人的信息处理系统人因工程教材课件

2019/11/15
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人因工程学的研究内容
(4)研究工作场所设计和改善 工作场所设计包括工作场所总体布置、工作台
或操纵台与座椅设计、工作条件设计等。
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人因工程学的研究内容
(5)研究工作环境及其改善 作业环境包括一般工作环境，如照明、颜色、
噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘和有害气体等， 也包括高空、深水、地下、加速、减速、高温、低 温及辐射等特殊工作环境。
健康、舒适地工作和生活。
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人因工程学的起源与发展
人因工程学的萌芽时期：以提高生产效率为重点。 20世纪初——
泰勒：著名的铁铲实验和时间研究实验，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。
吉尔布雷斯夫妇：动作研究，创立了通过动素分析改进 操作动作的方法，提高作业效率，减轻疲劳。
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案例分析
• 案例5.1 P69 • 案例5.2 P72 • 案例5.3 P80 • 案例5.4 P85
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程序符号分析
符号名称
加工（操作） 搬运（移动） 数量（检验） 质量（检验） 停放（等待） 储存（闲置）
符号
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符号含义
使加工对象发生物理或化学性质 的变化，以增加其价值的活动 移动加工对象所进行的活动
进行数量检验的活动
进行质量检验的活动
加工对象在生产过程中的暂时停 放或处于等待状态 加工对象有计划停放或操作人员 处于闲置状态
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人因工程学的研究内容
(6)研究作业方法及其改善 研究人从事体力作业、技能作业和脑力作业时的 生理与心理反应、工作能力及信息处理特点； 研究作业时合理的负荷及能量消耗、工作与休息 制度、作业条件、作业程序和方法； 研究适宜作业的人机界面等等。

(0，1)敌人未来，需要增援；
(1，0)敌人进犯，不需增援；
(1，1)敌人进犯，需要增援。

我们所知道的信息比以前多了，它所含的信息量应该是1og24=2(比特)。
人因工程学
第一节 人的信息处理系统模型

三支烟囱的烽火台可传递8种情况信息

即：(0，0，0)；(0，0，1)；(0，1，0)；(0，1，1)；

用数学的语言来说，即只含有0(无烟)和1(有烟)两种情况的通信，其信息量定义
为

log22=1。
人因工程学
第一节 人的信息处理系统模型
假设烽火台上有两支烟囱，甲烟囱表示敌人情形：进犯(1)，或未进犯(0)

(0)。
乙烟囱表示我方情形，需增援(1)，或不需增援

得到四种情况：
甲乙
(0，0)敌人未来，不需增援；
人因工程学
第二节 感知系统的信息加工
（一）感觉器官及其信息接收能力

感觉器官能觉察到信号刺激的强度和频率之间的差异
条件:当信号刺激的能量分布落在绝对感觉阈限的上下限之间时
在人机系统设计中，常利用信号的能量差异进行信息编码，例如飞机告警 系统采用不同强度和不同频率的声音混合编码，以提高告警信号的传信绩效。
（1）感觉器官要求“适宜刺激”信号的载体
每一种感受器通常只对一种能量形式的刺激特别敏感 。这种刺激就是该感受器的适宜刺激。表9-1
（2）感官对信息载体的能量要求也有一定的限度（
表9-2）
人因工程学
第二节 感知系统的信息加工
（一）感觉器官及其信息接收能力 表9-1 人的感觉和各类感受器的适宜刺激

(1，0，0)；(1，0，1)；(1，1，0)；(1，1，1)。

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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
6.3.3听觉传示装置的选择
1.音响传示装置的选择原理 1）在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择 在噪声掩蔽效应最小的范围内。 2）使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能 引起人的注意。最好组成视、听双重报警信号。 3）音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声 波强度，使用较低的频率。 4）注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
相合性设计应遵循的原则，见图6-17 6.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则是见操纵－显示的编码应尽可能一 致，见图6-18
附录
本章所附插图
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图6-1
返回
图6-2
返回
图6-3
返回
图6-4
返回
图6-5
返回
图6-6
返回
图6-7
返回
图6-8
返回图6-9返回来自图6-10返回
2.言语传示装置的选择原理 1）显示内容较多时，采用一个言语传示装置即可。 2）更适于指导检修和故障处理工作，引导操作者 操作。 3）适用于追踪操作中。 4）在非职业性的领域中，言语传示装置更符合人 们习惯。
显示装置设计与选择的人机工程学原则
6.4 操纵装置设计
6.4.1 常用的操纵装置，见图6-8。 6.4.2 手控操纵装置设计
1. 触觉功能和触觉特性－不太敏感、适应迅速、有立 体感
2. 操纵手把的设计 设计合理的手把，应考虑下述几点
► （1） 手把的形状应与手的生理特点相适应，见图6-9 ► （2 ）手把的形状便于触觉对其进行识别，见图6-10 ► （3）尺寸应符合人手尺度的需要，见图6-11

