人體工程學方法范文

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人體工程學方法

篇1

關鍵詞 教學模式 崗位職責 教學做一體

中圖分類號:G434 文獻標識碼:A

1“基于崗位工作任務,教、學、做一體”課程的主要內容

1.1實現學習與工作的一體化

根據職業(yè)崗位的工作任務以及教學內容,以職業(yè)活動為核心,以完成崗位工作任務為載體,通過教學活動的開展,實現學生學習過程與職業(yè)崗位工作過程的有機結合,即為實現學習與工作的一體化。學習任務與工作任務的有機結合,使學生在完成工作任務的同時也完成了學習任務,充分彰顯出了教學活動的職業(yè)性,進一步提高了課堂教學效率。

1.2實現理論與實踐的一體化

積極尋找實踐教學與理論教學的結合契機,重視教學策略的綜合性以及教學內容的應用性,使學生在掌握理論知識的同時,能夠熟練運用專業(yè)技能,避免出現理論基礎薄弱或實踐能力差的現象。應鼓勵學生在參與實踐活動過程中,主動發(fā)現問題,并能獨立解決問題。理論與實踐教學的一體化,能夠充分激發(fā)學生學習積極性與主動性,促進學生專業(yè)理論知識與實踐能力的協調發(fā)展。

1.3實現教師與學生的一體化

充分尊重學生在學習活動中的主體地位,在開展教學活動時,將學生視為企業(yè)員工,充分發(fā)揮出教師的主導地位,鼓勵師生共同參與一體化教學活動。在參與一體化教學活動期間,師生可通過交流合作的方式,共同探索各類理論知識,一起解決實踐活動中遇到的各類問題。師生一體化教學,進一步加強了教學過程與師生關系的開放性,是實現“教、學、做一體”的重要前提。

2實現“基于崗位工作任務,教、學、做一體”課程的方法

2.1大力打造一體化教學環(huán)境

為進一步落實“基于崗位工作任務,教、學、做一體” 課程,建設一體化教室是必不可少。作為開展教學活動的主要場所,一體化教室是實現一體化教學的重要途徑。因此,有必要進一步加強一體化教室建設力度。首先,為營造出真實的企業(yè)氛圍,學校有必要添置或自制相應的教學實訓設備,合理化教室布局,使整個教學環(huán)境充滿職業(yè)特色。其次,有必要積極開發(fā)一體化教師功能,將教室打造為集授課、實訓、考核等于一體的教學模式。最后,應積極引進企業(yè)文化,使學生能夠零距離接觸企業(yè)崗位的工作環(huán)境,充分感受企業(yè)文化與精神,這對增強學生職業(yè)意識與職業(yè)素養(yǎng)都是大有裨益的。

2.2培養(yǎng)高水平一體化師資隊伍

教師是實現一體化教學的關鍵,因此,培養(yǎng)高水平一體化師資隊伍至關重要。校方可為專業(yè)教師提供大量實踐機會,可安排教師前往生產一線,親身經歷生產活動,參加企業(yè)產品技術的研發(fā),使教師的實踐經歷更加充實。同時,學校應定期開展培訓活動,鼓勵教師積極參與專業(yè)技能考級活動,促使教師專業(yè)技能的不斷提升。另外,學校可加強與企業(yè)之間的合作,通過校企雙向兼職的方式,聘請企業(yè)技術骨干兼職教師,學校優(yōu)質教師進入企業(yè)兼職技術研發(fā)人員,使教師通過學習與進修,不斷增強自身駕馭一體化教學的能力。

2.3建設基于崗位工作任務的課程體系

一體化教學模式的開展,務必要遵循職業(yè)崗位與職業(yè)標準,以突出職業(yè)特色,增強學生就業(yè)競爭力為根本目標,因此,有必要結合崗位工作任務,構建健全、完善的課程體系。課程體系的構建,務必要充分貫徹基于崗位工作任務的先進理念,靈活處理工作任務和課程搭建之間的關系。采用“模塊化”、“逆推法”等方式,結合崗位工作所需的知識、能力、素養(yǎng)等內容,對課程類別與內容進行設計。此外,還應結合行業(yè)、企業(yè)的崗位特點以及崗位需求,將各類新知識、新工藝納入課程,實現教學內容的與時俱進,以確保課程內容與崗位工作的有效銜接。最后,在課程實施期間,可通過設立開發(fā)小組等方式,要求學生通過團隊合作,完成任工作任務,增強學生團隊合作意識與團隊合作能力,使學生養(yǎng)成良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。

2.4制定一體化教學標準與教材

為確保一體化教學活動的開展能夠有理可依,制定一體化教學標準和一體化教材很有必要。一體化教學標準主要體現在教學大綱、課程標準、考核標準等方面內容上,因此,一體化教學標準的制定,務必要結合人才培養(yǎng)目標,結對課程所涉及到的實際工作崗位任務進行深入的社會調研,最終根據調研結果來完成教學大綱的制定。其次,應遵循一體化教學、任務驅動等要求,結合國家標準、企業(yè)標準以及職業(yè)資格標準,充分結合崗位需求,制定相應的課程標準與考核標準。另一方面,一體化教材的設計,應著重強調教材的實用性與有效性,實現教材內容的相互銜接與遞進,合理設置理論知識與技能知識的比例。

3結束語

綜上所述,開展“基于崗位工作任務,教、學、做一體”課程是新時期高職院校的教學目標,這一教學目標的實現,涉及到教師、學校、企業(yè)方方面面,因此,學校應結合學校環(huán)境與時代背景,權衡各方面利弊,統攬全局,逐步落實。

篇2

【關鍵詞】人體工學 室內設計

設計是為人服務的,而室內設計中的人體工學就是幫助我們更科學地創(chuàng)造出能適合于人的身心要求的理想環(huán)境。人體工學是二次大戰(zhàn)發(fā)展起來的一門新科學,它以人—物關系為研究的對象,以實測統計分析為基本的研究方法,廣泛用于軍事,空間技術,工業(yè)生產建筑及室內設計,生活用品等領域。人體工學研究的目標在於讓人類工作及生活更有效率,同時促進人類的幸福。這牽涉到一方面建立及維持設備、工具、工作、及環(huán)境因子間的相容性,另一方面也考慮人體解剖、生物力學及觀念上、行為上的特徵。

1.人體工學的內容

人體工學又叫人類工程學,是以人體測量學,生理學等作為研究手段和研究方法,綜合的進行人體結構,功能,心理以及力學等問題的研究學科.實質上,所謂人體工學,在本質上就是使工具的使用方式盡量適合人體的自然形態(tài),這樣就可以使用工具的人在工作時,身體和精神不需要任何主動適應,從而盡量減少使用工具造成的疲勞。人體工學是利用生理、心理特徵的資訊,來設計人類使用的裝置和系統。其資料和原理,被廣泛應用於家庭、工作場所和娛樂,是人和工作及生活環(huán)境交互作用的研究。

人體工程學聯系到室內設計,其含義為:以人為主體,運用人體計測、生理、心理計測等手段和方法,研究人體結構功能、心理、力學等方面與室內環(huán)境之間的合理協調關系,以適合人的身心活動要求,取得最佳的使用效能,其目標應是安全、健康、高效能和舒適。

2.人體工程學的基礎數據和計測手段

人體基礎數據人體基礎數據主要有下列三個方面,即有關人體構造、人體尺度以及人體的動作域等的有關數據。

2.1人體構造

人體構造與人體工程學關系最緊密的是運動系統中的骨骼、關節(jié)和肌肉,這三部分在神經系統支配下,使人體各部分完成一系列的運動。人體尺度是人體工程學研究的最基本的數據之一。人體動作域人們在室內各種工作和生活活動范圍的大小,即動作域,它是確定室內空間尺度的重要依據因素之一。以各種計測方法測定的人體動作域,也是人體工程學研究的基礎數據。如果說人體尺度是靜態(tài)的、相對固定的數據,人體動作域的尺度則為動態(tài)的,其動態(tài)尺度與活動情景狀態(tài)有關。室內設計時人體尺度具體數據尺寸的選用,應考慮在不同空間與圍護的狀態(tài)下,人們動作和活動的安全,以及對大多數人的適宜尺寸,并強調其中以安全為前提。

例如:對門洞高度、樓梯通行凈高、欄桿扶手高度等,應取男性人體高度的上限,并適當加以人體動態(tài)時的余量進行設計;對踏步高度、上擱板或掛構高度等,應按女性人體的平均高度進行設計。

2.2人體生理計測根據人體在進行各種活動時,有關生理狀態(tài)變化的情況,通過計測手段,予以客觀的、科學的測定,以分析人在活動時的能量和負荷大小。

人體生理計測方法主要有:

