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人體工程學(xué)甘曉燕廣西城市職業(yè)學(xué)院2009年12月1目錄第一章概論第二章人體測量與設(shè)計(jì)應(yīng)用第三章人機(jī)界面的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)第四章環(huán)境空間的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)第五章人性化理念的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)123452第一章概論第一節(jié)人體工程學(xué)概念1、學(xué)科命名的由來歐洲:Ergonomics人類工程學(xué)或工效學(xué)。美國:HumanFactors;HumanFactorsEngineering人類因素學(xué)或人類因素工程學(xué)。其他:工程心理學(xué)(前蘇聯(lián));人間工學(xué)(日本);人體工程學(xué);人機(jī)工程學(xué);人類工效學(xué);人機(jī)控制學(xué);宜人學(xué)等。我國:我們國家將人體工程學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科研究,應(yīng)該是從200世紀(jì)70年代末開始的.3第一章概論
在我國,人機(jī)工程學(xué)學(xué)者賴維鐵定義為:人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和其他有關(guān)科學(xué)知識,使機(jī)器和人相互適應(yīng)創(chuàng)造舒適和安全的環(huán)境條件,從而提高工效的一門科學(xué)。著名的科學(xué)家錢學(xué)森也在《系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)與人體科學(xué)》中指出:人體工程學(xué)是一門非常重要的應(yīng)用人體科學(xué)的技術(shù),它專門研究人和機(jī)器的配合,考慮到人的功能及能,如何設(shè)計(jì)機(jī)器,求得人在使用機(jī)器時整個人和機(jī)器的效果大達(dá)到最佳狀態(tài)。4第一章概論第一節(jié)人體工程學(xué)概念2、人體工程學(xué)的定義(1)國際人機(jī)工程學(xué)會(InternationalErgonomics
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、生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科。(2)《中國企業(yè)管理百科全書》:《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。5第一章概論(3)綜合:綜上所述可以認(rèn)為:人機(jī)工程學(xué)是以人的生理、心理特性為依據(jù),應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn),分析研究人與機(jī)械、人與環(huán)境以及機(jī)械與環(huán)境之間的相互作用,為設(shè)計(jì)操作簡便省力、安全、舒適,人—機(jī)—環(huán)境的配合達(dá)到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)提供理論和方法的科學(xué)。因此,我們可以簡單的說人機(jī)工程學(xué)就是: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)。6第一章概論第一節(jié)人體工程學(xué)概念3.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)。7第一章概論(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)的特點(diǎn):學(xué)科邊界模糊;學(xué)科內(nèi)容綜合性強(qiáng);涉及面廣。(4)人機(jī)工程學(xué)的研究對象:人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的整體狀態(tài)和過程。(5)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)獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。8第一章概論第二節(jié)人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展史1.早期歷史——萌芽階段(19世紀(jì)晚期—20世紀(jì)初期:第二次世界大戰(zhàn)前
