人因-第1章人因工程学

人因工程学工业工程教研室姜兴宇日常生活、生产过程中我们为什么要重视人因工程？案例一案例在美国中西部的一座工厂里，一位装配工人不得不从一个别扭的位置拿一个沉重的部件，并将其放置到流水线上。一次，快要下班时，他刚将这个部件抓到手里，就感到自己的腰部有一阵剧烈的疼痛。经医生诊断，该工人有一个椎间盘断裂了，为此他不得不休息了好几天。于是，他向法庭起诉了这家工厂，罪名是，让工人从事会对腰部造成危害的工作。案例二“毒苹果”事件，2008年10月至2009年7月，美国苹果公司在华供应商、位于苏州工业园区的联建(中国)科技有限公司在无尘作业车间使用价钱更便宜、清洁效果更好的正己烷替代酒精等清洗剂进行擦拭显示屏作业，直接接触使用正己烷的工人有800余人。据悉，部分中毒工人留下永久性后遗症，被评定为职业病九级或十级伤残。背痛吗？ToErgoishuman!有人就得讲究人因工程！教材选用参考第一章人因工程学概述

1.2人因工程学的起源与发展

1.3人因工程学的研究内容与应用

1.4人因工程学的研究方法与步骤

1.1人因工程学的命名及定义

1.5人因工程学的相关学科1.1人因工程学的命名及定义1.1.1人因工程学的定义（1）学科的命名（以劳动科学为基础）由于该学研究和应用的范围及其广泛，它所涉及的各学科、各领域的专家学者都试图从自身的角度来给本学科命名和定义，因而国际上对本学科的命名不尽相同，即使同一国家对本学科名称的提法也不尽相同。欧洲：ErgonomicsErgon（工作）+nomos（自然规律）

+ics（学）美国：HumanEngineering（人类工程学）HumanFactorsEngineering（人因工程学）日本：人间工学（苏联）中国：人体工程学、人机工程学、人类工程学等1.1人因工程学的命名及定义（2）学科的定义C.C.伍德——设备设计必须适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小的代价而求得最高效率。W.B.伍德森——人因工程学研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及作业时感到安全和舒适。IEA——研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素；

——研究人和机器及环境的相互作用；

——研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。1.1人因工程学的命名及定义中国——研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。※※1.1人因工程学的命名及定义综上所述，国际上多数学者认可的定义：人因工程学——就是按照人的特征设计和改善人—机—环境系统的科学。人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境构成的系统。（3）学科的目标目标——人的工作优化问题。标志——使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适的工作和生活。1.1人因工程学的命名及定义（3）学科的特点

作为一门工程技术学科，人因工程不同于其他一般工程技术学科，其特点：

——学科以人为中心，强调人的健康性、舒适性和作业的安

全性、有效性。

——必须意识到个体在能力和限制上的差异，并且充分考虑到这些差异对各种设计可能产生的影响。

——强调设计过程中经验数据和评价的重要性，依靠科学方法，使用客观数据去检验假设，制定人类行为方式的基础数据。

——用系统观点考虑问题，意识到事物、过程、环境和人都不是独立存在的。1.2人因工程学的起源与发展英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠定性工作实际是在美国完成的。所以，人因工程学有“起源于欧洲，形成于美国之说”。1.2.1人因工程学的萌芽阶段（1）时间：（19世纪末--第一次世界大战）（2）特征：提高工作效率（3）代表人物美国泰勒——科学管理创始人（铁锹作业实验）在传统管理方法的基础上，首创了新的管理方法和理论，并据此制订了一整套以提高工作效率为目的的操作方法，考虑了人使用的机器、工具、材料及作业环境的标准化问题。1.2人因工程学的起源与发展吉尔布雷斯夫妇——他们致力于熟练动作与作业疲劳方面的研究。进行工作站设计以及为残疾人设计合适的工具。1.2.2人因工程学的兴起阶段（经验人机工程学）（3）由提高工作效率人去适应机器装备的要求（1）时间：（两次世界大战之间）（2）特征：人适应机器自1924年开始，美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了8年的“霍桑实验”，是人因工程的重要里程碑——工作效率不仅受物理的、生理因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不可忽视的因素。1.2人因工程学的起源与发展1.2.3人因工程学的成长阶段（科学人机工程学）（3）人因工程职业出现（1）时间：（二战——1960年）（2）特征：从使人适应机器机器适应人（重视人的因素）1945年美国空军和海军共同建立了工程心理实验室英国战后诞生了人因工程学职业，并于1949年成立了工效学研究协会1957年美国建立了人因工程学会《工效学》杂志1959年成立了世界工效学组织1960年成立国际人类工效学会（IEA）1.2人因工程学的起源与发展1.2.4人因工程学的发展阶段（现代人机工程学）（3）发展过程（1）时间：（1960——至今）（2）特征：安全、健康、舒适1960-1980——美国的人因工程学基本上集中在复杂的军事工业、航天工业应用。1980-1990——计算机、灾难和诉讼时期，根据美国学者的研究，多起灾难事故发生的重要原因之一就是不恰当的人因设计。1990年——至今人因工程学越来越多的应用于计算机和信息技术（计算机界面、人机交互、互联网）及空间技术应用中。1.2人因工程学的起源与发展近年来公众熟知的一些重大人因事故1.2人因工程学的起源与发展（4）21世纪的人因工程人因工程发展的整体特征

