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淺析人機工程學(xué)與設計的概念以及其之間的相互關(guān)系
所謂人機工程學(xué)，亦即是應用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結構特征和機能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結構特征參數；下面是小編整理的淺析人機工程學(xué)與設計的概念以及其之間的相互關(guān)系相關(guān)內容，歡迎大家閱讀。
淺析人機工程學(xué)與設計的概念以及其之間的相互關(guān)系 篇1
摘要：
通過(guò)對人機工程學(xué)與設計的概念及相互關(guān)系的解說(shuō)，并進(jìn)一步對人-機-環(huán)境系統各要素間的關(guān)系和人機工學(xué)的內容對設計學(xué)科的作用等作了闡釋。提出人機工程學(xué)為設計學(xué)科開(kāi)拓了新的思路；同時(shí)指出未來(lái)應把工程學(xué)論文范文設計學(xué)科的內容提高到人性化設計的高度上來(lái)，真正使設計符合人機工程學(xué)的原理和特點(diǎn)，體現出設計對人的尊重和關(guān)懷。
關(guān)鍵詞：
人機工程學(xué)；設計；系統；人機環(huán)境；人性化設計
一、人機工程學(xué)和設計學(xué)科的概念及相互關(guān)系
人機工程學(xué)，在美國稱(chēng)之為人類(lèi)工程學(xué)(Human Engieering)、人因工程學(xué)(Human Factors Engieer-ing)，在歐洲有人稱(chēng)之為功效學(xué)(Ergonomics)，日本稱(chēng)之為人間工學(xué)。而我國目前除使用上述名稱(chēng)外，還譯成宜人學(xué)、人體工程學(xué)等。人機工程學(xué)的命名已經(jīng)充分體現了該學(xué)科是“人體科學(xué)”與“工程技術(shù)”的結合，實(shí)際上，這一學(xué)科就是人體科學(xué)、環(huán)境科學(xué)不斷向工程科學(xué)滲透和交叉的文化產(chǎn)物。
人機工程學(xué)就是研究人在一定的工作環(huán)境中所涉及的解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等諸方面因素，研究人-機(物)-環(huán)境系統中的交互作用著(zhù)的各組成部分(效率、健康、安全、舒適等)，在具體的工作條件下，在家庭中和在休假的環(huán)境里，如何達到最優(yōu)化的問(wèn)題。顯然研究與應用人機工程學(xué)原理和方法已成為設計人員所面臨的新課題。
狹隘地說(shuō)，設計是一種構思與規劃，并將這種構思與規劃通過(guò)一定的手段使之視覺(jué)化的過(guò)程。即通過(guò)設計構思賦予物品以規定的形狀與色彩，并用圖紙或模型予以表達。設計的本質(zhì)是創(chuàng )造。廣義地說(shuō)，設計就是設計一種生活方式，創(chuàng )造一種新的文化形態(tài)。在中國家具史上，從坐幾到憑幾，從憑幾到靠背椅，就決定了從席地而坐到垂足而坐的生活方式的演變；從太師椅到現代沙發(fā)就決定了從正襟危坐到舒適的靠坐的坐姿與生活方式的變化。
概而言之，設計作為一種文化現象，是一項綜合性的規劃活動(dòng)，是一門(mén)技術(shù)與藝術(shù)相結合的學(xué)科，同時(shí)受環(huán)境、社會(huì )形態(tài)、文化觀(guān)念以及經(jīng)濟等多方面的`制約和影響，即設計是功能與形式、技術(shù)與藝術(shù)的統一。設計的門(mén)類(lèi)有工業(yè)設計、環(huán)境設計、服裝設計等。任何設計的出發(fā)點(diǎn)是人，設計的目的是為人而不是產(chǎn)品，設計必須遵循自然與客觀(guān)的法則來(lái)進(jìn)行，這些都明確地體現了現代設計強調“用”與“美”的高度統一和“物”與“人”的完美結合，把先進(jìn)的技術(shù)和廣泛的社會(huì )需求作為設計風(fēng)格的基礎。所以，設計的主導思想是以人為中心，著(zhù)重研究“物”與“人”之間的協(xié)調關(guān)系。
人機工程學(xué)與設計學(xué)科在基本思想與工作內容上有很多一致性：人機工程學(xué)的基本理論“設計要適合人的生理、心理因素”與設計的基本觀(guān)念“創(chuàng )造產(chǎn)品應同時(shí)滿(mǎn)足人們的物質(zhì)與文化需求”，意義基本相同，側重點(diǎn)稍有不同；設計與人機工程學(xué)同樣都是研究人與物之間的關(guān)系，研究物與人交接界面上的問(wèn)題。由于設計學(xué)科在歷史發(fā)展中融入了更多的美的探求等文化因素，工作領(lǐng)域還包括視覺(jué)傳達設計等方面，而人機工學(xué)則在勞動(dòng)與管理科學(xué)中有更廣泛的應用，這是二者的區別。
