人机工程学 第1章 绪论
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。
人机工程学绪论[1]
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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。
人机工程学1绪论
第一章 绪 论
§1 人机工程学的命名及定义 §2 人机工程学的起源与发展 §3 人机工程学的研究内容与方法 §4 人机工程学的学科体系及应用领域
2020/2/27
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绪论
§1 人机工程学的命名及定义
一、人机工程学的命名 二、人机工程学的定义
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绪论
一、人机工程学的命名
美国：Human Engineering 人类工程学 Human Factors Engineering 人类因素工程学
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； 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。
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绪论
近期国内外人机工程学研究的方向： 工作负荷研究，包括体力活动、智力活动、工作紧张等因 素引起的生理负荷和心理负荷。 工作环境的研究，包括各种工作环境条件下的生理效应， 以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等因 素的人机工程学的研究。 工作场地、工作空间、工具装备的人机工程学的研究。 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。 计算机设计与人机工程学研究。 工作成效的测量与评定。 机器人设计的智能模拟等。 人- 机- 环境系统中心理学的研究。
在产品构思和设计阶段， 即考虑降低能耗、资源重复 利用和保护生态环境
考虑可拆卸、易回收、无 毒副作用及产生最少废弃物
为需求和环境设计，满足 可持续发展要求
绿色产品或绿色标志产品
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绪论
绿色设计的基本特征
环境协调性——产品开发与使用的过程中，对人类生态环境 与资源环境的协调有益程度。将环境问题与产品性能、造 型设计等共同考虑
人机工程学绪论
《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。
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
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，… 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。
2、实测法
3、实验法
4、模拟和模型实验
5、计算机数值仿真
6、分析法 瞬间操作、知觉与运动、动作负荷、频率、 危象、相关分析等。 7、调查研究法 简单访问、专门调查、精细评分、心理与生 理判断等。
§1-4人机工程学与鞋靴设计
一、人机工程学与其他学科的关系 人机工程学是一门边缘学科（交叉学 科）也是一门应用型学科。 所以它与很多学科多有联系。联系的 深度因具体课题不同而不同。
人机工程学与其他学科的关系
二、人机工程学与鞋靴设计
1. 引例
2.视频
2.工作对象和目标的一致性
工业设计或艺术设计，与工程设计或技术 设计对比有什么不同呢？ 有一种回答是这样的：工程设计（或技术 设计，下同）以处理“物与物”之间的关 系为主，而工业设计（或艺术设计，下同） 则以处理“人与物”之间的关系为主。
人机工程学 第一章
4、第三次产业革命（1945——）：（以电子技 术的广泛应用为主要标志）
二战后，人机工程的研究中心转移到装 置设计方面。
二战前：人通过选拔训练适应机器。 二战后：机器设计适应人体因素。
于是生理学家、心理学家、医生和工程 技术人员共同研究解决武器和装备的最 优化设计，促进了人机工程学的形成和 发展。
3、学科内容
综合性强 涉及学科门类多——生理学、心理学、
行为科学、机械学、计算机科学、医学 ......
