第一章人机工程学概论详解
人机工程学第1章-概论
工 示凉（温度低）；红色表示热，但又表示“禁止”。
程 学
到底哪个灯亮表示是热开水呢？
例13 “同学，引路标牌这么写更好”
Ergonomics
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图1-7 同学，引路标牌这么写更好
Ergonomics
第一章 概论
人 机 工 程 学
人机学问题比比皆是：床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、 餐厅、超市、网吧、实习工厂、银行、邮局、学习文具、计 算机、手机、实验室、图书馆、运动场、公交车……无处不 在。
第一章 概论
人
机
工 程
引例
学
日常生活中的物品，从使用的角度看----
Ergonomics
合理吗？
Ergonomics
想过感受过这些问题吗？
人 机 工 程 学
3
Ergonomics
人 机
想过感受过这些问题吗？
工
程
学
从哪边开呀？
无所适从
开关和炉口如何对应？
一目了然
4
Ergonomics
第一章 概论 人 机 工 程 学
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Ergonomics
人 机 工 程 学
人的能力和系统要求不匹配
13
Ergonomics
人 机 工 程 学
人和人造物的关系不断发展
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人 机 工 程 学
古代人机关系
现代人机关系
第一章 概论 弹性人机关系
近代人机关系
人机工程迅速发展期
Ergonomics
15
Ergonomics
第一章 概论
人
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第一章 概论
人
机
第二节 设计与人机工程学的关系
工
程
人机工程学概论
一、人机工程学与工业设计相关的应用领域
为减轻作业负担而对作业方式的研究和改善
为防止单调劳动而对作业进
行合理安排
为防止人的差错而设计的安
全保障系统
为提高系统中人机交互的高
效性而研究和改进人机界面 的设计
人的因素是人机工程学研究的重要内容，是人机系
统优化设计的核心。同样工业设计贯穿以人为中心 的理念、产品设计以使用者为中心加以展开。在产 品设计中应用人机工程学原理和方法，始终把人的 因素放在中心位置，也正是工业设计和产品设计的 题中之义。
• 2、人机工程学的多种学科名称
• 本学科常见的名称：
• 人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics,出现
•
• •
•
最早，应用最广 人的因素 Human Factors ,Human Factors Engineering 人类工程学 Human Engineering ,人体工程学 工程心理学 Engineering Psychology 人间工学 ，宜人性设计等
计准则 4人机工程学为产品设计中考虑人机系统整体功能 的优化提供指导原则 5、人机工程学为以人为中心的设计观提供有效的 工作程序
人的体力等生理条件，还涉及人的感知、认知、情 感、精神、心理、社会等更多、更深的方面。
二、人机工程学的基本概念和定义
• 1、人机工程学的基本概念和定义
• 国际人机工程学学会IEA（International Ergonomics
Association)对人机工程学所下得定义：人机工程学 是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关 系；研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑 人的健康、安全、舒适和工作效率的学科。
人机工程学概论
第一章人机工程学概论引言【最舒适的科技】当你的大腿无法忍受笔记本电脑的热度，当无线键盘鼠标给你更自由空间的同时却也带来两肩酸痛，当拍摄一小时的DV就几乎让人手腕扭伤……当你成为那些好看却不好用的数码科技产品的受害者，你就会明白，性能与外观并不是数码科技的全部，合理的人体工学设计也同样是一件科技产品不可忽视的部分。
PHILIPS SHE9850入耳式耳塞如果你有过被耳塞磨到耳朵疼的经历，你就会知道，好的耳塞可不单单是音质好就行的，对于要塞进耳道一大截的入耳式耳塞来说，佩戴的舒适性就更是至关重要。
凝聚了PHILIPS对于人体耳道结构透彻研究的SHE9850耳塞，或许是这世界上佩戴最舒适的入耳式耳塞了。
大多数入耳式耳塞提供不同尺寸的塞帽以适合不同尺寸的耳道，而SHE9850 除了提供三种尺寸的塞帽之外，塞帽还采用与隔音耳塞相同的慢回弹海绵材质，较软橡胶或硅皎更为舒适；它的弯曲式原声导管设计与人体曲线紧密贴合，除了能够彻底隔绝噪音，提供更精确、通透的声音之外，舒适性也达到了“几乎让人忽略它的存在”的水准。
SAMSUNG SMX-C24数码摄像机SAMSUNG SMX-C24大约只比一枚鼠标略大，但与眼下正走红的“迷你高清DV”不同，SAMSUNG SMX-C24并未刻意追求高清分辨率，而是以小巧和出色的图像稳定系统作为自己的追求。
除此之外，SMX-C24更令人愉快的是它可以打满分的舒适度一一250仰角镜头令拍摄姿势更自然，最大程度降低了拍摄时对于手腕的负担，变焦与拍摄按钮恰好位于右手的食指和拇指部位，操控便捷度一流。
不用担心拍摄DV会手腕酸痛了。
MICROSOFT ARC无线键盘电脑屏幕变得越来越大.意味着我们可以坐得远一些了。
无线鼠标键盘提供了这样的便利。