二、人機工程學(xué)的內容特點(diǎn)和對設計學(xué)科的作用
人在工作或使用中與物、被使用的器具及外環(huán)境之間構成了一個(gè)相對開(kāi)放的系統，這個(gè)系統叫人機系統。人機工程學(xué)就是研究“人-機-環(huán)境”系統中人、機、環(huán)境三個(gè)要素之間的相互作用、相互依存的關(guān)系，它決定著(zhù)系統總體的性能。本學(xué)科的人機系統設計理論，就是科學(xué)地利用三個(gè)要素之間的有機聯(lián)系來(lái)尋求系統的最佳參數。
因此，在設計中，人機工程學(xué)的應用首先應從系統的角度去考慮問(wèn)題，設定問(wèn)題環(huán)境，確立“人-機(物)-環(huán)境”的系統。人機工程學(xué)研究?jì)热菁捌鋵τ谠O計學(xué)科的作用可以概括為以下方面：
(1)為物質(zhì)設計中考慮“人的因素”提供人體尺度參數應用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結構特征、機能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、體重、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)相互關(guān)系和可及范圍、動(dòng)作速度、頻率、重心變化以及動(dòng)作時(shí)慣性等動(dòng)態(tài)參數，分析人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)以及對肢體感覺(jué)器官的機能特征，分析人在勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞程度以及對各種勞動(dòng)負荷的適應能力，探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素。人體工程學(xué)的研究，為各類(lèi)設計全面考慮“人的因素”提供了人體結構尺度、人體生理尺度和人的心理尺度等數據，這些數據可有效地運用到各種物質(zhì)設計中去。
(2)為物質(zhì)設計中“產(chǎn)品(物)”的功能合理性提供科學(xué)依據在現代各物質(zhì)設計中，如搞純物質(zhì)功能的創(chuàng )作活動(dòng)，不考慮人機工程學(xué)的需求，那將是創(chuàng )作活動(dòng)的失敗。因此，如何解決“物”與人相關(guān)的各種功能的最優(yōu)化，創(chuàng )造出與人的生理和心理機能相協(xié)調的“產(chǎn)品”，這將是當今設計中在功能問(wèn)題上的新課題。人體工程學(xué)的原理和規律將是設計師在設計前必須考慮的問(wèn)題。
(3)為物質(zhì)設計中考慮“環(huán)境因素”提供設計準則通過(guò)研究人體對環(huán)境中各種物理因素的反映和適應能力，分析聲、光、熱、振動(dòng)、塵埃和有毒氣體等環(huán)境因素對人體的生理、心理以及工作效率的影響程度，確定了人在生產(chǎn)和生活中所處的各種環(huán)境的舒適范圍和安全程度，從保證人體健康、安全、舒適和高效出發(fā)，為物質(zhì)設計方法中考慮“環(huán)境因素”提供了設計方法和設計準則。
此外，人機系統設計理論在指導具體設計時(shí)，通常是在明確系統要求的前提下，著(zhù)重分析和研究人、機(物)、環(huán)境三個(gè)要素對系統總體性能的影響，如系統中人和機(物)的職能如何分工、如何配合、環(huán)境如何適應人、機對環(huán)境又有何影響等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)不斷修正和完善三要素的結構方式，最終確保系統最優(yōu)化組合方案的實(shí)現。
三、人機工程學(xué)原理為設計學(xué)科開(kāi)拓了人性化設計的新理念
社會(huì )的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的更新、生活節奏的加快等等一系列的社會(huì )與物質(zhì)因素，使人們在享受物質(zhì)生活的同時(shí)，更加注重物質(zhì)在“方便”“舒適”“可靠”“價(jià)值”“安全”和“效率”等方面的最優(yōu)化評價(jià)，也就是在現今物質(zhì)設計中常提到的人性化設計問(wèn)題。人性化設計理念的形成關(guān)鍵是人機工程學(xué)原理在設計學(xué)科中的充分運用。
