第一章安全人機(jī)工程學(xué)概述及研究方法

第一章安全人機(jī)工程學(xué)概述及研究方法人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)“人”作為工作的主體（操作人員或決策人員）“機(jī)”人所控制的一切對(duì)象（汽車(chē)，機(jī)床，生產(chǎn)過(guò)程等）機(jī)制(管理)“環(huán)境”人與機(jī)所處的特定的工作條件（外部環(huán)境等）人、機(jī)和環(huán)境之間的關(guān)系人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素。一個(gè)相互作用，相互依存的系統(tǒng)?！叭说男堋?“人的健康”人體工程學(xué)是一門(mén)技術(shù)科學(xué)人體工程學(xué)強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，重視科學(xué)與技術(shù)的全面發(fā)展，它從基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、工程技術(shù)這三個(gè)層次來(lái)進(jìn)行縱向探討。與人體工程學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)主要包括：心理學(xué)、生理學(xué)、解剖學(xué)、系統(tǒng)工程等。人體工程學(xué)是一門(mén)技術(shù)科學(xué)在工程技術(shù)方面，人體工程學(xué)已廣泛運(yùn)用于軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑、企業(yè)管理、安全管理、航天、潛水等行業(yè)。從各門(mén)學(xué)科之間的橫向關(guān)系看，人體工程學(xué)的最大特點(diǎn)是聯(lián)系了關(guān)于人和物的兩大類科學(xué)，試圖解決人與機(jī)器、人與環(huán)境之間不和諧的矛盾。人體工程學(xué)在解決系統(tǒng)中人的問(wèn)題兩條途徑：使機(jī)器、環(huán)境適合于人；通過(guò)最佳的訓(xùn)練方法，使人適應(yīng)于機(jī)器和環(huán)境。人機(jī)工程學(xué)--讓技術(shù)人性化的科學(xué)在一些好萊塢的科幻大片里，未來(lái)的世界充斥著生硬冷漠的巨型建筑、和橫行無(wú)阻的巨無(wú)霸機(jī)器人，人類成了一群柔弱渺小的螻蟻，面對(duì)自己的造物一邊作無(wú)力的掙扎，一邊也對(duì)此前的技術(shù)狂熱作絕望的反省。人機(jī)工程學(xué)--讓技術(shù)人性化的科學(xué)近來(lái)有些廠商，尤其在計(jì)算機(jī)和家具產(chǎn)品領(lǐng)域，把“以人為本”、“人體工學(xué)”的設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品的特質(zhì)來(lái)重點(diǎn)宣傳。什么是人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)是一門(mén)多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問(wèn)題是不同的作業(yè)中人、機(jī)器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)。研究方法和評(píng)價(jià)手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域。研究的目的則是通過(guò)各學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，來(lái)指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計(jì)和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個(gè)方面的特性得以提高。達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適目的的一門(mén)科學(xué)。

人機(jī)工程學(xué)研究對(duì)象：是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、和等方面的因素。研究?jī)?nèi)容：研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用。

人機(jī)工程學(xué)迅速發(fā)展

人機(jī)工程學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科的研究，都在一定程度上具有人機(jī)工程學(xué)研究的性質(zhì)。所有這些思想和方法經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期和零散的醞釀，在二戰(zhàn)時(shí)期獲得了突破性的進(jìn)展，從此也奠定了人機(jī)工程學(xué)被視為成熟的現(xiàn)代學(xué)科的地位，在世界范圍受到重視并被視為工業(yè)的推動(dòng)力之一。機(jī)工程學(xué)的多種學(xué)科名稱：人類工效學(xué)，或簡(jiǎn)稱工效學(xué)，英文Ergonomics這個(gè)學(xué)科名稱在上應(yīng)用最廣。

人的因素(學(xué))，英文HumanFactors這是一直沿用的名稱。

人類工程學(xué)，英文HumanEngineering類似的名稱有人體工程學(xué)。

工程心理學(xué)，英文EngineeringPsychology這個(gè)名稱下的學(xué)科研究更專注于心理學(xué)方面。

人－機(jī)－環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)、宜人性設(shè)計(jì)(人機(jī)工程設(shè)計(jì))等，研究?jī)?nèi)容相同或相近。在，該學(xué)科的日文漢字是“人同工學(xué)

對(duì)勞動(dòng)工效的苛刻追求－人機(jī)學(xué)的孕育美國(guó)工程師F．W·泰勒(FrederickW．Toylor，1856-1915)開(kāi)創(chuàng)的“時(shí)間與動(dòng)作研究（TimeAnd

otionStudy）包括泰勒的“鐵鍬作業(yè)實(shí)驗(yàn)”。“鐵鍬作業(yè)實(shí)驗(yàn)”是用種大小不同的鐵鍬，交給工人使用，比較他們?cè)诿總€(gè)班次8h里的工作效率。結(jié)果表明工效有明顯差距。這其實(shí)是關(guān)于體能合理利用的最早科學(xué)驗(yàn)。砌磚作業(yè)實(shí)驗(yàn)是用當(dāng)時(shí)問(wèn)世不久的連續(xù)拍攝的攝影機(jī)，把建筑工人的砌磚作業(yè)過(guò)程拍攝下來(lái)，進(jìn)行詳細(xì)分解分析，精簡(jiǎn)掉所有非必要?jiǎng)幼鳎⒁?guī)定嚴(yán)格的操作程序和操作動(dòng)作路線，讓工人像機(jī)器一樣刻板“規(guī)范”地連續(xù)作業(yè)。（吉爾布雷斯夫婦）《疲勞研究》(1919年出版)更被認(rèn)為是美國(guó)“人的因素”方面研究的先驅(qū)。

人機(jī)工程學(xué)迅速發(fā)展

戰(zhàn)爭(zhēng)中復(fù)雜武器的發(fā)展，使得人機(jī)協(xié)調(diào)問(wèn)題的突然激化。例如空戰(zhàn)和殲擊機(jī)提出對(duì)飛行員的體能和智能要求，使得人員的選拔和培訓(xùn)難度不斷增大，促使在飛機(jī)的儀表顯示、操縱工具和飛行員座椅等部件的設(shè)計(jì)中，不得不加大對(duì)人的因素的考慮，進(jìn)而帶動(dòng)了有關(guān)的技術(shù)和方法的迅速發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)迅速發(fā)展二戰(zhàn)中尖銳的軍械問(wèn)題

20世紀(jì)的兩次世界大戰(zhàn)期間，制空權(quán)是交戰(zhàn)各國(guó)必爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。

飛機(jī)儀表一戰(zhàn)時(shí)期SE．5A戰(zhàn)斗機(jī)上只有7個(gè)儀表，到二戰(zhàn)時(shí)期的“噴火”戰(zhàn)斗機(jī)上增加到了19個(gè)。一戰(zhàn)時(shí)期美國(guó)“斯佩德”戰(zhàn)斗機(jī)上的控制器不到10個(gè)，到二戰(zhàn)時(shí)期P-51上增加到了25個(gè)。人機(jī)工程學(xué)迅速發(fā)展二戰(zhàn)中尖銳的軍械問(wèn)題其他的兵器和民用產(chǎn)品二戰(zhàn)中入侵前蘇聯(lián)的德國(guó)軍隊(duì)的槍械問(wèn)題，也是一個(gè)典型的事例。俄羅斯冬季極冷，槍械必須戴上手套使用。但德軍的槍械扳機(jī)孔較??；在天寒地凍的廣袤大地上，戴了手套手指伸不進(jìn)扳機(jī)孔，不戴手套手指立即凍僵，甚至能被冰冷的金屬粘住。

MG34式7.92mm機(jī)槍人機(jī)工程學(xué)迅速發(fā)展人機(jī)工程學(xué)作為一個(gè)工程學(xué)科，其研究常常是圍繞具體的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題而展開(kāi)航空航天活動(dòng)對(duì)人類生理適應(yīng)性和工作能力的挑戰(zhàn)，促進(jìn)了航空航天醫(yī)學(xué)的發(fā)展，在北京航空航天大學(xué)飛行器設(shè)計(jì)與應(yīng)用力學(xué)系，也較早設(shè)立了人機(jī)環(huán)境專業(yè)的教學(xué)和科研。工業(yè)生產(chǎn)中職業(yè)病的廣泛危害，在北京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院也開(kāi)展了包括坐姿作業(yè)導(dǎo)致的肌肉骨骼勞損、粉塵污染致癌等職業(yè)病學(xué)的研究，同時(shí)也就涉及到作業(yè)姿勢(shì)，作業(yè)環(huán)境評(píng)價(jià)等方面的人機(jī)工程學(xué)的研究。我們身邊的人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)的基本研究對(duì)象是人的工作典型事例：青少年的學(xué)習(xí)姿勢(shì)和近視眼我們身邊的人機(jī)工程學(xué)操作計(jì)算機(jī)的上機(jī)姿勢(shì)我們身邊的人機(jī)工程學(xué)大客車(chē)座椅\老板椅靠背人機(jī)工程學(xué)在中國(guó)

在中國(guó)，人機(jī)工程學(xué)的研究在本世紀(jì)30年代開(kāi)始即有少量和零星的開(kāi)展，但系統(tǒng)和深入的開(kāi)展則在文革以后。1980年4月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局成立了全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，統(tǒng)一規(guī)劃、研究和審議全國(guó)有關(guān)人類工效學(xué)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的制定。1984年，國(guó)防科工委成立了國(guó)家軍用人－機(jī)－環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。這兩個(gè)技術(shù)委員會(huì)的建立，有力地推動(dòng)了我國(guó)人機(jī)工程學(xué)研究的發(fā)展。此后在1989年又成立了中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)，再在1995年9月創(chuàng)刊了學(xué)會(huì)會(huì)刊《人類工效學(xué)》季刊。人機(jī)工程學(xué)在中國(guó)人機(jī)工程學(xué)在中國(guó)已有所進(jìn)展，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還非常落后。中國(guó)在人力資源方面是相對(duì)充裕和廉價(jià)。“鐵人王進(jìn)喜”這樣的勞動(dòng)楷模奉獻(xiàn)精神和堅(jiān)強(qiáng)意志技術(shù)的落后、人力的濫用。二十一世紀(jì)的人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)致力于人與技術(shù)之間的協(xié)調(diào)；二十一世紀(jì)人類步入了信息時(shí)代，人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展必然向著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)作為應(yīng)用性學(xué)科，與人的工作生活息息相關(guān)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出更加人性化、高效能的設(shè)備、工具和日常生活用品是努力的目標(biāo)。技術(shù)的人性化最大體現(xiàn)將在于計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)用化。人與計(jì)算機(jī)交互方式的演變利用穿孔紙帶輸入面對(duì)終端機(jī)上的字符操作界面?zhèn)€人計(jì)算機(jī)上的圖形界面和多媒體網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人性化十年回望1995蓋茨《未來(lái)之路》：部分預(yù)測(cè)已成現(xiàn)實(shí)未來(lái)您將可以選擇收看自己喜歡的節(jié)目，而不是被動(dòng)的等著電視臺(tái)播放。如果您計(jì)劃購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)冰箱，您將不用再聽(tīng)那些喋喋不休的推銷員嘮叨，因?yàn)殡娮庸姘迳嫌懈鞣N正式和非正式的評(píng)價(jià)信息。一對(duì)鄰居在各自家中收看同一部電視劇，然而在中間插播電視廣告的時(shí)段，兩家電視中卻出現(xiàn)完全不同的節(jié)目。中年夫妻家中的電視廣告節(jié)目是退休理財(cái)服務(wù)廣告，而年輕夫婦的電視中播放的是假期旅行廣告。音樂(lè)銷售將出現(xiàn)新的模式。那些對(duì)光盤(pán)和磁帶等耗材產(chǎn)品感到頭疼的用戶將不會(huì)再受到磨損的困擾，未來(lái)的音樂(lè)將存儲(chǔ)在一臺(tái)服務(wù)器上，供用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)下載。人的技術(shù)化人自覺(jué)和主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)、接受訓(xùn)練和選拔，從而獲得更大的能力；人會(huì)被動(dòng)地和不自覺(jué)地接受技術(shù)的約束，和形成對(duì)技術(shù)的依賴;例如使用計(jì)算器后,心算能力的減退，繼而使用電腦記事后記憶力的減退。二十一世紀(jì)的人機(jī)工程學(xué)英國(guó)科學(xué)家霍金的言論：由于人類社會(huì)和技術(shù)環(huán)境的復(fù)雜性的不斷提高，使人類作為一種生物所具有的有限能力和復(fù)雜性日益難以適應(yīng)，因而利用基因技術(shù)來(lái)改造和提高人類的素質(zhì)將成為必然的選擇。這個(gè)觀點(diǎn)意味著人類這個(gè)認(rèn)識(shí)和改造的主體，將自覺(jué)地將其所發(fā)展的技術(shù)手段應(yīng)用于對(duì)自身的根本性改造，這將對(duì)人類未來(lái)的演進(jìn)帶來(lái)復(fù)雜和深遠(yuǎn)的影響。1997年克隆羊的問(wèn)世人機(jī)工程學(xué)及其應(yīng)用讓機(jī)器及工作和生活環(huán)境的設(shè)計(jì)適合人的生理心理特點(diǎn)，使得人能夠在舒適和便捷的條件下工作和生活，人機(jī)工程學(xué)就是為了解決這樣的問(wèn)題而產(chǎn)生的一門(mén)工程化的科學(xué)。人機(jī)工程學(xué)及其應(yīng)用電話機(jī)的設(shè)計(jì)是人機(jī)工程學(xué)的開(kāi)端78年模糊的記憶——手搖式電話

人機(jī)工程學(xué)的研究方向人機(jī)工程的應(yīng)用領(lǐng)域是十分廣泛的，幾乎涉及人類工作和生活的各個(gè)方面。主要應(yīng)用方向：人體工作行為解剖學(xué)和人體測(cè)量；工作事故，健康與安全；包括人體測(cè)量和工作空間設(shè)計(jì)；姿勢(shì)和生物力學(xué)負(fù)荷研究；與工作有關(guān)的骨骼、肌肉管理問(wèn)題；健康人機(jī)工程；安全文化與安全管理；安全文化評(píng)價(jià)與改進(jìn)人機(jī)工程學(xué)的研究方向認(rèn)知工效學(xué)和復(fù)雜任務(wù)；環(huán)境人機(jī)工程

認(rèn)知技能和決策研究；環(huán)境狀況和因素分析；工作環(huán)境人機(jī)工程計(jì)算機(jī)人機(jī)工程；顯示與控制布局設(shè)計(jì)；人機(jī)界面設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

軟件人機(jī)工程；計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和外設(shè)的設(shè)計(jì)與布局；辦公環(huán)境人機(jī)工程研究；人機(jī)界面形式人機(jī)工程學(xué)的研究方向?qū)＜艺撟C：多工作環(huán)境；人的可靠性

專家論證調(diào)查研究；法律人機(jī)工程；傷害原因；人的失誤和可靠性研究；訴訟支持；

工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用

醫(yī)療設(shè)備；坐的設(shè)計(jì)與舒適性研究；家具分類與選擇；工作負(fù)荷分析；

人機(jī)工程學(xué)的研究方向管理與人機(jī)工程

人力資源管理；工作程序；人機(jī)規(guī)則和實(shí)踐；手工操作負(fù)荷辦公室人機(jī)工程與設(shè)計(jì)；醫(yī)學(xué)人機(jī)工程

辦公室和辦公設(shè)備設(shè)計(jì)；心理生理學(xué)；行為標(biāo)準(zhǔn)；三維人體模型人機(jī)工程學(xué)的研究方向系統(tǒng)分析；產(chǎn)品設(shè)計(jì)與顧客；軍隊(duì)系統(tǒng)；