但当键盘离开桌面，我们反而不知该拿它怎么办了。
架在腿上的键盘稳定性非常差.并且也时常赏我们一个“两肩酸痛”尝尝。
MICROSOFT 的设计师们发誓要改变这一切，他们创造出了人股键盘。
第一章 人机工程学概述
计算机仿真方法
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第四节 人机工程学体系及应用
一、学科体系
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二、应用
范围
对象举例
例
子
机电设备
机床、计算机、农业机械
产品和工 具设计及 改进
交通工具 建筑设备 宇航系统 工作服装
飞机、汽车、自行车 城市规划、工业设施、工业与民用建 筑 火箭、人造卫星、宇宙飞船 劳保服、安全帽、劳保鞋
作业的设 计与改进
（1）飞机仪表设计的不合理，导致飞行员误操作； （2）操作装置设计的不合理，导致炮弹命中率低。
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究其原因有三：
（1）武器设计忽视了人的心理和生理特性，仪表的 位置安排不当造成误读，一些结构不适应人操纵引起失 控，导致事故或降低命中率。
（2）操作者缺乏足够的训练、动作不熟练。在紧急 和复杂情况下，容易惊慌失措、手忙脚乱，从而导致事 故。
西欧：人类工效学（Ergonnmics） 原因：侧重于研究人类劳动规律——提高工作效率 ——反映学科本质&中立&希腊文 ——前苏联、日本（人间工学）、中国（人机工程学，
Man—Machine Engineering）仿效
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二、人机工程学的定义
美国专家伍德：设备需考虑人的各方面因素——操作 上最小的代价求得最高效率
1.什么是人机工程学？叙述它的应用范围，并 举例说明。
2.按照人机工程学的观点，我们身边的机器、 工具、设备、环境以及我们的工作、学习有 哪些地方需要改进，试举例说明，并尝试分 析原因。
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标准工作地 布局怎样
是否可以改进 更换环境改善环境 维护环境
操作者本身能 更换地点或改进布 否改进工作地 局或扩大面积
方法 时间
方法是否 得当
第一章人机工程学概论
20世纪前期 （使人适应机器）
Frank , Lillian Gilbreth （人机学研究的先躯）：动作研究和车 萌 间管理研究。熟练操作与疲劳；工作间 芽 阶 的设计和残疾人使用设备的设计。
段
早 期 历 史
—
1945——1960年
职 业 的 诞 生 形 成 阶 段
（使机器适应人）
1945年美国军方成立--工程心理实室；
印度博帕尔毒气事件
印度博帕尔毒气事件
印度博帕尔毒气事件
印度博帕尔毒气事件
1990年以后
（人—机—环境系统的建立）
科 学 发 展 阶 段
人类空间站的建立；
计算机和计算机工程的应用；
药物器械设计和老年人产品设计；
人民生活和工作质量设计；
人类空 间站的 建立
计算机和计算机 工程的应用；
老年人产品设计
2 、工作环境：办公室工作环境 3 、居住环境：住宅的室内外环境 4、公共环境：城市公共空间、公共设施、 无障碍设计等
1、作业环境：生产劳动场所——安全措施等相关 内容，此内研究是人机工程学传统研究项目
2 、工作环境：办 公室工作环境—— 工作环境的尺度， 作业空间，工作人 员身体姿态，人与 家具，人与设备之 间的关系，工作安 全，室内光、色环 境，噪音，温湿度 ，工作空间划分设 计等
二、人机工程学研究的内容和方法
（一）人机工程学的内容
各国人机工程研究的基本状况—由于各国学科和 工业基础不同，各国人机工程的研究方向和侧重点 也有所不同，例如: 美国侧重工程和人际关系； 法国侧重劳动生理学； 前苏联注重工程心理学； 保加利亚偏重人体测量； 捷克、印度等注重劳动卫生学。
目前人机工程学的前沿领域研究包括： 人机关系； 人与环境关系； 人与生态； 人的特性模型； 人机系统的定量描述； 人际关系、直至团体行为、组织行为、 心理状态等方面的研究。
人机工程学概论
2.3 例3 车厢窗户(b)
人机工程学
其实改进一点也不难，把窗户提升到比站立者身高 略高一点即可，而且这样做也并不增加生产成本。现在 的新式客车已经这么改了，即使多个窗户同时打开，风 也不会直吹乘客，却能在车厢上部形成新鲜空气的“顺 流”，效果甚佳。
2.4 例4 脚踏钮(或脚踏杆)冲水
人机工程学
现在声光控延时开关价格已相当便宜，用声光控延 时开关，人来灯亮，人走灯灭，可解决问题。另外，也 可以从合理安排开关位置方面寻找解决办法。
人机工程学
2.6 例6 双肩背书包和单肩背书包(a)
双肩背书包和单肩背书包从人机学看，双肩背书 包在使用解剖学和心理学方面优势明显。
2.6 例6 双肩背书包和单肩背书包(b)
1.1 现代人机学与古代论述区别(a)
人机工程学
其间的区别，主要在以下两个方面：
第一，一种观念，没有升华为明确的、具有普遍性 的理论，就不具有对一般事物的指导意义。由于没有明 确的理论旗帜，她还是脆弱的，难免在外在条件(如人 类文明发展的某种趋势)的冲击下，陷于迷失和丢失。
人机工程学
1.1 现代人机学与古代论述区别(b)
人机工程学
1.4.1 定义中注意_目的(c)
所以实际课题中的人机工程设计，目标往往并非达 到最理想的“安全、舒适、高效”效果，而是在限定条 件下提高“安全、舒适、高效”的程度。
人机工程学
1.4.2 定义中注意_ “机”
