人机工程——第一张概述

福特与T型车
福特流水线
福特与流水线
高地园工厂采用了新的设备布置方式和物料传送 方式，产量直线上升。1910年生产了20,700辆T 型车，1911年生产了53,500辆，1912年生产了 82,400辆。 在装配线生产的头一年（1913年），T型车的产 量从82,000辆猛涨到189,000辆，1916年产量为 585,000辆，1921年生产了100万辆，1923年达 到了200万辆，高地园工厂因此成了奇迹圣地。 1914年高地园工厂雇佣了16000名工人，每24 秒生产一辆T型车，车价降至500美元一辆。
工业设计的重要性
美国社会评价产品质量的尺度首要的是选 择性：
细分市场、产品多样化
其次是美学性
量的满足→质的满足→情感的满足
世界创新产品设计大赛作品
世界创新产品设计大赛作品
工业设计与人机工程学
美学、色彩设计 心理学 生理学、人体力学
理论基础
人机工程学
环境工程 工业设计 工程技术 设计方法学
工业设计与人机工程学
三里岛事故的主要教训
主要安全设施都已启动，却未能阻止事故的 发生，忽略人的因素是主要原因。 1. 人是会犯错误的，忘记某些事情是常见的 2. 人机设计要考虑S-O-R的行为模型
S（刺激）方面 由信号源的刺激能力低所 造成，其中包括人机系统设计不合理及外 部环境干扰，使作业者对输人刺激S的反 应下降。 R（反应）方面 即输出行动的错误所造 成的失误，其中包括人机系统设计不合 理、违章操作、环境干扰等因素。
计算机仿真研究
观看录像片，体会计算机仿真技术在设计 上的应用。
钢铁侠片段 极限武术片段
本章内容
人机工程学定义 人机工程学的发展 人机工程学的研究内容和方法 人机工程学与工业设计
人机工程学的相关学科
人体科学：人体解剖学、劳动生理学、
人 机 工 程 学
人体测量学、人体力学、劳动心理学等
工程科学：工业设Baidu Nhomakorabea、工程设计、安
福特海兰（highland）工厂
对泰勒和工业工程的评价
泰勒的科学管理能极大的促进生产力，但同时也 是一种巧妙的剥削工人的方法－－列宁 “20世纪的工业取得的重大成就，在管理技术上 贡献最大的莫过于工业工程技术。这是一个由美 国人创造，被世界接受并产生重大影响的思想。 不论什么时候它被应用，生产率就会提高，在减 少工人工作负荷的同时，工人的收入就会增加。 它已经提高（美国）人工的劳动生产率超过100 倍。” －－－彼得•杜拉克
人机工程学为工业设计中考虑“人的因素” 提供人体尺度参数 人机工程学为工业设计中考虑“物的功能” 提供科学依据 人机工程学为工业设计中考虑“环境因素” 提供设计准则 人机工程学为工业设计中坚持“以人为核 心”的设计思想提供工作程序
思考题
楼道灯使用声控，相比较开关式有何利 弊？ 为什么有的沙发很高档，可坐起来还要在 腰部加个靠垫？ 从“以人为本”的角度出发，生活中还有哪 些不方便的设施和设计？
《人机工程学》 第一章概述
邵宏宇
课程安排
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 4学时 8学时 8学时 4学时 8学时 4学时 8学时 4学时
总计48学时
形式：课堂教学、录像、大作业及讨论
课程安排
教材：人机工程学，谢庆森 黄艳群著，中 国建筑工业出版社，2009.11 参考教材：工业设计人机工程，阮宝湘编 著，机械工业出版社，2005.5 考试
工业工程的主要研究领域
工作研究 设施规划 物流、供应链 人机工程 生产设计与控制 质量工程 生产计划与信息管理 工程经济、市场预测
工业工程的作用
亚洲经济的腾 飞，自日本开 始，台湾、马 来西亚、新加 坡、韩国，乃 至中国、印 度，都有工业 工程在背后的 支持。
生产率的意义
企业就业 机会增加 企业投资 增加 企业积累 金增加
脊柱与坐姿变形
引言：为什么要研究人机工程
这个问题合理的解决办法之一，是让桌面具有适 当的斜度，及椅座具有所谓瀑布形的前缘。
引言：为什么要研究人机
