人因工程
人因工程
三﹑坐姿与座位设计
3﹑座位与座椅设计的工效学要求 ①座椅的基本类型 专用工作椅、多用坐椅、休息椅 ②座位和座椅设计的一般原则 （1）座位与坐椅的尺寸应与使用者的人体尺寸 相适应。 （2）座位与坐椅设计应尽可能使坐者保持自然 的或接近自然的姿势。 （3）座位与坐椅设计应符合人体生物力学原理
三﹑坐姿与座位设计
一﹑人因工程（工效学）具、机器、交通 工具、家庭用具、生活服务设施等）所应遵循 的工效学标准。 ② 研究人和机器的合理分工及相互适应的问题。 ③ 研究人与被控对象之间的信息交换过程，以 及人如何进行信息加工直至采取决定的过程， 探求人在各种工作环境中工作成效问题。 ④ 研究人对环境机制的生理心理反应，确定合 理调节和控制物理环境的手段，为人创造舒适、 安全、健康的劳动（生活）环境。
一﹑作业空间设计
③脚作业空间 与手操作相比，脚操作力较大，但精确度差，且 活动范围较小，一般脚操作限于脚踏板类装置。 正常的脚作业空间位于身体前侧，座高以下的 区域，其舒适的作业空间区域于身体尺寸与动 作的性质 ④ 功能臂长测量 近身作业空间主要由功能臂长决定，其测量以座 椅面最低点和肩关节转动轴为两参考点
二﹑人因工程在制造业中的应用
作业姿势与腰酸病的分析 办公桌高度与疲劳 传送带的作业面高度 生产机械的操作器配置 仪表的认读性能 中央控制室的仪表盘设计 自动化系统的作业负担
二﹑人因工程在制造业中的应用
单调劳动与作业疲劳 作业中人的差错与系统的安全 压力机械的安全设计 各种作业的劳动负荷测定 工厂照明、噪声环境及改善 使用方便的防护器具的研究 交接班制与健康危害
一﹑工程人体测量
2﹑主要人体尺寸的应用
人因工程学
合人体工学，提高使用效率和舒适度。
降低疲劳
02
通过优化产品设计，人因工程学可以帮助降低使用者在操作过
程中的疲劳感。
提高安全性
03
人因工程学在设计中考虑到人的因素，从而提高了产品的安全
性，减少了事故发生的可能性。
交通工具设计
驾驶安全
人因工程学在交通工具设计中考虑到驾驶员的安全，通过优化内 部设备和外部设计提高驾驶安全性。
背景
随着技术的发展和生产的自动化，机器和设备的复杂性不断 提高，人因工程学在解决人机交互问题中扮演着越来越重要 的角色。
人因工程学的重要性
提高系统效率
通过优化产品设计，减少使用过程中的错误，提 高工作效率。
保障人员安全
通过合理的设计，减少人员在操作过程中可能遇 到的危险。
Байду номын сангаас提高生活质量
通过人因工程学的研究，可以更好地了解人的需 求，提高生活的舒适度和便利性。
无障碍设计
人因工程学提倡无障碍设计，确保所有人都可以 方便地使用和访问建筑和环境。
公共服务设施设计
提高服务质量
通过考虑用户的需求和行为，人因工程学可以提高公共服务设 施的使用效率和客户满意度。
优化流程
人因工程学可以帮助公共服务设施优化工作流程，提高工作效 率并减少等待时间。
营造良好环境
人因工程学可以帮助公共服务设施营造舒适、安全和友好的环 境，提高客户满意度和忠诚度。
数学建模与仿真
数学建模
建立数学模型来描述人的行为、环境因素 等，以预测或解释其在特定人因工程学问 题上的表现。
VS
仿真法
通过计算机模拟或物理模型来模拟人的行 为和环境因素之间的相互作用，以评估人 因工程学设计的有效性。
人因工程
第一章人因工程概述定义按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。
人一机一环境系统：由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统。
基于对人、机器、技术和相关环境的深入研究，发现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特点，通过对于工具（用具）、机器（设施）、系统、任务和环境进行合理设计，以提高生产（包括日常生活中人的活动）效率、安全性、健康性、舒适性和有效性的一门工程技术学科。
第二章人因工程的研究方法与工具研究内容与应用领域1．研究内容人的生理与心理特性人机系统总体设计人机界面设计工作场所设计和改善工作环境及其改善作业方法及其改善系统的安全性和可靠性组织与管理的效率2. 应用领域概括为机具、作业、环境和管理等几大类。
