1.1.3.1学科的研究内容

从工业设计学角度来看，与本学科相关的研究内容主要有以下几个方面：

a.在人与产品关系中，作为主体的人，既是自然的人，也是社会的人。

在自然方面的研究有：人体形态特征参数，人的感受知特性，人的反映特性，人在工作和生活中生理特征和心理特征等。在社会方面的研究有：人在工作和生活中的社会行为、价值观念、人文环境等，目的是解决机器设施、工具、作业、场所以及各种用具的设计如何适应人的各方面特征，为使用者创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。

 

b.人机系统的整体设计

人机系统设计的目的就是创造最优的人机关系、最佳的系统效益、最舒适的工作环境，充分发挥人、机各自的特点，取长补短、相互协调、相互配合。如何合理分配人与机在系统功能以及人机间有效传递信息是系统整体设计的基本问题。

随着信息技术的发展，人们面对的是大量快速传递的信息，要求操作时精度高、快速准确。同时人机界面由硬件向软件转移，这时人与机都进入了一个新的阶段，因此新系统中人的特性如何体现，人与机的功能如何分配，机器系统如何更宜人等成为系统设计的主要内容。

c.工作场所和信息传递装置的设计

工作场所设计得是否宜人，将对人的舒适健康和工作效率产生直接的影响，工作场所设计一般包括：作业空间设计、作业场所的总体布置，工作台或操纵台设计、座椅设计等，作业场所设计的研究目的是保证工作场所适合操作者的作业目的，工作环境符合人的特点，使人在工作过程中健康不会受到损害，高效而又舒适地完成工作。

    人—机—环境系统的信息传递，主要是机器和环境向人传递信息，机器接受人的信息，即操纵与显示的设计两个方面。人机工程学对它们的研究不是重点解决工程技术上的具体设计问题，而是从人的特性出发，研究信息传递方式、准确性、可靠性以及人的认读速度与精度等；研究操作装置的形状、大小、位置和操纵方式与人的生理、心理、生活习惯等相适应等。

d、环境控制和安全保护设计

人机工程学研究环境因素，如温度、湿度、照明、噪声、振动、粉尘、有害气体、辐射等对作业过程和健康的影响；研究控制、改良环境条件的措施和方法，为操作者创造安全、健康、舒适的工作空间。

人机系统设计首要任务应该是保护操作者的人身安全，要求在产品的设计过程中，研究产生不安全的因素时，如何采取预防措施。这方面的内容包括：防护装置、保险装置、冗余性设计、防止人为失误装置、事故控制方法、求援方法、安全保护措施等。

e、人—机—环境系统

人—机—环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及他们周围的环境所构成的系统，简称人—机系统，在人—机系统中，人、机、环境相互依存、相互作用、相互制约完成某一特定的生产或生活过程。

 

人

机

环境

人—机—环境系统

人:人是指操作者或使用者

 

机:机泛指人可操作与可使用的物，可以是机器，也可以是用具或生活用品、设施、计算机软件等各种与人发生关系的一切事物；

环境:环境是人与机共处的环境，如作业场所和作业空间，自然环境和社会环境等。

 

 

1.1.3.2人机工程学的研究方法

1.自然观察法

自然观察法是研究者通过观察和记录自然情境下发生的现象来认识研究对象的一种方法。观察法是有目的、有计划的科学观察，是在不影响事件的情况下进行的。观察者不参与研究对象的活动，这样可以避免对研究对象的影响，可以保证研究的自然性与真实性。自然观察法也可以借助特殊的仪器进行观察和记录，这样能更准确、更深刻地获得感性知识。如要获取人在厨房里的行为，可以用摄像机把对象在厨房里的一切活动记录下来，然后，逐步对其进行分析和整理。

2.实测法

     这是一种借实验仪器进行实际测量的方法，也是一种比较普遍使用的方法。如为了获得座椅设计所需要的人体尺度，我们必须对使用者群体进行实际测量，对所测数据进行统计处理，为座椅的具体设计提供人体尺度依据。

3.实验法

当实测法受到限制时，选择的实验方法。实验可以在作业现场进行，也可以在实验里进行。如为了获取按计算机键盘的按压力、手指击键特征、手感和舒适感等数据，可以在作业现场进行实际操作实验，以取得第一手资料。

4.分析法

    分析法是对人机系统已取得“资料”和数据进行系统分析的一种方法。美国人机工程学专家亨利威尔（Honeywell）对人机系统的分析和评价提出如下的方法。

(a)瞬间操作分析

生产过程一般都是连续的，因此人和机械之间的信息传递也是连续的。但要分析这种连续传递的信息是很困难的，因而只能使用间歇性的分析测定法，即用统计方法中的随机取样法，对操作者与机器之间在每一间隔时刻的信息进行测定后，再用统计推理的方法加以整理，从而得到对改善人机系统的有益资料。

(b)知觉与运动信息分析

    人经由感觉器获得的外界信息，传到神经中枢，经大脑处理后，产生反应信号再传递给肢体去对机械进行操作，被操作后的机械又送回信息给操作者，形成一个反馈系统。知觉与运动信息分析用信息理论去阐明信息传递的数量关系。

(c)连续操作的负荷分析

    这种方法是采用强制抽样电子计算机技术来分析操作人员连续操作的情况。用这种方法对一般要规定操作所必须的最小的时间间隔，推算操作者的工作负荷程度。

(d)全工作负荷分析

    这是对操作者在单位时间内工作负荷的分析，一般用单位时间的作业负荷率（%）表示。

(e)频率分析法

    这是对人机系统中的装置、设备等机械系统被使用的频率进行测定和分析，其结果可作为调整操作者负荷的参考数据。

(f)设备互相关连性分析

    这是对设备的使用方法以及人与机械状态的变化等进行观测和分析的方法。如纺织工人同时操作几台织布机，他从这台织机转到另一台织机时，记下其眼的移动次数与操作频率的情况，再通过分析，从而获得机械和控制装置的适当比例关系。

5.计算机辅助研究

随计算机技术和数字技术的发展，在数字环境中建立人体模型成为可能，可利用人体模型模仿人的特征和行为，描述人体尺度、形态和人的心理（如疲劳等）。数字人体模型可以产品设计与产品的人机分析过程可视化，对于产品设计师和人机工程学专家来说，数字人体模型具有以下优点：其一：它能使产品的变数在设计的早期得到了解，且易获取这些变化的发展趋势；其次：它可以控制产品的特性，即依人的特性决定产品的功能参数，其三：可以用人的数字模型进行产品的安全测试。

 

1.1.3.3人机工程学的相关学科

人机工程学是一门综合性的边缘学科，它除了同有关工程技术学科关系密切外，还与生理学、心理学、人体解剖学，人体测量学、人类学、运动生物力学、环境保护学、环境医学、环境卫生学、管理科学等学科有密切联系。此外还和社会学和技术美学，语言学等学科关系紧密。从人—机—环境系统来看，学科几乎同与人、机环境相关的学科领域都有联系，尽管人机工程学有其自身的理论体系，但人机工程学综合了上述相关学科的原理、成果、方法、数据，将人、机、环境构成有机联系的完整系统：以人为主体，研究该系统中人、机、环境之间相互协调、相互配合的规律，使得人—机—环境整体系统的最优化。