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。
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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。
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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
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
人机工程学概论1、人机工程学是研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
2、日本称为“人间工学”。
3、国际人类工效学学会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各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作、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。
4、人机工程学大致经历了三个阶段：经验工程学的发展阶段；经验人机工程学；科学人机工程学。
5、人机工程学的研究内容：人体特性的研究；工作场所和信息传递装置的设计；环境控制与安全保护设计；人机系统的总体设计6、人机工程学的研究方法：观察分析法；实测法；实验法；模拟和模型试验法；计算机数值仿真法。
人体测量与数据应用1、人体测量的主要方法：普通测量法；摄像法；三维数字化人体测量法。
2、人体测量的基本术语3、人体主要尺寸：立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸。
4、主要人体尺寸的应用法则人体感知与信息处理1、反射弧：感受器---传入神经元---中间神经元---传出神经元---效应器。
2、视觉机能视角是眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界角的倒数来表示。
视野是指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼镜观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。
水平视野和垂直视野。
视距是指人在操作系统中正常的观察距离。
3、明适应和暗适应：暗适应大约需要30min；明适应过程一开始，人眼感觉性迅速降低，30s后变化很缓慢，大约1min后明适应过程就趋于完成。
4、人的色视野：垂直色视野；水平色视野5、视觉特征：眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向运动；人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计准确得多；人眼对做上线的观察最优，依次为右上限，左下限，而右下限最差；通常以双眼视野为设计依据；人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受；人眼最易辨认的颜色顺序是红、绿、黄、白，即红色最先被看到。
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
高等教育：人机工程学概论
人机工程学概论1人机工程学的形成与发展人机工程学是近60年发展起来的一门以心理学、生理学、解剖学、人体测量学等学科为基础的边缘学科。
这门学科以人的因素为基本点研究人和机之间的工作关系，故美国称之为Human Factors,即人的因素。
西欧通用的名称是Ergonomics0人机工程学作为一门新兴的边缘科学，起源于欧洲、形成于美国。
英国是欧洲研究人机工程学最早的国家，于1950 年成立了英国人机工程研究学会，并出版发行了著名会刊《Ergonomics》。
美国是人机工程学研究最发达的国家，于1957年成立了美国人机工程学协会，是目前出版人机工程学书刊最多的国家。
国际人机工程学协会于I960年正式成立。
在我国，人机工程学学科具有起步晚、发展快的特点。
和国际上一样，由于参与人机工程学工作的人员学科背景不同，对人机工程学学科也冠以不同的名称——在理论学界多称之为人类工效学，在工程技术界和产业部门主要称之为人机工程学。
20世纪80年代，随着我国现代工业和高科技事业的发展，技术设计与人的身心特点匹配程度同人——技术系统的安全、效率和社会效益之间的重要关系日益受到重视。
1980年5月，我国成立了全国人类工效学标准化技术委员会，主要规划和制定我国民用方面的人机工程学标准。
1984年，国防科工委成立了军用人一机一环境系统工程标准化技术委员会，规划和制定军用人机工程学标准。
1987年7月，全国人类工效学学会宣告成立，并出版了会刊《人类工效学》, 使我国人机工程学进入一个新的发展时期。
综合各国学者对人机工程学的定义，可以归纳为，人机工程学是研究如何使人一机一环境系统的设计符合人的生理和心理特点，以实现人、机、环境之间的最佳匹配，使处于不同条件下的人能高效、安全、健康和舒适地进行工作和生活的一门科学。
人机工程学的研究对象是人一机一环境三大要素互相联系组成的系统（综合体），而人与机器的关系是其中的中心环节。
人机工程学的主要任务就是对这一综合体建立一个合理、优化的匹配方案，以便有效的发挥人的作用，为操作者提供安全、舒适的环境，从而达到提到工作效率的目的。
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 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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• 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 人机工程学的命名及定义
• 国际人类工效学学会（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｒｇｏｎｏｍ ｉｃｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＩＥＡ）为本学科所下的定义是最 有权威、最全面的定义，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。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 在经验人机工程学发展阶段，研究者大都是心理学家，其中突出的代 表是美国哈佛大学的心理学教授Ｈ.闵斯特泼格（Ｈ.Ｍｕｎｓｔｅｒ ｂｅｒｇ），其代表作是《心理学与工业效率》。他提出了心理学对 人在工作中的适应与提高效率的重要性。闵氏把心理学研究工作与泰 罗的科学管理方法联系起来，对选择、培训人员与改善工作条件、减 轻疲劳等问题曾做过大量的实际工作。由于当时本学科的研究偏重于 心理学方面，因而在这一阶段大多称本学科为“应用实验心理学”。 学科发展的主要特点是：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，在人机关系上是以选择和培训操 作者为主，使人适应于机器。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 经验人机工程学一直延续到第二次世界大战之前，当时，人们所从事 的劳动在复杂程度和负荷量上都有了很大变化。因而改革工具、改善 劳动条件和提高劳动效率成为最迫切的问题，从而使研究者对经验人 机工程学所面临的问题进行科学的研究，并促使经验人机工程学进入 科学人机工程学阶段。
