课件-01-人机工程学概论.ppt

1、陈颐,第一章 人机工程学概论第二章 人体尺寸及其应用方法第三章 手工具设计与家具设计第四章 视觉传达设计与人机学第五章 室内设计与人机学第六章 人机工程的心理学应用,人机学的研究对象和目的人机学的形成、发展及学科思想的演进 设计中的人机工程,概略了解人机学的全貌。 通过对人机学学科思想演进的回顾与反思，树立关心人们生理和心理需求的理念，树立“以人为本”的设计观，把专业学习与肩负的社会责任感结合起来。 通过日常生活中的大量实例，认识人机学对设计专业的意义，引发对人机学的兴趣，引导发现不足、锐意寻求改进的热情。,引例人机学的思想萌芽人机工程学的基本概念和定义日常生活中的人机学问题,花和尚鲁智深要打

2、一条100斤的禅杖，铁匠却对他说铁匠最关注什么?器物必须与人的体能适应器物要和人(使用者)的各种因素相适宜。这，就是现代人机工程学基本理论的简洁表述.再看原始人狩猎所用的棍棒、石块或投枪/西安半坡遗址中的石桌、石凳、陶土餐饮具， 可见人机学基本思想的萌芽，在人类历史上源远流长。因为这是人们自发的思维倾向，本能的行为方式。,张飞“身高八尺”，惯使条“丈八蛇矛”，188=2. 25，蛇矛是张飞身高的2 .25,张爷能耍得开吗?,4.16/1.85,人机工程学的定义人机工程学的多种学科名称,国际人机工程学学会(IEA，International Ergonomics Association)对人机工

3、程学所下的定义如下，她反映了相对成熟时期的学科思想： 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；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健康、安全，舒适和工作效率的学科。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。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。第三句话指出，人机学的研究目的设计一切器物都要考虑人们生活、工作的安全、舒适、高效。,涉及多门学科的交叉学科,人机工程学里面所说的“机”、或“机器”是广义的，泛指一切人造器物大到飞机、轮船、火车、生产设备，小到一把

4、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。,人机工程学简称人机学，还存在多种名称，常见的有欧洲各国 Ergonomics（ergo是出力、工作的意思, nomics是正常化、规律的意思. Ergonomics的含义是人的工作规律问题也就是说, 这门学科是研究人在生产和工作中合理地、适度地劳动的问题.）美 国 Human Factors或 Human Engineering（人类因素学，人类工程学）前 苏 联 工程心理学，生物技术学德 国 劳动科学日 本 人间工学中 国 工效学，人机工程学，人体工 程学，设备利用学等,例1 大沙发豪华气派，坐着却腰疼例2 宾馆单人床配

5、两个同样大小的枕头，绝大多数人无法适应：用一个枕头嫌底，用两个枕头嫌高。例3 旧式旅客列车的窗户例4 公共厕所为什么总有人做不到“便后冲水”例5 “人走关灯”的标语与楼道里彻夜长明的灯例6 升级换代产品背双肩背书包例7 “叫壶”，改善了传递信息的“人机界面”。例8学校阅览室里，学生坐在长条形桌案两侧专心致志地看书学习， 抬起头来略事思索，正巧对坐那位也抬起了头， 倒霉，还是陌生的异性同学!设计心理学问题。例9深色发亮的小药片塑料袋，说明文字又小对比又弱，存款单居然是白纸上印着橙黄色的字。例10形形色色的剪刀，里面学问可不小,大学生生话环境审的人机学问题比比皆是床柜桌椅寝室水房、浴室餐厅、超市网

6、吧、实习工厂、银行邮局、学具文具、电脑手机、实验室、图书馆、运动场、公交车、 无处不在。在日常生话中发现和思考人机学问题的深广度，是检验本课程学习效果的标准之一。,人机关系发展人机工程学简史,第一时期：漫长的石器时代、青铜时代和农耕时代这一时期，人们使用的工具均属手工工具，人的劳作属于手工劳动，因此，人机关系是一种所谓“柔性”的关系，即工具对于使用者而言是一种“器物”，因此在人机关系中站主导地位。,考工记，2400年前战国初期的科技汇编名著，对部分器物的宜人性考究精彩深入。 在涉及兵器宜人性的一段论述中提到： 大刀之类用于砍劈的兵器，使用中有方向性，握柄截面应做成椭圆形，凭手握感知的信息，无须

