人機工程范文
時間：2023-04-07 07:34:24
導語：如何才能寫好一篇人機工程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
關鍵詞：機械設計 人機工程 人性化設計
中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）06-0186-01
機械設計從古至今一直是人們所關心的問題，古代的中國就已經有很多復雜的機械設計。在機械設計過程中，除了結構上的合理以外，還要考慮到力學、溫度、工作環境和材料的強度等問題。如今，隨著科學技術的發展，人們對舒適度的要求越來越高。即人-機-環境之間的關系 ，也就是我們常說的人機工程學。機械設計本身就是一個復雜的過程，如果想要做到人性化的設計，就要在設計的每一步將人性化最大化，同時保證設計的可行性和經濟性。
一、人機工程學的應用
人機工程學是年輕的學科，近年來才受到科學工作者的廣泛關注 。 它運用人體的生理和心理等方面，結合機械的特定功能和操作空間進行研究的一門學科。人機工程學與我們的生活緊密相連，因此在設計和制造過程中，必須把人作為第一考慮范疇，這樣才體現了人性化的設計理念。人機工程學提供人體各部分的尺寸、體重、重心以及人體各部分在活動時的相互關系，并分析在操作過程中的活動范圍、動作慣性、速度等動態參數，分析人的生理及心理變化以及對勞動負荷的承受程度和效率變化。
二、人機工程在機械設計中的應用
2.1機械設計的操作性和舒適性
操作是人表達自己思想的手段和方式。機械設計要滿足人的輸出部位對操作的要求。在設計過程中，機器的運轉狀況是要充分考慮的。設計的合理，人操作起來就會很舒適，不僅提高了工作效率，也會減輕人的疲勞程度，從而可以延長人的工作時間，減少因疲勞而帶來的事故。
操作位置的安排和外形的設計以及操作空間的布局都是影響機械操作性的主要元素。從人機工程的角度出發，各種設計必須以人的生理特點為基礎，便于大多數人的使用，各種警示標語和符號要規范化，符合操作動作并盡量使操作者省力降低其操作強度。各種操作手柄的設計要適宜，使操作者舒適。關于空間的設計，也是人機工程在機械設計中的一個重要方面。對于機械設計而言，首先要區分工作時是立姿還是坐姿，其次再確定兩種姿勢下的操作范圍，通過空間的設計來減少操作者的疲勞程度，實現人機的統一。
顯示系統的設計也是人機設計可操作性的一個重要方面。顯示系統是人與機械信息交流的通道。人通過顯示系統的數值來判斷機器的運作情況，從而做出合適的改變。如果顯示系統與操作系統不協調，則機械整體的可操作性就大大下降。
2.2機械設計的安全性
機械設計的安全性仍然是機械設計的重點。安全性是人性化的第一體現。機械的安全性直接影響人的安全。在較為惡劣的條件下，安全性更為重要。除了機械在結構和材料的設計方面，利用人機工程學，強化機械的可操作性，可以有效的改善機械的安全性。同時在設計上要采取措施，避免操作失誤，對機器進行防護。在設計時，就要首先考慮到可能出現的問題，可以采取一些措施減緩這種錯誤帶來的危害。如防超載的安全裝置、控制開關的鎖定裝置等。目前一些先進的設計，使得機械具有自檢功能，當出現問題時，通過程序判斷，可以準確找出問題發生的地方，便于排除故障。除此以外，還要有對人的保護裝置，比如汽車設計中的安全氣囊、ABS防抱死系統等。在具體設計中，我們要根據不同的情況作出不同的措施，利用人機工程學，解決好設計中的問題。
2.3綠色設計
適宜的環境對操作者來說是十分必要的。在優美的環境里工作，心里比較愉悅，身體就不會疲勞，共作效率就會提高。因此人機工程學里，環境對人工作效率、身體健康的影響也是十分重要的一部分。操作空間里的空氣清新度、光線強度、溫度和濕度等都會對人的工作產生影響。高溫使人心情急躁，注意力下降；低溫使人的感知度下降，操作靈活性下降。這些都會對操作過程中的安全性產生消極影響。在操作室的噪音問題，也會使操作者產生煩躁心理，因此降噪設計也是人機工程學的一部分。
除以上的設計外，美化操作空間的設計，也為提高操作者的工作效率做出了貢獻。如在操作室里的色彩配置、照明和音響等。對操作室的門窗，在造型和視野上加以改進，顏色上更加豐富、協調，也可以提高生產效率。于此同時，在生產過程中，盡量選用高品質、可重復利用的材料。減少在生產過程中帶來的不利影響。在實際生產活動中，要保證環境不僅能調操作者的工作效率，還要保證其安全性，創造一個既安全又綠色的環境。
三、人機工程學在機械設計中的研究方向
人機工程學現如今正在致力于研究人-機-環境系統這一整體，通過這類研究，設計出適合的機械設備，創造優美的操作環境，從而協調三者的關系，提高工作效率。隨著科學技術的進步和發展，尤其是計算機的快速進步以及各類軟件開發，以人機工程學為基礎的機械設計，完全可以通過各種參數的設定和軟件模擬來計算出設計的合理性。通過模擬的結果來改進設計中的不足，從而得到一個合理的設計。這樣可以節省大量的時間和成本，設計出更加人性化和更加高性能的產品。人機工程學在機械設計中的研究必然會向著信息化、智能化的方向發展。
隨著人機工程學的研究深入，以及人們對自身生理特點的認識的深化，人機工程學在機械設計領域的應用也必將逐步推廣。人機工程學的基本原理和出發點也會逐漸受到機械設計者的重視，人性化的設計也會成為主流。人具有社會性和主管能動性，在從事機械工程設計時一定要重視人-機-環境的有機結合，只有充分考慮這些，才能達到人與機械的協調，才能發揮機械的全部效能，才能夠達到機械設計預期的效果。這不僅是設計者要努力的方向，也是未來機械設計的趨勢，所以必須引起人們的足夠重視。
參考文獻：
[1]楊麗艷 淺談人機工程在機械設計中的應用[J].機械研究與應用，2010（9）.
