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1、人机工程学安全工程系人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学第一章人机工程学概论第一章人机工程学概论人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学第一章人机工程学概论第一章人机工程学概论大纲大纲人机学的研究对象和目的人机学的研究对象和目的人机学的形成和发展人机学的形成和发展学科思想的演进学科思想的演进人机系统与人机工程设计人机系统与人机工程设计操纵器设计中的其它因素操纵器设计中的其它因素人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学本章重难点介绍本章重难点介绍本章重点在于了解掌握人机工程学的基本概念和本章重点在于了解掌握人机工程学的基本概念和定义；人机工程学发展历程中经历的三个时期；了解定义；人机工程学发
2、展历程中经历的三个时期；了解在人机工程学经验期中的几项比较著名的研究试验。在人机工程学经验期中的几项比较著名的研究试验。要了解尽管人机工程学学科名称多样，定义存在不同要了解尽管人机工程学学科名称多样，定义存在不同程度的分歧，但是本学科的研究对象、研究方法、理程度的分歧，但是本学科的研究对象、研究方法、理论体系等方面并不存在根本上的区别。论体系等方面并不存在根本上的区别。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学第一节人机学的研究对象和目的第一节人机学的研究对象和目的一、人机工程学的基本概念和定义一、人机工程学的基本概念和定义二、日常生活中人机学问题二、日常生活中人机学问题人机工程学人机工程学人机
3、工程学人机工程学1、人机工程学的基本概念和定义、人机工程学的基本概念和定义人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、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。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。研究人和机器及环境的相互作用。研究在工作中、家庭生活中与闲暇时怎样考虑人的研究在工作中、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。健康、安全、舒适和工作效率的学科。这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、这个定义的三句话，分别阐明了人机学的研究对象、研究内容和研究目的。研究内容和研究目的。人机工程学人机工程学人机工程学人机
4、工程学1.1研究对象研究对象(a)第一句话指出人机学的研究对象，是工作环境中的第一句话指出人机学的研究对象，是工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的因素。这些因素除了解剖学、生理学、心理学等方面的因素。这些因素除了工业设计以外，还与管理工程、劳动科学、安全工程、工业设计以外，还与管理工程、劳动科学、安全工程、环境工程等领域有关。环境工程等领域有关。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.1研究对象研究对象(b)单就工业设计的三类设计而言，产品是给人用的、单就工业设计的三类设计而言，产品是给人用的、视觉传达是供人看的、环境是为人在其间生活、工作的，视觉传达是供人看的、环境是为人在其间生活
5、、工作的，当然三类设计都涉及到人的解剖学、生理学、心理学因当然三类设计都涉及到人的解剖学、生理学、心理学因素，它们便是人机学的研究对象。素，它们便是人机学的研究对象。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.2研究内容研究内容第二句话指出人机学的研究内容，是人机环境第二句话指出人机学的研究内容，是人机环境的最佳匹配、人机环境系统的优化。的最佳匹配、人机环境系统的优化。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.3研究目的研究目的第三句话指出人机学的研究目的：就是设计一切器第三句话指出人机学的研究目的：就是设计一切器物都要考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。物都要考虑人们生活、工作的安全、舒
6、适、高效。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.4定义中注意的几个问题定义中注意的几个问题定义中值得注意的有定义中值得注意的有:设计的目的设计的目的“安全、舒适、高效安全、舒适、高效”，定义只讲应该，定义只讲应该“考虑考虑”而没有选用而没有选用“确保确保”、“尽量达到尽量达到”之类的词之类的词汇。因为设计总有多方面约束条件，又常有多种因时、汇。因为设计总有多方面约束条件，又常有多种因时、因地而异的目标；好的设计，在于针对具体对象，在多因地而异的目标；好的设计，在于针对具体对象，在多种约束条件和多重目标之间恰当地把握住平衡。种约束条件和多重目标之间恰当地把握住平衡。1.4.1定义中注意定义
