第1章-人因工程學(xué)概述

第一章人因工程學(xué)概述2/56生活：芭蕉扇——電扇——空調(diào)——綠色空調(diào)（舒適性、健康性）學(xué)習(xí)：石刻——竹簡(jiǎn)——紙張——電子文檔（易獲得性）工作：（機(jī)械加工）手工——機(jī)械器具——機(jī)器設(shè)備——數(shù)控機(jī)床——智能加工系統(tǒng)（高效、安全）社會(huì)意識(shí)：（對(duì)勞動(dòng)者）奴隸——雇農(nóng)——工人——安全生產(chǎn)——以人為本（對(duì)人的重視）以上各個(gè)方面看出社會(huì)系統(tǒng)在人的舒適、健康、高效、安全等方面的逐步改善。這些改善是怎樣做到的？需要系統(tǒng)的學(xué)科——人類工程學(xué)。

3/56Case1：希臘神話中有這樣的一個(gè)故事：有一個(gè)強(qiáng)盜，叫普洛克魯斯蒂斯，他想到了一種文明的奸詐方式向不幸進(jìn)入他家旅館的疲憊的旅客勒索錢財(cái)。他有個(gè)敲詐的條件：旅客要么免費(fèi)睡在他的兩張多余床中的任一張上，要么按他規(guī)定的價(jià)格付食宿費(fèi)。但是這兩張床，一張奇長(zhǎng)，一張奇短，絕大部分旅客的身高與兩張床的長(zhǎng)度都不一樣，而強(qiáng)盜要求旅客必須完全合適的睡在一張床上，要么睡在短的床上，就要被砍掉兩條腿長(zhǎng)出的部分；睡在長(zhǎng)的床上，身體要被拉伸到與床一樣長(zhǎng)。投宿的旅客往往在酒足飯飽之后，被引進(jìn)臥室，結(jié)果不得不付出昂貴的費(fèi)用。4/56人類社會(huì)開始以來，在人與環(huán)境的相互作用中，這種“普洛克魯斯蒂斯”現(xiàn)象隨處可見。工業(yè)生產(chǎn)中的工人，為了生存，不得不被“普洛克魯斯蒂斯”“拉長(zhǎng)身體”或“砍掉雙腳”，以適應(yīng)外界環(huán)境的苛刻要求；大多數(shù)的工人都在承受相當(dāng)程度的不舒適，而不能充分發(fā)揮自己的能力。5/56ChangzhouInstituteofTechnology例如：胳膊“拉長(zhǎng)”，以達(dá)到本夠不著的控制臺(tái)；感覺能力被延伸去聽或看實(shí)際上聽不到或看不到的信號(hào)；腿“砍短”以適應(yīng)低矮的工作場(chǎng)所；認(rèn)識(shí)能力退縮導(dǎo)致需要適應(yīng)令人煩躁的任務(wù)……

由于操作者與其環(huán)境之間可憐的適應(yīng)，造成了對(duì)生命的威脅、勞動(dòng)事故、職業(yè)病。6/56ChangzhouInstituteofTechnology

本學(xué)科的目的之一就是解決人與環(huán)境之間的這種問題，在解決問題之前，需要了解這種“普洛克魯斯蒂斯”式的適應(yīng)的局限性，即通過訓(xùn)練人們勉強(qiáng)適應(yīng)工作環(huán)境的局限。 通過訓(xùn)練“人適應(yīng)環(huán)境”的缺陷：讓操作者通過訓(xùn)練適應(yīng)于環(huán)境需要付出很大的代價(jià)；訓(xùn)練的有效程度有限；當(dāng)人處于緊張狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)致人的功能瓦解（訓(xùn)練失效）可能性較大。 因此需要引入人因工程學(xué)。7/56ChangzhouInstituteofTechnology本章內(nèi)容人因工程學(xué)的概述人因工程學(xué)的研究方法和步驟人因工程學(xué)的相關(guān)學(xué)科8/56ChangzhouInstituteofTechnology

第一節(jié)人因工程學(xué)概述

人因工程學(xué)(HumanFactorsEngineering)是研究人——機(jī)——環(huán)境三者之間相互關(guān)系的學(xué)科，是近幾十年發(fā)展起來的一門邊緣性應(yīng)用學(xué)科。

