人机工程学研究方法

人机系统 机系统设计程序
系统中人是主要研究对象 阶段①
人机系统的组成（人和机两部分） 阶段②
人机界面（显示和控制系统） 计阶段③
系统中人和机的不同特点 计阶段④
辅助设计阶段⑤
系统评价阶段⑥
人
定义系统目标和参数来自百度文库系统定义 初步设
人机界面设 作业
人机系统的设计方法
人机系统的设计方法包括自成体系的设计思想和与之相应的设计技
人机工程学
2.1 科学的研究方法 第二章 人体工程学的研究方法
现代人体工程学的研究内容： 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。
系统中人和机的不同特点 计阶段④
辅助设计阶段⑤
系统评价阶段⑥
人
定义系统目标和参数 系统定义 初步设
人机界面设 作业
人机系统的设计方法
人机系统的设计方法包括自成体系的设计思想和与之相应的设计技
术，好的设计方法和策略使设计行为科学化，系统化。
①功能分配：比较分配原则 界面设计
③人机
剩余分配原则
经济分配原则
人机工程学与舒适生活
运用人机工程学，在一定条件的基础上，研究生活领域中的宜人性 问题，具有十分重要的意义。 日用工业品设计 现代工业设计对产品要求的总趋势是一种人性化的设计。 ①产品功能要适应人的使用要求（使用方便，多功能自动化） ②产品形态要满足人的审美要求（造型形式，装饰色彩）
室内设计 座椅的设计 床的设计
宜人分配原则
弹性分配原则
②作业分析：系统的作业结构
确定作业
作业流程图
建立作业序
人机系统的可靠性分析
人的可靠性（人的动机，行为，心理状态） 机器可靠性（机器，部件，零件等）
机器故障（初期故障，随机故障，耗损故障） 机器的可靠性分析（串联分配方式 ，并联分配方式） 提高机器的可靠性 环境因素 ： 人-环境系统可靠性（温度湿度 照明度 环境噪声及污染） 提高机—环境系统的可靠性（温度 腐蚀 振动 辐射）
现代人体工程学的研究内容：
研究方法
观察法
实测法
实验法
模拟和 模型
试验法
计算机 数值 仿真法
分析法
调查研究 法
实验法
驾驶 员眼 动规 律实 验装 置
模
拟 和
研究车辆碰 撞的人机系
模
统模拟与模
型
型
试
验
法
模 拟 和 模 型 试 验 法
——
计 算
计 算 机
机
上 建
数 值
立 系 统
仿 真
的 数 学
法
工作台，座椅，橱柜
生活用品设计
卫生用品，餐饮用品
运输工具设计
自行车，汽车，飞行器，船舶，轨道交通，农用运输
生产环境设计
环境设计 公共环境设计
作业空间设计，厂房车间设计 剧院设计，运动场地设计，无障碍环境设计，展示设计
室内设计
商用室内设计，私用室内设计，公用室内设计
软件人机界面设计 产品操作界面，产品功能板块界面
V=1.015W-4.937
人体表面积
A=0.0235H ^0.4226
【NO2】生理测量（测量人的生理指标）
人体出力测定
触觉反应测定
疲劳测定
W^ 0.51456
【NO3】动静态测量 静态测量（人体构造尺寸） 人体主要尺寸 立姿人体尺寸 坐姿人体尺寸 人体水平尺寸 人体手部足部尺寸 差异性：年龄 健康水平 性别 种族 职业等 动态测量（功能尺寸） 工作姿势或操作活动状态下的测量尺寸
人机系统的设计与可靠性分析
人机系统的设计
系统科学的设计方法可概括为 ①明确系统的目的 ②明确系统分配制约的条件 ③建立系统的数学模型 ④研究和分析数学模型 ⑤提出新系统的方案 ⑥对新系统进行分析评价
人机系统 机系统设计程序
系统中人是主要研究对象 阶段①
人机系统的组成（人和机两部分） 阶段②
人机界面（显示和控制系统） 计阶段③
讨论：
• 1.相关分析与因果关系的差别如何？
人机工学 （人的因素）
人的基本数据 《人体测量学》
达芬奇的人体比例图 欧美较早1919年 中国落后 1962年 中国建筑科学研究所《人体尺度的研究》
人体测量的数据与方法
中国国家标准GB（数字）-（数字） 基准面 基准轴
