2022年人機(jī)工程學(xué)讀書筆記

1、人機(jī)工程學(xué)讀書筆記 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，人類文明的不斷提高，人們對(duì)工作和生活質(zhì)量的要求越來越高。創(chuàng)建優(yōu)良的工作條件和舒適的生活環(huán)境，以滿足人的生理和心理的需求， 將成為人類不斷追求的目標(biāo)。而人機(jī)工程學(xué)正是一門研究人，機(jī)，環(huán)境如何才能達(dá)到最佳匹配，使 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)能夠適合人的生理和心理特點(diǎn)，以保證安全，健康，高效，舒適地進(jìn)行工作和生活的學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)以人，機(jī)，環(huán)境三要素為對(duì)象，以人為中心，按 照人體因素，人機(jī)界面，作業(yè)環(huán)境，人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析為順序展開論 述，重點(diǎn)落實(shí)在如何應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)與分析評(píng)價(jià)。人機(jī)因素主要研究人在工作過程中的生理和心理特 征，是人

2、機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)理論。 內(nèi)容包括：人的形體參數(shù)， 人體力學(xué)，人的機(jī)能特征，人的作業(yè)能力與疲勞，人的自然傾向和可靠性等，是 研究人機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)依據(jù)。人機(jī)界面是人機(jī)工程學(xué)研究的重 點(diǎn)，內(nèi)容包括：顯示器，控制器，作業(yè)空間和用具，主要介紹設(shè)計(jì)原 則，方法和必要的數(shù)據(jù)，資料及其使用條件。人在不同的作業(yè)環(huán)境條 件下有不同的生理和心理反應(yīng)，所以作業(yè)環(huán)境介紹了熱，聲，光，空 氣等環(huán)境對(duì)人體的影響， 分析評(píng)價(jià)的指標(biāo)，方法以及改善的具體措施。人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析是人機(jī)工程學(xué)的綜合應(yīng)用性內(nèi)容，具體研究如何 應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的基本理論，原理和數(shù)據(jù)解決實(shí)際問題。第一章緒論 人機(jī)工程學(xué)研究的是人與機(jī)器相互關(guān)系的合理方案，

3、亦即對(duì)人的知覺顯示， 操縱控制， 人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其布置和作業(yè)系統(tǒng)的組合等 進(jìn)行有效的研究， 其目的在于獲得最高的效率和作業(yè)時(shí)感到安全與舒 適。人機(jī)系統(tǒng)的基本類型： 1）手工勞動(dòng)系統(tǒng)； 2）半自動(dòng)化，機(jī)械化系統(tǒng)；3）自動(dòng)化系統(tǒng)。人與機(jī)的結(jié)合方式：1）人與機(jī)串聯(lián)方式； 2）人與機(jī)并聯(lián)方式； 3）人與機(jī)串并聯(lián)方式。人的工作主要有三種類型：肌肉工作， 感知工作和智能工作。 因此人機(jī)工程學(xué)的主要任務(wù)是對(duì)人機(jī)環(huán)境綜合體進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，用人類創(chuàng)作的科學(xué)技術(shù)為這一綜合體建立合理且有可行的實(shí)用方案，使人類獲得舒適，安全，健 康的環(huán)境條件， 力圖提高人本身的能力， 從而達(dá)到提高工作效率的目 的。根據(jù)人機(jī)工程

4、學(xué)的任務(wù)， 人機(jī)工程學(xué)的研究內(nèi)容可概括為以下幾 個(gè)方面： 1）人體因素的研究； 2）人機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)研究；3）工作場(chǎng)所和信息傳遞裝置研究設(shè)計(jì)；安全保護(hù)。4）作業(yè)改善研究； 5）環(huán)境控制與人機(jī)工程學(xué)的研究方法有以下幾種：1）實(shí)測(cè)法； 2）實(shí)驗(yàn)法； 3）詢問法；4）測(cè)試法；5）觀察法；6）模擬和模擬實(shí)驗(yàn)法； 7）分析法。人機(jī)工程學(xué)研究的一般程序： 確定目標(biāo)收集資料制定方案綜合評(píng)價(jià)。在研究人機(jī)工程學(xué)是應(yīng)該注意以下問題：1）測(cè)試方法的可靠性與有效性； 2）統(tǒng)計(jì)學(xué)的差異與實(shí)際意義的差異。第二章人的形體參數(shù)為了設(shè)計(jì)和改善人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)，必須知道人體各部分形態(tài)特征及各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其中包括人體高度，厚度及活動(dòng)