我國關(guān)于該學(xué)科的命名出現(xiàn)多種，如，人機(jī)工程學(xué)、人體工程學(xué)、工程心理學(xué)、人類工效學(xué)、人類工程學(xué)、人的因素等。 近幾年使用人因工程學(xué)和人類工效學(xué)命名的較多，本教材旨在強(qiáng)調(diào)重視人的因素的作用，故使用人因工程學(xué)這一名稱。9/56ChangzhouInstituteofTechnology一、學(xué)科命名的由來

歐洲：Ergonomics人類工程學(xué)或工效學(xué)。

美國：HumanFactors;HumanFactorsEngineering人類因素學(xué)或人類因素工程學(xué)。

其他：工程心理學(xué)（前蘇聯(lián)）；人間工學(xué)（日本）；人體工程學(xué)；人機(jī)工程學(xué)；人類工效學(xué)；人機(jī)控制學(xué)等。10/56ChangzhouInstituteofTechnology

二、定義 國際人機(jī)工程學(xué)會(huì)將人機(jī)工程學(xué)定義為：研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素，研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中和休息時(shí)怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科。 中國企業(yè)管理百科全書將人機(jī)工程學(xué)定義為：研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點(diǎn)，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的的學(xué)科。

總之：人因工程學(xué)就是按照人的特性設(shè)計(jì)和改進(jìn)人——機(jī)——環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。

11/56ChangzhouInstituteofTechnology在研究重點(diǎn)上，人因工程學(xué)著重于研究人類以及在工作和日常生活中所用到的產(chǎn)品、設(shè)備、設(shè)施、程序與人之間的相互關(guān)系。研究重點(diǎn)在于人和通過設(shè)計(jì)來影響人。

在研究目標(biāo)上，人因工程學(xué)有兩個(gè)主要的目標(biāo)：第一是為了提高工作的效率和質(zhì)量，例如簡(jiǎn)化操作、增加作業(yè)準(zhǔn)確性、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等；第二是為了滿足人們的價(jià)值需要，如提高安全性、減少疲勞和壓力、增加舒適感、獲得用戶認(rèn)可、增加工作的滿意度和改善生活質(zhì)量等。12/56ChangzhouInstituteofTechnology在研究方法上，人因的基本方法就是對(duì)人的能力、限制、特點(diǎn)、行為和動(dòng)機(jī)等相關(guān)信息進(jìn)行系統(tǒng)研究，并將之用于產(chǎn)品、操作程序及使用環(huán)境的設(shè)計(jì)。它包括對(duì)人本身和人對(duì)事物、環(huán)境等反應(yīng)的有關(guān)信息的科學(xué)研究。這些信息是進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并且可以用來分析當(dāng)設(shè)計(jì)有所變化時(shí)可能產(chǎn)生的影響。作為一門注重設(shè)計(jì)的科學(xué)，人因工程學(xué)還包括對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)等方面。13/56ChangzhouInstituteofTechnology綜上所述，人因工程學(xué)可以簡(jiǎn)單地定義為：人因工程學(xué)是基于對(duì)人和機(jī)器，技術(shù)的深入研究，發(fā)現(xiàn)并利用人的行為方式、工作能力、作業(yè)限制等特點(diǎn)，通過對(duì)于工具、機(jī)器、系統(tǒng)、任務(wù)、和環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以提高生產(chǎn)率、安全性、舒適性和有效性的一門工程技術(shù)學(xué)科。14/56ChangzhouInstituteofTechnology

作為一門工程技術(shù)，人因工程學(xué)不同于其他一般工程技術(shù)學(xué)科的一些要點(diǎn)有：牢記產(chǎn)品是用來為顧客服務(wù)的，在設(shè)計(jì)時(shí)必須始終把用戶放在首位。必須意識(shí)到個(gè)體在能力和限制上的差異，并且充分考慮到這些差異對(duì)各種設(shè)計(jì)可能造成的影響。強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過程中經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)的重要性。依靠科學(xué)方法和使用客觀數(shù)據(jù)去檢驗(yàn)假設(shè)，推出人類行為方式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)去考慮問題，意識(shí)到事物、過程、環(huán)境和人都不是獨(dú)立存在的。15/56ChangzhouInstituteofTechnology另外，還需要指出的是：人因工程學(xué)不只是基于表格數(shù)據(jù)和一些指標(biāo)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。人因工程學(xué)不是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的模型。人因工程學(xué)不同于常識(shí)。16/56ChangzhouInstituteofTechnology

