安全人机工程学 第一章 绪论
第1章_概论_安全人机工程学
具有人机系统安全设计的初步能力。
具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价的能力。
Safety Ergonomics
五、课程学时分配 Chapter 1 Introduction
整个教学过程由课堂授课、实验、作业、自 学和选听系列讲座五个环节组成。授课采用 多媒体教学形式。 课程教学总时数为32学时 课堂理论教学28学时 计划内实验4学时 课外选听世界大战～1960年
科学人 机工程 学
1960年～现在
现代人 机工程 学
Safety Ergonomics
Chapter 1 Introduction 经验人机工程学——萌芽阶段（人适应机器）
肌肉疲劳试验（1884年，德国莫索A.Mosso） 铁锹作业试验（1898年，美国泰勒F.W.Taylor）：5、10、17、30kg 砌砖作业试验（1911年，美国吉尔伯勒斯F.B.Gilbreth） ：
格雷夫斯为意大利阿勒西公司 设计了一系列具有后现代特色 的金属餐具，这是1985年设 计的水壶，实用、美观。 Safety Ergonomics
Chapter 1 Introduction
1.1 人机工程学的命名与定义
人机工程学、人体工程学、人因工程学、人类工程学 Human Factors Engineering Engineering Psychology Human Error Reduction Ergonomics Industrial/Occupational Ergonomics Work Physiology/Biomechanics Macro-ergonomics/Organizational Design/ Sociotechnical Systems Human-Machine Systems Human Computer Interactions User Friendly/ Usability
人机工程学课程教案
人机工程学课程教案第一章：绪论1.1 课程简介介绍人机工程学的定义、研究对象和意义。
解释人机工程学在工程设计、产品开发和人类行为研究中的应用。
1.2 人的因素讨论人的生理、心理和行为特点对人机系统的影响。
分析人类感知、认知和操作过程的基本原理。
1.3 机器因素介绍机器的功能、性能和可靠性对人机系统的影响。
讨论机器的操作界面和控制系统的design principles。
1.4 人机系统解释人机系统的定义和组成部分。
探讨人机系统的分类、特点和应用领域。
第二章：人的因素工程2.1 人的生理特点分析人的身体结构和功能对作业效率和舒适性的影响。
讨论人的体力、耐力和疲劳特性。
2.2 人的心理特点介绍人的感知、认知、情绪和动机对作业表现的影响。
探讨人的注意力、记忆、决策和问题解决能力。
2.3 人的行为特点讨论人的习惯、学习能力和适应性对作业效果的影响。
解释人的行为模式和行为改变的原因。
第三章：机器因素工程3.1 机器的功能和性能分析机器的功能、性能和可靠性对操作效率和安全性的影响。
讨论机器的操作界面和控制系统的design principles。
3.2 机器的可靠性和维护介绍机器的可靠性、维修性和维护策略。
解释机器故障的原因和预防措施。
3.3 机器的安全性和环境适应性讨论机器的安全性、防护装置和环境适应性。
分析机器在不同环境条件下的作业效果和风险。
第四章：人机系统设计原则4.1 人的能力与需求分析人的能力、需求和限制在人机系统设计中的重要性。
解释人机系统设计中的“匹配原则”和“适应原则”。
4.2 系统整体优化介绍人机系统设计的整体优化方法和原则。
讨论系统各组成部分的协调和整合。
4.3 系统评价与反馈解释人机系统评价的目的、方法和指标。
讨论系统反馈的作用和重要性。
第五章：人机系统案例分析5.1 汽车驾驶舱设计分析汽车驾驶舱设计中的人机工程学原则。
讨论驾驶舱布局、控制器设计和驾驶辅助系统。
5.2 计算机界面设计介绍计算机界面设计中的人机工程学原则。
人机工程学绪论[1]
![人机工程学绪论[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b54999c7a26925c52dc5bfb4.png)
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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人机工程学绪论[1]
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。
《安全人机工程概述》PPT课件
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例如：
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在操作计算机的上机姿势中，在现行的上机条件下， 操作员常常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。 手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳，使得操作员 不得不将背部靠在椅子靠背上作业(后靠姿势会加 大悬空的手臂的前伸程度，加快肩颈部的疲劳)， 而当操作员脱离靠背又手臂悬空时，体重就全部需 要由脊柱来承担，其结果或者是腰背的疲劳酸痛， 或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，或者是 把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。那么，要解决 诸如此类的问题，设计师就必须充分考虑人机工程 学的因素。
