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人機工程實驗室建設(shè)

2010-02-16 22:21趙秀霞
中國現(xiàn)代教育裝備 2010年1期
關(guān)鍵詞:實驗室工業(yè)實驗教學(xué)

趙秀霞 呂 杰

濟南大學(xué) 山東濟南 250022

人機工程實驗室建設(shè)

趙秀霞 呂 杰

濟南大學(xué) 山東濟南 250022

人機工程是研究人、機和環(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工程實驗室的必要性,并重點介紹了人機工程實驗室的建設(shè)情況和運行情況。

工業(yè)工程;人機工程;實驗室

人機工程學(xué)是工業(yè)工程專業(yè)的重要專業(yè)課。是研究人、機器、環(huán)境的相互作用及合理結(jié)合,使設(shè)計的機器、環(huán)境適合人的心理、生理特點,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驗科學(xué),依靠實驗得出的有關(guān)信息和結(jié)果,用于人——機——環(huán)境設(shè)計?,F(xiàn)代工業(yè)工程以大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及社會經(jīng)濟系統(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、先進制造技術(shù)、計算機與信息技術(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)人機工程實驗室對學(xué)生進行實訓(xùn)或模擬訓(xùn)練是完全有必要的。

濟南大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)于2002年在工業(yè)工程方向進行試招生,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年建成人機工程實驗室,為工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計及機械設(shè)計及其自動化3個專業(yè)學(xué)生的實驗教學(xué)服務(wù)。

一、人機工程實驗室的建設(shè)情況

目前,幾乎所有的國外工業(yè)工程系均設(shè)有人機工程方向和人機工程實驗室,比如:密西根大學(xué)工業(yè)工程系人機工程方面的實驗室數(shù)目占所有實驗室數(shù)目的6/9,普渡大學(xué)工業(yè)工程系也開始實施人機工程實驗室5年建設(shè)計劃。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)在人機工程實驗教學(xué)方面都比較薄弱,缺少較完備的實驗教學(xué)設(shè)備和實驗室。我們根據(jù)對國外多所名校工業(yè)工程系實驗室的調(diào)查和近50所知名大學(xué)的網(wǎng)上查詢,并考慮我校的實際情況,建設(shè)了人機工程實驗室。實驗室建設(shè)的目的在于綜合運用人機工程方面的設(shè)備和技術(shù),以實驗教學(xué)的形式支持人機工程、協(xié)同設(shè)計與制造等方面的工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計和制造工程等相關(guān)課程的實驗,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)實施手段,同時支持在勞動作業(yè)安全、人機系統(tǒng)設(shè)計等方面的科研和交流,強化學(xué)生的人機工程的概念,并且能在今后的實際工作中自覺地考慮“人——機——環(huán)境”的互動關(guān)系,提高工程設(shè)計的人性化水平。人機工程實驗室面積約90m2,分為三部分:人機工程基礎(chǔ)實驗系統(tǒng)、人體機能實驗系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場人機分析實驗系統(tǒng)。

1.人機工程基礎(chǔ)實驗系統(tǒng)

該實驗系統(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)人機工程課程教學(xué)內(nèi)容,滿足基礎(chǔ)實驗教學(xué)要求。主要實驗內(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)生掌握基本的人機學(xué)測量手段和測量概念,強化人機工程的概念,并且能在今后的實際工作中自覺地考慮“人——機——環(huán)境”的互動關(guān)系。結(jié)合這些實驗,本實驗室建設(shè)內(nèi)容主要包括人體生理計測儀器、環(huán)境計測儀器等設(shè)備的購置以及設(shè)計基礎(chǔ)實驗。

2.人體機能實驗系統(tǒng)

該實驗系統(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工程課程教學(xué)內(nèi)容,滿足綜合實驗要求。主要實驗內(nèi)容包括反應(yīng)時運動時測定、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)曲線實驗等。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)計過程中,從使用者角度出發(fā),提高工程設(shè)計的人性化水平。結(jié)合這些實驗,本系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容主要包括運動時反應(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)場人機分析實驗系統(tǒng)