5、位移范圍等。對(duì) 于這些參數(shù)的測(cè)量， 叫做人體測(cè)量。人體測(cè)量通常采用的儀器主要有：人體測(cè)高儀、人體測(cè)量用直角規(guī)、人體測(cè)量用彎角規(guī)、人體測(cè)量用三 角平行規(guī)、坐高椅、量足儀、角度計(jì)、軟卷尺、描骨器以及醫(yī)用臺(tái)稱 等。我國對(duì)前四種測(cè)量儀器已制定了標(biāo)準(zhǔn)。人體大小各不相同， 設(shè)計(jì)一般不可能滿足所有使用者。為了設(shè)計(jì) 能適合較多的使用者，在應(yīng)用人體測(cè)量數(shù)據(jù)是應(yīng)考慮以下原則：1）由人體身高決定的物體，如門、船艙口、通道、床、擔(dān)架等，其尺寸應(yīng)以95 百分位數(shù)為依據(jù)。2）由人體某些部分的尺寸決定的物體，如取決于腿長的坐平面高度，其尺寸應(yīng)以第5 白分位數(shù)為依據(jù)。3）可調(diào)尺寸，應(yīng)以第 5 百分位數(shù)和第 95 百分位數(shù)調(diào)節(jié)

6、到使之間的所有人使用方便。4）以第 5 百分位數(shù)和第 95 百分位數(shù)為界限值的物體， 當(dāng)身體尺寸在界限以外的人使用會(huì)危害其健康或增加事故危險(xiǎn)時(shí)，其尺寸界限應(yīng)擴(kuò)大到第 數(shù)。1 百分位數(shù)和第 99 百分位5）門鈴、插座、電燈開關(guān)的安裝高度以及付賬柜臺(tái)高度，應(yīng)以第 50 百分位數(shù)為依據(jù)。應(yīng)用人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意以下問題：1）必須弄清設(shè)計(jì)的使用者或操作者的狀況，列出使用者的特征，包括性別、年齡、種族、體格等。2）人體尺寸的統(tǒng)計(jì)分布一般是呈正態(tài)分布的，故按人體尺寸均值設(shè)計(jì)產(chǎn)品和工作空間，往往只能適合 50%的人群，而對(duì)另外 50%的人群則不適合。3）選用人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)，要考慮操作者的著衣穿鞋情況和其 他

7、可能配備的東西，如手套、頭盔、靴子以及其他用具。4）由于人在操作過程中的姿勢(shì)和體位經(jīng)常變換，使用靜態(tài)測(cè) 得的尺寸數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要用動(dòng)態(tài) 測(cè)得的尺寸數(shù)據(jù)加以適當(dāng)調(diào)整。5）確定作業(yè)空間的尺寸范圍，與人的肢體活動(dòng)范圍及作業(yè)方 式有關(guān)。第三章人的機(jī)能特征神經(jīng)系統(tǒng)是機(jī)體的主導(dǎo)系統(tǒng)，全身各器官、 系統(tǒng)均在神經(jīng)系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)下，互相影響， 互相協(xié)調(diào)，保證機(jī)體的整體統(tǒng)一及其與外 界環(huán)境的相對(duì)平衡。 在此過程中， 首先是借助與感知器官接受體內(nèi)外 環(huán)境的各種信息， 通過腦和脊髓各級(jí)中樞的整合，最后經(jīng)周圍神經(jīng)控 制和調(diào)節(jié)各系統(tǒng)活動(dòng)， 以使機(jī)體適應(yīng)多變的外環(huán)境，同時(shí)也調(diào)節(jié)著機(jī) 體內(nèi)環(huán)境的平衡。

8、人的一切心理和意識(shí)活動(dòng)也是通過神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng) 實(shí)現(xiàn)的，因此，神經(jīng)系統(tǒng)也是心理現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。人在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)經(jīng)常受著心理因素的影響，同時(shí)，生產(chǎn)機(jī)械、作 業(yè)方式、工藝流程和生產(chǎn)環(huán)境對(duì)人的心理狀況發(fā)生作用。人機(jī)工程學(xué) 是研究人、機(jī)、 環(huán)境相互之間的適合性問題，當(dāng)然包括機(jī)械和環(huán)境必須適合人的心理特性這個(gè)重要的內(nèi)容。重要基礎(chǔ)。第四章人體力學(xué)所以說心理學(xué)是人機(jī)工程學(xué)的人的一切運(yùn)動(dòng)都是通過人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)完成的。人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 主要由骨骼、關(guān)節(jié)、肌肉三大部分組成。人體的運(yùn)動(dòng)以關(guān)節(jié)為支點(diǎn)，通過附著于骨面的骨骼肌的收縮， 牽動(dòng)骨骼改變位置而產(chǎn)生的。 因此，在運(yùn)動(dòng)過程中，骨骼起杠桿的作用，關(guān)節(jié)起樞紐作用，骨骼肌則是

