人机工程学原理及应用
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作者陈波、邓丽、樊春明 主编
出版社化学工业出版社
ISBN9787122434838
出版时间2024-01
装帧平装
开本16开
定价78元
货号29667018
上书时间2024-10-21
商品详情
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前言
人机工程学是运用生理学、心理学等有关知识，研究组成人机系统的人造物和人的相互关系，以提高整个系统工效的科学。近年来随着信息技术的迅速发展，人机工程学开始朝着信息化、智能化的方向发展。从核电、石油化工、机械等大型设备设计到日常生活、工作需要的小型产品设计，正确处理人与机的关系是任何设计都无法回避的。让机器及工作和生活环境的设计适合人的生理心理特点，使得人能够在更加舒适和便捷的条件下工作和生活，人机工程学就是为了解决这样的问题而产生的。人机工程学研究人-机-环境的最佳匹配、人-机-环境系统的优化问题。而设计一切器物都要以人的特性为基础，考虑人们生活和工作的安全性、舒适性和高效性，已成为系统设计的理论支柱。在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑，建立人与机之间的和谐关系，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的机能，保护人体健康，从而提高作业效率。自20世纪60年代以来，科学技术的飞速发展和计算机技术的应用，使得人造系统越来越复杂，出现了一些因忽略人的认知特性引发的灾难事故。认知科学的引入为人机工程学的研究与应用注入了新的活力。近年来，计算机软硬件技术日新月异，计算机图形学、高性能图形系统、虚拟现实、人工智能等技术进一步发展，人机工程学的理论与方法已发生了质的飞跃。计算机技术的引入不仅为人机工程学的研究提供了新的方法，更重要的是为其在实际生产生活中的应用提供了强有力的支持。目前很多高等院校的工科专业开设了“人机工程学”课程，由于各自学校行业背景不同其内容有各自的侧重点。人机工程学内容涉及很多方面，现有教材和书籍主要是从科学研究成果得出的规范、原则，更像设计手册，缺乏从学生认知角度进行脉络梳理，特别是介绍如何使用这些理论、知识具体解决实际问题的教材。本教材主要面向高等院校工业设计、产品设计专业的本科生和研究生，从实用的角度介绍人机工程学有关理论和方法。本书分为理论与应用两部分。理论部分以人的基本特性为基础，通过作业姿势构建与人匹配的作业空间和工位，再构建人机界面（物理人机界面和数字化人机界面）；系统地介绍人因可靠性有关理论与方法；最后介绍人机系统设计与分析。应用部分是结合编者参加的一些科研项目编写的应用案例。本书以CATIA作为工具穿插在各知识点中，同时提供若干可操作的分析案例。为了便于学生学习，本书以案例的形式介绍如何运用人机工程理论解决实际问题的方法，附学习要点和思考题，并配置有关示例电子文件，一些操作方法介绍比较详细。各学校行业背景不同，可以选择本书中的教学案例进行教学。具体讲授内容和时间分配根据本科生、研究生培养方案需要，按照各自制订的教学大纲确定，建议教学学时为48～56学时。本书由西南石油大学和中石油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司合作完成，受2019年西南石油大学研究生教材建设项目资助（编号：19YJC09）。编者为高校教师和企业工程师。编者结合多年装备类设计教学和科研工作体会，研读多部国内、外人机工程学书籍后，对各个知识点进行梳理，建立人体特性—作业空间、作业姿势和工位设计—人机界面设计—人因可靠性分析的知识架构，并以能传授给学生能用的方法为导向，达到满足本科生、研究生学习需求的目的。全书由西南石油大学陈波、邓丽和中石油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司樊春明主编，李陵、朱浩铭、魏峰为副主编。其中陈波撰写第1、5章，邓丽、李陵、朱浩铭撰写第2章，邓丽撰写第3、4章，樊春明撰写第6章，邓丽、李陵、魏峰、朱浩铭撰写第7章，第8、9章及附录由所有编者合作完成。图表处理由李陵、刘瑞颖完成，许阳双、庞茜月和李冬屹参加部分章节编写、校对，全书由陈波策划统稿。本书的编写参考了相关著作，在此向参考文献作者表示深深的敬意。本书编写得到宝鸡石油机械有限责任公司栾苏、张茄新、戴启平等的帮助，在此，对提供帮助的朋友一并感谢。由于时间仓促，加之编者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正！编者 2023年3月于成都
导语摘要