本學(xué)科起源于歐洲，形成于美國。人因工程學(xué)科誕生前后，經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段。

一、人因工程學(xué)的萌芽時(shí)期

20世紀(jì)初，美國人泰勒(科學(xué)管理的創(chuàng)始人)進(jìn)行了著名的鐵鏟實(shí)驗(yàn)和時(shí)間研究實(shí)驗(yàn)，他還對(duì)工人的操作進(jìn)行了時(shí)間研究，改進(jìn)操作方法，制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，在不增加勞動(dòng)強(qiáng)度的條件下提高了工作效率。

與泰勒同一時(shí)期的吉爾布雷斯夫婦開展了動(dòng)作研究，創(chuàng)立了通過動(dòng)素分析改進(jìn)操作動(dòng)作的方法。

人因工程學(xué)的起源與發(fā)展17/56ChangzhouInstituteofTechnology人因工程學(xué)的起源與發(fā)展

在這一時(shí)期，德國心理學(xué)家閔斯托伯格（Munsterberg）倡導(dǎo)將心理學(xué)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，其代表作是《心理學(xué)與工業(yè)效率》，提出了心理學(xué)對(duì)人在工作中的適應(yīng)與提高效率的重要性。

20世紀(jì)初，雖然已孕育著人因工程學(xué)的思想萌芽，但人機(jī)關(guān)系總的特點(diǎn)是以機(jī)器為中心，通過選拔和培訓(xùn)使人去適應(yīng)機(jī)器。由于機(jī)器進(jìn)步很快，使人難以適應(yīng)，因此大量存在著傷害人身心的問題。18/56ChangzhouInstituteofTechnology

二、人因工程學(xué)的興起時(shí)期

這一階段處于第一次世界大戰(zhàn)至第二次世界大戰(zhàn)之前。第一次世界大戰(zhàn)為工作效率研究提供了重要背景。該階段主要研究如何減輕疲勞及人對(duì)機(jī)器的適應(yīng)問題。自1924年開始，在美國芝加哥西方電氣公司的霍桑工廠進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8年的“霍桑實(shí)驗(yàn)”，這是對(duì)人的工作效率研究中的一個(gè)重要里程碑。實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是工作效率不僅受物理的、生理的因素影響，還發(fā)現(xiàn)組織因素、工作氣氛和人際關(guān)系等都是不容忽視的因素。

人因工程學(xué)的起源與發(fā)展19/56ChangzhouInstituteofTechnology

這一階段包括第二次世界大戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代。二戰(zhàn)以前，人與機(jī)器裝備的匹配，主要是通過選拔和培訓(xùn)，使人去適應(yīng)機(jī)器裝備。

二戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，首先在軍事領(lǐng)域開始了與設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科的綜合研究與應(yīng)用，使人適應(yīng)機(jī)器轉(zhuǎn)入到使機(jī)器適應(yīng)人的新階段。

人因工程學(xué)的起源與發(fā)展三、人因工程學(xué)的成長(zhǎng)時(shí)期20/56ChangzhouInstituteofTechnology1945年第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，本學(xué)科的研究與應(yīng)用逐漸從軍事領(lǐng)域向工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)展。并逐步應(yīng)用軍事領(lǐng)域的研究成果來解決工業(yè)與工程設(shè)計(jì)中的問題。

此外，美國、日本和歐洲的許多國家先后成立了學(xué)會(huì)。為了加強(qiáng)國際間交流，1960年正式成立了國際人類工效學(xué)會(huì)(IEA)，標(biāo)志著該學(xué)科已經(jīng)發(fā)展成熟，該組織為推動(dòng)各國的人因工程發(fā)展起了重要作用。

