人機工程學緒論課件

人體工程學人體工程學1第一章人機工程學概論宜人設計、人性化設計的理念大家應該熟悉，今天我們所要學習的內(nèi)容與上述理念有什么聯(lián)系呢？問題：1.什么是人機工程學?2.人機工程學研究什么內(nèi)容或問題？（人機工程學研究的對象是什么？）3.人機工程學的研究方法是什么？4.人機工程學與宜人設計、人性化設計5.人機工程學與鞋靴設計的關系？……..第一章人機工程學概論宜人設計、人性化設2人機工程學緒論課件3研究內(nèi)容：“人-產(chǎn)品-環(huán)境”的關系研究內(nèi)容：4§1-1人機學的形成和發(fā)展學科理論的演進人機學的思想源遠流長設計制作器物時，優(yōu)先考慮的因素是什么？——自發(fā)的思維傾向，本能的行為方式

器物要和人（使用者）的各種因素相適宜§1-1人機學的形成和發(fā)展學科理論的演進人機學的思想5一.中國古籍中的卓越論述《考工記》——戰(zhàn)國初期（2400年）我國第一部重要的科技匯編名著。《考工記》，詳細記載了車輿、車輛、農(nóng)具、兵器（刀、槍、弓箭）、禮樂諸器的設計制作方法，其中器物制作宜人性方面的記述非常精彩，令人嘆服。

一.中國古籍中的卓越論述6《天工開物》——明代科學家宋應星（1587～1666？）編寫的另一部重要的科技匯編名著。其中有大量插圖，很值得人機工程學工作者深入研究。《天工開物》——明代科學家宋應星（1587～1666？）編寫7人機工程學緒論課件8二.人機工程學的起源與發(fā)展1、產(chǎn)業(yè)革命的沖擊——人機學的孕育泰勒（Toylor，1856～1915）：鐵鍬作業(yè)實驗，時間研究（定額工時），“科學管理之父”吉爾布雷斯（Gilbreth，1868～1924）夫婦：砌磚作業(yè)實驗，動作研究

二.人機工程學的起源與發(fā)展1、產(chǎn)業(yè)革命的沖擊——人機學的孕9卓別林（Chaplin，1889～1977）：摩登時代卓別林（Chaplin，1889～1977）：摩登時代10閔斯特伯格（Minsterberg）：《心理學與工業(yè)效率》（1914）英國：工業(yè)保健研究部（1915）閔斯特伯格（Minsterberg）：《心理學與工業(yè)效率》（11——本階段的學科理論的實際傾向：選拔、培訓人，提高工效、人適應機器，與學科正式建立后理論（思想）南轅北轍?！倦A段的學科理論的實際傾向：選拔、培訓人，提高工效、122、二戰(zhàn)中尖銳的軍械問題——第二階段戰(zhàn)斗機、（德國）槍械、火炮負面：事故頻頻、后果嚴重（如納粹德國的對蘇作戰(zhàn)、…）正面：聘請生理醫(yī)學、心理學家參與設計，事半功倍（綜合優(yōu)勢）。2、二戰(zhàn)中尖銳的軍械問題——第二階段戰(zhàn)斗機、（德國）槍械、13——基本理論騰飛：機器要適應人（解剖、生理、心理）——現(xiàn)代人機學誕生。學科理論有：“機器適合人的因素。使操作付出最小，效率最高”（伍德）等。英國海軍部，“交叉學科研究組”（1947）默雷爾（Murrell）：“Ergo”+“Nomos”—Ergonomics——基本理論騰飛：機器要適應人（解剖、生理、心理）學科理論有143、人機學深入民用品——人機學的成熟戰(zhàn)后向民用產(chǎn)品深入滲透，設計競爭焦點之一。例如在相機的機械、光學、電子性能水平趨同之時，競爭在較長時期內(nèi)集中在產(chǎn)品的造型、使用方便等方面。其中“使用方便”、即優(yōu)良的人機性能尤為關鍵。登月艙設計中的小插曲，無人機（在當年）引起的思索系統(tǒng)、信息、控制三論的影響與滲入，系統(tǒng)優(yōu)化3、人機學深入民用品——人機學的成熟戰(zhàn)后向民用產(chǎn)品深入滲透15——理論成熟，IEA定義：人機系統(tǒng)優(yōu)化，互相適應、合理分工?！碚摮墒欤琁EA定義：人機系統(tǒng)優(yōu)化，互相適應、合理分工。164、對工業(yè)文明的反思——人機學的更高階段3維+1維：（人、機、環(huán)境）+時間（未來）人與自然的持久和諧，生態(tài)設計，可持續(xù)設計、再生設計設計倫理的回歸：天人合一4、對工業(yè)文明的反思——人機學的更高階段17白色污染，一次性筷子，（手絹換）紙巾省料（不可再生的資源）、節(jié)能、多次、循環(huán)、重復利用

