人机工程作业(通用8篇)
答: 人机工程学是以人的生理、心理特性为依据,应用系统工程的观点,分析研究人与产品、人与环境以及产品与环境之间的相互作用,为设计操作简便省力、安全、舒适,人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的学科。
人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育等,人机工程学甚至可用于大规模社会系统
2、我国人机工程学的研究主要集中在那些高校?主要研究方向是什么?
清华
武汉大学
中国地质大学
武汉理工等
3、研究人机工程学的意义和作用。
人机工程学因素往往是企业提高其竞争力的手法之一。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计,人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素
4、简述人机工程学的主要研究方法。
观察法、实测法、试验法、模拟和模型试验法、计算机仿真法、分析法、调查分析法。
5统计全班同学的身高和臂长,计算其均值和方差,作出其分布图,看是否复合正态分布,同时,分析均值和方差与全国平均值的关系,分析其产生差异的原因(必作)。
身高:
均值= 1720mm 方差 =4299。利用EXCEL中“数据分析”中的“描述统计”计算得到其均值为1720.9,方差为4299.4,与上述值相同。臂展:
均值= 1664mm 方差 =5058。利用EXCEL中“数据分析”中的“描述统计”计算其均值为1663.6,方差为5057.7,与上述值相同。从上两图及计算可以方差很大,并不能判断是否符合正态分布。与全国平均值比较可以看出其身高和臂展的均值与方差都过大。其主要原因一方面是统计的人主要是学生统计人数有限所以其方差比较大。另一方面由于同学来自不同的地方,且分布不均匀,这就造成统计误差。
6、按照人体尺寸的基本数据,说明宿舍门和双层床的高度设计原则,测量宿舍中门和床的尺寸,给出双层床设计中,床的高度、宽度数据和设计的依据。
床宽1000mm下床高450mm上床高1500mm 设计依据
床宽:实验表明,人的熟睡程度与床的宽度有密切关系,狭窄的床熟睡程度就差。因此基本尺寸取男性最大肩宽数据,同时考虑侧卧时胸厚及膝部突出尺寸、被子折叠尺寸和适当的心 理修正量。下床高度:该尺寸主要取决于小腿加足高数据,下床太高坐着时腿部悬空,太低则起坐吃力。
7、按照人机工程学的观点,设计你宿舍客厅的结构和布局,说明理由。
1两个单床长边之间的距离1m。2两床床头之间的距离0.10m。3两排床或床与墙之间的走道宽度 1.50m。
4、宿舍有储物空间每人净储藏空间不宜小于0.50立方米
5、门窗和阳台(1)宿舍门窗的选用应符合国家相关标准。(2)宿舍的外窗窗台不应低于0.90m,当低于0.90m时应采取安全防护措施。(3)宿舍的门宜有安全防范措施,严寒和寒冷地区宿舍的门宜具有保温性能。(4)宿舍阳台进深不宜小于1.20m,顶部阳台应设雨罩,阳台宜做防水。
8分析石油大学、报校、成人学院50年专刊的封面,说明如何利用视觉特性增强广告的效果的。
首先目标与背景应有一定的对比度,人眼可看清楚其形状。校报等封面以红色为底,文字以蓝色或白色为主,或者以白色为底,文字为红蓝,有一个很好的视觉效果,突出了其内容
9请给出一种万用表的表头设计,分析其设计的技巧,绘制其三维造型图,给出尺寸(必作)。
10分析计算机显示器设计和布置的合理性,并说明依据
1可调分辨率,以人眼观察最清楚为宜
2、可调亮度,亮度调节取决于作业环境,明亮的环境中可调的暗一些,反之调的亮一些 3位置适宜,屏幕在视野的正前方偏下位置比较合适,有利于工作。
11、请给出一种汽车仪表的设计简图,并说明仪表设计的合理性。
合理性:
1、有颜色亮度区分
2、指针长宽适宜
3、左下侧对0,适合人眼
12、请说明汽车电喇叭和气喇叭的差别和应用范围的不同,为什么。
汽车喇叭只发出单音调,它的构造与音响喇叭(扬声器)是不同的。音响喇叭靠纸盘膜片振动发音,而汽车喇叭是靠金属膜片振动发音。汽车喇叭分有电喇叭和气喇叭两种,电喇叭通过电磁线圈不断的通电和断电,使金属膜片产生振动而产生音响,声音悦耳。电喇叭外形多是螺旋形和盆型,广泛应用在各种汽车上。轻型乘用车都用电喇叭。气喇叭利用压缩空气的气流使金属膜片产生振动,外形多是长喇叭形(筒形),声音大且声调高,传播距离远,多用在跑长途的大、中型汽车上,城市内是禁用的。
13给出用手操作的室内暖气水管阀门的设计要求,分析其原理,给出其造型设计,并分析其优缺点(必作)。
设计要求
1、直径小于38mm,边上有棱
2、调节范围大于360度,形状为圆形或者锥形
原理:要符合人手的基本尺寸要求;可以360度旋转,操作力要小
14、为什么女士开车不能穿高跟鞋,是性别歧视吗? 不是,高跟鞋影响脚对刹车、油门及离合的控制,易出现危险。
15、指出教室的座椅是否合适,并给出不合适的原因,给出改进的方向,按照你对石油大学同学身体尺寸测量分析的结果,设计一把学生计算机房上机用椅,并给出尺寸和造型图(必作)
不合适。
1、材质过硬—选用适宜的木料,或者在椅子表面装饰一层垫子 2 移动不方便—增加使椅子可移动的装置。
3没有考虑同学们身高不同带来的差异性问题,同时有的座椅位置安排得也不够恰当。(1)确定目标:要要设计出符合成年人即大学生的身体尺寸的课桌和椅子,并提供合理的数量。
(2)分析系统的功能:有了以上思想的指导,根据教室大小,人数的多少,进行座椅系统轮廓的设计。
(3)设计条件:根据所有的桌椅设计方案,选择出最符合实际和人机工学的设计方案。(4)系统设计:准备适用桌椅人机工程的数据,提出设计标准,然后对桌椅设计的具体方面进行细化。
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6、试评价我们校讲堂群的学习环境,指出可改进的地方(必做)。
1人与热环境
对于讲堂群而言,各个教室中都有风扇,夏天可以去热。教室中还有暖气片,可以在冬天提供暖气,防止教室过冷。但效果效果并不好。
据统计,四教在冬天的温度一般为6℃,在夏天的温度一般为29℃,由此可知,温度环境不符合人的学习环境,因此,我们应在教室中安装空调,夏季降低温度,冬季也可将温度调至10℃左右,提高学习效率。2人与光环境
照明的目的大致可以分为以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明,学习场所的照明,明视性虽然重要,而环境的舒适感,心情舒畅也是非常重要的。我们得南教采光设计较好。向阳面采用了大的玻璃窗,阳光充足,当光照较强时还可以拉上窗帘阻挡,北被阳面与向阳面的距离较大,中间设计成了朗诵大厅,天窗采用了透阳的玻璃。背阳面可以从天窗中得到阳光,天窗还可以为朗诵大厅遮雨。3人与声环境