所謂人性化設計，就是包含人機工程學(xué)特點(diǎn)的物質(zhì)設計，只要是“人”所使用的產(chǎn)品，都應在人機工程學(xué)上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機工程學(xué)無(wú)疑是結合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物及環(huán)境之間和諧關(guān)系的方式(“人機環(huán)境”的系統理論)，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的機能，保護人體的健康，從而提高生產(chǎn)效率。僅從工業(yè)設計這一范疇來(lái)看，大至宇航系統、城市規劃、建筑設施、自動(dòng)化工廠(chǎng)、機械設備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類(lèi)各種生產(chǎn)與生活所創(chuàng )造的“物”，在設計和制造時(shí)都必須把“人的因素”作為一個(gè)重要的條件來(lái)考慮。若將產(chǎn)品類(lèi)別區分為專(zhuān)業(yè)用品和一般用品的話(huà)，專(zhuān)業(yè)用品在人機工程學(xué)上則會(huì )有更多的考慮，它比較側重于生理學(xué)的層面，而一般性產(chǎn)品則必須兼顧心理層面的問(wèn)題，需要更多的符合美學(xué)及潮流的設計，也就是應以產(chǎn)品人性化的需求目的為主。
總之，人性化要求設計師已不僅僅是在設計一個(gè)“物”，而在設計之前必須先考慮到人，設計師必須是把“為人而設計”的觀(guān)念直接體現在產(chǎn)品之上。設計時(shí)必須充分考慮人機工程學(xué)原理，確立“人-機(物)-環(huán)境”的系統，并運用生理學(xué)、心理學(xué)和其它相關(guān)學(xué)科的知識，系統地研究產(chǎn)品與人類(lèi)動(dòng)作的設計及人類(lèi)物理環(huán)境改變對人類(lèi)官能的改變與限制的知識，以期使人與產(chǎn)品有最好的配合，創(chuàng )造一種新的、更為合理的使用方式。如在操作計算機的上機姿勢中，在現行的上機條件下，操作員常常是手臂向前懸空著(zhù)來(lái)操作鍵盤(pán)和鼠標。手臂的懸空形成了肩部的靜態(tài)疲勞，使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(yè)(后靠姿勢會(huì )加大懸空手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩部的疲勞)，而當操作員脫離靠背又手臂懸空時(shí)，體重就全部由脊柱來(lái)承擔，其結果或是腰部的疲勞酸痛，或是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背，或者是把手腕抵在桌沿而引發(fā)腕管綜合癥。要解決諸如此類(lèi)的問(wèn)題，設計師就必須充分考慮人機工程學(xué)的因素。
由此可見(jiàn)，如果產(chǎn)品設計得不好，不能與人及環(huán)境相協(xié)調，不能為社會(huì )創(chuàng )造一個(gè)更科學(xué)、更符合人機工程學(xué)原理的新的使用方式(產(chǎn)品設計不符合人性化)，就不能很好地滿(mǎn)足現今競爭激烈的市場(chǎng)需求。那么它或許帶給社會(huì )的是一系列的負面影響�？梢哉f(shuō)，人性化的產(chǎn)品設計理念是時(shí)代文明的呼喚。
中國未來(lái)的設計必須以創(chuàng )新與革新為首要條件，唯有真正好用且務(wù)實(shí)的物品才能在市場(chǎng)上脫穎而出，讓消費者感到貼心且實(shí)惠的產(chǎn)品方是企業(yè)制勝的絕佳利器。符合人機工程學(xué)原理的人性化設計最實(shí)在，同時(shí)也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，是人與物品完美和諧的結合，使人性化的設計真正體現出對人的尊重與關(guān)懷。
[參考文獻]
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淺析人機工程學(xué)與設計的概念以及其之間的相互關(guān)系 篇2
安全人機工程學(xué)是以人機工程學(xué)理論和原理為基礎的新興學(xué)科，在化工工程、制藥工程、各種生產(chǎn)工程中應用廣泛，是將人-機-環(huán)境為有機整體進(jìn)行研究的重要學(xué)科，是現代科技發(fā)展和文明生產(chǎn)的必然趨勢。
1安全人機工程學(xué)概述
1.1安全人機工程學(xué)基礎概念
