人机工程及其应用.docVIP

人机工程学及其应用 一、人机工程学的定义 人机工程学是从人的生理和心理出发，研究人－机－环境相互关系和相互作用的规律，以优化人－机－环境系统的新兴学科。人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人机系统有关的生物学或医学问题。 二、人机工程学的应用领域 人机工程的应用领域是十分广泛的，几乎涉及人类工作和生活的各个方面。下面列出几大类主要应用方向： （1）人体工作行为解剖学和人体测量；工作事故，健康与安全包括人体测量和工作空间设计；姿势和生物力学负荷研究；与工作有关的骨骼、肌肉管理问题；健康人机工程；安全文化与安全管理；安全文化评价与改进； （2）认知工效学和复杂任务；环境人机工程认知技能和决策研究；环境状况和因素分析；工作环境人机工程； （3）计算机人机工程；显示与控制布局设计；人机界面设计与评价软件人机工程；计算机产品和外设的设计与布局；办公环境人机工程研究；人机界面形式； （4）专家论证：多工作环境；人的可靠性专家论证调查研究；法律人机工程；伤害原因；人的失误和可靠性研究；诉讼支持； （5）工业设计应用医疗设备；坐的设计与舒适性研究；家具分类与选择；工作负荷分析； （6）管理与人机工程人力资源管理；工作程序；人机规则和实践；手工操作负荷； （7）办公室人机工程与设计；医学人机工程办公室和办公设备设计；心理生理学；行为标准；三维人体模型； （8）系统分析；产品设计与顾客；军队系统；组织心理学；产品可靠性与安全性；服装人机工程；三维人体模型；军队人机工程；自动语音识别； （9）人机工程战略；社会技术系统；暴力评估与动机； （10）可用性评估与测试；可用性审核；可用性评估；可用性培训；试验与验证；仿真与试验；仿真研究；仿真与原型； 三、人机工程学的设计原理 人机工程设计基本原则主要是： (1) 以人为中心；(2) 合理的人、机功能分配；(3) 防错容错设计；(4) 评价， 再设计。 设计时把与人有关的诸因素统一、协调地加以考虑。机器和环境的设计要考虑人的特性，不能超过人的能力限度，而且要力求人操作时最省力、最方便、最舒适，使机器和环境宜人。使人适应机器和环境。 评价一件产品是否符合人机工程学的规范，主要标准为： （1）产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合； （2）产品是否顺手和好使用； （3）是否防止了使用操作时意外伤害和错用时产生的危险； （4）各操作单元是否实用，各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认； （5）产品是否便于清洗、保养及修理。 在人机工程学中，产品的设计重点是放在操作者方面。一般来说，有反复性或持久性的使用动作，都会受到人体尺寸的影响，这包括静态和动态两种人体测量尺寸数据的影响。一般在产品的设计中，许多问题并不都能得到充足的人机工程学方面的数据，此时设计者就要采取假设、验证、综合等方法加以解决。 人的因素对工业产品设计的影响。有些，如人体测量尺寸、人的肌力、运动特性、生理特性等是可以测量的，是理性方面的；有些，如心理变化、环境作用等则不易直接测量，有些属于情感方面的，还难找出一套标准作为依据。因此，人机工程学的设计，不能以机械的态度对待。 人的需求分为7个方面：生理的需求，指人类免于饥饿、口渴、寒冷等的基本要求；安全的需求：指人免于危险的要求；归属需求：指人免于孤独的需求；尊严的需求：指人要求有成就感的需求等；认知需求：即人要求了解、探索的需求；审美需求：即人们追求秩序的需求；自我实现的需求：指人要求发挥自己的潜能，发展自己的个性，要求表现自己的需求。人的需求与产品之间的关系如下图所示： 与设计关系最为密切的需求因素可归纳为3个方面：生理性需求、心理性需求、智性的需求。 1、生理性需求：对待这种类型的需求，最重要的观念就是借助产品功能来弥补人们无法达到或不方便完成的许多工作。这种设计，不外乎就是把设计看成是人类本身系统的再延伸。例如，电话的设计就是听觉能力的再延伸，计算机是人脑的延伸。又如各类椅子、床等的设计，就是弥补人们自身所能承担的支撑能力范围的不足而产生的。 2、心理性需求：审美需求、归属需求、认知需求或自我实现的需求（马洛斯的分类）都是属于心理性的需求范围。产品设计中的造型美观、精致等一些使人赏心悦目的要求，就是出于这方面的考虑。为满足这种需求，对设计的要求是很高的。例如，要求产品能适合宜人性的要求，要体现某种使用者的身份、地位、个性，要满足使用者的成就感和归属要求等。 3、智性的需求：这类需求一般是指所设计的产品对人有一种特别的意义，例如具有开拓智慧、智力的意义。智性上的需求大致包括人们提高智能水平、解决问题的能力、效益、速度等方面。如现代计算机代替算盘的设计，现代