——技术的人性化（人机交互、虚拟现实技术）；——人的技术化（能力培训、技术依赖）；——人因工程学科的边界的模糊化（最新技术和相关学科成果的引入、人因工程的意识与理念方法渗入到其他学科）；

人因工程研究的新发展趋势

——新技术与新时代赋予人因工程领域的新趋势（生物力学、运动力学、运动力学、生理测量、脑成像等）；——更加注重实践，更加关注企业生产与生活实际；——吸收其他学科研究方法，特别注意定性研究与定量研究结合（模糊数学、AHP、决策与预测）；——研究重点逐渐转向一些新领域（IT、认知过程、特殊行业的人因问题）

1.2人因工程学的起源与发展研究领域的分布10.42%1.2.5人因工程学在中国的发展（1）主要发展背景

20世纪30年代西方工业心理学传入我国，开展工作疲劳、劳动环境等面的研究。80年代得到迅速发展，各高校开设了人因工程学研究，于1989年成立中国人类工效学学会（同济大学），并在1995年9月创立了学会会刊《人类工效学》。虽然人因工程在中国已有所发展，但是与发达国家相比还非常落后。“铁人”王进喜激励着我们一代又一代人，但从人因工程的角度，却体现出技术的落后和意识的不足。1.2人因工程学的起源与发展1.2人因工程学的起源与发展（2）国内人因工程的主要研究领域及门类脑力工作与认知工程

——脑力工作负荷度量；——认知资源测定；——知识工作任务设计；——脑力工作界面设计。

航空航天人因交通与驾驶人因

——驾驶行为研究；——安全设计；——驾驶界面设计；——驾驶负荷；——事故心理学；——交通信号设计等。

1.2人因工程学的起源与发展（2）国内人因工程的主要研究领域及门类产品设计与可用性工程职业安全与健康

——作业环境设计与改善；——人因系统安全设计；——安全心理学；——职业病诊断与预防；——作业工具及作业界面设计。核电人因人力资源管理

——人才测评；——管理心理学；——基于人生理特征与认知能力的员工培训、绩效考核。

1.2人因工程学的起源与发展（2）我国的专业人因工程科研机构西安交通大学工业工程系清华大学工业工程系天津大学工业工程系上海交通大学工业工程与物流工程系重庆大学工业工程系湖南工学院安全与环境工程系东北大学工业工程系大连海事大学中国欧盟可用性研究中心