3. 人因工程的研究方法与工具（1）主要研究方法调查法：分为访谈法、考察法、问卷法观测法实验法心理测量法计算机仿真法图示模型法4. 研究地点、变量及被测者的选择（1）研究地点：实地、实验室（2）变量自变量因变量标准变量：实体特征数据（体重、手臂长）行为表征数据（反应时间、出错）主观数据（满意、喜欢）生理数据（心率、体温）分类变量：性别、年龄、教育程度（3）被测者样本代表性抽样、随机抽样、样本空间5.机具的研究步骤（1）确定目的及功能。
（2）人与机具的功能分配。
（3）模型描述。
用模型对系统进行具体的描述，以揭示系统的本质。
第三章人体测量及应用第一节定义：人体测量学(Anthropometry)是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。
通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，为各种工业设计、工程设计提供人体测量数据。
人体测量数据的种类：静态尺寸动态尺寸第二节人体测量的基本术语一.被测者姿势：立姿：挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45角，体重均匀分布于两足。
人因工程
前，使司机有更充足的准备时间。并且，该油漆还有一个特点，就是反射光线是有
特定方向的，司机只能看到自己车灯的反射光。这样避免其他汽车光线产生的眩光
伤害司机眼睛，使之不能看清前面的路况。
人因理论的应用方法
依据.若是使用者族群过为庞大或较难预期(如公共设施),则通常使用第95百分
位数男性或第5百分位数女性作为其最大或最小之基准
人体计测数据之设计基本原则
可调设计
将相关设备或空间的设计规划可依据不同 的使用者体型尺寸作个别的调整,但应特别 注意可调范围及机制的可行性,必须符合使 用族群特性及调整的便利性
GB/T13547-92国家标准提供的立、坐、跪、卧、爬等常取姿势的主要功能寸， 参阅表2-8
人体的量测
人体各部分的活动范围
人体的量测
人体上部及上肢固定姿势活动角度范围
人体的量测应用的注意点
量测的尺寸需适合使用者 个别差异是主要的挑战
-因种族、性别、年龄、年代、职业、地域、健康情形、饮食等而异
工厂实例-搬运
问题
» 不间断地弯腰将辊轴推25英尺远
解决方法
» 制造铝推杆来协助推动辊轴 » 内部改进
工厂实例-搬运
问题
» 从地板上提起袋子
解决方法
» 液压起重
工厂实例-设计原则
问题
» 坚硬、细小的柄
解决方法
» 有护垫、完全手抓式柄
生活实例-路标牌
过去路标牌是用一般的油漆作为涂料的，现在路标牌全部用反光油漆，夜间司机可
因此人因工程可谓“为使用者而设计之”
人因工程的内容
“Ergonomics” 意指「工作的法则、工作的学问」,是研究如何 工作可以更省力、更省事、更安全、更正确的学问. 人因工程中，工作内容的主体决定工作环境的设计,人体的计
什么是人因工程
现代人因工程学
主要研究内容：
源于航天事业的发展
1）把人、机和环境系统作为一个统一的整体来研究；
2）创造最适应于人操作的机械设备和作业环境； 3）是人、机、环境系统相谐调，从而获得系统的最高综合 效能。
主要特点：
1）不同于传统人因工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工 作要求；现在人因工程学照片与机械装备的设计，使机器的操作不超越人类 能力的界限之外。
主要研究内容
源于Gilbreth夫妇的动作研究和车间管理 研究。
研究每一职业的要求； 利用测试来选择工人和安排工作，规划利用人力最好方法； 制定培训法；使人得到最有效的发挥；
研究最优良的工作条件和管理组织形式，促进工人和管理者 之间的通力合作。 主要特点
机械设计的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面 的原理设计上，在人际关系上适宜选择和培训操作者为主，使人适 应于机器。
选
选
择
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收
分
研
择
采
集
析
究
变
样
数
数
地
量
主
据
据
点