作為人機工程學(xué)的一個(gè)重要分支，安全人機工程學(xué)也稱(chēng)工效學(xué)、人類(lèi)學(xué)或人類(lèi)因素工程學(xué)。人機工程學(xué)主要是研究人與機器相互關(guān)系的學(xué)科，安全人機工程學(xué)就是在人機工程學(xué)的基礎上，運用其思想、方法或原理解決人與機器的安全性問(wèn)題的一門(mén)科學(xué)。勞動(dòng)者的人身安全在生產(chǎn)活動(dòng)中非常重要，其安全性也取決于生產(chǎn)安全條件、安全狀態(tài)、安全行為等各個(gè)方面。隨著(zhù)現代科技的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)過(guò)程中的機器正在向著(zhù)高速化、高精密化、復雜化的方向逐漸發(fā)展，對機器的操縱需要人的準確判斷，需要在注意力、操作技術(shù)等方面對勞動(dòng)者提出更高的要求，而人的生理、生物能力學(xué)特征等沒(méi)有更快的進(jìn)化或變化，因此，人與機器之間會(huì )出現不協(xié)調、不平衡等現象，影響機器的工作效率以及人身的安全。所以，需要將人與機器看成有機的整體或系統，使其處于一個(gè)安全、衛生、高效率、舒適的狀體，這也就是安全人機工程學(xué)出現的重要意義。安全人機工程學(xué)研究的內容包括操作人的生理、心理特性、人的能力極限、人機功能的合理分配、人機相互作用、人機界面的合理設計、人機界面環(huán)境及其改善、人機界面作業(yè)及其改善、人的可靠性與安全等幾個(gè)方面。
1.2安全人機工程學(xué)的重要性
安全人機工程學(xué)的研究重點(diǎn)在于“人與系統”、“人與機器”之間的關(guān)系，要求其以勞動(dòng)者為保護對象，目的是高效、準確完成作業(yè)任務(wù)的同時(shí)保障人的安全。安全人機工程學(xué)涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括工業(yè)生產(chǎn)、建筑行業(yè)、環(huán)境規劃、食品生產(chǎn)、制藥生產(chǎn)等，是研究人、機、環(huán)境三者之間綜合作用的綜合性學(xué)科。安全人機工程學(xué)將人、機、環(huán)境三個(gè)要素設定為整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)中的子系統，對其他各個(gè)系統中存在的潛在危險因素進(jìn)行研究，通過(guò)子系統之間的相互聯(lián)系、制約、影響等，既保證了人身的安全，又保證了生產(chǎn)的高效率、高水平、高質(zhì)量。所以，安全人機工程學(xué)是各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)域不可或缺的重要子系統，是科學(xué)合理的將人與機器進(jìn)行最優(yōu)配置，保證工程順利進(jìn)行的重要保證。
2安全人機工程學(xué)的發(fā)展
安全人機工程學(xué)是一種交叉學(xué)科，在20世紀中期由歐洲起源和發(fā)展起來(lái)的，作為一種獨立的學(xué)科已經(jīng)有50多年的發(fā)展歷史，現在已經(jīng)在世界上的多個(gè)國家得到廣泛的推廣和應用。我國的安全人機工程學(xué)研究是從20世紀30年代初開(kāi)始的，但系統的深入研究及開(kāi)展是在改革開(kāi)放以后開(kāi)始的。我國在1980年由國家標準局成立了全國人類(lèi)工程學(xué)標準化技術(shù)委員會(huì )，1984年成立了國家軍用人機環(huán)境系統工程標準化技術(shù)委員會(huì )。安全人機工程學(xué)主要依附于人機工程學(xué)的思想與原理，從安全的角度結合人機之間的關(guān)系，是一個(gè)新興的學(xué)科。安全人機工程學(xué)在多個(gè)工程領(lǐng)域中都有廣泛應用，如重體力勞動(dòng)作業(yè)、沖壓作業(yè)、制藥生產(chǎn)等。近年來(lái)，隨著(zhù)機器精密化、復雜化、高速化發(fā)展，安全人機工程學(xué)也逐漸發(fā)展起來(lái)，越來(lái)越受到工程領(lǐng)域的重視。
3國內制藥生產(chǎn)的勞動(dòng)力狀況、生產(chǎn)現狀