人机工程学学科体系
人机工程学
环境科学 人体科学
技术科学
生理学 心理学 劳动卫生学 人体测量学 人体力学
工业设计 工程设计 安全工程 系统工程
环境保护学 环境医学
环境卫生学 环境心理学 环境检测学
花生包装袋：“注意！内装有花生！”
儿童止咳药： 服药后不要开车， 也不要操作重型机械。
日本制造的某种食品加工机： 不得用于其它用途。
安眠药：注意！该药可能会导致疲倦。
飞机上的花生包装袋：“食用说明：打开包 装袋，然后食用。”
仿超人的服装：穿上这件衣服也不会让你飞 起来。
婴儿车：折叠幼儿车前，先把婴儿抱出来。
赖维铁：人机工程学是运用生理学、心理学和 其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创 造舒适和安全的环境条件，从而提高工效的一 门学科。（《人机工程学》）
钱学森：人机工程是一门非常重要的应 用人体科学技术，它专门研究人和机器 的配合，考虑到人的功能能力，如何设 计机器，求得人在使用机器时整个人和 机器的效果达到最佳状态。（《系统科 学、思维科学与人体科学》）
容易出差错；如果有时间和精力，可以 处理意外事件，自我维护力强。
通信 效率ຫໍສະໝຸດ 只能用预定方式通信需外加功率；简单作业速度快、准确，新机械从设 计、制造到运转需要时间；即使坏了也不要紧
第0章 人机工程学绪论
二、学科的研究方法 测量人体各部分静态和动态数据； 调查、询问和直接观察人在作业时的行为和反应特征； 对时间和动作的分析研究； 测量人在作业前后及过程中，心理和生理的动态变化； 观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题；
分析差错和意外事故的原因；
进行模型试验和电计算机进行模拟实验；
应用数字和统计学方法找出个变数之间的相互关系；
对使用者的意见和建议进行简单访问、专门调查、精细评分等系列的评比判断方法。
第四节 人机工程学体系及其应用领域
一、学科的体系
人机工பைடு நூலகம்学
人体测量学 人体力学 环境保护学 技术科学 环境医学
人 体 科 学
生理学
心理学
劳动卫生学
工业设计
工程设计 安全工程 系统工程 机械工程
环境卫生学
环境心理学 环境监测学
人机工程学
概 论
第一节 人机工程学命名及定义
人机工程学 (Man-Machine Engineering)：
人机工程学 是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。
它是一门研究和应用范围极为广泛的综合性边缘性学科。 该学科有如下特点：
命名多样化
一、学科命名
美国：
定义不统一
边界较模糊
综合性很强
应用范围广
主要特点
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，在人机关系上适宜选择和培训操作者为主，使人适 应于机器。
科学人机工程学（第二次世界大战期间） 主要研究内容
逐步认识到在任何机器的关系中，“人的因素”在设计中是不能 忽视的一个重要条件；
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、心理学等、人体测量学、生物力学等科学方面的 知识。
《人体工程学》教学课件——第1章 绪论
Chapter 1 绪论
▪ W.B. Woodson则认为人机学研究的是人与机器相 互关系的合理方案，亦即是人的知觉显示、操纵控 制与人机系统的设计及其布置和作业系统的最佳组 合，其目的在于获得最高的效率，并使工作人员在 作业时感到安全和舒适。
▪ 日本的学者认为：工效学是根据人体解剖学、生理 学、心理学等特性，了解并掌握人的作业能力和极 限，让机器、工作、环境、起居条件等和人体相适 应的科学。
1
《人机工程学》课件
▪ 内容简介 CHAPTER 1 绪论 CHAPTER 2 人体测量及测量数据的应用 CHAPTER 3 人的生理与心理特征、作业能力与疲劳 CHAPTER 4 人机界面的工效学设计 CHAPTER 5 作业环境的工效学设计和改造 CHAPTER 6 人机系统的设计与评价
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Chapter 1 绪论
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Chapter 1 绪论
▪ Domains of specialization within the discipline of ergonomics are broadly the following:
▪ Physical ergonomics ▪ Cognitive ergonomics ▪ Organizational ergonomics
引言
▪ 人机工程学又称工效学是一门新兴的综合性边缘学 科。它有“起源于欧洲，形成于美国”之说，应用 范围极其广泛。
▪ 它通过综合运用生理学、心理学、卫生学、人体测 量学、社会学、经济学和工程技术等知识，研究生 产系统中人、机器与环境之间的相互作用和人机 系统绩效问题。（参教材P1）
▪ 由于各国学者所研究的具体内容和目的不同，因而 出现了各种不同的名称和定义。
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1.第一章人机工程学绪论
7、阴极射线管
● 阴极射线管（CRT）是德国物理学家布 劳恩（Kari Ferdinand Braun）发明的， 1897年被用于一台示波器中首次与世人见 面。
● 电视机
● 计算机
8、液晶显示器
● 虽然液晶早在1888年就已经被奥地利植 物学家Frederich Reinitzer所发现，但是 人们直到1977年才将其用作显示用途。
● 今天在许多场合我们都会用到磁卡，如在食堂 就餐，在商场购物，乘公共汽车，打电话，进入 管制区域等等，不一而足。
● 信用卡
● 智能卡
5、交通指挥灯
● 交通指挥灯是非裔美国人加莱特.摩根在 1923年发明的。
● 铁路上使用的信号只有一种命令：通行。 公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很 大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。
1.1 人机工程学在国内外的研究现状 1.2 人机工程学定义 1.3 人机工程学历史与发展 1.4 人机工程学研究方法 1.5 人机工程与工业设计 附录1：baddesign 附录2: 20世纪最伟大的10种人机界面装置
1.1 人机工程学在国内外的研究现状
美国：研究性+实用性 英国：实用性研究（ergonomics） 苏联：标准化 日本：感性工学 中国：
（3）实验法（统计推测）
实验法是人机工程学最常用也是最基本的方法。妥善 控制其他若干变量，系统地改变某个变量A，观察A的 系统变化对另一变量B的影响。A为实验变量，B称为 因变量。
实验变量：就是自变量。
Y=f（xi） i=1,2,3,…,n 控制变量：其实就是环境的干扰因素。
样本：样本是一个典型的统计学概念，从群体的总数 中，以随机或其它方法选取一部分作为被试，这样的 被试叫做样本。
人机工程学 第一章 总论
西安工程大学
人机工程学
第二节 人机工程学的起源与发展
• 我国的人机工程学研究起步较晚， １９３５年陈 立和周先庚等在中央研究院和清华大学研究过工作 疲劳、劳动环境等问题。６０年代对铁路信号、飞 机仪表也做过人体工程学方面的研究，由于１０年 动乱中断。１９８５年成立了中国人类工效学标准 化技术委员会和心理学会工业心理学专业委员会。 １９８４年国家科工委成立了军用人－机－环境系 统工程标准化技术委员会。１９８９年成立了“中 国人类工效学学会”。近年人体工程学的研究在我 国许多领域已经取得了显著的发展。但是，与先进 国家比较，人机工程学基础理论、方法论以及成果 的应用还有相当大的差距。人机工程学思想的教学 和科普工作必须加强。
• 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，同时也给该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，
使学科走向成熟。
• 这一阶段，人机关系的特点：通过选拔与培训，使工 人适应机器。
• 其工作的重要意义在于，提高工效的观念从此不再是 一种自发的思维倾向，它已开始建立在科学实验的基 础上，具有现代科学的形态。
西安工程大学
人机工程学
第二节 人机工程学的起源与发展
• 二、科学的人机工程学(诞生阶段)
• 这一阶段又称为人机工程学的诞生和成长阶段。大致 是从第二次世界大战开始及战后的十几年。由于军事 方面的需要，人机关系的研究，结合了生理学、心理 学、人体测量学、生物力学等学科方面的知识。
第1章人机工程学[1]
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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]
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]
