安全人机工程概述(精).ppt

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1、2007.8.第第页页课课程程简简介介安全人机工程学是从安全的角度研究人与机安全人机工程学是从安全的角度研究人与机的关系的关系,运用人机工程学的原理和方法去解决人运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。其立足点机结合面的安全问题的一门新兴学科。其立足点放在安全上面，对在活动（含生产活动、生活活放在安全上面，对在活动（含生产活动、生活活动、生存活动）过程中的人实行保护为目的，主动、生存活动）过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。它作为人机工程学的一个应用学科的分支，安全。它作为人机工程学的

2、一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，并与以安全为前以安全为目标、以工效为条件，并与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，而成为安全工程学的一个重要分支学科。而成为安全工程学的一个重要分支学科。2007.8.第第页页一、定义安全人机工程学(safety Ergonomics）：安全人机工：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点运用人机工程学的原程学是从安全的角度和着眼点运用人机工程学的原理和方法上解决人机结合面的安全问题的一门新兴学理和方法上解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。科。人机工程学的一个应用学科的分支；人机工程学的一

3、个应用学科的分支；安全工程学的一个重要分支学科。安全工程学的一个重要分支学科。从安全工程学的观点出发，为进行系统安全分析从安全工程学的观点出发，为进行系统安全分析和预防伤亡事故和职业病提供人机工程学方面的知识和预防伤亡事故和职业病提供人机工程学方面的知识。2007.8.第第页页二、研究对象人、机和人机结合面。人、机和人机结合面。人（人（ManMan）：活动的人体，安全主体；）：活动的人体，安全主体；机机(Machine)(Machine)：包括劳动工具、机器：包括劳动工具、机器(设设备备)、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质因素。程等所

4、有与人相关的物质因素。人机结合面（人机结合面（Man machinjmiferfaceMan machinjmiferface），），就是人和机在信息交换和功能上接触或互相就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称影响的领域（或称“界面界面”）。）。2007.8.第第页页三、研究内容三、研究内容 除了人机工程学所研究的内容外，还研究安全人除了人机工程学所研究的内容外，还研究安全人机工程机工程的学科体系、人机结合面的安全标准依据、人机的学科体系、人机结合面的安全标准依据、人机系统的安全设计等。系统的安全设计等。人生理特性心理特性生物力学物质性能作业方式安全条件机人机结合面图112 人

5、机关系示意图2007.8.第第页页四、研究目的主要研究目的是：对人机系统建立合理的主要研究目的是：对人机系统建立合理的方案，更好地在人机之间合理地分配功能，方案，更好地在人机之间合理地分配功能，使人和机有机结合、有效地发挥人的作用、使人和机有机结合、有效地发挥人的作用、最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境、达到保障人的健康、舒适、愉快地活境、达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的目的，同时提高活动效率。动的目的，同时提高活动效率。机的效能不但取决于它本身的有效系数、机的效能不但取决于它本身的有效系数、生产率和可靠性等、而且还取决于是否适生产率和可靠性等、而且

6、还取决于是否适应人的操作要求、机的信息传递方式和操应人的操作要求、机的信息传递方式和操纵装置的布局等。纵装置的布局等。2007.8.第第页页 五、任务与研究范围五、任务与研究范围1 1主要任务主要任务 建立合理而可行的人机系统，更好地实施人机功建立合理而可行的人机系统，更好地实施人机功能分配，更有效地发挥人的主体作用，并为劳动者能分配，更有效地发挥人的主体作用，并为劳动者创造安全舒适的环境，实现人机系统的创造安全舒适的环境，实现人机系统的“安全、经安全、经济、高效济、高效”的综合效能。是为工程技术设计者提供的综合效能。是为工程技术设计者提供人体合理的理论参数和要求，如：人体合理的理论参数和要求

7、，如：1 1）人体作业的舒适范围（）人体作业的舒适范围（最佳状态最佳状态）；）；2 2）人体的允许范围（）人体的允许范围（保证工作效率保证工作效率）；）；3 3）人体的安全范围（）人体的安全范围（不致伤害的最低限度和环不致伤害的最低限度和环境要求境要求）；）；4 4）一切）一切安全防护设施安全防护设施如何适应人的各种使用要如何适应人的各种使用要求等。求等。2007.8.第第页页2 2研究范围研究范围主要有下列几个方面：主要有下列几个方面：1 1）研究人机系统中人的各种特性；包括生理特性和）研究人机系统中人的各种特性；包括生理特性和心理特性。心理特性。生理特性：生理特性：人体的形态机能，静态及动

