人因工程論文

1、人因工程課程報告專業(yè)班級:信息1102學(xué) 號:1102080228姓 名:指導(dǎo)老師:孫林輝2013年5月7日一.引言人因工程學(xué)是按照人的特性設(shè)計和改進(jìn)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時間和空間的人與其所操縱的機(jī)器以及他們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，也可以簡稱為人機(jī)系統(tǒng)。在上述系統(tǒng)中人是出于主體地位的決策者，也是操縱者或使用者；機(jī)是指人們所操縱或使用的一切物的總稱，它可以是機(jī)器，也可以是設(shè)施、工具或用具等；環(huán)境是人、機(jī)所處的物質(zhì)和社會環(huán)境。人、機(jī)、環(huán)境在其構(gòu)成的綜合系統(tǒng)中，相互依存、相互制約和相互作用，完成特定的工作過程。為了實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)境之間的最佳匹配，人因工程學(xué)把人的工作優(yōu)

2、化問題作為追求的重要目標(biāo)。其標(biāo)志就是使處于不同條件下的人能高效、安全、健康、舒適地工作和生活。高效，就是在保證高質(zhì)量的同時，具有較高的工作效率；安全，是指減少或消除差錯和事故；健康，是指設(shè)計和創(chuàng)造有利于人體健康的環(huán)境因素；舒適，是指作業(yè)者對工作有滿意感或舒適感，它也關(guān)系到工作效率和安全，是對工作優(yōu)化的更高要求。能同時滿足上述條件要求的工作，無疑是高度優(yōu)化的工作。但實(shí)際上同時實(shí)現(xiàn)這四方面要求是很困難的。在實(shí)際工作中，因根據(jù)不同情況，在執(zhí)行好有關(guān)人因工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)前提下允許有輕重之別。隨著社會的進(jìn)步，人的價值日益受到尊重，安全、健康、舒適等因素在工作系統(tǒng)設(shè)計和評價中必將受到廣泛重視。1.1 選題的目的

3、及意義通過本次課程報告，把所學(xué)人因工程學(xué)的理論用于實(shí)踐，鞏固和加深在人因工程課程中所學(xué)的作業(yè)空間設(shè)計、人-機(jī)系統(tǒng)設(shè)計和人機(jī)界面設(shè)計以及人因工程各項(xiàng)試驗(yàn)，使自己熟練掌握人因工程的基本分析方法，培養(yǎng)計算、設(shè)計、繪圖、文獻(xiàn)查閱、報告撰寫等基本技能；培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力；培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、創(chuàng)新意識、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。1.2 背景簡介臺燈，作為一種小范圍的照明工具，已經(jīng)成了現(xiàn)在學(xué)生的必需品，在我們的大學(xué)宿舍里，每位同學(xué)的桌上幾乎都會放著一盞臺燈，它們形態(tài)各異，顏色變幻。臺燈的照明是一種小范圍的照明，這樣有很多好處，如不易影響他人，還可以節(jié)約能源?，F(xiàn)在我國也正在推行“中國

4、綠色照明工程”，國家經(jīng)貿(mào)委會等13個部門，共同組織實(shí)施的一項(xiàng)旨在節(jié)約電能，保護(hù)環(huán)境，改善照明質(zhì)量的活動。綠色照明是指通過科學(xué)的照明設(shè)計，采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境。我想臺燈作為一種節(jié)能的照明電器，又作為學(xué)生所青睞的一種學(xué)習(xí)用具，應(yīng)該是這項(xiàng)全國性的節(jié)能改善活動中的一支強(qiáng)大的推動力量。同時，大部分使用臺燈的學(xué)生都是青少年，是祖國的希望于未來，健康的臺燈和健康的使用也應(yīng)該是我們所關(guān)注的一個問題。臺燈誠然以上描述的那樣重要，但在現(xiàn)實(shí)中，面對著自己的臺燈，總會提出這樣那樣的意見，感到自己的臺燈

