人因工程學(xué)及其在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

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1、人因工程大作業(yè)人因工程學(xué)及其在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用工雙學(xué)01孫飛00082016摘要:人因工程學(xué)是一門年輕的科學(xué),是基于對(duì)人和機(jī)器、技術(shù)的深入研究,發(fā)現(xiàn)并利用人的行為方式、工作能力、作業(yè)限制等特點(diǎn),通過對(duì)于工具、機(jī)器、系統(tǒng)、任務(wù)和環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì),以提高生產(chǎn)率、安全性、舒適性、有效性的一門工程技術(shù)科學(xué)。本文就人因工程中的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人因工程亞就內(nèi)容及其應(yīng)用方面做一下簡(jiǎn)要概述。關(guān)鍵字:人因工程、人機(jī)系統(tǒng)一.人因工程概述人因工程學(xué)是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)科學(xué)知識(shí),研究組成人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)器和人的相互關(guān)系,以提高整個(gè)系統(tǒng)工效的新興邊緣科學(xué)。人

2、因工程學(xué)研究在設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)如何考慮人的特性和能力,以及人受機(jī)器、作業(yè)和環(huán)境條件的限制。人因工程學(xué)還研究人的訓(xùn)練,人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā),以及同人機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)問題。對(duì)于這些研究,在北美稱為人因工程學(xué)或人因工程學(xué),蘇聯(lián)稱為工程心理學(xué),歐洲,日本和其他國家稱為工效學(xué)。人開始使用機(jī)器就構(gòu)成了人機(jī)系統(tǒng)。第二次世界大戰(zhàn)期間,人們認(rèn)識(shí)到對(duì)制造出來的各種高效能的新式機(jī)器和機(jī)器系統(tǒng)(生產(chǎn)、運(yùn)輸、通信、武器和航空飛行器等)進(jìn)行操縱和控制時(shí),整體系統(tǒng)的工作效率在很多情況下是由其中人的活動(dòng)來決定的。如雷達(dá)運(yùn)行時(shí),要求操縱人員接收和分辨出顯示器上顯示的各種

3、信息,根據(jù)這些信息在很短時(shí)間內(nèi)作出決策和進(jìn)行操作。若雷達(dá)設(shè)備的全部潛力沒有發(fā)揮出來,至少部分原因是操縱人員不能掌握這個(gè)電子設(shè)備的復(fù)雜操作。經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)提醒人們,有時(shí)飛機(jī)弄錯(cuò)方向墜毀,炸彈誤中友船,就是因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮人的各種長(zhǎng)處和短處。電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期,計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度很快,輸入數(shù)據(jù)、編制程序和打印結(jié)果很慢,機(jī)器經(jīng)常處于空閑狀態(tài),也是因?yàn)闆]有考慮和研究人機(jī)接口系統(tǒng)和人機(jī)功能分配等因素引起的。人的能力和機(jī)器的潛力很好地配合,能提高管理和控制效率。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化和電子化的高度發(fā)展,人的因素在生產(chǎn)中的影響越來越大,人機(jī)協(xié)調(diào)問題1人因工程大作

4、業(yè)也就越來越顯得重要,人因工程學(xué)就是在這樣的背景下創(chuàng)立和發(fā)展起來的。在人機(jī)系統(tǒng)中操縱人員被看作系統(tǒng)中的一個(gè)元件。操作人員通過感覺器官(視、聽、觸、嗅、味)接收來自機(jī)器的信息,了解其意義并予以解釋,或先進(jìn)行計(jì)算,再把結(jié)果與過去的經(jīng)驗(yàn)和策略進(jìn)行比較,然后作出決策。作出決策后,人通過控制器官(手、腳等)去操縱機(jī)器的操縱器,如開關(guān)、按鈕、操縱桿、操縱盤、光筆或呼口令等,來改變機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。機(jī)器隨即發(fā)出新的信息,如此重復(fù)不斷。人機(jī)系統(tǒng)不是孤立存在的,而是存在于某種環(huán)境之中。環(huán)境特性影響人的效率和行為。環(huán)境因素包括溫度、濕度、噪聲、照明、加速、振動(dòng)、