該試驗系統(tǒng)主要采取模擬現(xiàn)場的形式獲取生產(chǎn)過程,由學(xué)生對此進行人機系統(tǒng)分析與改進,滿足工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生綜合性及創(chuàng)新性實驗要求。主要實驗內(nèi)容包括照明系統(tǒng)分析與改進實驗、手工裝配現(xiàn)場人機系統(tǒng)分析與改進實驗、流水線生產(chǎn)系統(tǒng)人機分析與改進實驗。主要實驗設(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。本實驗系統(tǒng)中流水線生產(chǎn)系統(tǒng)、計算機、設(shè)備聯(lián)網(wǎng),并與校園網(wǎng)相連,實現(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、機械系統(tǒng)、物流系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)仿真技術(shù)的先進教學(xué)基地和研究現(xiàn)代制造技術(shù)及仿真的研究基地??梢詮拇笾圃斓慕嵌龋瑸闄C類和非機械類專業(yè)的本科生或研究生,提供工程訓(xùn)練的實踐環(huán)境。從車間級物流規(guī)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備和人機環(huán)境工程入手,提高學(xué)生的綜合能力。

二、人機工程實驗室的建設(shè)成果

目前,人機工程實驗室已經(jīng)基本建設(shè)完畢。通過實驗室建設(shè),包括軟硬件建設(shè)和教學(xué)實驗建設(shè),培養(yǎng)和鍛煉了一批年輕教師和實驗技術(shù)人員。建設(shè)內(nèi)容突出了學(xué)生在機械學(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。本實驗室建設(shè)初步完成了人機工程教學(xué)要求,但在高層次的專題實驗方面,還需要在硬件和軟件上進一步建設(shè)。

三、人機工程實驗室的運行與管理

目前,年輕教師和實驗技術(shù)人員共同參與管理人機工程實驗室,以教學(xué)與研究互動的原則運行和發(fā)展實驗室。

人機工程實驗室支持的課程教學(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)計專業(yè)的“人機工程學(xué)”;選修課中,如“系統(tǒng)建模與仿真”“機器人”“工業(yè)造型設(shè)計”“機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計”等;同時,在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)如工業(yè)工程及工業(yè)設(shè)計專業(yè)的“專業(yè)課程設(shè)計”“畢業(yè)實習(xí)”“畢業(yè)設(shè)計”以及如“挑戰(zhàn)杯”“機電產(chǎn)品設(shè)計大賽”“機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計”等全國大學(xué)生比賽中都提供了強大的支持作用。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)計實驗內(nèi)容,包括基礎(chǔ)實驗和設(shè)計性實驗,采用多種實驗教學(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)實驗內(nèi)容。使實驗教學(xué)在加強學(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,也使實驗教學(xué)始終能夠緊跟學(xué)科的發(fā)展,具有一定的先進性和代表性。

四、結(jié)束語

人機工程實驗室已經(jīng)成為人機工程方向教學(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)生對于實驗室開設(shè)的課程及實踐環(huán)節(jié)給予了充分肯定。我們有信心通過我們的不斷努力,進一步建設(shè)、發(fā)展和完善人機工程實驗室,使之成為更加貼合社會需求的、先進的人機工程實驗室。

[1]郭伏,楊學(xué)涵.人機工程學(xué)[M].遼寧:東北大學(xué)出版社,2001

[2]嚴(yán)京濱,林亨,張偉.人因工程實驗室的建設(shè)[J].實驗技術(shù)與管理,2005,22:6:13~15

[3]劉曉芬,高廣章,卓德保.工業(yè)工程專業(yè)實驗室的建設(shè)模式[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版),2002,9:23~25.

[4]周貞云,葉春明.工業(yè)工程實驗室建設(shè)的研究和實施[J].工業(yè)工程與管理, 2004, 4: 125~130

[5]趙世平.抓住機遇 銳意改革 建設(shè)一流實驗室[J].實驗技術(shù)與管理, 2001, 4: 1~7

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。

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