工業設計係列教程：人機工程學與應用 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《工業設計係列教程：人機工程學與應用》，本書以人、機、環境三要素為對象，以人為中心，按照人體因素、人機界麵、作業環境、人機係統設計分析為順序展開論述，重點落實在如何應用人機工程學的原理和方法進行人機係統的設計與分析評價。

內頁插圖

目錄

第一章 概論第一節 人機工程學的形成與發展第二節 人機工程學的基本概念與研究範圍第二節 人機工程學的學科特性與相關學科

第二章 人體動作與行為因素第一節 人體與物體尺度的行為關聯第二節 人體與知覺心理的行為反映第三節 人體與作業環境的行為需求

第三章 人體動作空間與人性化設計第一節 人體動作疲勞強度的適度考量第二節 人體動作空間環境的標準考量

第四章 人機工程學的設計運用第一節 室內空間設計第二節 傢具陳設設計第三節 無障礙設計

前言/序言

工業設計係列教程：人機工程學與應用 第一部分：人機工程學基礎理論與原理 第一章：人機工程學的學科範疇與發展曆程 本章深入剖析人機工程學（Human Factors Engineering/Ergonomics）作為一門多學科交叉領域的本質。首先界定其核心定義，即“科學地研究人與機器、環境之間的相互作用，以優化係統性能、保障人員安全和健康”的學科目標。我們將追溯人機工程學的曆史脈絡，從工業革命時期對效率的初步關注，到二戰期間對飛行器座艙布局的優化，再到現代信息技術和復雜係統設計中的應用擴展。重點探討該學科如何從早期的生理學和心理學研究，逐步發展成為係統工程、認知科學、生物力學等多領域融閤的綜閤性學科。 探討人機工程學的基本研究範疇，包括操作人員的生理負荷、認知加工能力、感知特性以及社會心理因素。詳細介紹當前人機工程學在不同領域（如醫療器械、交通運輸、工作場所設計、消費電子等）的應用現狀與前沿研究方嚮。 第二章：人體尺寸學與生物力學基礎 本章聚焦於人體的物理屬性在設計過程中的應用。首先，係統介紹人體尺寸學的基本概念，包括靜態尺寸（如身高、臂展、坐高）和動態尺寸（如工作幅度、操作範圍）。闡述如何利用統計學方法（如百分位數法）來確定設計標準，確保産品和服務能夠適應目標人群中絕大多數成員的使用需求。討論不同地域、年齡和性彆群體間的人體尺寸差異性，以及在進行全球化産品設計時需要考慮的適配策略。 隨後，深入講解生物力學原理在設計中的應用。核心內容涵蓋人體骨骼肌肉係統的工作機製、關節的運動範圍和限製、以及肌肉力量的測量與評估。重點分析重復性勞損（RSI）和肌肉骨骼疾病（MSDs）的成因，並結閤生物力學模型，指導如何設計工作站、工具和設備，以最小化肌肉緊張和關節壓力。詳細介紹推、拉、舉、握等基本操作中的力學分析方法，以及如何通過改進操作姿勢來降低職業傷害風險。 第三章：生理負荷與環境因素 本章關注外部環境因素對人體生理機能的影響。首先，係統分析熱環境因素（溫度、濕度、氣流速度）如何影響人體的熱平衡、工作效率和舒適度。介紹熱應激的生理反應，並闡述設計暖通空調係統、提供防護服和規劃工作休息時間的基本原則。 其次，深入探討噪聲、振動對聽覺係統和中樞神經係統的影響。區分噪聲的類型（如寬帶噪聲、衝擊噪聲）及其對通信和警覺度的乾擾機製。討論振動對操作人員的疲勞和健康影響，並介紹隔離和衰減振動的工程設計措施。 此外，本章還將覆蓋光照環境的設計標準。講解可見光的基本特性、人眼的光譜敏感度，以及照度、亮度、對比度等關鍵參數對視覺任務錶現的影響。討論眩光控製、色溫選擇以及照明布局優化，以滿足不同類型工作（如精細操作、屏幕閱讀）的需求。 第二章：認知、感知與人機交互設計 第四章：感覺、知覺與信息加工 本章將人機工程學的視角從生理轉嚮認知科學。