《人機工程學(xué)講義》課件

人機工程學(xué)講義課程概述介紹人機工程學(xué)的基本概念和原理。闡述人機工程學(xué)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。探討人機工程學(xué)的研究方向和發(fā)展趨勢。人機工程學(xué)的定義人機工程學(xué)人機工程學(xué)是一門研究人和機器系統(tǒng)之間相互作用關(guān)系的學(xué)科，旨在優(yōu)化人機系統(tǒng)，使之更加符合人的生理、心理和認知特點，提高工作效率、安全性和舒適度。核心目標人機工程學(xué)旨在創(chuàng)造安全、高效、舒適的工作環(huán)境，優(yōu)化人機交互，并最大限度地發(fā)揮人的潛能，提高工作效率和生活質(zhì)量。人機工程學(xué)的建立背景工業(yè)革命工業(yè)革命期間，機器的出現(xiàn)導(dǎo)致工人的工作環(huán)境發(fā)生了巨大變化。生產(chǎn)效率為了提高生產(chǎn)效率，人們開始關(guān)注如何更好地設(shè)計機器和工作場所，以適應(yīng)人類的生理和心理特點。安全問題由于機器操作不當，導(dǎo)致工傷事故頻發(fā)，人們開始意識到人機匹配的重要性。人機工程學(xué)為了解決這些問題，人機工程學(xué)應(yīng)運而生，它以人類為中心，研究人機系統(tǒng)中的交互關(guān)系，旨在提高效率、安全性和舒適度。人機工程學(xué)的發(fā)展歷程1早期萌芽古代文明中已存在人機工程學(xué)的雛形，例如古代埃及的工具設(shè)計和建筑結(jié)構(gòu)。2工業(yè)革命時期隨著工業(yè)革命的興起，對生產(chǎn)效率和安全性的關(guān)注促進了人機工程學(xué)的發(fā)展。320世紀中葉人機工程學(xué)成為一門獨立學(xué)科，并迅速發(fā)展，應(yīng)用于各個領(lǐng)域。4現(xiàn)代發(fā)展人機工程學(xué)不斷發(fā)展，融合了心理學(xué)、生理學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科，并應(yīng)用于更廣闊的領(lǐng)域。人機工程學(xué)的研究目標提高工作效率優(yōu)化工作流程，減少不必要的動作，提高生產(chǎn)力。保障工作安全降低事故發(fā)生率，確保操作人員的健康和安全。提升用戶滿意度設(shè)計符合人體特征的界面和產(chǎn)品，提高用戶體驗。人機工程學(xué)的研究范疇工作場所設(shè)計作業(yè)臺、椅子、照明、噪音、溫度、濕度、顏色等。人機界面設(shè)計信息顯示、控制裝置、安全防護、人機交互等。系統(tǒng)評估與優(yōu)化人機系統(tǒng)功能分析、性能評價、可靠性、可用性、安全性、維護性等。人的感知和認知特點視覺感知人類主要依靠視覺來獲取外界信息,對顏色、形狀、大小等具有敏感的感知能力。聽覺感知聽覺感知可以幫助人們識別聲音的頻率、強度和方位,影響人們的情緒和判斷。觸覺感知觸覺感知可以幫助人們識別物體表面溫度、質(zhì)地和形狀,影響人們對物體的操作和感受。嗅覺和味覺感知嗅覺和味覺感知可以幫助人們識別氣味和味道,影響人們對食物和環(huán)境的評價。人的信息處理過程1信息輸出行為、決策2信息加工編碼、存儲、提取3信息輸入感知、注意人的體能和生理特點力量肌肉力量和耐力，影響操作力量和持續(xù)工作能力。心肺功能呼吸和循環(huán)系統(tǒng)功能，影響體力勞動強度和運動能力。神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)功能影響反應(yīng)速度、協(xié)調(diào)性、感知能力等。人的心理特點和行為模式感知和認知人類對信息進行感知、理解和決策，影響著人機交互的效率和安全性。學(xué)習(xí)和記憶人機系統(tǒng)的學(xué)習(xí)曲線和記憶負荷影響著用戶對系統(tǒng)的適應(yīng)程度。動機和情緒用戶的動機、情緒和壓力會影響操作效率，需要設(shè)計符合人性化的系統(tǒng)。工作環(huán)境設(shè)計原則舒適性確保工作環(huán)境舒適，減少疲勞和壓力。安全提供安全的工作環(huán)境，防止意外事故發(fā)生。效率優(yōu)化工作流程和空間布局，提高工作效率。作業(yè)臺設(shè)計原則高度作業(yè)臺高度應(yīng)根據(jù)操的身高和工作類型進行調(diào)整，確保操在工作時保持舒適的姿勢。尺寸作業(yè)臺的尺寸應(yīng)足夠大，以容納所有必需的工作材料和設(shè)備，并留出足夠的活動空間。材料作業(yè)臺的材料應(yīng)選擇耐用、易清潔、防靜電、防腐蝕的材料。照明作業(yè)臺的照明應(yīng)充足，避免眩光，并根據(jù)工作類型選擇合適的照度。椅子設(shè)計原則可調(diào)節(jié)性座椅高度、靠背角度、扶手高度等可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同身高和體型的人。舒適性座椅材質(zhì)柔軟，透氣性好，有利于保持舒適度，避免長時間坐立帶來的疲勞感。