2.2.1肌電圖方法把人體活動時肌肉張縮的狀態(tài)以電流圖記錄,從而可以定量地確定人體該項活動強度和負荷。

2.2.2能量代謝率方法由于人體活動消耗能量而相應引起的耗氧量值,與其平時耗氧量相比,以此測定活動狀態(tài)的強度,能量代謝率的計算式,以及不同活動的能量代謝率(RMR)。其計算式如下:

運動時氧耗量-安靜時氧耗量能量代謝率(RMR)

基礎代謝率耗量

2.2.3、精神反射電流方法對人體因活動而排出的汗液量作電流測定,從而定量地了解外界精神因素的強度,據此確定人體活動時的負荷大小。

3.人體工程學在室內設計中的應用

3.1由于人體工程學是一門新興的學科,人體工程學在室內環(huán)境設計中應用的深度和廣度,有待于進一步認真開發(fā),目前已有開展的應用方面如下:

3.1.1確定人和人際在室內活動所需空間的主要依據根據人體工程學中的有關計測數據,從人的尺度、動作域、心理空間以及人際交往的空間等,以確定空間范圍。

3.1.2確定家具、設施的形體、尺度及其使用范圍的主要依據家具設施為人所使用,因此它們的形體、尺度必須以人體尺度為主要依據;同時,人們?yōu)榱耸褂眠@些家具和設施,其周圍必須留有活動和使用的最小余地,這些要求都由人體工程科學地予以解決。室內空間越小,停留時間越長,對這方面內容測試的要求也越高,例如車廂、船艙、機艙等交通工具內部空間的設計。

3.1.3提供適應人體的室內物理環(huán)境的最佳參數室內物理環(huán)境主要有室內熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境、重力環(huán)境、輻射環(huán)境等,室內設計時有了上述要求的科學的參數后,在設計時就有可能有正確的決策。

3.1.4對視覺要素的計測為室內視覺環(huán)境設計提供科學依據人眼的視力、視野、光覺、色覺是視覺的要素,人體工程學通過計測得到的數據,對室內光照設計、室內色彩設計、視覺最佳區(qū)域等提供了科學的依據。

3.2人體工學在室內設計中的作用

人體工學是室內設計不可缺少的基礎主要有以下兩個方面:

3.2.1.為確定空間范圍提供依據.影響空間大小,形狀的因素相當多,最主要的因素是人的活動范圍以及家具設備的數量和尺寸.因此,在確定空間范圍時必須搞清使用這個空間的人數,;每個人需要多大的活動面積,空間內有哪些家具設備以及這些家具設備需要占用多少面積和空間.

人體工學提供了不同性別的人在立,坐,臥是的平均尺寸,提供了人們在使用各種家具設備和從事各種活動時所需空間的面積和高度尺寸等,一旦確定了空間內的總人數,就可以確定出空間的合理面積與高度.

3.2.2.為家具設計提供依據.家具的主要功能是實用,因此,無論是人體家具還是貯存家具都要滿足使用要求,屬于人體家具的椅,桌,床,要讓人坐著舒適,書寫方便,睡得香甜,安全可靠,并能減少疲勞感;屬于貯藏家具的櫥,柜,架等,要有適合貯存各種物品的空間,還要便于人們存取.設計家具時,必須以人體工學為指導,是家具尺寸符合人體的基本尺寸和從事各種活動需要的尺寸.

參考文獻

1.《住宅室內設計》,蘇丹,中國建筑工業(yè)出版社

篇3

【論文摘要】隨著社會的發(fā)展、信息社會的過度,人們更重視“以人為本”,為人民服務。人體工程學就是一切從人自身出發(fā),在以人為本的前提下研究人們衣、食、住、行以及一切生活生產活動中綜合分析的新思路。

一、人體工程學的起源

人體工程學起源于歐美,原先是在工業(yè)社會中,開始大量生產和使用機械設施的情況下,探求人與機械之間的協調關系,作為獨立學科有40多年的歷史。第二次世界大戰(zhàn)中的軍事科學技術,開始運用人體工程學的原理和方法,在坦克、飛機的內艙設計中,如何使人在艙內有效地操作和戰(zhàn)斗,并盡可能使人長時間地在小空間內減少疲勞,即處理好:人——機——環(huán)境的協調關系,并伴隨著人類技術水平和文明程度的提高而不斷發(fā)展完善。

二、人體工程學的涵義

人體工程學是一門關于技術和人的協調關系的科學,也是一門多學科的交叉學科。它首先是一種理念,把使用產品的人作為產品設計的出發(fā)點,要求產品的外形、色彩、性能等,都要圍繞人的生理、心理特點來設計;然后是整理形成的設計技術,包括設計準則、標準、計算機輔助設計軟件等;這些設計技術再和特定領域的其他設計技術及制造技術相結合,就形成符合人體工學的產品,這些產品讓使用者更健康、高效、愉快地工作和生活。人體工程學研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機器及環(huán)境三者間的協調,研究方法和評價手段涉及心理學、生理學、醫(yī)學、人體測量學、美學和工程技術的多個領域,研究的目的則是通過各學科知識的應用,來指導工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設計和改造,使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。

三、人體工程學在環(huán)境藝術設計中的體現

人體尺度:8W+gl = C~ 。人體尺度,即人體在室內完成各種動作時的活動范圍。設計人員要根據人體尺度來確定門的高寬度、踏步的高寬度、窗臺陽臺的高度、家具的尺寸及間距、樓梯平臺、家內凈高等室內心尺寸。

1.常用的室內尺寸如下:室內隔墻斷墻體:厚度0.12m;大門:門高2.0m~2.4m,門寬0.90m~0.95m;廁所、廚房門:寬0.8m~0.9m、高1.9m~2.0m;室內窗:高1.0m,左右窗臺距地面高度0.9m~1.0m;玄關:寬1.0m、墻厚0.24m;踏步:高0.15m~0.16m、長0.99m~1.15m、寬0.25m;扶手寬0.01m、扶手間距0.02m、中間的休息平臺寬1.0m。

2.常用家具尺寸:(1)單人床:寬0.9m、1.05m、1.2m;長1.8m、1.86m、2.0m、2.1m;高0.35m~0.45m。(2)雙人床:寬1.35m、1.5m、1.8m,長、高同上。(3)圓床:直徑1.86m、2.125m、2.424m。(4)衣柜:厚度0.6m~0.65m、柜門寬度0.4m~0.65m、高度2.0m~2.2m。(5)正方型茶幾:寬0.75/0.9/1.05/1.20/1.35/1.50m,高度0.33m~0.42m,但邊角茶幾有時稍高一些,為0.43~0.5m。(6)書桌:厚度0.45m~0.7m(0.6m最佳)、高度0.75m。(7)書架:厚度0.25~0.4m、長度0.6m~1.2m、高度1.8m~2.0m。(8)椅凳:座面高0.42m~0.44m、扶手椅內寬于0.46m。(9)餐桌:中式一般高0.75m~0.78m、西式一般高0.68m~0.72m。(10)方桌:寬1.20/0.9/0.75m。(11)抽油煙機與灶的距離:0.6m~0.8m。

四、人體工程學與環(huán)境藝術設計的關系及作用

人與環(huán)境之間的關系如同魚與水的關系一樣,彼此相互依存,人是環(huán)境的主題,在理想的環(huán)境中,不僅能提高工作效率,也能給人的身心健康帶來積極的影響。從環(huán)境藝術的角度來說,人體工程學的主要功能和作用在于通過對人的生理及心理的正確認識,是一切環(huán)境更適合人類的生活需要,進而使人與環(huán)境達到統一。

人體工程學在環(huán)境設計中的作用主要體現在它為確定空間場所范圍提供依據,為設計家具、設施提供依據、為確定感覺器官的適應能力提供依據。因為影響場所空間大小、形狀的因素很多,但最主要的因素就是人的活動范圍及設施的數量和尺寸。因此環(huán)境藝術設計當中不能忽視人體工程學,只有根據人體學設計的環(huán)境才能使環(huán)境更為舒適,滿足人們生活的需要。

參考文獻

[1]劉峰,朱寧嘉.《人體工程學設計與應用》.遼寧美術.2007(8)