5、有好多不盡人意的地方。我先發(fā)點(diǎn)牢騷，我的臺燈首先照度不夠，可動空間小，而且高度太低，再者還經(jīng)常會發(fā)出一些刺鼻的氣味。現(xiàn)在的臺燈有些還添加了好多輔助功能，但它首先是一種照明工具，它有著它們最基本的使命照明。所以無論臺燈設(shè)計的多么絢麗多彩，照明的舒適度永遠(yuǎn)是衡量臺燈設(shè)計主要標(biāo)準(zhǔn)。臺燈的設(shè)計不僅要在制造工藝和生產(chǎn)方面可行，更重要的是在設(shè)計思想中體現(xiàn)人因工程對人的關(guān)愛，使人用著舒適，這才是我們最終的目的。二.研究主要問題或主要解決的問題2.1 臺燈的使用要求的原則在使用臺燈的場所，如果燈光的照度和顯色性不夠，會使閱讀者過度使用視力，導(dǎo)致眼睛疲勞，而燈光光線長期地頻閃或有眩光會給人的視覺神經(jīng)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重

6、傷害，所以要特別講究照明的質(zhì)量。從滿足人類照明舒適、健康的角度并考慮到能源的節(jié)約，良好的照明應(yīng)具備五個條件：1.桌面照明要有足夠的照度目前我國學(xué)校及寫字樓等照明場所普遍采用的照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是80年代制定的，其中辦公、學(xué)習(xí)的桌上照度標(biāo)準(zhǔn)僅為國際標(biāo)準(zhǔn)的1/2，國際標(biāo)準(zhǔn)為300500勒克斯（lx），而我國標(biāo)準(zhǔn)約150勒克斯。照度太低或太高會使閱讀困難，容易造成閱讀疲勞，影響閱讀和工作效率。2.顯色指數(shù)不低于顯色指數(shù)即為光對顏色的還原程度我們稱為顯色性。在顯色指數(shù)較低的燈光下一般熒光燈為6070看東西，眼睛對顏色的分辨能力低，容易造成視覺疲勞。一般臺燈照明的顯色指數(shù)應(yīng)不低于803.光線要穩(wěn)定如果燈光足夠

7、亮，但卻在不停地閃動，光線不夠穩(wěn)定，我們說它存在頻閃。當(dāng)頻閃超過一定的范圍時，會產(chǎn)生視覺疲勞。而長期的視覺疲勞會對人的視覺系統(tǒng)造成損傷。特別是在電腦日益普及的今天，許多人在燈光下使用電腦（CRT顯示屏），通常電感鎮(zhèn)流器熒光燈的頻閃和熒光屏的幀幅閃動（每秒更換畫面50100次）重疊，形成光共振，對人的視覺系統(tǒng)傷害更大。長時間在這種照明環(huán)境閱讀或工作會損傷眼睛，并有眼脹頭痛等不適癥狀，通常也找不出原因。所以，歐洲電工委員會早在1997年就禁止在有電腦熒光屏的辦公室安裝使用電感鎮(zhèn)流器的熒光燈，以保護(hù)電腦操作人員健康，而我國目前對此尚無相應(yīng)法規(guī)，加之宣傳較少，故未引起人們的重視，但隨著“城市燈光綜合癥

8、”發(fā)病率越來越高，相信與之對應(yīng)的法規(guī)出臺只是時間問題了。4.無眩光人眼受到眩光影響后，會感到刺激和壓迫而失去明快舒適的氣氛，時間稍長就會產(chǎn)生心情厭煩、急躁不安等情緒，對閱讀和工作都會帶來嚴(yán)重不利的影響。三、設(shè)計根據(jù)第一節(jié)的分析，我覺得雖然我是大學(xué)生，但是從臺燈行業(yè)角度和祖國建設(shè)的角度出發(fā)，設(shè)計臺燈應(yīng)該首先滿足中小學(xué)生的需要，我們大學(xué)生現(xiàn)在使用的臺燈基本與高中生或者我們的高中時代沒有多大差別，所以我的服務(wù)對象選取的是中學(xué)生。對于小學(xué)生，我們可以看到很多專門為小朋友們設(shè)計的學(xué)習(xí)用具，在型號功能上都有專門適應(yīng)小朋友的特色。首先我站在一個大環(huán)境下考察設(shè)計問題，提取出了三個考慮因素:使用者中學(xué)生（我也包