பைடு நூலகம்
体
常用的研究方法
观察法
实测法
研
计算机数值仿法
究 方
法
实验法 调查研究法
分析法
人机工程学学科体系
人机工程学
技术科学
生理学
人
心理学
体
科
学
劳动卫生学
人体测量学
人体力学
工业设计 工程设计 安全工程
系统工程
环境保护学
环境医学
环
境
科
环境卫生学
人因工程
一、什么是人因工程？基于对人和机器，技术的深入研究，发现并利用人的行为方式，工作能力作业限制等特点，通过对工具、机器、系统、任务和环境等进行合理设计，以提高生产率和安全性，舒适性和有效性的一门工程技术。
二、人因工程学不同于其他学科的特点？1产品服务于客户，客户始终处于设计的首位2考虑个体在能力和限制上的差异及其对设计造成的影响3强调设计过程中，经验数据和评价的重要性4用系统的观点考虑问题、事物、过程、环境和人都不是独立存在的5人因工程学不是基于表格数据、指标进行设计，不是设计产品模型，不同于常识三、什么是微气候？微气候环境是指工作或生活场所所处的局部气候环境，主要包括空气气温、空气湿度、气流速度、以及热辐射条件等四个参数。
空气气温是指空气的冷热程度。
空气湿度是指空气的干湿程度。
气流速度是指空气的流动速度。
热辐射是指物体在绝对温度大于Ok时的辐射时的能量。
四、视觉特性（概念、应用等理解）？1明暗视觉和色彩视觉2明适应和暗适应：人从明亮环境进入黑暗环境时，视觉逐步适应黑暗环境的过程叫做暗适应，刚开始人眼不能辨别物体要经过，几十秒时间才能看清物体，这种适应叫做明适应。
急剧和平繁的适应会增加眼睛的疲劳，使视力迅速下降，故室内照明要均匀而稳定。
3调节：调节是视觉的适应观察距离的能力，视觉工作距离不应小于3分之2调节近点4视野：视野是指头部和眼部不动时，眼睛观看正前方所能看到的空间范围中心视角60°最为适宜视野视觉信息的感知是视野范围的限制5视度：物体具有一定的亮度，在视网膜上成像所引起视觉感应的清晰程度称为视度五、工作场所照明设计的要素及原则？要素：一、照明方式；二、光源选择；三、眩光及其防控措施；四、照度分布；五、亮度分布原则：1、最大限度的利用自然光，根据工作性质与工作点分布疏密，选用不同的照明方式:一般照明、局部照明、综合照明、特殊照明2、考虑最大限度地利用自然光，无自然光最优选择显色指数高的人工照明3、限制光源亮度，合理分布光源，光线转为散射，避免反射眩光，适当提高环境亮度，减少亮度对比4、场内最大最小照度分别与平均照度之差小于或等于平均照度的三分之一5、要求视野内有合适的亮度分布，提高照明质量还应该考虑照度稳定六、色彩的特性（色彩的三要素）？三个基本要素：色调，明度，纯度色调：每种颜色区别于其他颜色的特征，区别色彩种类的名称明度：与物体表面色彩的反差率，同一色调有不同的明度纯度：色彩的纯净程度，取决于表面的反射光波波长范围的大小七、工作场所的色彩设计？要素：运用光线的反射率，合理配色，颜色特性的选择原则：根据空间使用目的的不同而不同，根据空间的大小，形式而变化，根据空间的定位而定，考虑到空间使用者类别，注意空间的使用时间，注意使用者的偏好。
人因工程系介绍
05
人因工程的挑战与未来发展
人因工程目前面临的挑战
跨学科的挑战
人因工程涉及心理学、社会学、工程学、医学等多个领域，需要整合不同领域的知识和技 术，对跨学科研究和合作提出了更高的要求。
数据采集和分析的挑战
人因工程需要大量的数据支持，包括人体测量、生理和心理数据等，这些数据的采集、存 储、处理和分析需要先进的技术和方法，尤其是在大数据和人工智能时代，对数据采集和 分析的挑战更加突出。
可用性评估
通过对产品、设备或系统的用户进行观察和测试，评估其在不 同条件下的可用性和易用性，改进产品设计。
工作流程优化
分析现有工作流程中的人因问题，提出改进措施，优化工作流 程，提高生产效率。
医疗服务领域
医疗设备设计
根据医疗需求和人体结构特点，设计出易于操作、安全 可靠的医疗设备。
医疗环境优化
通过改善医院内部布局、色彩搭配、声音和照明等环境 因素，为患者提供更加舒适、高效的医疗服务。
人因工程学强调“人”在各种系统中的中心地位，以及人与 各种工具、机器、设备、环境、任务和组织之间的相互作用 。
人因工程的研究范围
人因工程的研究范围广泛，包括工 业和组织系统、人机界面设计、环 境设计、工作场所设计、组织设计 和政策制定等多个领域。