8、态人体尺人体的形态机能，静态及动态人体尺度，人体生物力学参数，人的信息输入、处理、输出度，人体生物力学参数，人的信息输入、处理、输出的机制和能力，人的操作可靠性的生理因素等。的机制和能力，人的操作可靠性的生理因素等。心理特性心理特性：人的心理过程与个性心理特征，人在：人的心理过程与个性心理特征，人在劳动时的心理状态，安全生产的心理因素和事故的心劳动时的心理状态，安全生产的心理因素和事故的心理因素分析等。理因素分析等。这些特性是安全人机工程学的基础理论部分这些特性是安全人机工程学的基础理论部分，是是解决安全工程技术问题的主要依据。解决安全工程技术问题的主要依据。2007.8.第第页页2 2）研究

9、人机功能合理分配）研究人机功能合理分配 主要研究内容有：人和机各自的功能特性参主要研究内容有：人和机各自的功能特性参数，适应能力和发挥其功能的条件，各种人机数，适应能力和发挥其功能的条件，各种人机系统人机功能分配的方法等。系统人机功能分配的方法等。3 3）各种人机界面的研究）各种人机界面的研究 人机界面就是人机在信息交换或功能上接人机界面就是人机在信息交换或功能上接触或互相影响的领域。触或互相影响的领域。对控制类人机界面对控制类人机界面主要研究：机器显示装主要研究：机器显示装置与人的信息通道特性的匹配，机器操纵器与置与人的信息通道特性的匹配，机器操纵器与人体运动特性的匹配和显示器与操纵器性能的

10、人体运动特性的匹配和显示器与操纵器性能的匹配等，从而针对不同的系统研究最优的显示匹配等，从而针对不同的系统研究最优的显示控制方式控制方式。2007.8.第第页页对生活和生产领域中数量最多的对生活和生产领域中数量最多的工具类人机界面工具类人机界面，主要研究其适用性和舒适性，即如何使其与人体的主要研究其适用性和舒适性，即如何使其与人体的形态功能、尺寸范围、手感和体感等相匹配。形态功能、尺寸范围、手感和体感等相匹配。对于对于环境：环境：主要研究作业的物理环境、化学环境、主要研究作业的物理环境、化学环境、生物环境和美学环境等对人的影响程度、阈值范围生物环境和美学环境等对人的影响程度、阈值范围和控制手段

11、。对特殊的环境，还必须研究人的生命和控制手段。对特殊的环境，还必须研究人的生命保障系统等。保障系统等。4 4）作业方法与作业负荷研究）作业方法与作业负荷研究 作业方法研究：作业方法研究：作业的姿势、体位、用力、作业作业的姿势、体位、用力、作业顺序、合理的工作器具和工卡量具等的研究，目的顺序、合理的工作器具和工卡量具等的研究，目的是消除不必要的劳动消耗。是消除不必要的劳动消耗。作业负荷研究：作业负荷研究：主要侧重于体力负荷的测定、建主要侧重于体力负荷的测定、建模模(用模拟技术建立各种作业时的生物力学模型用模拟技术建立各种作业时的生物力学模型)、分析，以确定合适的作业量、作业速率、作息安排分析，以

12、确定合适的作业量、作业速率、作息安排以及研究作业疲劳及其与安全生产的关系等。以及研究作业疲劳及其与安全生产的关系等。2007.8.第第页页5 5）作业空间作业空间的分析研究的分析研究 主要研究为保证安全高效作业所需的空间范主要研究为保证安全高效作业所需的空间范围。包括人的最佳视区、最佳作业域、最小的围。包括人的最佳视区、最佳作业域、最小的装配作业空间以及最低限度的安全防护范围等。装配作业空间以及最低限度的安全防护范围等。6 6）事故及其预防的研究事故及其预防的研究 据国内外大量的统计表明，有近据国内外大量的统计表明，有近8080的事故的事故是由于人为失误而发生的。因此，事故及其预是由于人为失误

13、而发生的。因此，事故及其预防的研究，既是安全人机工程学的立足点，也防的研究，既是安全人机工程学的立足点，也是其根本目的，即应研究产生事故的各种人的是其根本目的，即应研究产生事故的各种人的因素、人的操作失误分析与预防措施等。因素、人的操作失误分析与预防措施等。2007.8.第第页页 本课程是安全工程专业的专业基础平台课本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是该专业的一门必修专业基础课。程之一，是该专业的一门必修专业基础课。课程从解决课程从解决“人人”与与“物物”之间界面关系的之间界面关系的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除

