人机工程学(最全面)

人机工程学张红媛2014.11.141.人机工程学发展的三个阶段：①经验人机工程学②科学人机工程学③现代人机工程学2.人机工程学研究的主要内容：①人体特性的研究②工作场所和信息传递装置的设计③环境设计和安全保护设计④人机系统的总体设计3.人机工程学对工业设计的作用：①为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺寸参数②为工业设计中“物”的合理性提供科学依据③为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则④为进行人-机-环境系统设计提供理论依据⑤为坚持以“人”为核心的设计思想工作提供工作程序4.人体测量的两个分类：人体构造上的尺寸是指静态尺寸；人体功能上的尺寸是动态尺寸。

包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸5.百分位数的计算：P206.人体主要尺寸：身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长7.人体尺寸的应用方法：①确定所设计产品的类型②选择人体尺寸百分位数③确定功能修正量④确定心里修正量⑤产品功能尺寸的确定8.最小功能尺寸=人体尺寸百分数+功能修正量9.最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心里修正量10.概念：视角：是确定被砍物体尺寸范围的两端点光线摄入眼球的相交角度，视角的大小与观察距离及被看物体的两端点的直线距离有关视力：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视野;是指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼镜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。

视距：使人在操作系统中正常的观察距离。

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。

暗适应过程开始时，瞳孔逐渐放大，进入眼睛的光亮增加。

同时对弱刺激敏感的视杆细胞也逐渐转入工作形态，由于视杆细胞转入工作状态的过程较慢，因而整个暗适应的过程大约需要30min左右才能完成。

明适应：过程刚开始时，瞳孔缩小，使进入眼中的光线量减少；同时转入工作状态的视锥细胞数量迅速增加，因为对较强刺激敏感的视锥细胞反应快，因而一开始，人眼感受性迅速降低，30S后变化很缓慢，大约1min后明适应过程趋于完成。

《人机工程学》PPT 课件•人机工程学概述•人体生理与心理特征•人机界面设计原理•工作场所人机工程学应用目录•办公环境人机工程学应用•交通运输领域人机工程学应用•总结与展望CHAPTER人机工程学概述定义与发展历程定义发展历程人机工程学起源于20世纪初的工业生产领域，随着计算机技术的发展，逐渐拓展到信息技术、航空航天、医疗等领域。

研究对象与范围研究对象研究范围学科特点及意义CHAPTER人体生理与心理特征人体生理结构简介肌肉系统循环系统通过收缩和舒张产生运动，维持姿势。

输送氧气和营养物质，排除废物。

骨骼系统神经系统呼吸系统构成人体基本框架，支持体重，保护内脏。

传递和处理信息，控制人体各种活动。

吸入氧气，排出二氧化碳，维持生命活动。

感觉知觉感觉与知觉的关系030201感觉与知觉特性分析认知过程及影响因素认知过程01影响因素02认知负荷03CHAPTER人机界面设计原理清晰易读色彩搭配手机屏幕汽车仪表盘符合人体工学控制器的形状、大小和位置应符合人体工学原理，方便用户操作并减少误操作的可能性。

功能明确控制器的功能应明确、直观，避免使用过于复杂或混淆的操作方式。

•反馈及时：控制器应提供及时的操作反馈，如声音、灯光等提示，帮助用户确认操作是否成功。

电脑鼠标游戏手柄界面一致性减少认知负荷个性化定制多通道交互人机界面优化方法探讨CHAPTER工作场所人机工程学应用1 2 3基于工艺流程的布局规划基于人体工效学的布局规划基于环境因素的布局规划工作场所布局规划方法论述设备选型与配置策略探讨设备选型原则根据工作需求、设备性能、经济效益等因素，选择适合的设备类型和型号。

设备配置策略根据工艺流程、设备功能、空间布局等因素，合理规划设备的布局和配置，提高设备使用效率和工作效率。

设备维护与保养建立完善的设备维护和保养制度，确保设备处于良好状态，延长设备使用寿命。

劳动强度评价方法采用主观评价、客观测量等方法，对员工的劳动强度进行全面、准确的评价。

目录•人机工程学概述•人体因素与人的特性•人机界面设计原理•作业空间设计与人机系统优化•劳动安全与事故防范策略•未来发展趋势与挑战人机工程学概述定义与发展历程定义人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科，旨在优化人与机器系统的交互，提高工作效率和人的舒适度。

