撇子很不利。 这把有意大利设计师设计 的“cat fish”是一种全新概念 是一种全新概念 的剪刀，由猫和鱼的形象组合， 的剪刀，由猫和鱼的形象组合， 而且充分考虑了人机工程学原 理，让左手和右手都能很好的 使用。 使用。［３］
不同的色彩能对人产生不同的心理和生 理作用，以及不同的效应。 理作用，以及不同的效应。色彩通过感觉的 冲击对心里产生作用， 冲击对心里产生作用，它在无意识中影响我 们的情绪、性情和行为。 们的情绪、性情和行为。色彩对心里起作用 的例子很多。 的例子很多。在红色的环境中由于红色刺激 大而兴奋起来，脉搏增加、感觉发热等。 大而兴奋起来，脉搏增加、感觉发热等。相 在蓝色的环境中安静下来，脉搏减少， 反，在蓝色的环境中安静下来，脉搏减少， 一看蓝色就感觉发冷等等。 一看蓝色就感觉发冷等等。我们的视觉经验 积累而得的感觉加上联想形成了辨别冷色暖 色的能力。红色与火焰、 色的能力。红色与火焰、蓝色与水或冰的联 想集中为清楚的概念，显示感情上的反应。 想集中为清楚的概念，显示感情上的反应。 互为补色的两个色相由于包含全部可见光谱， 互为补色的两个色相由于包含全部可见光谱， 在心理上赋予我们冷暖平衡。 在心理上赋予我们冷暖平衡。【5】 如图， 如图，矿泉水和饮用纯净水的包装采用 绿色或者蓝色等冷色调， 绿色或者蓝色等冷色调，从而增加饮料的冰 凉感。 凉感。【4】
人机工程学-人机工程学概论
F.W.泰勒
第一节 人机工程学的学科发展
但这一时期研究的核心，是最大限度地开挖人的操作效率。
从人机关系方面考察，总体看是要求人适应于机器，即以机器为中心进行设计；
研究的主要目的是选拔与培训操作人员。 在学术理论上，与现代人机学是南辕北辙、存在对立的。 因此，应该看作是人机学的孕育期。
第一节 人机工程学的学科发展
第一节 人机工程学的学科发展
3．向民用品等广阔领域延伸：人、机、环境互相协调阶段
20世纪五、六十年代后，人机学的研究和应用，从 军工迅速延伸到民用品等广阔领域。而在这其中，德雷 夫斯是发展人机工程学的重要功臣。
德雷夫斯的一个强烈信念是设计必须符合人体的基 本要求，他认为适应于人的机器才是最有效率的机器， 因而他开始发展人体工程学的数据。
第三节 人机工程学的主要内容
第三节 人机工程学的主要内容
以人—机—环境作为研究单位基本对象， 通过揭示其三者之间的相互关系与规律， 以 达到确保整个系统的最优化。
第三节 人机工程学的主要内容
1、人的因素
人体尺寸（家具、工作空间等对应尺寸） ；人体的机构力学功能和机制（肢体运动速度、体 力、耐力等）；劳动生理功能的变化及其机制（人体负荷反应与疲劳机制等）；人的信息传 递能力及其机制（人对信息的接受、传递、输出机制）；人的可靠性（研究失误的可能性）； 劳动中的心理过程（心理调节的特点）；技术审美设计……
人机学此前的观念是：要求人、机、环境三者和谐统一。以可持续发展理 念为指导，则由人、机、环境三维加上一维（未来），演进为人、机、环境、 未来四者和谐统一。
第二节 人机工程学的定义
第二节 人机工程学的定义
国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）1960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 对象）；研究人和机器及环境的相互作用（内容） ；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（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。
1、人机工程学概论
人机工程学定义: 人机工程学定义:
按照人的特性设计和改善人— 按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的 科学. 科学.
3,具体含义说明
(1)人—机—环境的具体含义: 环境的具体含义:
4,人机工程学的发展阶段
早期历史— 早期历史—萌芽阶段
1.20世纪前期 使人适应机器) 1.20世纪前期(使人适应机器)
(二)人机工程学研究的方法: 人机工程学研究的方法:
1.测量人体各部分静态和动态数据; 1.测量人体各部分静态和动态数据; 测量人体各部分静态和动态数据 2.调查,询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征; 2.调查,询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征; 调查 3.对时间和动作的分析研究; 3.对时间和动作的分析研究; 对时间和动作的分析研究 4.测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态 4.测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态 变化; 变化; 5.观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题; 5.观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题; 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题 6.分析差错和意外事故的原因; 6.分析差错和意外事故的原因; 分析差错和意外事故的原因 7.进行模型实验或用计算机进行模拟实验; 7.进行模型实验或用计算机进行模拟实验; 进行模型实验或用计算机进行模拟实验 8.运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系, 8.运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系,以便从中得出 运用数字和统计学的方法找出各变数之间的相互关系 正确的结论或发展有关理论. 正确的结论或发展有关理论.
人机工程学的定义( 人机工程学的定义(三)
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, 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, 生理 特性为依据 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 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, 以及机械与环境之间的相互作用 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 操作简便省力,安全,舒适, 机 环境的配合达到最佳状态的工程 环境 系统提供理论和方法的科学. 系统提供理论和方法的科学.
