第1章 人机工程学概论

第一章：人机工程学概论
第5节：人机工程学与工业设计 5.1.学科体系 5.2.人机工程与工业设计 5.3.课堂讨论：人机工程与工业设计时是否有密切联系。
5.1人机工程学学科体系
人机工程学
技术科学 生理学 环境保护学
工业设计 人 体 科 学
心理学 工程设计 劳动卫生学 安全工程 人体测量学
环境医学 环境卫生学 环境心理学 环境检测学
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举车床设计为例
车床里的传动系统、各种机构、材料及热处理、 润滑系统，电动机及电路系统、床身、底座和其他零
部件的刚、强度，等等;
车床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、 操作方向、照明系统和刻度盘等标识系统等等; 车床的造型和色彩设计;
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2.人机合理分工 （1）分工的原则：发挥人与机器各自的优势。 （2）影响人机分工的因素：第一，科技进步，使机器能承 受的功能日益扩大，例无人驾驶机的研制。第二，社 会，经济条件对人机分工有很强的制约作用。 3.人机关系： 优良的人机关系应该是机宜人和人适机两个方面的结 合。机宜人：器物设计要适合解剖学，生理学心理学 等各方面人的因素。人适机：充分发挥人的能动性， 可塑性，创造性，通过学习训练提高技能，使人机系 统更好发挥效能。
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第2节.日常生活中人机学问题的巡视 1.公共卫生间-宜人性 2.楼道宜人性 3.学校图书馆-设计心理学 4.叫壶-人机界面 5.书包-人体解剖学 6.剪刀-宜人性 7.漫画-设计心理学 8.机械设备-宜人性
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第2节.日常生活中人机学问题的巡视 引用例子的目的： （1）人机学问题广泛存在，学习本课程很重要。 （2）通过例子的引导，使学生们在学习的过程中，结合 每章每节的内容，随时随地留意自己生活中的所见所闻， 从中发现和思考人机问题，这对学好人机学这门实践性的 课程很有好处，也是一个设计师优良职业习惯和素质的养 成过程
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课后作业:
产品速写，5张，A4纸，纸张下方中间用1，2，3„„ 进行排序，在左上方写上姓名，例如070506101陈杰1， 070506101陈杰2， 070506101陈杰3„„ 。
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在研究目标上：提高工作效率和质量；满足人们的价值需要。 在研究内容上：着重研究在工作和日常生活中所用到的产品、设备、 设施、程序与环境之间的相互关系。 在研究方法上：对人的能力、行为、限制和特点等相关信息进行系统 研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中。
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第1章：人机工程学概论
第1节：人机工程学的命名和定义
1.1.引例—人机工程学的思想萌芽源远流长 1. 花和尚鲁智深五台山吃酒醉打山门„„ 2. 西安半坡遗址中的各种器具,马王堆 3. “三国演义”张飞“身高八尺，惯使一条仗八蛇矛能在百万军中直取 上将咽喉”
结论： 器物要和人的各种因素相适应—现代人机工程学的基本思想和学术理 论的简洁表述。 人机学的基本思想—器物要和人的各种因素相适应—在一定程度上属 于人们一种“自发的思维倾向，本能的行为方式”。 关于人造物应该适应人的因素，除了人体尺寸，人的体能，人的体力 等生理条件外，还包括人的感知，认知，情感，精神，心理，社会等 更多更深的方面。
（2）由于可持续发展理论的渗透，现今人机学的学科思
想也正经历着又一次新的演进，可持续发展理论下的设计 观有节能设计，再生设计，生态设计等。保护生态环境， 人与自然保持持久和谐，设计伦理回归到中国古代“天人 合一的”理念：人机环境未来和谐统一。
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3.3人机工程学的学术团体与教育 1.国际学术团体及主要活动 （1）各主要工业国的学术团体及其活动
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最权威最全面的定义
