人因工程考点.docx

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人因工程考点

人因工程考点

第一章绪论

1.研究对象：

研究人在某种工作坏境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素。

研究内容：

研究人和机器及坏境的相互作用。

研究目的：

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。

2.人因工程起源于欧洲，形成于美国。

3.人因工程应用领域：

产品类，作业类，环境类，管理类。

第二章人体形态特征和测量

1.人体测量三方面内容：

形态测量、身体测量和运动测量

2.测量项目：

立姿：

眼高，肩高，肘高，手功能高，会阴高，胫骨点高，身高，上臂长，前臂长，大腿长，小腿长

坐姿：

坐高，坐姿颈椎点高，坐姿眼高，坐姿肩高，坐姿肘高，坐姿大腿厚，坐姿膝高，小腿加足高，坐深，臂膝距，坐姿下肢长。

3.适应域：

一个设计只能取一定的人体尺寸范围，只考虑整个分布的一部分“面积”，称为“适应域”，适应域是对设计而言的，对应统计学的置信区间的概念。

4.Pk—种位置指标/界限。

有K%的测量值小于等于Pk,有（100-K）%的测量值大于Pk。

例如：

卩5有5%的人身材尺寸小于等于此值。

常用的七个百分位：

1,5,10,50,90,95,99。

【例1】设计适用于90%华北男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸

【解】

1.查表知华北男性身高平均值M=1693mm,标准差S=mm.

2.要求产品适用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表查得变换系数K二;

3.则第5百分位数为：

P=1693-（X）=1600mm

4.第95百分位数为：

P=1693+（X）=1786mm

5.结论：

按身高1600-1786mm设计产品尺寸，将适应用于90%的华北男性。

【例2］已知男性A身高1720mm,试求有百分之多少的西北男性超过其高度

【解】

1.查表知西北男性身高平均值M=1684mm,标准差S=mm.

2.则Z二（1720-1684）/=

3.再根据Z二查表得卩=

4.结论：

身高在1720mm以下的西北男性为汕超过男性A身高的西北男性则为％。

5.尺寸修正量：

功能修正量和心理修正量

功能修正量：

穿着修正量，姿势修正量和操作修正量

6.功能修正量：

为保证实现产品功能，对作为产品设计依据的人体尺寸所作的尺寸修正量。

7.姿势修正量：

人们正常工作、生活时，全身采取自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。

8.操作修正量：

实现产品功能所需的修正量

9•心理修正量：

为了消除空间压抑感、恐惧感，或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。

10.产品尺寸设计分类

I型产品

尺寸设计

需要两个百分位数作为

尺寸上限值和下限值的依据属双限值设计

II型产品

尺寸设计

只需要一个百分位数作为

尺寸上限值或下限值的依据属单限值设计

IIA型产品

尺寸设计

只需要一个人体尺寸百分位数

作为尺寸上限值的依据属大尺寸设计

IIB型产品

尺寸设计

只需要一个人体尺寸百分位数

作为尺寸下限值的依据属小尺寸设计

III型产品

尺寸设计

只需要第50百分位数作为

产品尺寸设计的依据平均尺寸设计

11•满足度/适应度：

产品尺寸所适合的使用人群占总使用人群的百分比。

12.一般产品，大、小百分位数常分别选P95和P5,或酌情选P90和P10。

涉及人的健康、安全的产品，大、小百分位数常分别选P99和P1,或酌情选P95和P5口。

成年男女通用的产品，大百分位数选用男性的P90、P95口、P99;小百分位数选用女性的P10、P5口、P1;口

川型产品设计选用男50百分位数、女50百分位数人体尺寸的平均值（P50男+P50女）/2。

13.产品最小功能尺寸二相应百分位数的人体尺寸+功能修正量

产品最佳功能尺寸二相应百分位数的人体尺寸+功能修正量+心理修正量

二产品最小功能尺寸+心理修正量

【复习思考题】

1.我国成年人身体尺寸分成西北、东南、华中、华南、西南、东北等六个区域，这对产品设计有何影响

2.如何选择百分位和适用度

3.为什么要进行功能修正量和心理修正量的确定怎样确定

4.某地区人体测量的均值为1650mm,标准差为，求该地区第95、90及第80百分位数。

5.巳知某地区人的足长均值=,标准差S=,求适用该地区90%的人们穿的鞋子长度值。

第三章人的技能特征

1临界视角：

眼睛能分辨被看物体最近两点的视角。

2.视力：

视力是眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示.

