人因工程学案例分析
设计创新中的人因工程应用
设计创新中的人因工程应用设计创新是现代制造业中的一个重要环节，随着科技水平的不断提高，工程设计也在逐步向智能化、自动化的方向发展。
然而，设计过程中的人因工程却是一个经常被忽视的因素。
本文将探讨设计创新中的人因工程应用，以及如何通过人因工程的改善提升设计创新的效率和质量。
一、人因工程在设计创新中的重要性人因工程又称人机工程学，是一门研究人类与机器系统之间相互作用的学科。
在设计创新中，人因工程可以帮助我们分析和优化人与机器之间的交互过程，从而提高设计效率和质量。
比如，在产品设计过程中，人因工程可以帮助我们确定产品的用户群体、使用场景和任务需求，以此来优化产品的界面、操作方式和功能设计。
同时，人因工程还可以帮助我们评估和改进产品的易用性、安全性和人性化程度，从而提升用户体验和满意度。
另外，在工业设计中，人因工程也扮演着重要的角色。
通过人因工程分析，可以了解员工在工作中面临的问题和压力，从而优化工业生产线的布局、工具的使用方式和工作环境，提高员工的工作效率和舒适度，降低伤害和疲劳的风险。
二、人因工程应用案例分析下面举几个例子，具体分析人因工程在设计创新中的应用。
1. 汽车座椅设计汽车座椅是一个需要考虑人因工程的典型例子。
通过人因工程分析和测试，设计师可以确定座椅的舒适性、安全性和支持性等关键因素，从而制定相应的设计方案。
比如，座椅的高度和角度需要考虑司机和乘客的身高、体型和坐姿习惯，以此来保证足够的视野和身体支撑；座椅的安全带和头枕需要考虑不同身高和体型的乘客，提供有效的保护措施；座椅的材料和填充物需要考虑透气性、弹性和舒适度等关键因素，以此来提供更好的乘车体验。
2. 无人机控制台设计无人机控制台是一个需要考虑人因工程的高科技产品。
通过人因工程分析和测试，设计师可以确定控制台的界面、操作方式和反馈信息等关键因素，从而制定相应的设计方案。
比如，控制台的界面需要考虑不同用户的技能水平和交互需求，提供简单易懂的操作指引和信息反馈；控制台的控制杆和按钮需要考虑不同手型和力度的用户，提供符合人体工程学的设计；控制台的反馈机制需要考虑场景和环境的变化，提供及时准确的信息反馈。
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
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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
1.1 人因工程概述
1.1.1 人因工程的概念（广义）
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 作用条件下，在工作中（如图） 、家庭生活（如 图）、休假（如图）时，怎样统一考虑工作效率， 人的健康，安全和舒适等达到最优化的问题。
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1.1.1 人因工程的概念（狭义）
（20）社会技术系统与人机工程
组织行为；组织变化；组织心理学；人机工程战略； 社会技术系统；暴力评估与动机。
（21）系统分析
系统分析与设计；系统整合；系统需求；电信系统 与产品；人机系统；人员配备研究；三维人体模型；实 验设计；系统设计标准与类别；通信分析。
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（22）任务分析
任务分析与工作设计；任务分析与综合。
据了解，列车的减速车窗玻璃使旅客不会因看窗 外景色而感到头晕。
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结论：
“子弹头” 动车组体现了符合人因工 程的人性化设计！
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课程学习目标
创造并拥有更美好的 工作与生活品质！
（1）获得最佳工作效率！ （2）获得最佳的安全与健康保障！ （3）获得最佳的生活享受！
（4）获得最佳的人性化体验！
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第1章 人因工程中人的因素
打开或叠放。
4
（3）环保：列车上垃圾首次分类投放
汽笛声音非常响亮，但是和以往的火车鸣笛相比已
经显得不是那么刺耳，工作人员形象地比喻说汽笛也加 上了“和弦”。 列车开动后尽管是风驰电掣一般，但是 噪音和颤动小了不少，在车里可以安静地读书写字。 环保方面的设计不仅体现在声音上，列车上的垃圾
桶也首次实现了分类投放。塑料制品、书本报纸等不同
的垃圾需要按照不同的投放孔扔进分类垃圾桶，这样保 洁人员的工作也方便了许多。
人因工程学-剪刀设计