14、方法的依据等，同时为工程用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全分养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学生析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。的学习具有不可替代的重要地位。一、课程的定位一、课程的定位2007.8.第第页页 通

15、过本课程的学习，使学生能通过本课程的学习，使学生能掌握掌握安全人机工程学安全人机工程学的基本概念和的基本概念和基本理论，深刻领会人机结合面的内涵基本理论，深刻领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、工效的辨证关系，和人机匹配与安全、工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人机系统设防范的方法，具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能计、人机系统安全分析与评价的基本能力，具有运用安全人机工程原理解决人力，具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。机系统安全问题的能力。二、课程的目标二、课程的目标2007.

16、8.第第页页安全人机工程学概论安全人机工程学概论人体的人机学参数人体的人机学参数人的生理和心理及生物力学特性人的生理和心理及生物力学特性安全人机功能匹配安全人机功能匹配人机系统的安全设计人机系统的安全设计安全人机工程学的实践与运用安全人机工程学的实践与运用三、课程的基本内容三、课程的基本内容2007.8.第第页页1、掌握安全人机工程学的基本概念、基本掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论，领会理论，领会“人机系统人机系统”与与“人机结合面人机结合面”的的含义。含义。2、掌握人、机的不同特性及人机功能的分掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。配原则。3、掌握人体特性参数、人的反应、人体疲掌握

17、人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。劳的测量方法。4、掌握显示装置、操纵装置、作业空间与掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。作业环境的设计要求与设计方法。5、具有人机系统安全设计的初步能力。具有人机系统安全设计的初步能力。6、具备对一般企业中人机系统进行安全检具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价的能力。查与评价的能力。四、课程的基本要求四、课程的基本要求2007.8.第第页页日常生活中人机学问题日常生活中人机学问题在我们的日常生活中，可以说时时处处都存在着人在我们的日常生活中，可以说时时处处都存在着人机学问题，包括合理的和不合理的事例。在全面学习本机学

18、问题，包括合理的和不合理的事例。在全面学习本课程之前，环视、巡察、指点一番，使我们概略地了解课程之前，环视、巡察、指点一番，使我们概略地了解到，原来有这么多属于人机工程设计应该关注和解决的到，原来有这么多属于人机工程设计应该关注和解决的问题，心中有数，对学习课程很有好处。下面只是随意问题，心中有数，对学习课程很有好处。下面只是随意列举一些，简单地把问题所在点出来，不多解说。列举一些，简单地把问题所在点出来，不多解说。2007.8.第第页页例例1腰疼沙发腰疼沙发(a)城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不城市里有的家庭买了大沙发，豪华气派，可是坐不多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一

19、个多久腰部就难受酸疼了，不得不在腰后面垫上一个“腰腰靠靠”。为什么。为什么?2007.8.第第页页例例1腰疼沙发腰疼沙发(b)大沙发座面进深大，无论怎么后靠，腰椎后面总是大沙发座面进深大，无论怎么后靠，腰椎后面总是空着，使脊柱腰椎段向后的弯曲度加大，形成了不正常空着，使脊柱腰椎段向后的弯曲度加大，形成了不正常的腰椎形态，不符合坐姿解剖学要求。这就是产品设计的腰椎形态，不符合坐姿解剖学要求。这就是产品设计中的解剖学问题。中的解剖学问题。2007.8.第第页页例例2主枕头附枕头主枕头附枕头(a)一些一些“上档次上档次”的宾馆里，单人床常配有两个同样的宾馆里，单人床常配有两个同样的枕头。本意是让习惯

20、低枕头的人用一个枕头，习惯高的枕头。本意是让习惯低枕头的人用一个枕头，习惯高枕头的人两个枕头叠起来用。但这真是一个愚不可及的枕头的人两个枕头叠起来用。但这真是一个愚不可及的“高招高招”、“损招损招”!一般人们对枕头高度要求的差别，一般人们对枕头高度要求的差别，哪有一倍之多呢哪有一倍之多呢?其结果是：用一个枕头绝大多数人嫌其结果是：用一个枕头绝大多数人嫌低，而两个摞起来绝大多数人又嫌高，很少有人能获得低，而两个摞起来绝大多数人又嫌高，很少有人能获得“正常待遇正常待遇”。2007.8.第第页页例例2主枕头附枕头主枕头附枕头(b)其实只要采用一个稍许高一点的其实只要采用一个稍许高一点的“主枕头主枕头

