1、第一章安全人机工程学概述及研究方法,人-机-环境系统,“人”作为工作的主体（操作人员或决策人员）“机”人所控制的一切对象（汽车，机床，生产过程等）机制(管理)“环境”人与机所处的特定的工作条件（外部环境等）,人、机和环境之间的关系,人、机、环境三个要素。一个相互作用，相互依存的系统。“人的效能”+“人的健康”,人体工程学是一门技术科学,人体工程学强调理论与实践的结合，重视科学与技术的全面发展，它从基础科学、技术科学、工程技术这三个层次来进行纵向探讨。与人体工程学有关的基础科学知识主要包括：心理学、生理学、解剖学、系统工程等。,人体工程学是一门技术科学,在工程技术方面，人体工程学已广泛运用于军事
2、、工业、农业、交通运输、建筑、企业管理、安全管理、航天、潜水等行业。从各门学科之间的横向关系看，人体工程学的最大特点是联系了关于人和物的两大类科学，试图解决人与机器、人与环境之间不和谐的矛盾。,人体工程学在解决系统中人的问题两条途径：,使机器、环境适合于人；通过最佳的训练方法，使人适应于机器和环境。,人机工程学-让技术人性化的科学,在一些好莱坞的科幻大片里，未来的世界充斥着生硬冷漠的巨型建筑、和横行无阻的巨无霸机器人，人类成了一群柔弱渺小的蝼蚁，面对自己的造物一边作无力的挣扎，一边也对此前的技术狂热作绝望的反省。,人机工程学-让技术人性化的科学,近来有些厂商，尤其在计算机和家具产品领域，把“以
3、人为本”、“人体工学”的设计作为产品 的特质来重点宣传。,什么是人机工程学,人机工程学是一门多学科的交叉学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调。研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域。研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门科学。,人机工程学,研究对象：是研究人在某种工作环境中的解剖学、和等方面的因素。研究内容：研究人和机器及环境的相互作用。,人机工程学迅速发展,人机工程学的各个分支
4、学科的研究，都在一定程度上具有人机工程学研究的性质。所有这些思想和方法经过长期和零散的酝酿，在二战时期获得了突破性的进展，从此也奠定了人机工程学被视为成熟的现代学科的地位，在世界范围受到重视并被视为工业的推动力之一。,机工程学的多种学科名称：,人类工效学，或简称工效学，英文Ergonomics这个学科名称在上应用最广。人的因素(学)，英文Human Factors 这是一直沿用的名称。人类工程学，英文Human Engineering 类似的名称有人体工程学。工程心理学，英文Engineering Psychology 这个名称下的学科研究更专注于心理学方面。人机环境系统工程学、宜人性设计(人
5、机工程设计)等，研究内容相同或相近。在，该学科的日文汉字是“人同工学,对劳动工效的苛刻追求人机学的孕育,美国工程师FW泰勒(Frederick WToylor，1856-1915)开创的“时间与动作研究（TimeAnd otion Study）包括泰勒的“铁锹作业实验”。,“铁锹作业实验”是用种大小不同的铁锹，交给工人使用，比较他们在每个班次8h里的工作效率。结果表明工效有明显差距。这其实是关于体能合理利用的最早科学验。砌砖作业实验是用当时问世不久的连续拍摄的摄影机，把建筑工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分解分析，精简掉所有非必要动作，并规定严格的操作程序和操作动作路线，让工人像机器一样刻
6、板“规范”地连续作业。（吉尔布雷斯夫妇）疲劳研究(1919年出版)更被认为是美国“人的因素”方面研究的先驱。,人机工程学迅速发展,战争中复杂武器的发展，使 得人机协调问题的突然激化。例如空战和歼击机提出对飞行员的体能和智能要求，使得人员的选拔和培训难度不断增大，促使在飞机的仪表显示、操纵工具和飞行员 座椅等部件的设计中，不得不加大对人的因素的考虑，进而带动了有关的技术和方法的迅速发展。,人机工程学迅速发展,二战中尖锐的军械问题 20世纪的两次世界大战期间，制空权是交战各国必争的焦点之一。飞机仪表 一战时期SE5A战斗机上只有7个仪表，到二战时期的“喷火”战斗机上增加到了19个。一战时期美国“斯
