《人因工程》課程教學(xué)大綱

《人因工程》課程教學(xué)大綱《人因工程》課程教學(xué)大綱

課程名稱：人因工程課程代碼：INDE3008

英文名稱：ErgonomicsandHumanFactors

課程性質(zhì)：專業(yè)核心基礎(chǔ)課學(xué)分/學(xué)時(shí)：3學(xué)分/54學(xué)時(shí)

開課學(xué)期：第5學(xué)期

適用專業(yè)：工業(yè)工程、機(jī)械工程、設(shè)計(jì)類專業(yè)

先修課程：工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)工業(yè)工程

后續(xù)課程：設(shè)施規(guī)劃與物流分析、先進(jìn)制造技術(shù)與系統(tǒng)

開課單位：機(jī)電工程學(xué)院課程負(fù)責(zé)人：匡紹龍

大綱執(zhí)筆人：匡紹龍大綱審核人：楊宏兵

一、課程性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)（在人才培育中的地位與性質(zhì)及主要內(nèi)容，指明同學(xué)需把握學(xué)問與力量及其應(yīng)達(dá)到的水平）

課程性質(zhì)：人因工程是工業(yè)工程、機(jī)械工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。該課程基于工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、生理學(xué)、心理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程等先期課程基礎(chǔ)上，針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與設(shè)施、以及人機(jī)交互設(shè)備及工具，從人的力量及限制條件動(dòng)身，運(yùn)用合理的方法，探討其設(shè)計(jì)的合理性、可用性、健康性和舒適性能問題。并為后續(xù)課程設(shè)施規(guī)劃與物流分析、數(shù)控等先進(jìn)制造技術(shù)、生產(chǎn)組織和人力資源供應(yīng)以人為中心的設(shè)計(jì)手段和方法。

教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)從工程的角度把握人的生理、心理特征，對(duì)人及其與機(jī)具、環(huán)境相互關(guān)系有比較全面了解，發(fā)覺并利用人的行為方式、工作力量、作業(yè)限制等特點(diǎn)，并能從適合于人的生理與心理特征的角度動(dòng)身，對(duì)工程設(shè)計(jì)、工作支配、環(huán)境布置等提出必要的數(shù)據(jù)和要求，為人、機(jī)具、環(huán)境系統(tǒng)建立一個(gè)合理可行的有用方案，使作業(yè)者獲得舒適，健康、平安、牢靠的作業(yè)環(huán)境，力求提高作業(yè)者的作業(yè)力量，以提高生產(chǎn)率、平安性、舒適性和有效性。并為學(xué)習(xí)相關(guān)課程供應(yīng)必要的基礎(chǔ)學(xué)問。最終能使相關(guān)人員解決大系統(tǒng)、作業(yè)空間、工作站、人機(jī)界面等人因問題及面對(duì)人因的設(shè)計(jì)與改善問題。

本課程的詳細(xì)教學(xué)目標(biāo)如下：

1.把握人機(jī)交互過程中人的信息處理結(jié)構(gòu)和處理模型，把握常用生理學(xué)、心理學(xué)等用于認(rèn)知負(fù)荷的測(cè)量與評(píng)估方法，把握人的視覺、聽覺等感知特征和極限，把握人的運(yùn)動(dòng)特征及運(yùn)動(dòng)力量限制，學(xué)會(huì)應(yīng)用上述特征進(jìn)行顯示器、掌握器的設(shè)計(jì)與合理布局，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的平安性、舒適性和效率，解決人機(jī)界面設(shè)計(jì)中的人因問題；

2.把握在生產(chǎn)、生活及使用工具作業(yè)中人的解剖學(xué)、肌肉骨骼系統(tǒng)業(yè)疲憊等進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估；并結(jié)合把握人體測(cè)量學(xué)方法，以及理環(huán)境對(duì)人的生理、心理及作些力量了的影響及掌握策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作空間布局、工作站設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)和改善，從而實(shí)現(xiàn)平安、健康的作業(yè)設(shè)計(jì)，解決空間布局、體力作業(yè)的人因問題；

。

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

人的信息處理模型和計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)體系有何異同？將來的機(jī)器人處理模型能否按這種結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)？

