人機(jī)工程基礎(chǔ)知識分析課件

1、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識及簡單運(yùn)用目 錄一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識二、簡單應(yīng)用-工作空間設(shè)計(jì)一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識1、人機(jī)工程學(xué)的定義（一）國際人機(jī)工程學(xué)會（International Ergonomics Association ）：研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素，研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率 、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科； 人機(jī)工程學(xué)的定義（二）中國企業(yè)管理百科全書將人機(jī)工程學(xué)定義為：研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器與環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點(diǎn)，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。因此

2、，人機(jī)工程學(xué)可定義為：按照人的特性設(shè)計(jì)和改善人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識2、具體含義說明（1）人機(jī)環(huán)境的具體含義：人指操作者或使用者；機(jī)泛指人操作或使用的物，可以是機(jī)器。也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境是指人、機(jī)所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學(xué)環(huán)境和社會環(huán)境等；人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時(shí)間和空間的人與其所使用的機(jī)以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡稱人機(jī)系統(tǒng)。（2）人機(jī)環(huán)境之間的關(guān)系：相互依存；相互作用；相互制約。（3）人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)：使機(jī)器的設(shè)計(jì)和環(huán)境條件的設(shè)計(jì)適應(yīng)于人，以保證人的操作簡便省力、迅速準(zhǔn)確、安全舒適，心情愉快，充分發(fā)揮人、機(jī)效能，使整個系統(tǒng)

3、獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識（4）系統(tǒng)的概念：第一，各部分組合在一起是要達(dá)到一定目標(biāo)、共同完成某些任務(wù)的。這是該概念中的必要條件；把幾件事物放在一起，如果不存在這個必要條件，就不能稱為系統(tǒng)。第二，各部分是有聯(lián)系、在互動中發(fā)揮功能、完成任務(wù)的。與其他部分不存在這種聯(lián)系的事物，一般不屬于系統(tǒng)的組成部分，即不是該系統(tǒng)的子系統(tǒng)。因此，當(dāng)一個系統(tǒng)被確認(rèn)，就意味著：明確了目標(biāo)和怎樣達(dá)到該目標(biāo)，分析了需要哪些組成部分，以及這些部分如何協(xié)作來實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識3、人和機(jī)器要素的特性比較比較項(xiàng)目人的特性機(jī)器的特性檢測能力1、靈敏度隨時(shí)間變化，易受環(huán)境和感情的影響1、固定性

4、良好、穩(wěn)定 2、靈敏度、準(zhǔn)確度、檢測范圍良好2、有主觀傾向性3、重復(fù)性好3、雖然味覺和嗅覺無法定量表示，但比機(jī)器的靈敏度高4、監(jiān)控能力強(qiáng) 5、專用性強(qiáng)，缺乏通用性4、難以檢測偶然發(fā)生的事件6、能夠進(jìn)行多通道的復(fù)雜動作5、只能單通道7、無錯覺操作能力1、由于熟練而能發(fā)揮機(jī)器所不能的巧勁1、反應(yīng)快、效率高2、培訓(xùn)需要較長時(shí)間，有時(shí)短期也可，但若訓(xùn)練不妥則會成為錯誤操作的根源2、能同時(shí)高效協(xié)調(diào)地運(yùn)行兩個以上裝置3、能進(jìn)行高精度操作和復(fù)雜藝術(shù)性工作3、重復(fù)性、準(zhǔn)確度、線性度良好判斷能力1、有智能，有特殊判斷能力1、高速2、人與人之間信息交流效率低2、定量記憶良好感覺能力1、可識別物體形狀、大小、位置和

5、顏色1、有接受人不能感覺的刺激如聲波、輻射等2、對不同音色及化學(xué)物質(zhì)有一定的分辨力2、能對信號做出快速反應(yīng)3、對各種刺激感覺比機(jī)器靈敏3、只能發(fā)現(xiàn)特定目標(biāo)4、能通過直覺做出一定判斷一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識可靠性1、錯覺多1、決定于設(shè)計(jì)質(zhì)量、維修保養(yǎng)的質(zhì)量2、決定于熟練程度2、本身沒有維修能力3、緊急情況會影響可靠性3、一般不能處理意外情況4、生理、心理狀態(tài)等有較大影響4、 一般比人可靠5、有排除故障、處理意外情況的能力適應(yīng)性1、不能同時(shí)完成多種作業(yè)1、可同時(shí)完成多種作業(yè)2、不能在惡劣環(huán)境下工作2、進(jìn)行單調(diào)而重復(fù)工作不會降低效率3、不能進(jìn)行高階運(yùn)算3、能進(jìn)行高階運(yùn)算4、具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，靈活性強(qiáng)

