人因工程 第13章 人机系统

⼈因⼯程复习《⼈因⼯程》课堂复习题总集编者—喵喵第⼀章概述1.⼈因⼯程学定义2.主要研究内容？3.研究的⽅法？问题回顾与讨论1.什么是⼈因⼯程学？2.⼈因研究的领域是那些？3.⼈因研究的主要⽅法是什么？4.⼈因研究时应遵循的基本原则是什么？5.应⽤调查法时应注意的两个问题是什么？6.举出⽣活中较好或不⾜的⼈因⼩案例。

第⼆章⼈的因素1.⼋⼤系统的基本功能感觉（视、听、味、嗅、肤）系统的最低极限值。

供能（三种）系统的适合场合。

2.⼼理影响因素的应⽤（五个）重点：基本概念问题回顾与讨论1.⼈体⼋⼤系统是什么？2.⼈的感觉（视、听、味、嗅、肤）的最低极限值。

3.有⼏种供能⽅式？分别适合什么场合？4.脑⼒劳动者⼯作时的特点是什么？5.⼈的精神状态可以从⼏个⽅⾯来描述？6.⼈的情绪有⼏种典型状态？当⼀串钥匙从桌上滑落，此时⼈的本能反应是什么？属于什么情绪状态？第三章微⽓候环境（1）微⽓候各要素及其相互关系？（2）⼈对微⽓候条件的主观感受有哪些？（3）如何改善作业微⽓候环境？例：若测得空调⼤楼某实验室的⼲球温度为30℃，湿球温度为25℃，风速为0.5m／s；求在该环境中的有效温度？是否适合从事轻体⼒劳动？解：分别找出⼲球温度30℃和湿球温度25℃，连接这两点间的虚线与风速为0.5m／s曲线的交点，即可求出有效温度为26.6℃。

问题讨论：1.该有效温度是否适合从事做轻体⼒劳动？2.如若不适合，应该改变那些因素⼊⼿？3.⽬前环境下改变那个因素最有效？问题回顾与讨论1.什么是微⽓候？2.它的四要素是什么？3.⼈的最佳微⽓候环境指标数值分别是多少？4.什么是有效温度？它的优点与不⾜是什么？第四章境照明环1.基本概念：光的度量（光通、光强、亮度、照度）视觉特性（适应、视觉、视野、视度、视⼒）2.照明对作业的影响3.如何布置照明问题回顾与讨论1.光的四种度量是什么？2.什么是照度？某8平⽅⽶的房间⽤⼀只100w、1680lm的⽩炽灯照明，其平均照度为多少（单位）？3.⼈的视野与⾊彩有关，请将蓝⾊、绿⾊、⽩⾊和黄⾊四种颜⾊，按视野由⼤到⼩排列。

