人因工程学的重要性及应用

人因工程学的重要性及应用第一节学科概述狩术不象。而技术进展与人的因素是不可分割的，他们的关系确实是人们开始研究人因的起而。与，用下面将对人因工程学这门学科从总体进行认识同时较深入地明白得几个比较重要的概念。、人因工程学的定义目前国际上对人因工程学有几种不同的称呼美国称之为人因工程〔HumanFactor，在欧洲工效学(Ergonomics更为流行。有些学者称之为人类工程学〔HumanEngineering、人机工程,也有一些心理学家喜爱使用工程心理学〔EngineerinPsychology际学活中合提，人-机-。、法所设，从而使其更好地满足人的工作能力和限制适应人的需要在研究目标上人因工程学有两个要紧的目标第一是为了提高工作的效率和质量例如简化操作增加作业准确少增加工作的中意度和改善生活质量等。机。包设。重。，过、舒服性和有效性的一门工程技术学科。作为一门工程技术，人因工程学不同于其他一样工程技术学科的一些要点有：*牢记产品是用来为顾客服务的，在设计时必须始终把用户放在首位。*必须意识到个体在能力和限制上的差异同时充分考虑到这些差异对各种设计可能造成的阻碍。*强调设计过程中体会数据和评判的重要性依靠科学方法和使用客观数据去检验假设，推出人类行为方式的基础数据。*存。：*工，和。*能为。*而如单。史了解人因工程学的历史对学好这门课程是专门重要的。然而，想要详细表达全世界人因工程学的进展历程是十分困难的那个地点只能以一些重要事件和任务的奉献来简单地描述人因工程学的进展历程。1、早期历史人因工程学开始于十九世纪的晚期和二十世纪初从那时起人因工程学的进展就不可幸免地和技术的进展相互交错在一起。例如在二十世纪早期，Frank和LillianGilbreth就差不多在进行动作研究和商务治理方面的工作了。Gilbreth后来被认为是人因工程学领域的先驱之一。他们致力于熟练动作和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例如他们对外科手术过程的研究成果直到今天还在使用现在在手术中外科大夫只需说出所需的器械，同时把手伸向护士，由护士从器械盘中拿起所需器械并递给大夫。是。有Gibreth等人所作了庞大的努力和奉献，然而人们依旧没有意识到使设备及操作程序适应人的要求的必要性二战前进行行为研究的科学家要紧工作依旧通过测验为工作选择合适的人员对培训过程进行不断的优化来使人员满足工作的需要这种理论在二战期间显现了问题因为即使是采纳最好的人选和培训手段有些复杂设备的操作依旧超出了工作人员的能力要求这时人们开始重新考虑使设备满足人员的需求的问题。2、1945年到1960年：专职人员的显现1945与此同时，第一家私人公司也开始进行有关方面的研究〔Dunlap&Associates。在国家医药研究委员会科学与工业研究部的鼓舞下英国也在进行着同样的努力。战后产生了人因工程学职业。1949年，在英国成立了工效学研究协会，Chapanis等人出版了«应用实验心理学：工程设计中的人因»。这是第一部关于人因工程学的著作在以后的几年里国际上举行了一些学术讨论会发行了人因工程学的出版物设立了许多人因工程学实验室并不断有新的研究与应用团体显现。1957年是美国人因工程学史上一个专门重要的年代。当年，美国建立了人由1个成了美国心理学家协会。1959年，世界上美英等国的人因工程学和工效学协会联合成立了世界工效学组织。