7、眼看，便可掌握刀刃的方向。枪矛之类用于刺杀的兵器，为使用中灵活自如、并避免握柄在扁薄方向挠曲，截面应做成圆形。 另一段中说要根据弓箭手的性格脾性来配备弓箭，性情温和、行动迟缓的人配给强劲急疾的硬弓，暴躁性急、行动快猛的人配给柔韧的软弓。 不愧为设计心理学应用的经典范例。,明代科学家宋应星所著天工开物，以插图丰富著称各种生产作业场景下，人们的工作、劳动姿态总是那么自然舒展，说明劳动工具、生产设备与人体尺寸的适应性问题，在当时已经得到充分认识和把握。,古代文明中出现过某些现代科学的孕育和萌芽，但不能说古代已经有了这门科学理论。 第一，没有明确的理论旗帜，她是脆弱的，难免在外在条件冲击下陷于迷失和丢

8、弃。 第二，没有系统的研究，未提出完整的科学原则、结论和数据资料，不可能有普遍的指导意义。 中国古籍中涉及人机学思想的精辟论述，足令我们感到自豪，但那与现代人机学终究不应混同并论。人们自发的思维倾向，本能的行为方式。,第二时期是迅猛发展的工业化时代 工业化使“器物”的工具演变为具有动力和计算能力的机器，形成了社会化的大工业声场方式和组织方式，机器对于人具有强大的“约束力”，人的工作效率和生活素质取决于甚至是依附于机器,第三时期 日新月异的信息时代这是人机关系的一次重大演变，如果机器的智能水平达到了一定的程度的“自主性”，因此人机关系将是一种互相适应的关系，或者说是一种“弹性”的人机关系。人机交

9、互是未来人体工程学发展的核心点。,经验人机工程学,科学人机工程学,现代人机工程学,早期历史20世纪前期,19451960年,1960年现在,使人适应机器,重视人的因素；使机器适合人,以人为本，人机协调，多学科交叉,早期人机工程学以19世纪80年代和90年代初的工业化运动为起点,泰勒最早进行人和机器匹配问题研究的学者铁锹实验：提高工作效率的实验建立最佳的匹配关系，把人的无效活动降到最低。 注重“测量”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

10、是南辕北辙、存在对立的。,20世纪从一战到二战，科技进步使飞机实现了大幅度的技术升级，但意外事故、伤亡频频发生。投巨资研制的“先进”飞机未必能打胜仗，使人们廉愕，也使人们醒悟飞机的技术性能必须与使用人的生理机能相适配。还有二战中入侵前苏联的德军的枪械问题，有的国家开始聘请生理医学、心理学家参与设计，并未增加多少经费，却事半功倍显著效果。 正反两方面的现实，使各国科技界终于认识到器物设计必须与人的解剖学、生理学、心理学条件相适应。,60年代以来 家具、仪表、显示器、人机界面 现代人机工程学有三个特点： 1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。 2）密切与实

11、际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。 3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数学、工程学各方面的知识。 研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而获得系统的最高综合效能。,反思工业文明的负面后果，吸收可持续发展的理论，人机学正经历着新的学科思想演进。绿色设计、生态设计、节能设计、再生设计等理念，立足于人与自然保持持久和谐，回归到中国古代“天人合一”的设计伦理。人机学的应用，以下方面可能形成热点计算机人机界面、太空站的生话工作环境、弱势群体(残疾人、老年人)的医疗和便利设施、海陆空交通安全保障、生理与心理保健产品与设施、等等。（生态学、社会学）,万

12、能拐杖(获第十届全球工业设计比赛金杯奖),人机系统与人机界面人机工程设计人机工程技术标准,人机系统指人与机(器)共同组成的系统，其内涵是人使用机器工作的时候，人与机器就组成为一个协同着去达到目标、完成任务的整体。把环境因素结合进去，就是人机环境系统。人在使用一把钳子、一把镰刀、一个卷发器时，就各构成一个人机系统。人骑自行车、开机床、开起重机、驾驶汽车、飞机时，也各构成了人机系统。,人驾驶汽车或飞机，是这一运行过程的典型实例。 一般把机器上实现人与机器互相交流沟通的显示器，控制器称为人机界面；机器上与人的操作有关的实体部分，也是机器的人机界面。,关于定义后一句话中的“实体部分”，例如，人手握剪刀

13、时剪刀的两个把手是剪刀的人机界面，人骑自行车时自行车鞍座是自行车人机界面。因为它们的形状、尺寸、材质、位置等都直接影响使用效能，是人机工程设计的要点之一。,什么是“人机工程设计”?人机工程设计与其他设计有什么区别?这是学习本课程不可不明确的问题。简要地说，人机工程设计的对象是人机界面，设计涉及解剖学、生理学、心理学等人的因素，要达到的目标是生话、工作的舒适、安全、高效。 这样，就把人机工程设计与其他设计区别开来了。,实例1：家电设计家电是工业产品，它的造型美不同于纯粹艺术品的美，应具有两个因素：第一，适合工业化、批量化的生产加工，即适合于当时的生产技术条件。第二，具有良好的使用“宜人性”。“好