篇2
關鍵詞：車輛人機工程；設計；影響因素
1.人機工程在車輛設計中的重要性
隨著汽車工業的不斷發展和科學技術的不斷進步，人們對汽車駕駛的舒適性要求越來越高，對人機工程學在汽車工程的應用也有了更高的要求。車輛人機工程學是一門新興的綜合性邊緣學科，是綜合了人體學、心里學和生理學方面的內容，在汽車工程方面進行應用。汽車人機工程的深入研究和應用，不但有助于改善汽車駕駛條件和舒適度，還對保護駕駛員和車內乘員的身體健康和生命安全起著重要的作用。
2.影響車輛人機工程設計的因素
2.1.目標對象對車輛人機工程設計的影響
車輛人機工程設計的最終目的是以滿足車輛銷售目標區域內大多數客戶為基礎，這就要求車輛人機工程人員要對該客戶群體的人體尺寸和相關參數有深入的了解，并能有相應的計算設計方法，然后再進行人機工程的設計。
2.2.目標個體的差異性對車輛人機工程設計的影響
作為車輛人機工程設計人員，當然希望所設計的車輛能夠滿足所有目標客戶的使用要求，但這一點無論是在技術上或是在經濟上，都無法實現。目標個體的人體差異性，是車輛人機工程設計所面臨的一個重要的問題。百分位值是表達關于人體尺寸信息和個體性差異的一種簡單有效的方法，是進行車輛人機工程設計重要的數字信息和依據標準。百分位表示人體的某項基數數據對于使用對象中有百分之幾的人可以適用，也就是指人體尺寸數據正態分布中的累計概率。根據人體測量尺寸數據，滿足不同目標人體的差異，可以分為5百分位、10百分位、50百分位、90百分位和95百分位。在對車輛人機工程設計的過程中，應該注意：
50百分位的平均值在使用的過程中，往往會將設計者帶入一個誤區，認為50百分位滿足目標平均個體的需求，但目標個體中通常沒有平均的男性或者女性，從人體測量數據來看，無論統計采樣是人體尺寸還是人體質量等，采樣統計平均值的應用意義并不明顯。例如汽車加速踏板布置設計，加速踏板與人體操縱姿勢的關系非常重要，要考慮到以下五個方面：
--加速踏板布置必須考慮長時間操作的舒適性；
--加速踏板未踩下時，踝關節角度A46不小于87°，踩到底后A46不大于105°；
--應該使駕駛員的拇趾點（BOF）踩在踏板中心位置，需要計算踏平面角度和踏板中心高度 A47；
--踏板表面的傾斜角度參照踏平面角來確定，使駕駛員鞋底腳掌處很好地與踏板表面貼合；
--必須分析不同百分位駕駛員下肢的舒適性，尤其要考慮女性駕駛員穿高跟鞋駕駛的情況。
在車輛的設計過程中，對于加速踏板的一些參數特別是最小伸及距離或者最大控制力等，絕對不能選用平均值或者第50百分位值作為標準值。因為人類的個體差異是無法消除的，因此設計者應該滿足目標客戶里的大部分人，就必須要了解目標客戶人體差異性。通常認為滿足90%或者95%就已經達到使用目標。
圖一 車輛加速踏板人機工程設計圖
2.3.設計時機對車輛人機工程設計的影響
一些女性駕駛員經常會遇到這樣的場景：當把座椅向前調整，以便更容易夠到踏板，可這樣會使得方向盤離身體太近。這樣的問題在其他一些方面也會出現，例如座椅安全帶不能充分調節而導致頸部或者胸部過緊引起不適或者擦傷；汽車儀表板的布置高度不適可能導致高個子駕駛員腿部空間狹小，矮個子駕駛員前方下部視野不足等。為了更好的分析和消除這些問題，更好的進行人機工程設計，需要車輛設計人員進行深入的調查研究，量化問題出現的概率和分布，不斷進行設計修改和優化，直至設計令客戶群體滿足。這就需要把握好人機工程設計的時機，因為在開發后期或者使用過程中一旦發現問題，再去糾正，就可能會涉及到車輛各個部件之間的互相調整，甚至需要從整體布局開始，其所需的費用會非常的高。所以在車輛總體設計和總體布置的時候，就應該講人機工程提早考慮進去，運用人機工程分析方法、人體模型CAD和專業的分析軟件等對人機工程進行全面系統的設計。
3.總結
隨著汽車設計的不斷變化和發展，車輛人機工程設計所涉及的內容也在不斷發生著變化。以上幾個因素是目前車輛人機工程中所需要重點關注的幾個方面，車輛人機工程設計中所設計的內容很多，需要設計人員不斷的運用新方法和新思想，盡量能夠做到系統全面的考慮每一個細節。
參考文獻：
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關鍵詞：Ergonomics；Jack；疲勞和恢復分析；腰部脊椎力分析；手工搬運極限
中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 （2010） 15-0000-01
Virtualization Software Application in the Human Engineering
Shen Yingru,Jia Hongzhe
(John•Deere Agricultural Machinery Co.,Ltd.,Jiamusi154000,China)
Abstract:This paper describes the basic principles of JACK software and its three analysis functions and application.
Keywords:Ergonomics; Jack;Fatigue and recovery analysis;Lumbar spinal force analysis;Manual handling limits
人機工程英文“Ergonomics”，原出希臘文“Ergo”，即“工作、勞動”和“nomos”，即“規律、效果”，也即探討人們勞動、工作效果、效能的規律性。人機工程同樣是一門將工作設計的符合人的科學，而并非是讓人來適應工作。
人機工程學是調節工作條件和工作要求來滿足工人的工作能力的科學。它通過分析工作任務和工作環境，以及研發更好的方法和工具，使人體更舒適，高效，安全的進行工作。人機工程學研究的包括物理因素和環境因素。物理因素包括身體的關節，肌肉，肌腱和韌帶的壓力...而諸如噪聲，照明，溫度環境因素會影響你的聽力，視力，健康和舒適。
本文我們討論的就是如何使用JACK軟件中的作業分析模塊。
一、JACK軟件的應用
（一）產品設計：評價如汽車和卡車駕駛室內部設施的舒適度。
（二）制造業：評估人在工作環境進行裝配任務時的業績表現情況。
（三）維修行業：評價可維修性和服務操作的可行性。
我們首先來認識一下JACK軟件中的人體模型，在JACK軟件中有2個模型，杰克和吉爾。這是2個運動學的精確的人體模型，有69體節，68個關節135個自由度，全脊椎，手有16個體節。
二、JACK軟件的Task Analysis Toolkit部分提供9個用于進行人機工程分析的工具，包括
（1）疲勞和恢復分析；（2）腰部脊椎力分析；（3）手工搬運極限；（4）代謝能量消耗；（5）NIOSH標準；（6）OVAKO工作姿勢分析工具；（7）預定標準時間法；（8）RULA；（9）靜態力分析。本文我們分析主要介紹其中三個的應用范圍：
（一）疲勞和恢復分析
圖1.1疲勞與恢復分析工具可以用來評估對于一個指定的工作是否有足夠的恢復時間來避免工人疲勞可用。基于由Rohmer和Laurig出版的強度和抗疲勞的研究一書，這個工具能計算一個工作所需的疲勞回復時間，并將這個時間與工人的休息時間進行比較，如果在一個工作周期操作者不能得到休息，則工人這時正處于疲勞的危險期。使用疲勞和分析這個工具，可以實現：
1.設計一個操作的抗疲勞手冊將這個作業的疲勞風險降到最低。
2.分析在工人靜態姿勢或連續工作中的實時的疲勞模擬。
3.評估一個作業并找到一些使用新的設備或者機器來替代人工作業的工作方法。
4.確定在某一工作任務中需要恢復的時間最長的作業任務，并通過靜態施力和動態連續施力來確定受影響最大的肌肉和肌肉群，然后在指定作業中識別出這種類型的工作來避免工人的疲勞。
（二）腰部脊椎力分析
圖1.2腰部脊椎力分析工具可以幫助評估在任何工作環境和姿勢下背部和脊椎的受力條件的分析。一般來說。
1.確虛擬的分析作用在腰部位置的。
2.確定是否符合美國NIOSH標準上對于工人受傷風險的要求。
3.用于對工作空間和操作手冊的設計，最大限度的降低人機工程風險。
4.評估實時的工作狀態，降低人機工程的風險和背部受傷的幾率。