7、中注意_目的目的(a)人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.4.1定义中注意定义中注意_目的目的(b)人机工程学设计要求的人机工程学设计要求的“安全、舒适、高效安全、舒适、高效”，常，常常是重要的，但肯定也要受到其他条件的约束、其他目常是重要的，但肯定也要受到其他条件的约束、其他目标的制衡，不但不是惟一的，也未必总是优先的。标的制衡，不但不是惟一的，也未必总是优先的。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.4.1定义中注意定义中注意_目的目的(举例举例)例如，把我国火车硬卧车厢的三层铺改为两层铺，例如，把我国火车硬卧车厢的三层铺改为两层铺，或者把所有硬座都改为卧铺，安全、舒适方面就可
8、大为或者把所有硬座都改为卧铺，安全、舒适方面就可大为改善，岂不简单改善，岂不简单?但是现在并没有这么做，因为还有其但是现在并没有这么做，因为还有其他种种条件的约束。他种种条件的约束。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.4.1定义中注意定义中注意_目的目的(c)所以实际课题中的人机工程设计，目标往往并非达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到最理想的“安全、舒适、高效安全、舒适、高效”效果，而是在限定条效果，而是在限定条件下提高件下提高“安全、舒适、高效安全、舒适、高效”的程度。的程度。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.4.2定义中注意定义中注意_“机机”人机
9、工程学里面所说的人机工程学里面所说的“机机”、或、或“机器机器”是广义是广义的，泛指一切人造器物：大到飞机、轮船、火车、生产的，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。外人工建筑、环境及其中的设施，等等。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.5人机工程学的多种学科名称人机工程学的多种学科名称(a)人机工程学的多种学科名称人机工程学的多种学科名称:(1)人类工效学，或简称工效学，英文人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics这个学科名称在世界上应用
10、最广。这个学科名称在世界上应用最广。(2)人的因素人的因素(学学)，英文，英文HumanFactors这是美国这是美国一直沿用的名称。一直沿用的名称。(3)人类工程学，英文人类工程学，英文HumanEngineering类似的类似的名称有人体工程学。名称有人体工程学。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.5人机工程学的多种学科名称人机工程学的多种学科名称(b)(4)工程心理学，英文工程心理学，英文EngineeringPsychology这个这个名称下的学科研究更专注于心理学方面。名称下的学科研究更专注于心理学方面。(5)人机环境系统工程学、宜人性设计人机环境系统工程学、宜人性设计(人机
11、工人机工程设计程设计)等，研究内容相同或相近。在日本，该学科的等，研究内容相同或相近。在日本，该学科的日文汉字是日文汉字是“人同工学人同工学”人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2、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
12、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。因为列举一些，简单地把问题所在点出来，不多解说。因为进一步分析、研讨，将在以后各章各节中陆续展开。进一步分析、研讨，将在以后各章各节中陆续展开。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.1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?人机工程学人机工程学人机工程学人
13、机工程学2.1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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.2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
14、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”。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.2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”、再配、再配一个较薄的一个较薄的“
15、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.3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不住多久，而
16、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.人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.3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。人机工程学人机工程学