7、佩德”战斗机上的控制器不到10个，到二战时期P-51上增加到了25个。,人机工程学迅速发展,二战中尖锐的军械问题其他的兵器和民用产品二战中入侵前苏联的德国军队的枪械问题，也是一个典型的事例。俄罗斯冬季极冷，枪械必须戴上手套使用。但德军的枪械扳机孔较小；在天寒地冻的广袤大地上，戴了手套手指伸不进扳机孔，不戴手套手指立即冻僵，甚至能被冰冷的金属粘住。,MG34式7.92mm机枪,人机工程学迅速发展,人机工程学作为一个工程学科，其研究常常是围绕具体的现实问题而展开 航空航天活动对人类生理适应性和工作能力的挑战，促进了航空航天医学的发展，在北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系，也较早设立了人机环境专
8、业的教学和科研。工业生产中职业病的广泛危害，在北京医科大学公共卫生学院也开展了包括坐姿作业导致的肌肉骨骼劳损、粉尘污染致癌等职业病学的研究，同时也就涉及到作业姿势，作业环境评价等方面的人机工程学的研究。,我们身边的人机工程学,人机工程学的基本研究对象是人的工作 典型事例：青少年的学习姿势和近视眼,我们身边的人机工程学,操作计算机的上机姿势,我们身边的人机工程学,大客车座椅老板椅 靠背,人机工程学在中国,在中国，人机工程学的研究在本世纪30年代开始即有少量和零星的开展，但系统和深入的开展则在文革以后。1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会，统一规划、研究和审议全国有关人类
9、工效学的基础标准的制定。1984年，国防科工委成立了国家军用人机环境系统工程标准化技术 委员会。这两个技术委员会的建立，有力地推动了我国人机工程学研究的发展。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会，再在1995年9月创刊了学会会 刊人类工效学季刊。,人机工程学在中国,人机工程学在中国已有所进展，但是和发达国家相比还非常落后。中国在人力资源方面是相对充裕和廉价。“铁人王进喜”这样的劳动楷模奉献精神和坚强意志技术的落后、人力的滥用。,二十一世纪的人机工程学,人机工程学致力于人与技术之间的协调；二十一世纪人类步入了信息时代，人机工程学的发展必然向着信息化、智能化、网络化的方向发展。人机工程学作为
10、应用性学科，与人的工作生活息息相关，设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。,技术的人性化,最大体现将在于计算机虚拟现实技术的实用化。人与计算机交互方式的演变 利用穿孔纸带输入 面对终端机上的字符操作界面 个人计算机上的图形界面和多媒体 网络和虚拟现实,技术的人性化,十年回望1995盖茨未来之路：部分预测已成现实未来您将可以选择收看自己喜欢的节目，而不是被动的等着电视台播放。如果您计划购买一台冰箱，您将不用再听那些喋喋不休的推销员唠叨，因为电子公告板上有各种正式和非正式的评价信息。一对邻居在各自家中收看同一部电视剧，然而在中间插播电视广告的时段，两家电视中却出现完全
11、不同的节目。中年夫妻家中的电视广告节目是退休理财服务广告，而年轻夫妇的电视中播放的是假期旅行广告。音乐销售将出现新的模式。那些对光盘和磁带等耗材产品感到头疼的用户将不会再受到磨损的困扰，未来的音乐将存储在一台服务器上，供用户通过互联网下载。,人的技术化,人自觉和主动地进行学习、接受训练和选拔，从而获得更大的能力；人会被动地和不自觉地接受技术的约束，和形成对技术 的依赖;例如使用计算器后,心算能力的减退，继而使用电脑记事后记忆力的减退。,二十一世纪的人机工程学,英国科学家霍金的言论：由于人类社会和技术环境的复杂性的不断提高，使人类作为一种生物所具有的有限能力和复杂性日益难以适 应，因而利用基因技
12、术来改造和提高人类的素质将成为必然的选择。这个观点意味着人类这个认识和改造的主体，将自觉地将其所发展的技术手段应用于对自身的根 本性改造，这将对人类未来的演进带来复杂和深远的影响。1997年克隆羊的问世,人机工程学及其应用,让机器及工作和生活环境的设计适合人的生理心理特点，使得人能够在舒适和便捷的条件下工作和生活，人机工程学就是为了解决这样的问题而产生的一门工程 化的科学。,人机工程学及其应用,电话机的设计是人机工程学的开端,78年模糊的记忆手摇式电话,人机工程学的研究方向,人机工程的应用领域是十分广泛的，几乎涉及人类工作和生活的各个方面。主要应用方向：人体工作行为解剖学和人体测量；工作事故，