)2.人機(jī)工程職業(yè)的誕生(1945—1960年)3.快速發(fā)展階段(1960—1980年)4.重新認(rèn)識階段——計(jì)算機(jī)、災(zāi)難和訴訟的出現(xiàn)(1980—1990年)5.科學(xué)發(fā)展階段(1990年以后)發(fā)展史9第一章概論早期歷史—萌芽階段20世紀(jì)前期(使人適應(yīng)機(jī)器)它“起源于英國,形成于美國”,原先是在工業(yè)社會中,開始大量生產(chǎn)和使用機(jī)械設(shè)施的情況下,探求人和機(jī)械之間的關(guān)系。1898年英國的泰勒(Taylor)創(chuàng)造了流水線生產(chǎn)方法,并提倡作業(yè)環(huán)境的科學(xué)管理。1910年,他通過實(shí)踐找出鐵鍬的最佳形態(tài),設(shè)計(jì)出其在鏟砂子、鐵屑、煤礦石的最適當(dāng)?shù)闹亓?。正由于泰勒最先研究怎樣操作才能省力、高效,并定出了相?yīng)的操作制度,人們稱該制度為“泰勒制”,泰勒本人被稱為“人類工程學(xué)的始祖”。
10第一章概論1911年,基爾伯特(Gilbert)發(fā)明了使砌磚工人在所有工作高度下都便于使用的工作架子,它使每人在一小時的砌磚量從120塊增至350塊。
上面的這些實(shí)踐活動形成了早期的人體工程學(xué)體系,即“時間和動作系統(tǒng)”(TimeandMotionStudy)。11第一章概論職業(yè)的誕生形成階段1945—1960年
(使機(jī)器適應(yīng)人)二戰(zhàn)后人體工程學(xué)已廣泛應(yīng)用于一般的產(chǎn)業(yè)中,如汽車業(yè)、機(jī)床、工業(yè)機(jī)械、交通安全、勞動保護(hù)等方面。
自60年代至今,人體工程學(xué)開始應(yīng)用于家庭生活中,其目的在于把對人——機(jī)系統(tǒng)的想法擴(kuò)展到人—物系統(tǒng)上,乃至人——空間的系統(tǒng)上,使人們的生活環(huán)境更加便利和舒適。
如果說,針對工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)研究的重點(diǎn)是人——機(jī)、人——物系統(tǒng)的話,那么,側(cè)重室內(nèi)外設(shè)計(jì)的人體工程學(xué)研究的重點(diǎn)應(yīng)該是人——物系統(tǒng)、人——環(huán)境系統(tǒng)。
12第一章概論
1950年英國成立了第一個人類工效學(xué)會,名稱為“英國人類功效學(xué)會”。側(cè)重人的因素的研究。1957年9月美國創(chuàng)辦了“人的因素學(xué)會”。美國是人體工程學(xué)的誕生地,它側(cè)重于對工學(xué)的研究。1961年在斯德哥爾摩召開了第一次國際會議,創(chuàng)立了“國際人類功效學(xué)會”。當(dāng)時參加的有15個聯(lián)合協(xié)會。1964年日本建立了“日本人間工學(xué)會”。日本在學(xué)習(xí)西方的同時不忘保持民族的傳統(tǒng),他們本國的人體工程學(xué)家認(rèn)為,日本的人體工程學(xué)應(yīng)該既重視人類學(xué)的研究,又重視工程學(xué)的研究13第一章概論前蘇聯(lián)在60年代把人體工程學(xué)與工程心理學(xué)視為同一學(xué)科,他們側(cè)重心理學(xué)的研究,巴甫洛夫是俄國的著名心理學(xué)家。
人體工程學(xué)在我國形成體系的年代比較晚,因文化、歷史、地理、戰(zhàn)爭等原因,我國的工業(yè)生產(chǎn)落后,人體工程學(xué)難以發(fā)展,生產(chǎn)力不發(fā)達(dá),人類自身就的不到尊重。清朝的洋務(wù)運(yùn)動也只學(xué)了西方制造兵器的皮毛,從當(dāng)時產(chǎn)品的對稱形式、四合院的建筑格局上,我們可以體會到濃厚的封建意味。
解放初期,我國人民的物質(zhì)生活水平還很低,人們對工業(yè)產(chǎn)品的需求還限于功能上的滿足。至于室內(nèi)環(huán)境的美化和設(shè)計(jì)、器具的宜人等問題,暫時無法顧及。
50年代,我國設(shè)立了輕工業(yè)部、手工業(yè)部、機(jī)械工業(yè)部等國家機(jī)關(guān),在一些理工大學(xué)設(shè)置了工業(yè)造型、建筑設(shè)計(jì)等專業(yè),一些美術(shù)院校設(shè)置了工業(yè)美術(shù)專業(yè)。在教學(xué)和設(shè)計(jì)中,人體的參數(shù)、肌體能力與設(shè)計(jì)關(guān)系得到了重視。50年代在教育形式和內(nèi)容上照搬蘇聯(lián)的較多。14第一章概論60、70年代,我國經(jīng)歷了“文革”,使剛剛興起的文化再度受挫,人體工程學(xué)只應(yīng)用在精密的設(shè)計(jì)范圍內(nèi),而在家庭用具、工廠布局、機(jī)械、學(xué)校、醫(yī)院、辦公室、圖書館、汽車、火車、船舶、農(nóng)具、書籍、玩具和運(yùn)動器材等方面得不到應(yīng)用。