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人（动力源和控制者）
信息储存
输入 感 觉 信息处理与决策
过程 执 行 控制
输出 设备
信息反馈 b）
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（3）自动化系统
这种系统中，机器完全代替了人的工作，生产过程的信息接受、信息 处理和执行等均由机器来完成，人只起启动、停止、编程、监控、修 理、调试的作用。
但是，这种系统的投资大，非大量生产采用它不经济。
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3.按人机结合方式分类
可分为人机串联，人机并联和人机串、并联混合三 种方式。如图所示:
人
机器
人 机器
人 机器 机器
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（1）人机串联
◦ 人与机任何一方停止活动或发生故障，都会使整个系统中 断工作。人和机的特性相互 增强、相互干扰。
人
机器
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（2）人机并联 人、机两者可以相互取代，具有较高的可靠
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2、发展 3、概念 国际人机工程学会 《中国企业管理百科全书》
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“人机工程学”的确切定义是，把人—机—环境系 统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其 它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合 理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应， 从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达 到最优的一门综合性学科 Nhomakorabeah
人机工程学
第一章人机工程学绪论：同学们你们所学的专业是产品设计，产品设计的目的是满足人的需求，包括物质层面也包括精神层面，不管是我们设计一个产品、设计一个空间，人的需求是设计的出发点，也是设计的目的和归宿。
人机工程学是研究人、机、及其工作环境之间相互作用的学科。
其研究目的是使在所设计的人机环境系统中，人尽其力，“机”尽其用，环境尽其美，使整个系统安全、高效，且对人有较高的舒适度和生命保障功能。
最终目的是使系统综合使用效能最高。
设计需要感性的认识，更需要理性的思考。
产品设计是艺术与科学技术相结合的学科，人机工程学的支持就是赋予设计科学化的色彩，使设计更少的受设计者主观意想影响。
产品设计要求设计最终将形式与功能相统一，而人机工程学对设计的功能性，无论是满足物质性的功能还是精神性的功能的满足都起科学的支撑，为人性化的设计提供了依据。
形态判断设计价值的一种冲击。
1．1人机工程学的命名与定义人机工程学是一门涉及诸多方面的综合性边缘学科。
它在自身发展的过程中，逐步打破了各学科之间的界限，并有机的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。
1．1．1 学科的命名由于该学科研究和应用的范围极其广泛，各个领域的研究人员都试图从自身的角度来给本学科命名和定义，因此，世界各国对本学科的命名不尽相同，即使在同一个国家里，命名也不统一。
美国的“Human Engineering”译为“人类工程学”或“人体工程学”；Human Factors ; Human Factors Engineering 人类因素学或人类因素工程学原苏联及东欧国家的“Engineering Psychology”一般译为“工程心理学”；日本的相应学科译为：人间工学人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜人学等等。
国际上较为通用的名称是采用西欧各国的命名“Ergonomics”希腊语中的两个词根“Ergon”(工作、出力)和“Nomics”(规律、正常化)构成的即“人类工效学”，本意为人的劳动规律，也可理解为把机械产品设计成十分符合人类的工作或动作的法则或习惯，该词能全面的反映本学科的本质，词义能保持中立性。
《安全人机工程学》课件(第一章)
2010.3.
安全与环境工程系
第 22 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 一 章 ︶
图1 研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型
2010.3.
安全与环境工程系
第 23 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 一 章 ︶
• 控制面板模拟器
– 波士顿爱迪生 公司（Boston Edison Company）的” 神秘6号” （Mystic #6） – 电厂的控制板 MITRE开发
2010.3.