白色污染，一次性筷子，（手絹換）紙巾18§1-2人機學的研究對象和目的任例一門學問都不是憑空出現(xiàn)的，總與某一特定的社會歷史環(huán)境中人們在生產(chǎn)、生活中的某種發(fā)現(xiàn)、某種感受、某種需要有關。常常是這類發(fā)現(xiàn)、感受和需要吸引了人們的注意力，誘導人們?nèi)パ芯克?，逐步認識到它的特點、本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律，并且認識到它的研究價值和實用意義，才形成新的專門學科，引起廣泛興趣和深入探討?！?-2人機學的研究對象和目的任例一門19一、人機工程學的基本概念和定義1、人機工程學的基本概念和定義在人機工程學的不同歷史發(fā)展時期，學者們提出過多種關于人機工程學的定義，反映當時人機學學科思想的側重點。一、人機工程學的基本概念和定義1、人機工程學的基本概念201980年國際人機工程學學會（IEA，InternationalErgonomicsAssociation）給出的定義：人機工程學是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素；研究人和機器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中與閑暇時怎樣考慮人的健康、安全、舒適和工作效率的學科。

1980年國際人機工程學學會（IEA，Internation21從定義看對象：與機器（廣義）設計有關的解剖學、生理學、心理學工作對象是機器上與人（直接）相關的“人機界面”目的：安全、舒適、高效內(nèi)容：人-機-環(huán)境的最佳匹配、系統(tǒng)優(yōu)化

從定義看222000年人機工程學是研究系統(tǒng)中人和其他組成部分之間的交互關系的一門學科，并運用其理論、原理、數(shù)據(jù)和方法進行設計，以優(yōu)化系統(tǒng)的功效和人的健康幸福（well-being）之間的關系。2000年人機工程學是研究系統(tǒng)中人和其他組成部分之間的交互關23從定義看對象：人和其他部分的交互關系。方法：運用其理論、原理、數(shù)據(jù)和方法進行設計目的：優(yōu)化系統(tǒng)的功效和人的健康幸福（well-being）從定義看242、學科名稱人類工效學（工效學，Ergonomics）人機學人體工程學人類工程學人的因素（學）（HumanFactors）人因工程（學）工程心理學人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程學宜人性設計（人機工程設計）人間工學2、學科名稱人類工效學（工效學，Ergonomics）25二、人機學的研究對象和領域生產(chǎn)、生活中，存在的問題比比皆是：公共盥洗間的水池龍頭老式火車車廂的窗戶雙肩背書包叫壺閱覽室里的座位全聚德招牌和車船碼頭時刻表的字體生產(chǎn)線上彈性懸掛的螺絲刀可以自動錄節(jié)目的錄象機……上面所舉的例子，涉及的問題類型就很多了。二、人機學的研究對象和領域生產(chǎn)、生活中，存在的問題比26從所研究和應用的問題類型或領域來看，大體可分列如下：1）功能分配、人機分工“常明燈”、花哨的錄象機、傻瓜相機、無人機2）產(chǎn)品與人體尺寸的匹配經(jīng)典例子之一——早年蘇式車床解放初期蘇式戰(zhàn)斗機和火炮浴室柜子學生課桌椅從所研究和應用的問題類型或領域來看，大體可分列如下：27人機工程學緒論課件28箱包設計箱包設計29人機工程學緒論課件30鞋靴設計鞋靴設計31人機工程學緒論課件323）顯示裝置的設計與布置儀表（尺寸、形式、顏色、字符、排列、位置）、跟蹤控制、視覺特性4）控制裝置的設計與布置控制器（按鈕、旋鈕、操縱桿、鍵盤、…）尺寸、形狀、布置5）人的操作力、操作速度、頻率和方法6）人的解剖、生理特性與產(chǎn)品設計7）人的自然行為傾向與產(chǎn)品設計（水壓機、水龍頭、…）3）顯示裝置的設計與布置338）人機界面計算機人機界面：感知、認知（記憶）、可靠性（防錯、容錯）、情緒、…9）產(chǎn)品使用的環(huán)境因素溫度、濕度、噪音、照明、振動、…（與通訊產(chǎn)品有關）10）其他勞動科學（作業(yè)姿勢、作業(yè)空間）、安全保護、行為科學、…8）人機界面34與宜人性設計、人性化設計的關系：——具體的數(shù)據(jù)、方法、手段等與宜人性設計、人性化設計的關系：35三、國內(nèi)外人機學的研究和應用概況1、研究與應用的領域在人機學建立與發(fā)展過程中，軍事背景是相當突出的。在20世紀60年代以后，開始民用產(chǎn)品和公共設施方面的人機學研究和應用三、國內(nèi)外人機學的研究和應用概況1、研究與應用的領域362、學術機構與專業(yè)教育