[2]劉昱初,程證渭.《人體工程學與室內設計》.中國電力出版社

[3]張月.《人體工程學》.中國建筑工業(yè)出版社

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關鍵詞:工業(yè)設計;人機工程學;理論;技術;應用

1人機工程學發(fā)展概述

1.1人機工程學的概念和發(fā)展歷史

人機工程學是研究人、機、環(huán)境之間相互作用的學科,其研究目的是使機械系統或者人機環(huán)境系統能夠在最大程度上符合人類的形態(tài)以及生理、心理的特點,保證人們可以利用機械設備安全、舒適并且高效地進行各種活動。人機工程學涉及心理學、醫(yī)學等多個領域的知識,著重研究人和機器的相互關系,從而提高人機整體的工作能力。人機工程學從人學會制造工具開始就已經存在,具有悠久的歷史,不過人機工程學作為一項獨立學科出現只是20世紀的事情。人機工程學的發(fā)展歷史主要分為三個階段:第一階段是人適應機器的階段,在這個階段主要是進行人機匹配,通過對人進行各種訓練使人達到使用機器的水平。第二階段,機器適應人的階段,在這個階段英國成立了人機工程學學會,標志著人機工程學成為一門專門的學科。在此階段由于機械越來越復雜,對人進行嚴格訓練也很難使人們達到適應機器的水平,因此研究者將更多的精力放在了機器適應人的研究當中。第三階段,是以人為中心的系統階段,人們將人、機和環(huán)境視為一個整體進行系統研究,并將許多新興的科學理論,如系統論、信息論等應用到了研究之中,著眼于為人類創(chuàng)造更舒適、安全并且高效的工作環(huán)境。進入21世紀,人機工程學快速發(fā)展,人機交互技術更是被各個國家視為重要的研究內容。

1.2人機工程學在我國的發(fā)展

人機工程學在我國的研究歷史并不長,直到20世紀80年代我國才正式對人機工程學進行研究。隨著人機工程學在我國的快速發(fā)展,我國研究人員對于其的研究逐漸側重于人機工程學的實際應用,如人機界面設計、作業(yè)環(huán)境及安全設置問題和操作者的疲勞程度等方面。根據近些年來我國研究人員在科學刊物上發(fā)表的論文來看,我國的人機工程學研究主要集中在工業(yè)技術、醫(yī)藥衛(wèi)生、交通運輸以及自動化、計算機技術等領域,這些領域的人機工程學相關論文占到了總量的一半以上。

1.3人機工程學在工業(yè)設計中的作用

人機工程學在工業(yè)設計中起到的主要作用是為工業(yè)設計提供科學依據,人機工程學在人、機和環(huán)境的相互關系上的研究進展,使工業(yè)設計在人機關系的設計上有了可靠的依據。在工業(yè)設計的策劃和調研階段,研究人員需要對與人相關的人機工程學數據做研究,這也是工業(yè)設計中最需要人機工程學理論的階段。在工業(yè)設計中通常利用人機工程學理論對設計的產品進行改良。例如,人機工程學被利用于電腦鍵盤的設計之中,通過人機工程學的理論對鍵盤的布局、主鍵盤、數字符主鍵盤等的位置進行改進,從而使鍵盤的設計更加人性化,使人們提高了使用鍵盤時的效率。利用人機工程學理論可以完善目前許多多媒體控制臺的缺陷,通過對控制臺的結構、形狀等條件進行理論分析,建立了一種坐、立兩種姿勢都可以使用的多媒體控制臺,方便人們的使用,促進其使用效率的提升。

2工業(yè)設計中人機工程學的應用方法

2.1工業(yè)設計中常用的人機工程學方法

在工業(yè)設計中有許多人機工程學方法被應用,其中常用的方法有人體參數法、調查方法和模型方法等。人體參數法,主要是指設計人員根據人體的身體各方面的數據,如尺寸數據、結構數據和身體機能數據等對設計的產品進行改進,以提高產品對人的適應程度。調查方法,主要是指設計人員根據產品設定的銷售人群進行人體的特征以及習慣的調查,從而改良產品的屬性。模型方法,是指設計者通過利用計算機等技術構建三維模型的方式來測試產品是否符合人體工程學的原理,以便對產品的設計進行修正。下面將對人體工程學在工業(yè)設計中的具體應用進行簡單的分析,我們以頭腦側面建立方法為例。首先,設計者對產品所面向的人群進行定位,并分析用戶的群體屬性,如年齡、學歷、文化背景等,然后對用戶處理數據的過程進行分析,通過分析結果確定產品信息的表示層次和方式,并由此來確定產品的形狀、大小等參數,并對產品強調的信息、顏色等條件進行設定,最終確定產品的設計對應關系,之后對設計內容進行評價和驗證,對設計內容進行修改和測試,最終確定整個設計體系。

2.2設計心理學理論的應用

設計心理學是工業(yè)設計中人機工程學應用的新理論,它基于心理學,是一門將人的心理狀態(tài)及需求和產品設計聯系在一起的一門科學,其研究目的是使實際的產品更加符合人們的心理需求。因此,這門學問不僅會研究設計對社會上潛在的消費人群的心理影響,同時也會研究設計者在設計過程中的心理變化,并將這些心理都反饋到設計之中,從而使設計更加符合人們的心理預期。這種理論的調查方式有很多種,如心理描述法、抽樣調查法、訪談法和觀察法等。筆者認為可以將虛擬現實技術應用到人們對設計的心理反應上,這種方式可以讓人們對設計了解得更深入全面,得出的心理反應結果也更為準確。在設計中注重人心理的研究,是人機工程學在工業(yè)設計中應用發(fā)展的新趨勢。

2.3計算機輔助人機工程設計方法

計算機輔助人機工程設計技術涉及計算機技術、人機工程學、生理學、工程技術等多種理論和技術,其中虛擬人體模型的方法是其在工業(yè)設計中主要的應用方法,通過虛擬人體模型技術可以讓人們對設計進行更好的評測,使相關設計取得更好的效果。計算機輔助人機工程設計應用到工業(yè)設計中有許多優(yōu)勢,如可以在設計前期對設計的方案進行評測、縮短制造的周期、降低成本,還可以減少返工的概率。尤其是在一些危險領域,其中的實驗項目具有很大的危險性,如汽車碰撞實驗,此時計算機輔助人工設計就可以發(fā)揮作用。

3人機工程學的研究和發(fā)展趨勢

目前,人機工程學發(fā)展趨勢更加注重其實際應用。隨著社會的不斷發(fā)展,工業(yè)設計的理念也在不斷發(fā)展,設計者從以往注重設計產品的形式,到現在更加注重人對產品的情感體驗,給人機工程學提供了更廣闊的利用空間。在人機工程學的理論研究上,人們開始注重研究感性工學,并基于新時代的背景,提出了“人機工程教育學”以及“參與式人機工程學”等新的理念,同時虛擬現實技術也是人機工程學研究的熱點方向,其在人體工程學和工業(yè)設計中有很大的研究價值。在未來,人機工程學還會呈現出多學科交叉的趨勢,涉及管理學、教育學、心理學和計算機科學等多種科學領域,并在設計師和使用者的心理研究方面繼續(xù)探究,使設計出的產品為人們提供更加豐富的情感體驗。

4結語

人機工程學經過幾十年的發(fā)展,形成了比較成熟的理論體系,也出現了多種應用方法,對工業(yè)設計的發(fā)展起到了重要的輔助作用,促進了工業(yè)設計的不斷發(fā)展。隨著科學技術的不斷發(fā)展,人機工程學理論不斷的完善,工業(yè)設計也逐漸向人性化、情感化方向發(fā)展,使人們擁有越來越好的產品體驗。

參考文獻:

[1]盧兆麟,湯文成.工業(yè)設計中的人機工程學理論、技術與應用研究進展[J].圖學學報,2009,30(6):1-9.