安全与环境工程系
第 17 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 一 章 ︶
三、人机工程学的定义 • 研究各种工作环境中人的因素，研究 人和机器及环境的相互作用，研究人的 工作、生活中怎样统一考虑工作效率、 人的健康、安全和舒适等问题的科学。 • 人机工程学是运用人的生理学、心理学 和其它有关学科知识，使机器和人相互 适应，创造舒适和安全的工作与环境条 件，从而提高工效的一门科学。
2010.3.
安全与环境工程系
第 19 页
2、人机工程学在工业设计中的作用
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 一 章 ︶
• 人机工程学为工业设计开拓了新设计思路， 并提供了独特的设计方法和理论依据。 • 人体工程学的研究，为工业设计全面考虑 “人的因素”提供了人体结构尺度，人体生 理尺度和人的心理尺度等数据，这些数据可 有效地运用到工业设计中去 • 为工业设计中“产品”的功能合理性提供科 学依据 • 为工业设计中考虑"环境因素"提供设计准则
2010.3.
安全与环境工程系
第 2 页
一、课程的定位
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 一 章 ︶
本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之 一，是该专业的一门必修专业基础课。 该课程从解决“人”与“物”之间界面关系 的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素 作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工 程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数 据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计， 从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全， 培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全 分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学 生的学习具有不可替代的重要地位。
《人机工程学》第1章绪论
《人机工程学》第1章绪论第1章绪论第1章绪论1.1 人机工程学及其发展史1.2 人机系统1.3 人机工程学的研究内容和应用1.4 人机工程学的研究方法第1章绪论1.1 人机工程学及其发展史1.1.1 什么是人机工程学人机工程学是20世纪40年代后期跨越不同学科和领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。
由于它的学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，学科的命名具有多样化的特点。
第1章绪论例如，在欧洲多称为工效学(Ergonomics); 在美国多称为人类因素学(Human Factors)、人类工程学(Human Engineering)、工程心理学(Engineering Psychology); 在日本称为人间工学等。
在我国所用的名称有人机工程学、工效学、人机学、人体工程学等，本书使用人机工程学这一名称。
人机工程学目前也无统一的定义。
第1章绪论著名的美国人机工程学专家W.E.伍德森(W.E.Woodson)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、操纵控制、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和作业时感到安全和舒适。
前苏联的学者将人机工程学定义为人机工程学是研究人在生产过程中的可能性、劳动活动方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动人民的健康，使人从生理上和心理上得到全面发展的一门学科。
第1章绪论国际人机工程学会(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因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。