发展历程人机工程学起源于20世纪初的工业生产领域，随着计算机技术的发展，逐渐扩展到办公自动化、交通运输、航空航天等领域。

研究对象与范围研究对象主要包括人、机器和工作环境三大要素。

其中，人是指操作者的生理、心理特征以及行为习惯等；机器是指各种设备、工具、装置和系统等；工作环境是指工作场所的物理环境、社会环境以及组织管理等。

研究范围人机工程学的研究范围涉及多个领域，如工业设计、人机交互、人因工程、可用性工程等。

学科特点及意义学科特点人机工程学具有综合性、交叉性和应用性的特点。

它综合运用了心理学、生理学、医学、工程学等多学科知识，研究人与机器系统的交互问题。

学科意义人机工程学对于提高生产效率、保障人类健康和安全、改善生活质量等方面具有重要意义。

通过优化人与机器系统的交互，可以提高工作效率，减少事故和错误，降低人的疲劳和不适感，从而提高生产效益和生活质量。

人体因素与人的特性包括视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉，是人接收外界信息的主要途径。

负责传递和处理感官信息，控制人体运动和反应。

由骨骼、关节和肌肉组成，支持人体姿势和运动。

输送氧气和营养物质到身体各部分，同时排除废物。

感官系统神经系统运动系统循环系统0102 03认知过程包括注意、记忆、思维等，影响人对信息的处理和理解。

情感与情绪影响人的决策和行为，与人的需求和动机密切相关。

学习与技能形成通过经验和训练，人能够形成新的行为习惯和技能。

ABDC人体测量学研究人体尺寸、形状和功能的学科，为人机工程设计提供基础数据。

人体尺寸数据包括身高、坐高、臂长等，用于设计适合人体尺寸的产品和工作环境。

人体力量数据反映人在各种姿势和动作下的力量输出，为设计提供力学依据。

人机工程学知识点整理一、人机工程学的定义与范畴人机工程学，简单来说，就是研究人、机器及其工作环境之间相互关系的一门学科。

它致力于优化人与机器的交互，提高工作效率，保障人的健康和安全，提升使用的舒适度。

其范畴涵盖了多个领域，包括但不限于工作场所设计、产品设计、交通工具设计、计算机界面设计等。

从我们日常使用的手机、电脑，到工厂里的生产线设备，再到飞机驾驶舱的布局，都有人机工程学的身影。

二、人机工程学的发展历程人机工程学的发展并非一蹴而就，而是经历了漫长的过程。

早期阶段，可以追溯到古代，人们在制作工具和生活用品时，已经开始考虑如何使其更适合人体的使用。

比如，古代的农具在形状和尺寸上就有一定的人体适应性。

工业革命时期，随着机器大规模的应用，人机关系的问题逐渐凸显。

工人长时间在恶劣的工作条件下操作机器，导致了大量的工伤事故和职业病。

这促使人们开始关注工作环境和机器设计对人的影响。

20 世纪初，人机工程学开始作为一门独立的学科逐渐形成。

二战期间，由于军事装备的复杂和高效需求，人机工程学得到了快速发展。

战后，它的应用范围不断扩大，从军事领域延伸到了工业、医疗、交通等众多领域。

现代，随着科技的飞速进步，人机工程学不断融合新的技术和理念，如虚拟现实、人工智能等，以更好地适应不断变化的人机交互需求。

三、人机工程学的研究方法为了深入了解和解决人机关系中的问题，人机工程学采用了多种研究方法。

首先是观察法，通过直接观察人的行为和操作来收集数据。

比如，在工作场所观察工人的工作流程和姿势。

其次是实验法，通过控制变量进行实验来研究人机交互的效果。

例如，对比不同键盘设计对打字速度和准确性的影响。

还有问卷调查法，通过向用户发放问卷来了解他们对产品或环境的感受和需求。

此外，还有模拟和建模的方法，利用计算机软件来模拟人机系统，预测和评估设计方案的效果。

四、人体测量与人机尺寸人体测量是人机工程学的重要基础之一。

通过对人体各种尺寸、形态和比例的测量，可以获得大量的数据，为设计提供依据。

人机工程学最全面人机工程学是一门跨学科领域，涉及心理学、工程学、人类学、医学和设计等多个学科。

它致力于研究人和技术设备之间的交互关系，以优化人机系统的设计和使用，提高人的效率和满意度。

以下是对人机工程学的全面介绍:一、人机交互人机交互是人机工程学的核心。

它关注人类如何与计算机和其他电子设备进行交互，以达到高效和舒适的目的。

在人机交互研究中，常常涉及到以下方面:1. 用户需求用户需求调查是人机交互设计的第一步，用于确定用户的需求和期望，以便用户界面的设计和开发。

2. 用户界面设计设计人机界面包括用户界面的布局、颜色、图标和字体等元素。

一个良好的用户界面可以使得交**互更加直观、高效和愉悦。

3. 交互模型交互模型指的是用户与系统之间的互动过程。