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。
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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例2 叫壶(a)
人机工程学
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用普通水壶烧水，若没人在炉子边上守着，水开了 可能弄得满屋水气至因开水噗出来浇灭了火，引起一阵 忙乱。用壶盖上装了个小气哨的“叫壶”烧水，即可避 免这种忙乱。
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人机工程学
例3 形形色色的剪刀(a)
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人机工程学
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第二节：人机学的形成和发展学科思 下页
想的演进
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第三节：人机系统与人机工程设计 封底
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第一节 人机工程学概论
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人机工程学
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1.1、人机工程学的基本概念和定义
人机工程学
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、 上页
工业设计史
主讲人：张慧
组员：张慧 滕贞灵 贾萌 宫欢欢 李金育 刘泽宇
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工业设计系
➢ 你最喜欢的手机为哪一款？ ➢ 两款手机的区别？
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目录
第一节：人机工程学概论
等等，
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例4 带“耳朵”的垃圾箱(b)
带“耳朵”的垃圾箱
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人机工程学
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小结
大学生活环境中的人机学问题比比皆是:床柜转椅、 下页
寝室水房、电脑手机 、超市网吧、实习工厂、银行邮 封面
局、实验市、图书馆、运动场….. 总之日常生活中的
人机学问题无处不在。
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第二节 人机学的形成和发展 学科思想的演进
一、人机学的形成和发展及其思想演进 二、人机学的学术团体与教育
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1 、现代人机学与古代论述
人机工程学
广义上说
古代论述
从广意义上说，自有人类以来，就开始存在 现代着不一少种社人会机科关学系和。自当然然科，学最的早理是论一，种在最古原代始文，明也 中都是曾最经简有单过的孕“育人和机萌关芽系，”但—并—不人能与说工古具代和就用已器经之
(4)工程心理学，英文Engineering Psychology 这个名称下的学 科研 究更专注于心理学方面。
(5)人－机－环境系统工程学、宜人性设计 (人机工程设计)等， 研究内容相同或相近。在日本，该学科的日文汉字是“人同工学”
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2、日常生活中人机学问题
封面 件下提高“安全、舒适、高效”的程度。
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人机工程学
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注意（b）
人机工程学里面所说的“机”、或“机器”是广义 下页 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 封面 外人工建筑、环境及其中的设施，等等。
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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。
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研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的 封面 健康、安全、舒适和工作效率的学科。
这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、封底 研究内容和研究目的。
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注意(a)
人机工程学设计要求的“安全、舒适、高效”，常 下页 常是重要的，但肯定也要受到其他条件的约束、其他目 封面 标的制衡，不但不是惟一的，也未必总是优先的。
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举例
例如，把我国火车硬卧车厢的三层铺改为两层铺， 下页
或者把所有硬座都改为卧铺，安全、舒适方面就可大为 封面
改善，岂不简单?但是现在并没有这么做，因为还有其
他种种条件的约束。
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人机工程学
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所以实际课题中的人机工程”效果，而是在限定条
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1.2 人机工程学的多种学科名称
人机工程学
人机工程学的多种学科名称：
(1)人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics这个学科名 称在世界上应用最广。
(2)人的因素(学)，英文Human Factors 这是美国一直沿用的名 称。
(3)人类工程学，英文Human Engineering 类似的名称有人体工 程学。
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例4 带“耳朵”的垃圾箱(a)
人机工程学
北京市推出了一种“带耳朵的垃圾箱”(图1-2)，一 上页
个“耳朵”里装有卷纸，供欲吐痰者取用。另一个“耳 下页
朵”是投放烟蒂的烟蒂缸；里面装有沙子，供人用来抿
灭烟头。这项设计涉及人机工程的多个方面：使用者行 封面
为方式和使用者心理的调查和研究、产品(垃圾箱)与人 体尺寸的适应性、产品与环境因素、产品与环卫工人、 封底
被剪对象有大有小、有硬有软、有的要剪复杂的形 状且要求特别精细、有的要伸入孔洞或拐进尖角去施 剪，……，所以除了剪纸、剪布的普通剪刀外，还有理 发剪等专用剪刀，以及形形色色的外科手术剪。
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例3 形形色色的剪刀(b)
功能形态各异的剪刀
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人机工程学
美国工程师F．W·泰勒(Frederick W．Toylor，1856-1915，图l-5)
开创的“时间与动作研究”（Time And Motion Study）包括泰勒的 “铁锹 作业实验”，和吉尔布雷斯夫妇的“砌 砖作业实验”等多项研究。
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例1 主枕头附枕头(a) 一些宾馆里，单人床常配有两个同样的枕头。本意 上页
是让习惯低枕头的人用一个枕头，习惯高枕头的人两个
枕头叠起来用。但这真是一个愚不可及的“高招”、 下页
“损招”!一般人们对枕头高度要求的差别，哪有一倍 之多呢?其结果是：用一个枕头绝大多数人嫌低，而两 封面
个摞起来绝大多数人又嫌高，很少有人能获得“正常待 封底 遇”。
间的关系，这是一种相互依存和制约的关系。 有了“这工些欲科善学其理事论，。必人先机利工其程器学”也，一此样道，理古早代就纵被有我 令人们赞的叹祖的先器所物认、识堪。称精辟的论述，但那与建立起
一门完整的学科还完全是两回事。
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2 对劳动工效的苛刻追求－人机学的孕育 人机工程学