剪刀的人因工程学与创新目录1. 摘要 (3)2. 剪刀的起源 (4)2.1 追溯国外剪刀 (4)2.2 追溯国内剪刀 (4)3. 现有剪刀的调查分析 (8)3.1 调查结果...................................................3.2 问题分析.............................................4. 剪刀的改进 (11)4.1产品定位............................................4.2产品改进方向.......................................5. 创新设计.......................................................6. 结论.......................................7.参考文献 (12)摘要随着科技生产的不断进步，作为一门研究“人—机—环境”系统中人机、环境三大要素之间的关系，解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学—人机工程学在我们日常生活中应用越来越广泛了。
随着人机工程学在我们使用的生活物品中越来越多的应用，为我们的生活带来了很多方便，也使我们的生活更加舒适。
随着社会发展，人们的生活水平不断提高，对于很多物品不仅仅只要求其功能性，逐渐地开始追求使用的舒适性方便性，所以人机工程学的研究对于未来很多事物的设计有着重要的指导意义和现实意义。
人机工程学是采用科学的方法研究人、机、环境三大要素之间的关系。
将人机工程学应用于物品设计中，由于符合人的生理学和心理学规律，使我们的生活更加舒适。
用人机工程学原理进行手工工具设计的意义和作用手工工具例如榔头、钳子、剪、刀、扳手等是人们在日常生活和某些特定的工作中经常要用到的一些工具，它们的主要的作用区域是手、腕、臂以及上肢部分，如果设计不当，给使用者带来的累积损伤疾病（指由于不断重复使用身体某部分而导致的肌肉、骨髓的疾病）是十分严重的。
人因工程案例
人因工程案例在工程设计和实施过程中，人因工程是一个至关重要的因素。
它涉及到人的生理和心理特点，对工程设计、设备操作和工作环境等方面都有着重要的影响。
下面我将通过一个实际案例来说明人因工程在工程实践中的重要性。
某公司在生产线上引入了一台新的自动化机器人，以提高生产效率和降低成本。
然而，在机器人投入使用后不久，公司却发现了一些问题。
首先，操作工人对新的机器人操作界面不熟悉，需要花费大量时间去学习和适应；其次，机器人的工作速度过快，导致操作工人无法及时跟上，容易出现操作失误和安全隐患；最后，机器人的工作噪音和振动对操作工人的身体健康产生了一定的影响。
针对以上问题，公司决定进行人因工程分析和优化。
首先，他们重新设计了机器人的操作界面，将其简化和优化，使操作工人更容易上手；其次，调整了机器人的工作速度，使其与操作工人的操作节奏更加匹配；最后，对机器人的噪音和振动进行了有效的控制，保障了操作工人的身体健康。
经过人因工程优化后，公司发现生产效率得到了显著提升，操作工人的工作负担也得到了有效减轻，工作环境得到了明显改善。
这个案例充分说明了人因工程在工程实践中的重要性。
只有充分考虑到人的特点和需求，才能设计出更加安全、高效的工程系统。
在实际工程项目中，我们需要不断关注人因工程，从人的角度出发，进行合理的设计和优化。
只有这样，我们才能真正实现工程的可持续发展和人的全面发展。
总之，人因工程是工程设计和实施中不可忽视的重要因素。
通过以上案例，我们深刻认识到了人因工程在工程实践中的重要性，并且明白了只有充分考虑人的特点和需求，才能设计出更加安全、高效的工程系统。
希望我们在今后的工程实践中，能够更加重视人因工程，为人们创造更加安全、舒适的工作环境和生活环境。
人因工程学第九章人体工程学在产品设计中的应用
章前提要
本章知识点： ● 人体工程学在产品设计中的应用与案例分析 学习目标: ● 理解人体工程学在产品设计中的应用目的； ● 掌握人体工程学在产品设计中的应用方法。
第一节 人体工程学在数控机床设计中的应用
数控机床的软件界面 局限于显示器上信息 的显示界面，而数控 机床的硬件人机界面 包括显示装置、操作 装置及辅助装置，其 中显示装置主要包括 显示屏，操作装置包 括按钮、旋钮、手柄 等，辅助装置包括工 作台、安全防护罩等 （图9-1）。
1．工作处理区人机界面设计 由于数控机床为自动加工设备，操作者在工作处理区的工作 主要就是工件的装卡与加工状态的观察。
（1）门、观察窗与把手设计 工作处理区——防护门封闭式加工的方法 小型数控机床——单开门设计, 减小推拉力； 大型数控加工中心——双开门的结构，利于操作，便于观察。 机床门的设计还要考虑门的高度尺寸，高度太低，不利于观 察，如果高度太高，产生压抑感。
其四，握持部分轮廓曲度适中，圆形底部能够与手掌形状充分 适应，侧面的凸起形态让使用者更易抓握，既不会因曲度过 小导致易滑落，也不会因曲度过大导致手掌产生疲劳感和握 持时的酸痛感。
二、手持式电子产品设计要点
①必须有效地实现预定功能，达到人机工效要求；
②必须与其使用者人体尺寸成适当比例，特别是与手部功能尺 寸相适应；
图9-13 三维H点人体模型构件名称
图9-14 三维H点人体模型构件
（2）碰撞试验假人
3．数字化三维人体模型
二、汽车驾驶姿势的舒适性与坐椅设计
1．人体驾驶的舒适姿势
驾驶室的坐椅应能根据驾驶者身材情况进行适当的调整，能 使驾驶员感到舒适，使驾驶员的手、足能够自由活动，顺利 地操纵方向盘、变速杆、踏板和其他按键机构。
人因工程案例
男: 女:
愈精密愈往上,但手肢就愈张开,易造成肩部疲劳.