9、括在內(nèi)）臺燈我們所要研究的目的環(huán)境包括自然環(huán)境與社會環(huán)境然后，對每個因素進(jìn)行再挖掘來看一下我們的設(shè)計需要使用者學(xué)習(xí)壓力大，任務(wù)重正處在發(fā)育階段安全意識較為薄弱臺燈造型功能材料環(huán)境制造經(jīng)濟(jì)性及可行性（考慮社會環(huán)境）環(huán)境保護(hù)（考慮自然環(huán)境）最后，開始各部件的分析設(shè)計環(huán)節(jié)。.燈泡：燈泡的主要功能在于照明。臺燈的燈泡有很多種，如白熾燈、日光燈管、節(jié)能燈管等。由于中學(xué)生學(xué)習(xí)的時間較長，眼睛易疲勞，為了保護(hù)其視力，所要設(shè)計的臺燈應(yīng)連續(xù)平穩(wěn)地發(fā)光，一般選擇沒有頻閃或頻閃較低的燈泡。幾種不同的燈管的展示現(xiàn)在比較好的廠家生產(chǎn)的護(hù)眼臺燈系列都是采用的基本能發(fā)出類似自然光的（非偏振光）光線，同時使用了特制鎮(zhèn)流器是燈

10、光很少發(fā)生對眼睛有刺激頻閃，這當(dāng)然是我們建議選用的，但是這種臺燈價位較高，根據(jù)我國處于社會主義初級階段社會發(fā)展不均衡的現(xiàn)狀，有條件的家庭建議選用這樣的臺燈。另外燈泡臺燈（b）也可以發(fā)出質(zhì)量較好的光，但是黃光，而且有時燈泡臺燈的不合理設(shè)計或選用會導(dǎo)致大的發(fā)熱量，引起使用者的不適。在選用時應(yīng)注意這一點(diǎn)。像（b）圖的有些節(jié)能燈管因?yàn)樗皇亲鳛榛菊彰魇褂茫_(dá)不到科學(xué)用眼的要求，所以在這里不推薦采用。支撐架臺燈放在書桌上，它的高度與學(xué)生的坐高以及書桌高度之間有很重要的關(guān)系。臺燈的高度不僅影響光線的利用率，而且影響學(xué)生的坐姿。選擇支撐架時，在保證臺燈高度適中的前提下，要考慮它對不同學(xué)生身高的適應(yīng)性以及制

11、作復(fù)雜程度、成本等問題。以上幾種支撐架，（a）圖作為寫字臺臺燈不應(yīng)采用，可以作為一件藝術(shù)臺燈。（d）圖的支撐架也不符合人因工程的設(shè)計（作為寫字臺臺燈；如果作為照明則無可厚非）。在這里我更傾向于使用（b）（c）兩圖的支撐架，高度方向可調(diào)，且調(diào)節(jié)方便。對于支撐架長度的設(shè)計。由于人的上身位于桌面以上的部分由人的身高與桌子的設(shè)計決定的。人的身高可以統(tǒng)計得出，桌子的設(shè)計則是基于人因工程的另一個設(shè)計課題了，通過對這一項(xiàng)人因課題的研究會得出我們希望得到的桌面上人身體部分的數(shù)據(jù)，但是我們現(xiàn)實(shí)中人因工程設(shè)計的產(chǎn)品還沒有得到普及，所以我們現(xiàn)在還不能得到一套可靠的這種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，況且即使得到了這樣的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為了滿足

