人機課件第一章新

人機課件第一章新第1頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學第一章概論1.為什么要學安全人機工程學1.什么是安全人機工程學3.這門課研究些什么4.要求：同學們要學會什么第2頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學問題:1.為什么要學安全人機工程學第3頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學筆的發(fā)展筆的祖先——毛筆第4頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學鵝毛筆第5頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學1829年詹姆士?倍利成功地研制出鋼筆尖

1884年華特曼發(fā)明了比較實用的自來水筆

布拉馬用銀制成筆桿

第6頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學1943年，匈牙利的比克發(fā)明的圓珠筆圓珠筆并不是完美的，你能找出它的不足嗎？第7頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學安全人機工程學的發(fā)展經(jīng)驗期-創(chuàng)建期-成熟期經(jīng)驗期：

1884年起，三大實驗（肌肉疲勞試驗、鐵秋作業(yè)試驗、砌磚作業(yè)試驗）創(chuàng)建期： 第二次世界大戰(zhàn)期間起，新式武器和裝備的功能研究成熟期：

20世紀60年代起，宇航技術(shù)的研究第8頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學1、經(jīng)驗期在古埃及的石碑雕刻里就有一些器皿的造型（如圖1-5），從它們的造型可以很清楚地看出古埃及人在日常生活、工作中已經(jīng)開始考慮人機關(guān)系了。第9頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖4古埃及石刻第10頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學經(jīng)驗人機工程學：

在我國的古典家具中，如太師椅、茶幾等可以很明顯地看到人機理念的影子（如圖1-5）。又如我國指南車（如圖1-6），它的傳動機構(gòu)，運用了力學知識和反饋原理，與現(xiàn)代人機工程學的原理相吻合。第11頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖5紫檀雕四出頭官帽椅第12頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖6我國古代的指南車第13頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學三大實驗1．肌肉疲勞試驗

1884年，德國學者莫索（A·Mosso）對人體勞動疲勞進行了試驗研究。對作業(yè)的人體通以微電流，隨著人體疲勞程度的變化，電流也隨之變化，這樣用不同的電信號來反映人的疲勞程度。這一試驗研究為以后的“勞動科學”打下了基礎(chǔ)。2．鐵秋作業(yè)試驗

1898年美國學者泰勒（F·W·Taylor）從人機學角度出發(fā)，對鐵鍬的使用效率進行了研究。他用形狀相同而鏟量分別為5kg、10kg、17kg、和30kg四種鐵鍬去鏟同一堆煤，雖然17kg和30kg的鐵鍬每次鏟量大，但實驗結(jié)果表明，鏟煤量為10kg的鐵鍬作業(yè)效率最高。他做了許多實驗，終于找出了鐵鍬的最佳設(shè)計和搬運煤屑、鐵屑、砂子和鐵礦石等松散粒狀材料時每一鏟的最適當?shù)闹亓俊＿@就是人機工程學過程中著名的“鐵鍬作業(yè)實驗”。3．砌磚作業(yè)試驗

1911年吉爾伯勒斯（F·B·Gilreth）對美國建筑工人砌磚作業(yè)進行了試驗研究。他用快速攝影機把工人的砌磚動作拍攝下來，然后對動作進行分析，去掉多余無效動作，最終提高了工作效率，使工人砌磚速度由當時的每小時120塊提高到每小時350塊。第14頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學2、創(chuàng)建期 第二次世界大戰(zhàn)期間。

例如，由于戰(zhàn)斗機中座艙及儀表位置設(shè)計不當，造成飛行員誤讀儀表和誤用操縱器而導致意外事故，或由于操作復雜、不靈活和不符合人的生理尺寸而造成戰(zhàn)斗命中串低等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。第15頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學3、成熟期到了20世紀60年代至今

例如，在宇航技術(shù)的研究中，提出了人在失重情況下如何操作，在超重情況下人的感覺如何等新問題。圖1-7所示即為在這個時期美國亨利·德累夫斯（HenryDeryfuss）事務所的人機學實驗。