21、”、再配、再配一个较薄的一个较薄的“附枕头附枕头”，岂不就能满足多数人的需要了，岂不就能满足多数人的需要了吗吗?并不难解决。问题出在哪里并不难解决。问题出在哪里?缺乏缺乏“产品应与生理条产品应与生理条件相适应件相适应”的考究。的考究。2007.8.第第页页例例3车厢窗户车厢窗户(a)车厢外表面为墨绿色的旧式旅客列车，其硬座车厢车厢外表面为墨绿色的旧式旅客列车，其硬座车厢窗户的高度，正与坐着乘客的胸、肩、头部齐平。打开窗户的高度，正与坐着乘客的胸、肩、头部齐平。打开窗户，行驶中每小时风速达六、七十或七、八十千米，窗户，行驶中每小时风速达六、七十或七、八十千米，即使最闷热的夏季，迎风被吹的乘客也经

22、不住多久，而即使最闷热的夏季，迎风被吹的乘客也经不住多久，而背风一侧乘客却依然热不可挡背风一侧乘客却依然热不可挡.2007.8.第第页页例例3车厢窗户车厢窗户(b)其实改进一点也不难，把窗户提升到比站立者身高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也不会直吹乘客，却能在车厢上部形成新鲜空气的“顺顺流流”，效果甚佳。，效果甚佳。2007.8.第第页页例例4脚踏

23、钮脚踏钮(或脚踏杆或脚踏杆)冲冲水水公共卫生间里水箱拉绳边上贴着醒目的提示公共卫生间里水箱拉绳边上贴着醒目的提示“便后便后冲水冲水”，但是不冲水的现象司空见惯。公众素质有待提，但是不冲水的现象司空见惯。公众素质有待提高固然是一方面，但另一方面，水箱拉绳把手不干净是高固然是一方面，但另一方面，水箱拉绳把手不干净是人人皆知、也人人腻味的，可见拉绳水箱本身就存在宜人人皆知、也人人腻味的，可见拉绳水箱本身就存在宜人性的问题，应该从设计角度来寻求解决办法。现在大人性的问题，应该从设计角度来寻求解决办法。现在大城市的公厕里脚踏钮城市的公厕里脚踏钮(或脚踏杆或脚踏杆)冲水正在推广，效果显冲水正在推广，效果显

24、然可见。然可见。2007.8.第第页页例例5声光控延时开关声光控延时开关(a)“节约用电人走关灯节约用电人走关灯”的条子随处可见，人走楼空的条子随处可见，人走楼空后楼道里的照明灯还是彻夜长明。这种大家都熟悉的现后楼道里的照明灯还是彻夜长明。这种大家都熟悉的现象，也需要从设计的角度来寻找原因和改进措施。开关象，也需要从设计的角度来寻找原因和改进措施。开关都安置在楼道照明灯的就近位置，关了灯，楼道一抹黑，都安置在楼道照明灯的就近位置，关了灯，楼道一抹黑，怎么下楼、拐弯、出门呢怎么下楼、拐弯、出门呢?2007.8.第第页页例例5声光控延时开关声光控延时开关(b)现在声光控延时开关价格已相当便宜，用声

25、光控延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。可以从合理安排开关位置方面寻找解决办法。2007.8.第第页页例例6双肩背书包和单肩背双肩背书包和单肩背书包书包(a)双肩背书包和单肩背书包从人机学看，双肩背书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。包在使用解剖学和心理学方面优势明显。2007.8.第第页页例例6双肩背书包和单肩背双肩背书包和单肩背书包书包(b)背双肩背书包，脊柱两侧受力均衡，能保持正直形背双肩背书包，脊柱

26、两侧受力均衡，能保持正直形态态(图图l-2a)；而单肩斜挎或手提书包，脊柱都因单侧受而单肩斜挎或手提书包，脊柱都因单侧受力而形成侧向弯曲力而形成侧向弯曲(图图1.2b、c)，使椎间盘受压均匀分布使椎间盘受压均匀分布的生理状态不能正常维持，于是消耗的体能更多，这是的生理状态不能正常维持，于是消耗的体能更多，这是解剖学、生理学方面。解剖学、生理学方面。2007.8.第第页页例例6双肩背书包和单肩背双肩背书包和单肩背书包书包(c)用双肩背书包，两手无负担，行动自由灵便，也适用双肩背书包，两手无负担，行动自由灵便，也适合中小学生的活泼好动天性，这是心理学方面。合中小学生的活泼好动天性，这是心理学方面。

