人機工程學和產品設計班級：機械107班 姓名： 劉清勇 學號：Z100501714隨著科學技術的發展，以及人們對各種服務以及舒適操作的需求，人機工程學得到了長足的發展。國際人機工程學會（International Ergonomics Association）對本學科所下的定義為： 研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素；研究人和機器及環境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適性等問題的學科。顧名思義，人機工程學研究的是人與機器之間的相互關系。其根本宗旨是使人能夠更加方便舒適的操作機器，提高生產效率，減少誤操作，使人與機器能夠和諧共處。所以人的因素至關重要。舉個簡單的例子：人提水壺時要考慮水壺方便、適應手提；往里裝水，蓋子可以用手打開；水燒開后壺會熱，要有隔熱手柄；要把水燒開的信息告訴使用壺的人；把燒開的水倒出來。這是人機工程學在生活中的簡單應用，它與我們生活中的方方面面都息息相關。其中人、機、環境構成了一個人機環境系統，在進行產品設計時，要綜合考慮著三方面的因素，努力做到三者的協調統一。 人機系統設計的目的就是創造最優的人機關系、最佳的系統效益、最舒適的工作環境，充分發揮人、機各自的特點，取長補短、相互協調、相互配合。如何合理分配人與機在系統功能以及人機間有效傳遞信息是系統整體設計的基本問題。 隨著科學信息技術的發展，人們面對的是大量快速傳遞的信息，要求操作時精度高、快速準確。同時人機界面由硬件向軟件轉移，這時人與機都進入了一個新的階段，因此新系統中人的特性如何體現，人與機的功能如何分配，機器系統如何更宜人等成為系統設計的主要內容。人機工程學的研究方法主要有七種：1. 觀察法 可借助攝影或錄像；2. 實測法 借助儀器進行實際測量 ；3. 實驗法 在實驗室或作業現場進行多次反復觀測； 4. 模擬和模型試驗法 ；5. 計算機數值仿真法； 6. 分析法；7. 調查研究法 。對于每種方法的運用要結合具體的設計環境、現有生產條件、資金水平、以及人的技術水平來具體選取。下面我以手套為例來簡述人機工程學的產品設計過程。第一， 手套的號碼人手的尺寸：首先要考慮的問題是手套的尺寸如何適合于人的形態和功能范圍的限度，相對于人的參數主要是人的結構尺寸和功能尺寸。人的結構尺寸指的是靜態尺 寸，而功能尺寸指的是動態尺寸。當我們買一雙手套時會發現沒有與我們的手完全相符的手套，不是有點大就是有點小，所以要考慮功能尺寸。手套的不合適會對我們的手造成一定的傷害，尤其是在一些重要的生產線上，不合適的手套很有可能會引發重大事故。然后根據不同年齡階段男女手尺寸的特點，設計一系列不同尺寸的手套，來滿足各種年齡的需求。第二， 手套的松緊程度：手套如果過緊就會是人佩戴起來不舒適，如果是在工業環境，佩戴不舒適的手套就會影響工作心情，進而會影響工作效率，給工廠效益帶來損失。而手套過送的話則容易產生松脫，對于冬天保暖用手套，過松還會保暖效果差，佩戴不舒適。對于工廠佩戴手套，比如說車工，松手套就容易引發工商，造成人身傷亡。所以進行手套的松緊設計時，一定要使松緊適度，不要過松也不要過緊，充分考慮人的因素。第三， 手套的材料。手套材料的設計是手套設計中的一個不可忽視的重要環節，根據手套的不同公用，其材料也不盡相同。對于冬天保暖用手套，其考慮的主要因素是舒適保暖，所以在設計時應該該選用棉線為主，而對于公用手套，其考慮的主要因素是安全，所以要考慮材料的耐腐蝕性、耐磨性、絕緣性、耐熱性等特點。根據不同的工作環境，選用不同的材料來生產，以滿足各種使用要求。此外還要考慮材料的成本，在滿足使用要求的前提下，盡可能的選用低成本的材料，選擇最優性價比材料，如此，才可獲得最大的經濟效益。