17、人机工程学人机工程学2.4例例4脚踏钮脚踏钮(或脚踏杆或脚踏杆)冲水冲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
18、正在推广，效果显冲水正在推广，效果显然可见。然可见。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.5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?人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学
19、2.5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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.6例例6双肩背书包和单肩背书包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。人机工程学人机工程学人机工程学人
20、机工程学2.6例例6双肩背书包和单肩背书包双肩背书包和单肩背书包(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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.6例例6双肩背书包和单肩背书包双肩背书包和单肩背书包(c)用双肩背书包，两
21、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.6例例6双肩背书包和单肩背书双肩背书包和单肩背书包包(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人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学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
22、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.7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”。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.8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
23、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，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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.9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
24、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.9例例9不同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
25、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.10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、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.10例例10形形色色的剪刀形形色色的剪刀(
26、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学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人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.11例例11
27、带带“耳朵耳朵”的垃圾箱的垃圾箱(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
28、，等等，人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.11例例11带带“耳朵耳朵”的垃圾箱的垃圾箱(b)图图1-2带带“耳朵耳朵”的垃圾箱的垃圾箱人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.12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、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。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学第二节人机学的形成和发展第二节人机学的形成和发展学科
29、思想的演进学科思想的演进一、人机学的形成和发展及其思想演进一、人机学的形成和发展及其思想演进二、人机学的学术团体与教育二、人机学的学术团体与教育人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1、现代人机学与古代论述、现代人机学与古代论述现代不少社会科学和自然科学的理论，在古代文明现代不少社会科学和自然科学的理论，在古代文明中都曾经有过孕育和萌芽，但并不能说古代就已经有了中都曾经有过孕育和萌芽，但并不能说古代就已经有了这些科学理论。人机工程学也一样，古代纵有令人赞叹这些科学理论。人机工程学也一样，古代纵有令人赞叹的器物、堪称精辟的论述，但那与建立起一门完整的学的器物、堪称精辟的论述，但那与建立起一门完