第16頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖1-4美國亨利·德累夫斯（HenryDeryfuss）事務所的人機學實驗第17頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學第18頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學本學科的重要性：1.工業(yè)發(fā)展的需要。2.產(chǎn)品設(shè)計的需要。3.安全的需要。第19頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學問題:2.什么是安全人機工程學第20頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學定義1：安全人機工程學是從安全角度和著眼點，運用人機工程學的原理和方法去解決人機結(jié)合面的安全問題的一門新興學科。定義2:它是從安全目標出發(fā)，應用人機學的基本理論，觀點和方法，對安全事故、設(shè)備、環(huán)境進行分析以及對人的心理與行為進行分析研究，從人機關(guān)系中找到預防事故的方法。定義3:安全人機工程學以系統(tǒng)論、控制論和信息論為理論基礎(chǔ)，從人的生理、心理、生物力學等方面去研究在發(fā)揮機器、設(shè)備高效率的同時，如何使其與人達到和諧匹配，確保人的安全和健康的問題。關(guān)于安全人機工程學的幾個定義第21頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學安全人機工程學的內(nèi)涵角度和著眼點:安全研究對象:人機系統(tǒng)。目的:活動過程中對人實行保護。主要闡述:人與機保持什么樣的關(guān)系，才能保證人的安全，也就是說，在實現(xiàn)一定的生產(chǎn)效率的同時，如何最大限度地保障人的安全健康與舒適愉快。第22頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學問題:2.安全人機工程學要研究什么？第23頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學安全人機工程學要研究什么？人機結(jié)合面的安全標準依據(jù)人機系統(tǒng)的安全設(shè)計第24頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例1】日常生活中人機學問題第25頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例2】日常生活中人機學問題第26頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例3】日常生活中人機學問題第27頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例4】日常生活中人機學問題第28頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例5】日常生活中人機學問題第29頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例6】日常生活中人機學問題第30頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例7】日常生活中人機學問題第31頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學第32頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例8】日常生活中人機學問題第33頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例9】日常生活中人機學問題第34頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學【例10】日常生活中人機學問題第35頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學3.1安全人機工程的研究對象人機系統(tǒng)人機學所說的人的因素，包括人的生理和心理機能。人機系統(tǒng)與系統(tǒng)工程既有聯(lián)系又有區(qū)別：

▲系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干部分組合而成的具有特定功能的有機整體。

▲系統(tǒng)工程是把系統(tǒng)的設(shè)計與運行實現(xiàn)最優(yōu)化的工程。

▲人機工程是包括人在內(nèi)的特殊系統(tǒng)工程。第36頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學人機系統(tǒng)基本模式由下列子系統(tǒng)組成：人的子系統(tǒng)機器的子系統(tǒng)人機界面

人機系統(tǒng)基本模式人機系統(tǒng)是什么樣的

第37頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學

人機系統(tǒng)是什么樣的人機系統(tǒng)的構(gòu)成人和機器雖然特征機能不同，但歸結(jié)起來都是：信息輸入、信息儲存、信息處理和執(zhí)行功能四部分。人機三要素：人是中樞神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官和行動器官(手、腳、口等)；機器則是機器本體、顯示部分和操作部分。第38頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學人機三要素模型中樞神經(jīng)感覺器官行為器官顯示部分操作部分機器本體接受信息（輸入）執(zhí)行功能（輸出）信息反饋第39頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月司機與汽車之間的三要素分析第40頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學人機系統(tǒng)有哪幾種類型?按自動化程度分為人工、半自動化及自動化系統(tǒng)。人工系統(tǒng)是完全由人控制和提供動力的系統(tǒng)。整個操作過程中人是主宰者。在半自動化系統(tǒng)中，人是主要控制者。人操縱設(shè)備、感知信息、處理信息，然后由人的行動器官控制手柄、按鈕等操縱機器。自動化系統(tǒng)中，機器完全取代人的工作，過程中的信息接受、處理、執(zhí)行等完全由機器完成，人只起監(jiān)督和調(diào)整作用。第41頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學按信息反饋與否分為開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)是系統(tǒng)的輸出又反饋回來控制系統(tǒng)本身；開環(huán)系統(tǒng)是系統(tǒng)的輸出不反饋回來，不影響系統(tǒng)的未來輸出。人機系統(tǒng)有哪幾種類型?第42頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)人機系統(tǒng)輸出輸入信息存儲信息接受信息處理執(zhí)行信息存儲信息接受信息處理行動信息反饋（閉環(huán)系統(tǒng)）過程人（監(jiān)督者）機器第43頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學人機系統(tǒng)中，人是決定因素。人的特征功能表現(xiàn)在：監(jiān)視、判斷、行動。機器：快速、大容量、簡單重復。