讲堂群位于学校北侧环境比较吵闹并有许多车辆经过,所以噪声较大,不利于学习。我觉得应设置隔音板,对上课听课效果的影响。
17、按照合理光环境的要求,评价我校教学楼的光环境和窗帘的设计。
照明的目的大致可以分为以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明,学习场所的照明,明视性虽然重要,而环境的舒适感,心情舒畅也是非常重要的。要达到合理光环境,需要遵循以下几项原则:
1、合理的照度水平,保留必要的阴影。
2、不直射眼睛,防止眩光和晃眼。
3、色调协调满意,和环境协调。
4、合理控制成本。
南教楼的窗帘只有一层蓝色的布窗帘,遮光性不是很好,当阳光较强的时候,投影仪的投影就会显得很淡,不利于教学的进行。所以建议应在蓝色布窗帘与窗户间再加一层黑色的遮阳布,加强遮阳效果。当室内光强度很高时,将两层窗帘同时拉上。当室内光强度较弱时,可以只拉蓝色布窗帘,或者不拉窗帘。视情况而定。
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8、分析我国矿难接连发生的原因和对策。
人为因素:
(1)违章操作、工人文化水平低、安全意识不强
(2)管理混乱,安全监管不到位,相关责任人没有具体落实,社会经济因素:
(1)经济发展水平不够高,井下作业机械化水平低;(2)小煤窑越层越界开采
(3)安全生产和经济成本之间的矛盾
措施:加强监管,提高工人素质和危险意识,给与工人足够的社会保障,责任人要保持积极负责的态度,加强教育和引导。
19、以教室课桌和椅子设计为例,说明人机系统设计的步骤;
以教室课桌和椅子设计为例,说明人机系统设计的步骤:(1)确定目标:要要设计出符合成年人即大学生的身体尺寸的课桌和椅子,并提供合理的数量,舒适的环境。
(2)分析系统的功能:有了以上思想的指导,根据教室大小,人数的多少,进行座椅系统轮廓的设计及每个桌椅的分布设计。
1 对象与方法
1.1 对象
选择国内某石油化工公司的生产方式为五班三运转:即早班 (7:00~15:00) 、中班 (15:00~23:00) 、夜班 (23:00~7:00) 。选择三个车间在DCS操作岗位工作1年以上、不同班次的DCS系统操作人员390人作为调查对象。
1.2 方法
调查表共有涉及安全人机环工程45个项目, 168个问题, 由经过专门培训的调查员采用现场问卷, 当场收回的方式。共调查11个集散控制系统操作室, 调查人数390人, 收回374份。
2 结果
3 讨论
在人与机器, 人与环境, 机器与环境等人机环工程诸因素中, 如果相互关系相匹配, 对于提高工作效率, 保证安全生产将起到积极的作用, 相反, 将会降低工效, 增加差错, 影响安全生产的正常进行, 甚至引起视觉疲劳、精神紧张、颈椎等疾病[1~4]。
调查结果表明, (1) 操作者最愿意上的班次中排在第一位的是中班, 其次是夜班和早班。这主要与人的生物钟有关, 上中班之前操作人员可以得到更充足的睡眠。 (2) 在操作人员出现差错的机会中, 排在第一位的是从未出现差错, 其次是偶尔出现差错。由此可见, 大多数操作者是胜任集散控制系统作业的, 并且能够保证安全生产。 (3) 夜班是最容易出现错误的班次, 排在第一位, 其次为早班、中班, 这也与人体的生物钟有关。 (4) 在操作人员对DCS的“报警”处理上, 排在第一位的是迅速准确, 占75.0%, 这说明, 只有经过培训, DCS操作系统是容易操作和掌握的。 (5) 92.5%的操作者认为春夏季节是最容易出现视觉疲劳的时候。各班次中眼睛出现疲劳的高峰在一般在3~5小时。 (6) 85.4%的操作者认为操作室的空气不新鲜, 其主要原因是装置中的有毒化学物质经常有少量进入控制室, 人员产生的二氧化碳等有害气体不能及时排出。 (7) 在DCS性能方面, 57.4%的操作者认为DCS只能够部分清楚的反应生产工艺, 占第一位;54.4%的操作者认为DCS操作过程中出现差错是由DCS系统本身引起的为;58.5%的操作者认为DCS系统偶尔有漏“报警”现象;64.1%操作者认为DCS系统偶尔有误“报警”情况;92.1%的操作者认为DCS系统偶尔有“死机”现象。这说明, DCS操作系统的性能有待进一步完善。 (8) 9.4%的操作者对目前的DCS操作方式感到满意;75.5%的操作者对目前的DCS操作方式感到一般;55.3%的操作者认为DCS操作劳动强度大。 (9) 90.5%的操作者认为DCS显示屏产生直接眩光;98.1%的操作者认为DCS操作室产生间接眩光, 其主要原来自于窗户、顶灯。 (10) 87.2%的操作者认为, 下肢活动空间过小;85.2%的操作者认为, 下肢活动深度过浅;72.7%操作者认为下肢活动高度过低; (11) 56.6%的操作者认为, 装置区的噪声对控制室有影响。由此可见, 集散控制系统作业在诸多方面尚存在着失配, 有待进一步完善, 需建立相应的卫生标准。
改进建议: (1) 操作台应为深色, 避免出现眩光。 (2) 窗户玻璃设置为深色, 避免强烈的太阳光直射到显示屏上出现眩光。 (3) 增设换气系统, 加强通风系统维护, 改善空气质量, 确保室内新风量达到30m 3/ (h·人) 的要求。同时可以养殖一定数量的常青植被, 产生一定的氧气净化空气。 (4) 提高DCS系统的性能, 预防和减少死机现象。 (5) 主操和副操1~2小时进行一次监屏交换, 以缓解视觉疲劳。 (6) DCS操作室操作台上只放置显示屏和键盘, 主机移到操作站, 这样可以根据操作者和机器的不同特点采取不同的防护措施。 (7) 顶灯的悬挂高度不得低于2m, 灯罩应采用磨沙玻璃材料, 避免产生眩光;显示屏的正前方和附近不应设置光源。 (8) 外操室与内操室应隔离开来, 现场巡检人员、检修人员以及其他可能携带有毒化学物质的人员谢绝进入操作室或者进行更衣、换鞋后方可进入, 减少有毒化学物质进入操作室的机会。 (9) 坐椅的高度应能满足95%操作人员的的需要。 (10) 提高和加深下肢活动空间。 (11) 显示屏的上缘不应超过操作者眼睛的水平高度, 使操作者的视线与水平线的夹角不应大于300°。
参考文献
[1]梁宝林.人-机-环境系统工程学.北京:科学普及出版社, 1987
[2]李清壁, 徐斌.工效学概论.北京:人民卫生出版社, 1983年
[3]臧吉昌.安全人机工程学.北京:化学工业出版社, 1996
印刷厂商都知道:专业技术支持是印刷机维持最佳运转状态的重要保证。作为全球领先的印刷设备及解决方案供应商,曼罗兰可提供全方位的printservices印刷技术支持服务,确保您的印刷机在整个生命周期中维持高效生产,助您安枕无忧地赢得市场先机。
近年来,随着胶印技术的不断突破与创新,现代胶印设备正在向幅面更大、品质更优、速度更快、集成工艺更多、操作更简单的方向发展。要想完美地发挥一台先进胶印设备的技术优势,从而获得高质、高效的印刷作业,人机协调是关键。