5.使用分析來進行模擬，通過改變操作中的各種參數包括姿勢、負荷模擬人脊椎手里來改善作業任務的風險等級。
（三）手工搬運極限
圖1.3手工搬運限制工具可以幫助進行包括：抬、舉、往下放、推、拉等作業任務對腰部的傷害的分析。這個模塊是基于美國利寶互助研究中心所進行的20多年的研究結果研發的，該工具使您能夠：
1.確定在指定比例的男性和女性的中，他們最大可接受的包括抬、舉、往下放、推、拉的物體的重量或受力。
2.確定某一特定男性或者女生能否完成指定的任務作業中的重物搬運或者施力是否滿足要求。
一般可以應用于：
1.設計新的工作任務時，對作業要求的力量和符合進行預測，以完成作業指導。
2.根據人機工程的分析，重新設計某些任務，并根據特定的人群百分比最大的降低風險的可能性。
3.使用模擬的功能，通過改變任務的變量，包括重量，垂直和水平的距離，動作的頻率以及每個動作持續的時間來分析工作任務中是否有超過人的能力的動作。
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關鍵詞：人機工程；煤礦機械；應用
1為何如此重視人機工程學在煤礦機械的作用
中國是產煤大國，因資源豐富所以礦山機械產品也很多，煤礦機械屬于野外施工中的重型機械，設備不僅龐大，而且操作復雜，而且面臨的問題也很多，例如：噪音、油污、振動等干擾因素多，并且天氣的復雜多變也影響操作員的正常工作，因此長時間操作是非常困難的，操作員一直不停地操作會因疲勞無法提高生產效率。現在人們對煤機設備的設計即希望造型新穎、布局合理、線條優美等有著審美價值，又希望操作過程中疲勞和精神負擔，提高工作效率，減少事故發生。人機工程學作為這些年來新興的一門學科。它涵蓋的綜合性較強，例如：人體科學、安全科學、環境科學、工程技術科學、社會科學及技術美學等各種方面理論的知識、研究方法和手段, 運行到整個體統中去,把人的生理、心理特征整合到機械中區，讓人與環境與機電設備三者這件的關系相互貫通, 這樣操作簡便、安全舒適、讓人、機、環境的結合達到最佳狀態。
2人機工程學在煤礦機械設計中的作用
2.1人體數據在機械設計中的應用
礦井工作環境很艱苦也很很特殊, 因此如何設計出符合人的生理、心理特點的機械是非常有必要的, 我們希望技術人員在操作過程中可以有一個舒適、安全的的工作環境,又可以提高生產效率, 這就需要設計人員在產品設計的時候掌握機械的使用范圍和人體各部分尺寸范圍, 把人體測量數據灌入到機器中去。在設計過程中我們要把設備操縱的重點放在人的主操作位置上, 機械的運動和操控都是由人來主導，要符合人的操作習慣, 這樣可以保證操作者在操作的過程中可以舒適、安全和有效果。此外在設計過程中還要結合操作者的操作的力度,把數據控制在范圍內，方便操作。要是可以達到以上要求,這種人、機、環境三方何為一體的效果才能達到最理想的階段。
2.2人性化設計的機械界面
這里所指的操作界面主要是指人機界面的頁面。人機界面是人與機器之間傳遞和交換信息的媒介，是人與機器之間的界面交流。我們所知煤礦設備由于機械較龐大所以結構復雜、零部件機構較多,所以操作界面很是復雜和繁瑣。界面雜亂無序會讓你眼花繚亂，操作起來使人煩躁,還有種很粗糙的感覺,并且存在嚴重的安全隱患。我們所希望的人機界面，在外形上要美觀大方,操作上要通俗易懂、操作便利，而且要有引導功能,讓操作員在工作的過程中感覺到快樂,從而提高工作效率。操作面板是人與機器相交的主要界面,人在面板上進行運行操作,操作起其位置和傾斜角度達到人的需求，對界面上的顯示、控制裝置的大小、位置等，都要適應的人的舒適度，這樣在操作時可以便捷、正確和高效的工作狀態。
2.3減少煤礦機械操作中的噪音
煤炭工業是多噪聲行業,這種噪聲不止存在在一個環節中，而是在各個生產環節中都存在的，所以對人的危害是很大的。煤礦生產設備噪聲的生源繁多而且音量很高。這種噪聲長時間下來對人耳可造成聽力損失；這種噪聲已經嚴重到影響技術員的正常工作，還造成人的睡眠質量下降，嚴重的還會引起各種疾病的發生；音量太大，技術員在工作中無法專注，會引起一系列的工作上的失誤，對于較大負荷的強度工作，如果因為噪聲的原因，引起的后果將是不可想象的；不僅如此，因為噪聲還會讓儀器設備無法正常運轉, 造成儀表讀數不準、失靈，甚至還可能金屬材料因聲疲勞而破壞。 因此，設計人員在煤礦機械設備設計的時候就要考慮到噪聲的因素，我們要減少因噪聲帶來的影響。例如在設計時，設計人員了解煤礦通風機和局部通風機是噪聲最大的發源地，我們就要減少這些部件的噪聲，在通風機選型、空氣動力學設計與機械設計時，保證通風機工作時噪聲較低，或是把通風機的尺寸變大或是縮小，設計的這些原理，前提是不能影響技術經濟的指標下，方可達到減低噪聲的效果。
3結束語
現代化的機械工程在設計中會考慮人機工程學原理，已達到人性化的設計。結合環境因素、人為因素在設計中的影響。保證技術人員在工作操作中者可以放心安全的工作，還能保證提高工作效率。機械設計是非常重要的環節，因此設計產品時要充分考慮到人為的因素才可以解決勞動主體與勞動工具之間的矛盾，但也因現在人的能力是有限的，設計的有些產品無法適應人的操作，這樣就不可能達到期望的人機協調。隨著科學進步的發展，人類對自身的理解又更近一步的了解，對科技的發展也越來越重視，所以讓人與科學的結合是非常有必要的，現在的人們體會到了高科技帶來的便利，也不斷的從經驗與教訓中認識到了人機系統協調關系的重要性，從而了人機工程學在機械操作設計中的重要性，在這條道路上我們還要不斷的探究和深入。
參考文獻：
[1]高煥,劉瀟驍.分析現代設計理論和方法在煤礦機械設計中的應用[A].煤炭技術,2013(05).
[2]楊麗艷.淺談人機工程在機械設計中的應用[A].機械研究與應用,2010(05).
[3]何萍.人機工程學在工程機械設計中的應用[J].萍鄉高等專科學校學報,2007(03).
[4]李俊.人機工程學在機械設計中的應用[J].技術應用,2011(02).
[5]王建軍.人機工程學在人性化煤礦機械設計中的應用研究[J].機械管理開發,2010(114).
[6]耿曉亮,于會榮,韓燕.人機工程在煤礦機械設計中的應用[J].煤礦安全,2012(09).
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關 鍵 詞：人機工程學 工業設計 教學研究
人機工程學是一門主要研究“人一機一環境”系統的多學科綜合的邊緣學科。人機工程學既研究“人-機、機-環境、人-環境”三個子系統的屬性，又研究人機系統的整體結構及其屬性。從而使整個系統安全、高效，且對人有較高舒適度和生命保障功能，最終達到系統綜合使用效能最高。
黑龍江科技大學工業設計專業經過十余年的建設，對人機工程學課程的教學已提升到研究和實踐階段。人機工程學是工業設計專業的專業基礎課，在工業設計專業的課程體系中占有重要地位。作為基礎知識體系的重要組成部分，該課程教學的成效關系到后續的產品設計系列專業課程教學是否能順利展開。所以該課程在“應用型人才”培養目標的指導下和前期教學研究的基礎上，課程教研小組成員對本課程的教學思路、教學內容、教學方法和教學手段 進行了不斷的探索、研究和實踐。這門課程的教學改革歷經幾屆學生的教學實踐，最終取得了良好的教學效果。
一、課程教學內容體系研究
首先確立教學內容改革的目的，是實現應用人才培養目標：“具有開闊的眼界、良好的個人素質、正確地價值觀、藝術與技術交融的專業知識結構；有較強的溝通表達能力、團隊協作精神和良好的職業道德；具備較系統的工業設計核心知識、技能、態度，適應社會的應用型設計人才，力爭實現就業零適應期。[1]”教學內容的組織方式是在必要的理論知識基礎上，突出工業設計專業應用人機工程學的實用性和應用型；適當刪減原先主要是適合工技術專業工科學生的純理論研究性的教學內容，時著力加強本學科與工業設計專業的關聯[2]。
人機工程學雖以獨立課程單元存在，但卻輔助于若干產品設計課程，本單元課程既具有相對的獨立性，又具有較強的延續性，改革課程內容，優化理論學時，突出注重應用的特點。在教學內容的編排上，針對現行教科書章節安排的不合理，對各章節進行了重新整合，目的是希望在每一個“人的因素”的知識點后安排與其相應的設計內容“機的因素”，可以馬上理論聯系設計實際。同時把相關的一些“機的因素”安排在同一或相近章節，體現一定的內在邏輯性[3]。具體實施方案為：
