适用专业 工业设计(学分:2 学时:40-50)
一、课程的性质和任务
学科性质:综合性边缘学科
“人体科学”、“技术科学”、环境科学”之间的有机融合。
学科特点;学科命名多样化、学科定义不统一、学科边界模糊学科内容综合性强、学科应用范围广泛等。
课程性质:“工业设计”专业的专业基础课
课程地位:必修课
理论体系:它是以人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”;以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”,而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”,形象地构成了本学科的体系。
研究方法:
1观察法2 实测法3 实验法4 模拟和模型试验法5 计算
机数字仿真法6 分析法:(1)瞬间操作分析法(2)知觉与运动信息分析法(3) 动作
负荷分析(4)频率分析法(5) 危象分析法(6) 相关分析法7 调查研究法〖FL)〗
技术标准和规范:国家、行业标准
二、课程的教学要求
人机工程学是研究人、机器及其工作环境之间相互作用的学科。人是指工作主体;机是指人所控制的一切对象总称;环境是指人机共处的特殊环境,包括物理、化学因素的效应,也包括社会因素的影响。
国际人机工程学会(International Ergonomics Association)对本学科所下的定义为:人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素;研究人的和机器及环境的相互作用;研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。
工业设计与人机工程学之间的关系:
工业设计 人机工程学
相同点 研究人与物交接界面上的问题
不同点 溶入了更多的美的探求等文化因素〖〗人机工程学则在劳动与管理科学中有广泛应用
人机工程学对工业设计作用 1) 为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度参数2)为工业设计中“物”的功能合理性提供科学的依据3)工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则4)进行人-机-环境系统设计提供理论依据研究方向却是通过揭示人、机、环境之间相互关系的规律,以达到确保人-机-环境系统总体性能的最优化。
三、教学的前置课程
高等数学、数理统计、工程制图、工程力学
四、课程的教学内容
第一章 人机工程学概念
§11 人机工程学概念
§12 人机工程学研究内容
§13 发展特点和方向
§14 人机工程学的学科体系
§15 人机工程学研究方法
§16 人机工程学发展史
§17 人机工程学应用
§18 人机工程学与工业设计
第二章 人的因数
§21 人的因数概述
§22 人体测量学
221 人体测量学概述
222 常用的人体测量数据
223 人体测量数据的应用
§23 人的生理
§24 人的心理与行为
241 人的需求
242 人的心理因素
§25 人体感知
251 感觉与知觉的概述
252 感觉的基本特性
253 知觉的基本特性
§26 人的疲劳
261 疲劳的特点
262 疲劳的分类
263 引起疲劳的原因
264 疲劳的某些规律
265 降低作业疲劳的措施
§27 神经系统机能及其特征
271 神经系统
272 大脑皮质功能定位
273 大脑皮质联络区
274 神经系统活动方式
§28 人的信息处理系统
281 人的信息处理系统模型
282 信息计算
283 感觉信息处理
284 中枢信息处理
第三章 人与机器
§31 人类文明与工具技术
§32 人与计算机
321 计算机带来的数字自动化
322 人机界面自然化
323 现代机器的人性化
324 和谐的人机环境
§33 人工智能机器
§34 虚拟现实
341 虚拟制造
342 虚拟仪器
第四章 人与环境
§41 人与自然环境
411 自然环境危机是人类的忧患
412 人与自然环境构成和谐系统
413 人与自然环境关系的和解
§42 照明与颜色
421 照明
422 色彩
§43 振动与噪声
431 噪声的影响及其评价
432 振动的影响及其评价
§43 微气候
第五章 人机系统设计
§51 人机系统设计的概念
511 人机系统设计的重要性
512 设计研究
513 人机系统
514 人机系统设计
515 人机系统设计的效益
516 人机系统设计的参数
§52 人机系统总体设计程序
521 定义系统目标和作业要求
522 系统定义
523 初步设计
524 人机界面设计
525 作业辅助设计
526 系统检验
§53 人机系统总体设计方法
531 功能分析与分配
532 作业分析
533 作业辅助
§54 制造业管理综合的人机系统的优化设计
541 人因作用
542 制造管理人机系统的开发与优化
543 技术—人员—组织的集成设计
§55 安全生产
第六章 人机工程学的应用
§61 人机工程在机器设计中应用
§62 日常生活中应用
621 在被服中的应用
622 提高产品的舒适性
623 用人机工程学改进生活用品
624 为老年人设计自行车
625 健身车设计
626 学习课桌设计
627 计算机桌椅
§63 产品包装
第七章 可持续发展
§71 绿色制造
711 绿色制造概念
712 绿色制造的问题领域
713 绿色制造的主要内容及其集成特点
714 绿色制造的过程集成
715 绿色制造的意义
716 绿色制造的综合效益
717 绿色制造技术的应用推广
§72 可持续发展是我国的基本国策
五、教学重点
人机工程学研究应包括理论和应用两个方面,但当今本学科研究的总趋势还是重于应用。
1 人体特性研究
2 人机系统的总体设计
3 工作场所和信息传递装置的设计
4 环境控制与安全保护设计
人机工程学研究的方向归纳如下:
(1) 工作负荷研究,包括体力活动、智力活动、工作紧张等因素引起的生理负荷和心理负荷;
(2) 工作环境研究,包括高空、深水、地下、加速、高温、低温和辐射等异常工作环境条件下生理效应,以及一般工作与生活环境中振动、噪声、空气、照明等因素的人机工程学研究;
(3) 工作场所、工作空间、工具装备的人机工程学研究;
(4) 信息显示的人机工程学问题,特别是计算机终端显示中人的因素研究;
(5) 计算机设计与使用的人机工程学研究;
(6) 安全管理的人机工程学研究;
(7) 工作成效的测量与评定;
(8) 机器人设计的智能模拟等。
人机工程学在解决系统中人的问题上,主要有两条途径:(1) 使机器、环境适合于人;(2)通过最佳训练方法,使人适应于机器和环境。
六、教学难点
人的因素
人、机和环境之间的关系
七、教学进度(共计48学时)
略
八、教科书
丁玉兰 《人机工程学》 (修订版) 北京理工大学出版社 1991
九、参考书
1 [日]浅居喜代治 《现代人机工程学概论》 科学出版社 1992
2 杂志 《工业工程》
3 龙升照 《人—机—环境系统工程进展》 (第三卷) 北京科学技术出版社 1997
4 马江彬 《人机工程学及其应用》 机械工业出版社
5 曹崎著 《人机工程》 四川科学技术出版社
6 吴永健 《工业艺术造型设计的理论与方法》 北京航空航天大学出版社
7 刘吉昆 《工业设计概论》 中国轻工业出版社
8 郑明身等 《名牌打天下——市场竞争与企业名牌》 广东旅游出版社
9 廖理等 《探求智慧之旅》 北京大学出版社
10 钱学森等(梁宝林等编) 《论人体科学》 人民军医出版社 1988:36-37
11 刘 飞 陈晓慧 张 华 《绿色制造》 中国经济出版社 1998
12 张华 刘飞 岳红辉 《绿色制造—现代制造业的可持续发展模式》 中国机械工程1998
13 刘光复 刘志峰 李 钢 《绿色设计与绿色制造》 机械工业出版社 1999 10
14 刘志峰 《绿色制造模型及绿色制造工艺开发》机电一体化 1998
15 丁树荣 《绿色技术》 江苏科学技术出版社 1993
16 郭 伏 杨学涵 《人机工程学》 东北大学出版社 20015
17 赵铁生等 《工效学》 天津科技翻译出版公司 1988