《中国企业管理百科全书》中对人机工程学所下的定义为人机工程学是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。
安全人机工程学
第一章概论人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境，从而提高工效的一门科学。
安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。
人机结合面就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）安全人机工程学得研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。
第二章人体的人机学参数耗氧量：人体用过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。
人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量。
人体在从事高度反正体力劳动时，循环、呼吸（氧运输）系统的功能经1~2min后达到人体极限摄氧能力，这时，人体单位时间内的摄氧量称为最大摄氧量。
最大耗氧量可以作为允许最大体力消耗的标志，其影响因素主要有年龄、性别、海波高度、体能训练、劳动强度、持续时间等。
人体测量数据的运用准则：1.最大最小准则2.可调性准则3.平均准则4.使用最新人体数据准则5.地域性准则6.功能修正与最小心理空间相结合准则7.标准化准则8.姿势与身材相关联准则9.合理选择百分位和适应度准则第三章人的生理和心理及人体生物力学特性感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物的个别属性的反映。
感觉有：视觉、听觉、嗅觉、触觉（包括触觉、温度觉、痛觉）、味觉、运动觉、平衡觉、空间知觉以及时间知觉等。
感觉适应性：对感觉器官持续刺激，假若刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激是否能引起反应，时间过短不能引起反应：时间过长，反应逐渐减小，以致消失。
人能够产生视觉是由三个要素决定的：视觉对象、可见光和视觉器官。
视觉运动的规律：1.眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳2.视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针反响运动。
3.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要准确得多4.当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限，左上限，而右下限最差。
《安全人机工程》教案 第一章 绪论
授课教案案例1 科学自信与技术自信：华为增速中国梦一、知识点分析人机工程学这门学科是随社会的进步而前进，随着科学技术的发展而不断完善的。
现代社会正处于工业经济向知识经济过渡的时期，产品的机械化、自动化、电子化的程度都已有所提高，人的因素在生产中的增效作用越来越大，人机协调问题越来越重要，尤其在人机工程发展的成熟期，人们更加关注人机系统的人性化特点。
二、学情分析课程面对的教学对象都是“95”后，他们年轻，愿意体验新事物，对高科技产品很感兴趣，更在意产品的感官体验，且大部分学生都有使用华为电子产品的经验，对于各类品牌电子产品有一定了解。
因此，我在“成熟期的人机关系特点—人机交互效率使用分析”教学中，注重思政案例融入与思政教育渗透，比如，华为是“中国制造”"的一个亮丽品牌，是中国形象的一张新名片。
华为的成功，也是中国梦的一个缩。
当今世界正处在一个大变革的时代，特别是科技的迅猛发展。
在这样一个特殊的时期，一定要不断地学习，不然，我们就要落伍，就要被历史淘汰。
讲课程教学内容与思政内容有机融合。
三、案例背景1.电子产品设计中的人机交互性受到更多关注随着经济的发展，网络信息技术的飞速进步，人机交互是一门研究系统与用户之间的互动关系的学问。
系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。
如今，电子产品是我们生活中不可缺少的一部分，尤其是近年来智能手机的出现各种电子产品不断涌现出来。
虽然电子产品持续增多，单一的交流形式已无法满足人们的心理需求，因此电子产品设计逐步关注到了人机交互性效率，以提升电子产品设计水平。