（1）根據理論知識的關聯性，將課程內容分為五大模塊：基礎知識模塊、基礎數據模塊、設計原理模塊、環境模塊、人機系統設計模塊。
模塊一：人機工程學基礎知識（第1-3章） 10課時
知識點：人機工程學的基本概述，工業設計與人機工程學，人機工程學綜述，人的感覺特征及心理特征，人的運動系統機能及其特征等。
教學手段：多媒體課件進行理論講授，設計案例剖析，課程實訓。
模塊二：人體測量與數據應用（第4章） 4課時
知識點：人體測量的方法與常識，常用人體測量資料、人體測量數據的應用。
教學手段：多媒體課件講授，設計案例剖析，課程實訓，網絡互動。模塊三：人機界面及各種裝置設計（第5-8章） 18課時
知識點： 人機的信息界面圖形符號設計、顯示裝置設計與選擇、操縱裝置設計與選擇、工作椅設計主要依據。
教學手段：多媒體講授，設計案例剖析，課程實訓。
模塊四：安全設計（第9章） 4課時
知識點： 了解與掌握事故分析、作業環境分析與安全設計之間的關系。教學手段：多媒體講授，設計案例剖析，課程實訓。模塊五：人機總體設計及發展趨勢（第10章） 4課時
知識點：與人體相關產品的選擇及設計。
教學手段：多媒體講授，設計案例剖析，課程實訓，師生互動。
（2）優化理論課各部分的授課時數，突出重點內容。如：增加操作空間、人機信息界面設計部分的學時數，減少熱、振動等環境的理論授課學時。
（3）結合煤炭優勢，教學重點內容應側重操作空間、操作面板、人機交互、人機協調等內容，優化理論學時，注重理論與實踐的結合，以理論原則和實驗數據為設計基礎，共同完成實踐項目。
二、課程教學方法和手段的改革
《人機工程學》課程針對學生的學習基礎和特點，從教學內容中探索，從教學手段中發掘，既要遵循教學的普遍規律，又要有針對性、創造性，從而逐漸形成了具有鮮明特色的教學方法。在教學中主要采用案例教學法、項目實訓法和小組攻關法方法等教學方法。
1、案例教學法
案例教學法是國際上推廣的一種生動直觀的先進教學方法，采取案例教學導入，理論與實踐相結合教學方法。在教學過程中，采取師生共同討論，廣泛聽取學生的見解，教師最后進行總結，避免了教師上課“一言堂”的做法。
2、項目實訓法
為了將教學與實踐結合得更加緊密，實現對學生創新精神和實踐能力的培養。我們在教學中以“項目實訓法”鼓勵學生積極參加各類設計競賽，以產品設計為載體，教師采用一對一指導的形式，以人機原理和產品設計理論為依據，幫助學生解決實際問題，師生共同攻關，使學生不僅學會了設計，部分教師和學生還以此為契機，為自己的設計生涯畫上了光輝的一筆，師生均受益匪淺，項目實訓法獲得了豐碩的成果：多名同學在不同層次的競賽上獲獎；教師和學生多人申報外觀專利，如圖1 雪花書桌，圖2小廚寶。
通過項目實訓使同學熟練掌握產品設計人機工程學的知識和研究方法，并能夠完成以人機為核心的產品設計和以產品系統設計（基本要素與應用要素）為延伸設計的完整工業產品設計，為工業設計相關專業課程的學習奠定堅實的基礎。
3、小組攻關法
“小組攻關法”是根據學生的心理特征而實施的一種教學方法，這種方法是“項目實訓法”的補充。學生在小組中彼此分享各人的意見和獨到的見解，共同研討，解決問題，通過“小組攻關法”加強了學生的團隊協作意識和交流溝通能力。
三、以“科研促教學”為理念，將科研融入教學
結合黑龍江科技大學的煤炭專業特色和“科研促教學”理念，結合該課程建設，2007年成功申報黑龍江教育廳科學技術研究項目《基于人機工程學的采煤機操作系統應用研究》，將采煤機的操作系統的人機協調課題研究融入課堂，讓學生在真題實踐中得到鍛煉，采用學生的優選設計方案，為企業提供設計參考；將人機協調理論應用于采煤機目前在我省尚屬首例，在本領域處于黑龍江省內領先水平。
人機系統總體設計又稱為TSD（Total System Design）設計法。TSD設計法的中心思想是系統設計必須分為一系列具有明確定義的設計階段，而每個階段的設計活動和任務必須是明確的。這是典型的系統化解決問題策略。“總體”的意義是強調人機系統的各個組成成分都應給予全面的考慮，以克服長期以來設計中忽略人和人的效能問題，其設計的目標是使系統的每個組成成分都為實現系統目標而能夠協調一致地發揮各自的功能。
結合采煤機的操作流程進行操縱面板設計，采煤機手動操作系統的操作流程為：開啟運輸機采煤機泵電機站選擇左、右截割；并具有急停手柄和備用手柄。
根據采煤機手動操作系統的操作流程，分析采煤機的工作空間、操縱裝置的形狀編碼和力的大小、作業場所的布置原則來進行操縱面板設計，如圖3采煤機操作界面所示。
“科研促教學”是提高大學教學質量的重要途徑。科研成果能充實和改革教學內容、科研活動能促進師資隊伍建設和教學環境的改善，課外科研小組能培養學生的科研能力，面向本科生學術講座能激發學生創新意識；從而形成“科研水平提高—教師教學能力提高—教學質量提高—學生質量提高”的良性循環。在教學內容研究的基礎上，開展科學研究和實踐設計總結，編著《產品設計》教材，其中重點章節為產品設計與人機工程學。該書的出版標志著人機工程學課程的教學達到了一定的理論水平。
四、結語
通過本課題的研究實踐，給學生提供大量的符合社會需求的設計實踐機會，加深學生對專業的理解，提高了學生的設計能力，擺脫以往教學中理論脫離實際的狀況，使學生更好地認識和感受工業設計現實和實踐狀況，使學生獲得符合現實的設計體驗，使學生在就業競爭中更具競爭力；使教師在教學和指導設計過程中，能使人機相關原理與產品設計有機融合，提高教師的專業水平、實踐知識和設計指導能力；作為以培養創新能力和應用能力的素質培養為目標的建設，對于工業設計其它專業課程的建設提供了可借鑒的模式。
黑龍江科技大學教學研究項目，編號：JY13-54
參考文獻
[1] 趙宏梅，李洪綱.基于三大教育理念的“HAT·CDIO”應用型人才培養模式的探究[J]. 設計，2012（2）.
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1.1人機工程學對工業設計的重要作用
在不同的研究和應用領域中，人機工程學存在帶有側重點和傾向性的多種定義，其中國際人類功效學學會（IEA）為該學科所下定義最具全面性和權威性，即人機工程學是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、安全和舒適等問題的學科[1]。社會的發展、技術的進步、產品的更新、生活節奏的加快等等一系列的社會與物質的因素，使人們在享受物質生活的同時，更加注重產品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”和“效率”等方面的評價，也就是在工業設計中常提到的人性化設計問題。而所謂人性化產品，就是包含人機工程的產品，只要是“人”所使用的產品，都應在人機工程上加以考慮，產品的造型與人機工程無疑是結合在一起的。具體來講，人機工程學對工業設計的重要作用可以概括為五個方面：一、為工業設計中考慮“人的因素”提供人體尺度參數；二、為工業設計中“物”的功能合理性提供科學依據；三、為工業設計中考慮“環境因素”提供設計準則；四、為進行人—機—環境系統設計提供理論依據；五、為堅持以“人”為核心的設計思想提供工作程序[1]。
1.2工業設計人機工程學的教學現狀及原因分析
目前，在全國已開設工業設計專業的高校中，幾乎無一例外把人機工程學設為專業必修課，甚至編寫了全國統一的教材。然而，就學生在教學過程中對知識的理解和吸收，以及實踐過程中對知識的掌握和應用來看，課程最終的教學效果不盡如人意。學生之所以在教學過程中不能對知識有效地理解和吸收，存在兩方面原因。一方面，學生對工業設計的人機工程觀念意識還沒培養起來。在學習之初，學生往往會把工業設計等同為產品外觀造型，對諸如尺寸、使用方式、設計合理性等人機工程要素還不能在觀念中化為己有。另一方面，現行教材內容過于寬泛、抽象，且與工業設計專業銜接薄弱。雖然教材內容完整，但在有限的課時里，要學生理解并吸收大量人體科學和環境科學的知識談何容易？而且，在學生還沒有建立人機工程意識觀念的情形下，更會對不熟悉的知識有排斥心理。學生之所以在實踐過程中不能對知識有效地掌握和應用，同樣也存在兩方面原因。一方面，現行教材內容未能與工業設計實例很好的結合。雖然教材為各類產品歸納了富有邏輯性的設計原則，并對深層的原理解釋透徹，但沒有鮮活的設計案例來佐證。因此，學生在實際設計中也就鮮有用學科理論指導工業設計實踐的主動性。另一方面，學生在課堂內外都缺少有關課程的必要練習。“學而時習之”的教學規律對于人機工程學的課程學習同樣如此，只有通過練習才能真正掌握學科知識。
