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人机工程学 Ergonomics

人机工程学 Ergonomics. 祁 娜. Department of Industrial Design, Xihua University. 课程安排：. ATTENTION. PLEASE!. 参考书：. 1. 刘怀敏 / 编著， 《 人体工程应用与实训 》 ，东方出版中心 2. 丁玉兰 / 主编， 《 人机工程学 》 ，北京理工大学出版社 3. 孔庆华 / 编著， 《 人因工程基础与案例 》 ，化学工业出版社 4. 王继成 / 编著， 《 产品设计中的人机工程学 》 ，化学工业出版社

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人机工程学 Ergonomics

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Presentation Transcript

  1. 人机工程学Ergonomics 祁 娜 Department of Industrial Design, Xihua University

  2. 课程安排： ATTENTION PLEASE!

  3. 参考书： 1. 刘怀敏/编著，《人体工程应用与实训》，东方出版中心 2.丁玉兰/主编，《人机工程学》，北京理工大学出版社 3.孔庆华/编著，《人因工程基础与案例》，化学工业出版社 4.王继成/编著，《产品设计中的人机工程学》，化学工业出版社 5. Jennifer Preece Yvonne Rogers Helen Sharp/著，刘晓辉、张景 等/译 《交互设计——超越人机交互》（Interaction Design: Beyond Human-Computer Interaction），电子工业出版社 6. Jakob Nielsen/著，刘正捷 等/译，《可用性工程》（Usability Engineering），机械工业出版社

  4. 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA

  5. 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA

  6. 人机工程学的命名及定义 人机工程学的起源与发展 学科体系及研究方法 与设计相关的研究内容 对工业设计的作用 第一章 人机工程学概论

  7. 人机工程学的命名 • 欧洲：人类工程学或工效学（Ergonomics） • 美国：人类因素学（Human Factors）或人类因素工程学（Human Factors Engineering） • 中国：人体工程学、人机工程学、人类工效学、工程心理学等 • 前苏联：工程心理学 • 日本：人间工学 • 其他国：人机控制学、机械设备利用学、宜人学

  8. 学科常用名称 • 常用英文名称：Ergonomics ergo （出力、工作） Ergonomics nomics（正常化、规律） • 常用中文名称：人机工程学

  9. 人机工程学定义 • 国际人机工程学会（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、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率 、人的健康、安全和舒适等问题的学科。 • 《中国企业管理百科全书》： 研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。

  10. 人机工程学综合定义 • 人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。

  11. 人机工程学综合定义 • 依 据：人的生理、心理特性 • 研究内容：人 机械 人 环境 机械 环境 • 目 的：操作简便省力、安全、舒适 人—机—环境的配合达到最 佳状态

  12. 人－机－环境具体含义： • 人——操作者或使用者； • 机——人操作或使用的物。可以是机器，也可以是用具、工具或设施、设备等。 • 环境——是指人、机所处的周围环境。如作业 场所和空间、物理化学环境和社会环境等。 • 人-机-环境系统——由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。

  13. 汽车：人-机-环境系统 驾驶行动、驾驶姿势、乘坐舒适性、驾驶时的身心反映、反映时间、信息处理能力（视觉识别能力） 照明、车内空间、座位、窗玻璃、控制器的设计和配置、显示器的设计和配置 交通标识、信号、道路形状、道路设施、交通噪声

  14. 人机工程学简单定义 • 按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。

  15. 人－机－环境系统示意图 环境 生理特性 机械性能 机械 人 心理特性 环境状况 环境

  16. 人机工程学的起源与发展 • 经验期（二战前） • 创建期（二战-1960年） • 成熟期（1960年-至今）

  17. 人机工程学的起源与发展 经验期

  18. 人机工程学的起源与发展 经验期 古埃及石刻 古埃及石刻

  19. 人机工程学的起源与发展 经验期 紫檀雕四出头官帽椅

  20. 人机工程学的起源与发展 1．肌肉疲劳试验 1884年，德国学者莫索对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作业的人体通以微电流，随着人体疲劳程度的变化，电流也随之变化，这样用不同的电信号来反映人的疲劳程度。这一试验研究为以后的“劳动科学”打下了基础。 经验期