9、運(yùn) 動(dòng)的動(dòng)力源。人體內(nèi)有三種類型的肌肉。 第一類為骨骼肌，通過腱與骨骼相連。骨骼肌的收縮能力強(qiáng)，但不能持久，其活動(dòng)能隨著人的意志運(yùn)動(dòng)，也 稱隨意肌。第二類為平滑肌，構(gòu)成人體某些臟器的管壁，其活動(dòng)不受 意志支配，故稱不隨意肌。 第三類為心肌， 分布在心臟的房、 室壁上，組成心肌層，也屬不隨意肌。成人全身共有 206 塊骨，通過骨連接組成骨骼系統(tǒng)， 約占體重的 1/5。骨依其所在部位可分為顱骨、軀干骨、四肢骨三部分；依其形 態(tài)則可分為長骨、短骨、扁骨和不規(guī)則骨四種。骨骼的主要功能是，骨骼構(gòu)成人體的支架，有維持體型、支撐軟組織、承擔(dān)全身重量的作 用；骨骼形成體腔壁，可保護(hù)大腦及內(nèi)臟器官，并能幫助呼吸

10、；骨是 人體運(yùn)動(dòng)的杠桿，肌肉牽動(dòng)骨繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，使人體產(chǎn)生各種運(yùn)動(dòng)；骨 的紅、黃骨髓有造血、儲(chǔ)藏脂肪的功能，骨還是人體內(nèi)礦物鹽的儲(chǔ)備 倉庫。人在日常生活和生產(chǎn)中， 一般有四大基本姿勢(shì)， 即立姿、端坐姿、靠椅坐姿和臥姿。 根據(jù)支持軀體的方式可將上述4 種基本姿勢(shì)劃分為34 種姿勢(shì)，其中立姿 7 種、端坐姿 14 種、靠椅坐姿 10 種和臥姿 3種。隨著宇航技術(shù)的迅速發(fā)展， 失重姿態(tài)也將作為一種作業(yè)姿勢(shì)而成為研究、分類的對(duì)象。影響作業(yè)姿勢(shì)的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面：1）作業(yè)空間的大小及照明條件，變換姿勢(shì)的可能性；2）體力負(fù)荷的大小及用力方向， 作業(yè)所要求的準(zhǔn)確度和速度；3）工作場(chǎng)所的布置，工具設(shè)

11、備與材料的位置以及取用、操作的方式；4）作業(yè)的方式、方法以及操作時(shí)的起坐頻率；5）工作臺(tái)面與座椅的高度，有無足夠的容膝空間；6）操作者隨意采取的體位。第五章人的作業(yè)能力與疲勞體力勞動(dòng)強(qiáng)度是以作業(yè)過程中的人體的能耗量、氧耗量、心率、直腸溫度、 排汗率或相對(duì)代謝率等作為指標(biāo)分級(jí)的。由于最緊張的腦力勞動(dòng)的能力消耗一般不超過基礎(chǔ)代謝的10%，而體力勞動(dòng)的能量消耗可高達(dá)基礎(chǔ)代謝的 1025 倍，因此，以能量消耗或相對(duì)代謝率作為 指標(biāo)制定的勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)，只適用于體力勞動(dòng)為主的作業(yè)。作業(yè)能力的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律：在入門期，勞動(dòng)生產(chǎn)率逐漸提高，不 良品率降低。當(dāng)作業(yè)能力達(dá)到最高水平時(shí)，即進(jìn)入穩(wěn)定期，一般可維 持一小

12、時(shí)左右。 此階段勞動(dòng)生產(chǎn)率以及其他指標(biāo)變動(dòng)不大。穩(wěn)定期之 后，作業(yè)者開始感到勞累， 作業(yè)速度和準(zhǔn)確性開始降低，不良品開始 增加，即轉(zhuǎn)入疲勞期。午休后，又重復(fù)午前的三個(gè)階段，但第一二階 段的持續(xù)時(shí)間比午前短，疲勞期提前出現(xiàn)。有時(shí)在工作日快結(jié)束時(shí)，也可能出現(xiàn)工作效率提高的現(xiàn)象， 這與結(jié)束任務(wù)和爭取完成或超額完成任務(wù)的情緒激發(fā)有關(guān)，這種現(xiàn)象叫終末散發(fā)。影響作業(yè)能力的主要因素：1）生理因素：體力勞動(dòng)的作業(yè)能力，隨作業(yè)者的身材、年齡、性別、健康和營養(yǎng)狀況的不同而異；2）環(huán)境因素：環(huán)境因素通常是指工作場(chǎng)所范圍的空氣狀況、噪聲、照明、色彩和微氣候等； 3）工作條件和性質(zhì)：生產(chǎn)設(shè)備與工作好壞對(duì)作業(yè)能力的影響較