2工業設計人機工程學的課程設計
正如上一章節所分析的教學現狀與原因，要學生達到“在教學過程中對知識理解和吸收，在實踐過程中對知識掌握和應用”的要求，就必須：首先從人機工程觀念意識培養入手；然后整合、精簡教材的內容，使其適合工業設計專業的需要；進而通過更多的設計實例讓學生理解理論指導實踐的過程；最后通過練習讓學生真正掌握知識。以下六個部分的內容是筆者按照上述思路進行的課程設計。
2.1人機工程學課程緒論
該部分是課程的啟蒙篇章，目的在于培養學生人機工程的觀念意識。除了介紹人機工程學相關基礎背景外，教育者更應幫助學生樹立基于人機工程學的“易用性”和“以人為本”核心設計觀念。從現實來看，大量不良設計充斥著我們的生活，給我們帶來了極大的不便。同時，通過對近幾年諸如IF、紅點等國際工業設計大賽獲獎作品的分析可以發現，國際工業設計的趨勢已逐漸摒棄了單純的外觀設計和藝術符號玩味，進而轉變為發現、并利用設計方法解決生活問題。因此，無論從現實還是前瞻來看，基于人機工程學的“易用性”和“以人為本”設計觀念具有很強的理論價值和現實指導意義。
2.2尺寸測量與比例關系
在該部分課程中，通過學習人體測量知識，學生可以掌握使各種與人體尺度相關的設計對象符合人的生理特點的方法。同時，通過人、機、環境之間的尺寸比較，可以合理掌握控制幾者之間比例關系的方法。使產品尺寸符合人體尺度是最基本的人機工程學要求。作為工業設計最基本的參照，產品尺寸不是通過主觀臆想，而是通過人體尺度測量得出的。掌握人體測量的基本知識，并學會查詢各類人體測量數據，這既是該部分的學習內容，又是設計實踐中必須要掌握的基本常識。
2.3操縱—顯示人機系統設計
在該部分課程中，通過學習不同操縱、顯示裝置的特性，以及操縱—顯示相合性設計原則，學生可以掌握針對復雜交互性產品或界面的設計方法，使設計結果符合人的心理認知模式，達到人機工程學“易用性”和“以人為本”的要求。從大量的工業產品和界面設計來看，不同的顯示裝置和操縱裝置代表了不同的人機關系，其中的邏輯性和因果關系是學生必須理解的。操縱—顯示相合性原則正是為合理構建這種人機關系所歸納的方法論，它涉及人機間的信息傳遞、信息處理與控制指令的執行，以及人的習慣定式。
2.4使用行為的分析與使用方式的設計
在該部分課程中，通過學習基于人椈鷹環境系統設計觀念的使用行為分析，學生可以掌握在某種使用情境中產品使用方式的設計方法，使設計結果充分協調人機工程學的摶肪騁蛩財。一定的使用情境要求一定的使用方式，一定的使用方式衍生一定的使用行為，一定的使用行為指導設計師從功能性產品結構、語意等方面進行設計。一項優良設計必然是人、環境、技術、經濟、文化等因素巧妙平衡的產物。為此，要求設計師有能力在各種制約因素中找到一個最佳平衡點[1]。
2.5手握式工具的設計
在該部分課程中，通過學習手的解剖和與工具使用有關的疾患，學生可以掌握手握式工具的設計原則，提高對人機工程學中工作效率、人的健康、安全和舒適等要求的認識。工具是人類四肢的擴展，人們在工作、生活中一刻也缺少不了工具，而目前的工具大部分還沒有達到最優的形態，其形狀與尺寸等因素也并不符合人機工程學原則，很難使人有效并安全的操作。因此，工具的適當設計、選擇、評價和使用是一項重要的人機工程學內容。
2.6“以人為本”的綜合思維與設計應用
在該部分課程中，學生需要通過作業練習把所有學習成果在設計實踐中得以應用。以“人”為核心的主導思想具體表現在各項設計均以人為主線，將人機工程學理論貫穿于設計的全過程。人機工程學研究指出，在產品設計全過程的各個階段，都必須進行人機工程學設計，以保證產品使用功能得以充分發揮[1]。
3工業設計人機工程學的教學訓練
教學訓練是教學過程中必不可少的環節，它既可以幫助學生鞏固所學知識、提高應用能力，又可以充分檢驗課程設計的有效性及教學質量。本章的教學訓練分別對應一部分的課程內容，并在2010年2月21日至3月14日南京藝術學院工業設計學院08級的人機工程學教學中得以檢驗。3.1人機工程學課程緒論的教學訓練通過對課程緒論的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生發現生活中的不良設計或不便之處，并提供設計概念。通過此練習，學生會養成觀察生活和設計的習慣，并學會對不良設計提問，進而啟蒙并培養了人機工程觀念意識。圖3-1是學生發現的設計問題：人們通常會忽視飯卡、公交車卡等電子卡的余額，因此會造成余額不足時的尷尬和不便。他們希望通過在卡上設計一種可變色的顯示裝置來提醒人們余額的變化。
3.2尺寸測量與比例關系的教學訓練
通過對人體測量知識的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生根據GB10000—88標準人體基礎數據中的男性95百分位繪制1:10比例的模板，熟練查詢各測量項目的數據，并標注身高和最大肩寬。同時，要求學生測量六種大小不等的工業產品，同樣按照1:10的比例繪制在圖紙上，觀察產品和人體之間的比例關系，如圖3-2。通過這次作業，學生不僅掌握了人體測量數據的查詢，又培養了產品尺寸要符合人體尺度這一人機工程學的觀念意識。
3.3操縱—顯示人機系統設計的教學訓練
通過對操縱—顯示人機系統設計的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生到生活中去學習，用圖片的方式記錄人機工程學中不同操縱裝置類型（包括：旋轉式、移動式、按壓式）和顯示裝置類型（包括：數字式、刻度指針式、信號燈式、聽覺式、觸覺式），并總結每一種方式的特性，以便在設計實踐中有意識的進行參照并構建合理的操縱—顯示人機關系，如圖3-3。
3.4使用行為分析與使用方式設計的教學訓練
通過對使用行為的理論講解和使用方式設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生設計某種使用情境中的公共設施，從使用行為的分析入手，到使用方式的設計落實，充分理解并樹立人機工程學中人—機—環境系統設計的觀念。例如圖3-4，獲得2009年IF工業設計概念獎的沙灘垃圾箱便是一個符合作業要求的案例。
3.5手握式工具設計的教學訓練
通過對手握式工具設計的理論講解和設計案例的具體分析，學生可以掌握必要的基礎知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的作業練習。該部分的作業是要求學生尋找并發現沒有符合人機工程學要求的手握式工具，體驗不便并評估可能引發的傷害，根據手握式工具的設計原則，給出改良的設計方案。例如：設計師發現傳統剪刀因不能使手腕順直而極易引發腱鞘炎，所以據此進行了剪刀的改良設計，如圖3-5。
3.6“以人為本”綜合思維的教學訓練
通過對人機工程學“以人為本”核心設計觀念的再次強調，學生可以強化掌握課程內所有的綜合知識。為了鞏固和強化知識的應用能力，需進行如下的綜合作業練習。該部分的作業是要求學生按照人機工程學的要求設計、制作一個計算機工作環境，包括：產品的尺寸測量與比例關系、計算機界面操縱—顯示人機系統設計、使用行為的分析、鼠標等手握式工具的設計，如圖3-6。通過這樣的練習，學生可以樹立并加深人機工程學“以人為本”的綜合設計思維。
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關鍵詞：人機工程學、作業研究、機械設計、適宜作業
中圖分類號：TU991.34+1 文獻標識碼：A
1人機工程學設計
許多機械與操作者直接接觸，甚至長期在機器旁進行操作，如機床、汽車、和許多儀器、儀表等。這些機器的尺寸、形狀、色彩等不但影響操作者的工作效率和是否能夠持久工作，而且當設計不合理時會產生各種職業病，甚至人身事故。而且機械是否適用，操作者的舒適性，也對該產品在市場上面的競爭力有很大的影響。因此，“人機工程學”受到廣泛重視。人機工程學又稱人機學，也稱為人類工效學；它是在設計機械時，考慮如何使人獲得操作簡便而又準確的一門學科。