人机工程学里面所说的“机”、或“机器”是广义 的，泛指一切人造器物：大到飞机、轮船、火车、生产 设备，小到一把钳子、一支笔、一个水杯；也包括室内 外人工建筑、环境及其中的设施，等等。
2.5 例5 声光控延时开关 (a)
人机工程学
人机工程学概论-文档资料
美国人因工程学会（Human Factors Society） /content/hfes
国际工效学协会（International Ergonomics Association）
2021年4月16日星期五
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3. 人机工程学迅速发展期
• 军事领域的继续发展和太空竞赛的促进； • 从军事领域转向民用领域； • 面向特殊人群的产品设计； • 受到控制论、信息论和系统论的影响； • 出版了一批优秀的人机工程学著作。
2021年4月16日星期五
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2. 人机工程学诞生
第二次世界大战影响
人的因素影响了机器性能的发挥，而继续调动人的能力又受 到了自身的心理、生理极限的限制，只要求“人适应机器”是不 够的。因此，提出了“使机器适应于人”的思想。
2021年4月16日星期五
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2. 人机工程学诞生
英国人机工程学会（Ergonomics Research Society）
即采用统计方法分析两个变量之间的相关性。 皮尔逊相关系数r=+1.00为完全正相关，r=-1.00为完全的负相
关，r=0为无任何线性相关。
2021年4月16日星期五
三种相关系统分布图
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1.3.2 学科的研究方法
3. 相关研究法
（2）相关与因果 相关只说明变量之间存在某种联系，不能充分说明变量之间
的因果关系，这是相关研究法与实验法的重要不同之处。
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1.3.3 以人为中心的设计研究方法
1. 经典研究方法 （1）访谈法
访谈法是通过访问从访问对象那里获得信息的一种 方法，即研究者通过与研究对象的交谈来收集有关 对方心理特征与行为的数据资料的研究方法。 （2）问卷法
《人机工程学》第1章绪论
《人机工程学》第1章绪论第1章绪论第1章绪论1.1 人机工程学及其发展史1.2 人机系统1.3 人机工程学的研究内容和应用1.4 人机工程学的研究方法第1章绪论1.1 人机工程学及其发展史1.1.1 什么是人机工程学人机工程学是20世纪40年代后期跨越不同学科和领域，应用多种学科的原理、方法和数据发展起来的一门新兴的边缘学科。
由于它的学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同，学科的命名具有多样化的特点。
第1章绪论例如，在欧洲多称为工效学(Ergonomics); 在美国多称为人类因素学(Human Factors)、人类工程学(Human Engineering)、工程心理学(Engineering Psychology); 在日本称为人间工学等。
在我国所用的名称有人机工程学、工效学、人机学、人体工程学等，本书使用人机工程学这一名称。
人机工程学目前也无统一的定义。
第1章绪论著名的美国人机工程学专家W.E.伍德森(W.E.Woodson)认为：人机工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率和作业时感到安全和舒适。
前苏联的学者将人机工程学定义为人机工程学是研究人在生产过程中的可能性、劳动活动方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动人民的健康，使人从生理上和心理上得到全面发展的一门学科。
第1章绪论国际人机工程学会(International Ergonomics Association , 简称IEA)的定义为人机工程学是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、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。
《中国企业管理百科全书》中对人机工程学所下的定义为人机工程学是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。
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Ergonomics
第一章
人机工程学概论
人—机—环境系统
Introduction To Ergonomics
人—机—环境系统是指由共处于同一时间和空 间的人与其所使用的机以及他们周围的环境所构成 的系统，简称人—机系统，在人—机系统中，人、 机、环境相互依存、相互作用、相互制约完成某一 特定的工作或生活过程。
Ergonomists contribute to the design and evaluation of tasks, jobs, products, environments and systems in order to make them compatible with the needs, abilities and limitations of people.