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【關鍵詞】人機工程學;生產工藝設計;人機料法環(huán);主觀性驗證和客觀性驗證

人機工程學是以人體結構在生產勞動過程中的習慣性和耐受度為研究對象,結合人體在運動過程中的特質,對勞動力和制造業(yè)進行科學工程分析的一門學科,最早人機工程學由英國人首創(chuàng),并迅速在全世界開展,隨著幾十年的發(fā)展,逐漸成為一門新興科學,并為之賦予了更加廣闊的內涵,我國進入80年代以后,也開始人機工程學(Ergonomics)的研究。對制造業(yè)而言,生產工藝設計是對于制造業(yè)從業(yè)人員在環(huán)境、設備、工藝方法和制造目標之間建立一種平衡,并通過規(guī)范性文件的方式固化起來,作為制造業(yè)的導引文件和作業(yè)指南,這樣生產工藝設計就同人機工程學建立了牢固的、相輔相成的關系,成為生產工藝設計過程的基礎指南,為制造業(yè)從業(yè)人員所重視,逐漸應用于生產工藝設計中與作業(yè)相關的各個環(huán)節(jié)中,成為工藝設計過程中的主要應用方法,在工藝設計過程中起著主導的作用。隨著大機器智能化生產的普及以及更多的工藝設備的應用,人機工程學應用的領域和頻次更加擴大,成為工藝設計過程中必須著重考慮的先決因素。

1人機工程學的主要研究對象

所謂人機工程學,需要考量的對象首先是人在作業(yè)過程中的身體耐受和心理耐受能力,因此人機工程學的主要研究對象是基于人體測量學、人體力學、勞動生理學以及勞動心理學的研究方法,通過對勞動過程中人體各部分的物理性質和配合情況,以及人體各部分在活動時的相互關系和可及范圍等因素進行分析和判斷,主要對一下諸多方面進行研究和計量。計量對象主要包括:視覺、聽覺、觸覺、膚覺。上述計量以耐受度計量尤為關鍵,同時也是人機工程學分析的基本出發(fā)點。計量的目標就是通過對人體直接感受的量化,分析人在各種作業(yè)過程中的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種動作負荷的適應能力,同時野隊人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及對工作效率的影響等進行分析和量化。

2工藝設計過程對人機工程學研究的要求

對于人機工程學以人作為主要考量對象的研究而言,工藝設計過程并不是簡單的數據需求,更不是簡單的對人機分析,更重要的是應用成果,其主要目標是為了實現工藝設計的人性化和效益最大化,從而對生產制造過程參與要素建立更為合理的方案。通過工藝對人機料法環(huán)等形成一個更趨完善的綜合體,將生產各個要素進行有機的結合,以達到更加充分有效的發(fā)揮人的作用,最大限度的以達成目標為目的,同時對勞動者進行身體的保護,以更為科學的方式,為制造體系建設安全衛(wèi)生舒適的作業(yè)環(huán)境,這不僅是制造過程持久性的需求,也是不斷提高制造過程效率,從而達到利益最大化的企業(yè)經營終極目標。因此,在工藝設計過程中,對于優(yōu)于人機工程學本身的量化活動,工藝設計過程更加注重的是人機工程學結果的整體優(yōu)勢,其具有代表性的分析方法就是人、機、人機結合面的建立和特性分析。生產工藝的設計是一個系統工程,其中規(guī)范和限定最多的就是制造系統的活動場所,制造系統的活動場所總是以人機料法環(huán)的資源型結構呈現的,按照類別我們也可以簡單的歸納為一個加工整體,這個整體包括人、機、人機結合面。工藝設計的目標就是對人進行動作規(guī)范,能力限制和引導,人是生產要素中最活躍的因素,同時也是有意識有目的的主動主體,因此對于生產要素的各個組成部分而言,人是最主要的,同時人也是可以主動的改變外部因素同時接受外部的反作用。因此生產工藝設計過程必須對上述主體的行為進行限制和引導,但同時也需要充分估計外部環(huán)境因素對人的反作用,并科學評估其反作用對控制過程的影響,并做好充分的安全評估和風險防范。廣義的機(Machine),它包括勞動工具、機器(設備)、勞動手段和環(huán)境條件、原材料、工藝流程等所有與人相關的物質因素。生產工藝的目標就是對上述復雜因素進行特性分析和歸類,充分考慮人機工程學的研究成果,以效果目標為主要考量對象,以過程流暢性和順利達成為評估和審定標準,驗證人機工程學研究成果和工藝設計過程的適應性。

3工藝設計和人機工程學適應性分析驗證的主要方法

對于工程分析而言,所有的驗證方法都具有共通之處,無論研究問題的角度和著眼點有多少不同,工程分析的方法都是具有相似性的,我們不妨重溫一下工程分析驗證的方法。按照驗證方法的獲取渠道和來源我們可以將驗證分為主觀性驗證和客觀性驗證,通常會采用理論計算法和專家意見法對我們的研究和實驗成果進行驗證,對于有些項目還可能采用相關對象的調查問卷法以及測評驗證法,對工藝成果進行意見型的驗證。事實上對于工程分析而言,更多的試圖應用客觀性驗證方法,常用的驗證方法為實踐驗證法也叫生產驗證法,同時在大多數實踐活動過程中,我們也經常采用實驗法和模擬法。工藝設計過程是實踐性很強的項目,因此出于不斷改進和循環(huán)驗證的需要,我們會安排生產驗證以確定需要改進的不適應面和對資源進行重新平衡和分配,這是在制造系統最慣常使用的方法,對于方案目標,具體資源配置和過程驗證要求都必須遵循科學和穩(wěn)妥的方案認可流程,這也是驗證過程能夠真正代表驗證目標的主要保障。

4工藝設計過程應用的主要內容和重點

對于工藝設計過程的實際應用,人機工程學是工藝過程內部設計各個要素間相互制約和相互影響的體現分析,工藝設計是對上述關系的制約和規(guī)避過程。因此,工藝設計過程應用的主要內容是根據人機工程學的需要和影響進行平衡設計的,工藝設計過程應用的主要內容和重點包含并不限定于以下各個方面,是工藝設計過程需要著重控制的內容。(1)人力資源的選擇,按照前述分析,對于不同的工藝過程,選擇合適的作業(yè)人員,不僅可以大大的提高工作效率,同時也是工藝過程流暢性的主體要求,對于不同的作業(yè)崗位,選擇不同耐受性的個體以及具有充分技能的人員至關重要,人的個體差異,使操作者對工作的適應程度不同,尤其是人機關系的協調性顯得更為重要,更何況對于特殊工種,從事特殊工種按人員配備的專用工具或裝備費,也是工藝設計需要考慮的問題。(2)要研究人機關系的協調性,動作科學合理人適其職,重點是研究人機之間分工及其相互適應問題。人機分工是這一需求的主要要義,只有科學的人機工程目標和理念,才能充分照顧人機各自特性,充分發(fā)揮人機配合應有的協調一致,從而達到安全生產,建立高效、安全、舒適、健康的生產作業(yè)整體。(3)信息工程學應用體現在人機信息傳遞過程中,信息傳遞的便捷和準確是過程設計的主要目標,其中在信息傳遞的及時程度和信息傳遞的有效性方面尤其要著重考慮。根據人體工程學設計的機器操作界面以及各種顯示和控制單元就需要配合人機工程,易用防錯,適合人使用。(4)安全人機工程學研究的目標,是要將這些因素控制在規(guī)定的標準范圍之內,使環(huán)境條件符合人的生理和心理要求,從而使操作者感到舒適和安全。研究作業(yè)環(huán)境,創(chuàng)造安全的條件。生產場所有各種各樣的環(huán)境條件,例如高溫、高濕、振動、噪聲、空氣中的有害物質、工作地的狀況等。這些因素,都會影響人的健康。(5)安全性設置和過程控制,是工藝過程控制的重要環(huán)節(jié),采用安全裝置、屏障、隔板、外殼、將危區(qū)與人體隔開,是創(chuàng)造良好作業(yè)環(huán)境的主要方法,設計可靠的安全裝置,是安全人機工程學的任務,兼顧操作者疲勞的特點以及減輕疲勞和緊張度的措施,也是避免人員傷害的主要方式方法。(6)工藝設計的防錯性措施以及預防事故和危險情況的發(fā)生,也是研究人機工程的可靠性需求,其目的是過程保障能力達到最大化,危險系數降低到最低水平。

5結語

人機工程學研究是一項涉及多學科,融會多種工具和方法的新興課題,為生產工藝設計提供了強有力的技術支撐,只有充分挖掘人機工程學的基本理論和實踐方法,才是將這一科學充分的融入實踐當中,為制造系統的工藝科學性和實用性打下良好的基礎。

參考文獻

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1.室內設計人體工程學課程傳統教學模式存在的現狀問題分析