1.先进设备是基础
随着经济发展与科技创新,胶印设备正在不断更新升级,以适应人们对印刷的更高要求。目前,胶印设备对承印物的幅面、厚度、材质的限制越来越小,在塑胶片基、光栅片基等上均能实现精美印刷。一些先进的胶印设备都配备了连线上光、UV固化等装置,甚至能选配如冷烫、废张检测处理、压纹等过去需要独立完成的工序装置。此外,现代胶印设备还能实现数字化、网络化管理,远程监控与检测,印前、印后无缝连接等,这些技术已经或正在成为一个现代印刷企业的标配。以上这些先进的印刷技术为实现高质、高效的印刷作业提供了可能。
2.优化流程是捷径
在胶印设备上集成上光、冷烫、分拣等多元化在线加工装置,并通过数字化生产流程、过程控制系统以及智能化作业优化系统来形成印品集成制造生产线正在成为现代印刷企业发展的主流。从生产组织上来看,印刷与表面整饰装置的集成需要更精确的控制数据来保证各个环节高效率生产的协同,需要配置各个环节的作业时间以及协调前后工序误差的补偿与消除,需要通过采集、分析、优化与反馈自动化数据来实现印刷作业流程及其最优化控制。优化的印刷作业流程具备数据化、规范化、标准化的作业方法,通过数据分析来降低作业的时间、人员及成本,通过更加客观、科学、高效的印刷制程、过程控制以及作业优化评估来实现印刷生产线的高质、高效与高回报。从印前、印刷、印后加工到产品配送,全流程的JDF流程与CIP3/4解决方案,能确保系统实现最短的印前制版时间、最少的印刷作业准备时间、最快的水墨平衡时间以及最少的物料消耗等。同时,通过数据分析与优化技术来减少或消除人工经验,降低物料库存,提升环保水平,从而达到印刷作业各个环节的最优化。
3.人才是决定性因素
如果没有人来把握,再先进的胶印设备,再完美的印刷工艺和流程都是空谈。因此,要实现高质、高效的印刷作业,高素质的人才无疑是最核心的决定性因素。然而,高度集成的印刷生产线已无法再凭靠个人经验或能力来发挥最高效能,只有构建一个涵盖机械、电子、自动化、印刷工艺以及绩效评估的多专业、复合型的人员培训及考核机制,并使企业员工掌握这些先进的技术及管理方法,才能实现高质、高效的印刷作业,永葆企业竞争力。
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课程编号:J6106333 学时数:32学时(不含实验及课程设计)学分数:2学分 适用专业:安全工程
先修课程:高等数学、概率统计、安全学原理等
考核方式:闭卷考试占70%,平时作业和课堂考勤占30%。
一、课程的性质和任务
本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一,是安全工程专业的一门必修专业基础课。该课程从解决“人”与“物”之间界面关系的角度,研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的依据等,同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求,以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计,从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全,培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。
通过本课程的学习,使学生能掌握《安全人机工程学》的基本概念和基本理论,深刻领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、工效的辨证关系,掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法,具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力,具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。
二、教学内容与要求
1.概论(4学时)
1)教学内容
(1)人机工程学(2)安全人机工程学
(3)安全人机工程学与相关学科的关系 2)教学要求
(1)了解:人机工程学的起源与发展,安全人机工程学的研究目的及范围;
(2)理解:“人机系统”的含义;
(3)掌握:人机工程学和安全人机工程学的定义,安全人机工程学研究的对象及其
含义(人、机和人机结合面)。
2.人体的人机学参数(4学时)
1)教学内容
(1)人体有关参数的测量(2)人体测量数据的应用 2)教学要求(1)了解:人体测量的基础知识,人体静态尺寸以及人体一些常用生理参数的基本
计算方法;(2)理解:五种常用的统计函数与人体测量数据的修正原则和运用原则;(3)掌握:人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法,人体尺寸在工程设计
中的应用。
3.人的生理心理因素及生物力学特性(8学时)
1)教学内容
(1)人的生理特性(2)人的心理特性(3)人体生物力学(4)疲劳与恢复 2)教学要求
(1)了解:人的视觉的基本参数,感觉和知觉的基本特征,人的感知反应的基本过
程,情绪与安全的关系,人的需要和动机以及群体的心理因素,人的作业特性,人体生物力学的一般知识;
(2)理解:常见的视觉现象(暗适应、明适应、眩光、视错觉等),人的个性心理
对安全生产的影响,人体活动范围对操纵器的布置的影响,手和脚的操纵力的
特点及对操纵器布置的影响,疲劳与事故的密切关系;
(3)掌握:视觉的运动规律,人的听觉特征,影响反应时间的因素以及减少反应时
间的途径,人的各种不安全的心理状态,预防不注意产生差错的方法,人体动
作速度、频率和准确性的规律,作业疲劳几种常见的测定方法,减轻疲劳、防
止疲劳的各种途径。
4.安全人机功能匹配(2学时)
1)教学内容
(1)人机系统的基本概念(2)机械的安全特性(3)人机功能分配 2)教学要求
(1)了解:人、机的不同特性;
(2)理解:人机系统的基本概念,人机功能匹配的不合理表现,人因失误的原因;
(3)掌握:人机功能的分配原则,机器的故障与时间的关系。
5.人机系统的安全设计与评价(8学时)
1)教学内容
(1)人机界面的安全设计(2)作业环境的设计
(3)安全防护装置人机学设计(4)人机系统的安全与可靠性 2)教学要求
(1)了解:人机系统安全设计的内容及原则,工作设计中安全设计的内容,指针式显示形式的选择,控制器的类型,温度环境对人体的影响与体温调节,照明对工效的影响,色彩与工效的关系,有毒环境、噪声、振动环境及其他环境的评价标准,安全防护装置的作用与分类。人、机可靠性度量指标;
(2)理解:显示器与控制器配置设计原则,安全色及安全标志的意义,安全防护装置的设计原则;
