按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学
一、人机工程的定义
人机工程学是基于对人和机器、技术的深入研究,发现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特点,通过对于工具、机器、系统、任务和环境进行合理设计,以提高生产率、安全性、舒适性和有效性的一门工程技术学科。
(1)人—机—环境的具体含义:
人:指操作者或使用者;人的生理需求、心理需求、行为特点和技能限度
生理需求:饮食、呼吸、运动、居住等生理需要
心理需求:人都希望生活得愉快一点,工作的安全、舒适一点,劳动的轻巧方便一点,休息、消遣时得到美好的精神享受
行为特点和技能限度:人的行为特点受到人体自然形态的影响
机:泛指人操作或使用的物,可以是机器。也可以是用具、工具或设施、设备等;
环境:是指人、机所处的周围环境,如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等;
人—机—环境系统:是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统,简称人—机系统。
(2)人—机—环境之间的关系:相互依存;相互作用;相互制约。
(3)人机工程学的研究对象:人—机—环境系统的整体状态和过程。
(4)人机工程学的任务:使机器的设计和环境条件的设计适应于人,以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适,心情愉快,充分发挥人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。
三要素图示模型
二、MODAPTS基础
MODAPTS计算基础
– 1 MOD = .129 sec.
– 1 MOD = .00215 min.
– 1 MOD = .000036 hr.
• 1 sec. = 7.75 MOD
• 1 min. = 465 MOD
• 1 hr. = 27933 MOD
• 1MOD=0.129s 正常值。能量消耗最小动作
• 1MOD=0.1s 高效值。熟练工人的高水平动作时间值
• 1MOD=0.143s 包括疲劳恢复时间的10.7%在内的动作时间
• 1MOD=0.12s 快速值,比正常值快7%左右
MODAPTS的时间值是根据身体部位表现出动作时间的差异,它分为移动动作、结束动作、结合动作(其他动作),是以21个动作和8个时间值构成
三、作业区域规划
(1)水平作业范围
在水平方向上方便地移动手臂所形成的轨迹(覆盖的范围)
(2)垂直作业范围
立姿适合操纵范围和操纵力大,且一般不是长时间连续进行的工作。
A.人体上肢操作范围的最佳区域(适宜配置最重要和使用最频繁的显示器、控制器)
B.人体上肢操作范围中容易达到的区域(适宜配置较重要和使用较频繁的显示器、控制器)
C.人体上肢操作范围中能够达到的最大区域(适宜配置不重要和使用不频繁的显示器、控制器)
(3)坐立姿作业范围
某些作业并不是要求作业者始终保持立姿或坐姿,在作业的一定阶段,需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。
适合一些特殊的作业。如作业中需要重复前伸超过41cm或高于15cm 的操作等
图 坐姿尺寸部位
(4)工作面设计的高度
四、视觉特征——视野与视力范围
1. 视野与视力范围
视野是指当头部和眼球固定不动时,所能看到的空间范围。通常用角度表示。
人在水平面内的视野范围是:双眼的最大视区在左右60°以内的区域,在这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围:辨别字的视线角度为10°~20°;而辨别字母的视线角度为5°~30°。在各自的视线范围以外,字和字母逐渐消失。对于特定颜色的辨别,视线角度为30°~60°。人最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内
在垂直面内人的视野是:以视线水平时为0°基准,人的最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。颜色的辨别区域为视平线以上30°,视平线以下40°。实际上人的自然视线是低于标准视线的。在一般状态下,立姿时自然视线低于水平线10°,坐姿时低于水平线15°;立姿松弛状态下的自然视线偏离标准线30°;坐姿松弛状态下的自然视线偏离标准线38°;垂直面内人的最佳视区在低于标准视线30°的区域里
(a)垂直面内的视野; (b)水平面内的视野
2. 视觉惰性与闪烁感觉
视觉惰性是指当一定强度的光突然作用于人眼的视网膜时,不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉,而存在一个短暂的过渡过程。
主观亮度感觉由小到大,再由大变小,趋于稳定,因此某一瞬间亮度感觉比实际正常值的亮度感觉大得多。
例如:指示灯就是利用了视觉惰性,光感既不能瞬间形成,又不能瞬间消失,要达到醒目的作用。
视觉闪烁感觉是指低频断续光刺激,使人眼产生一明一暗的光感觉,达到更加醒目的目的。
3. 对比度
A.颜色对比
Ø 工作对象和背景的颜色对比,对于分辨清晰度的效果十分重要。据实验证明,下列颜色对比较好: