趙秀霞 呂 杰

濟(jì)南大學(xué) 山東濟(jì)南 250022

人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

趙秀霞 呂 杰

濟(jì)南大學(xué) 山東濟(jì)南 250022

人機(jī)工程是研究人、機(jī)和環(huán)境間相互作用的交叉學(xué)科,是工業(yè)工程的一個重要分支。本文結(jié)合學(xué)科的特征和發(fā)展趨勢引出建立人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室的必要性,并重點(diǎn)介紹了人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)情況和運(yùn)行情況。

工業(yè)工程；人機(jī)工程；實(shí)驗(yàn)室

人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)工程專業(yè)的重要專業(yè)課。是研究人、機(jī)器、環(huán)境的相互作用及合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器、環(huán)境適合人的心理、生理特點(diǎn)，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的科學(xué)。從原理上講，它在很大程度上是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，依靠實(shí)驗(yàn)得出的有關(guān)信息和結(jié)果，用于人——機(jī)——環(huán)境設(shè)計(jì)。現(xiàn)代工業(yè)工程以大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為研究對象,把傳統(tǒng)工業(yè)工程和系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理理論、先進(jìn)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)等結(jié)合起來，目標(biāo)是提高企業(yè)的綜合競爭能力。其中人的因素變得越來越重要，任何系統(tǒng)或工程都必須充分考慮人的因素。因此，建設(shè)人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)或模擬訓(xùn)練是完全有必要的。

濟(jì)南大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)于2002年在工業(yè)工程方向進(jìn)行試招生,2004年正式招收工業(yè)工程專業(yè)大學(xué)本科學(xué)生,到目前已滿三屆畢業(yè)生。在不斷的學(xué)習(xí)和探索中，2008年建成人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室，為工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化3個專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。

一、人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)情況

目前，幾乎所有的國外工業(yè)工程系均設(shè)有人機(jī)工程方向和人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室，比如：密西根大學(xué)工業(yè)工程系人機(jī)工程方面的實(shí)驗(yàn)室數(shù)目占所有實(shí)驗(yàn)室數(shù)目的6/9，普渡大學(xué)工業(yè)工程系也開始實(shí)施人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室5年建設(shè)計(jì)劃。國內(nèi)有100多所高校成立了工業(yè)工程專業(yè)，但絕大多數(shù)在人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面都比較薄弱，缺少較完備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室。我們根據(jù)對國外多所名校工業(yè)工程系實(shí)驗(yàn)室的調(diào)查和近50所知名大學(xué)的網(wǎng)上查詢，并考慮我校的實(shí)際情況，建設(shè)了人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目的在于綜合運(yùn)用人機(jī)工程方面的設(shè)備和技術(shù)，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式支持人機(jī)工程、協(xié)同設(shè)計(jì)與制造等方面的工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)和制造工程等相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)，提供學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本環(huán)境和設(shè)備技術(shù)實(shí)施手段，同時支持在勞動作業(yè)安全、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的科研和交流，強(qiáng)化學(xué)生的人機(jī)工程的概念，并且能在今后的實(shí)際工作中自覺地考慮“人——機(jī)——環(huán)境”的互動關(guān)系，提高工程設(shè)計(jì)的人性化水平。人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室面積約90m2,分為三部分：人機(jī)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場人機(jī)分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

1.人機(jī)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能是人體、環(huán)境基本測量與分析等。主要針對本科生基礎(chǔ)人機(jī)工程課程教學(xué)內(nèi)容，滿足基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括人體基本測量(形體尺寸、生理參數(shù)、認(rèn)知特性等)、環(huán)境基本測量(溫度、濕度、光照、噪聲、輻射、空氣等)以及工作地基本測量(幾何、物理測量等)等。目標(biāo)是讓學(xué)生掌握基本的人機(jī)學(xué)測量手段和測量概念，強(qiáng)化人機(jī)工程的概念，并且能在今后的實(shí)際工作中自覺地考慮“人——機(jī)——環(huán)境”的互動關(guān)系。結(jié)合這些實(shí)驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容主要包括人體生理計(jì)測儀器、環(huán)境計(jì)測儀器等設(shè)備的購置以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。

2.人體機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能是對人體生理及心理作業(yè)能力、人體疲勞測定等。主要針對本科生人機(jī)工程課程教學(xué)內(nèi)容，滿足綜合實(shí)驗(yàn)要求。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括反應(yīng)時運(yùn)動時測定、注意分配能力測試、協(xié)調(diào)能力測試、動作穩(wěn)定性測試、人體疲勞測定、人體技能及學(xué)習(xí)曲線實(shí)驗(yàn)等。目標(biāo)是讓學(xué)生掌握勞動過程中人體生理及心理特征，掌握人體疲勞規(guī)律，并能在產(chǎn)品或工作設(shè)計(jì)過程中，從使用者角度出發(fā)，提高工程設(shè)計(jì)的人性化水平。結(jié)合這些實(shí)驗(yàn)，本系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容主要包括運(yùn)動時反應(yīng)時測定儀、閃光融合測定儀、磁懸車、鏡畫儀等。

3.生產(chǎn)現(xiàn)場人機(jī)分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該試驗(yàn)系統(tǒng)主要采取模擬現(xiàn)場的形式獲取生產(chǎn)過程，由學(xué)生對此進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)分析與改進(jìn)，滿足工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生綜合性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)要求。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括照明系統(tǒng)分析與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、手工裝配現(xiàn)場人機(jī)系統(tǒng)分析與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、流水線生產(chǎn)系統(tǒng)人機(jī)分析與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括照明系統(tǒng)、手工裝配線、流水裝配線、網(wǎng)絡(luò)化攝像系統(tǒng)、生產(chǎn)現(xiàn)場仿真系統(tǒng)等。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中流水線生產(chǎn)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng),并與校園網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)資源共享,形成協(xié)同學(xué)習(xí)的環(huán)境，是學(xué)校本科生、研究生學(xué)習(xí)現(xiàn)代制造技術(shù)知識、機(jī)械系統(tǒng)、物流系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)仿真技術(shù)的先進(jìn)教學(xué)基地和研究現(xiàn)代制造技術(shù)及仿真的研究基地?？梢詮拇笾圃斓慕嵌?，為機(jī)類和非機(jī)械類專業(yè)的本科生或研究生,提供工程訓(xùn)練的實(shí)踐環(huán)境。從車間級物流規(guī)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備和人機(jī)環(huán)境工程入手,提高學(xué)生的綜合能力。

二、人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成果

目前，人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)基本建設(shè)完畢。通過實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，包括軟硬件建設(shè)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè)，培養(yǎng)和鍛煉了一批年輕教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。建設(shè)內(nèi)容突出了學(xué)生在機(jī)械學(xué)科的背景下，融入了較多的新技術(shù)和新思路，如現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集技術(shù)、工廠級流水線系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)的應(yīng)用等。本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初步完成了人機(jī)工程教學(xué)要求，但在高層次的專題實(shí)驗(yàn)方面,還需要在硬件和軟件上進(jìn)一步建設(shè)。

三、人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行與管理

目前，年輕教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同參與管理人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室，以教學(xué)與研究互動的原則運(yùn)行和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室。

人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室支持的課程教學(xué)有:本科生必修課如工業(yè)工程專業(yè)的“人因工程”和工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的“人機(jī)工程學(xué)”；選修課中，如“系統(tǒng)建模與仿真”“機(jī)器人”“工業(yè)造型設(shè)計(jì)”“機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等；同時，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)如工業(yè)工程及工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的“專業(yè)課程設(shè)計(jì)”“畢業(yè)實(shí)習(xí)”“畢業(yè)設(shè)計(jì)”以及如“挑戰(zhàn)杯”“機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽”“機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等全國大學(xué)生比賽中都提供了強(qiáng)大的支持作用。我們針對不同課程或環(huán)節(jié)的不同內(nèi)容以及學(xué)習(xí)對象的不同，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。與此同時，也將新研究成果引入教學(xué)，不斷更新和豐富教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用的同時，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析、解決問題的能力，也使實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終能夠緊跟學(xué)科的發(fā)展，具有一定的先進(jìn)性和代表性。

四、結(jié)束語

人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成為人機(jī)工程方向教學(xué)、科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)的重要基地。在教學(xué)中已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，取得了良好效果。學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)給予了充分肯定。我們有信心通過我們的不斷努力，進(jìn)一步建設(shè)、發(fā)展和完善人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室，使之成為更加貼合社會需求的、先進(jìn)的人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室。

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Abstract: Ergonomics is a cross-discipline which studies the interaction of operators, machines, and environment. It is an important branch of Industrial Engineering. In this paper, the characteristics of subjects and development trends set up the need for ergonomics laboratory, and laboratory construction and operation is the emphasis.

Key words: industrial engineering；rgonomic；lab

Construction of ergonomics laboratory

Zhao Xiuxia, Lv Jie
Jinan university，Jinan,250022，China

2009-09-10

趙秀霞，碩士研究生，講師。