(3)掌握:显示器、控制器与作业环境的设计要求与设计方法,工作场所的照明设计与评价方法,安全防护装置的设计要求,人的可靠性分析方法,人机系统可靠度计算方法,人机系统可靠性的途径。
6.人因事故分析与预防(2学时)
1)教学内容
(1)人因对系统安全的作用与影响(2)人因事故分析的基本方法(3)人因事故的预防
(4)人因事故分析面临的新问题与发展趋势 2)教学要求
(1)了解:人因事故对系统安全的影响,人因事故分析的基本概念;(2)掌握:人因事故分析与预防的基本方法。
7.安全人机工程学的实践与运用(4学时)
1)教学内容
(1)工作空间设计
(2)控制室的安全人机工程(3)办公室的安全人机工程(4)道路交通运输安全人机工程(5)煤矿矿井安全人机工程 2)教学要求
(1)了解:汽车的安全性设计,道路安全设施规定,现代办公室的特点及安全人机
工程要求;
(2)理解:引起驾驶人员疲劳的主要因素,汽车驾驶室人机学设计主要内容;
(3)掌握:各种作业姿势下作业空间的特点与布局设计,控制室设计的安全人机工
程学要求,驾驶员驾驶作业中的感知特性,汽车视野适宜的设计应注意的问题。
(二)实验
见安全工程专业基础实验指导书
(三)课程设计(2周)
1、课程设计的目的与任务
课程设计是理论和实践相结合的重要环节,也是培养学生实际动手能力的有效途径。通过本次课程设计,使学生能更加系统掌握安全人机工程学的原理、方法和内容,通过对某一具体的人机系统的分析评价和改进设计,提高人机工程学知识的应用能力,培养学生对人机实际问题的独立思考和解决的能力,形成较为系统和科学的思维体系,为以后专业工作和设计打下良好的基础。
2、教学内容与要求 1)课程设计的内容:
(1)调查课题的现状、呈现的特征、存在的问题并指出研究的意义和目的。(2)存在问题的原因分析以及评价过程与结论(运用人机工程有关理论,结合安全系统分析和评价的方法对问题的原因进行比较深入的分析,并就现状分析的结果作出评价,并得出结论等)。
(3)对存在问题的改进措施和设计(包括改进设计的依据、原理、思路、实施方案(内容)和步骤等)。
(4)本次设计的水平、存在的问题等总结。2)课程设计的要求
(1)要求每位学生单独完成一个课题,课题可从下面的参考课题选择(但是同一个课题原则上不允许4人以上同时选择),鼓励同学们自己做自选课题(自选课题要与本课程设计紧密相连,源自实际应用,且须经指导老师审核和确认方可有效);
(2)课题原始资料必须来自实际,要经过现场测绘,准确和可靠。同学们可以通过现场实测、调查、问卷和查阅有关资料记录等形式来收集;
(3)课程设计的内容要求:立论有理有据,评价分析合理和透彻,结论可靠正确,设计大胆合理,充分体现以人为本的人机学原理。(4)课程设计格式要求:
① 课程设计的封面采用统一的格式,用A4纸打印出来
② 正文内容文字用小四宋体,一级标题用3号黑体加粗,以下各级标题每级字号减少一号,其他不变,大标题与内容必须分开(内容要另起行),段落之间要另起,章节之间要分页。
③ 图必须标注清楚并符合标注要求,图的序号用“图1-1”的形式标明,字用5号宋体,位于该图的下方,图和字均要居中;表格应标注表的名称和序号,形式和字体与图一样,所有的图表原则上不允许跨页(要分页的必须重新制作表头)。
④ 参考文献的格式按照《中国安全科学报》上的格式版书。
⑤ 页面设计采用A4横排的版本,左:3.0,右:2.0,上:3.0,下2.0,行间距选用“固定间距为30”,页码标在右下端,单页打印。
三、其它
授课采用多媒体教学形式。整个教学过程由课堂授课、实验、作业、自学和选听系列讲座五个环节组成。
人因可靠性系列讲座(课外自由选听,12学时)
讲座一 人因分析面临的问题及发展趋势
讲座二 人因事故分析的基本理论与方法
讲座三 HRA基本数据研究
讲座四 PSA中HRA基本概念与方法
讲座五 核电站人因可靠性分析模型
讲座六 核电厂人因及组织行政管理安全审查体系
四、教材和参考资料
1.教材:
《安全人机工程学》,张力 廖可兵主编,中国劳动社会保障出版社,2007
2.参考资料:
[1]《安全人机工程学》,欧阳文昭、廖可兵主编,煤炭工业出版社,2002 [2]《工业系统中-人的可靠性分析:原理、方法与应用》,何旭洪 黄祥瑞编著,清华大学出版社,2007 [3]《工业设计人机工程》,阮宝湘 邵祥华编著,机械工业出版社,2005 [4]《安全人机工程学》,白恩远、杨硕等主编,兵器工业出版社,1996 [5]《人机工程学》,丁玉兰主编,北京理工大学出版社,2002 [6]《人机工程学》,赖维铁主编,华中工学院出版社,1983 [7]《人机工程设计》,曹琦主编,西南交通大学出版社,1988 [8]《工效学》,赵铁生主编,天津科技翻译出版社,1989 [9]《工程设计中的人因学(第7版)》(影印版),Mark S.Sanders and Ernest J.McCormick,清华大学出版社,2002 [10]《安全人机工程学》,王保国等编著,机械工业出版社,2007
执笔人:张力 教研室主任签字: 系主任签字:
两点说明:
1)由于部分作业题是介于课程设计与课程论文之间的下面不作明确分列。2)在山偶数题目的后面,用小一号的楷体字做了些简略的解释说明。他们是所有题目解释说明的示例,这些示例对选作的其他题目亦可提供参考。
A-1 4人间本科生公寓房(18㎡)的人机学设计 A-2 2人间硕士生公寓房(16㎡)的人机学设计 A-3 电脑桌的新型人机学设计 A-4 奥运北京公共垃圾箱设计
(可结合学校所在地的实际情况设计公共垃圾箱。若能适当反应当地历史文化风貌则更好。)
A-5(北京胡同游)人力三轮车的宜人性设计
(可结合学校所在地的实际情况设计载人人力三轮车。若能适当反应当地历史文化风貌则更好。)
A-6 旅游景区双人(三人)休闲自行车设计
A-7 “百年好”(或“夕阳伴”、“夕阳乐”)老人人力小三轮车设计
(可结合城市、城镇及不同经济文化发展水平。参看第十章第二节例7中的“夕阳伴人力小三轮”的说明。)
A-8 校园公共电话亭设计 A-9 自行车婴儿座位的改进设计
(婴儿座位有放在自行车前面大梁上、放在后面书包架上两大类。考虑不同年龄婴儿的生理、心理特性,可作出不同设计。不要求一份作业中要完成多个设计。)
A-10 婴儿挂兜设计
(参看第十章第二节例6“婴儿挂兜”的说明。)
A-11 便于转换背驮、提扛方式的旅行箱包设计 A-12 家用蹲坑便池的可移放坐便器设计 A-13 附设方便火锅的家用餐桌设计 A-14 安乐读写椅设计
(参看第十章第二节例7中“方便读写的躺椅”的说明。)
A-15(附带照明的)多自由度床头书夹设计 A-16 系列衣架设计
A-17 老年人便携(可折叠)棋牌台凳设计
(在公园、街头、路边,全神贯注的老年人随时可见,观察观察场景,询问询问需求,用设计向他们奉献一份爱心吧!)