人的功能和機的功能有哪些?第44頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學3.2學科的研究方法

安全人機工程學的研究方法與人機工程學基本相同，只是各自的側(cè)重點不同，前者側(cè)重安全，后者側(cè)重工效。目前常用的研究方法有：

第45頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學1．觀察法為了研究系統(tǒng)中人和機的工作狀態(tài)，常采用各種各樣的觀察方法工人操作動作的分析、功能分析和工藝流程分析等大都采用觀察法。2．實測法是一種借助于儀器設(shè)備進行實際測量的方法。3．實驗法它是當實測法受到限制時采用的一種研究方法，一般是在實驗室進行，但也可以在作業(yè)現(xiàn)場進行4.模擬和模型試驗法模擬方法包括各種技術(shù)和裝置的模擬。如操作訓練模擬器、機械的模型以及各種人體模型等。3.2學科的研究方法第46頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學5．計算機數(shù)值仿真法數(shù)值仿真是在計算機上利用系統(tǒng)的數(shù)學模型進行仿真性實驗研究。6.分析法瞬間操作分析法知覺與運動信息分析法動作負荷分析法頻率分析法危象分析法相關(guān)分析法7．調(diào)查研究法第47頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖1研究車輛碰撞的人機系統(tǒng)的模擬與模型

第48頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖2控制面板模擬器第49頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖3虛擬合作者的運動計算與仿真1第50頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖3虛擬合作者的運動計算與仿真2第51頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學近期國內(nèi)外人因工程學研究的方向歸納如下：1、工作負荷研究，包括體力活動、智力活動、工作緊張等因素引起的生理負荷和心理負荷。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，以及一般工作與生活環(huán)境中振動、噪音、空氣、照明等因素的人因工程學的研究。3、工作場地、工作空間、工具裝備的人因工程學的研究。4、信息顯示的人因工程學問題，特別是計算機終端顯示中人的因素研究。5、計算機設(shè)計與人因工程學研究。6、工作成效的測量與評定。7、機器人設(shè)計的智能模擬等。

8、人—機—環(huán)境系統(tǒng)中心理學的研究。第52頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學圖4美研發(fā)出能自學飛行無人直升機

無人駕駛直升機便可通過“偷師”其它直升機，上演同樣的機動飛行動作。如果有機會參加航空展，這種無人駕駛直升機可通過觀察學會并表演所有高難度特技飛行。斯坦福大學的計算機科學家研制第53頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學3.3研究目的：

主要研究目的是：對人類活動的場所，即包含人和機以及圍繞著和機器的關(guān)系及其環(huán)境條件這樣的綜合體，建立合理的方案，更好地在人機之間合理的分配功能，使人和機有機結(jié)合，有效地發(fā)揮人的作用，最大限度地為人提供安全衛(wèi)生和舒適的環(huán)境，達到保障人的健康、舒適、愉快地活動的目的，同時提高活動效率。第54頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學3.4相關(guān)學科的關(guān)系第55頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月安全人機工程學安徽理工大學

一、與工效人機工程學的關(guān)系區(qū)