3、1960年到1980年：迅速增长时期1960年到1980六技术的进展和载人宇宙航行的显现，人因工程学迅速成为航天工业的一个重要部分在此期间人因工程学迅速成长1960年人因工程学协会的成员还只有500人到1980年差不多超过了3000人更重要的是人因工程学差不多开始在军事和航天工业以外的领域得以应用许多公司都建立了人因工程学小组包括医药公司运算机公司汽车公司和其他消费品公司工厂也开始认识到人因工程学在工作地和产品设计方面的重要性和它所做出的奉献。尽管1980年人因工程学增长的如此迅速同时获得了工业界的共识，但它仍旧不能做到妇孺皆知。4、1980年到1990年：运算机、灾难和诉讼时期1990年人因工程学协会的成员差不多增加到将近5000人。运算机革命使得人因工程学成为公众瞩目的焦点利用工效学设计运算机用户友好界面的软件、办公室中的人因工程学等的话题看起来差不多成为人们话题运算机技术向人因工程学提出了新的挑战新的操纵设备屏幕显示的信息输出新技术对人类的冲击差不多上人因工程学正在研究的领域。9里产上故致峻4年的12月4博近00的6，致0。三年以后，又一场大爆炸席卷了得克萨斯州的一家塑料工厂。其爆炸力相当于10吨的TN，有23个人死亡，100多人受伤，使美国商业保险公司蒙受了历史上最惨重的缺失赔款达到了1.5亿美元依照美国学者的研究这几起灾难事故发生的重要缘故之一确实是不恰当的人因设计。另外牵涉到人因工程学有关领域的辩论以及关于产品可靠性和个人损害方面的诉讼案件大大增多法庭差不多越来越重视人因工程学专家在说明人类行为和期望界定设计的缺陷评判警报和指令系统的有效性等方面所作的奉献人因工程学协会约有15的成员担任着有关司法鉴定的专家工作。5、1990年以后人因工程学越来越多地应用于运算机和信息技术〔运算机界面、人机交互、互联网等及空间技术的应用之中建立永久性空间站的打算必定涉及到大量的人因工程学方面的研究。其他领域的进展也会增加对人因工程学的需求。例如，美国职业安全与健康治理部对一样企业明文规定了人因方面的标准。1988年美国国会通过了一项法令，要求联邦航空治理局进一步增强对人因工程学的研究，以提高飞行的安全性此外医药设施的设计和老年人使用的产品及设施的设计也是人因工程学的重要人物我们期望今后人因工程学师为改善生活和工作的质远人。节用不重，种不设如，过高。：畴 例产品和备工具设具计及改施进统备装作业的作业姿势、作业方法、设计与作业量及工具选用和配进 置等环境的声，光，热，色彩，振设计与动，尘埃，气味等等环改进 境

子械车建筑船器鞋工厂生产作业监视作业车辆驾驶作业物品搬运作业办公室作业等工厂，车间，操纵中心，运算机房，办公室，驾驶室，生活用房等表1-1人因工程学研究领域举例第三节差不多原理和研究方法人因工程学在专门大程度上是一种实验科的要紧任务确实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之中这些知识要紧来源于试验和观看人因工程学不仅把采集的体会数据应用于产品的设计当中而且用于评判设计的优劣如此人因工程学在系统设计中具论。三多个类别尽管每一类都有不同的目标使用不同的方法但它们全都有同样的差不多决策过程选择研究地点选择变量选择采样主体收集数据分析数据。1、描述性研究描述性研究用于描画人的某些特性如人体尺寸的测量不同年龄的人的听力缺失、人们对把手如何旋转的偏好、能够抬多重的箱子等等。尽管描述性研究比较枯燥但它们关于人因科学的意义专门重要许多的设计决策差不多上基于它得出的差不多数据另外在方案给出之前描述性研究还常用于评定问题的大小和范畴比如说对操作者进行调查了解他们对设计效率和操作问题的一些看法等。2、试验性研究试验性研究的目的是为了检测一些变量对人的行为的阻碍通常依照实际问题推测理论来决定需要调查的变量和检测的行为例如比较人们编辑手稿的不同偏好，评判手臂活动的时候肩部的负荷大小、人们的视野等、通常，试验性的研究更关怀变量是否对行为有阻碍以及将如何阻碍的问题描述性研究那么更关怀所描述对象的统计结果，如平均值、标准偏差和百分比等。