A-18 我校(院)学生公寓盥洗室的改进设计
A-19 我校(院)学生浴室中部分设施的人机学改进设计 A-20 我校(院)学生用床及相关器物的人机学该设计 A-21 解决学生公寓中晾衣问题的集中设计方案 A-22 邮局胶水盒的改进设计
(各地邮局都有胶水盒之类的器具,改进设计一个,让人们使用胶水方便卫生一些。)
A-23 公共汽车车厢的人机学设计 A-24 公共汽车车站的人机学设计
(虽在地区繁华程度不同,同一车站公交线路多寡的不同,面对的问题会有很大差异,可自行决定所针对的环境条件。)
A-25 一(两、三)种新型社区健身设施的方案设计 A-26 方便患者的点滴装置设计
(应对接受点滴的患者及医护人员两方面进行需求调研。)
A-27 服装商场的试衣间设计
A-28(大型)医院标示系统的宜人性设计 A-29 邮局营业单元和窗口设计 A-30 储蓄所营业单元和窗口设计 A-31 公园、社区休闲椅系列设计 A-32 商场收款台工作空间设计 A-33 教室里多媒体讲台及教师工作空间的(改进)设计 A-34 公共厕所隔间单元设计
(公厕的宜人性、人性化设计正受到社会广泛关注,隔间单元应该是其中的基本部分。)
A-35 我校(院)的路标系统设计
(每种规格的路牌应有一块按1:1的实际尺寸绘制,其他的可缩小比例绘制在A4纸上。另需绘制一张表示各路牌放置位置的校园平面图。)(建议与学校总务部门联系,索取资料,听取意见,作为真实可用的课题进行设计制作。)
A-36 设计四个禁止标志,按GB 2894—1996《安全标志》要求绘制出之低昂应用条件下的基本图样(可参照图6-
34、图6-35及相关说明)。
①禁止随地吐痰;②禁止随意刻画,图样使用的观察距离为L=12m;③禁止大声喧哗;④禁止使用手机,图样使用的观察距离为L=8m.A-67 “2008北京奥运青年志愿者”标志设计
①整个标志应有图形和文字构成。文字部分的中文、英文如下:
“2008 北京奥运 青年志愿者
YOUNG VOLUNTEER BEIJING PLYMPIC GAMES 2008”
②标志设计以方格纸上的”基准图“的形式提供(参看图7-14b和图6-36),基准图的幅面尺寸≥0.2㎡。
(A-
35、A-
36、A-37等属于视觉传达类型的设计,说明书中应对视觉人机学因素的选择应用作出必要的说明。)
B-1 关于电脑操作者健康问题的调查报告 B-2 鼠标、键盘人体工程设计产品的现状与分析
B-3 市场上办公桌椅功能尺寸(对国人)是异性的调查报告 B-4 市场上办公桌椅的人机学评析
(与B-3题得区别是:不局限于功能尺寸的评析,还涉及其他人机学问题。)
B-5 ××小学(×年级)学生课桌椅是异性的调查报告
(小原二郎等人在日本所作的类似调查报告曾成为日本政府文部省制定相关政策的依据。做这个题目者,没人的调查量至少为两个班。)
B-6 ××儿童游乐场人机学状况的评析 B-7 火车硬座车厢中人机学问题的调研报告(随着我国客运列车的大幅度提速,乘客对硬座车厢会有新感受、新需求,值得关注。)
B-8 火车卧铺车厢中人机学问题的调研报告
(随着百姓经济条件改善及火车提速,乘客对硬座车厢会有新感受、新需求,值得关注。)
B-9 长途卧铺汽车中人机学问题的点验报告
B-10 牙科椅及牙科医生工作空间中人间学问题的调研报告 B-11 美容(发)床椅及美容(发)师工作空间中人机学问题的点验报告
B-12 老年人用手机的人机学要求调研和设计定位
(2004年美国有人做过这项工作。选做这个题目的同学必自己进行认真的调查。)
B-13 老年人手杖的人机学调研与评析 B-14 我时公共汽车车厢的人机学调研与评析 B-15 我时公共汽车车站的人机学调研与评析
B-16 我市城市(部分)过街天桥的人机学调研与评析 B-17 公园、社区中某些公用健身设施的人机学评述 B-18 某建筑工地施工中人机学问题的调查报告 B-19 超市中拖把的人机学评析
B-20 超市种饮品用瓶罐开启方式的人机学研究 B-21 市场在牙刷产品的人机学评析与设计创意
B-22 超市中洗涤液与护肤化妆品用瓶罐开启方式的人机学研究
B-23 关于几种办公用品的人机学评析
B-24 ××(大型)医院标示系统的人机学调研报告 B-25 我校(院)学生公寓中的人机学问题评述 B-26 我校(院)浴室中的人机学问题评述 B-27 我校(院)校医院中的人机学问题评述
B-28 拖拉机手(吊车、叉车、掘土机驾驶员„„)人机学问题访谈录
B-29 ×××蔬菜大棚工作环境及器具的人机学问题调研报告
(很值得光柱的问题。因为还受着人机学的冷落,是人机学大有作为的场所。)
B-30 某鸡肉(填鸭、牛奶)养殖厂工作环境及器具的人机学问题调研报告
(若选作B-
29、B-30这类题目,深入现场做切切实实的调查是关键的工作步骤。)
B-31 照相机(打火机、电话机、电扇、剃须刀„„)发展中的人机学因素
B-32 洗衣机(冰箱、电炊具、吸尘器、电熨斗„„)发展中的人机学因素
B-33 电视机(收录机、随身听、VCD、复读机„„)发展中的人机学因素
C-1 我校(院)学生阅览室中的人机学问题与改进设计 C-2 我校(院)学生公寓盥洗室的人机学评析与改进设计 C-3 我校(院)学生餐厅的人机学评析与改进设计
C-4 我校(院)学生餐厅售货工位的人机学评析与改进设计 C-5 我校(院)学生食堂炊事班工作环境与器具的人机学评析与改进设计
C-6 公园、社区中某些公用健身设施的人机学改进设计 C-7 手机、电视机、VCD遥控器上按键的人机学评析与改进设计 C-8 几种电动工具的人机学评析以改进设计 C-9 ×××书店营业厅的人机学评析与改进设计
C-10 ×××大型超市收款通道及工位的人机学评析与改进设计 C-11 ××公园手滑是、脚蹬式游船的人机学评析与改进设计 C-12 ××服装商场试衣间的人机学问题调查与改进设计 C-13 随身听使用中的人机学评析与改进设计 C-14 超市中各种刷子的人机学评析与创新方案设计 C-15 火车车厢中××、××方面的人机学问题与改进设计 C-16 我市公交车车站牌认知性的评析与改进设计
(坐席车厢或卧铺车厢中都存在多方面的人机学问题:座位或铺位、茶几、行李架、照明、窗户、空调或风扇、播音系统、饮水与食品供应、卫生条件及其改善、盥洗室、厕所„„而且上述每一方面有都能派生出不少子问题:卧铺中的尺寸、卧具使用、脱下衣裤的放置、上下的安全与方便等问题;坐席中有尺寸与几何形式、结构材料与面料、座位朝向等问题;行李架中有放取得安全与方便、姓李的实际防窃和心理防窃等问题。其中每一个子问题也可能需要考虑不少因素。做这个题目的学生,可以自行确定研究、设计其中的某些方面、某几个问题。建议:宁可涉及面窄些,但求能深入一些。)
D-1产品与环境的人机工程设计创意集锦
(①第十章第一节里举了一批产品,人机工程创意开发的例子,同样可以列举出很多室内环境等方面创新设计的例子。能发现问题,发觉出创新提案,最值得鼓励。本作业题的背景空间极大,无论多少人来做,也无论做到那年那月,都不可能穷尽。②作业题称为“创意集锦”,意思是应该提出“一批”而不仅仅只有1~2或2~3个创意,当然,这也意味着只重于提出创意,可以暂不花很多时间进行深入的设计,就像第十章第一节的例5~例9那样。
③有了新创意,又进行了较为深入的设计,当然很好。但那只可能针对一项(最多两项)设计。可以根据设计的对象自拟作业题,就不称为创意“集锦”了。
D-2 新概念雨具的创意和方案设计
(奥运会的比赛全世界的人都能实时看到、听到,过后还能慢镜头重放。现代人已经做到的很多事情都超过了《西游记》等神话小说里的描述。但现代人类生活中也还存在着不少很原始的事物,雨伞就是一例。倘若果真存在着什么高度智慧的外星人,他们看到地球人撑伞防雨的窘态也许会捂嘴大笑:一只胳膊弯起肘来费劲的拿着伞,再要带点什么东西就难顾过来了;小风淋湿肩膀和裤脚,大风吹来狼狈如舞蹈。他们会说:你们地球人不是挺能吗?咋地啦?几千年没弄出个好点儿的雨具?—关心人民的福祉的设计师应该勇于在这类事物上寻求突破。这需要独辟蹊径。也许难以很快圆满成功。提出创意和方案,开始迈出你的步伐吧!)