人机工程学应用于现代制造、航空航天、深海深地探索、智能化数字产品等领域以及人们日常生活各个方面，其作用日益凸显。《人机工程学原理及应用》作为高等院校工业设计、产品设计专业的本科生和研究生教材，从实用的角度介绍了人机工程学有关理论和方法。本书分为两篇。第一篇“人机工程学原理”分为七章。首先概述人机工程学的定义、起源与发展、学科体系及有关技术标准、方法。其次介绍人的基本特性，以此为基础讲解人在作业时如何协调人造物与人的特性关系，并应用于工位和界面设计。考虑到人的认知在很大程度上影响着人机关系，还介绍了人因可靠性分析和人机系统设计，用于研究生深入学习。最后介绍人机工程学近年来的一些发展动态。第二篇“人机工程学应用”分为两章，包括装备类、生活类产品设计案例。其目的是为读者提供一些应用人机工程学的方法和思路，有助于读者从系统的角度了解如何应用人机工程学原理解决实际问题。本书以案例的形式介绍运用人机工程理论解决实际问题的方法，每章有学习要点和思考题，并配置有关示例电子文件，便于读者自学和复习。本书适用于48～56学时的课程，学校可根据自己的教学大纲选学教材内容。本书可供高等学校工业设计、产品设计本科生、研究生教学使用，也可供从事产品设计相关工作的科技人员参考。
作者简介
陈波，西南石油大学，教授，作为机械背景的工业设计专业教师，多年一直从事与人机工程有关的科研和教学活动。
目录
第1篇 人机工程学原理1 人机工程学概论0021.1 器物与人的因素相适应0031.1.1 引例0031.1.2 人机工程学在设计中的作用0031.2 人机工程学的学科体系与应用0061.3 人机工程学的起源与发展0071.3.1 人机工程学起源0071.3.2 人机工程学发展0091.4 人机工程设计与技术标准0121.4.1 研究方法简介0121.4.2 人机工程设计概述0131.4.3 国际技术标准0141.5 计算机辅助人机分析方法简介0151.5.1 CATIA界面简介0151.5.2 学生宿舍洗漱间人机分析018本章学习要点021思考题0212 人的基本特性0222.1 人的物理特性0222.1.1 人体的几何特性0222.1.2 人体的力学特性0422.2 人的生理特性0592.2.1 视觉器官特性0592.2.2 听觉器官特性0672.2.3 其他感觉器官特性0692.2.4 人的生理适应性0692.3 人的心理特性0702.3.1 人的心理过程0702.3.2 人的个性心理0742.4 作业时人体特性0752.4.1 施力特性0752.4.2 作业姿势与施力0782.4.3 运动特性0832.4.4 持续警觉特性0852.4.5 作业能力0862.4.6 作业疲劳0862.5 人体自然倾向性0882.5.1 习惯0882.5.2 精神紧张0882.5.3 动作躲闪089本章学习要点089思考题0903 作业空间与工位设计0923.1 作业空间0923.1.1 行动空间0923.1.2 心理空间0923.2 作业姿势0933.2.1 常见作业姿势0943.2.2 数字人体姿势编辑0963.2.3 伸及域与作业范围1093.2.4 作业姿势与舒适度评价方法1123.3 工位设计1213.3.1 工位姿势选择1213.3.2 工位尺寸设计1223.3.3 工作座椅舒适性设计1293.3.4 工位评价原则1363.3.5 虚拟仿真评价方法136本章学习要点141思考题1424 人机界面设计1444.1 显示装置设计1444.1.1 单个仪表的设计1454.1.2 信号灯设计1494.2 操纵装置设计1504.2.1 操纵器的选用1514.2.2 操纵器的设计原则1534.2.3 常用操纵器设计1554.2.4 操纵器编码与识别1584.3 人机界面布局设计1604.3.1 显示仪表布局设计1614.3.2 操纵器布局设计1634.3.3 操纵与被操纵对象互动协调1674.4 数字化人机界面设计1724.4.1 数字化系统下作业者的认知行为1724.4.2 数字化人-机界面相关因子优化原则1744.4.3 数字化人-机界面布局方法176本章学习要点177思考题1785 人因可靠性分析1815.1 人因可靠性概述1815.1.1 人因可靠性研究意义与发展历程1815.1.2 人因可靠性研究内容1825.2 人为差错1835.2.1 人为差错定义与分类1835.2.2 人的可靠性1845.3 人的认知行为描述1865.3.1 S-O-R模型和信息处理模型1865.3.2 阶梯模型、SRK模型和通用认知模型1875.3.3 COCOM模型与IDA模型1885.4 行为形成因子1895.4.1 行为形成因子含义1895.4.2 行为形成因子分类方法与权重确定1895.4.3 行为形成因子选取与使用1905.4.4 行为形成因子评价方法1905.5 人为差错辨识1915.5.1 外部人为差错辨识1925.5.2 内部人为差错辨识1935.5.3 压裂作业人为差错辨识1945.6 人为差错概率量化1965.6.1 人为差错概率量化方法分类1975.6.2 认知可靠性和失误分析方法CREAM198本章学习要点205思考题2056 人机系统设计及分析2066.1 人机系统设计2066.1.1 人机系统设计概述2066.1.2 人机功能分配设计2096.1.3 人机界面匹配设计2106.1.4 安全性设计2106.2 人机系统分析2146.2.1 连接分析法2146.2.2 人机系统可靠性2166.3 人机系统评价2206.3.1 人机系统总体性能评价指标2206.3.2 