14、看”不好用的家电，肯定是失败的设计。而“宜人性”正是人机工程学的研究目标。以洗衣机为例，它的尺寸应适于使用，放入和取出衣物应方便顺手，各种开关、旋纽、按钮的大小、色彩、形状、安置位置和顺序都要易懂易用，还要确保使用的安全，等等。,室内装饰设计不仅要达到审美艺术效果，还必须让人的生活、工作、话动能够安全、方便、舒适。以家庭装修设计为例，家庭中卧室、起居室、书房、厨房、卫生间、阳台都要美，但他们在美的要求、趣向等各方面却应该互不相同，各有特点。因为人们在这几个地方活动内容不同、生存状态不同、心理情趣和精神需求也不同。这些也属于人机工程学研究的问题。,展示设计需要综合把握形式美学法则，达到令人赏心悦

15、目的效果。但展示的主要目的总是把信息按设想的要求传达给观众，这就不单纯是形式美的问题。文字、图形符号怎样能让人看得清楚?观众站在多远的地方，字符应该多大?字符和背景该采用怎样的色彩搭配对比?在不同的色彩搭配下字符笔画粗细怎样确定?重点的、次重点的和次要的信息应该怎样正确地进行区位排布?怎样根据信息的性质选择合适的字体? 这些问题都与人的视觉特性、心理特性有关，人机学可以提供上述所有问题的答案。,国家技术标准（简称“国标”）是该国的法定技术文件；行业技术标准是该行业的法定技术文件。提高一个国家技术标准与相关国际技术标准的接轨程度，对提高这个国家的国际竞争力是很重要的。国际人机工程学标准化委员会和

16、各国，已经分别制订了一批国际的和各国的人机工程技术标准。我国制定人机工程技术标准的进展情况良好。已经制定发布了几十个人机工程的技术标准。这些国标的内容，在技术上与对应的国际标准有着较好的一致性或等效性。,GB/T 16251-1996 工作系统设计的人类工效学原则（eqv ISO 6385：1981）GB/T 5703-1999 用于技术设计的人体测量基础项目（eqv ISO 7250：1996） GB/T 5704.15704.4-1985 人体测量仪器GB/T 10000-1988 中国成年人人体尺寸GB/T 12985-1991 在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则GB/T 13547

17、-1992 工作空间人体尺寸GB/T 14776-1993 工作岗位尺寸设计原则及其数值GB/T 16252-1996 成年人手部号型GB/T 14775-1993 操纵器一般人类工效学要求GB/T 18209.3-# 操作件位置和操作的要求GB/T 14774-1993 工作座椅一般人类工效学要求,Klhip与以往的指甲剪用力方向完全相反，据设计者说这样的话更符合人机工程学，能更轻松地剪指甲，改变了传统指甲刀的啮合方式，剪刀咬合时压力落在指甲上而不是远离指甲。不过还是要实际使用过才知道这款新型的指甲刀,“午餐容器工具包”类似我们常见的便当盒。它就是为没有时间或无法回家吃午饭人而设计，提供一个

18、健康和愉快的进食方式，即使是在办公室。“午餐容器工具包”可以让我们从家里带新鲜的食物。外面的包裹可以是用餐时的桌布，还包含了一块砧板、一个盘子和一个碗，而这个绿色的碗最显眼， 双层设计，可以充气，充气后就变成了一个沙拉碗，在携带途中充当“安全气囊”保护包裹里面的食品和物品，放气后扁平状，方便我们携带回家。,无线鼠标用起来十分方便，但对于低碳、环保人士来说，无线鼠标无法摆脱电池是一个不小的遗憾。Genius希望通过他们的DX-ECO让无线鼠标告别电池。,国家技术标准（简称“国标”）是该国的法定技术文件；行业技术标准是该行业的法定技术文件。提高一个国家技术标准与相关国际技术标准的接轨程度，对提高这

19、个国家的国际竞争力是很重要的。国际人机工程学标准化委员会和各国，已经分别制订了一批国际的和各国的人机工程技术标准。我国制定人机工程技术标准的进展情况良好。已经制定发布了几十个人机工程的技术标准。这些国标的内容，在技术上与对应的国际标准有着较好的一致性或等效性。,机器设计中的人体因素,人体对作业符合的耐受度；人体尺寸；人体的生物力学特性；人的感知响应特性；人的适宜劳动姿态。,汽车设计中人机工程学问题,操作系统的人机界面优化问题行车安全性及车辆的保护技术车辆内部驾乘人员的舒适性车辆的噪声控制车辆内部小环节的宜人化控制,列举数种你认为使用最危险或从人机关系方面设计得最糟糕的产品，并提出解决问题的思路。（2-4件）形式：图文并茂 ppt演讲,