27、2007.8.第第页页例例6双肩背书包和单肩背双肩背书包和单肩背书书包包(d)图图1-1书包提挎方式与脊柱形态书包提挎方式与脊柱形态2007.8.第第页页2.7例例7叫叫壶壶(a)用普通水壶烧水，若没人在炉子边上守着，水开了用普通水壶烧水，若没人在炉子边上守着，水开了可能弄得满屋水气至因开水噗出来浇灭了火，引起一阵可能弄得满屋水气至因开水噗出来浇灭了火，引起一阵忙乱。用壶盖上装了个小气哨的忙乱。用壶盖上装了个小气哨的“叫壶叫壶”烧水，即可避烧水，即可避免这种忙乱。免这种忙乱。2007.8.第第页页例例7叫叫壶壶(b)两种水壶烧水的基本功能是相同的，但叫壶能把水两种水壶烧水的基本功能是相同的，但

28、叫壶能把水烧开的信息烧开的信息“自动自动”传递给一定距离以外的人，在人机传递给一定距离以外的人，在人机学里，叫做学里，叫做“人机界面人机界面”得到了改善，从而使得产品更得到了改善，从而使得产品更为为“宜人宜人”。2007.8.第第页页例例8图书馆长条形桌案图书馆长条形桌案不少学校的图书馆阅览室里，座位安排在长条形桌不少学校的图书馆阅览室里，座位安排在长条形桌案相对着的两侧。师生们低头阅读或伏案书写时倒也无案相对着的两侧。师生们低头阅读或伏案书写时倒也无事。但阅读中也难免要停下来略事思索，于是把头抬了事。但阅读中也难免要停下来略事思索，于是把头抬了起来，起来，倘若正巧此时对座的那位也抬起了头，不

29、，倘若正巧此时对座的那位也抬起了头，不经意间互相目光交接，双方都觉得尴尬。这就是设计心经意间互相目光交接，双方都觉得尴尬。这就是设计心理学方面的问题。理学方面的问题。2007.8.第第页页例例9不同颜色的不同颜色的药袋药袋(a)银灰色或蓝色发亮的小塑料袋里装着药片，药片银灰色或蓝色发亮的小塑料袋里装着药片，药片的服用量、服用方法都用小字印在包装袋上，包装袋的服用量、服用方法都用小字印在包装袋上，包装袋闪闪有光，文字和底色的对比又弱，也许年轻人还行，闪闪有光，文字和底色的对比又弱，也许年轻人还行，中老年人想看清上面的说明确实费劲。中老年人想看清上面的说明确实费劲。2007.8.第第页页例例9不同

30、颜色的药袋不同颜色的药袋(b)一家全国性的大银行，近几年的存款单居然是白纸一家全国性的大银行，近几年的存款单居然是白纸上印着橙黄色上印着橙黄色(注意，是橙黄而不是橙红注意，是橙黄而不是橙红)的字，真是跟的字，真是跟人们的眼睛找别扭、过不去人们的眼睛找别扭、过不去!这些都是对视觉特性掌握这些都是对视觉特性掌握失当的问题，也属于人机学的研究范围。失当的问题，也属于人机学的研究范围。2007.8.第第页页例例10形形色色的剪刀形形色色的剪刀(a)被剪对象有大有小、有硬有软、有的要剪复杂的形被剪对象有大有小、有硬有软、有的要剪复杂的形状且要求特别精细、有的要伸入孔洞或拐进尖角去施剪，状且要求特别精细、

31、有的要伸入孔洞或拐进尖角去施剪，所以除了剪纸、剪布的普通剪刀外，还有理发剪，所以除了剪纸、剪布的普通剪刀外，还有理发剪等专用剪刀，以及形形色色的外科手术剪。等专用剪刀，以及形形色色的外科手术剪。2007.8.第第页页例例10形形色色的剪刀形形色色的剪刀(b)要适应上述各种不同的使用条件，达到人机学使用要适应上述各种不同的使用条件，达到人机学使用“安全、舒适、高效安全、舒适、高效”的目标，剪刀前面刃片的形状和的目标，剪刀前面刃片的形状和尺寸、后面把手的形状和尺寸，有很多的解剖学、生理尺寸、后面把手的形状和尺寸，有很多的解剖学、生理学问题需要考究，就绝非简单的事情。图学问题需要考究，就绝非简单的事

