《人因工程》課程教學大綱

《人因工程》課程教學大綱《人因工程》課程教學大綱

課程名稱：人因工程課程代碼：INDE3008

英文名稱：ErgonomicsandHumanFactors

課程性質(zhì)：專業(yè)核心基礎(chǔ)課學分/學時：3學分/54學時

開課學期：第5學期

適用專業(yè)：工業(yè)工程、機械工程、設(shè)計類專業(yè)

先修課程：工程力學、機械設(shè)計基礎(chǔ)、基礎(chǔ)工業(yè)工程

后續(xù)課程：設(shè)施規(guī)劃與物流分析、先進制造技術(shù)與系統(tǒng)

開課單位：機電工程學院課程負責人：匡紹龍

大綱執(zhí)筆人：匡紹龍大綱審核人：楊宏兵

一、課程性質(zhì)和教學目標（在人才培育中的地位與性質(zhì)及主要內(nèi)容，指明同學需把握學問與力量及其應(yīng)達到的水平）

課程性質(zhì)：人因工程是工業(yè)工程、機械工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。該課程基于工程力學、機械設(shè)計、生理學、心理學、基礎(chǔ)工業(yè)工程等先期課程基礎(chǔ)上，針對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備與設(shè)施、以及人機交互設(shè)備及工具，從人的力量及限制條件動身，運用合理的方法，探討其設(shè)計的合理性、可用性、健康性和舒適性能問題。并為后續(xù)課程設(shè)施規(guī)劃與物流分析、數(shù)控等先進制造技術(shù)、生產(chǎn)組織和人力資源供應(yīng)以人為中心的設(shè)計手段和方法。

教學目標：通過本課程的學習，使同學從工程的角度把握人的生理、心理特征，對人及其與機具、環(huán)境相互關(guān)系有比較全面了解，發(fā)覺并利用人的行為方式、工作力量、作業(yè)限制等特點，并能從適合于人的生理與心理特征的角度動身，對工程設(shè)計、工作支配、環(huán)境布置等提出必要的數(shù)據(jù)和要求，為人、機具、環(huán)境系統(tǒng)建立一個合理可行的有用方案，使作業(yè)者獲得舒適，健康、平安、牢靠的作業(yè)環(huán)境，力求提高作業(yè)者的作業(yè)力量，以提高生產(chǎn)率、平安性、舒適性和有效性。并為學習相關(guān)課程供應(yīng)必要的基礎(chǔ)學問。最終能使相關(guān)人員解決大系統(tǒng)、作業(yè)空間、工作站、人機界面等人因問題及面對人因的設(shè)計與改善問題。

本課程的詳細教學目標如下：

1.把握人機交互過程中人的信息處理結(jié)構(gòu)和處理模型，把握常用生理學、心理學等用于認知負荷的測量與評估方法，把握人的視覺、聽覺等感知特征和極限，把握人的運動特征及運動力量限制，學會應(yīng)用上述特征進行顯示器、掌握器的設(shè)計與合理布局，實現(xiàn)人機交互的平安性、舒適性和效率，解決人機界面設(shè)計中的人因問題；

2.把握在生產(chǎn)、生活及使用工具作業(yè)中人的解剖學、肌肉骨骼系統(tǒng)業(yè)疲憊等進行測量和評估；并結(jié)合把握人體測量學方法，以及理環(huán)境對人的生理、心理及作些力量了的影響及掌握策略，實現(xiàn)對工作空間布局、工作站設(shè)計進行指導和改善，從而實現(xiàn)平安、健康的作業(yè)設(shè)計，解決空間布局、體力作業(yè)的人因問題；

。

?爭論內(nèi)容：

人的信息處理模型和計算機結(jié)構(gòu)體系有何異同？將來的機器人處理模型能否按這種結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)？