70年代后期,我國的人體工程學(xué)才有起步,人體工程學(xué)首先是應(yīng)用在家具設(shè)計(jì)上。
80年代,人體工程學(xué)得到進(jìn)一步發(fā)展,出現(xiàn)了許多有關(guān)書刊、雜志。2000年后,許多設(shè)計(jì)院校都開設(shè)了人體工程學(xué)課程??傊?,我國的人體工程學(xué)正處于發(fā)展的初級階段,還需不斷完善。15第一章概論
人體工程學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科歷史很短,以人為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)的這種思想的成熟,并使這種思想成為一個體系卻是二戰(zhàn)前后的事。二戰(zhàn)時期一些國家在大力研制高效能、大威力武器的時候,疏于對操作人員生理特征與心理特征的了解,也忽視了對操作人員相應(yīng)素質(zhì)的提高和能力的訓(xùn)練,降低了武器的使用效能還經(jīng)常造成失誤,如美國空戰(zhàn)飛機(jī)應(yīng)戰(zhàn)爭的需要源源而出,當(dāng)時飛機(jī)駕駛艙里的操縱器、儀表、顯示器就有一百多種,飛機(jī)訓(xùn)練無法與之相適應(yīng),因?yàn)槿说姆磻?yīng)速度距離操縱飛機(jī)要求的速度差得很大,造成許多事故發(fā)生。
飛機(jī)設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的這些問題,是屬于工程和行為方面的問題,這不能不使科學(xué)家們將其研究方向轉(zhuǎn)向復(fù)雜的人—機(jī)系統(tǒng)(Human——EngineeringSystem)的調(diào)和方面。16第一章概論進(jìn)行飛機(jī)研究的不應(yīng)只是機(jī)械工程師了,更多的則應(yīng)該是行為學(xué)家、心理學(xué)家、生理學(xué)家、人類學(xué)家和醫(yī)生。他們的研究重點(diǎn)是人的感知覺、人的行為與機(jī)械的關(guān)系。他們認(rèn)為應(yīng)該首先研究使用機(jī)器的人類,然后從適合人類的特點(diǎn)出發(fā)去設(shè)計(jì)機(jī)械和工具。如科學(xué)家們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的多次實(shí)驗(yàn),對顯示器的亮度做了科學(xué)的研究和調(diào)整,確定了使人的明適應(yīng)與暗適應(yīng)的反應(yīng)時間最快的儀表亮度。這種充分了解人的生理、心理等方面特點(diǎn)來設(shè)計(jì)機(jī)械的思想和方法標(biāo)志著人體工程學(xué)科學(xué)體系的形成。
隨著宇宙飛船密封艙的設(shè)計(jì),使人類在宇宙空間的研究能力得到了發(fā)展,比如宇航員超重與失重的訓(xùn)練,太空服的設(shè)計(jì),太空艙單調(diào)的環(huán)境的改善等都需要運(yùn)用人體工程學(xué)的思想和原理,隨后與之相適應(yīng)的環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)也得到重視與研究。17第一章概論快速發(fā)展發(fā)展階段1960—1980年(仍然不為普通人所了解)到60年代,美國的人機(jī)工程學(xué)基本集中在復(fù)雜的軍事工業(yè)的應(yīng)用上,隨著航天技術(shù)的發(fā)展,人機(jī)工程學(xué)迅速成為航天工業(yè)的一個重要部分。隨后,人機(jī)工程學(xué)迅速發(fā)展,開始在軍事和航天工業(yè)以外的領(lǐng)域得以應(yīng)用,包括醫(yī)藥公司、計(jì)算機(jī)公司、汽車公司和其他消費(fèi)公司。工廠也開始意識到人機(jī)工程學(xué)在工作場地和產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的重要性。18第一章概論計(jì)算機(jī)、災(zāi)難重新認(rèn)識階段1980—1990年(人機(jī)工程學(xué)的重要性)1979年ThreeMile島上的核電站事故;1984年12月4日UnionCarbide殺蟲劑工廠有毒物質(zhì)泄漏,4000人死亡,20000人受傷;1986年蘇聯(lián)Chernobyl核電站事故,300人死亡;1989年P(guān)hillipsPetroleum塑料工廠在一場爆炸中夷為平地。19第一章概論科學(xué)人體工程科學(xué)發(fā)展階段1990年以后——(人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的建立)人類空間站的建立;計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)工程的應(yīng)用;藥物器械設(shè)計(jì)和老年人產(chǎn)品設(shè)計(jì);人民生活和工作質(zhì)量設(shè)計(jì);20第一章概論1961年在瑞典斯得哥爾摩舉行首次國際人機(jī)工程會議。