交互模型分为线性模型、层次模型、状态模型和对象模型等多种类型。

4. 用户体验设计用户体验设计注重用户在使用产品时获得的感受和印象。

它包括外观、功能和字体等元素的设计。

5. 用户测试用户测试是指在设计出用户界面后进行的一系列测试。

它可以帮助设计者发现可改进的地方，从而优化产品的用户体验。

二、人体工学人体工学是人机工程学的分支领域。

它是研究人的身体结构和特征对于工作效率和工作环境的影响。

人体工学主要研究人体的生理学、心理学和力学等方面。

应用人体工学的原理和方法，可以将工作环境和职业安全设计更加人性化和符合人体工学之需求。

三、设计语言设计语言是指一种与设计有关的符号系统和规则体系。

它是指在产品设计中，通过图形和符号来传达产品功能和用户体验的设计思路和设计方式。

四、接口技术接口技术是指在人机交互中起连接作用的技术。

常用的接口技术有: USB、无线接口、网络接口等。

五、人机系统建模工具人机系统建模工具是一种将人体工学、人机接口技术、用户需求等因素综合纳入设计中所使用的工具。

六、设计研究人机工程学的一个目标是找到最佳的设计方式和方案，对此需要进行先进的研究和分析。

设计研究包括了相关的人体工学、人机交互、设计语言和接口技术。

1.人机工程学定义：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，分析研究人与机械、人与环境以及机械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科学。

2.安全人机工程学定义：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发，运用人机工程学的原理和方法去解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科。

它是人机工程学的一个应用学科的分支，并成为安全工程学的一个重要分支学科。

3.人机工程学研究的内容：(1)人体特性的研究 (2)人机系统总体设计（分工和信息交流） (3)工作场所和信息传递装置的设计 (4)环境控制和安全保护设计4.人机工程学研究的方法：（观测法、实测法、实验法、分析法）5.现代人机工程学的特点：(1)不同于传统人机工程学，研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作，而是着眼于工程及各类产品的设计去适应人。

(2)密切与实际应用相结合，通过严密计划和广泛的实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的产品设计。

(3)力求使实验心理学、生理学、功能解剖学、人数学等学科的专家与物理学、数学、工程技术等方面的研究人员共同努力、密切合作。

研究方向是：把人-机-环境系统作为一个统一整体来研究。

6.近代三个著名人机学实验的时间、实验者：(1)1884年，德国人莫索，肌肉疲劳试验。

(2)1914年，吉尔伯勒斯，砌砖作业试验。

(3)1898年，美国学者泰勒，铁锹作业试验。

7.人机工程学的发展分为哪三个阶段：（经验，科学，现代）8.人机结合面：所谓人机结合面，就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）。

1．人体测量学？是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。

2．人体测量的三个基准面？矢状面，冠状面，水平面，眼耳平面3．人体测量方向？头侧、足侧、内侧、外侧、近位、远位、桡侧、尺侧、胫侧、腓侧4．利用公式2-1进行简单人机学计算？例题：设计适用于90%东北男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？解：由表查知东北男性身高平均值 M=1693mm 标准差S=56.6mm 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，由表查得变换系数分别为K= 正负1.645 ：即第5百分位数为：P=1693-56.6*1.645=1600mm第95百分位数为：P=1693+56.6*1.645=1786mm结论：按身高1600-1786mm设计产品尺寸，将适应用于90%的华北男性。

1.人机工程学的研究内容:人的因素、机的因素、环境因素，人机的综合研究，控制器设计，环境设计等2.人机系统的组成:信息输入、信息储存、信息处理、执行功能3.安全人机工程学的定义:从安全角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。