6、4、可耐惡劣環(huán)境耐久性1、不能長時(shí)間連續(xù)工作，易疲勞1、耐久性好，保養(yǎng)良好可長期使用2、記憶力、熟練度受年齡、性別、健康狀況等因素的影響2、能長期連續(xù)、快速、精確地重復(fù)工作而不像人那樣產(chǎn)生疲勞3、有自我恢復(fù)能力4、不善從事單調(diào)工作，不能自發(fā)保持緊張一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識4、動作等級疲勞強(qiáng)度動作部位動作細(xì)分RMR被檢查者感覺調(diào)查者觀察工作舉例手指動作非意識的機(jī)械性動作00.5手腕感到疲勞，但習(xí)慣后不感到疲勞完全看不出疲勞感拍電報(bào)為0.3記錄為為0.5有意識的動作0.51工作時(shí)間長后有疲勞感看不出有疲勞感撥電話號碼為0.7蓋章為0.9手指動作手指動作連帶到小臂1.02.0認(rèn)為工作很輕不太疲勞看不出

7、有疲勞感電腦操作為1.3電鉆(靜作業(yè))為1.8手指動作連帶大臂2.03.0常想休息有明顯工作感，是較小的體力勞動抹光混凝土為2.0上肢動作一般動作方式3.04.0開始不習(xí)慣時(shí)勞累習(xí)慣后不太困難擺動雖大些，但用力不大輕篩為3.0電焊為3.0稍用力動作方式4.05.5局部疲勞，不能長時(shí)間連續(xù)動作使用整個上肢，用力明顯裝汽車輪胎為4.5粗鋸木料為5.0全身動作一般動作方式5.56.5要求工作3040min后休息作業(yè)者呼吸急促拉鋸為5.8和泥為6.0動作較大，用力均勻6.58.0連續(xù)工作20min感到胸中難受，但再干輕的工作能繼續(xù)做作業(yè)者呼吸急促。臉變色，出汗鋸硬木為7.5短時(shí)間內(nèi)集中全身力量8.09

8、.5工作56min后，什么工作也不能做了作業(yè)者呼吸急促、流汗、臉色難看、不愛說話用尖鎬勞動為8.5推200kg三輪車為9.5繁重作業(yè)10.012.0工作不能持續(xù)5min以上急喘、臉變色、流汗用全力推車為10.0挖坑為12.4極繁重作業(yè)12.0以上用全力只能忍耐lmin，實(shí)在沒有力氣了屏住呼吸作業(yè)，急喘，有明顯的疲勞感推倒物料為17.0一、人機(jī)工程學(xué)基礎(chǔ)知識4、疲勞強(qiáng)度作業(yè)或活動內(nèi)容RMR值作業(yè)或活動內(nèi)容RMR值睡眠安靜坐姿坐姿：燈泡鎢絲的組裝念、寫、讀、聽拍電報(bào)電話交換臺的交換員打字談話：坐著(有活動時(shí)0.4)站著(腿或身體彎曲時(shí)0.5)打電話(站)用飯、休息洗臉、穿衣、脫衣乘小汽車乘汽、電車

9、(坐)乘汽、電車(站)、掃地、洗手使用計(jì)算器洗澡郵局蓋戳使用縫紉機(jī)在桌上移物用洗衣機(jī)基礎(chǔ)代謝量的80 90 00.10.20.30.41.40.20.30.40.40.50.50.61.02.20.60.70.91.01.01.21.2使用計(jì)算機(jī)步行選購準(zhǔn)備、做飯及收拾郵局小包檢驗(yàn)工作騎車(平地180m/min)做廣播體操擦地整理被褥下樓(50m/min)上樓(45m/min)慢步(40m/min)(50m/min)散步(60m/min)(70m/min)步行(80m/min)(90m/min)(100m/min)(120m/min)跑步(150m/min)馬拉松萬米跑比賽1.31.61.62

10、.42.93,03.54.35.32.66.51.31.51.82.12.73.34.27.08.08.514.516.7二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)1、定義：在工作系統(tǒng)中，人、機(jī)、環(huán)境三個基本要素是相互關(guān)聯(lián)而存在的。每一個要素都根據(jù)需要占用一定的空間，并按優(yōu)化系統(tǒng)功能的原則，使這些空間有機(jī)地結(jié)合在一起。 這些空間的總和，就叫做作業(yè)空間。作業(yè)空間包含三種空間范圍：作業(yè)范圍 作業(yè)活動空間 安全防護(hù)空間作業(yè)范圍：人體在規(guī)定的位置上進(jìn)行作業(yè)時(shí)（如操縱機(jī)器、維修設(shè)備等）,必須觸及的空間，也稱為作業(yè)接觸空間。人們?yōu)橥瓿蓜趧尤蝿?wù)的大部分工時(shí)主要在這個范圍內(nèi)度過。作業(yè)活動空間：人體在作業(yè)時(shí)或進(jìn)行其他活動時(shí)，如進(jìn)出工作崗