机械设计中的人因工程与人机交互摘要：如今，随着科技的不断发展，人因工程与人机交互已经成为现代工程设计中不可忽视的关键领域。

本文将着重探讨在机械设计中，人因工程与人机交互的重要作用，强调它们在提高产品质量、优化用户体验以及提升工作效率方面的不可或缺性。

通过深入剖析人因工程与人机交互的基本原理、先进方法以及实际应用案例，本文旨在揭示这些概念在机械设计领域的影响和价值，为读者提供对这一领域的深入认识与洞察。

无论是创造更人性化的产品，还是提升生产效率，人因工程与人机交互都将在现代工程设计中扮演不可或缺的角色。

关键词：人因工程，人机交互，机械设计，用户体验，工作效率。

引言随着科技的不断进步，机械设计领域正经历着深刻的变革。

在过去，机械产品的设计更多关注功能和性能，而如今，用户体验和人机交互已成为设计的重要考量。

人因工程和人机交互作为现代机械设计的关键概念，旨在将人类的需求、能力和限制融入到产品设计中，以实现更加智能、人性化的机械产品。

本文将深入探讨人因工程和人机交互在机械设计中的应用，探索其如何影响产品的质量、用户满意度以及工作效率，为读者揭示这一领域的重要性和前景。

一、人因工程与人机交互的重要性在现代工程设计中，人因工程与人机交互已经成为不可忽视的关键领域。

随着技术的飞速发展和用户体验的不断提升，人因工程和人机交互不仅仅是一个附加的因素，更是直接影响产品的竞争力和市场接受度。

本节将探讨人因工程与人机交互在现代工程设计中的重要性，分析现代工程设计所面临的挑战与需求，以及人因工程在产品设计中的作用。

1.现代工程设计的挑战与需求在现代工程设计领域，随着技术的飞速发展和市场竞争的加剧，设计师们面临着日益复杂的挑战。

产品不仅需要具备强大的功能性，还必须保证高水平的安全性、便捷性和用户体验。

这些要求不仅涉及到产品的性能设计，还包括用户界面、交互设计等多个层面。

用户对于产品的期望不断提升，迫使设计师需要在设计中融入创新和前瞻性的元素，以满足用户的多样化需求。

第一章人因工程学概述人因工程学，起源于欧洲,形成于美国。

（英国是人因工程研究最早的国家）美国：人类工程学；西欧：人类工效学；日本：人间工学人因工程学的起源与发展人因工程学的萌芽时期：19世纪末到20世纪初；人因工程学的兴起时期：第一次世界初期至第二次世界大战之前；人因工程学的成长时期：第二次世界大战开始至20世纪60年代；人因工程学的成长时期：第二次世界大战开始至20世纪60年代；人因工程学的发展阶段：20世纪60年代以后20世纪30年代，清华大学开设了工业心理学课程人因工程学的研究内容：（1）研究人的心理和生理的特征（2）研究人机系统总体设计（3）研究人机界面设计（4）研究工作场所设计和改善（5）研究工作环境及其改善（6）研究作业方法及其改善（7）研究系统的安全性和可靠性（8）研究组织与管理的效率主要研究方法：（1）调查法（2）观测法（3）实验法（4）心理测量法（5）心理测验法（6）图示模型法人因工程学的相关学科：人体生理学、心理学、人体测量学、解剖学、生物力学、医学等人因工程学与工程学科的关系：人因工程学的研究目的体现了本学科是人体科学和环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物；工程科学包括工程设计、安全工程、系统工以及管理工程等学科第三章微气候环境空气温度：我国法定采用摄氏温度（°C），而美国则常采用华氏温度（°F）t(°F）=9/5 t(°C)+32空气湿度分为绝对湿度和相对湿度两种人体对微气候环境的主观感受1.舒适温度及其影响因素舒适温度一般是（21±3°C），影响舒适温度的因素有：(1)季节（2）劳动条件（3）衣服（4）地域（5）性别、年龄等2.舒适湿度3.舒适的风速微气候环境综合评价方法不舒适指数、有效温度、三球温度指数（WBGT）、卡他度三球温度指数也称为湿球黑球温度，是综合考虑了干球温度、相对湿度、平均辐射温度和风速四个环境因素的综合温标高温作业环境对人的影响高温作业环境有三种基本类型：（1）高温、强热辐射作业（2）高温、高湿作业（3）夏季露天作业长期接触高温的工人，其血压比一般高温作业及非高温作业的工人高高温作业环境对人体的生理影响对消化系统具有抑制作用、对中枢神经系统具有抑制作用、人的水分和盐分大量丧失、高温及噪声联合作用损伤人的听力高温作业环境下不仅引起人体不适，影响身体健康，而且还使生产率降低低温作业环境对人的影响低温作业环境对人体的生理影响低温时皮肤血管收缩，体表温度降低；低温会导致神经兴奋性与传导能力减弱，出现痛觉迟钝和嗜睡状态低温作业环境对人体的影响影响人体四肢的灵活性，最常见的是肢体麻木。

第十六讲人机系统及其分析评价通过本讲的学习，应能够：1．阐述人机系统得定义；2．阐述人机系统的基本模式；3．说明人机系统的关系及其演变过程；4．阐述人机系统中，人、机的优势和劣势；5．解释人机功能界限；6．阐述人机系统的分类；7．解释人机系统分析评价的基准；8．使用连接分析方法评价人机系统；9．使用海洛德分析评价法评价人机系统。