此外，人的心理及行為特征在人機工程學中也是重要的考察因素。從知覺的過程得知，客觀事物是首先被感覺，然后才能進一步被知覺，所以知覺是在感覺的基礎上產生的，感覺的事物個別屬性越豐富、越精確，對事物的知覺也就越完整、越正確。感覺和知覺都是客觀事物直接作用于感覺器官而在大腦中產生對所作用的反映。在生活和生產活動中，人都是以知覺的形式直接反映事物，而感覺只作為知覺的組成部分而存在于知覺之中，很少有孤立的感覺存在，在心理學中稱為“感知覺”。感覺反映的是客觀事物的個別屬性，而知覺反映的是客觀事物的整體。感覺的性質較多取決于刺激物的性質，而知覺過程帶有意志成分，人的知識、經驗、需要、動機、興趣等因素直接影響知覺的過程。在人機工程學中，不可避免的要進行人體測量。其中的基本測點及測量項目如下：頭部測點（16個） 頭部測量項目（12項）軀干和四肢部位測點（22個） 軀干和四肢部位測量項目（69項）對于這些測點及測量項目，應根據具體情況來適當選取。下面再舉例說明人機工程學在汽車設計中的作用汽車是人的代行工具，與人在日常生活中息息相關，己形成獨特的汽車文化。“一堆冰冷的鋼鐵”是無法滿足現代人精神和文明需要的。車身造型設計必須以人為本，體現人機協調，使用操作方便、舒適，使汽車適應人的各種生理和心理要求，從而提高工作效率、保障安全、維護健康。未來的車身造型設計將在車身外觀設計、人機工程以及室內環境等方面更加注意人性化的發展。人機工程學在對人的特性進行詳細研究的基礎上設定了一系列的設計準則，用來指導汽車產品的設計，主要是人和汽車之間的界面設計。其中與汽車設計相關的主要有 1）基于人體感官的界面設計例如，人的視覺有視角、視野、可視光波長范圍、顏色分辨力、視覺靈敏度、定位錯覺、運動錯覺、視覺疲勞等特性，汽車的擋風玻璃、儀表板和儀表的設計就要充分考慮這些特性，使駕駛者能夠得到足夠的視區，能夠迅速辨認各種信號，減少失誤和視覺疲勞。交通標志的設計也應該采用大多數人能明辯的顏色和不易產生錯覺的形狀。 2）基于人體形態的界面設計 不同地區和人種、不同年齡和性別都具有不同的身體尺寸，為不同地區和群體設計的汽車就要參考特定對象的人體參數，在現代社會條件下，以一種產品規格想占有不同地區的市場是很難的。人在生活和勞動中又具有各種不同的形態，人體在不同的姿態下工作，全身的骨頭和關節處于不同的相對位置，全身的肌肉處于不同的緊張狀態，心臟負擔不同，疲勞程度也不同。設計一臺機器首先要考慮采用什么身體形態來操縱，選定姿態后，還要考慮以最舒適的方式對人體進行支撐，并適當地布置被操作對象的位置，從而減少疲勞和誤操作。例如司機在駕駛汽車的時候采用坐姿，坐椅的設計要符合人體骨骼的最佳輪廓，儀表的布置應在易于看到的地方，操縱桿/板的位置要在人體四肢靈活運動的范圍內。 3）基于力特性的界面設計 人體在不同的姿態下，用力的疲勞程度不同，操縱機器所需的力量應該選擇在對應姿態下不易引起疲勞的范圍內。例如轉向助力器就是為了減輕操縱力而設計的。人體在不同的姿態下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在過臀部水平線下方20度左右較大，操縱性也較好，所以剎車踏板就安裝在這個位置上。人體在不同的姿態使用不同的肌肉群進行工作，動作的靈活性、速度和最高頻率都不相同，例如腿的反復伸縮具有較低的頻率，而手指則可以用較高的頻率進行敲擊。因此，對應不同的操縱頻率應采用不同的動作方式來完成。 4）基于人腦特性的界面設計 人腦對事物的認識和反應有自己的特點，體現在他的行為和對外界的反應中。人喜歡用直覺處理事情，不善于煩瑣過程和精確的計算。對于協助人腦進行工作的計算機，如何進行人機界面的設計一直是熱門的論題。無論是從低級語言到高級語言，到面向對象、面向任務的編程方式