• 人机工程学在我国起步较晚，目前在国内的名称尚未统一，除普遍采 用人机工程学外，常见的名称还有人-机-环境系统工程、人体工程学 、人类工效学、人类工程学、工程学心理学、宜人学、人的因素等。
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１.１ 人机工程学的命名及定义
• 名称不同，其研究重点略有差别。 • 由于本书力图从研究人-机关系的角度为工业设计者提供有关这一边
研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。该学科在其自身的
发展过程中，逐步打破了各学科之间的界限，并有机地融合了各相关
学科的理论，不断地完善自身的基本概念、理论体系、研究方法以及
技术标准和规范，从而形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合
性边缘学科。因此，它具有现代各门新兴边缘学科共有的特点，如学
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１.１ 人机工程学的命名及定义
• 美国人机工程学专家Ｃ.Ｃ.伍德（ＣｈａｒｌｅｓＣ.Ｗｏｏｄ）对人 机工程学所下的定义为：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。Ｗ.Ｂ.伍德森（Ｗ.Ｂ.Ｗｏｏ ｄｓｏｎ）则认为：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方 案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置和作 业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及作业 时感到安全和舒适。著名的美国人机工程学及应用心理学家Ａ.查帕 尼斯（Ａ.Ｃｈａｐａｎｉｓ）说：“人机工程学是在机械设计中， 考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门学科。”
• 从泰罗的科学管理方法和理论的形成到第二次世界大战之前，称为经 验人机工程学的发展阶段。这一阶段的主要研究内容是：研究每一职 业的要求；利用测试来选择工人和安排工作；规划利用人力的最好方 法；制定培训方案，使人力得到最有效的发挥；研究最优良的工作条 件；研究最好的管理组织形式；研究工作动机，促进工人和管理者之 间的通力合作。
• 又如原子能的利用、电子计算机的应用以及各种自动装置的广泛使用 ，使人-机关系更趋复杂。同时，在科学领域中，由于控制论、信息 论、系统论和人体科学等学科中新理论的建立，在本学科中应用“新 三论”来进行人机系统的研究便应运而生。所有这一切，不仅给人机 工程学提供了新的理论和新的实验场所，同时也给本学科的研究提出 了新的要求和新的课题，从而促使人机工程学进入了系统的研究阶段 。从２０世纪６０年代至今，可以称其为现代人机工程学发展阶段。
• 从上述本学科的命名和定义来看，尽管学科名称多样、定义歧异，但 是本学科在研究对象、研究方法、理论体系等方面并不存在根本上的 区别。这正是人机工程学作为一门独立的学科存在的理由，同时也充 分体现了学科边界模糊、学科内容综合性强、涉及面广等特点。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性工 作实际上是在美国完成的。所以，人机工程学有“起源于欧洲，形成 于美国”之说。本学科的起源可以追溯到２０世纪初期，作为一门独 立的学科，在其形成与发展史中，大致经历了以下三个阶段。
• 例如，本学科在美国称为“ＨｕｍａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ”（ 人类工程学）或“ＨｕｍａｎＦａｃｔｏｒｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ ｇ”（人的因素工程学）；西欧国家多称为“Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ ”（人类工效学）；而其他国家大多引用西欧的名称。
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• “Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ”一词是由希腊词根“ｅｒｇｏｎ”（即工 作、劳动）和“ｎｏｍｏｉ”（即规律、规则）复合而成，其本义为 人的劳动规律。由于该词能够较全面地反映本学科的本质，又源自希 腊文，便于各国语言翻译上的统一，而且词义保持中立性，不显露它 对各组成学科的亲密和间疏，因此目前较多的国家采用“Ｅｒｇｏｎ ｏｍｉｃｓ”一词作为本学科命名。例如，苏联和日本都引用该词的 音译，苏联译为“Эргономика” ，称为人间工学。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 因此，在这一发展阶段中，本学科的研究课题已超出了心理学的研究 范畴，使许多生理学家、工程技术专家涉身到本学科中来共同研究， 从而使本学科的名称也有所变化，大多称为“工程心理学”。本学科 在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。
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 其后，随着生产规模的扩大和科学技术的进步，科学管理的内容不断 充实丰富，其中动作时间研究、工作流程与工作方法分析、工具设计 、装备布置等，都涉及人和机器、人和环境的关系问题，而且都与如 何提高人的工作效率有关，其中有些原则至今对人机工程学研究仍有 一定意义。因此，人们认为他的科学管理方法和理论是后来人机工程 学发展的奠基石。
第1章 人机工程学概论
• １.１ 人机工程学的命名及定义 • １.２ 人机工程学的起源与发展 • １.３ 人机工程学的研究内容与方法 • １.４ 人机工程学体系及应用 • １.５ 人机工程学与工业设计
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１.１ 人机工程学的命名及定义
• 人机工程学（Ｍａｎ-ＭａｃｈｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）是
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１.２ 人机工程学的起源与发展
• 例如，为了使所设计的武器能够符合士兵的生理特点，武器设计工程 师不得不请解剖学家、生理学家和心理学家为设计操作合理的武器出 谋献策，结果收到了良好的效果。军事领域中对“人的因素”的研究 和应用，使科学人机工程学应运而生。
• 科学人机工程学一直延续到２０世纪５０年代末。在其发展的后一阶 段，由于战争的结束，本学科的综合研究与应用逐渐从军事领域向非 军事领域发展，并逐步应用军事领域中的研究成果来解决工业与工程 设计中的问题，如飞机、汽车、机械设备、建筑设施以及生活用品等 。人们还提出在设计工业机械设备时也应集中运用工程技术人员、医 学家、心理学家等相关学科专家的共同智慧。
• 例如，由于战斗机中座舱及仪表位置设计不当，造成飞行员误读仪表 和误用操纵器而导致意外事故；或由于操作复杂、不灵活和不符合人 的生理尺寸而造成战斗命中率低等现象经常发生。失败的教训引起决 策者和设计者的高度重视。通过分析研究，逐步认识到，在人和武器 的关系中，主要的限制因素不是武器而是人，并深深感到“人的因素” 在设计中是不能忽视的一个重要条件；同时还认识到，要设计好一个 高效能的装备，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。因此，在第二次世界 大战期间，首先在军事领域中开展了与设计相关学科的综合研究与应 用。