1,1人機工程學設計的內涵和目的
舉車床設計為例。車床里的傳動系統、各種機構、材料及熱處理、系統，電動機及電路系統、床身、底座和其他零部件的剛、強度，等等，都不是人機界面，因此不屬于人機工程設計的對象，而是工程技術設計的工作。而車床操作部件的尺寸、位置、操作方式、操作力、操作方向、照明系統和刻度盤等標識系統等等，才是車床人機工程設計的內容。至于車床的造型和色彩設計，一般地屬于工業設計(工業產品藝術設計)的范圍，但造型和色彩顯然與人的心理因素、精神因素有關，可見與人機工程學設計也是相關的。
1.2人機工程學設計包括的主要內容有：
設計時考慮人體的尺寸、動作特點、感覺器官的要求、人體力學的要求、美學要求(形狀、尺寸、顏色等)、作業安全和習慣要求。
2作業研究與機械設計
2.1作業與工效
作業是具體的勞動動作，是為完成一定工藝過程而作出的一系列動作的聯合，是通過作業手段把材料變成合乎工序要求的活動。
通常作業的要素包括作業對象(材料)、作業手段(人的勞動、設備的運轉，信息的流通等)和作業成果(產品)。由于作業手段主要是人或機器，故作業可分為手工作業與機器作業兩類。分類的目的是為確定作業研究的重點。例如對手工作業，主要考慮操作方法、技能的研究，對機器作業則以機器設備設計作為研究的重點，對人機系統作業則應以系統特性、功能作為作業研究的重點。
為了進行作業，必須形成作業區域。作業區域是根據作業需要、設備體積和人的活動范圍來確定的。人在作業中要采取或保持―定作業姿勢，要同作業對象、機械設備和作業成果在作業區域內保持一定的空間關系。
功效(工效)指工作效率或作業效率，這是指為達到工作或作業的目的所用的投入與產出的比值。人機工程學中所謂的工效，因為其研究目的已由效率逐漸轉向安全、舒適，滿意等人類生存目標，所以當我們說工效學時其工效的意義是比較廣泛的。
工效即使在作業研究中，也不是僅僅由作業姿勢、作業區域等因素決定的，它同作業的速度、精度、強度、復雜度有關，又同作業主體的功能，作業環境條件和各種激勵因素有關。所以，只有人機工程學才將各種影響作業工效的因素作了綜合全面的考慮，并提出比較全面的解決辦法。
2.2作業研究與設計
作業研究是以作業系統為對象的工程活動。任何一種工程活動，其目的都是為了設計、建立或改進目標系統，使之更為經濟有效。作業研究的目的正是為了尋找最經濟有效和使作業者勝任愉快的工作方法與工作時間，以有效利用資源、增進系統的工效。
機械工程技術人員研究作業的目的是為人機工程學設計提供設計依據，使設計的機械達到作業要求（即機械的使用與維護）。“適宜作業”是機械工程技術人員人機工程學設計的目標。
3適宜作業的人機工程學設計
3.1人機工程學設計的基本原則
對于一個運行成功的系統而言，僅有機器的高效運轉是不夠的，機器還必須在系統操作者的范圍內使用方便或者可用。
人機環境系統的性能并不是系統中各要素本身性能的簡單疊加，而取決于各要素之間的匹配關系，取決于系統的整體協調。人機工程學設計的基本原則是以人為本，整體協調，適宜作業。具體表現在以下幾方面：作為工作系統的人-機器-環境系統，要以人為中心來進行設計; 機器和環境的設計，要考慮作業人員的心理，心里特征及其限制; 機器和環境應首先適應人，然后才是人要適應機器和環境; 始終關注人的工作效績。
3.2人機工程學設計時需要考慮的主要因素
人類工效學家的目標是將設備設計在大多數人的強度、耐力、可及性、敏感性和信息處理能力的范圍之內。應該在概念階段考慮操作者與設備之間如何交互。這一問題不能在已有設計中得到有效解決，或者不易于結合進已有設計中考慮。
人類是一個系統中最靈活的部分，因而操作者能夠在有設計缺陷的設備周圍工作，但這要求使用者付出額外的努力，只能留出較少的時間和精力去做其他工作，因此未充分使用人力資源。
機械的設計對人們在工作中的安全和操作有極大的影響。機械設計工作者在設計中必須考慮的主要因素有：
總體考慮(如身體要求和安全):作為制造系統中的一個極為重要的系統，可通過兩個途徑來設計生產機械設備以提高人類這一系統因子的操作技能：第一，合理地分配人或機器的任務；第二，設計設備使其符合人的能力范圍以便優化其操作。
可維護性:生產設備從開始設計時就要考慮可維護性問題。因為系統變得越來越復雜且系統內各部分更加相互依賴，維護必要性的評價和及時提供故障檢修方面的幫助變得更為重要。
顯示器的設計:為了使生產設備高效運轉，必須向操縱者提供了解機器狀態的信息并使其能使用機器上的控制器對這些信息作出適當的反應。生產系統中使用顯示器的目的是給操作者提供關于設備功能狀況或過程的信息。
控制器的設計:信息通過顯示器提供給操縱者。操作者對顯示的反應通過控制器或資料輸入裝置來實現。如果控制器的操作與人們的期望一致（符合人群的習慣模式），它們的尺寸與人體相適應，以及它們的運行特征在大多數人力量和精確度所能達到的范圍內，那么系統的性能將得到加強。
工具設計:在大多數工作中手持工具是用于執行所要求的精度和力度非人手可完成的任務。很少有手持工具的大小設計可滿足不同操作者的首部特征；通常把柄的大小根據電動工具產生的扭矩而定，而雙炳工具的跨距設計要求與所使用的扣件大小相匹配。
設備的選擇和評價:無論是識別工作場所設計中的不足還是計劃購買新工具，對所選擇的干預措施或候選工具的評估將有助于作出更合理的決定
3.3符合人機工程學設計準則
根據現代機械設計的特點和要求，從人類工效學觀點可歸納出以下五條適宜作業的人機工程學設計的一般設計準則：基于人體形態學的設計準則; 基于人體感覺器官要求的設計準則; 基于人體力學的設計準則; 按美學造型要求的設計準則; 確保作業安全的設計準則
4 結語
二十一世紀人類步入了信息時代，人機工程學的發展必然向著信息化、智能化、網絡化的方向發展。人機工程學作為應用性學科，與人的工作生活息息相關，設計生產出更加人性化、高效能的設備、工具和日常生活用品是努力的目標。“適宜作業”是機械工程技術人員人機工程學設計的目標。
參考文獻
[1]謝燮正.趙樹智主編.人類工程學.浙江教育出版社.杭州.1987
[2]阮寶湘.邵祥華編著.工業設計人機工程.機械工業出版社.北京.2005
[3]吳當時.盛菊芳.童和欽編著.以人為本的維修――人類工效學在維修中的應用.中國電力出版社.北京.2006
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[關鍵詞]雷達設備控制中心、人機工程、顯控終端、機柜
中圖分類號：TM592；TB18 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）24-0340-02
[Abstract]This paper introduces the function and layout of devices of Radar Device&Contral Center. The principles of its ergonomical design， which indicates that display&control terminal be the first， active area and devices area be apart， and space-utilizing optimization are also presented. These principles have been applied in practice. The Ergonomical Design， which is based on ergonomics， industrial design and mechanical design， would improve veracity，？security？， and efficiency of operators who are working in the Radar Device&Contral Center， so as to make sure that the whole radar system runs well.