2.中国科技不断创新在过去若干年，中国政府鼓励科技创新的政策层出不穷，中国在多个科技领域创新不断，并在逐渐接近甚至超过世界发达国家，尤其在电子商务、人工智能、虚拟现实等领域开始引领发展。
网络圈子里开始流传中国新四大发明的话题。
即高铁、网购、移动支付和共享单车，这四大方面据说是在华工作和生活的外国人总结出来的，以体现中国生活的智能性和舒适性。
1安全人机工程学第一章
课程要求 • 1、掌握安全人机工程的基本概念、基本理论，领会“人机结 合面”的含义。 • 2、掌握人体参数、人的生理、心理及生物力学特性。 • 3、掌握作业时的生理变化、疲劳的机理、测量及改善方法。 • 4、掌握人机功能特性及人机功能分配原则。 • 5、掌握显示器、控制器、作业姿势、作业空间和作业环境的 设计要求与设计方法。 • 6、具备对人机系统进行安全设计的初步能力。 • 7、具备对一般人机系统进行安全检查与评价的能力。
课程学时分配
• 整个教学过程由课堂授课、自学二个环节组成。授课
采用多媒体教学形式。 • 课程教学时间1-9周，总时数34学时 • 考试时间11周
参考书
• 撒占友，程卫民《安全人机工程学》（教材）中国矿业大学 出版社 • 欧阳文昭、廖可兵《安全人机工程学》煤炭工业出版社 • 李红杰、鲁顺清《安全人机工程学》中国地质大学出版社 • 谢庆森、王秉权《安全人机工程学》, 天津大学出版社 • 丁玉兰《人机工程学》，北京理工大学出版社 • 刘东明、孙桂林《安全人机工程学》中国劳动出版社 • 臧吉昌《安全人机工程学》化学工业出版社 • 石金涛等《安全人机工程学》上海交通大学出版社
经验人机工程学 孕育期_小结
这一时期研究的核心是最大限度地挖掘人的操作 效率。从对待人机关系这个基本方面考察，总体来看 是要求人适应于机械设备，即以机械设备为中心进行 设计；研究的主要目的是选拔与培训操作人员。这在
基本学术理论上与现代人机学是南辕北辙，存在对立
的。因此，应该把这段时期 看作人机学的孕育期。
信息，使人易于辨识，改善机械设备的控制装置，使人易于
控制，排除不良环境对人机系统的影响，从而建立一个合理 可行的方案使人-机-环境系统达到最优化的配合，充分发挥人 与机的作用，做到人尽其力，机尽其用，环境尽其效，使整 个系统安全、可靠、高效，以保证操作者在健康、舒适的环
《安全人机工程学》
《安全人机工程学》授课对象：安全工程专业本科生教学时数：36学时（32学时授课，8学时实验）使用教材：《安全人机工程学》安全工程专业十一五规划教材王保国主编机械工业出版社出版参考教材：1、《安全人机工程学》欧阳文昭廖可兵主编中国劳动与社会保障出版社出版2、《安全人机工程学》李红杰主编中国地质大学出版社4、《ERGONOMICS》 FerdlinandP.Beer 等主编，Taylor & France Inc.出版第一章绪论一、教学目标让学生了解安全人机工程学的发展历史，安全人机工程学的学科特点；明确安全人机工程学的研究任务、研究对象及其研究范围，安全人机工程学的基本研究方法。
二、教学内容（2学时）1人机工程学的起源和发展。
2安全人机工程学科定义。
3安全人机工程学的任务、研究对象以及其研究范围。
4安全人机工程学的研究方法三、教学重点1人机工程学发展历程中经历的三个时期；人机工程学经验期中的几项比较著名的研究试验。
2安全人机工程学的特点。
3安全人机工程学的研究对象和研究方法。
四、教学方式以工程问题为切入点，利用多媒体教学工具，采用启发式教学方法，引导学生的思路。
五、本章习题： 2, 3, 4, 6，7第二章人的基本特性一、教学目标让学生正确理解人的基本特性，熟练掌握人体几何参数的测量方法，掌握人的生物力学特性、生理特性。
掌握“测量基准面”、“ 静态测量”和“动态测量”等基本概念。
二、教学内容（4学时）1人的几何特性，人体测量的基础知识。
2人体测量数据的处理方法。
3人的感觉和知觉的特性。
4人的视觉特征。
5人的反应特性。
三、教学重点1人体的一部分主要参数的计算，人体静态尺寸以及人体一些常用生理参数的基本计算方法。
2五种常用的统计函数与人体测量数据的修正原则和选用原则。
3人的感知反应的基本过程，感觉和知觉的基本特征。
4人的视觉的基本参数，常见的视觉现象，视觉损伤视觉疲劳，视觉的运动规律。
5反应时间的概念，影响反应时间的因素以及及减少反应时间的途径。
《安全人机工程学》课件第1章 绪论
1.3.2 安全人机工程学的主要任务 安全人机工程学的任务是为人机系统设计者提供系统安全性设计，特别是确保人员安全的理论、方法、准则和数据。建立合理而可行的人机系统，更好地实施人机功能分配。更有效地发挥人的主体作用，并为劳动者创造安全、舒适的环境，实现人机系统“安全、高效、经济”的综合效能。
