人机工程学培训教材

人机工程学
一、什么是人机工程学 二、人机系统中人的特性
1人的生理、心理特性 2人的作业特性 三、人体测量与作业空间 四、人与作业环境 五、人机信息界面与人机系统
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一、定义
人机工程学
1.《中国企业管理百科全书》定义为：研究人和机器、环境的相互作用及 其合理性，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在 生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。
I = 3T + 7M
3：实际劳动率系数
7：能量代谢率系数
T（净作业时间比率）：工作日内净作业时间/工作日总工时
M（能量代谢率）：8小时工作日的平均能量代谢率（KJ/min•m2）
3. 等级划分
1）以RMR指标分级
见表
2）以I指标分级
（1） I≤15 一级劳动强度
轻
（2） I=15~20 二级劳动强度 中
安静代谢量 能量代谢量
三种代谢量的关系
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3. 相对代谢率（Relative Metabolic Rate）
劳动强度不同，所消耗的能量不同，由于劳动者的体质差异，即 使同样的劳动强度，不同劳动者的能量代谢也不同，为了消除个体差 异，常用相对代谢率来衡量劳动强度。用RMR表示。
RMR＝ (能量代谢率－安静代谢率)/ 基础代谢率＝(M－1.2B)/B
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人机工程学的研究内容
一、为 什 么 要 实 施 人 机 工 程 学
健康问题 工伤事故 提高生产率
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二、人机工程学的研究内容
1. 人体特性的研究：研究人的生理、 心理特性和能力限度 2. 人机系统的总体设计：研究人机功能的合理分配 3. 工作场所和信息传递装置的设计：研究人机相互作用及人机界面的设计 4. 作业及其改善 5. 环境控制与安全保护设计：研究作业环境和人的可靠性与安全
由上式得： M＝B（RMR＋1.2） 总能耗＝ B（RMR＋1.2）×体表面积×活动时间
＝（RMR＋1.2）×基础代谢量
4.能量代谢率的测定
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四、劳动强度等级的划分
1. 劳动强度 是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。
2. 指标 1）相对代谢率 RMR 相对指标
2）劳动强度指数 I 绝对指标
2. 人机工程学就是运用生理学、心理学、管理学的有关理论和知识，利 用系统分析的观点，处理人—机—环境所组成的系统；使三者组成的系统 达到最佳状态。也就是说既能保证提高人的工作效率，同时又能使人在心 理和生理感到舒适，并保证人的健康和安全。
• 人机工程学的研究对象：人—机—环境的相互作用关系。
• 人机工程学的研究目标：通过揭示人、机、环境之间的相互关系规律， 从而确保人—机—环境系统总体性能的最优化。
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人
机
工
程
学
Manufacturing
的
应
用
Service
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人机系统中人的作业特性
体力劳动时的能量消耗 人体作业过程的调节与适应 作业能力及其影响因素 合理安排作业休息制度 作业疲劳及其测定
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体力劳动时的能量消耗
一、动态作业
劳动 生产率
终末激发
②稳定期
作业能
（steady period）
力均值
午
③疲劳期
休
（Fatigue period）
① ②③
时间
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终末激发（Terminal Totivation）： 快完成任务时，主观上为了赶任务或超额完成任务所激发的一种现象。
4. 意义
1）合理安排休息，不要在没进入疲劳期就安排休息；
2. 种类 按机体所处的状态分为三种： 1）基础代谢量：人在基础条件下，维持人最基本生理活动，所需 消耗的能量。
基础代谢率：单位时间内，单位体表面积所消耗的基础代谢量。 用B表示，单位：KJ/(m2.h)
我国正常人基础代谢率的平均值如表所示 基础代谢量=基础代谢率×人体表面积×持续时间＝BSt 体表面积 S(m2)＝ 0.0061×身高(cm)＋0.0128 ×体重(kg)－0.1529
2）据作业能力变化规律 作业速率变 以延缓疲劳
例如：
V
稳定期
入门期
η
疲劳期
t
安排工作V：V>工作能力时，会加速作业者的疲劳，甚至影响身体健康。 V< 工作能力时，达不到兴奋点，工作效率低，易出错。
（3） I=20~25 三级劳动强度 重
（4） I>25
四级劳动强度 极重
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作业能力及其影响因素
一、作业能力
1. 概念：指完成某作业，作业者所表现的生理、心理、技能的综合性素质。 2. 表达方式
生产成果（产量、质量） = ƒ（作业能力，作业动机）
3. 变化规律
①入门期 （Induction period）
2、静态作业
所有的肌肉运动都会导致疲劳，但程度取决于很多事情：如舒适程 度、年龄和经验。静态的肌肉运动，其疲劳的恢复时间是动态运动的10 倍。
• 概念 肌肉等长收缩来保持一定姿势或本位的作业。 • 特点 能耗水平不高，但易引起人的疲劳。
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三、人体的能量代谢
1. 定义 能量代谢就是人体有关能量的产生、转移和消耗。
铁锹实验 砌砖作业
时间研究 动作研究
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二、科学人工程学
1. 时间：第二次世界大战 ~ 50年代末 2. 特点：重视工业与工程设计中“人的因素”，力求使机器适应人。
即机器的设计符合人的习惯。
三、现代人机工程学
1. 时间：60年代 ~ 至今 2. 特点：一切都以人为中心
四、在我国的发展
1989年正式成立了本学科与IEA相应的国家一级学术组织—— 中国人类工效学学会（Chinese Ergonomics Society, 简称CES）。
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2）安静代谢量：机体保持某部位的平衡及某种姿势所需消耗的能量。 安静代谢率： 用R表示 R=1.2B
安静代谢量＝RS t＝1.2BS t
3）能量代谢量：人体进行作业或运动时所需消耗的总能量。 能量代谢率：用M表示
能量代谢量＝MS t
基础代谢量
维持体位所应 增加的代谢量
作业所增加 的代谢量
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人机工程学的发展
人机工程学的发展大致经历了三个阶段： 一、经验人机工程学
1. 时间：20世纪初 ~ 第二次世界大战爆发
2. 特点：以机器设计为中心，通过对人的选拔和培训来适应机器。 （由于机器进步很快，使人难以适应，所以大量存在着伤害人身心的问题）
3. 代表人： 美国学者泰勒 吉尔布雷斯