人体测量的内容
【NO1】形态测量 求百分位数
求人体体积
P=M-（SK） 1％-50％ P=M+（SK）50％-99％
人机工程学的上综合应用
人机工程学与汽车
汽车事故与人的作业研究 汽车交通事故的原因：司机身体状况
司机的心情与情绪 汽车的内外环境 其他原因 人的作业研究
汽车的人机系统设计 汽车作业设计
汽车的控制系统设计 驾驶室的空间设计 汽车的视野设计
交通系统的改善 管理方面 设施方面 工具方面
人机工程学与机床 机床整机人机工程设计 高技术机床的人机工程研究
人机工程设计的原则
机械，机器，设备，工具必须适应与人。
人体测量学的人体模板
二维人体模板（1：1或1：5）
①基准线 ②关节 ③活动范围
三维人体模型（立体模拟人） 数学模型（描述性模型）
人机系统的设计与可靠性分析
人机系统的设计
系统科学的设计方法可概括为 ①明确系统的目的 ②明确系统分配制约的条件 ③建立系统的数学模型 ④研究和分析数学模型 ⑤提出新系统的方案 ⑥对新系统进行分析评价
人机工程学与舒适生活
运用人机工程学，在一定条件的基础上，研究生活领域中的宜人性 问题，具有十分重要的意义。 日用工业品设计 现代工业设计对产品要求的总趋势是一种人性化的设计。 ①产品功能要适应人的使用要求（使用方便，多功能自动化） ②产品形态要满足人的审美要求（造型形式，装饰色彩）
室内设计 座椅的设计 床的设计
模 型
人机工学的研究内容
人，机，环境系统的研究
全经济，高效
几个方面的单因素研究
最佳状态，舒适宜人，安
人的研究特性 研究人与机器之间的信息传递装置和工作场所 环境控制与人身安全 行为特征与产品设计 人机系统整体设计
人机工学的研究方法
①观察法 ②实测法 ③实验法 ④模拟和实验 ⑤计算机数值仿真 ⑥分析法 ⑦调查研究
界面设计 硬件人机界面设计 屏幕展示界面设计，游戏界面，程序界面
组织，信息，技术， 流程管理著制造，生产服务过程优化，组织结构与部门界面管理，
设计管理 智能，模式
决策行为模式，企业文化，管理信息系统，计算机集成制造系统， 虚拟企业
人机工程学与工业设计
为工业设计中的“人的因素”提供人体特征参数 为工业设计中“物”的功能合理性提供科学依据 为工业设计中的“环境因素”提供设计准则 为进行人—机—环境系统提供理论依据 为坚持“以人为中心”的设计思想提供工作程序
人机工学的相关学科
人体科学 环境科学
生理学 环境保护学
心理学 环境医学
劳动卫生学 环境卫生学
人体测量 学 环境心理学
人体力学 环境监测学
人机工学
技术科学 工业设计 工程设计 安全工程 系统工程
机械工程
人机工程学的应用领域
对象
设备与设施设计
电子产品设计
产品设计 家居设计
示例
生产设备，公共设施，无障碍设施，电动工具，仪器设计，生产机 械，医疗机械，健身机械 信息产品，生活家电产品
人机工程学的上综合应用
人机工程学与汽车
汽车事故与人的作业研究 汽车交通事故的原因：司机身体状况
司机的心情与情绪 汽车的内外环境 其他原因 人的作业研究
汽车的人机系统设计 汽车作业设计
汽车的控制系统设计 驾驶室的空间设计 汽车的视野设计
交通系统的改善 管理方面 设施方面 工具方面
人机工程学与机床 机床整机人机工程设计 高技术机床的人机工程研究
术，好的设计方法和策略使设计行为科学化，系统化。
①功能分配：比较分配原则 界面设计
③人机
剩余分配原则
经济分配原则
宜人分配原则
弹性分配原则
②作业分析：系统的作业结构
确定作业
作业流程图
建立作业序
人机系统的可靠性分析
人的可靠性（人的动机，行为，心理状态） 机器可靠性（机器，部件，零件等）
机器故障（初期故障，随机故障，耗损故障） 机器的可靠性分析（串联分配方式 ，并联分配方式） 提高机器的可靠性 环境因素 ： 人-环境系统可靠性（温度湿度 照明度 环境噪声及污染） 提高机—环境系统的可靠性（温度 腐蚀 振动 辐射）