1982年在日本東京舉行第八次國際人機(jī)工程會議,我國第一次派人參加。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)1975年成立了國際人機(jī)工程標(biāo)準(zhǔn)委員會(TC—159)。1981年我國相應(yīng)成立中國人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會。1989年成立《中國人類工效學(xué)學(xué)會》1991年1月成為《國際人類工效學(xué)協(xié)會》正式成員我國人機(jī)發(fā)展進(jìn)程21第一章概論
在我國自原始社會起,人們似乎就有了如何使狩獵工具、生產(chǎn)生活用品利于使用的本領(lǐng),如牛針、石刀的造型都是直線的,陶瓷用品的邊緣都向里彎。
漢代的“長信宮燈”不但造型優(yōu)美,富有極高的藝術(shù)性,而且有非常巧妙的排煙消塵和調(diào)整光的照度及方向的功能。
明代家具中桌子的“榫卯”、“攢邊”、“通槽”之處,椅子的靠背依據(jù)人體的脊柱側(cè)面自然狀態(tài)時的“S”形,這些無不顯示著古代人的智慧,孕育著“人體工程學(xué)”的思想,只可惜它沒能建立在科學(xué)的基礎(chǔ)之上,而形成獨(dú)立的科學(xué)。人體工程學(xué)逐漸形成體系是第一次世界大戰(zhàn)以前。歐洲工業(yè)革命使大機(jī)器生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn),機(jī)械的進(jìn)步給人類帶來了各種方便,于是就產(chǎn)生了“機(jī)器越進(jìn)步,人類就越幸?!钡挠^念。人們相信在機(jī)械進(jìn)步的同時,人類也在相應(yīng)地進(jìn)步。
22第一章概論60、70年代,我國經(jīng)歷了“文革”,使剛剛興起的文化再度受挫,人體工程學(xué)只應(yīng)用在精密的設(shè)計(jì)范圍內(nèi),而在家庭用具、工廠布局、機(jī)械、學(xué)校、醫(yī)院、辦公室、圖書館、汽車、火車、船舶、農(nóng)具、書籍、玩具和運(yùn)動器材等方面得不到應(yīng)用。
70年代后期,我國的人體工程學(xué)才有起步,人體工程學(xué)首先是應(yīng)用在家具設(shè)計(jì)上。
80年代,人體工程學(xué)得到進(jìn)一步發(fā)展,出現(xiàn)了許多有關(guān)書刊、雜志。2000年后,許多設(shè)計(jì)院校都開設(shè)了人體工程學(xué)課程??傊?,我國的人體工程學(xué)正處于發(fā)展的初級階段,還需不斷完善。23第一章概論16實(shí)際上,人的進(jìn)步是個極漫長的過程,它的速度是無法趕上機(jī)器發(fā)展的速度的。所以,近代工業(yè)的職業(yè)病相伴著工具、環(huán)境的發(fā)展而產(chǎn)生。當(dāng)時的人們感到,如果不采取某種方法來彌補(bǔ)人和機(jī)器之間的“裂痕”,機(jī)器超越人類能力所帶來的弊病就會增加,將成為各種危害人類的災(zāi)難。
因此,在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時,人們就充分注意到了機(jī)械操作者的各種能力,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行以人為主的設(shè)計(jì),這一設(shè)計(jì)思想就是人體工程學(xué)的基本思想。24第一章概論第三節(jié)人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容和方法(一)人機(jī)工程學(xué)的內(nèi)容各國人機(jī)工程研究的基本狀況—由于各國學(xué)科和工業(yè)基礎(chǔ)不同,各國人機(jī)工程的研究方向和側(cè)重點(diǎn)也有所不同,例如:
美國側(cè)重工程和人際關(guān)系;
法國側(cè)重勞動生理學(xué);
前蘇聯(lián)注重工程心理學(xué);
保加利亞偏重人體測量;
捷克、印度等注重勞動衛(wèi)生學(xué)。
25第一章概論人體工程學(xué)研究的內(nèi)容:從大的方面看,有三大內(nèi)容:1.它研究人在某種工作中的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等方面的各種因素;2.研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用;3.研究在工作中、生活中怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題。詳細(xì)一點(diǎn)來說,研究的內(nèi)容有很多,例如:1.