3.视野：

人眼能观察到的范围，常以角度来表示。

静视野・头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围

注视野・头部固定，转动眼球注视某一中心点时所见的范围

动视野・头部固定而自由转动眼球时的可见范围

4.视距：

人在操作系统中正常的观察距离

5.视觉特征：

沿水平方向运动比沿垂直方向运动快且不易疲劳

视线变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向运动。

人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要淮确。

偏离距离相等时观察优先级（左上，右上，左下，右下）

两眼的运动总是协调的、同步的

人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。

颜色对比与人眼辨色能力有一定的关系

6.感觉定义：

感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映，感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。

7.感觉的过程：

人的感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。

8.知觉定义：

知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。

9.知觉的过程：

客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，经大脑皮质联合区对来自不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉。

10.知觉的特性：

整体性，理解性，恒常性，选择性。

11.记忆：

有意记忆、无意记忆；机械记忆、意义记忆；瞬时记忆、短时记忆、长时记忆；形象记忆、听觉记忆、动作记忆。

第四章人的自然倾向与可靠性

1.PSI周期节律：

每个人自岀生之日起直至生命终结都存在着以23、28、33为周期的体力、情绪和智力的盛衰循环性变化规律

2.HumanReliabilityAnaIysis-HRA：

以分析、预测和减少与防止人的失误为研究核心，对人的可靠性进行定性与定量的分析和评价的新兴学科

3.THERP和HCR技术

第五章人体力学

1.作业姿势的设计要点：

避免静态肌肉施力、避免弯腰提起重物

第六章人的体力作业负荷

1.基础代谢一维持生命所必须的。

安静代谢一安静时维持某一自然姿势时。

能量代谢一作业时的所消耗的总能量

2.代谢量的计量一代谢率：

单位时间、单位体表面积的耗能量记为代谢率单位：

KJ/（m2-h）

3.体表面积（m2）=X身高（cm）+X体重（kg）

4.基础代谢量的计算：

基础代谢量二基础代谢率平均值（B）X人体表面积（S）X持续时间（t）=BSt

5.通常以基础代谢量的20%作为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量。

安静代谢率记为R,R=。

6.人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量代谢量。

能量代谢率记为M。

7•活动代谢量二能量代谢量-安静代谢量

8.相对代谢率：

RMR二（能量代谢量-安静代谢量）/基础代谢量二活动代谢量/基础代谢量

【例1】某男工身高，体重70kg,基础代谢平均值约为KJ/（m2•h）,连续作业2小时，当RMR二4时，求能量消耗是多少作业时增加的代谢量是多少

【解】

人体表面积（m2）

=X身高（cm）+X体重（kg）

=X170+Xm2

=m2

能量消耗量

NRMR+X基础代谢平均值X体表面积X作业时间

=[（4+XXX2]KJ

作业时增加的代谢量

=RMRX（基础代谢率平均值X体表面积X作业时间）

=（4XXX2）KJ

9.劳动强度：

劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。

从劳动生理学方面来看^以能量代谢为标准进行分级是比较合适的。

10・劳动强度分级的能量消耗指标：

相对指标：

相对代谢率RMR。

绝对指标：

8h的能量消耗量、劳动强度指数

11.劳动强度指数：

I二T・M・S・W・10

式中：

I—体力劳动强度指数

T—劳动时间率，%

M——8h工作日平均能量代谢率[kJ/min•m2]