32、情。图1-1展示了部分展示了部分不同类型的剪刀。不同类型的剪刀。2007.8.第第页页2.10例例10形形色色的剪刀形形色色的剪刀(c)图图11功能形态各异的剪刀功能形态各异的剪刀2007.8.第第页页2.11例例11带带“耳朵耳朵”的垃的垃圾箱圾箱(a)北京市推出了一种北京市推出了一种“带耳朵的垃圾箱带耳朵的垃圾箱”(图图1-2)，一，一个个“耳朵耳朵”里装有卷纸，供欲吐痰者取用。另一个里装有卷纸，供欲吐痰者取用。另一个“耳耳朵朵”是投放烟蒂的烟蒂缸；里面装有沙子，供人用来抿是投放烟蒂的烟蒂缸；里面装有沙子，供人用来抿灭烟头。这项设计涉及人机工程的多个方面：使用者行灭烟头。这项设计涉及人机工

33、程的多个方面：使用者行为方式和使用者心理的调查和研究、产品为方式和使用者心理的调查和研究、产品(垃圾箱垃圾箱)与人与人体尺寸的适应性、产品与环境因素、产品与环卫工人、体尺寸的适应性、产品与环境因素、产品与环卫工人、等等，等等，2007.8.第第页页2.11例例11带带“耳朵耳朵”的垃的垃圾箱圾箱(b)图图1-2带带“耳朵耳朵”的垃圾箱的垃圾箱2007.8.第第页页小结小结大学生活环境中的人机学问题比比皆是大学生活环境中的人机学问题比比皆是:床柜转椅、床柜转椅、寝室水房、电脑手机寝室水房、电脑手机、超市网吧、实习工厂、银行邮、超市网吧、实习工厂、银行邮局、实验市、图书馆、运动场局、实验市、图书馆

34、、运动场.总之日常生活中的总之日常生活中的人机学问题无处不在。人机学问题无处不在。2007.8.第第页页第一章第一章概论概论第一节第一节人机工程学人机工程学一、人机工程学的起源一、人机工程学的起源起源于欧洲起源于欧洲形成于美国形成于美国发展于日本发展于日本作为一门独立学科的历史已有作为一门独立学科的历史已有50余年余年2007.8.第第页页二、学科名称二、学科名称Ergonomics英国莫瑞尔英国莫瑞尔 /西欧西欧HumanEngineering美国美国HumanFactorsEngineering美国美国人间工学人间工学 日本日本 苏联苏联“人体工程学人体工程学”、“宜人学宜人学”、中中国国

35、“人因工程学人因工程学”、“人类工程学人类工程学”中中国国“工效学工效学”、“人机工程学人机工程学”中中国国2007.8.第第页页三、人机工程学的定义人机工程学的定义W WB B伍德森伍德森（W WB BWoodsonWoodson）：人机工程学研究的是人与机器人与机器相互关相互关系系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计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，其目的在其目的在于于获得最高的效率效率及作业时感到安全安全和舒适。2007.8.第第页页国际人机工程学学会（International Ergonomics Association，IEA）人机工程学是

36、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、生活中和度假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。2007.8.第第页页人人机机工工程程学学是是运运用用人人的的生生理理学学、心心理理学学和和其其它它有有关关学学科科知知识识，使使机机器器和和人人相相互互适适应应，创创造造舒舒适适和和安安全全的的工工作作与与环环境境条条件，从而提高工效的一门科学。件，从而提高工效的一门科学。2007.8.第第页页四、人机工程学的研究目的人机工程学的研究目的设设计计机机器器和和设设备备及及工工艺艺流流程程、工工具具以以及及信信息息传传递递装装

37、置置与与信信息息控控制制设设备备时时，必必须须考考虑虑人人的的各各种种因因素素-生生理理的的和和心心理理的的及及人人体体测测量量参参数数、生生物物力力学学的的需需要与可能；要与可能；使人操作简便、省力、快速而准确；使人操作简便、省力、快速而准确；使使人人的的工工作作条条件件和和工工作作环环境境安安全全卫卫生生和舒适；和舒适；最最终终目目的的是是为为了了使使人人机机系系统统协协调调，保保障安全健康和提高工作效率。障安全健康和提高工作效率。2007.8.第第页页五、人机工程学的研究内容五、人机工程学的研究内容人人的的因因素素方方面面，主主要要包包括括人人体体生生理理、心心理理、人体测量及生物力学、