1）學術機構及其活動1）建立最早的人機學學術機構是英國人機工程學會，成立于1950年。隨后建立國家人機學學會的有：聯(lián)邦德國（1953），美國（1957），前蘇聯(lián)（1962），法國（1963），日本（1964）?，F(xiàn)在世界上工業(yè)與科技較發(fā)達的國家均建立了本國的國家人機學學術團體。2、學術機構與專業(yè)教育1）學術機構及其活動37英國人機工程學會從1957年起發(fā)行會刊《ERGONOMICS（人機工程）》，幾十年一直堅持著，對國際人機學的發(fā)展頗有貢獻。美國人機工程學會除發(fā)行會刊外，還出版書刊、發(fā)布專利，美國是提供人機學研究成果、數(shù)據(jù)資料最多的國家。英國人機工程學會從1957年起發(fā)行會刊382）國際人機工程學學會（IEA，也譯作國際人類工效學學會）成立于1960年。1961年在瑞典斯德哥爾摩舉行了第一屆國際人機工程學會議。此后，每3年一次的人機學國際會議依次在德國、英國、法國、荷蘭、美國、波蘭、日本等國舉行。其中1982年8月在日本東京舉行的第8屆會議，參加者達800余人，我國學者也應邀參加了會議。2）國際人機工程學學會（IEA，也譯作國際人類工效學學會）成393）國際人機工程學標準化技術委員會，代號ISO/CT-159，成立于1957年。是國際標準化組織（InternationalStandardizationOrganization，簡稱ISO）的一個下屬組織。其活動范圍有以下5個方面：制定與人的基礎特點（物理的、生理的、心理的、社會的）有關的標準；制定對人有影響的與物理因素有關的標準；制定與人在操作中、在過程和系統(tǒng)中的功能有關的標準；制定人機工程學的實驗方法極其數(shù)據(jù)處理的標準；協(xié)調(diào)ISO其他技術委員會的工作。3）國際人機工程學標準化技術委員會，代號ISO/CT-159404）我國與IEA對應的學術團體稱為“中國人類工效學學會”，英文：ChineseErgonomicsSociety，簡稱CES，中國科學技術協(xié)會下的一級學會。1989年6月30日成立。4）我國與IEA對應的學術團體稱為“中國人類工效學學會”，英41此外，我國在其他一級學會下或行業(yè)部門中也設有人機工程方面的學會或?qū)I(yè)委員會。如機械工業(yè)系統(tǒng)中，在1980年成立了工效學學會；冶金工業(yè)系統(tǒng)中的人機學會于1985建立；中國系統(tǒng)工程學會下的“人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)委員會”成立于1993年，等等。此外，我國在其他一級學會下或行業(yè)部門中42我國人機學的起步雖晚，但30年來發(fā)展很快。僅從人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程委員會成立10年來所開的5次學術會議，累計出版的5卷400多篇論文來看，研究領域已經(jīng)非常廣泛，并已取得一批有價值的應用成果。我國已經(jīng)發(fā)布了數(shù)十個人機工程方面的技術標準（國家標準、行業(yè)標準）。我國人機學的起步雖晚，但30年來發(fā)展很快。僅從人-機-環(huán)境系432）專業(yè)教育1）在國際上，高等教育中將人體工程學作為必修、選修課開設的專業(yè)有管理（勞動安全和衛(wèi)生）、設計、航空航天、車輛設計與交通工程、機械工程、環(huán)境工程等。人體工程學也被作為這些專業(yè)碩士、博士學位的一個研究方向。

2）專業(yè)教育442）我國高等教育中開設人體工程學課程的情況與國際上類似。目前，我國已有中國農(nóng)業(yè)大學（車輛工程學院）、北京航空航天大學、杭州大學、北京理工大學等院校和研究院所設有人機學研究方向的博士學位授予點。2）我國高等教育中開設人體工程學課程的情況與國際上類似。目前45§1-3人機系統(tǒng)與人機研究一、人機系統(tǒng)人機界面§1-3人機系統(tǒng)與人機研究一、人機系統(tǒng)人機界面46人機系統(tǒng)整體優(yōu)化：球隊，前鋒、后衛(wèi)，叫壺，飛機和飛行員（以飛機起降過程為例說明人機系統(tǒng)的工作情況），…人機界面：一般把機器上實現(xiàn)人與機器互相交流溝通的顯示器、控制器稱為機器的人機界面；有的人機學著作里，把機具上某些與人（操作時）接觸的實體部分也算作機具的人機界面。人機系統(tǒng)整體優(yōu)化：球隊，前鋒、后衛(wèi)，叫壺，飛機和飛行員47人機工程設計，即人機界面設計，有別于工程技術設計。舉例：機床，汽車，洗衣機，電話機，手機，車站站牌，候診室、營業(yè)廳，…計算機的人機界面。人機工程設計，即人機界面設計，有別于工程技術設計。48二、人機功能對比感知感受能力操作能力工作效率信息處理可靠性環(huán)境條件和耐久性其他二、人機功能對比感知感受能力操作能力49人機工程學緒論課件50三、人機合理分工舉例：叫壺、路燈開關、錄象機等——人機分工結論是：設計中應把笨重、快速、單調(diào)、規(guī)律性強、高階運算及在嚴酷和危險條件下的工作分配給機器，而將指令程序的編制、機器的監(jiān)護維修、故障排除和處理意外事故等工作安排人去承擔。

三、人機合理分工51補充：1）無人機的沉浮說明，科技的發(fā)展，已經(jīng)很大程度打破了上述界限，（聲控開關路燈、傻瓜相機、熱敏開關，…）今后人工智能的進展，必將進一步改變機器監(jiān)護維修等在人機分工中的位置，提法應該改進，補充：522）設計創(chuàng)造著生活，實際也在創(chuàng)造著人（和人類）本身，2）設計創(chuàng)造著生活，實際也在創(chuàng)造著人（和人類）本身，53四、人機學的研究方法1、觀察法對操作動作、功能、工藝流程等觀察分析四、人機學的研究方法1、觀察法542、實測法2、實測法553、實驗法