3．评判研究评判研究类似于试验性研究但它的目的多是为了评判一个系统或产品并期望事先了解人们在使用系统或产品时的行为表现。性个方进常。难，y的：因此在无法推测的环境下，评判研究要专门注意选择数据的收集方法和设备。下面我们分别关于各种研究方法中的各种决策序列分别进行分析：研究地点选择研究地点的选择是第一个需要决定的问题，其内容确实是选择实地研究，依旧选择在实验室中进行研究。关于不同的研究方法有不同的选择规那么。1、描述性研究操的。2究。测容测有一危，不能行验纵于到资限常不够复门多试因许多变不保恒定而有过太分，些据还集到。实验中行研究在实操方具有大优多量能到失，。关于理论研究最好是在实验室中进行因为需要把多个变量分离开观看它们的不同阻碍如此的精确度在不受控的现实中是不可能实现的然而现实世界又是应用研究结果的本质的环境往往有些变量在高度操纵的实验室中专门案。为了把实验室和实地研究的优势结合起来，研究人员常采纳模拟现实的方法模拟显示能够分为实体模拟和运算机模拟实体模拟常由硬件和模拟的系统、程序或环境组成。如简单的布娃娃到专门复杂的太空模拟舱。运算机模拟要在运算机上对一系列的事件和过程进行建模通过改变参数来够统。3究统，才，当示，。择。1究：。标变：变描究重特行依所的据的不类这变分面组体，如的动、体等为现的，反刻觉敏、的和经的等主据偏、和观等理据心跳率温。分变在描研，择的研这本差不通龄别育等进分，代的一。不层本息常些某特人员得此据以特依进析别龄等。2、性究在性中研员他受情个个量考们测的变量独或变助变量、相关变量。用独立变量变化来阻碍的被测行为被称为非独立变量。独立变量都有可能阻碍飞独立变量因此试验中要操纵独立变量以免独立变量的阻碍相互混淆。〔1相关变包备和变〔2振〔3。在1985年到1972年在«人因工程学»上发表的141篇试验论文中60的实验只研究了一到两个独立变量，不到3%的研究了五个以上的独立变量。除了实体特点用得较少以外非独立变量同描述性研究中的标准变量大体类似试验性的研究中大多数非独立变量是人员的成绩个人效用或其他心理方面的变量。3、评判研究为评判研究选择变量要求研究人员把被评判系统或设备的目标转化成具体的可测量的标准变量标准变量必须能够评判系统使用当中显现的一系列未知的问题。它与描述性研究和试验性的研究中的差不多类似。被测者选择选择被测者确实是决定选择什么人、如何选择、选择多少等如此的问题。1、描述性研究大。代表性的抽样：描述性研究的目标是从具有代表性的样本中收集数据。抽样的代表性是指样本应该包含总体的所有相应特点而且两者构成也要相同例如30的煤矿工人年龄不到21岁40在21到40岁之间30在40岁以上，那么代表性的抽样确实是以相同的比例包含每一年龄层的群体。代体的但此例，在能市进并反应适的为的样。随择样随在现得上选。样关个要。式望第5。2究为试验性研究选择被测对象确实是要选择那些具有代表性的、一样化的个体被测对象对目标群体的代表性并不需要达到与描述性研究同等的程度试验性研究更关怀被测对象是否和目标群体受独立变量阻碍的方式一样例如我们要依据研究数据来设计办公环境时研究室内照明度对显示在运算机屏幕上的文件的阅读的阻碍的实验中，不必只选择那些关于运算机屏幕阅读有丰富体会的人因为不管体会多少在专门强的照明下任何人都比在合适的照度下的阅读能力要差一些。样本空间的大小：决定样本空间的大小事实上确实是确定如何以最小的成本收集足够的数据保证评判独立变量的阻碍时的可信度确定样本空间的大小有好几种方法，能够参见统计学教材。