人體工程學課程作為環(huán)境藝術設計專業(yè)學生的基礎課程知識容量非常大,它作為完善室內設計的綜合性學科包括室內心理環(huán)境設計、聲環(huán)境設計、光環(huán)境設計以及家具尺寸、擺設設計等內容;1)為確定空間范圍提供依據;2)確定家具、設施的形狀、尺度及其使用范圍的依據;3)為確定感覺器官的適應能力提供依據;4)提供適應人體的室內物理環(huán)境的最佳參數.這對學生了解室內設計的方法和提高創(chuàng)新思維意識十分重要,且具有一定的難度,因其授課的最終目的是通過理論向實踐過渡,從而對教師的要求更高。在目前高等教育教授此課程的老師大多沿用傳統理論的教學模式,繪制和記背相關概念與數據沒有完成真正意義上的實踐指導意義,缺乏創(chuàng)新性的培養(yǎng),主要問題表現在以下幾方面:(1)人體工程學教學與行業(yè)發(fā)展的主動適應性不強伴隨我國經濟的快速發(fā)展,人們的生活水平不斷提高對室內設計的需求日趨增加,此專業(yè)也發(fā)展迅速。設計理論不斷更新,設計技術和工藝快速進步,而人體工程學的教育發(fā)展和改革未能跟上時代的發(fā)展,積極主動適應性不夠,以致學生所學內容落后于社會需求。(2)理論知識與實踐的結合性不強環(huán)境藝術專業(yè)學生多數師藝術類考生,邏輯思維能力不強,思維方式多以感官為主缺乏理性。人體工程學需要有嚴密的邏輯思維能力和精益求精的設計態(tài)度。傳統的課堂教學手段比較單一,主要以教師講,學生聽為主,學生缺乏動手實踐和創(chuàng)新的機會。再者有實踐的課堂上實踐大多都是教師給出的都是虛擬案例,缺乏實際項目練習。(3)授課課堂主體定位不明確授課課堂中要充分發(fā)揮學生的主體性,教師定位為引導學生。在傳統的課堂授課活動中,教師大多很負責,充分應用課堂的四十五分鐘時間灌輸知識給學生,學法缺乏創(chuàng)新思考和實踐能力。

2.大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新模式下的人體工程學課程教學改革的思路與實踐

以大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目--《學生視角下的課堂桌椅設計》引入室內設計人體供工程學課程教學為例,本課題研究的目標是在目前學生的視角下來解讀高校課堂桌椅的最優(yōu)化設計,充分考慮當代高校學生的因素,通過調研和考察具體問題具體分析。并緊密結合國家建設部《基于室內空間設計的大學生人體尺寸的研究》項目的數據及其結論使得尺寸符合大學生生理尺寸和人體動作尺度保證大學生有一個健康良好的坐姿從而有利于提高學習效率減少疲勞和不舒適感。(1)教學模式上多維教學基本出發(fā)點以學生為中心、以實踐為核心、理論作為指導進行教學:①調研報告;調研我們現在學?,F有校園環(huán)境下——寢室、教室、繪圖室等空間中的桌椅、寢具等硬件設備,用人體工程學的眼光去發(fā)現現有校園生活中不合理的人體工程學問題。以組為單位在課堂上內容將調研搜集結果進行討論總結,重點在深入發(fā)現問題確立研究項目從而將所學知識應用到該項目中進行深入分析和提出相應解決方案。②結合項目課堂實踐安排;根據學生已有的調研報告將每節(jié)課程安排成一次次小項目的設計。(2)課程內容與專業(yè)現狀的銜接與調整通過大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目教師布置大量的任務由學生動手完成,進而發(fā)現問題解決問題;培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新精神。教學內容不局限于教材,室內設計專業(yè)人體工程學應注重人體測量學及應用,空間環(huán)境行為與環(huán)境心理的知識相對應,相應刪除人體工程學關于生理學及解剖學的相關知識。1)調研(方法)、思考并產生自我觀念與想法,2)集思廣益(方法)、查閱、咨詢、討論,3)明確基礎課(人體工程學)與大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目融合的培養(yǎng)思路,根據培養(yǎng)目標及生源素質現狀具體分析,4)適應性教學模式改革、教學大綱、課程內容設計等改革、學生考核模式改革,5)分步實施與后期專業(yè)課程相結合推進項目進程。在項目實施過程中根據學生能力,分組分階段完成項目內容;采用自評與互評相結合的方式對項目該階段完成情況進行考核;并為優(yōu)秀創(chuàng)作作品提供更多的展示平臺。

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2010年9月,在聯合國國際自然醫(yī)學養(yǎng)生工程研究會2010年年會上,大陸學者李建軍先生榮獲成就獎,其著作:《中軸――人體的平衡與奧妙》被確定為研究會專用書,其英文版正在出版之中。

李建軍亦名李森,祖籍陜西省米脂縣為關中名儒、國學大師趙潤生之外孫。曾任聯合國教科文組織特邀顧問(1998~2002),美國南加州大學人體工程學學科主任、上海復旦大學客座教授,現任北京師范大學文化創(chuàng)意產業(yè)研究院研究員,人體工程學創(chuàng)始人。曾獲聯合國金棕櫚世界和平獎。

李建軍1984年在北京為中央首長診斷病情,并參加專家醫(yī)療組。1985年參加中國人民武裝警察部隊,參與國防科工委衛(wèi)星工程。1986年進入國務院直接對中央高級領導健康負責。1988年在深圳大學創(chuàng)辦人體工程學系,以天、地、人環(huán)境為理論本源,確立了三理(生理、命理、地理)理論體系,成為人體工程學開派學者。他是攜國學走出國門,并吸收西方文化、豐富和發(fā)展國學的第一人。李建軍不拘泥于地域、黨派、宗教束縛,融古今中外文化精髓于一身,成就了一門與時俱進、無限包容和實用主義的大國學,賦予了國學現實價值及實用意義,探索出一條有效弘揚國學的途徑。他所創(chuàng)立的人體工程學以及豐富的學術成果引起了西方主流社會和學術界的廣泛關注,很多國家政府機構和學術機構紛紛聘其開設人體工程學課程,并講授東方哲學,多個國家出版社紛紛約稿,翻譯出版他的著作。他融中國傳統文化和現代科學成果寫成《和諧家庭人生指導叢書》,以權威性、系統性、廣泛性、實效性填補了國內外學術研究、生活實踐空白,旅美期間,李建軍從中國傳統文化的角度,特別是從堪輿文化和他獨創(chuàng)的人體工程學理論出發(fā),考察和研究了美國的興起、發(fā)展與發(fā)達過程,完成了《城市美國》系列圖書,揭示了美國人借用中國傳統文化精髓造就世界最強大國家的秘密。

人生最大的財富和資本是健康

《中軸――平衡與奧妙》是李建軍集30年研究人體工程學和十幾年游學海外探索成果之大成,包括了古今醫(yī)學重大發(fā)現、人體健康的總樞紐、人體健與美的根本、幸福一生的頂梁柱等幾大部分,具有很強的學術價值和實用價值。

人類為防治疾病、保障健康的實踐已有幾千年歷史了,并在長期實踐中積累了豐富的經驗,系統融合成醫(yī)學。但是,即使是在科學高度發(fā)達的今天,健康依舊是人類最大的困惑――艾滋病、心腦血管病等人類健康的殺手仍未得到解決,而隨著生存環(huán)境越來越惡化,新的疾病也層出不窮。

古代主要是神明模式和自然哲學模式,而現代醫(yī)學起源于生物醫(yī)學模式。隨著人類社會發(fā)展和疾病譜的變化,人們逐漸認識到原有醫(yī)學模式的不足,又提出了生物一心理一社會醫(yī)學模式,為現代醫(yī)學開拓了廣闊的空間,賦予了更豐富的內涵,拓展了醫(yī)學的境界。但是,這種模式仍未解決醫(yī)與藥的諸多問題。醫(yī)學需要突破,需要一種思維模式和研究方法的突破。但這個突破口在哪里?

特別是該如何對待中醫(yī)和西醫(yī)的問題。自清末的一百多年來,關于中醫(yī)的爭論幾乎沒有停止過。李建軍從自然科學角度分析,人體有許多未知的領域,醫(yī)學只有著力于對人體的認識和開發(fā),才能走出困惑,走向坦途。正是從這一高度和角度――中西醫(yī)都關注的人體出發(fā),他找到了兩種文化的對接。

人類健康美麗依賴于兩個中軸和諧運轉

李建軍從人體工程學三理出發(fā),對傳統醫(yī)學和現代醫(yī)學進行了反思,并以人體與天地自然的互動關系為重點,展開了對人體的科學研究。在人體工程學視野下,李建軍第一次提出了人體中軸的概念,認為中軸是人體健康的總樞紐,它控制著人體的動態(tài)平衡,協調著人與自然、人體自身的關系。不管人體結構和運行多么復雜,人體所有活動都依靠兩大中軸――身體中軸和生命中軸支持。它們就像橢圓的兩個焦點,一陽一陰、一實一虛,陰陽互補、虛實相濟,控制著人體的動態(tài)平衡。只要實現了兩個中軸的和諧運轉,就會得到人類渴求的健康美麗。