角度和着眼点:安全研究对象:人机系统。

目的:活动过程中对人实行保护。

4.安全人机工程学的研究方法:1、实测法2、实验法3分析法4调查研究法5计算机仿真法6模拟和模型试验7、感觉评价法5.安全人机工程的研究目的:对人类活动的场所，即包含人和机以及围绕着和机器的关系及其环境条件这样的综合体，建立合理的方案，更好地在人机之间合理的分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，达到保障人的健康、舒适、愉快地活动的目的，同时提高活动效率。

6.产品功能尺寸设计:最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量7.最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量人体测量的主要方法：摄影法、三维数字化人体测量法、普通测量法8.人体测量数据的运用准则:最大最小准则，可调性准则，平均准则，使用最新人体数据准则，合理选择百分位和适用度准则，地域性准则，功能修正与最小心理空间相结合准则，标准化准则，姿势与身材相关联准则，合理选择百分位和适用度准则9.影响人体测量数据差异的因素:年龄、年代、性别、职业、地区与种族10.合理使用百分位适应度:间距类-95百分位净空高度-99 可及距离-低百分位座面高度-5 隔断类视情况定公共场所工作台面高度-女5到男9511.人体尺寸的应用方法和程序:1.确定所设计对象的类型和适应度2.选择人体尺寸百分位数3.确定功能修正量和心理修正量4.引用设计与身高的推算公式12.不安全情绪:1.急躁情绪:人的情绪状况发展到引起人体意识范围变狭窄，判断力降低，失去理智力和自制力。

心血活动受抑制等情绪水平失调呈病态时，极易导致发生不安全行为。

人机工程学的基本内容和原理1 人机工程学（Ergonomics）人机工程学是一门新兴的边缘科学。

它起源于欧洲，形成和发展于美国。

人机工程学在欧洲称为Ergonomics，这名称最早是由波兰学者雅斯特莱鲍夫斯基提出来的，它是由两个希腊词根组成的。

“ergo”的意思是“出力、工作”，“nomics”表示“规律、法则”的意思，因此，Ergonomics的含义也就是“人出力的规律”或“人工作的规律”，也就是说，这门学科是研究人在生产或操作过程中合理地、适度地劳动和用力的规律问题。

人机工程学在美国称为“Human Engineering”（人类工程学）或“Human Factor Engineering”（人类因素工程学）。

日本称为“人间工学”，或采用欧洲的名称，音译为“Ergonomics”，俄文音译名“Эргнотика”在我国，所用名称也各不相，，有“人类工程学”、“人体工程学”、“工效学”、“机器设备利用学”和“人机工程学”等。

为便于学科发展，统一名称很有必要，现在大部分人称其为“人机工程学”，简称“人机学”。

“人机工程学”的确切定义是，把人—机—环境系统作为研究的基本对象，运用生理学、心理学和其它有关学科知识，根据人和机器的条件和特点，合理分配人和机器承担的操作职能，并使之相互适应，从而为人创造出舒适和安全的工作环境，使工效达到最优的一门综合性学科。

2 人—机系统（Man-Machine systems）“人—机系统”，就是人和一些机器、装置、工具、用具等为完成某项工作或生产任务所组成的系统。

更确切地说，这种系统还应包括环境条件在内。

所以，人—机系统实际上是指人—机—环境组成的一个不可分割的整体。

人—机系统的范围是很广阔的，有简单的，也有复杂的，如人用铅笔书写，就是一个简单的人—机系统；又如船员驾驶轮船，飞行员驾驶飞机，司机开动汽车，就是一些较复杂的人—机系统。