此外，在生活和工作中，我们还会碰到很多类似 的被忽视却关乎安全和舒适的问题。 比如：长途旅行中，想睡觉，头却晃来晃去，无 法入睡；汽车仪表显示不够清晰（特别是夜 晚），被驾驶盘遮挡等 人机工程学可以帮我们解决这些问题！！
科学人机工程学－创建
第二次世界大战期间起，新式武器和装备的 功能研究
现代人机工程学－系统研究和广泛应用
20世纪60年代起，宇航技术的研究
科学管理之父－泰勒
泰勒（Frederick W. Taylor, 1856-1915）美国人，被后人称
为“科学管理之父”，既有从事科学 研究和发明的才能，又有从事社 会活动和领导工作的才能。他在 管理方面的主要著作有：《计件 工资制》、《车间管理》、《科 学管理原理》等。 吉尔布雷斯，动作研究之父，提 出了动素的概念、动作经济原 则，差别计件工资制
引言：为什么要研究人机
引言：为什么要研究人机
2007 GOOD DESIGN获奖设计
引言：为什么要研究人机工程
其他例子：指示牌与视觉符号
引言：为什么要研究人机工程
其他例子：工具设计
名称
英国/西欧 Ergonomics 美国 Human Engineering 美国 Human Factors Engineering 人间工学 日本 Эргономика（工程心理学） 苏联 工效学、人机工程学 中国 人因工程、人类工程学 中国
全、系统工程、机械工程、管理工程等
环境科学：环境保护学、环境医学、环
境卫生学、环境心理学、环境监测学等
人机工程学的应用领域
行业领域
制造业、服务业、建筑业、交通业等
工作领域
作业环境 作业空间 作业方法 机器、工具的控制和操纵 作业组织
工业设计
概念
对以工业手段生产的产品进行规划、设计，使之与 使用的人取得最佳匹配的创造性活动。
开篇案例：美三里岛核电站事故
蒸汽发生器的冷却丧失 →核反应堆和汽轮机自动停止运 行 辅助给水泵自动起动，但阀门在检修后忘了打开→蒸汽 发生器烧干并且不能冷却一回路冷却剂 一回路的温度和压力上升 →过压使得卸压阀自动打开 ， 但阀门未能回座 →一回路三分之一多的冷却剂从系统中 流失 应急堆芯冷却系统投入运行，将新的冷却水注入一回路 系统 ，但仪表设计只显示预设结果，不显示当前状态→ 电厂运行人员错误地认为一回路已经注满了水，在几分 钟后关闭了高压应急注入系统 仪表显示的不足使工作人员两小时后才发现卸压阀是打 开的，堆芯已过热熔化，大量放射性物质溢出。6天后， 堆心温度才开始下降，蒸气泡消失—引起氢爆炸的威胁 免除了 。
研究对象
人－机－环境系统
研究范围
人的生理、心理特性和能力
研究范围
人机功能合理分配
研究对象
人机界面设计
研究范围
环境及改善
研究范围
研究和改进作业方法
研究范围
操作的安全和可靠性
研究范围
操作的安全和可靠性
研究方法
实测法（Measure method） 实验法（Experiment method） 分析法（Analysis） 调查研究法（Survey) 计算机仿真法(Simulation) 感觉评价法(Sensory inspection) 图示模拟和模型试验法(model)
生产率 提高
企业成本 降低
企业利润 增加
职工工作 积极性提 高
职工福利 待遇提高
企业福利 基金增加
发展历史
经验人机工程学－前期
1884年起，泰勒、吉尔布雷斯
科学人机工程学－创建
第二次世界大战期间起，新式武器和装备的 功能研究
现代人机工程学－系统研究和广泛应用
20世纪60年代起，宇航技术的研究
手榴弹的改进－武器人性化
定义
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相 互作用的条件下，在工作、家庭中和休假时，怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等 以达到最优化的问题。
－－－国际人因工程协会