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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。
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
人机工程学PPT演示课件
ERGONOMICS MAN—MACHINE ENGINEERING
HUMAN FACTOR HUNMAN ENGINEERING
1
第一章 概论 一 、 人机工程学的起源与发展 二 、人机工程学的命名与定义 三 、人机工程学与艺术设计的关系 四 、案例研究
2
二、 人机工程学命名与定义
92
年龄影响：
超过25岁，对 15000Hz以上 频率的听觉灵 敏度逐年下降。
人的感知觉特点——听觉
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人的感知觉特点——听觉
2、声音的心理度量——响度级 • 响度级：声波的心理度量。
单位：phons 响度即综合考虑声压、频率对人听觉系统的影响。
94
四 、 躯 体 感 觉
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人的感知觉特点——躯体感
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人体尺寸与作业空间
·常用的百分位 主要有以下三个：5%、50%、95%。
5%：小百分位，5 %的人的人体尺寸小于此 值，95%的人的人体尺寸大于此值。
50%：中等百分位，50%的人的人体尺寸小于 此值，50 %的人的人体尺寸大于此值。
95%：大百分位，95 %的人的人体尺寸小于 此值，5%的人的人体尺寸大于此值。
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本章所要解决的问题：
一、感知觉特点 二、听觉 三、视觉 四、躯体感觉 五、化学感觉 六、显示设计——人的信息输入设计
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一 、 感 知 觉 特 点
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2、感觉的基本特性
适宜刺激 刺激阈 适应 相互作用 对比 余觉
人的感知觉特点
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3、知觉的基本特性
• 整体性 • 选择性 • 理解性 • 恒常性 • 错觉
.按使用人群分：儿童用椅、成人座椅、老年用椅等
人机工程学第一~二章
6、观察分析法
7、系统分析评价法：将人-机-环境系统作为
综合系统 国际工效学联合会（IEA，International Ergonomics Association）提出
二、人机工程学的一般研究程序
1、确定目标
2、收集资料。注意（1）广泛收集 （2）具有连续性和准确性
（3）科学整理
3、血液再分配
安静时，内脏多 作业时，肌肉多 4、血液成分：安静时，血糖100mg/100ml
轻度作业，血糖稳定 强度较大作业，血糖降低 到50mg/100ml时，停止作业 乳酸：安静时，10~15mg/100ml 中等强度，略增加 大强度可达100~200mg/100ml
第三节 劳动强度等级的划分
一、能量代谢：人体内
的能量产生、转移或消 耗 分三种：基础代谢量， 维持生命所必须的 安静代谢量， 维持某一自然姿势时的 能量代谢量， 作业时的 三种代谢量的关系
基础代 维持体 作业所 谢量 位所增 增加的 加的代 代谢量 谢量
安静代谢量 能量代谢量
1、基础代谢量
一、研究任务
1、人的工作：肌肉工作、感知工作、智能工
作 2、主要任务：对人-机-环境研究，建立实用 方案，使人舒适、安全、健康，提高人的能 力，提高工效
二、研究范围
1、产品应遵循的人机工程学标准
2、人、机器的合理分工及相适应的问题 3、人在操作环境中的工作成效问题
系统反应时（System Reaction Time，SRT）
记忆负荷（Memory Load，ML） 4、人对环境的生理、心理反应，创造舒适、
安全、健康的作业环境 5、人-机-环境系统的组织原则
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。
(建筑工程管理)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。
人机工程学 第1章 绪论