11、位、在工作崗位進(jìn)行短暫的放松與休息等人體自由活動所需要的范圍。安全防護(hù)空間：是為了保障人體安全，避免人體與危險(xiǎn)源（如機(jī)械轉(zhuǎn)動部位等）直接觸所需要的。在進(jìn)行工作場地和器設(shè)備的設(shè)計(jì)與布局時(shí)，必須充分考慮作業(yè)空間的安全人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)問題。二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)2、作業(yè)空間設(shè)計(jì)意義：從大的范圍來講，就是組織生產(chǎn)現(xiàn)場，把所需要的機(jī)器、設(shè)備和工具，按照生產(chǎn)任務(wù)、工藝流程的特點(diǎn)和人的操作要求進(jìn)行合理的空間布置，給能量、物質(zhì)和人員確定一個最佳的流通路線和占有區(qū)域，避免沖突，提高工作系統(tǒng)總休上的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。從小的范圍來講，就是合理設(shè)計(jì)工作崗位。以保證作業(yè)者在工作位置上便于工作，保證操作活動的準(zhǔn)確高效，并以最低的體

12、力強(qiáng)度和心理強(qiáng)度獲得最高的勞動生產(chǎn)率，同時(shí)，又能確保勞動者的安全和健康。 二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)3、作業(yè)設(shè)計(jì)的原則（1）根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和人的作業(yè)要求，首先應(yīng)總體考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的適當(dāng)布局，避免在某個局部的空間范圍內(nèi)，把機(jī)器、設(shè)備、工具和人員等安排得過于密集，造成空間勞動負(fù)荷過大。然后再進(jìn)行各局部之間的協(xié)調(diào)。（2）在作業(yè)空間設(shè)計(jì)時(shí)，總體與局部的關(guān)系是相互依存和相互制約的。若總體布局不好，就不能保證每個局部都有適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)空間。而只保證個別局部有適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)空間，也不能保證整個工作系統(tǒng)的安全、高效、舒適與方便的人機(jī)工程學(xué)要求。因此，必須正確協(xié)調(diào)總體設(shè)計(jì)與局部設(shè)計(jì)相互之間的關(guān)系。二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)（3）.作業(yè)空間設(shè)計(jì)

13、要著眼于人，落實(shí)于設(shè)備。即結(jié)合操作任務(wù)要求，以人員為主體進(jìn)行作業(yè)空間的設(shè)計(jì)。也就是首先要考慮人的需要，為操作者創(chuàng)造舒適的作業(yè)條件，再把有關(guān)的作業(yè)對象（機(jī)器、設(shè)備和工具等）進(jìn)行合理的排列布置。否則往往會使操作者承受額外的心理上的和體力上的負(fù)擔(dān)，其結(jié)果不僅降低工作效率，而且往往不經(jīng)濟(jì)、也不安全。（4）.考慮人的活動特性時(shí)，必須考慮人的認(rèn)知特點(diǎn)和人體動作的自然性、同時(shí)性、對稱性、節(jié)奏性、規(guī)律性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。在應(yīng)用有關(guān)人體測量數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)作業(yè)空間時(shí)，必須保證證至少在90%的操作者中具有適應(yīng)性、兼容性、操縱性和可達(dá)性。二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)4、工作空間設(shè)計(jì)一般性原則：在GBT l6251-1996工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

14、的人類工效學(xué)原則 中，給出了工作空間設(shè)計(jì)的以下一般性原則：1)操作高度應(yīng)適合于操作者的身體尺寸及工作類型，座位、工作面(工作臺) 應(yīng)保證適宜的身體姿勢，即身體軀干自然直立，身體重量能得到適當(dāng)支撐，兩肘置于身體兩側(cè)，前臂呈水平狀。2)座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖、生理特點(diǎn)。二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)3)為身體的活動，特別是頭、手臂、手、腿、腳的活動提供足夠的空間。4)操縱裝置設(shè)置在肌體功能易達(dá)或可及的空間范圍內(nèi)，顯示裝置按功能重要性和使用頻度依次布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)。5)把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性。二、作業(yè)空間設(shè)計(jì)立姿手臂活動及手操作的適宜范圍 a)正視 b)側(cè)視4、工作高度的安排布置二、作業(yè)空間設(shè)

15、計(jì)成年男子人體尺寸第50百分位，在不計(jì)鞋底厚度的條件下，立姿正視、側(cè)視手臂活動及手操作適宜范圍見上圖。圖中粗實(shí)線所畫為最大握取范圍，是以肩關(guān)節(jié)為中心，以臂長(到手掌掌心)為半徑所確定的區(qū)域；虛線所畫小圓基本上是以(手臂自然下垂時(shí)的)肘關(guān)節(jié)為圓心，以前臂長(到手掌掌心)為半徑所確定的區(qū)域，是最有利的握取范圍。圖中陰影部分為手操作的最適宜區(qū)域。圖b中細(xì)實(shí)線所畫的大圓弧為指尖可達(dá)的范圍。上圖是在腿腳與軀干挺直不動的條件下所得到的數(shù)據(jù)，人體通過膝、腰等關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動即可明顯擴(kuò)大手的操作范圍，且工作中偶爾轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、移動軀干也是容易做到的；但多次轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、移動軀干將增大工作強(qiáng)度、影響工作效率；而過高頻度地轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、移動軀干則對體能消耗、工作效率影響更大。人機(jī)學(xué)一般只給出操作者標(biāo)準(zhǔn)姿勢下的數(shù)據(jù)資料，應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。二、作業(yè)空間設(shè)計(jì) 5、立姿工作高度表二