  21. 人机工程学的起源与发展 2．铁锹作业试验 1898年美国学者泰勒从人机学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做了许多实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著名的“铁锹作业实验”。 经验期

  22. 人机工程学的起源与发展 3．砌砖作业试验 1911年吉尔伯勒斯对美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时的每小时120块提高到每小时350块。 经验期

  23. 人机工程学的起源与发展 • 时间： 二战前 • 特点 ： 经验的累积； 运用心理学来选择和训练人，使人适应机器 经验期

  24. 人机工程学的起源与发展 • 时间：二战-1960年 • 特点 ： 重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应于人 创建期

  25. 人机工程学的起源与发展 • 时间： 1960年-至今 • 特点 ： 将人、机、环境作为一个完整的系统，使其获得最佳匹配，以保证系统整体最优。 成熟期

  26. 人机工程学的起源与发展 成熟期 美国亨利·德累夫斯事务所的人机学实验

  27. 实例—汽车系统 • 人——驾驶员 • 机——汽车 • 环境——公路、交通标识、行人

  28. 人机工程学 技术科学 生理学 环境保护学 工业设计 心理学 环境医学 环境科学 人体科学 工程设计 劳动卫生学 环境卫生学 安全工程 人体测量学 环境心理学 系统工程 人体力学 环境检测学 管理工程 机械工程 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA 人机工程学学科体系

  29. 常用的研究方法 实测法 实验法 观察法 研究方法 调查研究法 模拟和模型试验法 分析法

  30. 实验法 眼动仪（Eye Tracker）是测试眼睛移动的高科技仪器。其运用领域非常广泛，包括心理学、人因工程学、医学、使用性测试、设计、市场调查等各个方面。 高性能，多功能，操作简单的头盔式眼动仪

  31. 实验法 高性能● 无须固定头部，更符合自然情境● 设备精简，头盔舒适、轻便、美观● 眼动追踪灵敏，稳定● 高效的实时图像处理能力● 有效排除玻璃镜片和隐形眼镜干扰● 复杂环境下也可保持记录的准确性 易于使用● 安装简单，移动方便● 校准简单，灵活● 软件界面友好，功能清晰● 数据分析高度自动化● 录制视觉景象和注视点叠加视频方便● 与其它软件兼容性强

  32. 模拟和模型试验法 研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型

  33. 汽车碰撞测试 看那些被测试的车型在基本上安不安全要看碰撞后的成员舱是否变形，撞击后车门有无在撞击中打开，有一部分图片能看到撞击后驾驶室的情况，就看有无油漆粘在上面，如有就表明在撞击过程中测试假人与粘有油漆部分发生接触。 老款奥迪A6

  34. 汽车碰撞测试 老款奥迪A4；测试时间为2001年

  35. 汽车碰撞测试 奥迪TT；测试时间：2003年

  36. 汽车碰撞测试 国产宝马新款3系；测试时间：2005年

  37. 汽车碰撞测试 国产宝马新款3系；碰装位置：侧面；

  38. 汽车碰撞测试 国产宝马新款3系；图片显示为碰撞后的驾驶员位置情况。碰撞后仪表台无明显后移。

  39. 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA • 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）

  40. 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA 虚拟合作者的运动计算与仿真

  41. 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA

  42. 西华大学/艺术学院/工业设计/QINA 人机工程学已渗透到我们生活的每一个细节乃至军事国防的方方面面。

  43. 与设计相关的研究内容 • 人体因素研究： 人体形态特征参数、劳动生理特征、劳动心理过程、人的感知特征、人的可靠性、技术审美 • 机器因素研究： 信息传达显示方法、操纵控制技术 、安全保障技术 、舒适性及使用方便性技术

  44. 安全设计的凸现。

  45. 信息传递的设计 · 界面设计

  46. 信息传递的设计——界面设计

  47. 与设计相关的研究内容 • 环境因素研究： 作业空间 、物理环境 、化学环境 、生物环境 、美学环境 • 人-机-环境系统综合研究： 研究人机功能的合理分配 、研究人机相互作用及人机界面设计 、研究人－机－环境系统的可靠性与安全 、研究环境及其改善 、研究作业及其改善

  48. 案例：正泰—人机混成式生产 人具有什么特点？ 机器具有什么特点？ 生产到底用人还是机器？ 以什么为依据？

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