S—性别系数，男性=1,女性=

W——体力劳动方式系数：

搬=1,扛=,推/拉=

12.疲劳原因分：

生理疲劳，心理疲劳

疲劳表象分：

个别器官疲劳，全身性疲劳，智力疲劳，技术性疲劳。

13.降低疲劳途径：

控制劳动强度和时间。

改善工作内容，克服单调感。

合理设计工作环境。

改进设备和工具。

采用经济作业速度。

采用合适的工作姿势。

合理设计作业中的用力方法。

合理确定休息时间和休息方式。

科学制定休息日制度。

科学制定轮班制度

14.E.A.米勒：

人连续劳动480min而中间不休息的最大的能量消耗界限为min—耐力水平。

作业能耗超过这一水平，须插入休息时间。

标准能量储备为

15.T=T劳+T休

休息率：

Tr二T休/T劳

劳动率：

Tw二T劳/T

【例2】已知某作业能量消耗量为min,求作业与休息时间及实际劳动率。

【解】％

【例3】：

能量消耗为min的作业，安静时的能量消耗min。

求实际劳动率Tw和休息率Tr。

【解】%50%

【作业】

1.基础代谢率为（m2h），当相对代谢率RMR二4时，能量代谢率为多少

2.基础代谢率为（m2h），能量代谢率为599kJ/（m2h）时，相对代谢率RMR为多少若能量代谢率降到231kJ/（m2h）时，RMR又为多少

3.基础代谢率为（m2h），相对代谢率RMR二4,若作业者的身高为，体重75kg,连续工作2h。

该项工作的能量代谢量为多少

4.基础代谢率为149kJ/（m2h），相对代谢率RMR=4,若作业者的身高为，体重75kg,连续工作2h。

该项工作的实际劳动率、休息率和休息次数是多少

5.8h工作制中，作业开始前和结束前各用半小时进行准备和整理工作地，中午有1h午餐时间。

作业时的能量消耗

为32kJ/min,安静时的能量消耗为6kJ/min。

分析该作业进行过程中至少还应安排几次休息时间

第七章人的信息处理系统和脑力工作负荷

1.信息传输率：

信息通道中单位时间内所能传输的信息量C二H/T

式中:

C——为信息传输速率，H—为传输的信息量，T—为传输的时间。

2.反应时间（RT,又称为反应潜伏期），它是指刺激和反应的时间间距。

町二俎+td

式中：

RT：

反应时间；tz：

反应知觉时间；td：

动作时间。

3.反应时间类型：

简单反应时间，选择反应时间，析取反应时间。

4.脑力负荷定义：

脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压力，操作者的能力和努力程度，行为表

现和其他许多因素。

5.脑力负荷+人的闲置未用的信息处理能力二人的信息处理能力

6.脑力负荷的影响因素：

工作内容，人的能力，管理因素，坏境因素。

7.脑力负荷的测量（评价）方法：

主任务测量方法：

以作业人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷（单指标测量法、多

指标测量法）辅助任务测量法：

应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。

操作人员把主要精力放在主任务上。

当他有多余的能力时，尽量做辅助任务。

生理测量法：

心率变异，大脑诱发电位

主观评价法：

系统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。

第八章人机交互界面设计

第九章作业空间设计与用具设计

第十章作业环境

1.作业坏境区分：

最舒适区，舒适区，不舒适区，不能忍受区。

2.两种浓度表示方法的换算公式

Y（mg/m3）=jr4A〈mI/m?

）

式中：

Y：

为气体质量浓度（mg/m3）；

A：

为气体体积浓度（ml/m3）；

M：

为被测有害气体的分子量；

:

为1个标准状态（OUC,X105Pa）气体的摩尔体积。

3.房间内所需全面通风换气量L=X/（C2-C1）

房间内每小时散发的有害物教量为X（mg/h

C1：

送入室内的空气中含该有害物浓度（mg/m3）

C2：

由室内排出空气时的有害物浓度，即房间内应维持的不超过国家标准规定的有害物最高允许浓度。

【作业】

1.某车间有苯、甲苯、二甲苯三种有毒物质共存时，测出浓度分别为：

20mg/m3x50mg/m3、60mg/m3<>这三种物质的最高容许浓度分别为40mg/m3、100mg/m3、100mg/m3o试计算：

该车间有毒物质浓度是否超标

经技改后，甲苯浓度降低到35,二甲苯浓度应降低到多少才能达到卫生标准。

2.某车间同时散发三种有机溶剂蒸汽，散发量分别为苯50mg/s、甲醇60mg/s、醋酸乙酸90mg/s<>求必须的全面通风换气量。

已知最高容许浓度分别为苯40mg/m3、甲醇50mg/m3、醋酸乙酸300mg/m3<>送风的空气中不含这三种溶剂蒸汽。

3.已知某化工车间内产生余热量为80000kJ/h,余湿量为100kg/h,同时散发S02气体44mg/s,送风为未经处理的空气。

希望夏季该车间工作地点温度不超过339,湿度不超过70%。

求必须的全面通风换气量。

已知：

该地区夏季通风计算温度为30C,相对湿度62%,由熔湿图查得车间外部空气的含湿量为kg干空气。

车间内空气温度为33C,相对湿度为70%时，含湿量为kg干空气。

38C时的空气密度为m3。

车间内的S02气体最高容许浓度为2mg/m3。

车间外的空气中不含S02。

4.色光的三原色：

红绿蓝，颜色的三原色：

红黄蓝。

5.色彩的混合：

加光混合（色光混合），减光混合（颜色混合），中性混合。

第十一章人机系统设计与评价

1.人机功能分配原则：

比较分配原则，剩余分配原则，经济分配原则，宜人分配原则，弹性分配原则。