支撐性靠背能夠提供良好的支撐，防止脊椎變形，保護腰部和頸部。照明設(shè)計原則充足的照明確保工作區(qū)域有足夠的照明，避免視覺疲勞和錯誤。均勻的照明避免光線過強或過弱，保持工作區(qū)域的照明均勻。合適的色溫選擇合適的色溫，例如暖白光或自然光，以提升工作效率和舒適度。避免眩光采用合適的燈具和遮光措施，避免光線直接照射眼睛，防止眩光。噪音控制原則1降低噪聲源采用低噪音設(shè)備，降低機器運轉(zhuǎn)速度，合理安排生產(chǎn)流程。2阻斷噪聲傳播使用隔音材料，設(shè)置隔音屏障，合理規(guī)劃建筑布局。3吸收噪聲能量采用吸音材料，裝飾吸音墻面，布置吸音設(shè)施。溫濕度控制原則舒適溫度工作場所的溫度應(yīng)保持在舒適范圍內(nèi)，以減少疲勞和提高工作效率。濕度控制適當?shù)臐穸扔兄诒３质孢m度，防止設(shè)備損壞和靜電積累。通風(fēng)換氣良好的通風(fēng)換氣系統(tǒng)可以確保新鮮空氣的供應(yīng)，減少有害氣體的濃度。顏色運用原則對比度確保文字和背景顏色之間的對比度足夠大，以提高可讀性。顏色搭配選擇顏色搭配方案時，應(yīng)考慮色彩心理學(xué)，避免使用過度刺激或讓人感到疲勞的顏色。視覺疲勞避免使用過于鮮艷或飽和的顏色，這會導(dǎo)致視覺疲勞。信息顯示設(shè)計原則清晰度信息顯示應(yīng)清晰易懂，避免歧義和誤解。簡潔性只顯示必要的信息，避免冗余和混亂。一致性保持信息顯示風(fēng)格的一致性，例如字體、顏色、格式等?？勺x性選擇合適的字體、大小和顏色，確保信息的易讀性。控制裝置設(shè)計原則位置和布局控制裝置應(yīng)放置在操容易觸及的位置，并與操的習(xí)慣和動作流程一致。尺寸和形狀控制裝置的尺寸和形狀應(yīng)符合人體工程學(xué)原理，便于操抓握、操作和識別。操作力控制裝置的操作力應(yīng)適當，避免過大或過小，以防止操過度疲勞或難以操作。反饋控制裝置應(yīng)提供清晰的操作反饋，讓操了解操作結(jié)果，并及時糾正錯誤操作。安全防護設(shè)計原則個人防護裝備安全眼鏡、手套、耳塞等個人防護裝備，可有效降低工作場所的傷害風(fēng)險。警示標識醒目的安全標識，可以提醒工作人員潛在的危險，并提供必要的安全信息。機器安全防護機器安全防護裝置，如安全護罩、緊急停止按鈕，能夠在操作過程中有效防止意外事故。人機系統(tǒng)的構(gòu)成要素人操作人員、維護人員等。機器設(shè)備、工具、系統(tǒng)等。環(huán)境工作場所、氣候條件等。人機系統(tǒng)的功能分析1系統(tǒng)目標定義人機系統(tǒng)要完成的任務(wù)和目的。2功能分解將系統(tǒng)功能細分為子功能，并確定每個子功能的具體實現(xiàn)方式。3功能分配明確人機系統(tǒng)中人與機器各自承擔的功能，以及兩者之間的交互關(guān)系。4功能驗證通過模擬或?qū)嶋H測試，驗證人機系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是否滿足預(yù)期要求。人機系統(tǒng)的性能評價3指標體系包括效率、準確率、安全性、舒適度、可靠性等。2評價方法可采用主觀評價、客觀評價、混合評價等。1目標評估人機系統(tǒng)整體性能，發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化設(shè)計。人機系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計1提高效率減少任務(wù)完成時間，提高工作效率2增強安全性降低事故發(fā)生風(fēng)險，保障人身安全3提升舒適度改善工作環(huán)境，降低疲勞感人機系統(tǒng)的可靠性設(shè)計1關(guān)鍵部件選擇高可靠性的部件，并進行冗余設(shè)計，提高系統(tǒng)的抗故障能力。2預(yù)防性維護定期維護，及時發(fā)現(xiàn)和排除潛在故障，降低系統(tǒng)失效概率。3故障診斷建立有效的故障診斷機制，快速定位故障源，及時采取措施。4容錯設(shè)計設(shè)計系統(tǒng)能夠在部分部件失效的情況下繼續(xù)正常運行，提高系統(tǒng)的可用性。人機系統(tǒng)的安全性設(shè)計風(fēng)險評估識別潛在的危險和風(fēng)險，并評估其發(fā)生的可能性和嚴重程度。安全設(shè)計原則設(shè)計安全措施來減少或消除風(fēng)險，例如警報系統(tǒng)、安全裝置、操作規(guī)程等。安全測試通過模擬和實際測試驗證安全措施的有效性，確保系統(tǒng)在實際運行中能夠有效地防止事故發(fā)生。人機系統(tǒng)的可用性設(shè)計1易學(xué)性用戶能夠快速輕松地學(xué)習(xí)使用系統(tǒng)。2易用性用戶能夠高效、準確地完成任務(wù)。3易記性用戶能夠輕松地記住如何使用系統(tǒng)。4錯誤容忍性系統(tǒng)能夠最小化用戶錯誤的影響，并提供錯誤恢復(fù)機制。人機系統(tǒng)的維護性設(shè)計易于維護設(shè)計要方便維修人員進行檢查、維護和修理，減少維護時間