国际人机工程学学会IEA－ International Ergonomics
Association 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、家庭中和闲暇时怎样考虑人的工作效率、健康、安全、 舒适的问题的学科。
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2.我国的学术团体及其主要活动 （1）中国人类工效学学会（Chinese Ergonomics Society）1989年6月30日成立，中国科学技术协 会下的一级学会 （2）中国人类工效学标准化技术委员会
3.人机工程学的专业教育
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第4节：人机系统与人机工程设计 4.1人机系统与人机界面
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3.向民用品等广阔领域延伸—人机学的发展和成熟（现代人机学）
（1）20世纪50，60年代以来，人机学的研究和应用迅速延 伸到民用品等领域。
（2）20世纪50，60年代以来，人机学的学科思想在继承中 又有新的发展。设计中重视人的因素固然是正确的原则， 但若单方面地过于强调机器适应于人，过于强调让操作者 “舒适”“付出最小”在理论上也是不全面的。例：阿波 罗登月舱设计。
环 境 科 学
人体力学
系统工程 机械工程 管理工程
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5.2人机工程学与工业设计
1.为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参 数 2.为工业设计中考虑“物”的功能合理性提供科学 依据 3.为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 4.为进行人－机－环境系统设计提供理论依据 5.为坚持以“人”为核心的设计思路提供工作程序。
两部著作所记载的，只是我们祖先创造成果的一部分而已， 实践出智慧，需求促灵感。
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第1章：人机工程学概论
分金炉清锈清底
铸钟铸鼎
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3.2人机工程学的起源和发展 现代不少社会科学和自然科学的理论，在古代文明 中都有过孕育和萌芽，但不能说明古代就有了这些理论。 人机学也一样，古代纵有令人赞叹的器物，堪称精辟的论 述，但与建立一门完整的学科是两码事，区别在于： ⑴一种观念，没有升华成理论，不具有对一般事物的指导 意义。 ⑵仅有处理一种事物的方法，观念，没有对一般事物进行 科学系统的研究，未提出完整的原则，结论和数据资料。
2.人机工程学的名称： ⑴人类工效学，工效学，Ergonomics,出现最早，应用最广。 ⑵人的因素，Human Factors； 人因工程，Human Factors Engineering， 美国，东南亚，台湾 ⑶人类工程学，Human Engineering ⑷其它名称： 人机工程学，Man-Machine Engineering, 人—机—环境系统工程学，宜人性设计， 日本：人间工学。
1. 2.
3.
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1.2人机工程学的定义和命名 1.人机工程学的定义 ⑴美国人机工程学专家C.C.伍德： 设备设计必须适合人的更方面因素，以便在操作上付出最小 的代价而求得最高的效率。
⑵美国人机学及应用心理学家A.查帕尼斯：
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。
1.系统：指为了达到一定目标，由相互依赖， 起互动作用的若干部分所组成的一个整体。 2.人机系统：人与机器共同组成的系统。 人机系统内涵：人与机器协同去达到目标，完 成任务
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3.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，控制器称为人机界面；机器上与人的操作 有关的实体部分也是机器的人机界面。 要点：（1）机器的某一部分（2）最后一句不可忽略
①人机学会建立：英国，1950，联邦德国，1953，美国，1957， 前苏联，1962，法国，1963，日本，1964.