13、健康与安全；包括人体测量和工作空间设计；姿势和生物力学负荷研究；与工作有关的骨骼、肌肉管理问题；健康人机工程；安全文化与安全管理；安全文化评价与改进,人机工程学的研究方向,认知工效学和复杂任务；环境人机工程认知技能和决策研究；环境状况和因素分析；工作环境人机工程 计算机人机工程；显示与控制布局设计；人机界面设计与评价软件人机工程；计算机产品和外设的设计与布局；办公环境人机工程研究；人机界面形式,人机工程学的研究方向,专家论证：多工作环境；人的可靠性专家论证调查研究；法律人机工程；伤害原因；人的失误和可靠性研究；诉讼支持；工业设计应用医疗设备；坐的设计与舒适性研究；家具分类与选择；工作负荷分析；
14、,人机工程学的研究方向,管理与人机工程人力资源管理；工作程序；人机规则和实践；手工操作负荷 办公室人机工程与设计；医学人机工程办公室和办公设备设计；心理生理学；行为标准；三维人体模型,人机工程学的研究方向,系统分析；产品设计与顾客；军队系统；组织心理学；产品可靠性与安全性；服装人机工程；三维人体模型；军队人机工程；自动语音识别；人机工程战略；社会技术系统；暴力评估与动机；可用性评估与测试；可用性审核；可用性评估；可用性培训；试验与验证；仿真与试验；仿真研究；仿真与原型；,安全人机工程学,从安全的角度研究人与机的关系。运用人机工程学原理和方法解决人机结合面的安全问题。立足点（安全层面），对应活动
15、（生产、生活、生存）。人与机保持什么样关系，才能保证人安全。,安全人机工程学研究主要内容,人的特性的研究机的特性的研究环境的特性的研究人机关系的研究人环关系的研究人机环境系统总体性能的研究事故预防以及事故致因的研究,为什么要研究安全问题？,没有任何一种事物是绝对安全的，任何事物中都潜伏着危险因素，通常所说的安全或危险只不过是一种主观的判断。不可能根除一切危险源和危险，可以减少来自现有危险源的危险性，宁可减少总的危险性而不是只彻底去消除几种选定的危险。由于人的认识能力有限，有时不能完全认识危险源和危险，即使认识了现有的危险源，随着生产技术的发展，新技术、新工艺、新材料和新能源的出现，又会产生新的
16、危险源。,人类生产生活中存在哪些安全问题？,社会安定、有序、进步始终是各社会阶段追求的目标，而这一目标实现的重要标志之一就是安全。这是社会促动安全的主动因素。但是人类的社会活动如政治、军事、文化、社交，有的对安全直接起破坏作用,有的间接影响着安全；人类的经济活动如生产(职业)、高技术灾害(化学品致灾、核事故隐患、电磁环境公害、航天事故、航空事故)、交通灾害则是自人类开展经济活动以来就存在的突出的安全问题,如今更加突出的一个安全问题是环境问题。,安全、危险与事故,安全简单地说就是导致人员死伤、职业病、设备或财产损 失的概率为零或可接受的状态。危险是一种状态，可以引起人身伤亡、设备破坏或降低完 成
17、预定功能的能力。事故是人们在实现其目的的行动过程中突然发生的、迫使 其有目的的行动暂时或永远中断，并有时造成人身伤亡 或设备损毁的一种意外事件。,安全人机工程学,安全科学要体现本质安全，即要从本质上达到事物或者系统的安全。安全科学要体现科学性、理论性，即不但要研究实现安全目标的技术方法和手段，而且还要研究安全的理论与策略。安全科学既要体现它的交叉性，又要体现研究对象的全面性。,“以人为本”的悖论,如果设计的目标用户不是人，那为什么要“以人为本”呢？（片面性）假如要给家养的小狗设计一 个吃食的器具，那么我们就应该研究那狗的的吃食方式以及狗嘴、狗牙的生理结构，以免器具的深浅、大小不合适，使狗儿吃的
18、不开心。“以狗为本”,“以人为本”的悖论,人机工程学是“以人为本”的设计核心思想,既人机工程学的基本理论是产品设计要适合人的生理，心理因素”,那是不是所有的设计都是要做到适合人的生理，心理因素呢?,“以人为本”的悖论,产品设计中提到的人性化设计大概就是要注意消费品在“方便”“舒适”“可靠”“价值”“安全”等方面的评价。,“以人为本”,设计要“以人为本”是必要的，但设计的思想是应该活的，如果一切的设计都要以着“以人为本”的核心去搞设计，未尝不会成为一种思想的包袱。“以人为本”的思想有相对性，该人性化时则人性化，该反之则反之，设计没有固定的思考 模式，一切的设计都是现实主义的体现。我们有必要搞清楚设计到底是以“谁为本”，否则一切的设计到是没意义的。,