李建軍對人體中軸的認識,源于中國傳統“天人合一”的理念,基于對天地人形成、傳統醫(yī)學和現代自然科學。人體中軸理論既概括表述了東方經絡學說明確簡約的實用理論體系,又結合了西方解剖生理醫(yī)學的特征層面,對于傳統醫(yī)學和現代醫(yī)學都是一次革命――它揭示了生命運動的本質特點,顛覆了傳統醫(yī)學和現代西醫(yī)的理念、方法、手段,提示了現代醫(yī)學的發(fā)展方向。他認為,傳統醫(yī)學雖然重視了天地人的關系,通過整體治療,把病灶以及產生病灶的原因去除,但沒有找到解決問題的根本所在,是重視了整體忽視了關鍵?,F代西醫(yī)只看到人體局部病變,而沒有注重對天地人宇宙整體規(guī)律的把握,結果表現出諸多弊端和死角,是重視了局部而忽視了整體。中軸理論既彌補了中醫(yī)的失落,又完善了西醫(yī)的不足,找到了問題的關鍵。在這個模式之下,人體的神經、循環(huán)。呼吸、消化、內分泌、生殖、泌尿、運動等系統的生理功能均得以調整、恢復和提高。不僅如此,在實踐的基礎上,他還推出了系統的養(yǎng)生保健和美容美體措施,使人們能有針對性地去維護好自己的中軸,實現健康美麗的人生。許多自古難以解決的醫(yī)學問題,中軸理論都給予了合理的解釋;許多自古以來難以治愈的病癥,人體工程學療法都給予了有效的治療。

開辟未來世界醫(yī)學發(fā)展力作

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關鍵詞: 人機工程學;夾具設計;人機環(huán)境;以人為本

0 引言

隨著現代化工業(yè)的發(fā)展,人機工程學的應用越來越受到人們的重視。人機工程學是研究人、機及環(huán)境相互作用的學科[1],研究人和機器以及環(huán)境的相互作用,研究人在工作、生活中怎樣才能夠統一考慮工作效率、人體健康、安全和舒適等問題,是把人-機-環(huán)境系統工程運用系統科學思想和系統工程方法,正確處理人、機、環(huán)境三大要素的關系,探討人機環(huán)境系統最優(yōu)組合的一門科學,如何實現人-機-環(huán)境系統的最優(yōu)組合是我們研究的核心問題。已有研究表明,在設計、生產中應用人機工程學是必要和有效的[2]。本文利用人機工程學的原理對機床夾具設計過程中的有關工作效率、人的健康、安全和人機環(huán)境匹配等幾方面進行探討。

1 基于人機工程學的設計內容

將人機工程學應用于機床夾具設計過程應當包含兩個方面:1)應用是全過程的;2)應用是全方位的。全過程、全方位地應用人機工程學進行夾具設計,不僅體現其功能的科學性、使用的合理性,還要考慮到舒適、安全、省力和高效等功能[3]。人機工程學在夾具設計中的應用要體現在夾具設計的每個階段,具體內容如下:

按照這個要求,機床夾具設計從工作效率、人體健康、安全和人機匹配幾個方面來進行。

1.1 工作效率

機床夾具設計的總體目標就是“優(yōu)質、高效、低成本”,在保證質量的前提下,高效率是我們追求的一直追求的重要方面,所謂“高效”是指夾具的工作效率最高,使用價值最大,這是對夾具設計提出的最根本要求之一。在夾具設計中,除了按照生產綱領合理配置夾具的定位裝置、夾緊裝置、對刀或導向裝置、分度裝置等夾具各個組成部分的自動化程度,提高生產效率外,裝、夾動作應準確、迅速、操作方便,安全省力[5];各個部分的操作手柄、杠桿、開關、顯示裝置或其它輔助工具應放在操作者的最大工作范圍之內,并且要盡可能靠近操作者,但應避免放在操作者的正前方且按動作順序進行排列與布置;應使操作者手移動的距離和移動次數越少越好;夾具上的各種操作機構的位置應盡量使操作者在使用時不改變或極少改變身置;盡可能采用聯動夾緊機構。從而縮短輔助時間,提高人的工作效率。

1.2 人體健康、安全

所謂“安全”是指在系統中不出現人體的生理危害或傷害。在夾具設計中,要堅持“以人為本”的基本指導思想,夾具設計應安全可靠,確保操作者的人身安全。對于存在離心力的夾具,需采取的平衡措施,方法有兩種,一是在較輕的一側加平衡塊,平衡塊的位置最好可以調節(jié)。二是在較重的一側加減重孔[5]。設計夾緊裝置時,為防止工件在加工過程中因振動而松動,夾緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖性能;夾緊裝置的自鎖裝置性能應可靠,以防止產生松動,致使工件有飛出的危險;對于存在沖擊載荷的夾具設計時,夾緊力大小要求保證工件夾緊可靠,施力方向和作用點要恰當,必要時可采用輔助支承和浮動夾緊裝置,以提高夾緊剛度,因此夾具各元件要具有足夠的強度和剛度。在設計和布置定位元件時,應盡量使主要支承面大些,定位元件的支承之間要盡量遠些;還要注意防止夾具上的元件與機床的回轉件相碰,引發(fā)安全事故。夾具上盡可能避免有尖角或突出夾具體(或機床)輪廓之外的元件,必要時應加防護罩。

安全防護裝置的設計可以分為兩個部分:為保證安全設置在機床上的防護裝置設計和個人防護用品設計。防護裝置設計的結構和布局應設計合理,防止人體各部位均不能直接進入危險區(qū),主要包括防止人的誤操作而引發(fā)的事故,要有防誤撞裝置,比如可以增大操作阻力或按鈕保護蓋板;防止操作者誤入危險區(qū)而設置的安全防護裝置,比如設置防護網或防護擋板;為防止切屑、切削液飛濺而危害操作者的健康和安全,可設置防護罩或防護擋板。安全防護裝置與夾具的配套設計,防護裝置設計要保證操作者容易對加工區(qū)進行觀察。最好有通過對系統進行自動監(jiān)測與診斷的方式去避免或排除故障、避免事故發(fā)生的裝置。個人防護用品設計應符合人體工程學,包括防塵、防潮、隔聲用品的設計,為操作者提供良好的工作條件,減少不必要的危害。 轉貼于

1.3 人機環(huán)境之間的最佳匹配

人-機-環(huán)境系統強調“機宜人”、“人宜機”,將人、機、環(huán)境這三個要素看成一個相互作用、相互依賴的系統,并用系統工程的方法使系統處于最佳的工作狀態(tài)。要使人、機、環(huán)境三大要素相互之間達到最佳匹配,就要使人-機關系、人-環(huán)關系、人-機-環(huán)境關系的總體設計要合理。夾具的設計要符合人的生理、心理特點;工作環(huán)境要符合人的特性。

在機的總體布局時,夾具的高度應使操作者可以變換操作姿勢,可以坐、站交替,具有舒適感;夾具的操作手柄、杠桿、開關、顯示裝置或其它輔助工具應與人體尺寸相適應(人體平均身高大約1700mm),絕大多數人習慣用右手操作工具和做各種用力的動作,這一事實在人機系統設計時應該予以考慮。夾具設計要能夠降低工人的勞動強度和對工人的技術水平要求,雙手和身體的動作應該盡量以減少不必要的體力消耗為準則,過度消耗體力容易引發(fā)安全事故;夾具的結構工藝性要好,便于制造、裝配、調整、檢測和維修。維護作業(yè)應滿足人的要求,維護時間要短、維護費用低,滿足與維護有關的可靠性與安全性的要求;夾具的檢查點、點以及液壓氣壓系統的維護點都要布局在便于接近的位置;顯示器應盡可能安排在視野中心范圍之內,使人的視覺效果最優(yōu),避免產生視覺疲勞。

夾具使用過程中的噪聲、粉塵、切削液對人體、環(huán)境的污染也是不容忽視的,切削過程中的噪聲、粉塵、切削液往往會對操作者造成身體傷害、會對環(huán)境造成污染,在夾具設計時,就要考慮對噪聲、粉塵、切削液等污染物進行防治。

2 結束語

隨著我國社會和科技的發(fā)展,人們對工作條件、生活品質的要求會越來越高,對產品的人機工程特性也越來越重視。提高采用人機工程學原理設計的機床夾具,使人機環(huán)境的關系更加協調,對提高企業(yè)生產率、降低綜合成本,對構建和諧社會具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]丁玉蘭,人機工程學[M].北京理工大學出版社,2005.

[2]Abrahamson L.Production economics analysis of investment initiated to improve working environment[J].Appl.Ergon.2000,31(1):1-7.

[3]吳強等,基于人機工程學的設計實踐[J].機械設計與制造,2007(6):45-47.