VS
人因工程学的研究领域与人类生活 的各个方面密切相关，如交通运输 、医疗保健、金融服务、航空航天 、军事、游戏娱乐等。
通过对交通流量、道路设计、信号灯配时等因素的综合规划，提高 交通运输的效率和安全性。
娱乐产业领域
游戏设计
根据玩家的行为和心理 特点，设计出更加符合 人体工程学的游戏界面 、操作方式和游戏内容 。
电影特效设计
根据观众的视觉和听觉 习惯，设计出更加逼真 、震撼的电影特效，提 高观众的观影体验。
人因工程概述
PRT 3
人因工程的发展历程
人因工程的起源
起源时间：20世纪初
起源背景：工业革命后生产效率提高工人 劳动强度增大工作环境恶劣
起源目的：改善工人工作环境提高工作效 率
起源人物：泰勒、吉尔布雷斯等 起源理论：科学管理理论、动作研究等 起源应用：工厂设计、工具设计等
人因工程的发展阶段
初期阶段：20世纪初 人因工程开始萌芽主要 关注人体测量和生理学 研究
人因工程的基本原则
安全性原则：确保产品或系统的 安全性避免对人造成伤害
效率性原则：确保产品或系统的 效率性提高用户的工作效率
添加标题
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添加标题
添加标题
舒适性原则：确保产品或系统的 舒适性提高用户的使用体验
可靠性原则：确保产品或系统的 可靠性避免出现故障或错误
PRT 5
人因工程的研究方法
实验法
科学
目的是提高工 作效率、安全
性和舒适性
包括人体测量 学、人体工程 学、环境心理
学等学科
应用领域广泛 如产品设计、 工作环境设计、 人机界面设计
等
人因工程的研究对象
人类行为：研究人在特定 环境下的行为表现和反应
生理特征：研究人的生理 特征如身高、体重、视力 等
心理特征：研究人的心理 特征如认知、情感、动机 等
虚拟现实技术的应用：人因工程将更加注重虚拟现实技术的应用提 高用户体验和交互效果。
跨学科合作：人因工程将更加注重与其他学科的合作如心理学、社会 学、计算机科学等以实现更全面的研究和应用。
标准化和规范化：人因工程将更加注重标准化和规范化以提高产品 质量和可靠性。
THNK YOU
汇报人：
汇报时间：20XX/01/01
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皮肤表层
不同体表部位敏感度不同，触觉两点 辨别阀
2.1、人的生理特征
❖ 二、肌肉、骨骼与供能系统
2.骨骼系统
1.肌肉组织
骨及骨骼：人体骨骼系统可分成颅 骨、躯干骨、四肢骨三大部分。
肌肉分为横纹肌、平滑肌、心肌。 关节：功能主要在于它可以使人的
肌肉收缩有向心收缩、离心收缩、 等长收缩等形式。前两种是实现人体
代表人物： 泰勒 吉尔布雷斯夫妇科学管理之父 工业工Fra bibliotek之父 铁锹试验
动作研究之父 管理的第一夫人 工作研究 –运动研究 差别计件工资制 动作经济性原则
1.2、人因工程的起源和发展
❖ 兴起于： ❖ 一战~二战
代表人物： 甘特 霍桑
生产计划进度图 奖励工资制 人际关系理论的先驱者
霍桑试验
1924年开始，美国西方电气公司在芝加哥附近的 霍桑工厂进行了一系列试验。最初的目的是根据科 学管理原理，探讨工作环境对劳动生产率的影响。
1）脑 2）脊髓 （2）周围神经系统 1）脊神经 2）脑神经
2.1、人的生理特征
❖ 二、感觉系统
感觉系统又称为感官系 统，是人体接受外界刺激产 生感觉的机构。感觉系统分 为视、听、触、动、味、嗅 等。每种系统由三部分构成： 接受刺激部分，传入神经， 神经中枢。
视觉 听觉 平衡觉 味觉 嗅觉 肤觉
2.1、人的生理特征
肢体有可能作屈伸、环绕和旋转 等运动。
各种运动所必需的，它们是动力性的， 3.人体活动供能
总称为动力性收缩。等长收缩则是静 能量的供给通过体内能源物质的氧
力性收缩。
化或酵解来实现。新陈代谢。
人体有三个功能系统：磷酸原系统、 乳酸能系统、有氧氧化系统。
2.1、人的生理特征
❖ 三、呼吸、消化和循环系统
视觉 听觉 平衡觉 味觉 嗅觉 肤觉
眼、视神经、视 觉中枢 耳、传导神经、 大脑皮层听区 前庭器官
味蕾
嗅粘膜
获取信息量大，敏感，反应快，范围 广，前刺激影响小，错觉，易疲劳
