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人体工效学与人机系统设计人体工效学是一门研究人机界面关系、人的生理特性与心理特性所形成的用户界面人机系统设计学科，在现代科技迅速发展的背景下，人机交互越来越频繁，各种各样的人机系统不断涌现。
人体工效学在其中的重要地位也越来越显著，其可以很好地解决人机交互体验中出现的各种问题，减轻人们的劳动强度，提高工作生产效率。
一、人体工效学人体工效学，是通过考虑人的身体特性反应，将设计尽可能地符合人体标准，避免不必要的劳动强度，降低错误率，提高操作效率和舒适感，达到人机协作的最佳状态的学科。
人体工效学主要针对一个大范围问题，包括人的身体特点，如人眼对颜色，亮度、色彩对比度的敏感特点，以及人的心理特征，如人的反应速度，记忆能力，人对信息量的多寡的适应性等问题。
人体工效学研究的主要目标是通过了解人的身体结构、功能及行为特征，构建适合人的工作环境，减轻身体和精神负担，提高效率。
二、人机系统设计人机系统设计，是将人和计算机作为合作的系统来构建，采用人因工程的工具和方法，以人为中心设计和构建高效、智能的交互系统。
人机系统设计要求根据不同的用户群体需求，设计不同功能模块，并通过良好的体验质量，增加用户对系统的满意度，提高工作效率。
人机系统设计主要包括外观设计、智能化设计、功能设计三个方面。
外观设计突出系统的美感与整体性，智能化设计解决人机交互时的难点，如语音识别、手势控制等智能交互模式，功能设计侧重于人机交互的效率，如大数据分析、智能信息处理等。
三、人体工效学对于人机系统设计的影响人体工效学研究的本质是将人作为系统的一个要素进行研究和考虑，将人性化的需求融入到人机交互系统中，让系统更加符合人的使用习惯。
人体工效学对人机系统设计的影响主要有以下几个方面：1、舒适性的提高通过考虑人的生理特点和心理特征对系统进行优化设计，可以使用户在使用系统所体验到的舒适程度更高。
人对舒适度的需求是自然的，因此只有考虑到了用户的需求，才能减轻用户的疲劳感，从而降低系统的使用成本，提高系统的竞争力。
人机工程学测试题附答案解析二、简答题（30分）1、人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系，简述这三者的含义。
答：人——指操作者或使用者（1分）；机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。
也可以是用具、工具或设施、设备等；（2分）环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等；（2分）人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。
（1分）2、在设计室空间的灯具安装位置时，有空腔和空腔率的概念。
请简述空腔的种类及各类所包含的围。
答：空腔类型：顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。
（0.5分／项）顶棚空腔：天花板到灯具下母线之间的空间围；（1.5分）房间空腔：灯具下母线到操作面之间的空间围；（1.5分）地板空腔：操作面到地板之间的空间围。
（1.5分）3、简述舒适性的类型，并解释。
答：类型：行为舒适性（2分）、知觉舒适性（2分）。
解释（2分）。
4、使图形稳定、清楚的条件有哪些？（答出一点得1分，总分6分）答：1）面积小的部分比大的部分容易形成图形；2）同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。
3）亮的部分比暗的部分容易形成图形；4）含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形；5）向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形；6）对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形；7）具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形；8）与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形；9）与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。
5、什么是旷奥度？答：空间的旷奥度：空间的开放性与封闭性。
（2分）旷：开放性（2分）奥：封闭性（2分）三、论述题（40分）1、知觉的基本特性有哪些？并举图例说明。
答：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉（4分，少一项扣一分），举例说明（4分，少一项扣一分）2、分析图2中的色视野图，在空白位置填上合适的色觉，并对色视野图进行分析，最后举出在实际设计中的应用实例。
一名词解释1。
掩蔽效应：不同的声音传到人耳时，只能听到最强的声音，而较弱的声音就听不到了，即弱声被掩盖了。
这种一个声音被其它声音的干扰而听觉发生困难，只有提高该声音的强度才能产生听觉，这种现象称为声音的掩蔽。
被掩蔽声音的听阈提高的现象，称为掩蔽效应2. 人机界面：人与机之间存在一个互相作用的“面”,所有人机交流的信息都发生在这个作用面上，通常称为人机界面。
3. 大小编码：以相同形状而不同大小来区别控制器的功能和用途，这种形式的编码应用范围较小,通常在同一系统中只能设计大、中、小三种规格。
4. 局部照明：是指增加某一指定地点的照度而设置的照明。
5. 强度效应：是指光的刺激强度只有达到一定数量才能引起视感觉的特性.因此，可见光不仅可以用波长来表示，也可以用强度来表示。
光的强度可用照射在某平面上的光通量，即照度来表示，其单位是勒克司1．作业空间：人体在作业时或进行其他活动时（如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等），人体自由活动所需要的范围。
2。
视野：指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。
视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类.3. 局部照明：为满足某些部位（通常限定在很小范围，如工作台面）的特殊需要而设置的照明.4。