在上述的«人因工程学»中发表的论文中，50%的研究实验的样本容量还不到9个25%使用9-11的样本容量只有25%的采纳了11个以上的样本容量这比描述性研究中使用样本容量的要小得多使用太少的数据是专门危险的可能得出错误的结论。3、评判研究象体。集作。给回到5%的。试验性研究中数据的收集和描述性研究一样。试验性研究常在实验室中进行往往比较复杂因此常采纳运算机辅助的方法这种方法具有专门大的潜力，能够在试验中加入更多的变量而且在收集数据时具有更大的精确度和更高的采样率。在评判研究中收集数据经常比较困难被评判的设备可能本身不具有检测能力工程师们还要专门为了评判而改造机器大多数情形下原那么上的方法依旧通过研究人员观看或访问使用者来收集数据，了解他们所面对的问题和方法。数据分析收集数据到之后，研究人员必须对数据进行分析。1、描述性研究那个地点的数据分析常采纳差不多的统计方法进行如运算频率分布平均值、中位数、标准偏差、相关系数、百分位数等。2、试验性研究试验性研究中的数据常用一些较为复杂的数理统计方法进行分析比如变量分析或者多元变量分析法。者性因。〔1因〔2假〔3门〔4有。，。验评描述系统功能的描述任务如何完成的描述人员的反应的任务执行测量常常和人的反应测量相互结合显现。1、系统描述因变量验及。2准通常指任务的完成情形，不管有没有人员的介入。如此的变量有〔1〕产出数量：如搬运的土方数等〔2〕产出质量：如事故次数、错误次数、钻孔的精确率或设计好的路径的偏差等〔3〕完成时刻：如在电路中找出错误的时刻，任务开始时的延迟时刻尽管人员的执行情形与任务的执行以及系统的设备特点紧密相连，任务执行情形依旧比人员执行情形用的广泛。3、人员标准人员标准用于处理执行任务时人的行为和反应。常用绩效测量、生理指标、主观反应来度量。耐。，张理经。。服测时题如的。4比终更瓶，行的的？求。理。1求〔1〔2数〔3〕无〔4〕容易收集〔5〕不需要专门的数据收集技术〔6〕消耗尽可能的少财力和实验者的精力。2、可靠性意稳。3性究容实。方向正确性：要紧指通过测量想得到什么，也确实是动机是什么？在有些测量中方向正确性可能阻碍被测者参与的积极性因此研究人员应该尽可能的选择与用户相关的方面进行测量。如测量办公用运算机屏幕的可辨认性时，最好选用办公室中常用的文件进行实验。容量正确性指被测变量在某个相关领域中采样的程度比如知识领域、工作行为领域等例如对空中交通操纵者的行为表现的测试中通常要包括对操纵者各个方面的测试，不是仅仅某个方面。体系正确性：指测量范畴能够包括全然因素的程度。如对静止靶子射箭准确度的测量只能作为实际格斗技术中专门小一部分的测量图1-1说明测量体影，确。的效率：处于体系中，但测量没有虑关系图14碍

，系测量考素系光被。5性不得舒锐。性一是指对人的错误做出定量分析二是对人员出错缘故做出说明作为一种测量方法，人的可靠性是指人员成功完成任务概率的大小。1、历史上的观点研究人员从50年代开始注意人的可靠性问题，当时想以测量硬件可靠性同样的方法确定人的可靠性这往常人因工程学活动也常是公司质量保证部的一部分，专门是在航天工业中比较普遍。1962年第一个人员可靠性数据库的原型建立了但只有少数人在这一领域进行研究规模相当小三里岛核电站的事故重新引起了人们对人员可靠性研究的爱好，一些数据和方法论方面的工作又连续进行。2、数据库和方法论尽大，复。。的〔P它要紧用来进行核电站的人员可靠性用定行。另用靠运算的务素的进的算机能成。例，Sil等在对声波系统的模拟研究中发觉，当承诺操作者完成任务的时刻从23分钟增加到25分钟时可靠性就从0.55变化到了0.9那个例子说明，时刻上的微小变化能够对系统产生深远的阻碍。3、人员可靠性的评论性专爱法一误。s致最终失败，目前的几种技术还不能专门好的解决如此的问题。