13、大， 這主要看它在提高工效的同時(shí)，是否能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少靜態(tài)作業(yè)成分，減少作業(yè)的緊張程度等；4）鍛煉與熟練效應(yīng)：鍛煉能使機(jī)體形成鞏固的動(dòng)力定型，可使參加運(yùn)動(dòng)的肌肉數(shù)量減少，動(dòng)作更加協(xié)調(diào)、敏捷和準(zhǔn)確，大腦皮層的負(fù)荷減輕，故不易產(chǎn)生 疲勞。疲勞是由于身體的一部分使用之后發(fā)生的，但并不限于這一部 分，而會(huì)擴(kuò)散至全身，引起全身筋疲力盡和不舒服感，最后出現(xiàn)疲勞 自覺癥狀。人體疲勞后，具有恢復(fù)原狀的能力。未完全恢復(fù)的疲勞可 在一定程度上延續(xù)到次日。 當(dāng)人們?cè)谥囟葎诶壑螅?第二天還感到周 身無力、疲倦、不愿工作。人如果連續(xù)工作，反而不覺得累了，這是 體力上的適應(yīng)性。 人們?cè)谏碇芷谥腥缟锕?jié)律低潮期時(shí)發(fā)

14、生疲勞的 自我感受較重，而在高潮期則較輕。第 6 章人的自然傾向與可靠性 視錯(cuò)覺：指觀察注意對(duì)象所得到的印象與實(shí)際注意對(duì)象出現(xiàn)差異的現(xiàn)象。視錯(cuò)覺由人的生理心理現(xiàn)象決定，搞清楚。緊張狀態(tài)的發(fā)展可分為三個(gè)階段：但有些作用機(jī)理目前仍沒 警戒反應(yīng)期、 抵抗期、衰竭期?；艔垼菏亲鳂I(yè)者在某種心理狀態(tài)下所出現(xiàn)的一種工作狀態(tài)，表現(xiàn)為著急慌忙， 工作急于求成而忙中又常出錯(cuò)。著急慌張有兩方面的原因，一是本人主觀上的性格， 二是出于某種原因想盡快做完某種事情。人為差錯(cuò)分為：安裝差錯(cuò)、維修差錯(cuò)設(shè)計(jì)差錯(cuò)、制造差錯(cuò)、檢驗(yàn)差錯(cuò)、操作差錯(cuò)。生理節(jié)律：生理功能所顯示出的周期性變化，通常稱生理節(jié)律。在日常生活中，晝夜變化是人們

15、經(jīng)受的最急驟的變化， 人體對(duì)晝與夜的反應(yīng)很不相同。人們的日常生 活節(jié)律基本上以 24 小時(shí)為周期，故稱之為日周節(jié)律。在工程心理學(xué)中，常用閃光融合閾限值表示大腦意識(shí)水平，來說明人體的機(jī)能狀況。頻閃融合閾限值越高，大腦意識(shí)水平也越高；相反，精神疲勞或困倦 時(shí)，頻閃融合閾限值變低。星期一反應(yīng)：在一周中，常由于星期日的活動(dòng)過多過累， 星期一早晨上班感覺渾身無力，使得上午或整天工作效率都不很高。星期日造成的工作中斷，對(duì)工作效率也有影響，人們 把這種現(xiàn)象稱為星期一反應(yīng)。 PST 周期：德國醫(yī)生佛里斯和奧地利心 理學(xué)家瓦波達(dá)經(jīng)過長期臨床觀察，提出了體力強(qiáng)弱周期為 23 天，情 緒好壞周期為 28 天，智力高

16、低周期為 33 天。科學(xué)家經(jīng)過研究進(jìn)一步 提出，人的行為在一定程度上受該三種生理節(jié)律的綜合作用的影響，這三種生理節(jié)律合稱為 PST 周期 。第 7 章人機(jī)界面設(shè)計(jì) 人機(jī)界面設(shè)計(jì)是指通過一定的手段對(duì)用戶界面有目標(biāo)和計(jì)劃的一種創(chuàng)作活動(dòng)。大部分為商業(yè)性質(zhì)、少部分為藝術(shù)性質(zhì)。人機(jī)界面（Human Computer Interface ，簡稱 HCI）通常也稱謂用戶界面。人 機(jī)界面設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面：1）設(shè)計(jì)軟件構(gòu)件之間的接口；2）設(shè) 計(jì)模塊和其他非人的信息生產(chǎn)者和消費(fèi)者的界面；3）設(shè)計(jì)人（如用戶）和計(jì)算機(jī)間的界面。人機(jī)界面是計(jì)算機(jī)科學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)兩大學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物，同 時(shí)也吸收了語言學(xué)、人機(jī)工程學(xué)和社會(huì)學(xué)等學(xué)科的研究成果。經(jīng)過 40 余年的發(fā)展，已經(jīng)成為一門以研究用戶及其與計(jì)算機(jī)的關(guān)系為特 征的主流學(xué)科之一。 今年來，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)理論已經(jīng)更廣泛地發(fā)展和應(yīng)用到人機(jī)環(huán)