?作業(yè)內(nèi)容：

人的信息處理模型結(jié)構(gòu)圖表達(dá)。

?自學(xué)拓展：

人的認(rèn)知、思維、記憶、意識(shí)等方面內(nèi)容。

3、心理負(fù)荷及其測(cè)量（2學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)1）

3.1心理負(fù)荷及影響因素

3.2心理負(fù)荷測(cè)量分類及特征

3.3心理負(fù)荷測(cè)量方法選擇原則

?目標(biāo)及要求：

1)把握影響心理負(fù)荷的因素，心理負(fù)荷與作業(yè)績(jī)效關(guān)系；

3)把握NASA-TLX等心理負(fù)荷的主管評(píng)估方法。

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

心理負(fù)荷測(cè)量測(cè)量方法及有用范圍。

?作業(yè)內(nèi)容：

1)試運(yùn)動(dòng)NASA-TLX評(píng)估、微信等社交工具，并進(jìn)行對(duì)比分析。

?自學(xué)拓展：

了解肌電、眼電、腦電、語音等進(jìn)展現(xiàn)狀及在人因工程中可能的應(yīng)用。

4、視覺及視覺顯示器設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)1）

4.1視覺及其特征

4.2視覺信息顯示

4.3靜態(tài)信息顯示設(shè)計(jì)

4.4動(dòng)態(tài)信息顯示設(shè)計(jì)

?目標(biāo)及要求：

1)把握視覺器官結(jié)構(gòu)；

3)把握文本、圖形、符號(hào)、編碼等靜態(tài)顯示的特征及設(shè)計(jì)要求?

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

結(jié)合電子地圖、智能眼鏡進(jìn)展，談?wù)勅绾螒?yīng)用本章內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

?作業(yè)內(nèi)容：

試對(duì)汽車儀表盤、百度地圖、某論文排版等用所學(xué)學(xué)問進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

；

3)了解高級(jí)監(jiān)督掌握中的跟蹤掌握要求；

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

自動(dòng)化應(yīng)用對(duì)人及社會(huì)影響。

8、掌握器及數(shù)據(jù)輸入設(shè)備（3學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)1）

；

5)了解個(gè)體空間布局的使用挨次、分組、邊界等設(shè)計(jì)要求。

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

從人因角度，HCI、HRI設(shè)計(jì)該考慮哪些內(nèi)容。

?作業(yè)內(nèi)容：

運(yùn)用認(rèn)知工效學(xué)原則和方法，對(duì)汽車駕駛室、掌握室、機(jī)器人掌握器、人機(jī)界面（包括掃瞄器、淘寶界面）等進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)或者設(shè)計(jì)。

?自學(xué)拓展：

人機(jī)交互設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

10、體能工效學(xué)基礎(chǔ)（3學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)2）

10.1肌肉骨骼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

10.2身體運(yùn)動(dòng)范圍

10.3生物力學(xué)模型

10.4工作生理學(xué)

10.5生理學(xué)壓力測(cè)量

?目標(biāo)及要求：

1)把握體力作業(yè)可能面臨的損害及工效學(xué)解決方法；

3)了解人體各部分運(yùn)動(dòng)范圍及名詞定義；

4)了解肌肉力氣、功率等基本的形式；

5)了解人體生物力學(xué)建模的基本力學(xué)模型；

6)把握呼吸、循環(huán)等與人體工作運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系；

3)把握勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)的表達(dá)形式及影響因素；

5)把握疲憊的效應(yīng)及恢復(fù)方式；

6)把握作業(yè)能量消耗限定極限的基本原則及如何合理支配作業(yè)—休息率，

并提出合理的熬煉方法?。

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

企業(yè)如何制定合理的作業(yè)-休息時(shí)間。

體力作業(yè)主觀評(píng)估工具的有效性和有用性問題。

?作業(yè)內(nèi)容：

疲憊的幾種定義，消退疲憊的方法。

?自學(xué)拓展：

收集WISHA（WashingtonState’s）相關(guān)體力作業(yè)評(píng)估的工具。

12、生產(chǎn)系統(tǒng)中的手工物料搬運(yùn)（1學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)2）

12.1評(píng)估MMH力量的工效學(xué)方法

12.2常見MMH的形式及特征

12.3MMH任務(wù)的限值

12.4降低MMH過程中過渡施力的手段

12.5案例：MMH作業(yè)改善的相關(guān)可選項(xiàng)

?目標(biāo)及要求：

1)了解影響MMH的工效學(xué)因素；

2)把握MMH任務(wù)分析的生物力學(xué)、生理學(xué)、生理心理學(xué)等三種分析方法

；

4)把握基于RWL的MMH任務(wù)作業(yè)限值就算及其它計(jì)算方式；

7)了解MMH作業(yè)改善所關(guān)注的工效學(xué)問題。

13、手工工具設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)2）

13.1手及手臂的人體解剖學(xué)