3、實驗法

564、模擬和模型實驗4、模擬和模型實驗575、計算機數(shù)值仿真5、計算機數(shù)值仿真586、分析法瞬間操作、知覺與運動、動作負荷、頻率、危象、相關分析等。7、調(diào)查研究法簡單訪問、專門調(diào)查、精細評分、心理與生理判斷等。6、分析法59§1-4人機工程學與鞋靴設計一、人機工程學與其他學科的關系人機工程學是一門邊緣學科（交叉學科）也是一門應用型學科。所以它與很多學科多有聯(lián)系。聯(lián)系的深度因具體課題不同而不同。

§1-4人機工程學與鞋靴設計一、人機工程學與其他學科的關系60人機工程學與其他學科的關系

人機工程學與其他學科的關系61二、人機工程學與鞋靴設計1.引例

二、人機工程學與鞋靴設計1.引例622.視頻2.視頻632.工作對象和目標的一致性工業(yè)設計或藝術設計，與工程設計或技術設計對比有什么不同呢？有一種回答是這樣的：工程設計（或技術設計，下同）以處理“物與物”之間的關系為主，而工業(yè)設計（或藝術設計，下同）則以處理“人與物”之間的關系為主。2.工作對象和目標的一致性工業(yè)設計或藝術設計，與工程設計或技64§1-5人機系統(tǒng)設計人/機系統(tǒng)的設計是總的實體設計，系統(tǒng)應遵循系統(tǒng)化的程序，它包含了以下幾個步驟。第一步，明確系統(tǒng)的目的與條件，將系統(tǒng)的目標具體化，明確系統(tǒng)將在怎樣的約束條件下進行操作。這些約束條件包括要求系統(tǒng)的輸出、系統(tǒng)將接受的輸入、允許的環(huán)境因素、單位成本、自然資源的可用性等?！?-5人機系統(tǒng)設計人/機系統(tǒng)的設65第二步，將功能從實際問題中分離出來，并在設計行為一開始就把功能處理的問題作為一種獨立與確定的對象來處理。第二步，將功能從實際問題中分離出來，并在設計行為一開始就把功66第三步，把人作為系統(tǒng)中一個完整部分來對待。工程原理不能在離開必須操作和維修機器與設備的人的情況下運用于機器設備的設計中。當功能已被限定和分配之后，就應當考慮人的性能與能力，并恰如其分地決定由誰—是人、機器還是計算機—來具體實現(xiàn)某種功能。在進行功能分配的過程中，必須時時牢記人的生理極限，以及人們對于工作場所和適當?shù)纳鐣h(huán)境的需要。第三步，把人作為系統(tǒng)中一個完整部分來對待。工程原理不能在離開67第四步，應對設計決策做出定義與分類，并嘗試將它們按一定順序進行排列。當證明這種順序?qū)υO計規(guī)劃和控制是有效的時候，就能給予設計者一個系統(tǒng)的框架。第四步，應對設計決策做出定義與分類，并嘗試將它們按一定順序進68第五步，分別對硬件設計與制造及人員選擇與培訓做出計劃。第六步，進行系統(tǒng)的綜合與評價。圖1-17表達了系統(tǒng)設計的完整決策過程。第五步，分別對硬件設計與制造及人員選擇與培訓做出計劃。69人機工程學緒論課件70人機工程學緒論課件71§1-6人機工程技術標準簡介一個國家各方面標準化制定和執(zhí)行的水平，是這個國家發(fā)展水平的一個衡量指標。將成熟的研究成果以技術標準的形式加以發(fā)布，便于相關部門遵循應用，可以達到（相關技術的）質(zhì)量控制、縮短設計和研制周期、降低成本、提高規(guī)范性等方面的目的?！?-6人機工程技術標準簡介一個國家各方面標準化制定和執(zhí)72GB/T16251-1996工作系統(tǒng)設計的人類工效學原則（eqvISO6385：1981）GB/T5703-1999用于技術設計的人體測量基礎項目（eqvISO7250：1996）GB/T5704.1～5704.4-1985人體測量儀器GB/T10000-1988中國成年人人體尺寸GB/T12985-1991在產(chǎn)品設計中應用人體尺寸百分位數(shù)的通則GB/T13547-1992工作空間人體尺寸GB/T14776-1993工作崗位尺寸設計原則及其數(shù)值GB/T16251-1996工作系統(tǒng)設計的人類工效學原73GB/T16252-1996成年人手部號型GB/T14775-1993操縱器一般人類工效學要求GB/T18209.3-####操作件位置和操作的要求GB/T14774-1993工作座椅一般人類工效學要求GB/T3976-1983學校課桌椅功能尺寸GB/T15759-1995人體模板設計和使用要求GB/T14779-1993坐姿人體模板功能設計要求GB/T16252-1996成年人手部號型74GB/T15241.2-1999與心理負荷相關的工效學原則第2部分：設計原則（idtISO10075-2：1996）GB/T12330-1990體力搬運重量限值GB/T5697-1985人類工效學照明術語GB/T13379-1992視覺工效學原則室內(nèi)工作系統(tǒng)照明GB/T12984-1991人類工效學視覺信息作業(yè)基本術語GB/T15241.2-1999與心理負荷相關的工效學75GB/T12454-1990視覺環(huán)境評價方法GB/T8417-****燈光信號顏色GB/T1251.2-1996人類工效學險情視覺信號一般要求設計和檢驗GB/T1251.3-1996人類工效學險情和非險情聲光信號體系GB12265.1-1997機械安全防止上肢觸及危險區(qū)的安全距離（ISO/DIS13852）GB/T12454-1990視覺環(huán)境評價方法76GB12265.2-2000機械安全防止下肢觸及危險區(qū)的安全距離（ISO/DIS13853）GB12265.3-1997機械安全避免人體各部位擠壓的最小間距（ISO/DIS13854）GB18209.1-2000機械安全指示、標志和操作第1部分：關于視覺、聽覺和觸覺信號的要求（idtIEC61310-1：1995）GB12265.2-2000機械安全防止下肢觸及危77GB/T16902.1-1997圖形符號表示規(guī)則設備用圖形符號第一部分：圖形符號的形成（eqvISO3451-1.1998）GB/T16901.1-1997圖形符號表示規(guī)則技術文件用圖形符號第一部分：基本規(guī)則（eqvISO/IEC11714-4：1996）[國標后面圓括號內(nèi)是該國家標準與對應國際標準的一致性程度的標識，“eqv”表示“等效于”，“idt”表示“等同于”。這兩個省略語后面是國際標準的代號。]GB/T16902.1-1997圖形符號表示規(guī)則設78人體工程學人體工程學79第一章人機工程學概論宜人設計、人性化設計的理念大家應該熟悉，今天我們所要學習的內(nèi)容與上述理念有什么聯(lián)系呢？問題：1.什么是人機工程學?2.人機工程學研究什么內(nèi)容或問題？（人機工程學研究的對象是什么？）3.人機工程學的研究方法是什么？4.人機工程學與宜人設計、人性化設計5.人機工程學與鞋靴設計的關系？……..第一章人機工程學概論宜人設計、人性化設80人機工程學緒論課件81研究內(nèi)容：“人-產(chǎn)品-環(huán)境”的關系研究內(nèi)容：82§1-1人機學的形成和發(fā)展學科理論的演進人機學的思想源遠流長設計制作器物時，優(yōu)先考慮的因素是什么？——自發(fā)的思維傾向，本能的行為方式