近年來(lái)，我國制藥廠(chǎng)發(fā)展較好，生產(chǎn)量和生產(chǎn)質(zhì)量方面有較大提高，國內制藥生產(chǎn)中勞動(dòng)力分配較為均勻，但是生產(chǎn)工藝的連續性，勞動(dòng)強度較大也造成工人生理上的疲勞，加之制藥生產(chǎn)作業(yè)動(dòng)作單調重復，使勞動(dòng)者產(chǎn)生一定的麻痹心理。制藥生產(chǎn)中常接觸高危險的制劑和原材料，而有些勞動(dòng)者技術(shù)經(jīng)驗不足，在生產(chǎn)工藝中對設備性能了解不足，易導致安全事故。目前制藥生產(chǎn)中也針對勞動(dòng)力的狀況進(jìn)行作業(yè)和設備改進(jìn)，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)行科學(xué)的輪班制度，提高作業(yè)機械化和自動(dòng)化程度，避免勞動(dòng)人員過(guò)度疲勞。對勞動(dòng)者的操作技能、安全意識進(jìn)行培訓，在危險區域或危險操作予以警示提示。生產(chǎn)設備、管道、控制原件在設計和安裝時(shí)考慮人機因素關(guān)系，改良生產(chǎn)操作程序。
4安全人機工程學(xué)在制藥生產(chǎn)中的應用
4.1制藥生產(chǎn)中安全人機存在問(wèn)題
安全人機工程學(xué)在制藥生產(chǎn)過(guò)程中應用很重要，包括各個(gè)環(huán)節，要綜合考慮人、機器、環(huán)境三個(gè)因素，發(fā)揮協(xié)調作用。以某制藥廠(chǎng)的發(fā)酵車(chē)間為例，發(fā)酵是制藥廠(chǎng)生產(chǎn)的基礎工序，也是重要的工序。發(fā)酵工序使用的原材料包括氨水、片堿、液堿、硫酸等，這些原材料都具有強的腐蝕性或毒性，在生產(chǎn)過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)高溫蒸汽和壓力空氣等通道。該制藥廠(chǎng)在發(fā)酵車(chē)間設計方面，沒(méi)有充分考慮人-機-環(huán)境之間的`關(guān)系，設備中的蒸汽管道隨意安放，雜亂無(wú)章且沒(méi)有安全防護措施，控制室外就可以聞到刺激的氨水氣味，雖然短期內不會(huì )危害人身安全，但是長(cháng)此以往會(huì )影響工作人員健康。在發(fā)酵中會(huì )接觸到高溫蒸汽，生產(chǎn)人員在取樣和消毒過(guò)程中沒(méi)有安全防護裝置，常有工人不慎被蒸汽燙傷。
4.2制藥生產(chǎn)中提高安全人機工程學(xué)應用的措施
制藥生產(chǎn)中要協(xié)調好人、機、環(huán)境三個(gè)因素間的關(guān)系，提高對安全人機工程學(xué)的認識才能從根本上解決好問(wèn)題。首先，控制人為因素。人作為整個(gè)安全人機工程學(xué)的主導因素，在系統中起到核心支配的作用，而人的因素也是最難控制的，由于人為因素導致的安全事故的比率非常高，占到整體的70%-80%。以上述制藥廠(chǎng)發(fā)酵車(chē)間為例，由于人的失誤操作可能會(huì )造成高溫蒸汽閥門(mén)誤開(kāi)、壓力溫度參數調節失誤等引起的管道泄漏爆炸等事故。因此，要提高安全人機工程學(xué)在制藥生產(chǎn)中的應用，強化工人的安全意識，避免工人按照自己的主觀(guān)意識進(jìn)行設備操作，加強安全隱患防范意識。此外，為保證人的安全，還要對人與環(huán)境進(jìn)行安全管理，生產(chǎn)車(chē)間的環(huán)境必須符合國家要求標準，避免生產(chǎn)車(chē)間高溫、潮濕、化學(xué)氣味濃重造成人的生理及心理異常，導致其反應遲鈍、操作失誤。其次，控制機的因素。制藥生產(chǎn)的設備和管道都非常多，包括各種泵、換熱裝置、反應設備、干燥設備、儲罐等，隨著(zhù)生產(chǎn)工藝的高參數化、高能量化，設備及管道所處的環(huán)境也是高溫、高壓、易燃易爆的，安全可靠性較差，因此需要在車(chē)間設備安放、管道安裝方面充分考慮人機工程學(xué)原理，以人的生理特征和安全為考慮要素，提高設備裝置的安全可靠性。部分高危制藥設備需要安裝安全閥門(mén)或按鈕等安全防護措施，避免操作失誤導致安全事故發(fā)生。最后，控制環(huán)境因素。制藥生產(chǎn)過(guò)程復雜，涉及材料多具有毒性或腐蝕性，因此環(huán)境條件較差，對人的生理健康和心理造成一定的影響，進(jìn)而影響整個(gè)生產(chǎn)操作。因此，運用安全人機工程學(xué)理論，對生產(chǎn)環(huán)境需要進(jìn)行合理的控制，對設備安放、空氣流通、環(huán)境溫度等都要嚴格的控制，滿(mǎn)足人為操作環(huán)境的最低要求，避免環(huán)境因素對人機安全的影響。
5結束語(yǔ)
綜上所述，安全人機工程學(xué)在工程領(lǐng)域中得到廣泛應用，特別是制藥生產(chǎn)中。其目的是協(xié)調人、機器、環(huán)境之間的關(guān)系，保證人身安全的同時(shí)，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
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