?作業(yè)內(nèi)容：

人的信息處理模型結(jié)構(gòu)圖表達。

?自學拓展：

人的認知、思維、記憶、意識等方面內(nèi)容。

3、心理負荷及其測量（2學時）（支撐教學目標1）

3.1心理負荷及影響因素

3.2心理負荷測量分類及特征

3.3心理負荷測量方法選擇原則

?目標及要求：

1)把握影響心理負荷的因素，心理負荷與作業(yè)績效關(guān)系；

3)把握NASA-TLX等心理負荷的主管評估方法。

?爭論內(nèi)容：

心理負荷測量測量方法及有用范圍。

?作業(yè)內(nèi)容：

1)試運動NASA-TLX評估、微信等社交工具，并進行對比分析。

?自學拓展：

了解肌電、眼電、腦電、語音等進展現(xiàn)狀及在人因工程中可能的應(yīng)用。

4、視覺及視覺顯示器設(shè)計（4學時）（支撐教學目標1）

4.1視覺及其特征

4.2視覺信息顯示

4.3靜態(tài)信息顯示設(shè)計

4.4動態(tài)信息顯示設(shè)計

?目標及要求：

1)把握視覺器官結(jié)構(gòu)；

3)把握文本、圖形、符號、編碼等靜態(tài)顯示的特征及設(shè)計要求?