3.2 人因工程推行步骤（TASK）
工作方法与姿势设计 —工作现场设计与布置 工作面高度须配合工作者的体型
姿势不良(因工作面高度设计不良)
3.2 人因工程推行步骤（TASK）
3.2 人因工程推行步骤（TASK）
手工具设计 (2 /4) 各种握法 手柄的尺寸 设计应适合手的 结构，注意与手 掌心的接触面积。
力握 Power grip 精准握 Precision grip 捏握 Pinch grip
3.2 人因工程推行步骤（TASK）
手工具设计 (3 /4)
避免负荷工具 避免手部柔软组织 减少工具的震动
2. 劳动强度与作业伤害
2. 劳动强度与作业伤害
体力劳动强度分四个等级(国家标准)
体力劳动强度级别
体力劳动强度指数
I
轻劳动
≦15
II
中等劳动
III
重劳动
IV
很重劳动
>15~20 >20~25 >25
• 主观评估：问卷调查（员工自评）；MSDS人因评估 • 客观评估：
1.心率值测量（次/分） 2.心肺功能测量（耗氧量、能量消耗）
关节应尽可能保持自然平直; 工作与重物应尽可能靠近身体, 避免惯性累积的工作伤害; 避免突发动作或施力, 避免单次突发的工作伤害 ; 避免局部肌肉长时间重复施力, 避免惯性累积的工作伤害; 静态（姿势固定）施力容易疲劳, 静态的负荷，办公室人员
尤为多见; 避免肌肉耗竭，肌耐力随施力时间下降; 经常短暂休息较能避免肌肉疲劳.
【精品】人因工程学实验报告
【精品】人因工程学实验报告一、实验目的：本实验旨在深入了解人因工程学的概念、原理、方法和应用，同时掌握基本的实验技能和数据处理方法，为今后的专业学习和实践打下基础。
二、实验原理：人因工程学是一门研究人类进行交互式体验、劳动和工作的学科，主要关注人类的心理、生理、认知和行为等方面。
其核心原则是将人作为“设计的中心”，通过精心设计和优化人机系统，实现最佳的工作效率、舒适性和安全性。
为此，人因工程学采用了多种实验方法，如实验室实验、场景观察、调查问卷和人机交互测试等，通过收集和分析各种数据，为优化人机系统提供科学依据。
三、实验内容：本实验包含两个部分：实验基础和实验案例。
具体实验内容如下：1.实验基础（1）熟悉实验设备和实验流程；（2）学习实验数据的记录和处理方法，包括频率分析、平均值和标准差等统计方法；（3）通过实验测试，了解人的感知、反应、判断和行为等方面的特点。
2.实验案例本实验以在线购物为案例，对不同界面设计对用户体验的影响进行分析。
（1）针对两种不同的在线购物网站A和B，分别设计不同的界面，包括字体、颜色、布局和操作方式等；（2）招募实验参与者，让他们按照随机分组原则，分别使用两种网站的购物界面进行浏览和选择，同时记录下其反应时间、操作次数、满意度等数据；（3）通过统计和分析实验数据，比较两种购物网站在效率、易用性和用户体验等方面的差异，并提出相应的优化建议。
四、实验结果：实验结果表明，购物网站B的界面设计更为简洁、清晰，用户操作更为直观、快捷，因此在用户体验方面表现更为突出；而购物网站A的界面设计更为复杂、繁琐，用户操作难以理解，因此在用户体验方面表现较差。
具体数据如下：网站名称反应时间(s) 操作次数满意度A 28.6 15 78B 20.2 12 92其中，反应时间是用户点击某个按钮或选项时从屏幕出现到显示结果所需的平均时间；操作次数是用户在购物过程中需要进行的各种操作次数的总和；满意度是用户在使用购物网站时的主观感受和意愿评价。
工效学人因工程
1 工作空间设计
查找与定位群体特征相符合的人体测量 数据表，选择有关的数据值； 如有必要，对数据做适当的修正； 考虑测量的衣着情况； 考虑人体测量学数据的静态和动态性质。 如图 如图
1 作业空间设计