Regulinski认为对人员可靠性的静态评判关于连续性工作是不可取的用古典的工程可靠性模型进行离散的评判是不负责任的。Williams指出人员可靠性研究专家在如何使他r说能。拟作，学糊。系系有利劳劳关。作析 刻究 知效程术 理学 社会学 息学机统 动学 理学人因工程统程 理学 作究物学 医学动学 境学物学 体量 体刨图2图统明白得，我们只给出一个最简单的定义。系统是一个为了实现某种目的的实体〔Bailey,198系统由人机器和其他一些相互作用的事物组成实现一些个体不能独立实现的目标系统的观点用于把一些方法组织起来，如对比较复杂的人机关系进行改进、分析、评估的方法等等。正Bailey所说：〝系统的概念暗示我们要寻求一个目标认真分析它明白实现那个目标需要什么我们要设计系统的各个部分去满足这些要求建立一个组织合理的系统有效的满足我们的目标〞下面我们讨论人机系统的有关内容然后给出它的一样特点最后介绍一下系统可靠性的概念。1.人机系统人机系统是指一个或多个人员和实体设备的结合，向系统输入给定的数据，就会产生期望的输出那个地点面机器的概念太严格了我们不应该只认为〝机统。能够是一个家用电器、办公设备、割草机，因此还包括操作者。更复杂的系统有飞行器、系统自动化的炼油设备等等还有一些系统更加难以描述比如像一些服务系统：最素,用,。。相应,器.工界。*统成。*统通差。*统。人。不是人机系统，没有涉及到人因工程学。这是一种误解。事实胜于雄辩。所有的自动化系统都需要人去安装编程更新和爱护因此必须如其他系统一样考虑人因。2.系统特点*系统是有目的的前面我们差不多强调，每个系统都必须有一个目的，否那么它将是一盘散沙。系统的目的即确实是系统的目标。一个系统能够有多个目标。*系统是有层次的有些系统能够认为是较大的系统的子系统当描述或分析一个复杂系统时，我们往往会不知从哪里开始到哪里终止要解决如此的问题第一要做出两个没。到。。是。环。*中。截。的，。*能系统中的每个元素都至少有一个功能，用于实现系统的目标。人因工程学专家的任务之一确实是决定是否人或机器需要执行一项特定的任务。元素具有不同的功能，但均可被分为四个最差不多的类型：信息的接收、储备处理和决策以及执行功能如图1-3所示信息储备与其他功能均有关系，因而处于上面，其他三个顺序放置。信息存储信息 息意输入

信息处理和 行能决 策

输出结果图1-3元素功能图〔1〕信息同意：进入系统的有些信息来自外部,比如,飞机进入监控塔的范畴、产品订单热源引发自动报警装置有些信息可能来源于系统本身如此的信息能够反馈或储备在系统中。〔2〕能是。〔3〕。杂器程，如。〔4〕：。为种到。3用，每实。4出。个通过输入输出，者。闭环系统用于完成一些要求连续操纵的过程需要对操作过程进行不断的反馈反馈会给出过程中需要考虑的任何有关错误的信息从而做出调整开环系统不能进行进一步的操纵如此的系统一旦执行操作就固定死了不能再采取任何深层操纵比如没有引导系统的火箭点火过程。尽管如此的系统反馈不能用于连续操纵，但能够改进并行操作。在系统分析当中每个子系统执行功能时所要求的输入输出差不多上要被指定好人因工程学专家确实是专门制定人员执行任务时所需的必要的输入输出的。5、系统的可靠性任何事物都不可能永久完好无损往往在最紧急的时刻产品发生毁坏不能工作我们设计一个系统因此期望它能一直工作工程师如此描述系统的可靠性指在执行预期功能时与执行过程的相关程度通常可靠性用正常执行任务的概率来表示。举个例子，假如一台自动点钞机工作一万次，其中9999次记录差不多上正确的，那么我们说这台机器的可靠性是0.9999。另一种对可靠性的描述是平均停工时刻〔简称为MTF。还有几个变量用来描述可靠性这些均是与系统或个人正常执行时刻的比