一、人机系统概述1．人机系统的定义人机系统是相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一个整体系统。

人：是指机器的操作者或使用者；机器：是指人所操纵或使用的各种机器、设备、工具等的总称。

研究人机系统时．既要研究子系统各自的特点和功能，还要研究它们之间相互形成的有机整体的功能。

研究人机系统的设计和改进，都是以具体的人机系统为对象的，例如由人与汽车、人与机床、人与计算机、人与家电、人与工具等构成特定的人机系统。

由于人的工作能力和效率随周围环境因素而变化，任何人机系统又都处于特定环境之中，所以在研究人机系统时，应当把环境当做一个重要因素来考虑。

把人、机、环境三者之间相互联系、相互作用构成的整体系统称为人一机一环境系统。

环境因素包括照明、噪声、振动、温度、湿度、空气、颜色、工作地、工作空间以及一切影响人机系统的因素。

2．人机系统的基本模式（1）人机系统基本模式：由人的子系统、机器的子系统和人机界面所组成。

图16．1为人机系统基本模式。

人的子系统可概括为S—O—R(感受刺激一大脑信息加工一做出反应)；机器的子系统可概括为C—M—D(控制装置一机器运转一显示装置)。

在人机系统中，人与机器之间存在着信息环路．人机相互具有信息传递的性质。

系统能否正常工作，取决于信息传递过程能否持续有效地进行。

（2）人的子系统人的于系统又分为S—O系统和O—R系统。

S—O系统由各种感觉器官(视觉、听觉、触觉等)与大脑中枢组成，由传入神经作为联络纽带。

这个系统的任务是收集信息、发现问题，并传递到大脑进行加工整理，即判断和决策。

人机工程学人因工程学名词解释：1、简述人机工程学定义一般定义：人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科。

人机工程学：按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。

2、视野及分类指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。

分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野3、视觉的暗适应与明适应人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变化的过程4、反应时间反应时间（RT）:又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间隔。