1.4 近身作业空间 ①坐姿近身作业空间 随作业面高度、手偏离身体中线的距离及手 举高度的不同，其舒适的作业范围发生相应的 变化。以肩关节为圆心的直臂抓握空间半径： 男性为65cm，女性为58cm。 ②站姿近身作业空间 应避免伸臂过长的抓握、蹲身或屈曲、身体 扭转及头部处于不自然的位置。双手操作的伸 展空间为：距身体中线左右各15cm的区域内， 最大操作弧半径为51cm。如图
一个理想的设计只能权衡各种因素
1 工作空间设计
1.2 工作空间的种类 近身作业空间——作业者在某一位置时，考虑身 体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，其 所能完成作业的空间范围。 个体作业场所——指操作者周围与作业有关的、 包含设备因素在内的作业区域，如汽车驾驶室、 计算机操作台。如图 总体作业空间——不同个体作业场所的布置构成 总体作业空间。
4 人体生物力学
4.3 肢体的出力 肌力大小的生理影响因素——单个肌纤维的收 缩力，肌纤维的数量与体积，肌肉收缩前的初 长度，中枢神经系统的机能状态等。 肢体所能发挥的力量还与施力方式、施力姿势、 施力部位、施力方向与速度、训练程度等有关。 如图1，如图2 ，如图3 ，如图4 一般左手弱于右手，向上用力大于向下用力， 向内用力大于向外用力。 肢体所有力量的大小，都与持续时间有关。如 拉力由最大值衰减到1/4时，只需4min，任何 人劳动到力量衰减到一半时的持续时间差不多。 如图
2 人的感官特性
2.1 视觉机能 理解性：双关 如图 视野与视距：自然视线低于水平线10（站）或 15度（坐）。如图1，如图2 中央视觉与周围视觉 色觉与色视野：白>黄>蓝>红>绿 明暗适应：工作面光亮度均匀特性
人因工程学案例
人因工程学案例
人因工程学在生活中的应用非常广泛，以下是两个经典的人因工程学案例：
- 路标牌：过去的路标牌使用一般的油漆作为涂料，夜间的能见度较低。
现在路标牌全部采用反光油漆，这样司机可以借助路标牌反射自身车灯的光线，在很远的距离就能看到路标牌，提醒时间提前，使司机有更充足的准备时间。
- 汽车设计：汽车是人因工程应用比较多的地方。
首先，座椅是根据销售地人群的实际身体条件设计的，还具有调节功能，司机可以根据需要进行调节。
其次，汽车的紧急制动是用手来操作的，而脚只负责非紧急情况下的制动。
由于手动比脚踩要迅速得多，所以在紧急情况下，需要手动制动。
人因工程学的应用可以提高人们的生活质量和工作效率，并促进人类和技术的和谐发展。
如果你对人因工程学感兴趣，可以继续向我提问。
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以上有不当之处，请大家给与批评指 正，谢谢大家！
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奴隶制社会 封建社会
1870年左右 1948年 今天
牙刷的历史
牙齿患病的原因 统统归于鬼神所
起的作用 用手指或柳枝揩
齿来清洁牙齿
英国人威廉•阿迪斯 在监狱发明世界上第
一支布牙刷
多束软尼龙牙刷
龋齿、牙龈炎、牙周炎 根尖周炎、牙髓炎 等各种牙病 龋齿、牙周炎 牙骨疏松等牙病
牙质磨损、不干净 引起其他牙病
人性化设计考虑的因素
需求因素
人机工程学因素
可靠性因素
人性化设计考虑的因素
◆ 需求因素：
生理需求是人们本身的器官、感官必要的需 求，心理需求要求产品不仅能用，而且好用，
使人感到极大的舒适和方便
◆
人因工程学因素：
人机工程学应用人体测量学、人体力 学、生理学和心理学等学科的研究方
法
◆
可靠性因素：
没有可靠性或可靠性过低的 工业产品在使用中因容易失效而经常出现
清洁不干净、材质过硬
普通牙刷、电动牙刷、 声波牙刷、指套牙 刷……
坚固
牙刷的设计理念
企业在牙刷设计上没有充分结合工效学知识， 没有完全考虑到现代人对牙刷的需求
因此，我们必须要从 人人们性对的健角康度越出来发越，关注，由此对牙刷的要 求也考越虑来多越种高因，素进而研究工效学在牙刷中
的应用变得十分必要