?爭論內(nèi)容：

結(jié)合電子地圖、智能眼鏡進展，談?wù)勅绾螒?yīng)用本章內(nèi)容進行設(shè)計。

?作業(yè)內(nèi)容：

試對汽車儀表盤、百度地圖、某論文排版等用所學學問進行優(yōu)化設(shè)計。

；

3)了解高級監(jiān)督掌握中的跟蹤掌握要求；

?爭論內(nèi)容：

自動化應(yīng)用對人及社會影響。

8、掌握器及數(shù)據(jù)輸入設(shè)備（3學時）（支撐教學目標1）

；

5)了解個體空間布局的使用挨次、分組、邊界等設(shè)計要求。

?爭論內(nèi)容：

從人因角度，HCI、HRI設(shè)計該考慮哪些內(nèi)容。

?作業(yè)內(nèi)容：

運用認知工效學原則和方法，對汽車駕駛室、掌握室、機器人掌握器、人機界面（包括掃瞄器、淘寶界面）等進行分析、評價或者設(shè)計。

?自學拓展：

人機交互設(shè)計、人機界面設(shè)計。

10、體能工效學基礎(chǔ)（3學時）（支撐教學目標2）

10.1肌肉骨骼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

10.2身體運動范圍

10.3生物力學模型

10.4工作生理學

10.5生理學壓力測量

?目標及要求：

1)把握體力作業(yè)可能面臨的損害及工效學解決方法；

3)了解人體各部分運動范圍及名詞定義；

4)了解肌肉力氣、功率等基本的形式；

5)了解人體生物力學建模的基本力學模型；

6)把握呼吸、循環(huán)等與人體工作運動之間的聯(lián)系；

3)把握勞動強度指數(shù)的表達形式及影響因素；

5)把握疲憊的效應(yīng)及恢復方式；

6)把握作業(yè)能量消耗限定極限的基本原則及如何合理支配作業(yè)—休息率，

并提出合理的熬煉方法?。

?爭論內(nèi)容：

企業(yè)如何制定合理的作業(yè)-休息時間。

體力作業(yè)主觀評估工具的有效性和有用性問題。

?作業(yè)內(nèi)容：

疲憊的幾種定義，消退疲憊的方法。

?自學拓展：

收集WISHA（WashingtonState’s）相關(guān)體力作業(yè)評估的工具。

12、生產(chǎn)系統(tǒng)中的手工物料搬運（1學時）（支撐教學目標2）

12.1評估MMH力量的工效學方法

12.2常見MMH的形式及特征

12.3MMH任務(wù)的限值

12.4降低MMH過程中過渡施力的手段

12.5案例：MMH作業(yè)改善的相關(guān)可選項

?目標及要求：

1)了解影響MMH的工效學因素；

2)把握MMH任務(wù)分析的生物力學、生理學、生理心理學等三種分析方法

；

4)把握基于RWL的MMH任務(wù)作業(yè)限值就算及其它計算方式；

7)了解MMH作業(yè)改善所關(guān)注的工效學問題。

13、手工工具設(shè)計（1學時）（支撐教學目標2）

13.1手及手臂的人體解剖學

13.2手工工具的人體測量學

13.3手工工具需要考慮的工效學因素

13.4案例：非動力手工工具選擇指南

?目標及要求：

1)了解手及手臂的解剖學結(jié)構(gòu)及功能；

2)把握手工工具設(shè)計所關(guān)注的人體測量學尺寸；

3)把握影響手工工具的工效學因素：手柄、靜態(tài)力和負載、動態(tài)響應(yīng)力、

震驚；

2)了解工效學關(guān)注的人體測量尺寸；

3)把握影響人體靜態(tài)尺寸的因素?；

6)了解人體測量尺寸可應(yīng)用的場合；

?作業(yè)內(nèi)容：

依據(jù)人體測量學方法，試設(shè)計適合中國90%男性適用的產(chǎn)品。

?自學拓展：

查閱文獻，了解CATIA設(shè)計軟件具備的人機工程學功能及使用方法。

15、作業(yè)空間和座椅設(shè)計（3學時）（支撐教學目標2）

15.1可達作業(yè)空間

15.2工作臺面設(shè)計

15.3工效學座椅設(shè)計

15.4電腦工作站設(shè)計

?目標及要求：

1)把握作業(yè)空間分類及特征；

3)把握可達空間、平安空間、不行達空間設(shè)計要求；

5)了解各種姿態(tài)作業(yè)下工作臺面高度設(shè)計的要素；

6)把握工效學座椅的設(shè)計原則；

?爭論內(nèi)容：

人體動態(tài)尺寸對工作空間設(shè)計的影響。

?作業(yè)內(nèi)容：

試設(shè)計高校生教室的作業(yè)空間。

16、物理環(huán)境工效學（5學時）（支撐教學目標2）

16.1微氣候

16.2照明

16.3顏色

16.4噪聲

?目標及要求：

1)把握微氣候要素及相互關(guān)系；

3)把握人體熱交換平衡公式；

6)把握高、低溫對人體作業(yè)影響；

8)把握光的物理性質(zhì)及度量；

11)把握眩光及防治措施；

13)把握顏色對人體心理影響；

15)把握聲音及其度量；

18)把握噪聲掌握原則及方法；

2)把握作業(yè)空間設(shè)計時人體測量學應(yīng)用的原則；

4)了解主要工作崗位空間尺寸設(shè)計要求；

5)了解幫助性工作場地的工作空間設(shè)計要求；

6)把握作業(yè)姿態(tài)設(shè)計的原則；

8)了解七步工效學檢查流程和內(nèi)容；