器物要和人（使用者）的各種因素相適宜§1-1人機學的形成和發(fā)展學科理論的演進人機學的思想83一.中國古籍中的卓越論述《考工記》——戰(zhàn)國初期（2400年）我國第一部重要的科技匯編名著。《考工記》，詳細記載了車輿、車輛、農(nóng)具、兵器（刀、槍、弓箭）、禮樂諸器的設計制作方法，其中器物制作宜人性方面的記述非常精彩，令人嘆服。

一.中國古籍中的卓越論述84《天工開物》——明代科學家宋應星（1587～1666？）編寫的另一部重要的科技匯編名著。其中有大量插圖，很值得人機工程學工作者深入研究?！短旃ら_物》——明代科學家宋應星（1587～1666？）編寫85人機工程學緒論課件86二.人機工程學的起源與發(fā)展1、產(chǎn)業(yè)革命的沖擊——人機學的孕育泰勒（Toylor，1856～1915）：鐵鍬作業(yè)實驗，時間研究（定額工時），“科學管理之父”吉爾布雷斯（Gilbreth，1868～1924）夫婦：砌磚作業(yè)實驗，動作研究

二.人機工程學的起源與發(fā)展1、產(chǎn)業(yè)革命的沖擊——人機學的孕87卓別林（Chaplin，1889～1977）：摩登時代卓別林（Chaplin，1889～1977）：摩登時代88閔斯特伯格（Minsterberg）：《心理學與工業(yè)效率》（1914）英國：工業(yè)保健研究部（1915）閔斯特伯格（Minsterberg）：《心理學與工業(yè)效率》（89——本階段的學科理論的實際傾向：選拔、培訓人，提高工效、人適應機器，與學科正式建立后理論（思想）南轅北轍?！倦A段的學科理論的實際傾向：選拔、培訓人，提高工效、902、二戰(zhàn)中尖銳的軍械問題——第二階段戰(zhàn)斗機、（德國）槍械、火炮負面：事故頻頻、后果嚴重（如納粹德國的對蘇作戰(zhàn)、…）正面：聘請生理醫(yī)學、心理學家參與設計，事半功倍（綜合優(yōu)勢）。2、二戰(zhàn)中尖銳的軍械問題——第二階段戰(zhàn)斗機、（德國）槍械、91——基本理論騰飛：機器要適應人（解剖、生理、心理）——現(xiàn)代人機學誕生。學科理論有：“機器適合人的因素。使操作付出最小，效率最高”（伍德）等。英國海軍部，“交叉學科研究組”（1947）默雷爾（Murrell）：“Ergo”+“Nomos”—Ergonomics——基本理論騰飛：機器要適應人（解剖、生理、心理）學科理論有923、人機學深入民用品——人機學的成熟戰(zhàn)后向民用產(chǎn)品深入滲透，設計競爭焦點之一。例如在相機的機械、光學、電子性能水平趨同之時，競爭在較長時期內(nèi)集中在產(chǎn)品的造型、使用方便等方面。其中“使用方便”、即優(yōu)良的人機性能尤為關鍵。登月艙設計中的小插曲，無人機（在當年）引起的思索系統(tǒng)、信息、控制三論的影響與滲入，系統(tǒng)優(yōu)化3、人機學深入民用品——人機學的成熟戰(zhàn)后向民用產(chǎn)品深入滲透93——理論成熟，IEA定義：人機系統(tǒng)優(yōu)化，互相適應、合理分工?！碚摮墒?，IEA定義：人機系統(tǒng)優(yōu)化，互相適應、合理分工。944、對工業(yè)文明的反思——人機學的更高階段3維+1維：（人、機、環(huán)境）+時間（未來）人與自然的持久和諧，生態(tài)設計，可持續(xù)設計、再生設計設計倫理的回歸：天人合一4、對工業(yè)文明的反思——人機學的更高階段95白色污染，一次性筷子，（手絹換）紙巾省料（不可再生的資源）、節(jié)能、多次、循環(huán)、重復利用