反应时指从刺激呈现，到人开始作出外部反应的时间间隔，也称为反应潜伏期。
5。
感觉阈值外界刺激都要达到一定的强度才能被人感受到，这一强度下的刺激量值称为该种感觉的感觉阈值.1安全人机工程学：是从安全的角度和着眼点，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.2、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”）。
3、人机功能分配：对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配给人或机，称为人机的功能分配.（或“对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当地分配给人或机，称为人机的功能分配。
”)4、反应时间：人从接收外界刺激到作出反应的时间,叫做反应时间.它由知觉时间（ta）和动作时间（tg）两部分构成，即 T=ta+tg 。
测试题答案二、简答题（30分）1、人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系，简述这三者的含义。
答：人——指操作者或使用者（1分）；机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。
也可以是用具、工具或设施、设备等；（2分）环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等；（2分）人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。
（1分）2、在设计室内空间的灯具安装位置时，有空腔和空腔率的概念。
请简述空腔的种类及各类所包含的范围。
答：空腔类型：顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。
（0.5分／项）顶棚空腔：天花板到灯具下母线之间的空间范围；（1.5分）房间空腔：灯具下母线到操作面之间的空间范围；（1.5分）地板空腔：操作面到地板之间的空间范围。
（1.5分）3、简述舒适性的类型，并解释。
答：类型：行为舒适性（2分）、知觉舒适性（2分）。
解释（2分）。
4、使图形稳定、清楚的条件有哪些？（答出一点得1分，总分6分）答：1）面积小的部分比大的部分容易形成图形；2）同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。
3）亮的部分比暗的部分容易形成图形；4）含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形；5）向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形；6）对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形；7）具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形；8）与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形；9）与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。
5、什么是旷奥度？答：空间的旷奥度：空间的开放性与封闭性。
（2分）旷：开放性（2分）奥：封闭性（2分）三、论述题（40分）1、知觉的基本特性有哪些？并举图例说明。
答：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉（4分，少一项扣一分），举例说明（4分，少一项扣一分）2、分析图2中的色视野图，在空白位置填上合适的色觉，并对色视野图进行分析，最后举出在实际设计中的应用实例。
【建筑工程设计】工业设计人机工程学复习习题【建筑工程设计】工业设计人机工程学复习习题第一章人机工程学概论(习题)1、简述人机工程学的定义国际人机工程学会（International Ergonomics Association，IEA）：研究人与系统中其他因素之间的相互作用，以及应用相关理论、原理、数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的学科。
（2000.8）人机工程学专家旨在设计和优化任务、工作、产品、环境和系统，使之满足人们的需要、能力和限度。
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、举出我们日常生活中与人机工程学相关的例子人机信息界面设计、工作台椅设计、各种工具的设计3、说出人机工程学科常见的名称美国：Human Engineering; Human Factors Engineering人类工程学或人类因素工程学欧洲：Ergonomics 人类工程学或工效学。
已被国际标准化组织正式采纳，本义：劳动的规律。
工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）我国：人机工程学、人类工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。
4、简要地说明现代人机工程学研究的内容和方法？研究内容：1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体有关的问题。
2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的工作。
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。
《人因工程学》课后复习思考题答案郭伏、钱省三主编第一章一、简述人因工程学的定义。
答：人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。
人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。
为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。
其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。