5、污染和失重等。二.人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人因工程學(xué)是一門年輕的科學(xué)。人機(jī)系統(tǒng)中人的特性、能力和限制已經(jīng)有大量測(cè)試數(shù)據(jù)可查。從系統(tǒng)分析角度研究人機(jī)系統(tǒng),在原有設(shè)備基本不變的情況下,由于考慮了人的動(dòng)態(tài)特性而進(jìn)行系統(tǒng)分析,再適當(dāng)改動(dòng)設(shè)備,就能顯著提高工效。如手動(dòng)控制系統(tǒng),即操縱人員直接參與的用手連續(xù)控制的系統(tǒng),在飛機(jī)、火炮、雷達(dá)、汽車、艦船和航天飛機(jī)等方面已廣泛應(yīng)用,在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí),要把人和機(jī)器作為一個(gè)整體來考慮,合理地或最優(yōu)地分配人和機(jī)器的功能,保證系統(tǒng)在環(huán)境變動(dòng)下達(dá)到要求的目標(biāo)。有些人機(jī)系統(tǒng)能用定量的系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的方法

6、進(jìn)行設(shè)計(jì)。一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng),如一位操縱人員和一臺(tái)機(jī)器構(gòu)成的單參數(shù)跟蹤系統(tǒng),操縱人員被看作是系統(tǒng)中一個(gè)元件,可用定量方法,即用傳遞函數(shù)或其他數(shù)學(xué)方法近似表達(dá)操縱人員的動(dòng)態(tài)特性,建立操縱人員的準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型;用控制理論方法對(duì)操縱人員的傳遞函數(shù),和機(jī)器的傳遞函數(shù)進(jìn)行綜合,便可得到調(diào)節(jié)品質(zhì)合乎要求的穩(wěn)定的人機(jī)跟蹤系統(tǒng)。1.人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求(1)能達(dá)到預(yù)定的目標(biāo),完成預(yù)定的任務(wù)(2)人與機(jī)械都能充分發(fā)揮各自功能并協(xié)調(diào)地工作(3)系統(tǒng)接受輸入和輸出的功能,必須符合設(shè)計(jì)的能力(4)要考慮環(huán)境因素的影響(5)最好設(shè)計(jì)成閉環(huán)系統(tǒng)2.人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)2人因工程

7、大作業(yè)根據(jù)人的特性,設(shè)計(jì)出最符合人操作的機(jī)器、最適合手動(dòng)的工具、最方便使用的操作裝置、最舒適的工作椅、最舒適的工作姿勢(shì)和操作程序、最有效最經(jīng)濟(jì)的作業(yè)方法、最舒適的環(huán)境等,使整個(gè)人機(jī)系統(tǒng)安全可靠,效益最佳。3.人機(jī)系統(tǒng)建立建立人機(jī)系統(tǒng),必須考慮以下五個(gè)方面:人員選擇訓(xùn)練(包括訓(xùn)練設(shè)備)、設(shè)備設(shè)計(jì)、操作程序和環(huán)境。建立復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng),除了這五個(gè)方面外,還要考慮人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)性能、人和機(jī)器的特性等,采用系統(tǒng)科學(xué)或信息科學(xué)的方法來設(shè)計(jì)和分析,然后進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn),檢查系統(tǒng)性能和操縱人員操縱的難易程度。一般說來,人機(jī)系統(tǒng)要反復(fù)試驗(yàn)和使用才能逐漸完善。人機(jī)

8、系統(tǒng)中,操縱人員是人機(jī)系統(tǒng)中的主體,設(shè)計(jì)和運(yùn)用人機(jī)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮人在人機(jī)系統(tǒng)中的能動(dòng)和主導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)人員要和操縱人員密切配合,使人機(jī)系統(tǒng)達(dá)到要求的性能和指標(biāo),同時(shí)保證操縱人員

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