ISO 10075-22024 与脑力劳动有关的人类工效学原则第2部分设计原则标准立项发展报告

与脑力劳动有关的人类工效学原则第2部分：设计原则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ErgonomicPrinciplesRelatedtoMentalWorkload—Part2:DesignPrinciples摘要随着信息技术的飞速发展与工作场景的深度数字化，脑力劳动在各类职业活动中的比重持续攀升，由此引发的脑力负荷问题日益成为影响作业效能、职业健康与生产安全的关键因素。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2024年7月10日正式发布了ISO10075-2:2024《与脑力劳动有关的人类工效学原则第2部分：设计原则》。该标准作为ISO10075系列的重要组成部分，系统规定了系统、工作、产品及环境设计中脑力负荷管理的原则性框架与设计要求，旨在通过前瞻性设计手段将操作者的脑力负荷维持在适宜水平，从而提升人—系统整体绩效并保障作业者身心健康。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、核心条款及其与相关标准的内在关联，重点分析了标准中确立的“负荷—影响—后果”传导模型、双向调节设计策略以及面向不同应用场景的设计原则体系。报告指出，ISO10075-2:2024的发布标志着脑力工效学从理论评估向主动设计的重要转向，其设计原则的落地实施将为智能系统开发、复杂人机界面设计及职业健康管理提供权威的技术依据。未来，该标准与人工智能、智能制造等新兴领域的深度融合将成为重要发展方向。关键词：脑力劳动；脑力负荷；人类工效学；设计原则；人机系统；标准化AbstractWiththerapidadvancementofinformationtechnologyandthedeepdigitalizationofworkscenarios,mentalworkhasaccountedforanincreasinglyprominentproportionacrossvariousoccupationalactivities,andtheresultingmentalworkloadhasbecomeacriticalfactoraffectingoperationalperformance,occupationalhealth,andproductionsafety.Againstthisbackdrop,theInternationalOrganizationforStandardization(ISO)officiallyreleasedISO10075-2:2024"Ergonomicprinciplesrelatedtomentalworkload—Part2:Designprinciples"onJuly10,2024.AsanimportantcomponentoftheISO10075series,thisstandardsystematicallyspecifiestheframeworkanddesignrequirementsformentalworkloadmanagementinthedesignofsystems,work,products,andenvironments,aimingtomaintainoperators'mentalworkloadatanappropriatelevelthroughproactivedesignapproaches,therebyenhancinghuman-systemperformanceandsafeguardingoperators'physicalandmentalhealth.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,technicalcontent,coreclauses,andtheinternalrelationshipswithrelatedstandards,withafocusonanalyzingthe"load-effects-consequences"transmissionmodel,thebidirectionalregulationdesignstrategies,andthesystemofdesignprinciplesfordifferentapplicationscenarios.ThereportpointsoutthatthereleaseofISO10075-2:2024marksasignificantshiftinmentalergonomicsfromtheoreticalassessmenttowardproactivedesign,andtheimplementationofitsdesignprincipleswillprovideauthoritativetechnicalguidanceforintelligentsystemdevelopment,complexhuman-machineinterfacedesign,andoccupationalhealthmanagement.Inthefuture,thedeepintegrationofthisstandardwithemergingfieldssuchasartificialintelligenceandintelligentmanufacturingwillconstituteanimportantdevelopmentdirection.Keywords:mentalwork;mentalworkload;ergonomics;designprinciples;human-machinesystem;standardization1.引言1.1立项背景人类工效学作为研究人与系统中其他要素相互作用的一门交叉学科，其根本目标在于实现人—系统整体绩效的最优化与人的健康安全的最充分保障。在工业化早期的工效学研究中，体力劳动负荷曾长期占据主导地位，相关研究主要围绕能量代谢、肌肉骨骼负荷等物理性因素展开。然而，自20世纪后期以来，随着自动化、信息化技术的广泛应用，职业活动的结构性转型持续深化，越来越多的劳动任务从体力消耗为主转向以认知加工、信息处理、决策判断为核心的脑力劳动形态。在这一转型过程中，脑力负荷（mentalworkload）问题逐渐成为工效学研究的前沿热点。过高或过低的脑力负荷均会对作业者及系统整体产生不利影响：负荷过高可导致认知资源耗竭、操作失误率上升、职业紧张加剧，甚至诱发安全事故；负荷过低则易引发警觉水平下降、注意力涣散和工作倦怠，同样危害作业安全与绩效质量。如何在系统设计阶段即对脑力负荷进行科学预测、合理调控和系统优化，成为亟待回应的理论命题与实践需求。1.2标准体系演进国际标准化组织早于20世纪80年代即启动了脑力负荷领域的标准化工作。1991年，ISO首次发布ISO10075《与脑力劳动有关的人类工效学原则》，确立了该领域的基本术语体系与原理框架。1996年，ISO10075-2《设计原则》首次发布，将脑力工效学的研究成果转化为可操作的设计准则。2004年，ISO10075-3《关于测量和评定脑力负荷的方法和要求》正式发布，为脑力负荷的量化评估提供了方法论支撑。至此，ISO10075系列标准形成了涵盖术语原理、设计指引、测量评估三大支柱的完整体系，被各国广泛采纳为脑力工效学领域的权威技术规范。经过近三十年的技术演进与产业实践检验，ISO10075-2迎来了新一轮修订。2024年7月10日，国际标准化组织正式发布ISO10075-2:2024版，取代了1996年的旧版本。新版标准反映了近年来认知科学、人机交互、神经工效学等领域的最新研究成果，充分回应了数字化转型背景下系统设计面临的新挑战与新需求，是脑力工效学标准化进程中的重要里程碑。1.3标准基本信息ISO10075-2:2024的标准全称为《与脑力劳动有关的人类工效学原则第2部分：设计原则》（Ergonomicprinciplesrelatedtomentalworkload—Part2:Designprinciples），由国际标准化组织（ISO）发布，标准状态为现行有效。该标准的分类号为人类工效学（Ergonomics），语言版本为英语，发布日期为2024年7月10日。标准正式文本以电子版加密PDF格式发行，须在联网环境下通过FileOpen插件进行授权阅读，限累计3台电脑共打印5次，售价为1092.0元人民币。2.标准技术内容2.1标准的理论框架ISO10075-2:2024的理论基础建立在一个核心的认识论前提之上：脑力负荷并非一种可以直接观察和测量的客观实体，而是作业者在特定任务条件下，为满足任务要求所投入的心理资源（mentalresources）与个体可利用资源之间的动态匹配状态。基于此，该标准构建了系统性的理论模型，将脑力劳动的相关概念区分为三个层次：第一层次为“负荷影响因素”（loadfactors），指来自外部环境和任务本身的客观要求，包括任务的复杂性、信息的呈现方式、时间压力、环境干扰等；第二层次为“影响变量”（influencingvariables），指作业者自身的特征因素，如个体能力、经验水平、情绪状态、动机水平、疲劳程度等，这些变量对负荷因素的感知与转化起到重要的调节作用；第三层次为“负荷后果”（consequences），指在特定负荷条件和个体因素共同作用下所产生的影响，表现为即时的心理生理反应和长期的工作绩效与职业健康效应。该“负荷—影响—后果”传导模型构成了整个标准设计原则的理论基石，其核心要义在于强调脑力负荷是一个多因素相互作用的过程性概念，对脑力负荷的管理不能单纯着眼于任务要求本身的增减，而须置于人—任务—环境—组织四元互动的整体框架中加以系统考量。2.2设计原则的层次化架构新版标准在结构编排上采用了层次化的设计原则架构，从抽象到具体、从战略到操作，形成了清晰而完整的原则体系。在顶层，标准确立了若干普遍适用的总体设计原则。其中，“以人为中心”原则要求设计过程应以作业者的需求、能力与限制为出发点，而非单纯追求技术性能的最优化；“整体性设计”原则强调脑力负荷的影响因素相互关联，须在系统层面统筹考虑任务设计、界面设计、环境设计和工作组织设计之间的交互效应；而“前瞻性设计”原则则要求在设计早期阶段即对可能的脑力负荷问题加以预判和防控，避免在系统建成后期才被动修补。在中层，标准将设计原则细化为面向具体设计任务的操作性指导。在任务设计层面，标准要求设计者合理配置任务复杂度，避免超出作业者认知能力范围的任务要求，同时通过任务分解、功能分配等手段优化任务结构；在界面设计层面，标准强调信息呈现应符合人类认知加工规律，包括信息量的适度控制、信息编码的一致性和可辨识性、以及多通道信息呈现的合理配置等；在环境设计层面，标准关注物理环境和社会环境中可能加剧或缓解脑力负荷的因素；在工作组织设计层面，标准涉及作业时间安排、轮班制度、自主性授予等组织因素对脑力负荷的影响。在底层，标准提供了面向具体应用情境的设计建议和实施指南。这些内容以实用性的“设计要点”和“检查清单”形式呈现，便于设计人员直接参考和应用。值得注意的是，新版标准特别增加了针对数字化和智能化系统设计的专门条款，涵盖自动化系统中的人机功能分配策略、人工智能系统的可解释性设计、复杂信息环境下的注意力管理等前沿议题，充分体现了标准对技术发展前沿的及时回应。2.3核心设计策略：双向调节ISO10075-2:2024的一个突出理论贡献在于明确了脑力负荷管理的“双向调节”策略。传统的工效学设计多聚焦于预防脑力负荷过高的“减负”思路，而新版标准明确指出，脑力负荷管理应包括两个方向：一方面，应通过优化设计降低过高的脑力负荷，防止认知超载所导致的操作失误与职业紧张；另一方面，也应重视脑力负荷过低所带来的不良后果，警惕因任务单调、刺激匮乏导致的警觉性下降和工作满意度降低。这一双向调节策略在自动化程度日益提高的工作场景中具有突出的现实意义。在高度自动化的系统中，操作者的角色从直接执行者转变为监控者和决策者，其脑力负荷模式可能呈现出“低负荷—高突发负荷”的极端波动特征，即在多数时间处于低负荷监控状态，而一旦出现异常情况则需在极短时间内进入高负荷应急处理状态。这种负荷模式的不可预测性和极端波动性对系统安全构成独特挑战。ISO10075-2:2024的设计原则针对这一问题提出了适应性调节的设计思想，如通过动态任务分配机制保持操作者适度参与，通过智能告警系统提高异常检测的效率等。2.4与相关标准的协调关系ISO10075-2:2024并非孤立存在的技术文件，而是ISO10075系列标准体系及更广泛的国际工效学标准体系中的有机组成部分。该标准与ISO10075-1（术语与基本原理）保持概念框架的一致性与延续性，确保系列标准内部的术语使用、概念定义和理论立场协调统一。同时，该标准与ISO10075-3（测量与评定方法）形成互补关系：设计原则为系统改进提供了方向和策略，测量方法为设计效果的检验和改进提供了工具和手段，二者共同构成了“设计—评估—再设计”的闭环优化路径。此外，该标准还与ISO9241系列（人机交互的人类工效学）、ISO6385（工作系统的人类工效学原则）、ISO26800（人类工效学的通用方法）等标准存在紧密的关联，共同构建了覆盖物理工效学、认知工效学和组织工效学的多层次标准体系，为系统设计中的人的因素考量提供了全面的标准化指引。3.主要起草单位与组织ISO10075-2:2024由国际标准化组织人类工效学标准化技术委员会（ISO/TC159）负责制定。ISO/TC159成立于1975年，是国际标准化组织中专门负责人类工效学领域标准制定的技术委员会，其工作范围涵盖人类工效学基本原理、人体测量与生物力学、人机交互、心理工效学、物理环境工效学等多个分支领域。ISO/TC159的秘书处由德国标准化协会（DIN）承担，下设多个分技术委员会和工作组，其中负责ISO10075系列标准维护和修订工作的是SC1（工效学原理分技术委员会）下属的WG2（脑力工作负荷工作组）。在ISO10075-2:2024的修订过程中，来自德国、美国、英国、法国、日本、韩国、中国等国家的工效学专家、认知心理学家、人机工程设计师和职业健康研究人员深度参与，历经多轮工作组讨论、委员会审查和公开征求意见阶段，最终形成了各方协商一致的标准文本。这一过程充分体现了国际标准制定的开放性、透明性和协商一致性原则，也确保了标准内容的科学性、先进性和广泛的适用性。在参与本标准的各国标准化机构中，中国全国人类工效学标准化技术委员会（SAC/TC7）积极跟踪和参与标准修订工作，组织国内高校、科研机构和企业的工效学专家开展专项研究，为标准的完善贡献了中国经验和中国智慧。我国在航天人因工程、核电站控制室人机界面设计、高铁驾驶台工效学设计等高端应用领域积累的丰富实践数据，为标准的修订提供了有价值的实证参考。4.标准实施意义与应用前景4.1对智能系统设计的指导价值当前，以人工智能、物联网、大数据为代表的新一代信息技术正深刻重塑人类的工作方式和生产形态。智能系统的自主性不断增强，人与系统的交互模式正从传统的“操作—反馈”模式向“监督—授权”模式转变。在这一转型过程中，如何合理分配人与智能系统之间的功能与任务，如何在自动化与人为控制之间寻求最优平衡，如何设计具有良好可理解性和可预期性的智能交互界面，是摆在系统设计者面前的关键课题。ISO10075-2:2024所提出的设计原则体系，为上述课题提供了系统化的方法论指引。标准中关于人机功能分配的原则性要求，强调应根据人和机器各自的能力特征和局限性，合理确定自动化水平和人机协作方式，避免“过度自动化”或“自动化不足”两种极端倾向。标准关于信息呈现和交互设计的原则，则要求智能系统具备良好的可解释性和反馈机制，确保操作者对系统状态形成准确的态势感知。4.2对职业健康管理的支撑作用随着工作压力的持续攀升，职业心理健康已成为全球性的公共卫生议题。世界卫生组织（WHO）和国际劳工组织（ILO）近年来的多项报告均强调，工作相关的心理社会风险因素对劳动者健康的危害正在加剧，脑力负荷过重所导致的职业倦怠、焦虑抑郁等问题已构成现代职业健康管理的重大挑战。我国《“健康中国2030”规划纲要》亦明确提出要加强职业心理健康促进工作。ISO10075-2:2024从设计源头上为预防脑力负荷相关健康风险提供了技术手段。通过在工作系统、工具设备和工作环境的设计阶段贯彻其设计原则，可以有效预防或减轻作业者的脑力负荷过载和职业紧张，从而降低与工作相关的心理健康问题的发生率。该标准与职业健康安全管理体系标准（如ISO45001）形成有益互补：后者提供了管理框架和过程要求，而前者则在技术层面提供了具体的工效学设计准则。4.3国际标准应用推广建议标准的生命力在于实施。为推动ISO10075-2:2024在全球范围内的有效应用，本报告建议从以下几个层面推进标准的宣贯与落地：在标准转化层面，建议各国标准化机构根据本国实际情况，适时启动ISO10075-2:2024的采纳或等同采用工作，制定相应的国家标准或行业标准，并做好与现行标准的协调衔接。在行业应用层面，建议航空、航天、核电、轨道交通、医疗、国防等脑力负荷问题突出的高风险行业，率先研究和应用本标准中的设计原则，结合行业特点形成细化的设计指南和最佳实践。在教育培训层面，建议将ISO10075-2:2024纳入人类工效学、工业工程、人机交互、职业健康等相关学科的教学内容，培养具备脑力工效学设计能力的专业人才。5.结论与展望ISO10075-2:2024的发布是脑力工效学标准化进程中的重要里程碑。该标准在承继前版标准核心框架的基础上，系统吸收了近三十年来认知科学、人机交互和神经工效学领域的最新研究成果，构建了层次清晰、结构完整、操作性强的设计原则体系，深刻回应了数字化转型背景下系统设计面临的新挑战与新需求。从理论意义上讲，该标准所确立的“负荷—影响—后果”传导模型和双向调节设计策略，为理解和管控脑力负荷提供了更具解释力和指导性的理论框架。从实践价值上讲，该标准为系统设计师、工效学专业人员和组织管理者提供了从源头优化脑力负荷的系统方法和操作指南。展望未来，随着人工智能技术的加速演进和智能系统的广泛渗透，脑力工效学将面临更多新的研究课题。人机协同中的认知信任问题、智能系统的认知透明度设计、多任务环境中的注意力管理、远程协作中的认知负荷同步等，都有望成为未来标准修订和更新的重要方向。同时，随着脑机接口、情感计算等新兴技术的发展，脑力负荷的实时监测与自适应调节在技术上也日趋可行，这将为脑力工效学的标准化开辟全新的发展空间。可以预见，ISO10075-2:2024将在全球范围内的系统设计实践、职业健康管理和标准化工作中发挥日益重要的作用，为构建安全、健康、高效的人—技术系统提供坚实的标准化支撑。我国应积极跟踪该标准的技术动态和实施经验，深化相关领域的研究和应用，为全球脑力工效学标准化事业贡献更多中国力量。参考文献[1]InternationalOrganizationforStandardization.ISO10075-2:2024Ergonomicprinciplesrelatedtomentalworkload—Part2:Designprinciples[S].Geneva:ISO,2024.[2]InternationalOrganizationforStanda