人机工程学是以人的生理和心理特性为依据，分 析研究人、机械、环境之间的相互作用，以人的 安全、健康、舒适为目的，为设计人－机－环境 的配合达到良好乃至最佳状态的系统，提供理论 和方法的科学。
泰勒的两个典型实验
搬运生铁实验 实验背景：原来每个工人每天搬运量: 12T 实验后每个工人每天搬运量:47.5T 原来每个工人每天工资:$1.15；实验后每个 工人每天工资:$1.85 铁锹实验 实验前:干不同的活拿同样的锹 铲不同的东西每锹重量不一样；应当有一个 效率最高的重量 实验发现22P时效率最高；铲不同的东西拿 不同的锹；生产效率得到提高
定义
就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术知 识、经验及视觉感受而赋予材料、结构、形态、色 彩、表面加工及装饰以新的品质和资格，叫做工业 设计 －－－国际工业设计协会联合会，1980 等同于工业造型设计
工业设计的主要内容
工业产品物质功能 产品经济性 产品美观性 产品实用性 人的生理、心理满足
市场竞争性 人机效能
人－机
人机工程学的研究对象
人－机－环境系统
人机关系变化过程
形式 手工劳动 机械化 半自动化 自动化 人机关系 人为主体 人机共动 机器主体 机器主体 人的作用 发挥技能 操纵机械 能源 人力
人力与外部 动力 监视和辅助 外部动力 监视和控制 外部动力
人机功能比较
人的优势
感官能力强,图像识别能力 多通道接受信息 灵活、随机应变 归纳、推理，创新、总结
大作业30% 闭卷期末70%
本章内容
人机工程学定义 人机工程学的发展 人机工程学的研究内容和方法 人机工程学与工业设计
开篇案例：美三里岛核电站事故
1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的 三里岛核电站第2组反应堆的操作室里，红灯闪 亮，汽笛报警，涡轮机停转，堆心压力和温度骤 然升高， 2小时后，大量放射性物质溢出。 三里岛事故对环境的影响微不足道，对公众未造 成任何辐射损伤，但经济损失几乎使核电厂业主 破产。据估计，三里岛2号核电机组的基建投资 为8亿美元，而事故后的恢复工作在10年期间已 耗资10亿美元。
卫生间设计
前额体温计
发展历史
经验人机工程学－前期
1884年起，泰勒、吉尔布雷斯
科学人机工程学－创建
第二次世界大战期间起，新式武器和装备的 功能研究
现代人机工程学－系统研究和广泛应用
20世纪60年代起，宇航技术的研究
“阿波罗”11号的登月舱
汽车设计－人机系统
案例：键盘的发展
本章内容
人机工程学定义 人机工程学的发展 人机工程学的研究内容和方法 人机工程学与工业设计
机器的优势
大功率、符合强度高 动作快、信息传递快，精度高 无疲劳，适合重复、单调劳动 可同时完成多种操作 可在恶劣环境下工作
本章内容
人机工程学定义 人机工程学的发展 人机工程学的研究内容和方法 人机工程学与工业设计
紫檀雕四出头官帽椅
古希腊－剧场
发展历史
经验人机工程学－前期
1884年起，泰勒、吉尔布雷斯
引言：为什么要研究人机工程
引言：为什么要研究人机工程
就日常的熟悉程度，最典型的例子莫过于青少年 的学习姿势和近视眼问题。为了防止青少年写字 时驼背和近视眼，人们曾设计出各种姿势纠正器 具，来限制弓腰，使学生写字时保持直坐姿势。 但问题在于，人的眼睛是向前长在脸上的，而人 的眼睛又倾向于对对象作正面的观察。这样，看 作业本就就要求面部向下倾斜，这时要挺直脊 柱，必然导致颈部弯曲角度的加大 。 王小波在《白银时代》里有一段生动的描写： “只要不是工间操时间，我们都要挺胸垂着头写 稿子，那样子就像折断了颈骨悬在半空中的死 尸。长此以往，我们都要像一些拐杖了。”
研究方法
实测法（Measure method） 调查研究法（Survey)
研究方法
实验法（Experiment method） 分析法（Analysis）
研究方法
计算机仿真法(Simulation) 感觉评价法(Sensory inspection) 图示模拟和模型试验法(model)
达索公司的catia