12、大多數(shù)用戶的需求，只靠統(tǒng)計這種方式是不行的，最好在使用中有一個用戶交互的環(huán)節(jié)，或者說是反饋環(huán)節(jié)。由此，與其用戶與廠家反饋不如用戶自己對自己購買的產(chǎn)品進(jìn)行反饋，這樣就支持了我們剛剛提到的采用（b）（c）圖示支撐架的結(jié)論。綜上，似乎可以得出一個看法臺燈支撐架等一些尺寸不重要了，擔(dān)著是不是代表我們就不需要設(shè)計了呢，當(dāng)然不是。人因工程要求我們以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度思考問題，即使是從企業(yè)的角度，考慮經(jīng)濟(jì)型的原則，我們也要確定一個最基本的支撐尺寸，或是支撐架所能到達(dá)的最大高度等一些尺寸指標(biāo)。在這里選取支撐架最高高度這個指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計。在這里選取支撐架最高高度這個指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計。表一：我國成人男女人體部分主要數(shù)據(jù)（單位：

13、mm）可折疊式支撐架，可以在多個方向上自由調(diào)節(jié)。直桿式，之多能調(diào)節(jié)高度。表二：我國成人男女人體部分功能尺寸（單位：mm）這里之所以引用我國成年男女的生理指標(biāo)，是因?yàn)槿绻O(shè)計臺燈滿足成年生理指標(biāo)要求，對于未成年人來說肯定會符合要求；而且這些指標(biāo)確定的是臺燈的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際使用中是方便可調(diào)的，這里的研究只是為了滿足廠家經(jīng)濟(jì)性的要求。但是通過對以上表中的數(shù)據(jù)的分析，我們會發(fā)現(xiàn)缺少了一個重要的數(shù)據(jù)，那就是桌面上身高。對這一點(diǎn)我在查找過程一直沒有解決，只能留待進(jìn)一步完善了。好在這是廠家設(shè)計部門要考慮的問題，對于使用者我們研究的主體來說，有一個合適的最大支撐架長，滿足最長時燈光不會照入眼睛就可以了。從使

14、用者的角度我們已經(jīng)滿足了使用者人因上的設(shè)計。下面，進(jìn)入下一個設(shè)計環(huán)節(jié)。燈罩選擇燈罩時，主要考慮的是通過燈罩提供一個照度合適并且光線柔和的環(huán)境。這與燈罩的材料和外形有著密切的關(guān)系。燈罩的材料會影響光線的照射形式。透明燈罩將光透射出去，會使臺燈照度達(dá)不到要求；不透明的燈罩反射燈光，使臺燈照度很高卻不能營造一個柔和的環(huán)境。選擇燈罩材料還應(yīng)注意材料的導(dǎo)熱效果。燈罩的外形設(shè)計還應(yīng)該考慮光線照射的角度，通過選擇合適的燈罩坡度使臺燈的光線更符合要求。另外，對燈罩的設(shè)計分析還要考慮它對臺燈穩(wěn)定性的影響。相信現(xiàn)在大部分同學(xué)的臺燈都是類似（a）（b）這樣的燈罩，屬于不透明燈罩。（c）圖所示的是一種半透明燈罩，透明

15、玻璃或沒有燈罩的臺燈則屬于全透明燈罩。根據(jù)工效學(xué)和科學(xué)用眼的要求，在集中精力工作時周圍要有一定的照度，這樣積不至于是自己處于過于緊張的狀態(tài)，有能在移視目光時不致眼睛在明暗中頻繁變換，過快地導(dǎo)致視疲勞。綜上，我們采用半透明的燈罩作為理想臺燈的燈罩。開關(guān)開關(guān)作為一種控制器，首先要依據(jù)控制器設(shè)計的工效學(xué)要求作為基礎(chǔ)。控制器設(shè)計的工效學(xué)要求具體內(nèi)容請見人因工程中國科學(xué)技術(shù)出版社.孫林巖2005版P160P164.在孫老師的書上有詳細(xì)的介紹。在這里，我只想陳述我自己的一點(diǎn)對于臺燈開關(guān)的看法。開關(guān)起通斷電源或調(diào)節(jié)光線亮度的作用。常見的臺燈開關(guān)有撥動式開關(guān)、旋鈕式開關(guān)、觸摸式開關(guān)等。選擇開關(guān)時，要注意它能否