30、整的学科还完全是两回事。科还完全是两回事。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.1现代人机学与古代论述区别现代人机学与古代论述区别(a)其间的区别，主要在以下两个方面：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，难免在外在条件确的理论旗帜，她还是脆弱的，难免在外在条件(如人如人类文明发展的某种趋势类文明发展的某种趋势)的冲击下，陷于迷失和丢失。的冲击下，陷于迷失和丢失。人机工程学人机工程学人
31、机工程学人机工程学1.1现代人机学与古代论述区别现代人机学与古代论述区别(b)第二，仅有处理某一种、某一类事物的正确方法、第二，仅有处理某一种、某一类事物的正确方法、观念，但没有对于一般事物进行系统、科学的研究，观念，但没有对于一般事物进行系统、科学的研究，未曾提出完整的原则、结论和数据资料，也不可能有未曾提出完整的原则、结论和数据资料，也不可能有更普遍的指导意义。更普遍的指导意义。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.1现代人机学与古代论述区别现代人机学与古代论述区别_举例举例例如，古籍中阐述了的弓箭性能与人的性格的关系，例如，古籍中阐述了的弓箭性能与人的性格的关系，那么，怎么处理其他
32、千百种器物与人的性格的关系呢那么，怎么处理其他千百种器物与人的性格的关系呢?古籍中说明了几种兵器握杆的形制，那么，农具的握杆古籍中说明了几种兵器握杆的形制，那么，农具的握杆又该如何呢又该如何呢?古籍中讲了不同条件下锹的合理形制，那古籍中讲了不同条件下锹的合理形制，那么，什么是镰刀镢头的合理形制呢么，什么是镰刀镢头的合理形制呢?人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.1现代人机学与古代论述区别现代人机学与古代论述区别(c)既然古籍没有回答所有这些更一般性的问题，自然既然古籍没有回答所有这些更一般性的问题，自然不能对器物制作具有普遍的指导意义。中国古籍中有如不能对器物制作具有普遍的指导意义。中
33、国古籍中有如此精辟的论述，足令炎黄子孙感到自豪，但那与现代人此精辟的论述，足令炎黄子孙感到自豪，但那与现代人机工程学终究是不应相提并论的。机工程学终究是不应相提并论的。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.2人机工程学的人机工程学的4个阶段个阶段(a)下面分下面分4个阶段，讲述人机工程学的发展简史和学个阶段，讲述人机工程学的发展简史和学科思想的演进，从中可以看到：科思想的演进，从中可以看到：原本属于原本属于“自发思维倾向、本能行为方式自发思维倾向、本能行为方式”的朴的朴素人机学思想萌芽在什么样的历史条件下、因为什么原素人机学思想萌芽在什么样的历史条件下、因为什么原因而迷失、而被抛弃了因而
34、迷失、而被抛弃了?误入歧途后造成了怎样的后果误入歧途后造成了怎样的后果?这种后果怎样促这种后果怎样促成了人们的反省、从而建立了现代人机学理论，完成一成了人们的反省、从而建立了现代人机学理论，完成一种思想观念从白发到自觉的历史飞跃种思想观念从白发到自觉的历史飞跃?人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学1.2人机工程学人机工程学的的4个阶段个阶段(b)学科理论怎样在历史中逐步演进学科理论怎样在历史中逐步演进?人机学进行了哪些系统的研究人机学进行了哪些系统的研究?确立了哪些原则确立了哪些原则?积累了哪些数据资料积累了哪些数据资料?人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2对劳动工效的苛刻追求人机学
35、的孕育对劳动工效的苛刻追求人机学的孕育美国工程师美国工程师FW泰勒泰勒(FrederickWToylor，1856-1915，图，图l-5)开创的开创的“时间与动作研究时间与动作研究”（TimeAndMotionStudy）包括泰勒的包括泰勒的“铁锹铁锹作业实验作业实验”，和吉尔布雷斯夫妇的，和吉尔布雷斯夫妇的“砌砌砖作业实验砖作业实验”等多项研究。等多项研究。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.1孕育期孕育期_“铁锹作业实验铁锹作业实验”“铁锹作业实验铁锹作业实验”是用种大小不同的铁锹，交给工是用种大小不同的铁锹，交给工人使用，比较他们在每个班次人使用，比较他们在每个班次8h里的工作
36、效率。结果表里的工作效率。结果表明工效有明显差距。这其实是关于体能合理利用的最早明工效有明显差距。这其实是关于体能合理利用的最早科学验。科学验。另一个专题是对比各种不同的操作方法、操作动作另一个专题是对比各种不同的操作方法、操作动作的工作效率；这就是关于合理作业姿势的最早科学研究。的工作效率；这就是关于合理作业姿势的最早科学研究。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.2孕育期孕育期_砌砖作业实验砌砖作业实验砌砖作业实验是用当时问世不久的连续拍摄的摄影砌砖作业实验是用当时问世不久的连续拍摄的摄影机，把建筑工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分机，把建筑工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分