白色污染，一次性筷子，（手絹換）紙巾96§1-2人機學的研究對象和目的任例一門學問都不是憑空出現(xiàn)的，總與某一特定的社會歷史環(huán)境中人們在生產(chǎn)、生活中的某種發(fā)現(xiàn)、某種感受、某種需要有關。常常是這類發(fā)現(xiàn)、感受和需要吸引了人們的注意力，誘導人們?nèi)パ芯克?，逐步認識到它的特點、本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律，并且認識到它的研究價值和實用意義，才形成新的專門學科，引起廣泛興趣和深入探討。§1-2人機學的研究對象和目的任例一門97一、人機工程學的基本概念和定義1、人機工程學的基本概念和定義在人機工程學的不同歷史發(fā)展時期，學者們提出過多種關于人機工程學的定義，反映當時人機學學科思想的側重點。一、人機工程學的基本概念和定義1、人機工程學的基本概念981980年國際人機工程學學會（IEA，InternationalErgonomicsAssociation）給出的定義：人機工程學是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素；研究人和機器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中與閑暇時怎樣考慮人的健康、安全、舒適和工作效率的學科。

1980年國際人機工程學學會（IEA，Internation99從定義看對象：與機器（廣義）設計有關的解剖學、生理學、心理學工作對象是機器上與人（直接）相關的“人機界面”目的：安全、舒適、高效內(nèi)容：人-機-環(huán)境的最佳匹配、系統(tǒng)優(yōu)化

從定義看1002000年人機工程學是研究系統(tǒng)中人和其他組成部分之間的交互關系的一門學科，并運用其理論、原理、數(shù)據(jù)和方法進行設計，以優(yōu)化系統(tǒng)的功效和人的健康幸福（well-being）之間的關系。2000年人機工程學是研究系統(tǒng)中人和其他組成部分之間的交互關101從定義看對象：人和其他部分的交互關系。方法：運用其理論、原理、數(shù)據(jù)和方法進行設計目的：優(yōu)化系統(tǒng)的功效和人的健康幸福（well-being）從定義看1022、學科名稱人類工效學（工效學，Ergonomics）人機學人體工程學人類工程學人的因素（學）（HumanFactors）人因工程（學）工程心理學人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程學宜人性設計（人機工程設計）人間工學2、學科名稱人類工效學（工效學，Ergonomics）103二、人機學的研究對象和領域生產(chǎn)、生活中，存在的問題比比皆是：公共盥洗間的水池龍頭老式火車車廂的窗戶雙肩背書包叫壺閱覽室里的座位全聚德招牌和車船碼頭時刻表的字體生產(chǎn)線上彈性懸掛的螺絲刀可以自動錄節(jié)目的錄象機……上面所舉的例子，涉及的問題類型就很多了。二、人機學的研究對象和領域生產(chǎn)、生活中，存在的問題比104從所研究和應用的問題類型或領域來看，大體可分列如下：1）功能分配、人機分工“常明燈”、花哨的錄象機、傻瓜相機、無人機2）產(chǎn)品與人體尺寸的匹配經(jīng)典例子之一——早年蘇式車床解放初期蘇式戰(zhàn)斗機和火炮浴室柜子學生課桌椅從所研究和應用的問題類型或領域來看，大體可分列如下：105人機工程學緒論課件106箱包設計箱包設計107人機工程學緒論課件108鞋靴設計鞋靴設計109人機工程學緒論課件1103）顯示裝置的設計與布置儀表（尺寸、形式、顏色、字符、排列、位置）、跟蹤控制、視覺特性4）控制裝置的設計與布置控制器（按鈕、旋鈕、操縱桿、鍵盤、…）尺寸、形狀、布置5）人的操作力、操作速度、頻率和方法6）人的解剖、生理特性與產(chǎn)品設計7）人的自然行為傾向與產(chǎn)品設計（水壓機、水龍頭、…）3）顯示裝置的設計與布置1118）人機界面計算機人機界面：感知、認知（記憶）、可靠性（防錯、容錯）、情緒、…9）產(chǎn)品使用的環(huán)境因素溫度、濕度、噪音、照明、振動、…（與通訊產(chǎn)品有關）10）其他勞動科學（作業(yè)姿勢、作業(yè)空間）、安全保護、行為科學、…8）人機界面112與宜人性設計、人性化設計的關系：——具體的數(shù)據(jù)、方法、手段等與宜人性設計、人性化設計的關系：113三、國內(nèi)外人機學的研究和應用概況1、研究與應用的領域在人機學建立與發(fā)展過程中，軍事背景是相當突出的。在20世紀60年代以后，開始民用產(chǎn)品和公共設施方面的人機學研究和應用三、國內(nèi)外人機學的研究和應用概況1、研究與應用的領域1142、學術機構與專業(yè)教育