第1章 绪论
20世纪20年代， 心理技术学传入中国， 1935年我 国心理学家陈立出版了《工业心理学概观》， 这是我 国最早系统介绍工业心理学的专著。 该阶段人机关系 研究的特点是， 以机器为中心进行设计， 通过选拨和 训练， 使人适应于机器。 在此期间的研究成果为人机
工程学学科的形成打下了良好的基础。
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
了人机工程学的发展和进步。
第1章 绪论
60年代人机工程学研究的指导思想是将人、 机、 环境作为一个完整的系统， 使系统中的人、 机、 环境 获得最佳匹配， 以保证系统整体最优。 70年代以后， 在指导思想上有人主张应特别强调人类的基本价值， 特别强调在系统、 工具、 环境设计中考虑操作者的个
体差异， 让科学技术不仅在产品性能上能满足人类要
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
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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
第1章 绪论
1.2 人机系统
当今世界， 没有机器的帮助人们几乎不能达到自 己的目的。 但没有人的操作， 机器也不能自己工作。 人机系统的外延相当广泛， 工人用车床加工零件， 构 成了工人—车床人机系统； 人与工具、 人与桌椅等都 是人机系统。
第1章 绪论
人机系统之所以能够不断发展， 是由于人机系统 中人与机器能够互相补偿各自的不足。 因此， 任何一 个人机系统都需要解决人与机器的合理分工问题。 既然 人与机器在完成系统目标上有分工， 随之而来的就是人 与机器的信息交换问题——人机界面问题。 为了使系统 达到预期目标， 人机之间的信息交换必须保证准确、 迅速。 人机系统的改善， 不仅依赖工程技术人员对机 器进行改进， 使机器更适合于人体因素， 同时也依赖
求，
第1章 绪论
国际人机工程学会(IEA)1960年成立至今， 先后召 开了10届国际性会议， 英国、 美国、 德国、 日本、 法国等许多国家的人机工程学会均与IEA建立了联系。 1975年成立国际人机工程学标准化技术委员会 (ISO/CT—159)， 至1986年共制订8个标准草案或建议，
发布《工作系统设计的人机工程学原则》标准， 作为
第1章 绪论
有关资料表明， 近期内人机工程学的研究方向可
归纳为： 工作负荷研究(在体力、 脑力活动中和工作 紧张时， 人的生理和心理负荷的研究)； 工作环境研 究(一般工作环境和特殊工作环境中人的生理、 心理效 应)； 工作场地、 工作空间、 工作装备的人机工程学 研究； 信息显示特别是计算机终端显示中人的因素研 究； 计算机设计与使用的人机工程学研究； 安全管理 及人的可靠性研究； 工作成效的测量和评定； 机器人 设计的智能模拟等。
种基本类型。
第1章 绪论
1. 手工劳动系统 手工劳动系统由人和辅助机械或手工工具构成(见 图1 - 1),主要动力来源于人， 人既作为动力源又作为控 制者， 系统的效率主要取决于人。
第1章 绪论
图1 - 1 手工劳动系统
第1章 绪论
2. 半自动化、 机械化系统 该系统由人和机械设备或半自动化机械设备构成
于选择适当的操作者或对操作者进行有目的的训练。
第1章 绪论
因为某些特定的作业仅适合一部人。 这就是职业 选拨和训练对人机系统的贡献。 人的行为特性十分复杂， 因此有必要了解人的机 能， 才能使系统安全、 高效地运行。 可见人机系统是指人为了达到某种预定目标， 针
对某些特定条件， 利用已经掌握的科学技术， 组成的
第1章 绪论
19世纪末， 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。 这一阶段(大致从19世纪末到20 世纪30年代)， 在人与工具的关系以及人与操作方法的 研究方面， 最具有影响力的首推现代管理学的先驱——泰
勒(F.W.Taylor)。 1898年泰勒进入美国的伯利恒钢铁公
司后， 对铲煤和矿石的工具——铁铣进行研究， 找到了 铁铣的最佳设计以及每次铲煤或矿石的最适重量。
第1章 绪论
同时， 泰勒还进行了操作方法的研究， 剔除多余的不