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1.3.3 安全人机工程学的研究内容 人机系统中人的各种特性； 人机功能分配； 各类人机界面； 工作场所和作业环境； 安全装置； 人员选拔问题； 人机系统的可靠性； 人机系统总体安全性设计准则和方法以及安全性评价体系和方法。
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1.1.2 其他相关学科的概念 1. 人—机—环境系统 人—机—环境系统是由人、机（或计算机）和环境组成的一种复合系统。 2.人—机—环境系统工程
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图1-1 人—机—环境系统工程研究内容
安全人机工程学侧重于安全卫生，立足于人机结合面上，在最大限度保障人们的安全健康与舒适的前提下，尽量提高工作效率； 效率人机工程学侧重于工作效率，立足于设备的效应，在最大限度发挥设备效应以提高工作效率的前提下，给劳动者创造安全卫生的劳动环境。
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1.4.1 学科体系 《学科分类与代码》GB/T 13745－2009 安全科学技术（620） 安全人体学（620.25） 安全人机学（620.25.30）
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1.4.2 人机工程学研究的方法 测量方法 模型工作方法 调查方法 数据的处理方法
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1.4.3 人机工程发展新趋势 绿色设计 虚拟现实技术 数字化人机工程
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1.1 安全人机工程学概述 1.2 安全人机工程学的形成与发展 1.3 安全人机工程学的主要任务和研究内容 1.4 学科体系及研究方法
学习目标： 掌握人机系统、人机工程和安全人机工程的概念； 了解安全人机工程学的形成与发展； 明确安全人机工程的研究内容及研究方法。
安全人机工程学教材
安全人机工程学教材第一章：人机工程学概述1.1 人机工程学的定义和目标1.2 人机交互的重要性1.3 人机工程学的基本原理和方法第二章：人机界面设计2.1 人机界面的定义和功能2.2 人机界面设计的基本原则2.3 人机界面设计的常见方法和工具第三章：用户认知与信息处理3.1 用户认知过程与心理模型3.2 用户信息处理的特点和限制3.3 如何优化人机交互过程中的信息传递与理解第四章：任务分析与用户建模4.1 任务分析的基本概念和方法4.2 用户建模的目的和步骤4.3 如何运用任务分析与用户建模提高系统安全性第五章：人机交互设计原则5.1 可用性与可控性的平衡5.2 反馈与确认的重要性5.3 设计易于学习与记忆的界面第六章：界面评估与测试6.1 界面评估的目的和基本原则6.2 如何进行用户测试和可用性测试6.3 如何根据测试结果改进人机界面设计第七章：安全人机工程学7.1 安全人机工程学的概述和意义7.2 安全人机界面设计的要求7.3 安全人机工程学在系统安全性方面的应用第八章：用户认证与授权8.1 用户认证与授权的概念和目的8.2 常见的用户认证与授权技术8.3 如何设计安全可靠的用户认证与授权系统第九章：错误处理与紧急情况响应9.1 错误处理的重要性与原则9.2 如何设计有效的错误提示与解决方案9.3 环境监测与紧急情况响应的设计考虑第十章：人机界面的可持续发展10.1 人机界面的可持续发展的概念和挑战10.2 设计绿色人机界面的方法与原则10.3 可持续发展对人机工程学的影响和意义附录：人机工程学案例分析通过对实际案例的分析，探讨人机工程学在安全设计、用户体验和系统可靠性方面的应用。
参考资料提供相关的学术文献、经典著作和实践案例，供读者深入了解和学习人机工程学的相关知识和技术。
该教材将介绍人机工程学的基本概念、设计方法和应用技术，并特别关注安全人机工程学的理论和实践。
读者将通过学习本教材，了解如何将人机交互过程中的安全性纳入设计考虑，并掌握评估与测试人机界面安全性的方法。
人机工程学课程教案