9)了解VDT工效學工作站設(shè)計內(nèi)容；

10)了解桌面計算機工作站設(shè)計內(nèi)容。

?作業(yè)內(nèi)容：

試運用體能工效學方法，對你熟識的車間、食堂、教室等空間進行全面設(shè)計或評估。

18、宏工效學與作業(yè)設(shè)計（3學時）（支撐教學目標3）

18.1宏工效學

18.2輪班工作設(shè)計

18.3作業(yè)設(shè)計

?目標及要求：

1)把握宏工效學定義及目標；

3)了解班次轉(zhuǎn)換對人體生物節(jié)律影響；

4)把握四種輪班制度；

6)把握作業(yè)設(shè)計的工作流方法；

2)了解VDT工作站改善的一半步驟和內(nèi)容；

3)了解人因在常見物品上設(shè)計的要求和內(nèi)容。

20、綜合應(yīng)用：辦公室/生產(chǎn)現(xiàn)場工效學（2學時）（支撐教學目標1，2，3）

20.1人因工程十大原理

20.2集成人因到公司戰(zhàn)略的高效模型

20.3案例：清潔職業(yè)工具設(shè)計的工效學評估

?目標及要求：

1)把握人因工程用于改善的十大原理；

2)了解系統(tǒng)設(shè)計過程的6階段分類方法；

3)了解用戶體驗設(shè)計（UED）的要素；

4)了解流分析在系統(tǒng)設(shè)計過程中的作用和方法；

5)了解網(wǎng)絡(luò)/連接分析在系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用；

6)了解任務(wù)安排模型及人機功能安排原則。

22、綜合應(yīng)用：人機系統(tǒng)平安（3學時）（支撐教學目標1，2，3）

22.1人為失誤

22.2人為失誤與事故

22.3風險與平安

22.4平安分析方法

22.5案例：用于人為失誤分析的任務(wù)分析法（TAFEI）

?目標及要求：

1)把握人為失誤定義及分類；

3)了解事故緣由的傾向性理論模型；

4)了解風險評估的過程和相關(guān)術(shù)語；

5)了解常用平安分析方法；

6)了解基于任務(wù)分析法的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計方法。

?自學拓展：

查閱資料，學習平安管理方法與應(yīng)用

三、教學方法

人因工程是一門討論人與系統(tǒng)之間力量相互匹配的科學，涉及到人與系統(tǒng)交互過程中的力量和限制問題（人的因素），以及將這些因素運用于設(shè)計所要考慮的問題（人因工程）等，學問龐雜，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因此構(gòu)建人因的課程體系和應(yīng)用場景是人因工程教學要解決的首要問題。所以，在教學方式上，采納以應(yīng)用提煉技術(shù)，以技術(shù)引入科學的思路。即整體上采納以案例應(yīng)用導入，以人因的目標（效率、平安、健康、舒適）為著眼點，啟發(fā)并推演出相應(yīng)的人機匹配過程中的系統(tǒng)特性及對人因的需求，提煉人因問題，以此構(gòu)建人因體系，并逐步引入人因的基礎(chǔ)討論內(nèi)容。主要思路和體系構(gòu)建如下圖。

其次，在教學過程中，針對人因的各個部分和相關(guān)關(guān)鍵名詞，采納圖示方法

進行表達和理解，讓同學從對圖的記憶過程中理解和提煉人因問題，從而通過圖片記住人因課程體系和相關(guān)內(nèi)容的目的。比如針對人機交互和人機界面，用以下圖表達，進行記憶和理解。

針對認知工效學部分，采納如下體系和現(xiàn)場圖片貫穿整個內(nèi)容。

體能工效學部分，采納如下體系和作業(yè)現(xiàn)場圖貫穿整個內(nèi)容。

組織/管理工效學部分，采納如下體系和作業(yè)現(xiàn)場圖貫穿整個內(nèi)容。

再次，針對人因簡單體系在生活中的應(yīng)用問題，除每個部分都有小的設(shè)計和改善的案例分析和作業(yè)提高之外，最終有幾個貫穿整個課程體系的案例來指導如何應(yīng)用問題。如針對人因在現(xiàn)場的開展流程和方法，給出一個人因?qū)W討論的過程案例，包括問題提出，數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)分析，評估，改善等整個基于人因手段的分析過程，提高同學應(yīng)用力量。

四、考核及成果評定方式

考核方式：筆試，平常測驗及作業(yè)，期中考試

成果評定方式：筆試成果70%，平常成果5%，期中成果10%，作業(yè)15%五、教材及參考書目

教材：

郭伏，人因工程學，工業(yè)機械出版社，2024。

參考書目：

MarkS.Sanders,ErnestJ.McCormick.HumanFactorsinEngineeringand

Design(7ThEdition).北京:清華高校出版社.2024,7

SomadeeptiN.Chengalur,SuzanneH.Rodgers,ThomasE.Bernard.楊磊譯.

柯達有用工效學設(shè)計(2ndEdition).北京:化學工業(yè)出版社.2024,3

威肯斯等著.《人因工程學導論》（其次版）,華東師范出版社，2024

鄭午等編著.《人因工程設(shè)計》，化學工業(yè)出版社，2024

MartinH