[Key words]Radar Device&Contral Center， ergonomics， display&control terminal， cabinet
1.概述
人機工程學設計是一種基于人機工程學的設計方法，旨在設計產品或系統時，根據人的生理結構、習慣、和思維方式等，在原有設計基本功能和性能的基礎上，對產品和系統進行優化，使人對產品的的操作更加高效、便捷和舒適，最終實現人-機-環境三者之間的和諧統一。
雷達設備控制中心一般指地面雷達陣地中，用以完成雷達信號的處理及傳輸，實現戰場監測和指揮控制的固定場所。通常以和雷達相對獨立的房屋結構形式出現，而對于巨型地面雷達，也有因地制宜，與雷達鋼制構架合為一體的結構形式。
典型的設備控制中心包含顯示/控制終端、電子設備機柜、配電柜等專用設施，以及工作臺、打印機等常用辦公設備，和空調器、風道等環控設備。
雷達設備控制中心屬于特殊一類的辦公場所，通常在整個雷達系統中扮演著相當于“神經中樞”的重要角色，所以對其進行人機工程學設計以提高作戰人員戰時操作的準確性、可靠性和工作效率，進而保障雷達系統出色的完成任務，顯得十分必要。
2.雷達設備控制中心的人機工程學設計原則
2.1 優先考慮顯控終端的設計和布局
顯控臺通常用于對雷達偵測到的目標信號進行第二級的處理、傳輸和顯示，實現戰場監測和戰場通訊。它需要操作人員長時間的觀察和操控，是設備控制中心中人-機關系最為密切的設備。因而顯控臺不僅應出色地實現功能，對于操作著來說還應外形美觀大方、操作便捷舒適并且不易產生疲勞。
此外，顯控終端在整個雷達設備控制中心的布局中也應處于核心位置，工作人員是以顯控終端為主要活動區域，應能方便快速地到達控制中心各個設備點，同時若墻壁裝有顯示大屏，顯控終端應與顯示大屏保持合理距離，以滿足工作人員高效接收大屏上的顯示信息。
2.2 顯控終端和設備機柜應分隔開
一般情況下，雷達電子設備機柜工作時噪聲較大（通常不小于70分貝），發熱量較大（一般不小于1KW/臺），而顯示/控制終端作為操作人員長時間工作的區域，需要有一個相對舒適的聲、熱及光照環境。所以，顯控臺和電子設備機柜在控制中心內應相隔較遠的距離，必要時應通過隔斷措施將兩個區域分隔開。
2.3 操作、維修空間必須滿足
為了保證控制中心的可靠運行，其內部各設備必要的操作、維修空間必須滿足，相比于雷達方艙等類似的較小工作空間，甚至應適當放寬，以實現更舒適的操作體驗。具體表現在：對于顯控終端，其臺面前端與操作人員座椅的椅背之間應有至少450mm的距離，如果身后允許其它人員快速通過，座椅背到墻壁之間應保持1070mm的空間；對于電子設備機柜，其前部維修方式一般采用將分機順導軌拖出的形式，維修空間保持1100mm以上最優，若機柜帶維修后門，后門到墻壁也應保持至少1000mm的距離。
3.應用實例探討
圖1為某雷達設備控制中心的初步布局圖。房屋空間較為緊湊；三臺電子設備機柜與包括顯控終端在內的其它設備通過半透明隔音材料分隔開。在此布局的基礎上從顯控終端設計、顯控終端的人―機―環境分析以及電子設備機柜的人因操作研究等方面，對雷達設備控制中心進行人機工程學設計。
3.1 顯控終端設計
圖2是一種新型復合材質一體化顯控臺，安裝方便，外觀整潔大方。每個席位上含有24"液晶顯示器、鍵盤、鼠標、電話等設備。
臺體主體結構采用鈑金折彎形式，操作臺面邊緣采用圓弧設計，材料使用抗培特板包邊；臺面上設置四組可抽拉鍵盤鼠標套件；臺體上部安裝四個液晶顯示器，顯控臺后部可打開，方便顯示器后向安裝及維護。顯控臺下方采取圓弧設計，內裝運算設備。后部圓弧門可向上翻折打開，方便內部設備操作維護。
3.2 顯控終端的人―機―環境分析
首先利用三維軟件平臺對顯控終端的人―機―環境進行數字模擬分析。結合人因工程學權威測算數據（GB 10000-1988、GB/T 3326-1997，以及GB/T18717-2002等），通過測算5分位（身高1583mm）和95分位（身高1775mm）成年男性數字模型在等比例的作戰機房數字模型中操作時的視野及運動包絡，以評價并調整顯控終端在控制中心的相對位置、顯控終端的操作尺寸，以及光照位置等是否符合人因工程學要求。最終分析如圖3所示，以使各項關鍵尺寸均符合或優于國際人因工程學會建議以及國家標準GB/T 3326-1997。
3.3 電子設備機柜的人因操作研究
由于機柜整體高度較高（1800mm），故而為了便于操作者搬運和插拔操作，對于機柜中分機的布局，在滿足電訊要求的前提下，遵從“上輕下重”的原則，例如體積小、重量小的網絡交換機等分機安排在頂端，而6U的插件式分機則盡量布置在底端。此外根據人體的動作尺度和合理施力范圍，分機的把手的高度應在1600mm以下。同時，對于帶有顯示屏的分機，其位置應安排在操作者站立時的最佳視野范圍內。機柜前門與隔板之間相隔1100mm的距離。由于機柜沒有維修后門，故機柜后部與墻壁之間保留適當的散熱及走線空間即可。
綜合分析結果，某地面雷達設備控制重心的整體效果設計如圖5所示，低彩度的藍色墻面，配合較高照度的白色吊燈，可以幫助操作者保持寧靜的心態，同時能長時間保持較高的注意力。
4.結語
綜合運用人機工程學、產品造型設計及產品結構設計基礎，對雷達設備控制中心進行人機工程學設計，滿足了設備工作的高可靠性和維修性，提高了作戰人員操作的準確性和舒適性，創造出操作高效、界面友好、布局大方的人性化工作空間，在保障雷達系統出色的完成任務方面將取得良好的實用效果。
參考文獻
[1] 申黎明.編.人體工程學[M].北京：中國林業出版社，2010.
篇9
以期利用人機工程學原理有效改善當前國內軌道交通駕駛室設計當中的不足，為我國軌道交通駕駛員提供一個健康、安全、舒適的作業環境，在最大程度上降低由于駕駛室設計原因引起的人為誤操作率。
【關鍵詞】駕駛室;人機工程設計;舒適度
我國駕駛室人機工程方面的研究剛剛起步，有許多不完善的地方。隨著現代科技的快速發展，列車在控制技術上得到了較大的進步，列車駕駛室中涉及到的電子設備、操縱裝置以及顯示裝置組件增多。對于逐步自動化控制的列車來說，駕駛室當中人機信息交流急劇增多。這在很大程度上給駕駛室的整體設計帶來一定的困難。駕駛室人機工程的設計需要考慮到為駕駛員創建一個舒適、健康的作業環境，而且要保證駕駛室符合駕駛員的生理特性，在最大程度上保證駕駛員在長時間的作業狀態下保證列車的安全運行。
本文基于當前國內軌道交通駕駛室人機工程設計當中的若干問題進行了探討，以期利用人機工程學原理有效改善當前國內軌道交通駕駛室設計當中的不足，為我國軌道交通駕駛員提供一個健康、安全、舒適的作業環境，在最大程度上降低由于駕駛室設計原因引起的人為誤操作率。
一、駕駛室環境設計
駕駛室內的環境主要是指駕駛室內客觀的理化條件和結構空間。駕駛室中的理化條件如果達到良好，不僅可以使駕駛員精神飽滿、心境愉悅，而且可以減輕駕駛員的作業疲勞，提高操作的可靠度。
（一）駕駛室光環境設計
光環境主要從以下兩個方面對軌道交通工具的運營產生影響：影響列車的運營安全、影響駕駛員的視覺健康。
駕駛室照明環境的設計至少應考慮以下三方面的要求：照度標準、光線質量、避免眩光。
適當提高照度，不僅可以減少人的視覺疲勞，而且可以提高人的工作效率。