单性能指标评价方法2216.3.3 模糊层次分析法FAHP2216.3.4 检查表评价法2246.3.5 工作环境指数评价法2256.4 人机系统事故分析2286.4.1 人机系统事故致因理论2296.4.2 人机系统事故成因分析2306.4.3 人机系统事故模式及规律2356.4.4 人机系统事故控制2376.4.5 切尔诺贝利核事故分析239本章学习要点241思考题2427 发展中的人机工程学2437.1 人机工程学研究现状2437.1.1 国际人机工程学研究现状2437.1.2 国内人机工程学研究现状2487.2 现代人机工程学发展趋势2497.2.1 人机工程学与人工智能、互联网2497.2.2 交互设计2527.2.3 可用性工程与以用户为中心的设计方法2547.2.4 用户体验设计2557.2.5 无障碍设计与通用设计2577.2.6 参与式人机工程设计2587.3 现代人机分析技术简介2587.3.1 动作捕捉技术及相关系统2597.3.2 眼动跟踪技术2617.3.3 脑电事件相关电位（EEG/ERP）分析系统2637.3.4 行为分析系统2657.3.5 脑-机接口（BCI）266本章学习要点270思考题270第2篇 人机工程学应用8 装备类产品人机分析2728.1 石油钻机司钻控制人机设计2728.1.1 钻井现场设计调查2738.1.2 司钻座椅位置设计2758.1.3 司钻员作业工位设计2788.1.4 司控台显示仪表布局设计2808.1.5 司控台操纵元件布局设计2808.2 石油压裂作业人因可靠性分析2818.2.1 压裂班组认知行为2838.2.2 压裂班组人因失误影响因素2848.2.3 压裂作业人因失误概率量化2898.3 舱室人机界面布局设计与评估优化2938.3.1 遗传-蚁群算法求解舱室操纵器布局优化2948.3.2 面向舱室布局优化的上肢操作舒适性评估3008.4 高铁座椅舒适性分析3058.4.1 人-椅系统3058.4.2 坐姿动作捕捉3068.4.3 虚拟仿真分析3088.4.4 坐姿人体压力分布3108.5 数控机床人机评价3118.5.1 课题分析与前期准备3128.5.2 人体操作姿态评估3138.5.3 快速上肢评价3159 生活类产品人机分析3179.1 学生公寓人机尺寸设计3179.2 自行车人机分析3209.2.1 人机设计3209.2.2 人机评价3219.3 家具产品人机分析3249.3.1 客厅家具人机分析3249.3.2 餐厅家具人机分析3269.3.3 厨房家具人机分析3279.3.4 卧室家具人机分析3289.3.5 书房家具人机分析3309.3.6 陈列柜人机分析331附录333附录A 人机工程学主要国家技术标准333附录B 人体尺寸与身高的近似比例关系338附录C 部分常用人体尺寸数据340附录D 人体关节角度344附录E 环境中的人机因素345附录F 操纵元件有关数据346附录G 家居推荐尺寸348附录H 国外人机工程软件功能对比354参考文献355
内容摘要
人机工程学应用于现代制造、航空航天、深海深地探索、智能化数字产品等领域以及人们日常生活各个方面，其作用日益凸显。《人机工程学原理及应用》作为高等院校工业设计、产品设计专业的本科生和研究生教材，从实用的角度介绍了人机工程学有关理论和方法。本书分为两篇。第一篇“人机工程学原理”分为七章。首先概述人机工程学的定义、起源与发展、学科体系及有关技术标准、方法。其次介绍人的基本特性，以此为基础讲解人在作业时如何协调人造物与人的特性关系，并应用于工位和界面设计。考虑到人的认知在很大程度上影响着人机关系，还介绍了人因可靠性分析和人机系统设计，用于研究生深入学习。最后介绍人机工程学近年来的一些发展动态。第二篇“人机工程学应用”分为两章，包括装备类、生活类产品设计案例。其目的是为读者提供一些应用人机工程学的方法和思路，有助于读者从系统的角度了解如何应用人机工程学原理解决实际问题。本书以案例的形式介绍运用人机工程理论解决实际问题的方法，每章有学习要点和思考题，并配置有关示例电子文件，便于读者自学和复习。本书适用于48～56学时的课程，学校可根据自己的教学大纲选学教材内容。本书可供高等学校工业设计、产品设计本科生、研究生教学使用，也可供从事产品设计相关工作的科技人员参考。
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陈波，西南石油大学，教授，作为机械背景的工业设计专业教师，多年一直从事与人机工程有关的科研和教学活动。
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《人机工程学原理及应用》以案例的形式介绍运用人机工程理论解决实际问题的方法，每章有学习要点和思考题，并配置有关示例电子文件，便于读者自学和复习。本书适用于48～56学时的课程，学校可根据自己的教学大纲选学教材内容。《人机工程学原理及应用》可供高等学校工业设计、产品设计本科生、研究生教学使用，也可供从事产品设计相关工作的科技人员参考。
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