16、根據(jù)需要，安全有效地控制臺燈的亮度。觸摸式感應(yīng)開關(guān)會因?yàn)闊o意的觸碰而導(dǎo)致燈亮和燈滅，而聲控式開關(guān)也會因?yàn)橥饨绛h(huán)境發(fā)出的聲音而引起燈的自動開和關(guān)，這無疑會造成不良影響。根據(jù)使用的需要，選用旋鈕式開關(guān)作為最佳備方案。對于不可調(diào)亮度的臺燈任何一款符合人因控制器要求的開關(guān)都可以滿足要求。底座底座位于臺燈的底部，起支撐和穩(wěn)定作用。因此，它的設(shè)計主要是通過對材料和形狀的設(shè)計來保證臺燈的穩(wěn)定性。根據(jù)包括中學(xué)生在內(nèi)的臺燈使用者特點(diǎn)，底座的材料應(yīng)選擇堅(jiān)固的、不易碎的，其形狀則應(yīng)在追求臺燈穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)個性化的風(fēng)格。綜合以上的討論，根據(jù)每項(xiàng)元素我得出的最優(yōu)結(jié)論，給出如下我的設(shè)計。結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：燈泡，無頻閃接近自然

17、光支撐架，彎曲式可調(diào)支撐架燈罩，半透明開關(guān)，滿足工效學(xué)要求的開關(guān)即可底座，個性底座四、討論4.1其它設(shè)計對臺燈進(jìn)行設(shè)計分析時，可以考慮如何實(shí)現(xiàn)臺燈的多功能，如在臺燈底座上安裝日歷、筆筒等附件。還可以考慮對臺燈的功能進(jìn)行拓展，如實(shí)現(xiàn)臺燈的定時開關(guān)功能，到了學(xué)習(xí)時間它就會自動打開；實(shí)現(xiàn)臺燈的自動報警功能，當(dāng)眼睛離書本太近時，臺燈能自動提醒使用者糾正坐姿。分析臺燈材料的選擇時，要注意在現(xiàn)有條件下有哪些材料可供使用，盡量就地取材；并且要盡量使用可再生資源。在作設(shè)計分析時，應(yīng)考慮臺燈各部分之間的關(guān)系，使之成為一個協(xié)調(diào)的整體。4.2本設(shè)計分析在以上對臺燈設(shè)計的討論中，通過把臺燈分解為燈泡、支撐架、燈罩、開

18、關(guān)、底座五部分分別對每一部分進(jìn)行了討論，由于自己的知識儲備還很有限，所以每部分的設(shè)計中還或多或少存在一些問題。對每一部分的評價再第三節(jié)中每部分設(shè)計后已經(jīng)給出。最終結(jié)果示意圖圖六較為粗糙，僅給出了一個大致的概念型示意，在具體的操作中還要進(jìn)一步細(xì)化、完善。4.3我對人因工程的一點(diǎn)感悟通過人因工程課堂上跟隨孫老師的學(xué)習(xí)以及自己查閱一些相關(guān)資料，對工效學(xué)已有一個大致的認(rèn)識?？吹街車氖挛?，總想著從人因公程的角度去思考，看有無值得完善的地方。我舉一個我遇到的例子。前一段時間去東東包吃飯，他們從提價之后一直使用一次性筷子，用紙包裝，上面印著東東包的一些圖案。但是每次用快自我發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槲伊?xí)慣一手握住筷子，另一手輕握紙包把紙拉開一點(diǎn)，在抓住露出的筷子將其取出，這里就存在一個問題，我常常使筷子將要使用的一頭露出在外面，又不好再調(diào)頭了，只能用可能不是很干凈的手（即使很干凈也會覺得不舒服）去抓筷子的細(xì)頭，而對于有些人則不存在這個問題，他們會把紙