工业设计人机工程(第2版)课件PPT资料.ppt

1、,涂上黄色“警示条”多好？,9,想过感受过这些问题吗？,从哪边开呀？,开关和炉口如何对应？,一目了然,无所适从,10,二、人机工程学的基本概念和定义,1.人机工程学的基本概念和定义 国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）1960的定义：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。三句话，分别说明人机学的研究对象、内容与目的。IEA2008年8月的新定义：人机工程学是研究系统中人与其他部分交互关系的

2、学科，运用其理论、数据和方法进行设计，应达系统工效优化及人的健康、舒适之目的。新定义概略、简洁，强调了系统中人与其他因素交互作用的观念。设计应在多种约束和多重目标之间恰当地把握住平衡。人机工程学要求的“安全、舒适、高效”，是重要的，但受到其他条件的约束、其他目标的制衡，不是唯一的，也未必总是优先的。人机学里的“机”或“机器”是广义的，指一切人造器物：大到飞机、轮船、火车，小到钳子、笔、水杯；也包括建筑、环境及其中的设施等。,11,2.人机工程学的多种学科名称 人机工程学简称人机学，常见的其他名称有：人类工效学，或工效学，英文Ergonomics。出现最早，欧洲各国和世界其他地区通用。人的因素（

3、学），英文Human Factors。美国、东南亚、我国台湾采用。派生名称：人因工程（学），英文Human Factors Engineering。人类工程学，英文Human Engineering。类似的名称有人体工程学。其他名称：工程心理学、人-机-环境系统工程学、宜人性设计等。在日本，该学科的日文汉字是“人間工学”。人机工程学这名称在国内流传日广，本教材随俗从众。,12,三、日常生活中人机学问题的巡视,例1 大沙发豪华气派，坐着却腰疼。例2 宾馆单人床配两个同样大小的枕头，愚不可及。例3 旧式旅客列车的窗户。例4 公共卫生间为什么总有人做不到“便后冲水”？例5 楼道里“人走关灯”的标语与

4、彻夜长明的灯互相嘲笑。例6 升级换代产品双肩背书包（图1-2）。,图 1-2 书包提挎方式与脊柱形态,13,例7“叫壶”，改善了传递信息的“人机界面”。,图1-3 功能形态各异的剪刀,例8 阅览室里，学生们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，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，说明文字很小，颜色与塑料袋颜色的 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，里面学问可不少（图1-3）。,14,例11 老年人手机,图1-4 老年人手机,15,例12 生产设备的正反两例 反 适合高1.37m、肩宽0.

5、64m、手臂平展2m之畸形人使用的车床。,图 1-5 畸形人 适用的车床,图1-6 弹性悬挂的螺丝刀,正 把带电机的旋具弹性吊挂着使用。,例13 北京一些大医院里的“电热开水机”，水龙头上有红、绿两个指示灯，想喝热开水者很困惑：绿色表示“通行”，但也表示凉（温度低）；红色表示热，但又表示“禁止”。到底哪个灯亮表示是热开水呢？,16,例14“同学，引路标牌这么写更好”,图1-7 同学，引路标牌这么写更好,人机学问题比比皆是：床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、餐厅、超市、网吧、实习工厂、银行、邮局、学习文具、计算机、手机、实验室、图书馆、运动场、公交车无处不在。发现和思考人机学问题的深广度，是检验学习

6、效果的标准之一。,17,第二节 人机学的形成和发展 学科思想的演进,一、中国古籍中的卓越论述,考工记和天工开物。,图 1-8 考工记中 兵器宜人性的论述,要根据弓箭手的性格来配备弓箭，性情温和、行动迟缓者：强劲急疾的硬弓；暴躁性急、行动快猛者：柔韧的软弓。,用于劈杀大刀、剑戟，使用有方向性，握柄截面应为椭圆，凭手握柄杆的感知，无须眼看可掌握刀刃、钩头的方向。用于刺杀的枪矛，使用没有方向性，柄杆的截面应该做成圆形。,设计心理学应用的经典范例，令人叫绝！,（译文）,18,a）分金炉清锈清底 b）铸钟、铸鼎,c）扎桕子黑粒去壳取仁,d）琢玉,图 1-9 天工开物 插图选,工作、劳动姿态都那么自然、舒