38、人的可靠性；人体测量及生物力学、人的可靠性；机机的的因因素素方方面面，主主要要包包括括显显示示器器和和控控制制器器等物的设计；等物的设计；环环境境因因素素方方面面，主主要要包包括括采采光光、照照明明、尘尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素；毒、噪声等对人身心产生影响的因素；人人机机系系统统的的综综合合研研究究，研研究究人人机机系系统统的的整整体体设设计计；岗岗位位设设计计；显显示示器器设设计计；控控制制器器的的设设计计；环环境境设设计计；作作业业方方法法及及人人机机系系统统的的组组织织管理等。管理等。2007.8.第第页页六、六、人机工程学的研究方法人机工程学的研究方法实测法实测法（Measur

39、e methodMeasure method）实验法（实验法（Experiment methodExperiment method）分析法（分析法（AnalysisAnalysis）调查研究法调查研究法（Survey)Survey)计算机仿真法计算机仿真法(Simulation)(Simulation)感觉评价法感觉评价法(Sensory inspection)(Sensory inspection)图示模拟和模型试验法图示模拟和模型试验法(model)(model)2007.8.第第页页研研究究方方法法观察法观察法实测法实测法实验法实验法计算机数值仿法计算机数值仿法调查研究法调查研究法分析法

40、分析法2007.8.第第页页图图1研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型2007.8.第第页页控制面板模拟器波士顿爱迪生波士顿爱迪生公司（公司（BostonEdisonCompany）的的”神秘神秘6号号”（Mystic#6）电厂的控制板电厂的控制板MITRE开发开发2007.8.第第页页虚拟合作者的运动计算与仿真虚拟合作者的运动计算与仿真2007.8.第第页页2007.8.第第页页2007.8.第第页页七、人机工程学的发展简史七、人机工程学的发展简史原始原始人机关系人机关系（见图2）-经验经验人机关系人机关系 （见图3）-科学科学人机工程学人机工程学（见图4）经

41、验期经验期 -创建期创建期 -成熟期成熟期 经验期经验期：18841884年年起，三大实验（起，三大实验（肌肉疲劳试肌肉疲劳试验验 、铁秋作业试验铁秋作业试验 、砌砖作业试验砌砖作业试验 ）创建期创建期：第二次世界大战期间第二次世界大战期间起，新式武器起，新式武器和装备的功能研究和装备的功能研究成熟期成熟期：2020世纪世纪6060年代年代起，宇航技术的研究起，宇航技术的研究 2007.8.第第页页图图2古埃及石刻2007.8.第第页页图图3紫檀雕四出头官帽椅图图3我国古代的指南车2007.8.第第页页图图4美国亨利德累夫斯（Henry Deryfuss）事务所的人机学实验2007.8.第第页

42、页我国人机发展进程我国人机发展进程 1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。1982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议，我国年在日本东京举行第八次国际人机工程会议，我国第一次派人参加。第一次派人参加。1989年成立中国人类工效学学会年成立中国人类工效学学会 1991年年1月成为月成为国际人类工效学协会国际人类工效学协会正式成员正式成员2007.8.第第页页第二节第二节安全人机工程学安全人机工程学一、安全人机工程学的定义一、安全人机工程学的定义 从从安安全全的的角角度度和和着着眼眼点点，运运用用人人机机工工程程学学的的原原理理和和方方法

43、法去去解解决决人人机机结结合合面面的的安安全全问问题题的一的一门门新新兴兴学科。学科。它它作作为为人人机机工工程程学学的的一一个个应应用用学学科科的的分分支支，以以安安全全为为目目标标、以以工工效效为为条条件件，将将与与以以安安全全为为前前提提、以以工工效效为为目目标标的的工工效效人人机机工工程程学学并并驾驾齐齐驱驱，并并成成为为安安全全工工程程学学的的一一个个重重要分支学科。要分支学科。2007.8.第第页页 人人(Man)，是指活动的人体即安全主体是指活动的人体即安全主体 机机(Machine)，是是广广义义的的，它它包包括括劳劳动动工工具具、机机器器（设设备备）、劳劳动动手手段段和和环环

44、境境条条件件、原原材材料料、工工艺艺流流程程等等所所有有与与人人相相关的物质因素。关的物质因素。人人机机结结合合面面（Man-MachineInterface）,就就是是人人和和机机在在信信息息交交换换和和功功能能上上接接触触或或互互相影响的领域（或称相影响的领域（或称“界面界面”）。）。二、安全人机工程学的研究对象二、安全人机工程学的研究对象2007.8.第第页页三、安全人机工程学的任务三、安全人机工程学的任务为工程技术设计者提供人体合理的理为工程技术设计者提供人体合理的理论参数和要求，诸如：论参数和要求，诸如：人体作业的舒适范围人体作业的舒适范围（最佳状态）（最佳状态）人体的允许范围人体的