D-3情侣伞的创意和方案设计 D-4家庭节水器具的创意和方案设计
(报载,2004年初夏北京一个中学生的一项设计获奖,即一个装在洗菜、洗脸池水管下的截门,简单一拧,就实现水的流向切换,进入放在该处水桶,可以用来冲厕所。这就是一个家庭节水器具。当然还可以作出其他的,也许更好的设计。)
D-5 家庭节水系统的创意和方案设计
(与D-4题不同,本题着眼于从家庭用水系统来想办法节水。)
D-6 家庭阳台(厅堂)立体绿化的创意和方案设计
D-7 大学生双休日也野营旅游装备、器物系列的方案设计 D-8 旅客列车饮用水供水系统的创意和方案设计 D-9 小型装订方法的现状分析及方案创意
(早些年只有钉书机,如今小型装订方法已较为丰富,值得进行人机学分析和创意。)
E-1(中国)宜兴紫砂壶造型的人机学研究
E-2 景德镇(唐山)茶具(餐具)造型的人机学研究 E-3 医用手术器具的人机学调研报告(可分别做刀、剪、钳、针中的某一种)
E-4 火车提速带来的人机学问题初探
(问题有较大的深度和广度,但同学们可以选择其中一部分问题进行初步探索,会有收获,也有价值。)
E-5 长途客车(火车、汽车)旅客座位背向问题的分析研究 E-6 关于产品涉及人体尺寸应用中“穿着修正量”的研究
(GB/T12985-1991所提供穿着修正量的数据甚为简略,值得作为进一步的研究。)
E-7 关于产品涉及人体尺寸应用中“姿势修正量”的研究
(GB/T12985-1991所提供姿势修正量的数据甚为简略,值得作为进一步的研究。)
E-8 关于人的自然行为倾向的一些调研与分析思考(有兴趣的同学可以对第六章所述的问题作些进一步的研究。)
E-9 人机学理论与可持续发展战略 E-10 设计理论:人机学理论与一次性用品 E-11 中国优秀传统农具中的宜人性范例
(在北京的中国农业展览馆里还有个“中国传统农具展览馆”,到哪里去可以收集到很多有价值的资料。)
E-12 人机学与产品的升级换代 E-13 人机学与新产品的创意开发
E-14 国外人机学在消费者产品伤害诉讼中的应用情况调查
(有资料说,在美国人机学工作者的工作中,为消费者产品伤害诉讼提供的占有相当比例。有必要了解更多的情况,并针对我国做一些相关的分析与预测)
E-15 可持续发展设计与我国竹产品的开发利用 E-16 关于左利者产品的调查与设计研究
E-17 中国人机工程学国家标准的制定和发布情况
(对有关情况进行调研,整理写出一份完整的说明文档。)
F-1家具人机工程学概况(专业科普作品,读者对象:中等及以上文化的相关人士。)
F-2 人机学与我们的生活(4~6篇连载科普作品,读者对象:一般公众。)F-3 人机工程学科技漫画系列
F-4 人机工程学简介电视脚本(电视播放时间十分钟左右)
F-5 杂文:筷子、刀叉、人机学与文化(从人机学谈到中外文化的对比)F-6 杂文:茶馆、咖啡厅、人机学与文化(从人机学谈到中外文化的对比)
F-7 杂文:设计的文明与文明的设计
姓名:吕超
学号:083731211
学院:机械交通学院
班级:机制082
日期:2011-12-23
目录
一、摘要 …………………………………………………………………2
1、前言 ………………………………………………………………2
2、关键词 ……………………………………………………………3
二、人机工程学简介……………………………………………………3
1、人机工程学定义……………………………………………………3
2、人机工程学应用……………………………………………………3
三、鼠标的分析与设计…………………………………………………4
1、人类手部结构………………………………………………………4
2、手臂的人机工程学分析 ……………………………………………5
3、鼠标的人机工程学分析和设计………………………………………6
4、人机工程学鼠标图片 ………………………………………………7
四、总结…………………………………………………………………8
五、附录…………………………………………………………………9
参考文献 …………………………………………………………9
摘要 :
通过对人性产品设计具体实例来说明人性化设计中所包含的人机工程学因素,指出中国未来的产品设计必以创新和革新为首要条件,人机工程学,使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心,是一种人文精神的体现,是人与产品完美和谐结合。社会的发展,技术的进步,产品的更新等等都与人,机,环境有密切的联系,所以要实现“以人为本”人性化设计思想,必定以人机工程学为参照。
1、前言 :
人机工程学是我们专业选修课,从这门课程中我们必须理解,明白,并且深切的感悟出人体工程学与我们专业,设计的相关性。使我们在产品设计过程中应充分考虑人和所设计的产品及他们所处的环境的协调及统一,提高产品与人之间的和谐关系,尽量满足舒适和安全的使用要求,以实现 “ 以人为本 ” 的人性化设计思想,使我们在设计方面得到了启迪和发展,使我们对我们的专业的认识也加深了一步。
特别是计算机和家具等与人体直接接触的产品更为突出。实际上,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。
所以,根据我自身的实践体验,深深感受到从事计算机行业的人员,可能会有一点点的职业病,如:颈椎、尾椎、膝盖等部位的麻木和酸痛!最令人们忽视的还有手腕,由于长期使用普通鼠标带来的手腕僵硬等不适症状。因此,我想从人机工程学论述一下,鼠标的设计
和应用。
系统设计的一般方法,通常是在明确系统总体要求的前提下,着重分析和研究人、机、环境三个要素对系统总体性能的影响,如系统中人和机的职能如何分工、如何配合、环境如何适应人、机对环境又有何影响等问题,经过不断修正和完善三要素的结构方式,最终确保系统最优组合方案的实现。