37、解分析，精简掉所有非必要动作，并规定严格的操作程解分析，精简掉所有非必要动作，并规定严格的操作程序和操作动作路线，让工人像机器一样刻板序和操作动作路线，让工人像机器一样刻板“规范规范”地地连续作业，他们合著的连续作业，他们合著的疲劳研究疲劳研究(1919年出版年出版)更被更被认为是美国认为是美国“人的因素人的因素”方面研究的先驱。方面研究的先驱。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.3孕育期孕育期_心理学心理学1914年，美国哈佛大学心理学教授闵斯特伯格年，美国哈佛大学心理学教授闵斯特伯格(Minsterberg)，把心理学与泰勒等人的上述研究综合把心理学与泰勒等人的上述研究综合起来，出
38、版了起来，出版了心理学与工业效率心理学与工业效率一书。一书。l915年英国年英国成立了军火工人保健委员会，研究生产工人的疲劳问题；成立了军火工人保健委员会，研究生产工人的疲劳问题；人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学2.4孕育期孕育期_广泛研究广泛研究l919年此组织更名为年此组织更名为“工业保健研究部工业保健研究部”，展开有，展开有关工效问题的广泛研究，内容包括作业姿势、负担限度、关工效问题的广泛研究，内容包括作业姿势、负担限度、男女工体能、工间休息、工作场所光照、环境温湿度以男女工体能、工间休息、工作场所光照、环境温湿度以及工作中播放音乐的效果等等。及工作中播放音乐的效果等等。人机工程
39、学人机工程学人机工程学人机工程学2.5孕育期孕育期_小结小结但这一时期研究的核心是最大限度地开挖人的操作但这一时期研究的核心是最大限度地开挖人的操作效率。从对待人机关系这个基本方面考察，总体来看是效率。从对待人机关系这个基本方面考察，总体来看是要求人适应于机器，即以机器为中心进行设计；研究的要求人适应于机器，即以机器为中心进行设计；研究的主要目的是选拔与培训操作人员。在基本学术理论上与主要目的是选拔与培训操作人员。在基本学术理论上与现代人机学是南辕北辙，存在对立的。因此，应该把这现代人机学是南辕北辙，存在对立的。因此，应该把这段时期看作人机学的孕育期。段时期看作人机学的孕育期。人机工程学人机工
40、程学人机工程学人机工程学3、二战中尖锐的军械问题人机学的诞生、二战中尖锐的军械问题人机学的诞生20世纪的两次世界大战期间，制空权是交战各国必世纪的两次世界大战期间，制空权是交战各国必争的焦点之一。飞行员在高空复杂多变的气象条件下控争的焦点之一。飞行员在高空复杂多变的气象条件下控制飞行，本来就不轻松。驾驶战斗机与敌机格斗，还要制飞行，本来就不轻松。驾驶战斗机与敌机格斗，还要高度警觉地搜索、识别、跟踪和攻击敌机，躲避与摆脱高度警觉地搜索、识别、跟踪和攻击敌机，躲避与摆脱对方的威胁，短短几十秒内，在警视窗外敌情的同时，对方的威胁，短短几十秒内，在警视窗外敌情的同时，要巡视、认读各种仪表，立即做出判断
41、，完成多个飞行要巡视、认读各种仪表，立即做出判断，完成多个飞行与作战操作，更是不易。与作战操作，更是不易。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.1军械问题军械问题_飞机仪表飞机仪表从从第一次世界大战到第一次世界大战到第二第二次世界大战次世界大战，随着科技进步，随着科技进步，飞机逐渐飞机逐渐实现了飞得更快更高实现了飞得更快更高、机动性更机动性更优的技术升级。与优的技术升级。与之之相应相应，机舱机舱内的仪表和内的仪表和操作件操作件(开关开关、按钮、按钮、旋钮、旋钮、操纵杆等、操纵杆等)的数量的数量，也，也急剧增多急剧增多了，如左图了，如左图人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.1军械问
42、题军械问题_飞机仪表举例飞机仪表举例例如，一战时期英国例如，一战时期英国SE5A战斗机上只有战斗机上只有7个仪表，个仪表，到二战时期的到二战时期的“喷火喷火”战斗机上增加到了战斗机上增加到了19个。一战时个。一战时期美国期美国“斯佩德斯佩德”战斗机上的控制器不到战斗机上的控制器不到10个，到二战个，到二战时期时期P-51上增加到了上增加到了25个。这就使得经过严格选拔、培个。这就使得经过严格选拔、培训的训的“优秀飞行员优秀飞行员”也照顾不过来，致使意外事故、意也照顾不过来，致使意外事故、意外伤亡频频发生。外伤亡频频发生。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.2其他的兵器和民用产品其他的兵
43、器和民用产品出现在飞机上的问题擦亮了人们的眼睛，再去考察出现在飞机上的问题擦亮了人们的眼睛，再去考察其他的兵器和民用产品，才发现从复杂机器到简单工具，其他的兵器和民用产品，才发现从复杂机器到简单工具，类似的问题原来程度不同地普遍地存在着。类似的问题原来程度不同地普遍地存在着。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.2其他产品举例其他产品举例例如，二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，例如，二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，也是一个典型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上也是一个典型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上手套使用。但德军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的俄手套使用。但德军的枪械