45、允许范围（保证工作效率）（保证工作效率）人体的安全范围人体的安全范围（不致伤害的最低限（不致伤害的最低限度和环境要求）度和环境要求）安全防护设施如何适应人的各种使用安全防护设施如何适应人的各种使用要求要求2007.8.第第页页四、四、安全人机工程学的研究范围和内容安全人机工程学的研究范围和内容研究人机系统中人的各种特性研究人机系统中人的各种特性研究人机功能合理分配研究人机功能合理分配各种人机界面的研究各种人机界面的研究作业方法与作业负荷研究作业方法与作业负荷研究作业空间的分析研究作业空间的分析研究事故及其预防的研究事故及其预防的研究2007.8.第第页页五、五、安全人机工程学的研究目的安全人机

46、工程学的研究目的 对对人人机机系系统统建建立立合合理理的的方方案案，更更好好地地在在人人机机之之间间合合理理地地分分配配功功能能，使使人人和和机机有有机机结结合合，有有效效地地发发挥挥人人的的作作用用，最最大大限限度度地地为为人人提提供供安安全全卫卫生生和和舒舒适适，达达到到保保障障人人的的健健康康、舒舒适适、愉愉快快地地活活动，同时带来活动效率的提高。动，同时带来活动效率的提高。2007.8.第第页页小 结本节本节课程讲述了两部分课程讲述了两部分内容内容：人机工人机工程学、安全人机工程学程学、安全人机工程学要求：要求：掌掌握握安安全全人人机机工工程程学学的的基基本本概概念念，“人机结合面人机

47、结合面”的含义；的含义；理解理解“人机系统人机系统”的含义；的含义；了了解解人人机机工工程程学学的的起起源源与与发发展展，人人机机工工程程的的命命名名和和定定义义，安安全全人人机机工工程程学学的研究范围的研究范围2007.8.第第页页第三节第三节安全人机工程学安全人机工程学 与相关学科的关系与相关学科的关系一、与工效人机工程学的关系一、与工效人机工程学的关系 人机工程学分解为安全人机工程学和工效人际工程学两个不同方向上的应用学科。区别：安全人机工程学是从安全的角度和以人机工程学安全为着眼点，侧重于人体的安全卫生，立足人机结合面。二、与安全心理学的关系二、与安全心理学的关系 是安全人机工程学的主

48、要理论之一。从一定意义上说安全人机工程学是安全心理学的延伸和扩展，两者有着不可分割的联系。三、与人体测量学及生物力学的关系三、与人体测量学及生物力学的关系 为人机系统的设备设计和工作空间布置提供科学依据，是安全人机系统设计的科学依据之一。2007.8.第第页页第三节第三节安全人机工程学安全人机工程学 与相关学科的关系与相关学科的关系四、与安全工程学的关系四、与安全工程学的关系安全人机工程学在安全科学技术体系属于人体科学的应用科学范畴。五、与人体生理学及环境科学的关系五、与人体生理学及环境科学的关系六、与其它工程技术科学的关系六、与其它工程技术科学的关系 2007.8.第第页页图图5安全人机工程

49、学与相关学科2007.8.第第页页第四节第四节安全人机工程学安全人机工程学 诞生与展望诞生与展望一、一、安全人机工程学展望1、安全人机工程学的研究领域不断扩大。2、安全人机工程学的研究范围将日益广泛3、在高科技领域作用将更为突出4、有关课题有待深入研究2007.8.第第页页本次课应该掌握的重点及思考题本次课应该掌握的重点及思考题1 1、什么是人机工程学？人机系统基本类型，人与机结合方式、什么是人机工程学？人机系统基本类型，人与机结合方式2 2、人机工程学的主要任务、人机工程学的主要任务3 3、人机工程学的综合定义和发展历史？、人机工程学的综合定义和发展历史？4 4、什么是安全人机工程学？什么是安全人机工程学？安全人机工程学研究内容？安全人机工程学研究内容？5 5、人机工程学的研究方法？、人机工程学的研究方法？6 6、了解安全人机工程学研究的一般程序、了解安全人机工程学研究的一般程序7 7、安全人机工程学研究应注意的问题、安全人机工程学研究应注意的问题2007.8.第第页页