7、展，很好地把握了工具、设备与人体尺寸的适应性问题！,19,二、人机学的形成、发展和学科思想的演进,古代文明中科学思想萌芽，不等同于现代科学理论。,人机学发展简史和学科思想的演进，可分4个阶段。,1对劳动工效的苛刻追求人机学的孕育,F.W.泰勒（1856-1915）的“时间与动作研究”（Time and Motion Study），吉尔布雷斯夫妇的“砌砖作业实验”等多项研究。,图1-10 F.W.泰勒,1914年，教授闵斯特伯格的心理学与工业效率出版。1919年布氏夫妇合著的疲劳研究出版。1919年英国“工业保健研究部”，展开工效问题的广泛研究，包括作业姿势、负担限度、体能、工间休息、工作场所光

8、照、环境温湿度，以及工作中播放音乐的效果等等。,至此，提高工效的方法开始建立在科学实验的基础上，有了现代科学的形态。,20,但这一时期研究的核心，是最大限度地开挖人的操作效率。从人机关系方面考察，总体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，应该看作是人机学的孕育期。,卓别林（1889-1977）与摩登时代,图1-11 卓别林,21,2二战中尖锐的军械问题人机学的诞生,一战到二战，飞机大幅度技术升级，但事故、伤亡频发。投巨资研制的“先进”飞机未必能打胜仗，使人惊愕，进而醒悟：飞机的技术性能必须与使用

9、人的生理机能相适配。,图1-12 飞机驾驶舱的 仪表和操纵器,二战中入侵前苏联德军的枪械问题，,有的国家聘请生理医学、心理学家参与设计，经费增加有限，却事半功倍，效果显著。,正反的现实，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。,1947年，英国海军部成立交叉学科研究组。次年默雷尔建议构建一个新的科技词汇“Ergonomics”，新学科名称及其涵盖的研究内容为各国学者所认同，现代人机学诞生。,22,当时美国人伍德说：“设备设计必须适合人的各方面因素，使操作的付出最小，而获得的效率最高。”反映了这一时期人机学的学科思想。,3向民用品等广阔领域延伸人机学的发展和成

10、,20世纪五、六十年代后，人机学的研究和应用，从军工迅速延伸到民用品等广阔领域，主要有家具、家电、室内设计、医疗器械、汽车与民航客机、飞船宇航员生活舱、计算机设备与软件、生产设备与工具、事故与灾害分析等。,人机学的学科思想至此完成了重大的转变：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。,美国阿波罗登月舱设计中一个小插曲发人深省：过于强调“机器适应人”也是不全面的。,加之系统论的渗入，人机学学科思想又有新发展，IEA的定义明确：人机（及环境）系统的优化，人与机器应互相适应、人机之间应合理分工。,人机学的理论至此趋于成熟。,23,4反思工业文明与可持续发展：人机学的更高阶段,反

11、思工业文明的负面后果，以可持续发展理论为统领，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。,数字技术、信息技术、基因技术急剧地改变着人类的文明进程，带给人们空前福祉的同时，必须警觉其危及人们体魄和精神健康的负面影响，人机学今后将任重而道远。,人机学此前的观念是：要求人、机、环境三者和谐统一。以可持续发展理念为指导，则由人、机、环境三维加上一维（未来），演进为人、机、环境、未来四者和谐统一。,人机学的应用，以下方面可能形成今后热点：计算机人机界面、永久太空站的生活工作环境、弱势群体（残疾人、老年人

12、）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。,24,以设计体现对弱势群体的关爱！,万能拐杖（获第十届全球工业设计比赛金杯奖）,25,三、人机学的学术团体和教育 1国际的和各国的学术团体及其主要活动（1）各主要工业国的学术团体及其活动英国最早建立人机工程学会，成立于1950年。随后建立国家人机学学会的有：联邦德国（1953），美国（1957），前苏联（1962），法国（1963），日本（1964）等。英国人机工程学会从1957年起发行会刊ERGONOMICS，坚持几十年一直至今，贡献卓著。美国人机工程学会发行会刊，出版书刊、发布专利，是提供人机学研究成果、数据资料最多的国家。在20世纪漫长的冷战年代，为了军备竞赛，美国对人机工程研究投入巨大，1970年代有4400人从事人因工程研究，其中属于军事部门者850名。美国陆海空三军制定了很多军事人机工程技术标准。（2）国际人机工程学学会国际人机工程学学会（IEA）成立于1960年。1961年举行了第一届国