13.2手工工具的人體測(cè)量學(xué)

13.3手工工具需要考慮的工效學(xué)因素

13.4案例：非動(dòng)力手工工具選擇指南

?目標(biāo)及要求：

1)了解手及手臂的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)及功能；

2)把握手工工具設(shè)計(jì)所關(guān)注的人體測(cè)量學(xué)尺寸；

3)把握影響手工工具的工效學(xué)因素：手柄、靜態(tài)力和負(fù)載、動(dòng)態(tài)響應(yīng)力、

震驚；

2)了解工效學(xué)關(guān)注的人體測(cè)量尺寸；

3)把握影響人體靜態(tài)尺寸的因素?；

6)了解人體測(cè)量尺寸可應(yīng)用的場(chǎng)合；

?作業(yè)內(nèi)容：

依據(jù)人體測(cè)量學(xué)方法，試設(shè)計(jì)適合中國(guó)90%男性適用的產(chǎn)品。

?自學(xué)拓展：

查閱文獻(xiàn)，了解CATIA設(shè)計(jì)軟件具備的人機(jī)工程學(xué)功能及使用方法。

15、作業(yè)空間和座椅設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)2）

15.1可達(dá)作業(yè)空間

15.2工作臺(tái)面設(shè)計(jì)

15.3工效學(xué)座椅設(shè)計(jì)

15.4電腦工作站設(shè)計(jì)

?目標(biāo)及要求：

1)把握作業(yè)空間分類及特征；

3)把握可達(dá)空間、平安空間、不行達(dá)空間設(shè)計(jì)要求；

5)了解各種姿態(tài)作業(yè)下工作臺(tái)面高度設(shè)計(jì)的要素；

6)把握工效學(xué)座椅的設(shè)計(jì)原則；

?爭(zhēng)論內(nèi)容：

人體動(dòng)態(tài)尺寸對(duì)工作空間設(shè)計(jì)的影響。

?作業(yè)內(nèi)容：

試設(shè)計(jì)高校生教室的作業(yè)空間。

16、物理環(huán)境工效學(xué)（5學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)2）

16.1微氣候

16.2照明

16.3顏色

16.4噪聲

?目標(biāo)及要求：

1)把握微氣候要素及相互關(guān)系；

3)把握人體熱交換平衡公式；

6)把握高、低溫對(duì)人體作業(yè)影響；

8)把握光的物理性質(zhì)及度量；

11)把握眩光及防治措施；

13)把握顏色對(duì)人體心理影響；

15)把握聲音及其度量；

18)把握噪聲掌握原則及方法；

2)把握作業(yè)空間設(shè)計(jì)時(shí)人體測(cè)量學(xué)應(yīng)用的原則；

4)了解主要工作崗位空間尺寸設(shè)計(jì)要求；

5)了解幫助性工作場(chǎng)地的工作空間設(shè)計(jì)要求；

6)把握作業(yè)姿態(tài)設(shè)計(jì)的原則；

8)了解七步工效學(xué)檢查流程和內(nèi)容；

9)了解VDT工效學(xué)工作站設(shè)計(jì)內(nèi)容；

10)了解桌面計(jì)算機(jī)工作站設(shè)計(jì)內(nèi)容。

?作業(yè)內(nèi)容：

試運(yùn)用體能工效學(xué)方法，對(duì)你熟識(shí)的車間、食堂、教室等空間進(jìn)行全面設(shè)計(jì)或評(píng)估。

18、宏工效學(xué)與作業(yè)設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)3）

18.1宏工效學(xué)

18.2輪班工作設(shè)計(jì)

18.3作業(yè)設(shè)計(jì)

?目標(biāo)及要求：

1)把握宏工效學(xué)定義及目標(biāo)；

3)了解班次轉(zhuǎn)換對(duì)人體生物節(jié)律影響；

4)把握四種輪班制度；

6)把握作業(yè)設(shè)計(jì)的工作流方法；

2)了解VDT工作站改善的一半步驟和內(nèi)容；

3)了解人因在常見物品上設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容。

20、綜合應(yīng)用：辦公室/生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工效學(xué)（2學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)1，2，3）