人机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、产品、环境和 系统，使之满足人们的需要、能力和限度。
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
(二)
Introduction To Ergonomics
《中国企业管理百科全书》将人机工程学定义为： 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。
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
Introduction To Ergonomics
人
汽 车 的 设 计
机
人—机—环境系统
人机工程学
Ergonomics
第一章 人机工程学概论 2、人机工程学的定义
(一)
Introduction To Ergonomics
International Ergonomics Association：Ergonomics (or human factors) is the scientific discipline concerned with the understanding of interactions among humans and other elements of a system, and the profession that applies theory, principles, data and methods to design in order to optimize human well-being and overall system performance.
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
●
Introduction To Ergonomics
概述
● 人机工程学的命名及定义 ● 人机工程学的起源与发展 ● 人机工程学的研究内容与方法 ● 人机工程学体系及其应用领域 ● 人机工程学与工业设计
格雷夫斯为意大利阿勒西公司 设计了一系列具有后现代特色 的金属餐具，这是1985年设计 的水壶，实用、美观。
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
Introduction To Ergonomics
Hale Waihona Puke 1.1 人机工程学的命名及定义
1、学科的命名
美 国 ： Human Engineering; Human Factors Engineering 人类工程学或人类因素工程学。
欧洲： Ergonomics 人类工程学或工效学。已被国际标准 化组织正式采纳，本义：劳动的规律。
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
Introduction To Ergonomics
人机工程学研究的对象是产品设计中与人有关的 问题，将人的需求和能力置于设计技术体系的核心 位置。 目的为产品、系统和环境的设计提供与人相关的 科学数据。追求实现人类和技术完美和谐融合的目 标。
人机工程学是使技术人性化的科学。
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
(三)
Introduction To Ergonomics
一般定义：人机工程学是以人的生理、心理 特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人 与产品、人与环境以及产品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 论和方法的学科。 人机工程学：按照人的特性设计和改善 人—机—环境系统的科学。
人机工程学
Ergonomics
参 考 文 献
《普通人机工程学》 杨君顺 主编 陕西科技大学 《设计心理学》 李彬彬 主编 中国轻工业出版社 《消费心理学》 马义爽、王春利主编 首都经济贸易 大学出版社 《产品设计中的人机工程》 王继成主编 化学工业出 版社 《工业设计应用人类工程学》 周美玉 主编 中国轻工 出版社 《工业设计思想基础》李乐山 主编 中国建筑工业出 版社 《设计心理学》 任立生 编著 化学工 业出版社
人机工程学
Ergonomics
参 考 文 献
《人机工程学》袁修于 庄达民 编著 北京航空航天 大学出版社 《人体工程学与室内设计》 刘盛璜 主编 中国建筑 工业出版社 《人因工程》 孙林岩 主编 中国科学技术出版社 《Human Factors in Engineering and Design》 清华大学出版社
人机工程学
Ergonomics
第一章 人机工程学概论
Introduction To Ergonomics
其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）；人 体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学；宜 人学等。 我国： 人机工程学，人机工程、人机工程设计，人-机 -环境系统工程，人体工程学、人类工效学，人类工程 学、工程心理学、宜人学、人的因素等。
人机工程学
Ergonomics
第一章
人机工程学概论
Introduction To Ergonomics
国 际 人 机 工 程 学 会 （ International Ergonomics Association ， IEA ）：研究人与系统中其他因素之间的相互 作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到 优化人类和系统效能的学科。（2000.8）