合理的动作， 制定最省力高效的操作方法和相应的工 时定额， 大大提高了工作效率。 1911年吉尔布雷斯夫 妇(F.B.Gilbreth and L.M.Gilbreth)通过快速拍摄影片， 详细记录工人的操作动作后， 对其进行分析研究， 将 工人的砌砖动作进行简化， 使砌砖速度由原来的120块 /h提高到350块/h。 现代心理学家闵斯托博格 (H.Munsterberg)1912年前后出版了《心理学与工作效率》 等书， 将当时心理技术学的研究成果与泰勒的科学管 理学从理论上有机地结合起来， 运用心理学的原理和 方法， 通过选拨与培训， 使工人适应于机器。
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
后成立了人机工程学会， 德国的马克思—普朗克协会
人类工程学研究所、 英国的劳勃路技术学院、 美国的 哈佛大学等都开展了不少人机工程学方面的研究工作， 人机工程学原理也为许多工业设计师所采用。
第1章 绪论
20世纪60年代以后， 科学技术飞速发展， 电子计 算机应用的普及， 工程系统的进一步复杂及其自动化 程度的不断提高， 宇航事业的空前发展， 一系列新科 学的迅速崛起， 不仅为人机工程学注入了新的研究理 论、 方法和手段， 而且也为人机工程学提出了一系列 新的研究课题。 如核电站等重要系统的可靠性问题、 计算机的人机界面设计问题、 宇航系统的设计问题等 等， 拓宽了人机工程学的研究领域和应用范围， 促进
认识到， 只有当武器装备符合使用者的生理、 心理特 性和能力限度时， 才能发挥其高效能， 避免事故的发
生。 于是， 对人机关系的研究， 从“人适机”转入
“机宜人”的新阶段。 从此， 工程技术才真正与生理 学、 心理学等人体科学结合起来。
第1章 绪论
第二次世界大战结束后， 人机关系的研究成果广泛
地应用于工业领域。 1949年， 在默雷尔(Murrell)的倡导 下， 英国成立了第一个人机工程学科研究组。 翌年2月 16日在英国海军部召开的会议上通过了人机工程学 (Ergonomics)这一名称， 正式宣告人机工程学作为一门 独立学科的诞生。 1949年查帕尼斯(A.Chapanis)等人出版了《应用实验 心理学——工程设计中人的因素》一书， 总结了第二次世
了人机工程学的发展和进步。
第1章 绪论
60年代人机工程学研究的指导思想是将人、 机、 环境作为一个完整的系统， 使系统中的人、 机、 环境 获得最佳匹配， 以保证系统整体最优。 70年代以后， 在指导思想上有人主张应特别强调人类的基本价值， 特别强调在系统、 工具、 环境设计中考虑操作者的个
体差异， 让科学技术不仅在产品性能上能满足人类要
界大战时期的研究成果， 系统地论述了人机工程学的基
本理论和方法， 为人机工程学奠定了理论基础。 1954年 伍德森发表了《设备设计中的人类工程学导论》。
第1章 绪论
1957年麦克ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ米克(E.J.Mc Cormick)出版了《人类
工程学》一书， 该书相继被美国、 欧洲和日本等国广 泛采用作为大学教科书。 在这一阶段， 德国、 美国先
(见图1 2)， 人主要充当生产过程的控制者或操作者，
动力一般由机械系统提供。 这种系统中， 人与机械之间信息交换频繁复杂。
人通过感知生产过程中来自机械、 产品的信息， 经大
脑加工处理， 用控制手柄、 开关等装置实施对机械的 控制。
第1章 绪论
图1 - 2 半自动化、 机械化系统
第1章 绪论
3. 自动化系统 自动化系统由人和自动化机械设备构成(见图1 - 3)，
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，
第1章 绪论
20世纪20年代， 心理技术学传入中国， 1935年我 国心理学家陈立出版了《工业心理学概观》， 这是我 国最早系统介绍工业心理学的专著。 该阶段人机关系 研究的特点是， 以机器为中心进行设计， 通过选拨和 训练， 使人适应于机器。 在此期间的研究成果为人机
工程学学科的形成打下了良好的基础。
第1章 绪论
1.1.2 人机工程学发展简史
早在石器时代， 人类就学会了选择石块打制成可 供敲、 砸、 刮、 割的各种工具， 从而产生了原始的 人机关系。 此后， 在漫长的历史岁月里， 人类为了扩 大自己的工作能力和提高自己的生活水平， 便不断地 创造发明， 研究制造各种工具、 用具、 机器、 设备 等。 但是却忽略了对自己制造的生产工具与自身关系 的研究， 于是导致了低效率， 甚至对自身的伤害。
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
人机系统设计的基本方针。 此外， 许多国家设立了专 门的人机工程学研究机构。 英、 德、 美、 苏等国都
相继制订了本国的人机工程学国家标准。
第1章 绪论
目前， 人机工程学已被广泛应用于国防、 交通运