1）學術機構及其活動1）建立最早的人機學學術機構是英國人機工程學會，成立于1950年。隨后建立國家人機學學會的有：聯(lián)邦德國（1953），美國（1957），前蘇聯(lián)（1962），法國（1963），日本（1964）?，F(xiàn)在世界上工業(yè)與科技較發(fā)達的國家均建立了本國的國家人機學學術團體。2、學術機構與專業(yè)教育1）學術機構及其活動115英國人機工程學會從1957年起發(fā)行會刊《ERGONOMICS（人機工程）》，幾十年一直堅持著，對國際人機學的發(fā)展頗有貢獻。美國人機工程學會除發(fā)行會刊外，還出版書刊、發(fā)布專利，美國是提供人機學研究成果、數(shù)據(jù)資料最多的國家。英國人機工程學會從1957年起發(fā)行會刊1162）國際人機工程學學會（IEA，也譯作國際人類工效學學會）成立于1960年。1961年在瑞典斯德哥爾摩舉行了第一屆國際人機工程學會議。此后，每3年一次的人機學國際會議依次在德國、英國、法國、荷蘭、美國、波蘭、日本等國舉行。其中1982年8月在日本東京舉行的第8屆會議，參加者達800余人，我國學者也應邀參加了會議。2）國際人機工程學學會（IEA，也譯作國際人類工效學學會）成1173）國際人機工程學標準化技術委員會，代號ISO/CT-159，成立于1957年。是國際標準化組織（InternationalStandardizationOrganization，簡稱ISO）的一個下屬組織。其活動范圍有以下5個方面：制定與人的基礎特點（物理的、生理的、心理的、社會的）有關的標準；制定對人有影響的與物理因素有關的標準；制定與人在操作中、在過程和系統(tǒng)中的功能有關的標準；制定人機工程學的實驗方法極其數(shù)據(jù)處理的標準；協(xié)調(diào)ISO其他技術委員會的工作。3）國際人機工程學標準化技術委員會，代號ISO/CT-1591184）我國與IEA對應的學術團體稱為“中國人類工效學學會”，英文：ChineseErgonomicsSociety，簡稱CES，中國科學技術協(xié)會下的一級學會。1989年6月30日成立。4）我國與IEA對應的學術團體稱為“中國人類工效學學會”，英119此外，我國在其他一級學會下或行業(yè)部門中也設有人機工程方面的學會或?qū)I(yè)委員會。如機械工業(yè)系統(tǒng)中，在1980年成立了工效學學會；冶金工業(yè)系統(tǒng)中的人機學會于1985建立；中國系統(tǒng)工程學會下的“人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)委員會”成立于1993年，等等。此外，我國在其他一級學會下或行業(yè)部門中120我國人機學的起步雖晚，但30年來發(fā)展很快。僅從人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程委員會成立10年來所開的5次學術會議，累計出版的5卷400多篇論文來看，研究領域已經(jīng)非常廣泛，并已取得一批有價值的應用成果。我國已經(jīng)發(fā)布了數(shù)十個人機工程方面的技術標準（國家標準、行業(yè)標準）。我國人機學的起步雖晚，但30年來發(fā)展很快。僅從人-機-環(huán)境系1212）專業(yè)教育1）在國際上，高等教育中將人體工程學作為必修、選修課開設的專業(yè)有管理（勞動安全和衛(wèi)生）、設計、航空航天、車輛設計與交通工程、機械工程、環(huán)境工程等。人體工程學也被作為這些專業(yè)碩士、博士學位的一個研究方向。