5、人体测量学它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。

6、法兰克福平面法兰克福平面是通过左右耳的耳屏及右眼眶下缘的水平平面8.知觉的恒常性：知觉的条件在一定的范围内发生变化，而只觉得印象却保持相对不变的特性。

9.分布：人体尺寸按一定频率出现。

10.日光系数：在云层覆盖天空时或者在阴影处进行的。

室内光强度于室外光强度之比。

11.目眩：进入人眼的光量过大，使视网膜的感受性不能适应。

12.照度：是指落在物体表面的光通量。

13.系统：相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。

14.余觉：刺激取消后，感觉可以存在极短时间。

15.适应：感觉器官经持续刺激一段时间后，在刺激不变的情况下感觉会逐渐减小以致消失的现象。

16.暗适应：当人从亮处进入暗处时，刚开始看不清物体，而需要经过一段适应的时间后，才能看清物体，这种适应过程称为暗适应。

17.明适应：与暗适应情况相反的过程称为明适应。

18.听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。

工业工程中的人机交互与人因工程工业工程是一门综合性的学科，旨在优化和改进生产系统的效率和效益。

在这个领域中，人机交互和人因工程起着至关重要的作用。

本文将探讨人机交互和人因工程在工业工程中的应用和意义。

一、人机交互的重要性人机交互是指人与计算机或其他机器之间的交互过程。

在工业工程中，人机交互的质量直接影响到生产系统的效率和工作人员的工作体验。

一个良好的人机交互界面可以提高工作效率，减少错误和事故的发生，增强工作人员的满意度和工作动力。

在设计人机交互界面时，需要考虑用户的需求和能力。

一个好的界面应该简单易用，符合用户的认知习惯，减少学习成本和操作难度。

此外，界面的布局和颜色应该合理，以便用户能够快速准确地识别和操作。

二、人因工程的作用人因工程是研究人类在工作环境中的行为和能力的学科。

它旨在优化工作系统，使其适应人类的生理和心理特点。

在工业工程中，人因工程可以帮助设计和改进工作环境，提高工作效率和工作质量。

人因工程的研究内容包括工作任务的设计、工作站的布置、工作时间的安排等。

通过合理的任务设计，可以减轻工作人员的负荷，提高工作效率。

合理的工作站布置可以减少工作人员的体力劳动和不必要的移动，降低工作风险。

合理的工作时间安排可以提高工作人员的警觉性和工作质量。

三、人机交互与人因工程的结合人机交互和人因工程在工业工程中是相辅相成的。

人因工程的研究成果可以为人机交互界面的设计提供依据，而人机交互界面的优化也可以改善工作环境，提高工作效率。

例如，在设计工作站时，可以根据人因工程的原理来确定工作台的高度、角度和距离，以便工作人员能够舒适地操作和观察。

同时，人机交互界面的设计应该考虑到工作站的布局和工作人员的需求，以便他们能够方便地使用计算机和其他设备。

此外，人机交互界面的设计也可以通过人因工程的方法来评估和改进。

通过观察和调查工作人员的使用情况和反馈意见，可以发现界面设计中存在的问题和不足，并进行相应的改进。

综上所述，人机交互和人因工程在工业工程中具有重要的作用。

机械设计中的人因工程与人机交互随着科技的不断进步，机械设计领域也发生了巨大的变化。

人因工程和人机交互成为了机械设计过程中至关重要的因素。

本文将探讨机械设计中的人因工程和人机交互，并讨论其对机械设计的影响和重要性。

一、人因工程人因工程，又称人机工程学，是以人为中心的设计方法，旨在改善产品、系统和工作环境的设计，以提高人的使用体验、效率和安全性。

在机械设计中，人因工程关注的是机械产品的可用性和易用性，目的是使产品更符合用户需求，提高用户的满意度和工作效率。

首先，人因工程考虑人体工学因素，即人体特性和动作。

机械产品的设计需要适应用户的身体尺寸、力量和灵活性等方面的差异。

例如，人体工学设计可以确保人们在操作机械产品时不会感到不舒适，避免使用者受伤或疲劳。

其次，人因工程还涉及到界面设计和用户体验。

在机械产品中，界面设计包括可视界面、声音和触觉反馈等方面。

通过合理的界面设计，可以提供直观、易于理解和操作的界面，从而提高用户的使用效率和满意度。

人机交互是人因工程的核心概念之一，它关注的是用户和机械产品之间的交互方式和体验。

通过合理的人机交互设计，可以使用户更加方便地与机械产品进行交互，并获得更好的使用体验。

二、人机交互人机交互是指人与机器之间的信息或指令传递、沟通和互动的过程。

在机械设计中，人机交互往往通过人机界面来实现。

人机界面是机械产品与用户之间信息交流的桥梁，包括输入设备、输出设备和显示设备等。

输入设备用于向机械产品传递用户的指令或信息，如键盘、鼠标和触摸屏等。

输出设备用于向用户呈现机械产品的反馈或结果，如显示器、声音和震动等。

显示设备用于向用户展示机械产品的状态或界面，如液晶屏和指示灯等。

优秀的人机交互设计可以提高机械产品的易用性和用户满意度。

例如，在机械设计中，人机交互可以通过操作界面的布局和设计来实现。

合理的布局和设计可以使用户更容易理解界面的功能和操作方式，减少错误操作的可能性。

此外，人机交互还可以通过用户反馈来增加用户对机械产品的信任感。

第十七讲人机系统的可靠性和安全性通过本章的学习，应能够：1．描述人机系统的可靠性、可靠度；2．掌握人、人机系统的可靠度计算方法；3．说明人机系统可靠性设计的要求；4．运用故障树对人机系统得安全性进行描述和分析。