詳細闡述人類的感知係統（視覺、聽覺、觸覺）如何接收和解釋來自環境和界麵的信息。重點分析視覺信息的處理過程，包括對形狀、顔色、運動的識彆閾值和極限。 深入探討認知加工模型，包括注意力的分配與限製、短期記憶（工作記憶）和長期記憶的運作機製。解釋“認知負荷”的概念，並指導設計師如何通過簡化信息呈現、提供清晰的反饋機製來降低用戶在復雜係統操作中的認知負擔。討論錯誤（Slips and Lapses）的産生機製，並將其與認知限製聯係起來，為可靠性設計提供理論基礎。 第五章：人類的決策製定與錯誤管理 本章專注於人類在壓力和不確定性下的行為模式。分析決策製定的主要模型，如直覺式決策（Recognition-Primed Decision Making）和分析式決策。討論影響決策質量的因素，包括時間壓力、信息過載、情緒狀態和先驗知識。 著重探討係統設計如何影響人類的錯誤傾嚮。區分係統錯誤（System Errors）的類型，包括操作失誤（Slips）、知識性錯誤（Mistakes）以及違規行為（Violations）。基於Reason的瑞士奶酪模型等係統安全理論，指導設計師如何通過冗餘設計、防錯（Poka-Yoke）機製和清晰的流程指示來構建容錯係統，即使在操作人員發生錯誤時也能將後果最小化。 第六章：交互界麵與控製設計原理 本章是應用人機工程學於産品界麵的核心章節。首先，詳細講解控製與顯示器的匹配原則。分析不同類型的控製裝置（如開關、鏇鈕、操縱杆、觸摸屏）的操作特性，以及它們與相應顯示信息之間的邏輯對應關係（如空間對應、運動對應）。 討論信息顯示的設計標準，包括符號、圖標、文本和數字的有效錶達。深入探討動態顯示（如儀錶盤、報警係統）的設計，強調信息層級劃分、變化率控製以及報警的優先級和分級。 針對現代信息係統，本章還會覆蓋交互設計中的可用性（Usability）原則，包括易學性、效率、可記憶性和用戶滿意度。介紹卡片分類、任務分析等用戶研究方法，用以指導界麵布局和導航結構的構建。 第三部分：係統集成與應用案例 第七章：工作場所與係統布局設計 本章將理論知識應用於實際工作環境的優化。核心內容是工作站（Workstation）的設計，涵蓋辦公環境、工業生産綫和駕駛艙的設計標準。講解如何根據任務特點，綜閤考慮人體尺寸、操作範圍、視覺通視性來確定工作颱麵高度、座椅調節範圍和設備安裝位置。 探討工作空間布局的效率優化，包括物料流、信息流和人員流的組織。分析工作場所的安全布局要求，如應急通道的設置、危險區域的隔離以及工具的便捷存取設計。 第八章：可靠性與維護性設計 本章關注産品在使用壽命周期中的可靠性與可維護性。講解係統可靠性的基本概念（如平均故障間隔時間MTBF），並強調如何通過設計冗餘和模塊化來提升係統整體的穩健性。 重點討論可維護性（Maintainability）的設計。指導設計師如何使檢修、故障診斷和部件更換過程更加簡單、快速和安全。這包括設計易於拆卸的防護罩、提供清晰的診斷接口、以及確保維護人員在進行操作時能夠獲得充足的工作空間和恰當的支撐。 第九章：人機工程學在特定領域的高級應用 本章展示人機工程學在前沿技術和特定復雜係統中的應用實例。 高級駕駛艙設計： 分析汽車、航空器等交通工具中，如何平衡自動化程度與駕駛員的監控需求，討論平視顯示器（HUD）的應用與局限性。 醫療與健康： 探討手術器械、診斷設備以及醫院信息係統的人機工程學挑戰，重點關注減少醫療差錯和提高患者護理質量。 虛擬現實（VR）與增強現實（AR）： 分析沉浸式環境中的感知失真、運動眩暈（Cybersickness）的生理機製，並探討如何設計更自然的交互範式。 通過對這些案例的深入分析，使讀者能夠靈活運用人機工程學的綜閤方法論，解決實際工程設計中的復雜人機係統問題。