目前，该学科在国内外还没有统一的名称。 美国：称为人类工程学或人因工程学； 西欧：称为工效学，日本：称为人间工学。
中国：人机工程学、人体工程学、人类工效学、人类工程 学、工程心理学、人的因素等。近几年使用人因工程学和 人类工效学命名的较多。
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第4章 人因工程
工业工程导论
4.1 人因工程概述
伐木
人因工程
舒适温度/℃ 18～24 18～23 17～22 15～21 14～20
不同劳动条件下的舒适温度指标
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工业工程导论
第4章 人因工程
微气候环境
空气气温对人的影响
美国兵工厂调研结果
温度
事故率
温度
事故率
17-22.5 ℃ 11.4 ℃ 25.3 ℃
100%（基准）
女性 130% 女性 108%
工业工程导论
第4章 人因工程
4.1 人因工程概述 4.2 人体测量 4.3 作业环境设计 4.4 作业空间设计 4.5 人机系统设计 4.6 劳动安全与事故预防
人因工程 1
工业工程导论
第4章 人因工程
人因工程
4.1 人因工程概述
人因工程学(Human Factors Engineering)是研究人一机 一环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的 一门边缘性应用学科，是工业工程的经典分支之一。
增加或减少点光源的光强度、改变受照物体与光源的距离、 调整光源与受照体之间的夹角，均是改善受照物体表面照 度的有效途径。
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工业工程导论
照明环境
照度与疲劳
第4章 人因工程
看书疲劳和照度 : 不同照度下，看书 后眼睛疲劳程度可 以通过眨眼次数的 变化来说明。

键盘 拉圈
滑动控制器
摆动开关
指拨滑 块（摩 擦传递）
拉钮
脚踏板
牵拉控制器
常用控制器的特征如表14-10所示。
二、控制器的设计要求
（一）控制器的编码
1.形状编码 2.位置编码 3.大小编码 4.颜色编码 5.标记编码 6.操作方法编码
1、形状编码
通过不同的形状和表纹，便于操作者辨认。 形状要与功能有逻辑关系，如图14-13 不用视觉14-14，凭触觉准确分辨 戴手套情况下14-15 ，凭触觉准确分辨
使用简便； 尽量使用国际通用的标志符号； 与显示器和控制器有关的标志符号，要合理区分和
布置，符合操作者的心理和动作特征； 避免环境背景产生视觉干扰。
四、标志符号设计
标志符号的知觉因素 设计标志符号要符合人的知觉特： 1.形与基分明，如图14-8a所示 2.边界明显，如图14-8b所示 3.封闭 ，如图14-8c所示 4.简明 ，如图14-8d所示 5.完整 ，如图14-8e所示
一、控制器的分类
按操纵控制器的身体部位的不同
手动控制器 脚动控制器
按功能可分为
开关类 转换类 调节类 紧急开关类
曲柄
手轮
旋塞
旋钮
钥匙
按控制器运动类别分为：
旋转控制器 开关杆 调节杆
杠杆电键
拨动开关
摆按动钮 控制器按键 按拉环压手控闸 制器拉手
指拨滑 块（形 状传递）
2、位置编码
通过位置安排来识别控制器（视觉/盲视定位） 按功能组合排列 控制、显示器具有相对应的位置 同种类型在相同位置，各区之间用位置、形 状、颜色、标记区分 重要控制器放在最佳控制范围内