②英国人机工程学会1957年发行“ERGONOMICS” ③Baidu Nhomakorabea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）IEA1960年建立，1961年举行第一次会议，三年举行一次， 1982年第八届东京会议800多人参加，中国受邀参加。 （3）国际人机学标准化技术委员会，1957年建立。
①1979年美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站事故； ②1984年12月4日美国联合碳化物公司杀虫剂工厂有毒 物质泄漏，4000人死亡，20000人受伤； ③1986年苏联切尔诺贝利（乌克兰的一座城市）核电站事 故,300人死亡； ④1989年美国菲利普斯石油公司塑料工厂在一场爆炸中 夷为平地。
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人机工程学
单位：艺术设计学院 主讲：毕海龙
目录
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 人机工程学概论 人体测量与数据应用 人体感知与运动系统 显示装置设计 操纵装置设计 工作台椅与工具设计 作业岗位与空间设计
第1章 人机工程学概论
第1节：人机工程学命名和定义
第2节：日常生活中人机工程学问 题的巡视 第3节：人机工程学的起源和发展 第4节：人机系统与人机工程设计 第5节：人机工程学与工业设计
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1.对劳动工效的苛刻追求—人机学的孕育（传统人机学）
（1）美国工程师F.W.泰勒，1898年“铁锹作业实验” 三专题：体能合理利用；合理作业姿势；作业时间研究。
（2）吉尔布雷斯夫妇，“砌砖作业实验”，他们的研究延伸到了 设备布置，工作场所设计。 “疲劳研究”（1919）被认为是美国“人的因素”研究的先驱。
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4.2人机工程设计 1.人机工程设计与其它设计的区别：简要说，人机工程 设计的对象是人机界面，设计涉及解剖学，生理学， 心理学等人的因素，要达到的目标是生活，工作的舒 适安全高效。例如车床。 课堂讨论：产品的哪些部分属于人机工程设计的对象， 哪些部分不属于人机工程设计的对象。相机，电话机， 洗衣机，汽车
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课后思考题 1.IEA关于人机工程学定义？ 2.人机工程学的发展经历了哪几个阶段？每个阶段的特点？ 3.人机界面的定义？要点？ 4.阐述什么才是优良的人机关系？ 5.学好工业设计这个专业应具备的基本素质？
⑴设计表现：手绘（设计速写，手绘效果图），电脑效果图 ⑵市场调研，资料积累 ⑶创意 ⑷一些工科知识，例如材料，力学，电工学，机械学等。 ⑸人机工程
⑶这一阶段工作的意义：
提高工效的观念不再是一种自发的思维倾向，它开始建立在科 学实验的基础上，具有现代科学的形态。
⑷核心：最大限度的提高人的操作效率 ⑸人机关系：要求人适应于机器，以机器设计为核心。 ⑹研究目的：选拔和培训操作人员，与现代人机学南辕北辙，存
在对立。
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2.二战中尖锐的军械问题—人机学的诞生（科学人机学） （1）例：先进战机未能打胜仗。 结论：①一味追求飞机性能的优越，不能与使用人的生理机能相适配， 是设计方向的歧途和误区②人的各项生理机能有一定的限度，并非通 过训练就能一再突破。 （2）飞机问题擦亮了人的眼睛，再去考察其它的武器和民用产品，类 似的问题普遍存在。例，入侵苏联的德军的军械。 （3）从第二次世界大战到战后初期，各国科技界加深了这样的认识： 器物设计必须与人的解剖学，生理学和心理学相适应。这就是现代人 机学产生的背景。 1947，英国海军部成立了一个研究相关课题的交叉学科研究组 1948，英国人莫雷尔建议构建一个心的科技词汇“Ergonomics” (4)与人机学的孕育期比，学科思想完成了一次重大转变，从以机器为 中心转变为以人为中心，强调机器的设计应适合人的因素。
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第3节：人机学的起源和发展 3.1中国古籍中的卓越论述 1.“考工记”最古老的科技汇编名著，出现于2400年前的 战国，联合国教科文组织翻译成6种工作文字。 有关兵器的两段。 2.“天工开物”明代科学家宋应星，插图丰富。 作业场景中，工作姿势自然舒展，表示劳动工具，生产设 备与人体尺寸相适应。
（3）与人机学建立之初强调“机器必须适合人的因素”不 同，IEA定义阐明的观念是，人机系统的优化，人与机器 应该相互适应，人机之间应该合理分工。人机学的理论至 此趋于成熟。
第1章：人机工程学概论
4.对工业文明的反思和可持续发展—人机学的更高阶段
计 算 机 、 灾 难 重 新 认 识 阶 段
（1）历史事件