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社會的發(fā)展、技術的進步、產品的更新、生活節(jié)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,也就是在產品設計中常提到的人性化設計問題。

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。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(產品)之間和諧關系的方式,最大限度地挖掘人的潛能,綜合平衡地使用人的肌能,保護人體健康,從而提高生產率。僅從工業(yè)設計這一范疇來看,大至宇航系統、城市規(guī)劃、建筑設施、自動化工廠、機械設備、交通工具,小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產與生活所創(chuàng)造的“物”,在設計和制造時都必須把“人的因素”作為一個重要的條件來考慮。若將產品類別區(qū)分為專業(yè)用品和一般用品的話,專業(yè)用品在人機工程上則會有更多的考慮,它比較偏重于生理學的層面;而一般性產品則必須兼顧心理層面的問題,需要更多的符合美學及潮流的設計,也就是應以產品人性化的需求為主。

那么,對于一件產品是如何來評價它在人機工程學方面是否符合規(guī)范呢?以德國Sturlgart設計中心為例,在評選每年優(yōu)良產品時,人機工程上所設定的標準為:

1)產品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合;

2)產品是否順手和好使用;

3)是否防止了使用人操作時意外傷害和錯用時產生的危險;

4)各操作單元是否實用;各元件在安置上能否使其意義毫無疑問的被辨認;

5)產品是否便于清洗、保養(yǎng)及修理。

一般情況下,在設計教育中常以上述第三項較為強調,而消費者在購買商品時,則是以產品的視覺效果、商場氣氛及價值來決定購買行為的成立與否,但作為一名好的設計師應為產品長期使用的效果及舒適性負責,尤其是避免傷害與危險的防止更是不可忽視的考慮因素。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來操作鍵盤和鼠標的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態(tài)疲勞,使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(yè)(后靠姿勢會加大懸空的手臂的前伸程度,從而增大肩部所需要的平衡力矩,加快肩頸部的疲勞),而當操作員脫離靠背又手臂懸空時,體重就全部需要由脊柱來承擔,其結果或者是腰背的疲勞酸痛,或者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。那么,要解決諸如此類的問題,設計師就必須充分考慮人機工程學的因素。

所謂人機工程學,亦即是應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法,對人體結構特征和機能特征進行研究,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時的相互關系和可及范圍等人體結構特征參數;還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習慣等人體機能特征參數,分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性;分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應能力;探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。

人機工程學因素往往是企業(yè)提高其競爭力的手法之一。若說“人性化產品”是與“人”合為一體的產品設計,“人機工程因素”則是設計工業(yè)產品時的人機界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的沖擊下,中國的制造業(yè)無不是嚴陣以待,企圖在競爭中保持優(yōu)勢。管理大師麥克·波特(MICHAELPORTER)曾說過,企業(yè)具備競爭優(yōu)勢的兩個方式,一是擴大生產規(guī)模,走向規(guī)模經濟,才能占有成本上的優(yōu)勢;另一個便是創(chuàng)造企業(yè)或產品的附加值,制造消費者趨之若鶩的心理。在現今產品和質量逐步提高,且消費者對商品品質要求越來越高的情況下,各產品制造商們無不力求突破,希望能出奇制勝,打動消費者的心。拿當今世界上提出的“健康”人機工程學的新要求為例,即是用某些考慮人機因素的輔產品,如:電動腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產品人性化的層次,籍此創(chuàng)造其他品牌無法模仿的優(yōu)勢,而贏得消費者青睬的。

究竟什么樣的產品需要人機工程呢?在設計上又如何表現,才能成為符合人機工程學的產品呢?

工業(yè)設計師指出,就電腦的相關部件和設備而言,如鍵盤、鼠標等輸入裝置,因使用者可能長時間利用其從事工作或娛樂,接觸的時間較長,在使用時也可能十分投入。因此,人機工程學就成了設計上最主要的條件之一。

人機工程學的顯著特點是,在認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎上,不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否,而是將使用“物”的人和所設計的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統來研究。在人機工程學中將這個系統稱為“人——機——環(huán)境”系統。這個系統中,人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關系決定著系統總體的性能。本學科的人機系統設計理論,就是科學地利用三個要素間的有機聯系來尋求系統的最佳參數。

系統設計的一般方法,通常是在明確系統總體要求的前提下,著重分析和研究人、機、環(huán)境三個要素對系統總體性能的影響,如系統中人和機的職能如何分工;如何配合;環(huán)境如何適應人;機對環(huán)境又有何影響等問題,經過不斷修正和完善三要素的結構方式,最終確保系統最優(yōu)組合方案的實現。這是人機工程學為工業(yè)設計開拓了新的思路,并提供了獨特的設計方法和有關理論依據。

作為一個全息系統的局部,一個產品中包括了我們這個商品社會中的全部信息。一件設計優(yōu)良的產品,必然是人、環(huán)境、經濟、技術、文化等因素巧妙融合、平衡的產物。開始一項產品設計的動機可能來自各個方面,有的是為了改進功能,有的是為了降低成本,有的是為了改變外觀,強化“柜臺效應”,以吸引購買者,更多的情況是上述幾方面兼而有之。于是,對設計師的要求就可能來自功能、技術、成本、使用者的愛好等各種角度。不同的產品設計的重點也大不相同,暖水瓶的設計顯然就要比香水瓶的設計考慮更多的人機問題;再以肇及設計所設計的電腦游戲遙感器為例,乍見此產品時,看似不符合人機工程學,但實際使用時卻很合手,操控性良好,而且遙感器外型頗酷,用此搖桿玩空戰(zhàn)游戲,有操控戰(zhàn)斗機的味道。相比于市場上其他同類型的產品,即使售價比一般產品高出許多,也一樣大受歡迎,足見其魅力所在。但也有這樣一種產品,在市場上受到歡迎,是因其外型討好且成本不高所致,但缺點是產品輕,因此,在使用時本來一只手操作很方便,卻不得不雙手并用才行,這就是該產品在人機工學上的不足之處;但在成本、售價及市場因素的考慮下,廠商還是推出此種產品。而對于專業(yè)用品就不同了,例如美發(fā)師每天所使用的吹風機,除草機工人所使用的修剪機就絕對不能輕視人機工程學在生理層面上的考慮。

然而,一個好的產品設計是可以涵蓋形態(tài)和人機因素的,產品的外形一樣也可以有機會作人機工程的發(fā)揮。以TEAGE為微軟所設計的易用鼠標球而言,該鼠標是特別為兒童體驗電腦而設計的,在方案決定之前對兒童的抓握方式進行了研究,黃白兩色相間的鼠標球使兒童們在學習電腦時,增加了趣味性和功能性。該產品已經超脫了產品造型上的束縛,除讓其更好用之外,也同時賦予了產品新的意義與想象空間。

除了一般的大眾消費品之外,專為特殊族群所設計的產品在人機工程學上也有更多的考慮。如,殘疾人用的瓷器套具,此套設計是專為殘疾人做的餐具,又不讓人直接看出它們是專為殘疾人做的。故而,設計師在充分考慮了人機工程學的基礎上,特別處理手把的凹凸,使患者拿在手里有一種心態(tài)上的平衡感,既能看到,又能摸到,但又不那么顯眼。

再以醫(yī)療設備來說,病床、醫(yī)療椅等產品,在設汁上不只是考慮操作要符合人機工程學,在材料上也應力求人性化,增加產品的親和力,以提高產品的“EQ”。

由于學科來源的多樣性和應用的廣泛性,人機工程學中采用的各種研究方法種類很多,有些是從人體測量學、工程心理學等學科中沿用下來的,有些是從其他有關學科借鑒過來的,更多的是從應用的目標出發(fā)創(chuàng)造出來的。其中常用于一般產品設計領域的方法有如下幾類:

1,測量方法

測量方法是人機工程學中研究人形體特征的主要方法,它包括尺度測量、動態(tài)測量、力量測量、體積測量、肌肉疲勞測量和其他生理變化的測量等幾個方面。

2.模型工作方法

這是設計師必不可少的工作方法。設計師可通過模型構思方案,規(guī)劃尺度,檢查效果,發(fā)現問題,有效地提高設計成功率。

3.調查方法

人機工程學中許多感覺和心理指標很難用測量的辦法獲得。有些即使有可能,但從設計師工作范圍來看也無此必要,因此,設計師常以調查的方法獲得這方面的信息。如每年持續(xù)對1000人的生活形態(tài)進行宏觀研究,收集分析人格特征、消費心理、使用性格、擴散角色、媒體接觸、日常用品使用、設計偏好、活動時間分配、家庭空間運用以及人口計測等,并建立起相應的資料庫。調查的結果盡管較難量化,但卻能給人以直觀的感受,有時反而更有效。