1.3人因工程学的研究方向与应用领域1.3.1人因工程学的研究方向（1）研究人的生理与心理特征人体特征——人的感知特性、信息加工能力、传递反应特性——人的工作负荷与效能、疲劳的关系——人体尺寸、人体力量、人体活动范围——人的决策过程、影响效率和人为失误的因素等（2）研究人—机—环境系统整体设计设计人—机—环境系统的目的是使整体系统工作性能最佳。为此，首先，研究人在特定系统中的作用，克服片面强调机器性能的设计思路；其次，研究人机功能的合理分配。1.3人因工程学的研究方向与应用领域（3）研究人机界面的设计主要包括人机界面、显示器和控制器的设计。（4）研究工作场所设计和改善主要包括工作场所总体布置、工作空间与工作区域设计、工作台或操纵台及工作座椅设计、工作条件设计。（5）研究工作环境及其改善如：照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘和有害气体等。（6）研究作业方法及其改善研究从事体力、技能和脑力作业时的生理与心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及耗能、工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法等。（3）研究人机界面的设计（4）研究工作场所设计和改善（7）研究系统的安全和可靠性（8）研究组织与管理的效率1.3人因工程学的研究方向与应用领域1.3.2人因工程学的应用（1）基础应用研究——人体工作行为、解剖学与人体测量——生理学与医学人机工程——环境人机工程——手工操作负荷、安全与培训——显示与控制布局设计——控制室设计——认知工效学和复杂任务（2）生产、生活应用——工业/商业工作空间设计——工业设计应用——办公室人机工程与设计——产品设计与顾客——车辆与交通人机工程——计算机软件人因工程——计算机终端——人机界面设计与评价1.3人因工程学的研究方向与应用领域（3）安全管理与可用性——事故、健康与安全——人的可靠性——风险评估——可用性评估——用户需求与用户指导（4）其他方面——管理与人机工程——社会技术系统与人机工程——系统分析——任务分析——特殊人机工程应用（军工人机工程、语音识别）1.3人因工程学的研究方向与应用领域1.3人因工程学的研究方向与应用领域日本零式飞机驾驶舱1.3人因工程学的研究方向与应用领域波音727飞机驾驶舱1.3人因工程学的研究方向与应用领域波音747飞机驾驶舱1.3人因工程学的研究方向与应用领域B29飞机驾驶舱美国航天飞机控制舱1.3人因工程学的研究方向与应用领域1.3人因工程学的研究方向与应用领域1.3人因工程学的研究方向与应用领域人机界面1.3人因工程学的研究方向与应用领域人因工程与苹果公司的成功一提起苹果，人们自然就会想起那些样子独特的产品，这些产品就好像它的苹果标志一样，让人忍不住去咬一口。（1）易于使用的界面——人体工学特性——认知习惯（2）丰富而不繁琐的功能设计人因工程与苹果公司的成功——功能丰富——消除繁琐的功能设计（3）卓越的外观级界面美学设计1.4人因工程学的研究方法和步骤1.4.1基本原则（1）客观性原则——在研究工作中坚持严肃认真、实事求是的科学态度，要根据客观事物的本来面目去反映其固有规律。（2）系统性原则——人—机—环境是一个动态开放系统，不仅各子系统之间存在着物质、能量、信息的交换，而且作为一个整体还处于社会系统的影响之下。1.4人因工程学的研究方法和步骤1.4.2研究方法人因工程在很大程度上是一门实验科学，其主要任务是把与人的能力和行为有关的信息及研究结果应用于产品、设施、程序和周围环境的设计中去。这些知识主要来源于实验和观察。（1）描述性研究——描述系统特性——确定问题的范围——提供方案设计基础①调查研究法：访谈法、考察法、问卷法②观测法：不同于实测法，看而不介入③心理测验法：必须建立常模（参照标准）、必须具备一定的信度和效度。④图示模型法：三要素图示模型（常用）1.4人因工程学的研究方法和步骤三要素图示模型1.4人因工程学的研究方法和步骤（2）试验性研究——为检测一些变量对人行为的影响。

变量——自变量：研究者能够控制（如照度、用力等）——因变量：自变量引起的效应，具有操作性，并能充分代表研究的对象性质。通常采用三类指标：操作者绩效指标，如反应时、失误率等；

生理指标，如心率、呼吸数、血压等；主观评价，操作者的主观感受，如监控作业、精神负荷等。——干扰变量：由于个体差异和环境因素等引起的1.4人因工程学的研究方法和步骤①实测法：借助仪器设备进行实际测量的方法（测谎仪）研究宇航员生理、心理能力测量装置框图1.4人因工程学的研究方法和步骤②实验法：通常是受到限制时采用的一种研究方法。一般在实验室和作业现场进行。驾驶员眼动规律实验装置1.4人因工程学的研究方法和步骤③模拟与模型试验法：包括各种技术和装置的模拟——操作训练模拟器、机械模型、