人因工程9562600448

1第四讲人因工程西安建筑科技大学管理学院21概述人因工程（HumanEngineering）工效学（Ergonomics）应用生理学、心理学、工程技术的方法研究人与机器、人与环境之间的关系，以求设计一个最佳的人、机、环境系统，使生产效率得到改善与提高产品的工效标准设计人机分工及适应人机信息交互安全工程与产业疲劳3人因工程之基本理念以使用者为中心(user-centered)物品和机器是制作来服务人们的工具设备或工作程序的设计会影响人的行为考虑人类在能力与限度上有个别差异系统导向工具设备，工作程序，环境与人员并非孤立存在着重设计规划过程之实证数据和评鉴4研究方法描述性研究围绕人因学进行的人的描述研究,包括对人体生理、心理与物理参数的测度，不同年龄人的听力及人的期望等。实验研究在人为设计的环境中测试试验对象的行为与反应，分析其因果关系，寻求工效学标准。评价研究与实验研究分不开，但主要研究事物的效应，其对象通常是与人有相关或交互作用的产品、系统或服务。5研究方法的利用首先进行描述性研究，获取基础数据抽样法然后在实验室进行研究和实验验证生成人的共性特征评价研究适用于综合性和可行度要求更高，并要求进行识别评定的项目6产业疲劳与作业环境概念：指出现作业机能衰退，作业能力下降，作业时间、成本和质量劣化，且出现作业人员疲劳的现象。分类：单个器官疲劳全身疲劳智力疲劳技术性疲劳7人因系统中人的因素人的感知人对刺激信号的反应时间人体测量参数8人的感知感觉的要件:刺激感受器•直接感知•间接感知传导路径大脑皮质特化感觉区9续上视觉感知听觉感知10人对信号的反应时间感觉器官触觉听觉视觉嗅觉温度觉痛觉味觉右手左手右脚左脚咸甜酸苦反应时间/ms90-220120-180150-220310-390280-600130-3903104505401080144147174179某种感觉器官对外界的反应时间不同，不同的个体对特定感官的反应时间也不同人对刺激的反应时间11人对信号的反应时间次数n12345678910t/ms187316364434487532570603619622刺激次数越多，感知时间越长外界刺激次数与感知时间t的关系010020030040050060070012345678910系列1122物理工作人体测量学物理人体测量学功能人体测量学13物理人体测量14动态人体测量15人体测量的应用Sizetofitworkers/users个别差异是主要的挑战因种族、性别、年龄、年代、职业、地域、健康情形、饮食等而异但平均值通常都不是好的解可能会有一半的人不适用应就作业、设备、环境、及使用者族群之特性来考虑规划16人体测量数据的设计原则极端设计通常使用95%或5%为基准可调设计应注意可调范围及机制之可行性平均设计仅限于上述两类设计原则均不适用并为非险要性作业(e.g.超级市场结帐柜台)17确定设备及运作空间进行设计，一般按照统计概率的百分位5%、10%、50%、90%进行数据测量百分位数往往以平均值µ、标准差表示1%～50%之间50%～99%之间PV=µ-(σK）PV=µ+(σK）其中,K为正态分布的变换系数(见表)18百分比K百分比K0.52.576700.52412.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.674992.326300.52499.52.576500.000表百分比和变换系数K19例有一人均身高尺寸数值，测得其平均身高为167.0cm；σ=6.4cm。试求其5%的分布值与95%的分布值。解5%的分布值为PV=167.0-（6.4×1.645）=156.47cm95%的分布值为PV=167.0+（6.4×1.645）=177.5cm用以上百分比分布值，即可设计座椅，即按三种身高（156.47cm、167.0cm、177.5cm）变换位置的椅子。20人的耐力设计职业耐力试验处理安全问题的能力可靠的耐力与量化值与特定工作要求相关的耐力实践能力预测未来伤害或疾病的风险静态与动态耐久力人耐力的计算机仿真21静态作用力与疲劳经验公式式中t——耐久时间；F——作用力（的比率，%）)1.0()6.0()1.2(5.132FFFt22工作地分析与设计工作地的布局手工工具的设计工作方法与工作习惯视觉控制用力的要求工人的人体测量学特征等23作业空间之间隙要求局限空间作业内部操作、穿越、错身、进入等穿着厚重服装:加10-15cm逃生相关:加25cm24作业区域常态工作范围:频繁操作取放最大工作范围:工件工具箱架侧视(矢状面)可抓握伸及范围操作点或控制器(按钮/操纵杆)安排25作业面高度以立肘高为基准26工作座椅27站坐两用椅优势立姿及坐姿是由不同的肌肉群来承担的，故姿势的替换会使这些肌肉群有休息的机会姿势替换的动作也有助于椎间盘养分的供应28电脑工作规划原