44、扳机孔较小；在天寒地冻的俄罗斯广袤大地上，戴了手套手指伸不进扳机孔，不戴手罗斯广袤大地上，戴了手套手指伸不进扳机孔，不戴手套手指立即冻僵，甚至能被冰冷的金属粘住。这说明，套手指立即冻僵，甚至能被冰冷的金属粘住。这说明，器物不但要与人的生理条件相适应，而且还必须顾及环器物不但要与人的生理条件相适应，而且还必须顾及环境的因素。境的因素。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.3产品的改进产品的改进(a)针对前面这些问题，有的国家开始聘请生理医学专针对前面这些问题，有的国家开始聘请生理医学专家、心理学家来参与设计。仪表还是那么多，改进它们家、心理学家来参与设计。仪表还是那么多，改进它们的显示方式
45、、尺寸、读值标注方法、指针刻度和底板的的显示方式、尺寸、读值标注方法、指针刻度和底板的色彩搭配、重新布置它们的位置和顺序，使之与人的视色彩搭配、重新布置它们的位置和顺序，使之与人的视觉特性相符合，结果就提高了认读速度、降低了误读率。觉特性相符合，结果就提高了认读速度、降低了误读率。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.3产品的改进产品的改进(b)操作件也还是那么多，改进它们的形状、大小、操操作件也还是那么多，改进它们的形状、大小、操作方式作方式(扳拧、旋转或按压扳拧、旋转或按压)、操作方向、操作力、操作、操作方向、操作力、操作距离及安置的顺序与位置，使之与人手足的解剖特性、距离及安置的顺
46、序与位置，使之与人手足的解剖特性、运动特性相适应，结果就提高了操作速度、减少了操作运动特性相适应，结果就提高了操作速度、减少了操作失误。这些做法并不需要增加多少经费投入，却收到了失误。这些做法并不需要增加多少经费投入，却收到了事半功倍的显著效果。事半功倍的显著效果。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.4现代人机工程学产生的背景现代人机工程学产生的背景从第二次世界大战到战后初期，上述正反两方面的从第二次世界大战到战后初期，上述正反两方面的现实，使各国科技界加深了这样的认识：器物设计必须现实，使各国科技界加深了这样的认识：器物设计必须与人的解剖学、生理学、心理学条件相适应。这就是现与人的解
47、剖学、生理学、心理学条件相适应。这就是现代人机工程学产生的背景。代人机工程学产生的背景。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.5一个新的学科名称一个新的学科名称(a)l947年年7月，英国海军部成立了一个研究相关课题的月，英国海军部成立了一个研究相关课题的交叉学科研究组。次年英国人默雷尔交叉学科研究组。次年英国人默雷尔(KFHMurrell)建议构建一个新的科技词汇建议构建一个新的科技词汇“Ergonomics”，并将它作为这个交叉学科组的学科名称。并将它作为这个交叉学科组的学科名称。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.5一个新的学科名称一个新的学科名称(b)新的学科名称及其涵盖
48、的研究内容为各国学者所认新的学科名称及其涵盖的研究内容为各国学者所认同，意味着现代人机学的诞生。同，意味着现代人机学的诞生。Ergonomics是由两个希是由两个希腊词根腊词根“er-gon”和和“nomos”缀接而成的，前一词根意缀接而成的，前一词根意为出力、工作、劳动，后一词根意为规律、规则。为出力、工作、劳动，后一词根意为规律、规则。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.5一个新的学科名称一个新的学科名称(c)一些专家在当时对人机工程学所做的阐释，便反映一些专家在当时对人机工程学所做的阐释，便反映了这一时期的学科思想。例如美国人伍德了这一时期的学科思想。例如美国人伍德(Charle
49、sCWood)说：说：“设备设计必须适合人的各方面因素，使操设备设计必须适合人的各方面因素，使操作的付出最小，而获得最高的效率。作的付出最小，而获得最高的效率。”人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学3.6另一重要事件另一重要事件1949年恰帕尼斯年恰帕尼斯(AChapanis)等三人合著的等三人合著的应应用实验心理学用实验心理学工程设计中人的因素工程设计中人的因素一书出版，一书出版，该书总结了此前的研究成果，最早系统论述了人机学该书总结了此前的研究成果，最早系统论述了人机学的理论和方法。这是新学科建立时期的另一重要事件。的理论和方法。这是新学科建立时期的另一重要事件。人机工程学人机工程学人
50、机工程学人机工程学3.7诞生诞生期期_小结小结与人机学的孕育期对比，学科思想至此完成了一次与人机学的孕育期对比，学科思想至此完成了一次重大的转变：从以机器为中心转变为以人为中心，强调重大的转变：从以机器为中心转变为以人为中心，强调机器的设计应适合人的因素。机器的设计应适合人的因素。人机工程学人机工程学人机工程学人机工程学4、向民用品等广阔领域延伸人机学的发展和成熟、向民用品等广阔领域延伸人机学的发展和成熟直到直到20世纪五六十年代，在设计和工程方面，人机世纪五六十年代，在设计和工程方面，人机学的研究和应用还主要局限于军事工业和装备学的研究和应用还主要局限于军事工业和装备(但在劳但在劳动和生产管