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快等等一系列的社会与物质的因素,使人们在享受物质生活的同时,更加注重产品在方便、舒适、可靠、价值、安全和效率等方面的评价,也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。人性化产品,就是包含人机工程的的产品,只要是“人”所使用的产品,都应在人机工程上加以考虑,产品的造型与人机工程无疑是结合在一起的。
2、关键词 : 人机工程学;人性化设计;舒适健康;鼠标设计。
二、人机工程学简介
1、人机工程学定义
所谓人机工程学,亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数;还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数,分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
2、人机工程学应用
人机工程学的范围是很广泛的,其基础学科是研究人的生理、心理。就是实用科学,把技术科学直接应用的实际的操作之中,也是人体工程的本源之处。人机工程学以人为最根本、最直接的研究、服务的对象,所以一切信息必须从人的自身中去获得,综合了这些信息才能做出判断。人类工程学是与人相关的科学信息在对对象、体系和环境进行设计中的应用,它涉及到人类生活的方方面面。理想的设计应当在工作体系、运动、休闲、健康和安全等诸多方面充分体现人类工程学的原理。
三、鼠标的设计和应用
1、人类手部结构
鼠标的人体工学设计,主要就是鼠标的造型设计。而要研究这个问题,首先需要研究人手的自然结构。
人手的结构中,与鼠标相关的部分向上包括前臂,而向下则有手腕、手掌、手指等结构。前臂内部包括尺骨、桡骨等主要的骨骼人就是依靠这两根骨头的交错来完成手腕的旋转的。而手腕结构中主要是一快腕骨,它的转动使得人的手腕可以仰俯。而人的手掌则主要由两组肌肉组成,一个是拇指屈肌和外展肌组成的肌群,一个是小指屈肌及展肌组成的肌群,在两个肌群指间有一条沟壑。对于不同的人,这条沟的深度和宽度是不同的。而这条沟内部,则是人手主要神经和血管所走的地方。手指的结构则相对
比较简单,每个手指包括三个指节,并在一定范围内可以
人手的自然形态
作横向的展开。
2、手臂的人机工程学分析
首先,对于上臂来说,它的自然形态应该是使尺骨和桡骨接近平行的状态,这种状态,也就是当上臂和手掌平放桌上的时候,上臂和手掌呈接近垂直的倾斜状态,使用掌外侧触及桌面的形态。
因为这种形态下,上臂的主要肌肉和血管不会发生扭曲,所以即便长时间保持这个姿势,也不会出现肌肉疲劳和缺氧情况――曾经推出过一款“竖着”使用的鼠标,虽然由于和大多数人的使用习惯不合而没有普及开来,但这种设计思路的确是符合人体工学要求的。
而对于手腕结构来说,多次试验证明,当人的手腕呈“仰起”状态时,则“仰起”的夹角在15度-30度之间的时候,是最舒适的状态,超出这个范围,会 导致前臂肌肉处于拉伸状态,而且也会导致血流的不畅。而对于手掌来说,其最自然的形态就是半握拳状态。
3、鼠标的人机工程学分析和设计
而鼠标的造型设计,实际上就是要尽量贴合这个形态。
(1)、要使鼠标外壳紧密贴紧人手掌的两个主要肌群――拇指肌群和小指肌群。使它们能够贴紧而又不受压迫。受压迫会导致手掌处于疲劳状态,而贴不紧又有握不住的感觉。
(2)、要使鼠标外壳紧贴掌弓而又不压迫它。也就是鼠标外壳要贴紧手掌中间的那条“沟”。如果它不能贴紧,那么手心就会有“悬空”的感觉,而如果压迫了它,因为下面是手的主要动脉和神经的必经之地,时间长了会导致手缺氧。
(3)、鼠标的最高点应该位于手心而不是后部的掌浅动脉弓,否则会造成手掌产生压迫感。
(4)、对于手指,手指的自然形态应该是五个手指都不悬空,而且处于呈150度左右的自然伸展状态。而对于鼠标设计来说,手指部分的一个特别要求,就是当手指自然伸展时,第三指节的指肚应该正好处于鼠标按键的微动开关上,这样才能获得最佳的按键手感。
(5)、对于手腕,还要搭配带有护腕功能的鼠标垫,以避免手腕长期与坚硬的桌面摩擦带来的不适感。而且鼠标垫也要用健康环保的材料制作,这样才会更全面的保护我们的健康。
(6)、另外,还可以设计更多类型、更多功能的鼠标或者无线鼠标,以满足不同类型的用户的需求。
4、人机工程学鼠标图片
普通鼠标
护腕鼠标垫
人机工程学鼠标
科学操作
四、总结
人体工学,在本质上就是让工具的使用方式尽量适合人体的自然形态,这样就可以使用工具的人在工作时,身体和精神不需要任何主动适应,从而尽量减少使用工具造成的疲劳。
随着机械化、自动化和信息化的高度发展,人的因素在产品设计与生产中的影响越来越大,人机和谐发展的问题也就越来越显得重要,人机工程学在产品设计的地位与作用愈显出其的重要性。
在新的世纪里,我们以新的方式来感知世界,人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间,毫无疑义,未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵,它将超越我们过去所局限的人与物的关系的认识,向时间、空间、生理感官和心理方向发展,同时,通过现代高科技技术如虚拟现实、互联网络等多种数字化的形式而扩延。符合人机工程,人性化的设计是最实在,同时也是最前沿的潮流与趋势,是一种人文精神的体现,是人与产品完美和谐的结合。使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。
所以,对于从事计算机行业的人员来说,一款舒适方便的人机工程学鼠标会带给我们跟多的舒适和健康。
五、附录
参考文献:
[1] 《人机工程学》.丁玉兰.主编.北京理工大学出版社.
[2] 《人机工程学设计应用》.严扬.编著.中国轻工业出版社.
[3] 《世界著名设计公司卷》.蔡军.徐邦跃.编著.黑龙江科学技术出版社.