20.1人因工程十大原理

20.2集成人因到公司戰(zhàn)略的高效模型

20.3案例：清潔職業(yè)工具設(shè)計(jì)的工效學(xué)評(píng)估

?目標(biāo)及要求：

1)把握人因工程用于改善的十大原理；

2)了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的6階段分類方法；

3)了解用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)（UED）的要素；

4)了解流分析在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的作用和方法；

5)了解網(wǎng)絡(luò)/連接分析在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；

6)了解任務(wù)安排模型及人機(jī)功能安排原則。

22、綜合應(yīng)用：人機(jī)系統(tǒng)平安（3學(xué)時(shí)）（支撐教學(xué)目標(biāo)1，2，3）

22.1人為失誤

22.2人為失誤與事故

22.3風(fēng)險(xiǎn)與平安

22.4平安分析方法

22.5案例：用于人為失誤分析的任務(wù)分析法（TAFEI）

?目標(biāo)及要求：

1)把握人為失誤定義及分類；

3)了解事故緣由的傾向性理論模型；

4)了解風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程和相關(guān)術(shù)語；

5)了解常用平安分析方法；

6)了解基于任務(wù)分析法的產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

?自學(xué)拓展：

查閱資料，學(xué)習(xí)平安管理方法與應(yīng)用

三、教學(xué)方法

人因工程是一門討論人與系統(tǒng)之間力量相互匹配的科學(xué)，涉及到人與系統(tǒng)交互過程中的力量和限制問題（人的因素），以及將這些因素運(yùn)用于設(shè)計(jì)所要考慮的問題（人因工程）等，學(xué)問龐雜，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因此構(gòu)建人因的課程體系和應(yīng)用場(chǎng)景是人因工程教學(xué)要解決的首要問題。所以，在教學(xué)方式上，采納以應(yīng)用提煉技術(shù)，以技術(shù)引入科學(xué)的思路。即整體上采納以案例應(yīng)用導(dǎo)入，以人因的目標(biāo)（效率、平安、健康、舒適）為著眼點(diǎn)，啟發(fā)并推演出相應(yīng)的人機(jī)匹配過程中的系統(tǒng)特性及對(duì)人因的需求，提煉人因問題，以此構(gòu)建人因體系，并逐步引入人因的基礎(chǔ)討論內(nèi)容。主要思路和體系構(gòu)建如下圖。

其次，在教學(xué)過程中，針對(duì)人因的各個(gè)部分和相關(guān)關(guān)鍵名詞，采納圖示方法

進(jìn)行表達(dá)和理解，讓同學(xué)從對(duì)圖的記憶過程中理解和提煉人因問題，從而通過圖片記住人因課程體系和相關(guān)內(nèi)容的目的。比如針對(duì)人機(jī)交互和人機(jī)界面，用以下圖表達(dá)，進(jìn)行記憶和理解。

針對(duì)認(rèn)知工效學(xué)部分，采納如下體系和現(xiàn)場(chǎng)圖片貫穿整個(gè)內(nèi)容。

體能工效學(xué)部分，采納如下體系和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖貫穿整個(gè)內(nèi)容。

組織/管理工效學(xué)部分，采納如下體系和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖貫穿整個(gè)內(nèi)容。

再次，針對(duì)人因簡(jiǎn)單體系在生活中的應(yīng)用問題，除每個(gè)部分都有小的設(shè)計(jì)和改善的案例分析和作業(yè)提高之外，最終有幾個(gè)貫穿整個(gè)課程體系的案例來指導(dǎo)如何應(yīng)用問題。如針對(duì)人因在現(xiàn)場(chǎng)的開展流程和方法，給出一個(gè)人因?qū)W討論的過程案例，包括問題提出，數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)分析，評(píng)估，改善等整個(gè)基于人因手段的分析過程，提高同學(xué)應(yīng)用力量。

四、考核及成果評(píng)定方式

考核方式：筆試，平常測(cè)驗(yàn)及作業(yè)，期中考試

成果評(píng)定方式：筆試成果70%，平常成果5%，期中成果10%，作業(yè)15%五、教材及參考書目

教材：

郭伏，人因工程學(xué)，工業(yè)機(jī)械出版社，2024。

參考書目：

MarkS.Sanders,ErnestJ.McCormick.HumanFactorsinEngineeringand

Design(7ThEdition).北京:清華高校出版社.2024,7

SomadeeptiN.Chengalur,SuzanneH.Rodgers,ThomasE.Bernard.楊磊譯.

柯達(dá)有用工效學(xué)設(shè)計(jì)(2ndEdition).北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2024,3

威肯斯等著.《人因工程學(xué)導(dǎo)論》（其次版）,華東師范出版社，2024

鄭午等編著.《人因工程設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2024

MartinH