2）專業(yè)教育1222）我國高等教育中開設人體工程學課程的情況與國際上類似。目前，我國已有中國農(nóng)業(yè)大學（車輛工程學院）、北京航空航天大學、杭州大學、北京理工大學等院校和研究院所設有人機學研究方向的博士學位授予點。2）我國高等教育中開設人體工程學課程的情況與國際上類似。目前123§1-3人機系統(tǒng)與人機研究一、人機系統(tǒng)人機界面§1-3人機系統(tǒng)與人機研究一、人機系統(tǒng)人機界面124人機系統(tǒng)整體優(yōu)化：球隊，前鋒、后衛(wèi)，叫壺，飛機和飛行員（以飛機起降過程為例說明人機系統(tǒng)的工作情況），…人機界面：一般把機器上實現(xiàn)人與機器互相交流溝通的顯示器、控制器稱為機器的人機界面；有的人機學著作里，把機具上某些與人（操作時）接觸的實體部分也算作機具的人機界面。人機系統(tǒng)整體優(yōu)化：球隊，前鋒、后衛(wèi)，叫壺，飛機和飛行員125人機工程設計，即人機界面設計，有別于工程技術設計。舉例：機床，汽車，洗衣機，電話機，手機，車站站牌，候診室、營業(yè)廳，…計算機的人機界面。人機工程設計，即人機界面設計，有別于工程技術設計。126二、人機功能對比感知感受能力操作能力工作效率信息處理可靠性環(huán)境條件和耐久性其他二、人機功能對比感知感受能力操作能力127人機工程學緒論課件128三、人機合理分工舉例：叫壺、路燈開關、錄象機等——人機分工結論是：設計中應把笨重、快速、單調(diào)、規(guī)律性強、高階運算及在嚴酷和危險條件下的工作分配給機器，而將指令程序的編制、機器的監(jiān)護維修、故障排除和處理意外事故等工作安排人去承擔。

三、人機合理分工129補充：1）無人機的沉浮說明，科技的發(fā)展，已經(jīng)很大程度打破了上述界限，（聲控開關路燈、傻瓜相機、熱敏開關，…）今后人工智能的進展，必將進一步改變機器監(jiān)護維修等在人機分工中的位置，提法應該改進，補充：1302）設計創(chuàng)造著生活，實際也在創(chuàng)造著人（和人類）本身，2）設計創(chuàng)造著生活，實際也在創(chuàng)造著人（和人類）本身，131四、人機學的研究方法1、觀察法對操作動作、功能、工藝流程等觀察分析四、人機學的研究方法1、觀察法1322、實測法2、實測法1333、實驗法

3、實驗法

1344、模擬和模型實驗4、模擬和模型實驗1355、計算機數(shù)值仿真5、計算機數(shù)值仿真1366、分析法瞬間操作、知覺與運動、動作負荷、頻率、危象、相關分析等。7、調(diào)查研究法簡單訪問、專門調(diào)查、精細評分、心理與生理判斷等。6、分析法137§1-4人機工程學與鞋靴設計一、人機工程學與其他學科的關系人機工程學是一門邊緣學科（交叉學科）也是一門應用型學科。所以它與很多學科多有聯(lián)系。聯(lián)系的深度因具體課題不同而不同。

§1-4人機工程學與鞋靴設計一、人機工程學與其他學科的關系138人機工程學與其他學科的關系

人機工程學與其他學科的關系139二、人機工程學與鞋靴設計1.引例

二、人機工程學與鞋靴設計1.引例1402.視頻2.視頻1412.工作對象和目標的一致性工業(yè)設計或藝術設計，與工程設計或技術設計對比有什么不同呢？有一種回答是這樣的：工程設計（或技術設計，下同）以處理“物與物”之間的關系為主，而工業(yè)設計（或藝術設計，下同）則以處理“人與物”之間的關系為主。2.工作對象和目標的一致性工業(yè)設計或藝術設計，與工程設計或技142§1-5人機系統(tǒng)設計人/機系統(tǒng)的設計是總的實體設計，系統(tǒng)應遵循系統(tǒng)化的程序，它包含了以下幾個步驟。第一步，明確系統(tǒng)的目的與條件，將系統(tǒng)的目標具體化，明確系統(tǒng)將在怎樣的約束條件下進行操作。這些約束條件包括要求系統(tǒng)的輸出、系統(tǒng)將接受的輸入、允許的環(huán)境因素、單位成本、自然資源的可用性等?！?-5人機系統(tǒng)設計人/機系統(tǒng)的設143第二步，將功能從實際問題中分離出來，并在設計行為一開始就把功能處理的問題作為一種獨立與確定的對象來處理。第二步，將功能從實際問題中分離出來，并在設計行為一開始就把功144第三步，把人作為系統(tǒng)中一個完整部分來對待。工程原理不能在離開必須操作和維修機器與設備的人的情況下運用于機器設備的設計中。當功能已被限定和分配之后，就應當考慮人的性能與能力，并恰如其分地決定由誰—是人、機器還是計算機—來具體實現(xiàn)某種功能。在進行功能分配的過程中，必須時時牢記人的生理極限，以及人們對于工作場所和適當?shù)纳鐣h(huán)境的需要。第三步，把人作為系統(tǒng)中一個完整部分來對待。工程原理不能在離開145第四步，應對設計決策做出定義與分類，并嘗試將它們按一定順序進行排列。當證明這種順序?qū)υO計規(guī)劃和控制是有效的時候，就能給予設計者一個系統(tǒng)的框架。第四