人机工程学课程教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释人机工程学的定义和研究领域强调人机工程学在现代工程设计中的重要性1.2 人机工程学的历史和发展介绍人机工程学的发展历程和重要里程碑讨论人机工程学的发展趋势和未来展望第二章：人的因素2.1 人的能力与限制讨论人的感知、认知、运动和情绪能力分析人的生理和心理限制2.2 人机交互介绍人机交互的基本原理和方法探讨人与计算机、的交互方式和技术第三章：机器和人机系统设计3.1 系统设计原理介绍系统设计的基本原则和方法强调人机系统的整体性和兼容性3.2 界面设计讨论界面设计的目标和要求分析不同类型界面的设计方法和实例第四章：人机工程学应用案例分析4.1 汽车人机工程学分析汽车驾驶舱设计和操作界面的人机工程学应用讨论汽车安全系统和智能驾驶技术4.2 工业与人机协作介绍工业的基本原理和应用领域探讨工业与人机的协作模式和安全性第五章：评估与改进5.1 人机工程学评估方法介绍人机工程学评估的方法和技术强调评估过程中的数据收集和分析方法5.2 人机工程学改进策略讨论根据评估结果进行人机工程学改进的策略和方法强调持续改进和人机工程学的实践应用第六章：环境因素与人机工程学6.1 环境对人的影响分析温度、噪声、振动等环境因素对人的影响讨论人在不同环境下的工作能力和舒适度6.2 环境设计与人机工程学介绍环境设计的基本原则和方法探讨环境设计在提高人机系统性能方面的作用第七章：人机工程学在产品设计中的应用7.1 产品设计原则介绍产品设计中的人机工程学原则强调产品设计应以人为中心7.2 产品设计案例分析分析生活中常见产品的人机工程学设计案例讨论产品设计中的创新与实践第八章：人机工程学在工程管理中的应用8.1 工程管理与人机工程学介绍工程管理中的人机工程学应用强调人机工程学在提高工程管理效率和安全性方面的作用8.2 工程管理案例分析分析工程管理中人机工程学应用的案例讨论工程管理中的挑战与解决方案第九章：人机工程学在安全与健康中的应用9.1 安全与健康中人机工程学的作用分析人机工程学在安全与健康领域的作用强调人机工程学在预防事故和提高工作舒适度方面的意义9.2 安全与健康案例分析分析人机工程学在安全与健康领域应用的案例讨论如何通过人机工程学提高工作场所的安全性和健康性第十章：未来挑战与发展方向10.1 技术发展对人机工程学的影响讨论新兴技术如、虚拟现实等对人机工程学的影响分析技术发展对人的能力、限制和需求的改变10.2 人机工程学的未来发展展望人机工程学的未来发展趋势和挑战强调人机工程学在推动可持续发展和创新中的重要作用重点和难点解析重点环节：1. 第一章绪论中的课程介绍和人机工程学的历史和发展。
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32
2
人机系统的概念
概念
人、机器、环境构成的系统
33
3
人机系统的要素
飞机驾驶室
人机系统三要素
驾驶的人 仪器设备、操作手柄 窗外的环境
34
3
人机系统的要素
信息控制室
信息传递
分析人机系统表面固化思维
系统工作下涵盖的要素
35
3
人机系统的要素
焊接作业
涵盖的环境因素有哪些？
取决于工作放置于哪种环 境之中
课程教学目标 课程基本内容
23
随堂小测
【单选题】下列不属于安全人机工程学的研究范畴的是? A “人”与“机器”之间的关系 B 导致作业人员伤害的不利因素及作用机理 C 安全管理与人因失误之间的作用关系及机理 D 对人机系统进行安全分析与评价 正确答案：C
24
随堂小测
【多选题】安全人机工程学涉及下列哪些学科? A 心理学 B 生理学 C 机械工程 D 建筑学 正确答案：ABCD
正确答案：对
48
安全人机工程
49
目
录
01 安全人机工程学的发展简史
50
1 安全人机工程学的发展简史
三个阶段 原始人机关系
经验人机关系 科学人机关系
51
1 安全人机工程学的发展简史
原始人机关系 座椅的背部支撑 座椅的扶手部分
52
1 安全人机工程学的发展简史
原始人机关系 利用人和机器的关系进行设计
45
随堂小测
【多选题】安全人机工程学是人机工程学的一个重要分支，它以_______为目标、 以_______为条件。
A 安全 B 环境 C 工效 D 绩效 正确答案：AC
46
随堂小测
【填空题】在人机系统中,人机界面的概念是指人与机器进行____的界面。
正确答案：信息交流
47
随堂小测
【判断题】安全人机工程学是运用人的生理学、心理学和其它有关学科知识， 使机器和人相互适应,创造舒适和安全的工作条件，从而提高工效的一门科学。
安全人机工程学——是人机工程学的一个分支
安全人机工程学 人机工程学
以安全为目标、以工效为条件 以安全为前提、以工效为目标
43
人机工程学定义