二、人因工程学的发展历程经历了哪几个阶段？答：发展史萌芽时期（20 世纪初期）人因工程学的兴起时期（19101940 年）人因工程学的成长时期（19401960 年）人因工程学的发展时期（1960 年以后）1.人因工程学的萌芽时期 20 世纪初，美国人泰勒(科学管理的创始人)进行了著名的铁铲实验和时间研究实验，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。
与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法。
在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。
20 世纪初，虽然已孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。
由于机器进步很快，使人难以适应，因此大量存在着伤害人身心的问题。
2.人因工程学的兴起时期这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。
第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。
该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。
自 1924 年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8 年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。
实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。
名词解释1、IEA：国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，简称IEA）。
2、计算机数值仿真法：是在计算机上利用系统的数学模型进行仿真性实验研究的方法。
3、三维数字化人体测量法：分为手动接触式、手动非接触式、自动接触式、自动非接触式。
4、Px：人体测量的数据以百分位数Px作为一种位置指标、一个界值。
百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分,有K%的测量值等于和小于它,有(100-K%)的测量值小于它。
最常用的是是P5、P50、P95三种百分位数。
它表示某一测量数值所标志的群体数量与整个群体之间的百分比关系。
5、产品尺寸设计分类：根据国家标准《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》（GB/T12985-91），将产品按所用百分位数的不同分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三类•Ⅰ型产品尺寸设计，需要两个人体百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据，故这类产品尺寸设计又称双限值设计。
对于一般工业产品，选用P95和P5作为尺寸上、下限值的依据。
例如汽车驾驶员可调试座椅设计，即属此类产品设计。
•Ⅱ型产品尺寸设计只需要一个百分位数作为尺寸上限或下限值的依据，故称之为单限值设计。
其中又分为ⅡA 型、ⅡB 型产品尺寸设计。
•ⅡA 型产品尺寸设计又称为大尺寸设计，它只需一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据，一般选择P99或P95；•ⅡB 型产品尺寸设计又称为小尺寸设计，它只需一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据，一般选择P1或P5为下限值的依据。
•Ⅲ型产品尺寸设计只需要第50 百分位数（P50）作为产品尺寸设计的依据，故又称为平均尺寸设计。
•根据各类产品尺寸设计的要求，在进行人体模板设计时，选择P5、P10、P50、P90、P95的人体尺寸，作为模板设计尺寸依据。
6、色视野：颜色对人眼的刺激不同，人眼的色觉视野也就不同。
也就是看到色彩的视觉范围。
7、温度觉：分为冷觉和热觉，是由两种不同范围的温度感受器引起。
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。
人类工效学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理等方面的各种因素；研究人和机器及环境相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。
人类工效学又称人机工程学、人类工程学、人体工程学等（以下简称工效学）。
一、在机械安全技术领域进行工效学的研究与检验之间的关系在机械安全检验中通常是通过评价人、机械、环境相互间的关系是否合理，操作者能否安全、健康、舒适地工作来进一步确认机械的整体安全性。
在生产过程中，完成预定任务的是人和机械设备、环境相结合的整体。
在对机械设备实施安全检验或进行相关研究时主要考虑的要素都是相同的，但是，进行学术研究时，主要是研究各要素在人-机-环境的体系中所处的地位，如何采取必要的措施，预防和避免事故或危险的发生；而进行安全检验时，主要是评价设计和制造者是否针对特定的人-机-环境系统，对预期估计到的危险采取了有效的、可靠的安全防护措施，使危险消除或降低到可接受的安全裕度之内；是否针对残留危险和如何安全使用机械设备向用户或操作者提供了足够的信息，以保证安全地安装、使用、维护和拆除（见表1）：表1二、在机械安全检验中主要验证的人类工效学技术指标1.在机械设备的整体设计中，是否采取了有效的防范措施，有效的制止或防范人为错误的产生人机系统的正常运行，有赖于人与机器的活动与操作。
随着科学技术的进步，机械的可靠性显著提高，而由于人的不确定因素的存在，由操作者的错误行为引发操作事故所占比重也在不断的增大。
人的执行机能具有很大的自由度，不仅能够随时处理意外和异常情况，而且也会由于疲劳、情感、环境等因素的影响出现人为错误。
人为错误主要包括以下几种情况：未执行规定的机能；错误执行规定的机能；执行了没有规定的机能；等等。
为避免由于人为错误可能造成的事故，机械设备的设计常采用本质安全、停止运转及保护电器回路等安全保险措施和防止操作失误的装置预防人为错误；在机械安全检验过程中需要通过相关的信息或试验验证这些措施或装置的有效性和可靠性。