對軌道交通工具駕駛室的光環境進行設計時，對于自然光環境的控制主要采用在駕駛室玻璃窗上安裝遮陽簾的形式，對于人工光環境的設計，要確保所使用的燈具的照度滿足要求，要求在額定電源電壓下工作時，燈具發光表面基準軸 1300mm 處的照度應為 120lx。采用冷白色及中性色的光源，顯色指數大于等于 80，操縱臺面顯色最小照度應大于 60lx，照度均勻度最小值應大于等于 0.7，而作業面的臨近周圍的照度均勻度不應小于 0.5，通道和其他非作業區域的一般照明的照度值不宜低于操縱臺平均照度值的 1/3，在地板面上應始終保證有 301x。此外，在光環境設計時要避免直接眩光以及間接眩光。當總照明電路斷開后，為了方便駕駛員可以無任何困難的觀察、走動，駕駛室內仍需要保持一定的光線亮度。還需注意的是，儀表等照明光線不應刺眼，對駕駛員視覺造成不良影響。
（二）駕駛室噪聲環境設計
噪聲是一般是由大量的不同頻率和強度的音調所組成。鑒于駕駛員工作及環境的特點，主要從控制噪聲源與控制噪聲的傳播兩方面入手，進行設計控制。控制噪聲源方面，軌道交通工具駕駛室的噪聲環境在設計時應該分清其噪聲源，針對不同的噪聲產生原因采取不同的方法，進行相應的控制。
（三）駕駛室振動環境設計
在對軌道交通工具駕駛室的振動環境進行設計時，可以采取一些措施來消除或者減小振動，從而阻止振動的傳播，將振動對人的不良影響和損害降至最小。
二、駕駛室座椅與操縱臺設計
（一）駕駛室座椅的設計
對于軌道交通工具駕駛員來說，一個正確的作業姿勢能夠有效降低人體的疲勞感，不僅對駕駛員的身體健康有利，而且能夠在很大程度上提高駕駛員的工作質量。當前，我國軌道交通工具駕駛員主要采用坐姿進行駕駛作業。
在駕駛室的座椅設計上應當保證其適合駕駛員的生理結構特性。以座椅尺寸的設計來說，歐洲人的體型較大，座椅尺寸應該大一些，而亞洲人的體型相比之下顯得小些，在座椅尺寸的設計上應當小些。與此同時，座椅尺寸是否合適嚴重影響了駕駛員的坐姿舒適性、以及能否保證駕駛員保持正確的坐姿。鑒于舒適性和視覺性的雙重要求，座面一般上傾 0。-5。，靠背向后傾斜 5～15°。座墊應該前高后低，有一定的傾斜度，即座墊相對于水平面的夾角，一般取 0°至 5°。靠背高度的設計，進行設計時選擇 50 百分位的中國成年男女“坐高”進行設計，同時要考慮功能修正量，另要考慮到枕骨的位置。總而言之，在駕駛室座椅的設計上應當講座椅尺寸滿足我國駕駛員人體尺寸放在第一位，其次再考慮座椅的材質、以及美觀。
在駕駛室座椅的設計當中，應當足以預留一定的額外空間。之所以這樣說是因為駕駛員在作業當中通常會長時間保持一個姿勢在座椅上一動不動，往往會給駕駛員帶來身體上的疲勞感，留出一定的空間可以讓駕駛員對座椅進行一定的調動，獲得肌肉上的放松，減少身體疲勞感。
（二）駕駛室操縱臺設計
駕駛室操縱臺由操縱裝置與顯示裝置共同組成。在人機系統當中，信息顯示裝置具有重要的作用，通過該裝置，機器以視覺、觸覺以及聽覺等形式向人相關信息。在對駕駛室操縱臺的設計當中應當考慮到駕駛員的視野問題。
除了在操縱臺顯示裝置視野上的問題，操縱臺上的操縱裝置的設計也應當盡可能符合駕駛員的人體結構特點。對于駕駛員來說，其作業期間大部分時間都是在操縱臺上進行的，若操縱臺的設計在尺寸與形狀上不合理，很容易造成駕駛員生理疲勞以及頸、肌肉、背、肩、腰和腕關節的疼痛。相關研究表明，當操作臺高度為720～750mm時最適合我國駕駛員生理特點。此外，設置一定的操縱臺臺面傾斜度有利于駕駛員更好的作業，臺面與水平之間的傾角在5°-18°之間為宜。
三、駕駛室作業空間設計
駕駛室的作業空間是駕駛員操縱機器時所需的活動空間以及機器、被加工對象等所占有的空間總和。駕駛室作業空間設計應當以“以人為中心”思想進行的設計。軌道交通工具駕駛室的作業空間設計應當以其中設備、設施的合理匹配作為最首要的設計依據。在駕駛員處于舒適、正確的駕駛姿勢時，駕駛室內的空間設計要達到以下標準：駕駛室內的空間尺寸設計要協調，達到對空間的最有效利用、操縱臺容膝空間設計合理。駕駛室的高度至少應為2000mm，前窗玻璃到駕駛座椅身后最近的物體之間在駕駛室縱向上的最小距離為1500mm。同時，為了更好地對人體進行支撐以及使坐姿舒適，軌道交通駕駛室的腳踏板要設計有15°～25°的傾角。
參考文獻：
[1]毛恩榮，張紅，宋正河.車輛人機工程學[M].北京：北京理工大學出版社，2007.
[2]阮寶湘，等.工業設計人機工程[M].北京：機械工業出版社，2010.
篇10
一、人的因素第一的觀點
人機工學的實質是在考慮問題時以人為軸心展開設計思考，改變了以往從機器到人的思維方法。以人為基點進行設計是人機工學的基本出發點。在人——機器——環境系統的三大要素中，其相互關系并不平等。人作為主體，始終有意識、有目的地支配著機器，使機器服務于人，滿足人的使用需要，環境盡管可以影響人的能動作用，但人還是可以改變和創造環境的。因而在人機工學中始終把人的因素放在第一位。作為包裝設計，為保護、運輸和銷售商品而進行的設計，其整個設計也勢必從人機工學觀出發，把人的要素放在首位，才能充分發揮商品包裝的作用。當然，人的因素是多方面的，包括不可見部分的心理感受和可見部分的活動要求，如視覺、聽覺、觸覺、人體尺度等。具體來說，包裝的形式應在考慮心理感受的基礎上，在形態色彩設計方面考慮人的審美需求包裝的體積及造型應考慮運輸和使用中對人的安全性和舒適性等影響，考慮到人在動態操作上所花費的力量和動作的大小等等。評價一件包裝的設計優劣，要看其是否滿足人的心理和生理需求，是否考慮人的物質及精神要求，是否達到人機關系的最優化。
二、系統的觀點
系統是一個外延甚廣的概念。一切相互影響或可聯系的事物的集}都可視為系統。例如進行包裝設計，不是為設計而設計，而是物品的某個包裝，而包裝必然服務于人，人與機器不可分，同時人和包裝只有置身于一定的空間環境中，才能實現最終效用。人一機器、環境是不可分割，自然形成一個有機的人機系統。人機工學設計的基本觀點之一，就是系統的觀點，把人與機器及處的環境融為一體，把人——機器——環境看成一個有機系統，始終站在這個系統的高度，進行系統分析和系統設計。現代包裝設計可利用的生產設備、方法、技術、材料和加工方等日漸繁多，而商品在市場上的需求趨勢還隨人們生活水平的提高而高端化，因此，當今已不像從前設計一件產品來得那么單純，應考慮的問題涉及的因素越來越多，設計師想在產品開發設計的全過程中，掌握其全盤性和相互聯系及制約的細部各問題，一定要有系統的觀念，這樣才能更好地控制各設計因素，合理解決問題。
三、綜合化的觀點
人機工學研究的是人與外部世界兩大系統，必然要綜合應用這兩系統的理論知識。在高新技術日益發達的今天，人機工學已大量融入關部門學科的新理論、新技術和新觀念，形成跨學科綜合性的知識。人機工學應用于包裝設計的綜合觀點是顯而易見的，就是綜合化體系在包裝設計的進一步應用。對于包裝設計本身來說，也存在綜合化的一方面。包裝設計自身也因素、多層次、多方面的綜合體，是材料、結構、工藝、藝術和情感的表現。人機工學與包裝設計的結合和應用，其綜合化特點更顯而易見了。
四、安全的觀點
人機工學的重要任務是在設計產品時，能排除誘發誤操作的因素，進行周密的安全設計，同時也研究事故的誘發條件和人為因素。只有在人——機器——環境系統中，將造成人與機器、人與環境不協調的因素進行合理的布置，加以排除，將隱患消滅在操作前的設計上，才能達到設計安全的目的，使整個系統有可靠的安全度和安全感。包裝設計中的安全性一般來說主要來自兩方面：運輸和使用中。如何使包裝具有更好的保護性和運輸安全性，這其中必然涉及到人機工學的安全觀。同時，一些包裝容器的使用在選材及造型上必須考慮操作的安全性。
五、環境保護的觀點