小 人机系统的概念 结 人机系统的要素
人机界面的概念 安全人机工程学的于人机工程学研究的是 A 研究人的特性 B 研究人和机器的相互作用 C 研究目标以人的健康和舒适为前提 D 研究安全管理理论与方法 正确答案：ABC
36
3
人机系统的要素
汽车
涵盖的环境因素有哪些？
人：乘客、驾驶员 环境：空间环境、外部环境 机器：驾驶相关的仪器仪表、乘客
涉及的座椅
37
4
人机界面的概念
概念
人机系统中，人与机器进行信息交流的界面
38
4
人机界面的概念
人和机器如何交流
人体的操作部件：手、脚
机器的反应：感觉器官接受
获得的信息：大脑接受分析
录
03 人机系统的要素
04 人机界面的概念
05 安全人机工程学的定义
29
1
人机工程学的定义
定义1
研究各种工作环境 人的因素
机器
环境
相互作用
人的工作、生活
工作效率
人的健康
30
1
人机工程学的定义
定义2
运用人的
生理学
心理学
其它有关学科
创造舒适和安全的工作条件
31
1
人机工程学的定义
1人 2 人和机器的相互作用 3 以人的健康和舒适为前提
8
研究“人”与“机器”之间关系
工作3-4小时
常年工作
肩颈劳损
腰肌劳损
9
研究“人”与“机器”之间关系 研究导致作业人员伤害的不利因素及作用机理 研究预防与消除不利因素的方法 对人机系统进行安全分析与评价
10
一门学科交叉融合的课程
人 机械 作业空间
心理学、生理学 机械工程 建筑学
11
工程应用型课程 课程学习 掌握的知识应用于解决工程中人机系统问题 分析问题— — — — 逻辑性 解决方案— — — — 合理性性
12
不同于
数学
物理
力学
化学
从人机工程学得到的解决方案常常不是唯一 要学会分析合理性
13
大量阅读 有利于理解各学科之间的关系 理解相关的知识、融合相关知识
14
调整思维 逻辑推理 演算分析
创意设计 文字表达
提出合理解决方案
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掌握安全人机工程学的基本概念和理论
安全人机系统内涵
深
人的特征与安全的关系
18
人的因素
人体测量学
生理学
心理学
人的作业疲劳
人的可靠性
19
机的因素
机械基本结构
机械危害因素
机械设备可靠性
人机界面
控制器设计原则 显示器设计原则
20
空间环境
环境因素 光环境
光环境
21
人机系统事故分析及评价
人机系统事故分析 人机系统安全设计 人机系统安全评价
22
课程任务
小 课程特点 结 课程学习方法
25
随堂小测
【填空题】安全人机工程学以____、____、____为三要素构成的人机系统为研 究对象。
正确答案：人；机器；环境
26
随堂小测
【判断题】安全人机工程学以安全、高效、经济为主要评价要素,以系统科学 和人体科学的理论为基础。
正确答案：对
27
安全人机工程
28
01 人机工程学定义
目
02 人机系统的概念
53
1 安全人机工程学的发展简史
原始人机关系
保证拿容器时候的安全
54
1 安全人机工程学的发展简史
原始人机关系 人和工具之间的关系
55
1 安全人机工程学的发展简史
经验人机关系
肌肉疲劳试验
1884年德国学者莫索对作业的人体通微电流，随着人体疲劳程
刻
领
悟
人机系统功能与关系
人机匹配与安全高效的辩证关系
16
掌握安全人机工程学的基本概念和理论
人与机的可靠性
扎
显示器、控制器设计原则
实
掌
握
作业空间设计要求
安全人机系统设计原则
17
掌握安全人机工程学的基本概念和理论
理解人机系统事故产生机理
基
了解人机系统事故发展规律
本
具
备
人机系统安全设计及事故控制
能够进行人机系统安全评价
做出的反应：分析操作结果
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4
人机界面的概念
人和机器如何交流
人机交流的界面
有形的界面 无形的界面
40
4
人机界面的概念
人和机器如何交流
人机交流的界面
有形的界面 无形的界面
41
5
安全人机工程学的定义
人机工程学
从安全的角度，运用人机工程学的原理和方法去解释人机 结合面的安全问题的学科
42
5
安全人机工程学的定义
安全人机工程
1
01
绪论
02
安全人机工程学概述
03 安全人机工程学的形成与发展
2
01 课程简介
目
录
02 安全人机工程学概述
03 安全人机工程学的形成与发展
3
1
人
2
机器
3
环境
4
1
安全
2
经济
3
高效
5
人 机 器
6
7
研究“人”与“机器”之间关系
工作3-4小时后的工 作状况？
常年从事这样的工作， 他的身体会出现什么 不适？