在人—机系统中，包括人、机器和环境三个组成部分，而每个组成部分可称为一个分系统或子系统。

第五章⼈机⼯程学知识第五章⼈机⼯程学知识第⼀节⼈机⼯程学概论⼀、关于⼈机⼯程学器物要和与⼈(使⽤者)相关的各种因素相适宜。

这是现代⼈机⼯程学基本理论的通俗表述。

这⾥所讨论的基本概念，就是希望⼯业设计所设计出来的各类产品，能够让使⽤者使⽤时更加舒适，所设计出来的各种⼯具能够更加轻松地达到⽬的⽽且还更省⼒。

所谓“与⼈相关的因素”，包括⼈体尺⼨、体能、肢体⼒量等⼈体⽣理⽅⾯的因素，还涉及到⼈的感知、认知、情感、精神、⼼理、社会等更多与我们⽣存的环境相关的⽅⾯。

在⼯业设计的所有领域——产品设计、视觉传达设计、环境设计中都很重要，⽽且在⼯业⼯程、管理⼯程中也很重要。

国际⼈机⼯程学学会对⼈机⼯程学所下的定义如下：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。

定义的第⼀句话指出，⼈机⼯程学的研究对象是⼯作环境中的解剖学、⽣理学、⼼理学等⽅⾯的因素。

第⼆句话指出，⼈机⼯程学的研究内容是⼈—机—环境的最佳匹配、⼈—机—环境系统的优化。

第三句话指出，⼈机⼯程学的研究⽬的是设计⼀切器物都要随时考虑⼈们⽣活、⼯作的安全、舒适、⾼效。

⼈机⼯程学设计要求的“安全、舒适、⾼效”是重要的，但也要受到其他条件的约束、其他⽬标的制衡，不是惟⼀的，也未必总是优先的。

实际设计中，应该是在限定条件下提⾼安全、舒适、⾼效的程度。

⼈机⼯程学⾥所说的“机”或“机器”是⼴义的，泛指⼀切⼈造器物：⼤到飞机、轮船、⽕车、⽣产设备，⼩到⼀把钳⼦、⼀⽀笔、⼀个⽔杯；也包括室内外⼈⼯建筑、环境及其中的各种设施等等。

⼆、⼈机⼯程学的研究内容与⽅法（⼀）⼈机⼯程设计的内涵和⽬的什么是“⼈机⼯程设计”?⼈机⼯程设计与其他设计有什么区别?这是学习本节中⾸先应该明确的问题。

简要地说，⼈机⼯程设计的对象是⼈机界⾯，涉及解剖学、⽣理学、⼼理学等⼈的因素，要达到的⽬标是⽣活、⼯作的舒适、安全、⾼效。

人机工程学知识点整理一、人机工程学的定义与范畴人机工程学，简单来说，就是研究人、机器以及环境之间相互关系和相互作用的一门学科。

它旨在通过优化这三者之间的关系，来提高人的工作效率、舒适度和安全性。

人机工程学的范畴非常广泛。

从工作场所的设计，如办公室桌椅的高度和角度，到消费产品的设计，像手机的按键大小和操作方式；从交通工具的驾驶舱布局，到医疗设备的使用便捷性，都在人机工程学的研究范围之内。

二、人体测量与人体数据人体测量是人机工程学中的重要基础。

通过对人体各个部位的尺寸、形态、力量等方面的测量和分析，我们能够获取大量关于人体特征的数据。

这些数据包括身高、体重、臂长、腿长、肩宽、坐高等等。

不同的人群，如男性和女性、不同年龄段、不同种族，其人体测量数据都会有所差异。

在设计产品或工作环境时，合理运用人体测量数据至关重要。

比如，设计汽车座椅时，要考虑到不同身材的人的乘坐舒适度，座椅的高度、宽度、靠背角度等都需要根据人体测量数据来确定。

三、人的感知与认知能力人的感知能力包括视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。

在人机工程学中，我们重点关注视觉和听觉。

视觉方面，人的视力范围、对颜色和亮度的感知、对物体形状和大小的判断等都会影响到人机交互的效果。

例如，在设计仪表盘时，要确保数字和指示灯的大小和颜色易于被驾驶者清晰地看到。

听觉方面，人对声音的频率、强度和方向的感知能力也需要考虑。

在设计报警系统时，声音的频率和强度要能引起人的注意，同时又不会造成过度的惊吓。

人的认知能力则涉及到注意力、记忆力、思维能力和决策能力等。

在设计复杂的操作界面时，要考虑到人的认知负荷，避免信息过载导致操作失误。

四、工作环境对人的影响工作环境中的照明、温度、湿度、噪音和振动等因素都会对人的工作效率和健康产生影响。

照明不足或过强都会导致视觉疲劳，影响工作质量和效率。

适宜的温度和湿度能够提高人的舒适度和工作积极性。

过高或过低的噪音会干扰人的注意力和情绪，长期暴露在强噪音环境中还可能导致听力损伤。