組織心理學(xué)；產(chǎn)品可靠性與安全性；服裝人機(jī)工程；三維人體模型；軍隊(duì)人機(jī)工程；自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別；人機(jī)工程戰(zhàn)略；社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)；暴力評(píng)估與動(dòng)機(jī)；可用性評(píng)估與測(cè)試；可用性審核；可用性評(píng)估；可用性培訓(xùn)；試驗(yàn)與驗(yàn)證；仿真與試驗(yàn)；仿真研究；仿真與原型；安全人機(jī)工程學(xué)從安全的角度研究人與機(jī)的關(guān)系。運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理和方法解決人機(jī)結(jié)合面的安全問(wèn)題。立足點(diǎn)（安全層面），對(duì)應(yīng)活動(dòng)（生產(chǎn)、生活、生存）。人與機(jī)保持什么樣關(guān)系，才能保證人安全。安全人機(jī)工程學(xué)研究主要內(nèi)容人的特性的研究機(jī)的特性的研究環(huán)境的特性的研究人—機(jī)關(guān)系的研究人—環(huán)關(guān)系的研究人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研究事故預(yù)防以及事故致因的研究為什么要研究安全問(wèn)題？沒(méi)有任何一種事物是絕對(duì)安全的，任何事物中都潛伏著危險(xiǎn)因素，通常所說(shuō)的安全或危險(xiǎn)只不過(guò)是一種主觀的判斷。不可能根除一切危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)，可以減少來(lái)自現(xiàn)有危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性，寧可減少總的危險(xiǎn)性而不是只徹底去消除幾種選定的危險(xiǎn)。由于人的認(rèn)識(shí)能力有限，有時(shí)不能完全認(rèn)識(shí)危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)，即使認(rèn)識(shí)了現(xiàn)有的危險(xiǎn)源，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新工藝、新材料和新能源的出現(xiàn)，又會(huì)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)源。人類生產(chǎn)生活中存在哪些安全問(wèn)題？社會(huì)安定、有序、進(jìn)步始終是各社會(huì)階段追求的目標(biāo)，而這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要標(biāo)志之一就是安全。這是社會(huì)促動(dòng)安全的主動(dòng)因素。但是人類的社會(huì)活動(dòng)如政治、軍事、文化、社交，有的對(duì)安全直接起破壞作用,有的間接影響著安全；人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)如生產(chǎn)(職業(yè))、高技術(shù)災(zāi)害(化學(xué)品致災(zāi)、核事故隱患、電磁環(huán)境公害、航天事故、航空事故)、交通災(zāi)害則是自人類開(kāi)展經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以來(lái)就存在的突出的安全問(wèn)題,如今更加突出的一個(gè)安全問(wèn)題是環(huán)境問(wèn)題。安全、危險(xiǎn)與事故安全簡(jiǎn)單地說(shuō)就是導(dǎo)致人員死傷、職業(yè)病、設(shè)備或財(cái)產(chǎn)損失的概率為零或可接受的狀態(tài)。危險(xiǎn)是一種狀態(tài)，可以引起人身傷亡、設(shè)備破壞或降低完成預(yù)定功能的能力。事故是人們?cè)趯?shí)現(xiàn)其目的的行動(dòng)過(guò)程中突然發(fā)生的、迫使其有目的的行動(dòng)暫時(shí)或永遠(yuǎn)中斷，并有時(shí)造成人身傷亡或設(shè)備損毀的一種意外事件。安全人機(jī)工程學(xué)安全科學(xué)要體現(xiàn)本質(zhì)安全，即要從本質(zhì)上達(dá)到事物或者系統(tǒng)的安全。安全科學(xué)要體現(xiàn)科學(xué)性、理論性，即不但要研究實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)的技術(shù)方法和手段，而且還要研究安全的理論與策略。安全科學(xué)既要體現(xiàn)它的交叉性，又要體現(xiàn)研究對(duì)象的全面性。“以人為本”的悖論

如果設(shè)計(jì)的目標(biāo)用戶不是人，那為什么要“以人為本”呢？（片面性）假如要給家養(yǎng)的小狗設(shè)計(jì)一個(gè)吃食的器具，那么我們就應(yīng)該研究那狗的的吃食方式以及狗嘴、狗牙的生理結(jié)構(gòu)，以免器具的深淺、大小不合適，使狗兒吃的不開(kāi)心。“以狗為本”“以人為本”的悖論人機(jī)工程學(xué)是“以人為本”的設(shè)計(jì)核心思想,既人機(jī)工程學(xué)