早期 ——使人适应已有 的机器
• 泰勒、吉尔布雷斯：动作与 时间研究
• 一战期间，美军培训选拔人 员来操纵飞机、潜艇等现代 化设备
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
形成 ——机宜人
• 二战中，操纵错误导致事故大大增加， 意识到只有人机关系的研 究由“人适机”转入“机宜人”的新 阶段。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
快速发展 ——人、机、环境系统
• 计算机的人机界面、 • 横向发展：出现种种以不
宇航系统的设计， 拓宽了人因学的研
同行业问题为内容的人因 学，如航空人因学、VDT （视觉显示终端）人因学、
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
• 1949年，英国首先成立了工效学研究 学会。
• 同年，查帕尼斯等，第一本关于人因 的书《应用实验心理学——工程设计 中人的因素》。
• 1957年麦克考米克的《人类工程学》 出版，被许多国家的大学作为课本。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
其它命名
• 美国：人因学（human factors）或人 类工程学（human engineering）、工 程心理学（engineering psychology）
• 欧洲：工效学（ergonomics） • 前苏联：工程心理学 • 日本：人间工学 • 人体工程学；人机工程学；人类工效

02
系统概念与理论
系统的定义与特点
总结词
系统的定义、特点
详细描述
系统是由相互关联、相互作用的元素组成的集合体，具有特定功能和结构。系统的特点包括整体性、相关性、层 次性和动态性等。
系统的基本要素
总结词
系统的基本要素
详细描述
系统的基本要素包括系统中的各个组 成部分、相互之间的关系以及系统所 处的环境等。这些要素相互作用、相 互制约，共同构成系统的整体。
总结词
人因工程的发展历程可以追溯到20世纪40年代，随着 科技的不断进步和应用领域的不断拓展，其发展逐渐 成熟。
详细描述
人因工程的发展历程可以分为四个阶段。第一阶段是 20世纪40年代到60年代初的起步阶段，这一时期人因 工程学开始形成并逐渐受到重视。第二阶段是20世纪 60年代到70年代的发展阶段，这一时期人因工程学的 研究和应用领域不断拓展。第三阶段是20世纪70年代 到80年代的成熟阶段，这一时期人因工程学逐渐成为 一门独立的学科，并形成了较为完整的知识体系。第 四阶段是20世纪80年代至今的繁荣阶段，这一时期人 因工程学的研究和应用领域不断拓展，涉及的领域越 来越广泛，同时也面临着新的挑战和机遇。
系统理论在人因工程中的应用
系统分析方法
系统理论提供了一种整体、全面的分析方法 ，有助于人因工程师更好地理解和分析问题 。
动态视角
系统理论强调系统的动态性和变化，有助于人因工 程师预测和应对系统中的变化和挑战。
优化资源配置
系统理论可以帮助人因工程师合理分配和优 化资源，提高人因工程的效率和效果。
人因工程与系统理论的协同发展
人因工程在工业领域的应用包括人机界面设计、工作场所 设计、劳动安全防护等；在交通领域，人因工程应用于道 路设计、交通信号灯设计、交通安全设施设计等；在医疗 领域，人因工程应用于医疗设备设计、医院环境设计、康 复工程等；在航空航天领域，人因工程应用于飞行器设计 、航天器设计、宇航员训练等。

人因工程分析软件
人因工程实验数据处理软件
用于处理和分析实验数据，如数据整理、统计 分析、可视化等。
人因工程仿真软件
用于模拟人体在不同环境和工作条件下的行为 和表现，以便预测和优化人机交互的效果。
人因工程评估软件
用于评估人机系统的性能和安全性，以便改进和优化人机系统的设计。
04
人因工程研究案例
航空航天领域人因工程研究案例
总结词
航空航天领域的人因工程研究主要关注飞行 员和机组人员的操作界面、工作负荷和人为 因素对飞行安全的影响。
详细描述
在航空航天领域，人因工程研究案例包括对 飞行控制面板、仪表板布局、飞行员座椅和 脚踏板等的设计优化，以提高飞行员的效率 和安全性。研究还涉及机组人员之间的沟通 、紧急情况下的决策制定等方面。
智能家居领域人因工程研究案例
要点一
总结词
要点二
详细描述
智能家居领域的人因工程研究主要关注家庭设备、智能化 和人机交互等方面。
在智能家居领域，人因工程研究案例包括对智能家居设备 的用户界面、语音识别和人工智能技术的研究，以提高家 庭生活的便利性和舒适性。还涉及家庭安全、能源管理和 家庭成员之间的人机交互等方面的研究。
观察法
总结词
通过观察和记录人在特定环境下的行为和表现来分析人因工程设计的方法。
详细描述
观察法是人因工程中常用的研究方法之一，通过观察人在特定环境下的行为和表现，记录和分析人在 不同情境下的反应和表现，以探究人因工程设计对人的影响。观察法具有较高的真实性和可靠性，能 够提供较为客观的数据和结论。
调查法
总结词
通过问卷、访谈等方式收集人的意见、 态度和行为数据，分析人因工程设计的 方法。
VS