声压到一定值才能听见，传音装置、 感音装置、冲动到达中枢
与视觉、深部感觉和肤觉等协同维持 机体平衡
味觉反应速度慢，恢复时间较长，且 受温度影响
工程设计 系统工程 管理工程 安全工程
❖ 与环境科学的关系
环境保护学 环境医学 环境卫生学 环境心理学 环境监测学
1.5、人因工程的研究方法
模测实实拟试测验和法模法型 实观模图验察型示法法 询分问析法
实测法 实验法 询问法 测试法 观察法
分析法 模拟模型法 图示模型法
二、人的生理特征与心理因素
人的因素是人-机-环境系统设计的重要考 虑因素，无论是设备、工具设计，作业环境 设计，还是作业量及作业方式的安排都要考 虑人的生理与心理特征。
1.呼吸系统 是从鼻经气管到肺部器官的总称。
肺是呼吸系统中的重要器官，肺通气量是 衡量肺功能的重要生理指标。
2.消化系统 消化系统包括口腔、食道、胃、十二指肠、
小肠、大肠等器官。
消化方式有两种：消化道肌肉收缩，将食 物磨碎混合，向下推送；通过消化腺分 泌的消化液完成消化。
3.循环系统 循环系统由心脏和血管组成。其运行可分
一个着重
着重研究人类以及在工作和日常生活中所用 到的展品、设备、设施、程序与环境之间的 相互关系
方法
对人的能力、行为、限制和特点等相关信息 进行系统研究，并用于产品、操作程序及使 用环境的设计和制造
1.2、人因工程的起源和发展
起源
成长
兴起
发展
1.2、人因工程的起源和发展
❖ 起源于： ❖ 19世纪末20世纪初
1.4、人因工程与其他学科的关系（学科构成）
❖ 人因工程有自身的理 论体系，同时又从许 多学科中吸取了丰富 的理论知识和研究手 段，使它具有多学科、 交叉性和边缘性的特 点。
四、人因工程与其他学科的关系（学科构成）
❖ 与人体科学的关系
医学、生理学 心理学 人体测量学 生物力学
❖ 与技术科学的关系
现代工业工程
——人因工程学
一、概述
1.1、人因工程定义
❖ 人因工程学又称为：工效学、人机工程学、 人类工效学、人体工学
❖ 人因工程是研究“人-机-环境”系统中三者之 间的关系，实现三者的最佳匹配，是一门实 践性、综合性、交叉的边缘学科
1.1、人因工程定义
两个目标
提高工作效率和质量 满足人们的价值需求
为小循环（心脏到肺输送低氧血液）和 大循环（高痒血液带到全身+低氧血液 收集到肺部）。
2.2 人的心理因素
从事同一项工作的人，由于心理因素不同，工 作效率有明显的差异。
精神状态好则效率高，精神状态不好则效率低 下，并且会出现差错和事故。
人的心理因素分为五个方面：性格、能力、动 机、情绪、意志。
2.2 人的心理因素
2.1、人的生理特征
❖ 一、神经系统
神经系统是人体的主 导系统，全身各器官、系 统均在神经系统的统一控 制和调节下相互影响、相 互协调，以保证人体的统 一及与外界环境的相对平 衡。
2.1、人的生理特征
❖ 神经组织 （1）神经细胞（神经元） （2）神经胶质 ❖ 神经系统基本结构 （1）中枢神经系统
霍桑试验是梅奥教授带领团队做的试验。分为四 个阶段：1 工厂照明试验；2继电器装备试验；3谈话 研究试验；4 观察试验。通过以上试验，梅奥等人得 出的结论是：人们的生产效率不仅要受到生理，物 理方面的影像，还要受到社会和心理方面的影响。 提出了人际关系学说，人不仅仅是经济人更是社会 人
人际关系学说
1.2、人因工程的起源和发展
❖ 1.性格
指一个人在生活过程中所形成的的对 现实比较稳定的态度和与之相适应 的习惯行为方式。
发展趋势：
1、研究领域不断扩大 2、应用范围越来越广泛 3、在高科技领域中发挥特殊作用
1.2、人因工程的起源和发展
早期人因
起源
成长
科学人因
科学人因
兴起
发展
现代人因
1.3、人因工程的应用领域
❖ 人因工程学已经广泛地 应用到工业、国防、农 业、医学和教育等许多 领域。
❖ 可以说，谁为人们设计， 谁就要应用人因工程学。
❖ 成长于： ❖ 二战始~20世纪60年代
代表事件：
在军事领域开始了与 设计相关学科的综合 研究与应用
从军事领域到工业等 领域的发展
1949年 英国，工效学研究会 1957年 美国，人因工程学协会 1960年 苏黎世，国际人类工效学会
中国人类工效学学会
1.2、人因工程的起源和发展
❖ 发展于： ❖ 20世纪60年代以后