工作系統(tǒng)中的人人體尺寸;信息的感受和處理能力;運(yùn)動的能力;學(xué)習(xí)的能力;
26第一章概論生理及心理需求;對物理環(huán)境的感受性;對社會環(huán)境的感受性;知覺與感覺的能力;個人之差;環(huán)境對人體能的影響;人的長期、短期能力的限度及愉適點(diǎn);人的反射及反應(yīng)形態(tài);人的習(xí)慣與差異(民族、性別);錯誤形成的研究。27第一章概論2.工作系統(tǒng)中直接由人使用的機(jī)械部分如
何適應(yīng)人的使用。這部分分三類:顯示器:儀表、信號、顯示屏。操縱器:各種機(jī)具的操縱部分,桿、鈕、盤、輪、踏板等。機(jī)具:家具、設(shè)備等。3.環(huán)境控制,如何適應(yīng)人的使普通環(huán)境:建筑與室內(nèi)空間環(huán)境的照明、溫度、濕度控制等。特殊環(huán)境:冶金、化工、采礦、航空、宇宙和極地探險(xiǎn)等行業(yè),有時會遇到極特殊的環(huán)境:高溫、高壓、振動、噪聲、輻射和污染等。28第一章概論(二)目前人機(jī)工程學(xué)的前沿領(lǐng)域研究包括:
人機(jī)關(guān)系;
人與環(huán)境關(guān)系;
人與生態(tài);
人的特性模型;
人機(jī)系統(tǒng)的定量描述;
人際關(guān)系、直至團(tuán)體行為、組織行為、心理狀態(tài)等方面的研究。29第一章概論在室內(nèi)設(shè)計(jì)中,人體工程學(xué)也起著至關(guān)重要的作用。室內(nèi)設(shè)計(jì)的主要目的是要創(chuàng)造有利于人們身心健康和安全舒適的工作、生產(chǎn)和生活、休息的良好環(huán)境。而人體工程學(xué)就是為這一目的服務(wù)的一門系統(tǒng)學(xué)科。要創(chuàng)造這樣一種環(huán)境,主要采用科學(xué)的手段,主要包括“關(guān)于人體尺度和人類生理及心理要求”兩個方面。這兩個方面各國都有自己合理的數(shù)值系列及判斷資料。除此之外,還有一個相關(guān)的問題,就是人體空間的構(gòu)成,它包括以下三方面:30第一章概論161.體積所謂體積就是人體活動的三維范圍,這個范圍每個國家、民族以至每個人之間的人體尺度測量標(biāo)準(zhǔn)不盡相同,因此決定了三維空間量的差異。所以人體工程學(xué)所采用的數(shù)值都是平均值,此外還有偏差值,以供設(shè)計(jì)人員參考使用。
2.位置所謂位置,是指人體在室內(nèi)的“靜點(diǎn)”,個人與群體的生活習(xí)俗以及生產(chǎn)方式和工作習(xí)慣與靜點(diǎn)的確定有直接關(guān)聯(lián),它主要取決于“視覺定位”。由于中西方差距較大,定位也受到影響。另外,人的生活、工作要求在不同地點(diǎn)和特定環(huán)境對定位也有很大影響,所以定位又有一定的彈性。31第一章概論3.方向所謂方向是指人的“動向”,這種動向受生理和心理兩方面的制約。32第一章概論(三)近期國內(nèi)外人機(jī)工程學(xué)研究的方向歸納如下:1、工作負(fù)荷研究,包括體力活動、智力活動、工作緊張等因素引起的生理負(fù)荷和心理負(fù)荷。2、工作環(huán)境的研究,包括各種工作環(huán)境條件下的生理效應(yīng),以及一般工作與生活環(huán)境中振動、噪音、空氣、照明等因素的人機(jī)工程學(xué)的研究。3、工作場地、工作空間、工具裝備的人機(jī)工程學(xué)的研究。4、信息顯示的人機(jī)工程學(xué)問題,特別是計(jì)算機(jī)終端顯示中人的因素研究。5、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)研究。6、工作成效的測量與評定。7、機(jī)器人設(shè)計(jì)的智能模擬等。8、人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)中心理學(xué)的研究。33DiagramThemeGallery
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