方法研究的目的在于改进工艺和程序， 改进工厂、车间和工作场所的平面布置，改进 整个工厂和设备的设计，改进物料、机器和人
第八章 人机系统分析与评价
方法研究
方法研究的步骤
步骤名称 选择 记录
含义 选择拟研究的工作对象
通过直接观察，记录与现行 方法有关的全部事实
调查 开发 定义 建立 坚持
使用最符合目的的提问，严 格而有次序地考查所记录的 事实 开发最实用、最经济、最有 效的工作方法，但要估计到 所有意外情况
第八章 人机系统分析与评价
操作顺序图分析
作业顺序的描述
存在误操作的作业顺序描述
开灯
灯未亮
看见灯光 按开关
看见灯光 没看见灯光
没按开关
按开关
没看见灯光 没按开关
第八章 人机系统分析与评价
操作顺序图分析
操作顺序图法主要分析内容
时间轴
0
反应时间分析
0 开灯
看见灯光
1
1
按开关
2
2
3
3
开灯
看见灯光 按开关
作业分析
操作分析
操作分析的基本要求： 通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低，工序排列最佳， 并使每一操作简单易行 合理利用肌肉群，防止某些肌肉群由于动作过于频繁而产生劳 损。 要求机器设备完成更多的工作。减少作业循环和频率 改进设备、工具、材料规格或工艺性，采用经济的切削用量。 工作地点应有足够的空间，使操作者有充足的回旋余地。 消除不合理的空闲时间。
表示受控制的储存，物料在某种方式的授权下存入仓库或仓库发放，或为了控制目的而保存。在 双手操作程序图中定义为握持，用以表示握住工件、工具或材料的动作
第八章 人机系统分析与评价

现代工业工程
——人因工程学
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一、概述
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2
1.1、人因工程定义
❖ 人因工程学又称为：工效学、人机工程学、 人类工效学、人体工学
❖ 人因工程是研究“人-机-环境”系统中三者之 间的关系，实现三者的最佳匹配，是一门实 践性、综合性、交叉的边缘学科
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3
1.1、人因工程定义
两个目标
提高工作效率和质量 满足人们的价值需求
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3.2 作业疲劳
四. 疲劳的类型
1. 生理疲劳 （1）根据产生疲劳的部位分类
（2）根据引起疲劳的原因和状态分类
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体力疲劳 脑力疲劳 技术性疲劳
局部性疲劳 全身性疲劳
急性疲劳 慢性疲劳 姿势疲劳 缺氧疲劳 病理疲劳
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3.2 作业疲劳
2．心理疲劳 劳动强度不大，但由于神经系统过于紧张或长时间从事单调、厌烦的工作而使
锻炼：可以巩固动力定型，使动作敏捷、准确、协调、肺 活量增加，使所从事的作业有良好的适应性和持久性。
熟练效应：反.复从事某项活动，形成一种全身性的适应性变27 化，使机体协调、不易产生疲劳，达到提高作业能力的效果 。
3.2 作业疲劳
一. 作业疲劳
在作业过程中，作业者的作业机能衰退、作业能力明显下降， 有时伴随有疲倦感等主观症状的现象，称为作业疲劳。
b.模仿能力和创造能力 c.认知能力、操作能力和社 交能力
❖ 3.动机
指由目标或对象引导、激发和维持 个体活动的一种内在心理过程或 内部动力。
马斯洛的需要层次理论（生理、安 全、归属和爱、尊重、自我实现）
❖ 4.情绪
指人对客观事物的态度体验及相应 的行为反应。是个体与环境之间 某种关系的维持或改变。