4.數據的處理方法

當設計人員測量或調查的是一個群體時,其結果就會有一定的離散度,必須運用數學方法進行分析處理,才能轉化成具有應用價值的數據庫,對設計產生指導意義。

當今的工業(yè)設計師面臨著多種活動和課題,例如:電視資訊、互動電視、通用遙控器等,與企業(yè)合作的范圍也很廣,在實施產品的人性化設計過程中,通常采用如下的設計程序:

1)建立并運用資料庫(這在前面已有論述);

2)決定研究主題;

3)觀察階段:

*目標輪廓*訪識/觀察*使用模式/議題

4)發(fā)展階段:

*關鍵議題*產品概念*測試與評估

在整個研究過程中,人機工程師和工業(yè)設計師都必須全程參與,但在各個階段為主為輔的角色會有不同。例如:產品概念由工業(yè)設計師主導,測試則由人機工程師主導,每個步驟以劇本的形式來串連溝通。每件產品都有各自的在人機工程學上的特色,特別是消費性產品。以汽車內部設計來說,就有三個表達人機工程需求的方式:一是操控界面,如方向盤的設計;二是座椅及內裝設計,如一些大客車座椅,或者老板椅的靠背上部,都有一道鼓起來的凸包。對于大多數的中國人來說,這個凸包常常是頂在后腦勺,使得身體后靠在椅背時,不得不稍稍低頭。從設計上來說,這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處,使人的頭頸更舒服的。問題的出現是由于這些座椅的設計和生產直接從國外引進,而生產者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同,尺寸上完全照搬。結果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的后腦勺;三是情報溝通系統,如導航系統設計及安全警報功能。

在新的世紀里,我們以新的方式來感知世界,人們越來越多的在追求一種新的生存環(huán)境和生存空間,毫無疑義,未來的人性化設計具有更加全面立體的內涵,它將超越我們過去所局限的人與物的關系的認識,向時間、空間、生理感官和心理方向發(fā)展,同時,通過現代高科技技術如虛擬現實、互聯網絡等多種數字化的形式而擴延。IDEO設計公司的數字化收音機正是基于這一觀念上的最新數字廣播概念設計,通過對使用者狀況的設計構想,研究收音機的可能外觀和操作方式。無論在造型上還是在界面設計上,都使人機交互關系達到物我兩忘的狀態(tài)。該收音機上的顯示屏幕以圖形界面來說明音頻節(jié)目的內容。設計范圍包括個人化家用收音機、個人可攜式收音機和演藝工作者的專業(yè)收音機。

中國未來的產品設計必須以創(chuàng)意與革新為首要條件,唯有真正好用且務實的商品才能在市場上脫穎而出,讓消費者感到貼心且實惠的產品方是企業(yè)制勝的絕佳利器。符合人機工程,人性化的設計是最實在,同時也是最前沿的潮流與趨勢,是一種人文精神的體現,是人與產品完美和諧的結合。使人性化的設計真正體現出對人的尊重和關心。

[參考文獻]

[1]<人機工程學>.丁玉蘭.主編.北京理工大學出版社.

篇10

關鍵詞 室內設計;人體工程學;室內設計師;室內環(huán)境

中圖分類號TU2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)47-0049-01

Abstract This paper briefly introduces the relationship between indoor design and ergonomics firstly,and then lists the usage of ergonomics in the design of Indoor light environment,Indoor color environment and Indoor sound environment and so on,summarizes the Significance of using ergonomics in Interior design,and finally put forward that only if Interior designers use ergonomics knowledge in interior design, can obtain the harmonious of indoor environment and people.

KeywordaInterior design;ergonomics;Interior designers;Indoor environment

0 引言

室內設計是一門復雜的綜合性的學科,主要目的是要創(chuàng)造出有利于人們身心健康的、安全舒適的工作、生活環(huán)境,而人體工程學就是為這一目的服務的一門基礎性學科。室內設計中的人機學所涉及的范圍非常廣泛,例如室內光環(huán)境的設計、室內色彩的設計、室內聲環(huán)境的設計、室內家具、設施的形體、尺寸及組合布置等等。

1 人體工程學在室內設計中的應用

1.1 室內光環(huán)境設計

在人們所獲得的信息中有80%來自光引起的視覺。因此,創(chuàng)造舒適的光環(huán)境,是室內設計的主要研究課題。室內采光分為天然采光與人工照明。天然采光不僅對人的視覺及健康有利,而且人們可以通過窗戶看見室外的景色,同時也是節(jié)約能源的最基本的手段。天然采光的主要部件是窗戶,窗戶分天窗與側窗,常見的天窗有矩形天窗、水平天窗、鋸齒形天窗、下沉式天窗等。側窗窗型越寬視野越開闊,越高光照進深越大。常見的側窗如落地窗,視野開闊,可以取得與室外環(huán)境的緊密聯系、高臺窗可以減少眩光,并可以給良好的人安定感和私密性。可根據室內環(huán)境的需要選用不同的窗型。

人工照明設計即利用各種人造光源的特性,通過燈具造型設計和分布設計,造成特定的人工光環(huán)境[1]。照度是衡量室內光環(huán)境的一個重要的指標。室內照明設計中照度分布要符合人體工程學要求。如工作區(qū)域內,一般照明均勻度不宜低于0.7;非工作區(qū)的照度應低于工作區(qū)的照度等。同時,室內光照環(huán)境還應保證適宜的亮度分布,通常被觀察物體的亮度如果為相鄰環(huán)境的3倍時,視覺清晰度較好[2]。

1.2 室內色彩設計

室內色彩應利于人們生活和工作情緒的穩(wěn)定,并滿足空間的使用功能的要求,這是室內色彩設計的一般人機學要求。如辦公空間及居室的色彩直接影響人的生活因此使用純度較低的灰色系列可以獲得安靜、柔和、舒適的空間感覺。而快餐店使用純度較高的色彩可獲得歡快、活潑與愉悅的室內氣氛。

不同的色彩會給人以不同的心理感受,同時也會影響人的健康。比如,粉紅色會給人溫柔舒適感,但長期生活在粉紅色的環(huán)境中會導致視力下降、聽力減退、脈搏加快,因此在居室設計中不易大量運用;較小的空間以白色為主色調會使空間獲得寬敞感,但患孤獨癥或抑郁癥的人不宜在這種環(huán)境中長期居住。

1.3 室內聲環(huán)境的設計

室內聲環(huán)境設計首先要避免噪音,其方法很多,如采用具有消音隔聲功能的樓板,門窗,同時還可以用吸聲板作室內墻面。除此之外,不同的室內空間環(huán)境對聲環(huán)境的要求也不同,如教室、演講廳等室內要求各處有良好的語音清晰度,音樂廳、劇場等室內要求能獲得優(yōu)美悅耳的音質。這就要求聲環(huán)境設計要考慮到室內空間的容積、室內空間的形體、以及席位的數目等多種因素,根據不同的室內空間功能要求,采取合理的處理方法,同時還要避免回聲、聲影、聲聚焦等多種內聲缺陷[3]。

1.4 室內家具、設施的形體、尺寸及組合布置

隨著室內設計的發(fā)展,家具、設施的種類也在不斷的增加,家具、設施的形體、尺寸及組合布置是否符合人體工程學的要求,直接影響著我們的生活質量。如壁柜首先要按人機工程學的原則根據人體操作的可及范圍來布置,其次要根據物品的使用頻度設計不同的存儲區(qū)域。再如,餐桌面必須保證每人至少有600mm寬的手肘空間,桌面與膝蓋間要保持100mm~200mm的間隙等等[4]。

2 室內設計中運用人體工程學的意義

1)為人在室內空間的活動范圍提供主要的參數依據;

2)為室內物理環(huán)境提供最佳的人體適宜的參數;

3)為室內空間及用具的形狀、尺寸等提供主要的依據;

4)為室內環(huán)境裝飾、裝修設計的提供科學依據。

3 結論

室內設計中運用人體工程學的最終目的就是為人類創(chuàng)造出安全、高效、舒適的環(huán)境,并取得最佳的使用效能,這就要求室內設計師能夠將人的基本尺度及心理特征、生活特征、工作特征及運動特征等人機學知識運用于室內設計中,以尋求室內環(huán)境與人的和諧關系。

參考文獻

[1]劉盛璜.人體工程學與室內設計[M].中國建筑工業(yè)出版社,2004,7.

[2]李書青.室內設計基礎[M].北京大學出版社,2009,8.