则减少不自然的姿势减轻肩颈肘腕腰背的负荷疲劳及可能组织压迫29Keyboards主要问题前臂内转腕尺偏Fromwww.usernomics.com30理想与现实?31手操作器物设计原则保持手腕正直避免组织受到压迫32手操作器物设计原则(续)避免手指重复动作设计应讲求操作安全勿忽略女性及惯用左手者33肌力的有效运用避免静态施力不自然姿势之维持34不良案例35人工物料搬运36安全有效的搬运挺背屈膝接近躯干起举高度勿低于膝高提供手把避免扭转身躯使用辅具改变施力方向37工作分析与设计目的辨识与肌肉骨骼失调相关的潜在相关工作风险评价与肌肉骨骼失调相关工作因素识别的结果风险因素不当的奖励政策快节奏的工作多种工作地相冲突缺乏工人决策的余地时间的压力与超负荷工作处于培训期间或长期脱离后返回从事专业性强的工作38工作分析与设计的程序搜集所有工作任务及其相关方法的关键信息采访工人代表把工作分解成任务或组元描述每项任务或组元的活动测量与量化风险因素识别每项任务或组元的风险因素辨识风险因素造成的后果总结问题与定义需求393认知工作设计管理与生产规划计算机编程医疗诊断和流程（过程）控制40人的信息处理模型：认知模型与设计原理人的信息处理模型关注的资源接受短期传感记忆感受认知过程决策、诊断与响应选择响应实施工作环境长期的记忆工作环境工作记忆器41活动循环模型活动循环模型目标与功能意向活动的规划实施活动的顺序评价解释解释感知对客观世界的领悟实施评价客观世界42基于技能、规则和知识的模型基于技能、规则和知识的模型解释/阐明任务选择与决策规划识别相关状态／任务存储规则状态特征表达自动化传感模式输入信号信号的执行基于知识的模型基于规则的模型基于技能的模型43人机系统概念：是人和机器、装置、工具等以及作业环境组成的完成特定功能的系统，即人-机-环境系统，这是广义的概念，狭义是指人和机器、装置、工具等组成的系统。44人机系统分类及人之角色人工系统如手工具或人力机具动力来源为人力机械系统动力来源为机械人员角色为控制自动系统功能的执行几无或不需人员介入不需人因工程考虑人的角色:制造安装、程序设定与修改、异常排除、维护修理45人机界面设计人机界面是指人与被控对象之间“插入”的一套人机信息传递技术装置系统。其基本匹配形式为：显示器与人的感觉器官控制器与人的动作执行器官人和机器与环境要素46显示器的可识别性显示信息的刺激量、刺激强度等要适合人的感知特性，使作业者能敏锐感觉信息的标志和编码方式要明确醒目，使作业者在译码时不产生错误感知和判断信息显示和显示器布局，要符合人的心理和生理特征显示器的显示方式和显示的信号性质，对人不产生伤害47控制器的可控性控制器的尺寸、形状、色彩、布局等编码特征，必须符合操作者的心理和生理特征，既方便盲目定位操作，又可获得快速、高效、可靠、安全的效果；控制器的控制方式，应考虑认得习惯定型，难免应急操作时产生误控或失控现象；控制器的控制力和阻尼力配备适当，具有明显手感，即操作时灵活省力又不产生误控制；对于手和脚协调控制装置，应考虑配备安全保护装置。48资讯呈现49信息显示应注意之特征可察觉性(detectability)可区辨性(discriminability)有意义性(meaningfulness)标准化(standardization)信息的余备(redundancy)50视觉显示与听觉显示使用时机51控制规划兼容性(compatibility)控制与系统输出(显示)关系与操作者期望一致性的程度兼容性越高则•学习得越快•反应时间较短•失误较少•使用者有较高的满意度52空间兼容性显示器及控制器间的配置关系电灯开关、电炉控制53移动兼容性控制器(或显示器)的移动与所控制(或显示)的系统之反应，其间的一致程度Warrick’sprinciple显示器上指针移动的期望方向，将与最靠近该显示器同边的控制器之移动方向相同Scale-sideprinciple指针移动的方向会与控制旋钮之与显示scale同侧边的移动方向相同Clockwise-for-increaseprinciple顺时针方向旋转即期望数值增加不同平面控制、车辆转向、开关等移动兼容性议题54人为失误的解决因应三种人为失误的解决因应设计方式失误排除设计•使失误成为不可能的事失误预防设计•有可能失误但不易发生虽误仍安设计•未必能降低失误发生的可能性，但可减少失误的不良后果55人为失误一项不妥当的或不想要的人员决定或行为，而会降低(或有可能降低)有效性、安全性、或系统绩效“人”常是系统运作中可靠度最低的一环常成为责任归咎及谴责的代名词其实操作者行为只是冰山的浮出部分应亦重新审视系统设计、维修、管理制度、组织互动等不同层面的潜在深远影响56人因学概述研究方法产业疲劳和作业环境人的因素•人的感知•人体测量工作地分析与设计工作分析与设计认知工作信息处理模型活动循环模型基于技能、规则和知识的模型人机系统