9月18日, 温州市农业局在平阳召开农用无人机作业现场会。市县两级农机和植保管理部门负责人、技术推广骨干和农业生产经营主体代表100余人参加会议。
现场观摩了农用无人机作业情况, 无人机在技术人员的熟练操作下飞快地进行喷药作业, 得到与会人员的纷纷称赞。相比传统作业, 植保无人机工作效率高出60~80倍, 防治效果提高15%~35%, 还有效提高农药利用率, 减少环境污染, 避免了作业人员暴露于农药的危险。
关键词:绿色设计 人机工程学 闭合回路 反作用
前言
绿色设计也称生态设计、环境设计等,它是利用生态学思维将物的设计纳入“人-机-环境”系统中,既满足人的需求,又以注重生态环境的保护与可持续发展为原则;既实现社会价值,又保护自然环境,促进人与环境的共同繁荣。传统设计只针对产品自身进行设计,而绿色设计则围绕产品与环境的关系进行系统的设计。文章首先分析传统人机工程学中人-机-环境的关系,其次将环境系统作为重要研究因素,研究环境对人与机器的反作用,阐述绿色人机工程学中人一机一环境的新型关系,最后通过案例具体诠释各要素之间的相互作用。
1、绿色人机工程学与传统人机工程学
人机工程学是“人体科学”与“工程技术”的结合。以人的因素为中心,在设计中为考虑“人的因素”提供人体尺度参数,如人体结构尺度、人体生理尺度和心理尺度等数据(如图1)。这些数据可有效地运用到设计中去,为设计中“产品”的功能合理性提供科学依据。其次,为设计中考虑“环境因素”提供设计准则。通过研究人体对环境中各种物理因素的反应和适应能力,分析声、光、热、振动、尘埃和有毒气体等环境因素对人体的生理、心理以及工作效率的影响程序,确定了人在生产和生活中所处的各种环境的舒适范围和安全限度,从而保证人体的健康、安全和工作效率。
随着时代发展,人的世界观、价值观也在不断发生变化,追求更高更远的发展目标,绿色人机工程学也就应运而生了。人们现在不仅考虑自身的生存与发展,也开始考虑未来发展的可持续性,以及人类生存环境的改善、与自然的和谐共处。世界万物的发展特别是人类的发展进步,应以“人与自然和谐共处,共同发展”为原则,应将一切事物的发展纳入这个大原则中进行评价。因此,以“人为中心”的设计思想是有历史局限性的。上文提到人机工程学为设计中考虑“环境因素”提供设计准则,也只是单方面地以人为中心,考虑环境对人的影响,而未考虑人的活动将对环境所造成的影响,以及该影响会对人产生反作用这样一个循环往复的过程。人机工程学作为设计的科学依据,从主导思想上过于强调人的中心地位,却忽视了人类生存环境及自然的发展。尽管人在世界和自然中具有不可替代的地位,但人类的发展是离不开自然这一铁定的事实。所以绿色人机工程学的产生是人机工程学发展的—次飞跃,其意义在于将思想上改变设计者的观念。
所谓绿色人机工程学,是从更大的系统中,探讨人的因素与机器(产品)以及环境因素之间的相互作用和影响。包括人与机器交互过程中人与机器的相互关系;环境因素在交互过程中对人和机器的影响,反之对环境自身的影响;环境直接对人的影响和环境直接对机器的影响;人和机器分别对环境的影响;及以人的因素,机器与环境因素构成网络般的相互作用相互影响的闭合回路,“环境因素”不再只单纯的指向“人”(如图2)。
由此可见,绿色人机工程学是以人机工程学为核心,系统地考虑人、机器和环境之间的相互关系以及对自身的影响和作用。其不仅关注人的生理和心理、人机交互过程中人与机器的变化以及环境因素对人机交互的影响和作用,同时也研究人机交互对环境的影响及其反作用,为设计提供更科学化、生态化、系统化的设计方法和设计准则。2对设计学科的作用和影响
人体工程学的研究,为工业设计全面考虑“人的因素”提供了人体结构尺度,人体生理尺度和人的心理尺度等数据,这些数据可有效地运用到设计中去。
研究人或机器所带来的能源损耗、生态环境变化以及噪声污染等问题。它将从设计思想和方法上要求设计者带有生态环保、万物共同和谐发展的意识开发产品。
研究环境因素的反作用。人类自从会制造工具以来,利用自身的发明不断地改造世界,总是按照人的意愿设计着本不只属于自己的大自然。这一切环境因素正是在人机交互中发生着变化。然而,人们却忽视了自己所造成的一切变化将直接影响着自己和自己所创造的机器。因此,对环境因素反作用的研究能够为人类和机器的发展路线提供科学的方法。
3、基于案例的分析
随着中国电器设备市场的不断发展,以及消费者在电器使用过种程中对环保概念的追求越来越明显,电磁炉逐渐走入现代家庭。电磁炉又称电磁灶,第一台家用电磁炉1957年诞生于德国。1972年,美国开始生产电磁炉,20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。电磁炉的原理是磁场感应涡流加热,即利用电流通过线圈产生磁场,当磁场内磁力线通过铁质锅的底部时,磁力线被切割,从而产生无数小涡流,使铁质锅自身的铁分子高速旋转并产生碰撞磨擦生热而直接加热于锅内的食物,从而达到煮食目的。由于电磁炉是依靠锅底直接感应磁场产生涡流发热的,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,是一种高效节能厨具,完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具,因此热效率得到了极大的提高。
尽管现在中国大部分家庭仍使用燃气灶作为烹饪的主要器具,但随着电磁炉的推广会有越来越多的人开始选择电磁炉作为厨房的主要工具,是环境影响的结果。燃气灶是社会发展到一定阶段的产物,一定时期内大大地方便了人们的生活。但随着环境的变化,大气温室效应的出现,海平面升高,极端气候的形成,各种环境因素逐步开始影响人们的正常生活,人们越来越意识到环境保护的重要性,开始选择更加清洁的能源。环境要求炉灶产品能够更高效,材料更环保,使用更清洁的能源,电磁炉对比燃气灶更符合以上的要求。而人在自然环境的影响下,有意识地选择电磁炉作为更环保的产品,去取代传统的燃气灶。拥有更加精确控制的电磁炉,能调节火力的大小,制定加热的时间等,避免烹饪过度,减少能源的浪费,这是环境意识对人操作炉灶提出的新功能要求,是环境影响人机交互的体现(如图3)。
同时,电磁炉简单易用,有不同的功能模式,可以满足使用者不同的烹饪需求;并且电磁炉带有量化的火力级别控制,方便使用者精确控制加热过程;其集成的小功能如定时、温度控制等都给予使用者良好的人机操控体验(图4)。而燃气灶点火则是通过燃烧天然气产生热量实现加热,一般只提供旋钮作为火力控制的开关,档位感较模糊。较电磁炉只使用电而言,燃气灶使用的天然气是非可再生能源,其燃烧又产生大量二氧化碳,而天然气需要管道输送,在城市中铺设大量的管道网,不仅浪费大量资源,又占用大量的空间,而且存在巨大的安全隐患,如天然气泄露、管道爆炸等。
通过以上分析可以看出,电磁炉是现代厨房革命的产物,更是绿色人机工程学应用的一个经典案例。
4、结论
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