一、基本概念1．可靠性定义：可靠性是指研究对象在规定条件下和规定时间内功能的能力。

研究对象：指系统、机器、部件或人员。

本学科只研究人的操作可靠性，即以引起系统故障或失效的人为因素为研究对象。

可靠性高低与研究对象所处的规定条件和规定时间有密切关系。

研究对象所处的条件包括温度、湿度、振动、冲击、负荷、压力等，还包括维护方法、自动操作还是人工操作、作业人员的技术水平等广义的环境条件。

规定的时间一般指通常的时间概念，根据研究对象的不同也使用周期、距离、次数等相当于时间指标的量。

研究对象的功能：是指对象的某些特定的技术指标。

2．可靠度定义：可靠度R是指在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的概率。

不可靠度或失效概率F：研究对象在规定的条件下、规定时间内丧失规定的功能的概率。

R十F＝1或R＝l—F可靠度的获得：研究对象的不可靠度可以通过大量的统计实验得出。

3．人的操作可靠度定义：作业者在规定条件下、规定时间内正确完成操作的概率，用R H表示。

人的操作不可靠度(人体差错率)F H，R H+F H=1。

人的操作可靠度计算：人的行动过程包括：信息接受过程、信息判断加工过程、信息处理过程。

人的可靠性也包活人的信息接受的可靠性、信息判断的可靠性、信息处理的可靠性。

这三个过程的可靠性就表达了人的操作可靠性。

（1）间歇性操作的操作可靠度计算。

间歇性操作的特点是在作业活动中，作业者进行不连续的间断操作。

例如，汽车换挡、制动等均属间歇性操作。

这种操作可能是有规律的，有时也可能是随机的。

因此，对于这种操作不宜用时间来表达其可靠度，一般用次数、距离、周期等来描述其可靠度。

若某人执行某项操作N次，其中操作失败n次，则当N足够大时，则此人的操作不可靠度为：F H＝n/N人在执行此项操作中，其操作可靠度为：R H＝1—F H＝1—n/N例如，汽车司机操纵刹车5000次，其中有1次失误项操作的可靠度为：R H＝1—1/5000＝0．9998（2）连续性操作的操作可靠度计算。

学习指南一、课程学习方法1.从宏观角度把握课程内容结构。

掌握人因工程学课程的特点，将课程按照大的知识模块进行分类（导论、人的工作环境、人的工作效能、人体测量与作业空间、人机系统与人机界面、劳动安全与事故预防），掌握各部分内容在人-机-环境系统优化中的作用。

2.对本课程涉及的相关学科知识要进行拓展学习。

人因工程课程涉及较多的相关学科，知识点比较分散。

如医学、心理学，光学、电学、声学、劳动卫生、人体测量、安全工程及工程学科知识。

学习时会感觉有些知识了解的不够、不深。

建议同学查阅相关教材或研究文献，更好地完成课程学习。

3.重视实验环节，认真完成实验。

人因工程学是实践性非常强的一门学科，课程学习中安排了相关实验。

可帮助学生对理论知识的理解，以及基本实验技能的掌握。

例如，环境对人的影响是作业环境设计的主要参考。

微气候环境实验中通过测量不断改变的室内温度、湿度及风速，询问被试的生理、心理感受以及学生装配作业的效率，使大家了解微气候环境变化对人的生理、心理及生产效率的影响，掌握作业环境的评价方法，并设计舒适微气候环境。

该实验过程把微气候环境的构成要素、对人的影响以及优化设计方法都训练了。

实验过程清楚了，理论内容也就都消化了。

自拟实验和人因课程设计是在基础实验及理论部分教学完成后开始进行的实践内容，这两个环节可充分调动学生利用所学的知识和实验技能发现问题、分析和解决问题的能力。

4.对涉及学科研究前沿的课程内容，要注意检索相关研究文献，了解研究动态。

脑力负荷测量与预测方法还是在不断发展中，可参考的教材有限。

另外，拓展模块中有关感性工学和可用性方面的知识是研究前沿内容。

该部分除了掌握老师课上讲的知识和案例外，可参考网站提供的国外人类工效学领域研究期刊。

5.要注意各模块知识之间的相关性。

人因工程各知识模块之间有些是独立的，有些是有内在联系的。

如人体测量与作业空间设计，人的信息处理系统与脑力工作负荷，作业环境、人机界面设计、作业空间设计与人为失误（安全管理部分）之间，都存在着知识之间的相互支持，而作业环境、人机界面设计、作业空间设计方面的问题就是导致人为失误的主要原因。