人因工程學(xué)的起源與發(fā)展三、人因工程學(xué)的成長(zhǎng)時(shí)期21/56ChangzhouInstituteofTechnology

20世紀(jì)60年以后，人因工程學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。這個(gè)時(shí)期人因工程學(xué)的發(fā)展有三大基本趨向。

（1）研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。研究領(lǐng)域擴(kuò)大到：人與工程設(shè)施、人與生產(chǎn)制造、人與技術(shù)工藝、人與方法標(biāo)準(zhǔn)、人與生活服務(wù)、人與組織管理等要素的相互協(xié)調(diào)適應(yīng)上。人因工程學(xué)的起源與發(fā)展

四、人因工程學(xué)的發(fā)展時(shí)期22/56ChangzhouInstituteofTechnology

（2）應(yīng)用的范圍越來越廣泛。人因工程學(xué)的應(yīng)用擴(kuò)展到社會(huì)的各行各業(yè)，包括人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，如衣、食、住、行、學(xué)習(xí)、工作、文化、體育、休息等各種設(shè)施用具的科學(xué)化、宜人化。

（3）在高技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮特殊作用。高技術(shù)與人類社會(huì)往往產(chǎn)生不協(xié)調(diào)的問題，只有綜合應(yīng)用包括人因工程在內(nèi)的交差學(xué)科理論和技術(shù)，才能使高技術(shù)與固有技術(shù)的長(zhǎng)處很好結(jié)合，協(xié)調(diào)人的多種價(jià)值目標(biāo)，有效處理高技術(shù)社會(huì)的各種問題。

人因工程學(xué)的起源與發(fā)展

四、人因工程學(xué)的發(fā)展時(shí)期23/56ChangzhouInstituteofTechnology

現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)有三個(gè)特點(diǎn)：

1）著眼于機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)，使機(jī)器的操作不超越人的能力極限，而不是讓人去適應(yīng)機(jī)器。

2）密切與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，通過嚴(yán)密計(jì)劃設(shè)定的廣泛實(shí)驗(yàn)性研究，進(jìn)行具體的機(jī)械裝備設(shè)計(jì)。

3）綜合心理學(xué)、生理學(xué)、功能解剖學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)各方面的知識(shí)。研究方向：把人-機(jī)-環(huán)境作為一個(gè)整體來研究，從而獲得系統(tǒng)的最高綜合效能。人因工程學(xué)的起源與發(fā)展

四、人因工程學(xué)的發(fā)展時(shí)期24/56ChangzhouInstituteofTechnology

中國最早開展工作效率研究的是心理學(xué)家。20世紀(jì)30年代，清華大學(xué)開設(shè)了工業(yè)心理學(xué)課程，1935年，陳立先生出版了“工業(yè)心理學(xué)概觀”，這是我國最早系統(tǒng)介紹工業(yè)心理學(xué)的著作。

新中國成立后，中國科學(xué)院心理研究所和杭州大學(xué)的心理學(xué)家開展了操作合理化、技術(shù)革新、事故分析、職工培訓(xùn)等勞動(dòng)心理學(xué)研究。

“文化大革命”使許多研究陷于停頓。70年代后期，一些研究單位和大學(xué)，成立了工效學(xué)或工程心理學(xué)研究機(jī)構(gòu)。人因工程學(xué)的起源與發(fā)展五、我國人因工程學(xué)科的發(fā)展25/56ChangzhouInstituteofTechnology

1980年5月成立了中國人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和中國心理學(xué)會(huì)工業(yè)心理學(xué)專業(yè)委員會(huì)。1984年國防科工委還成立了軍用人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。

20世紀(jì)80年代末，我國已有幾十所高等學(xué)校和研究單位開展了人因工程學(xué)研究和人才培養(yǎng)工作。許多大學(xué)在應(yīng)用性學(xué)科開設(shè)了有關(guān)人因工程學(xué)方面的課程。

1989年6月29-30日在上海同濟(jì)大學(xué)召開了全國性學(xué)科成立大會(huì)，定名為中國人類工效學(xué)學(xué)會(huì)。

人因工程學(xué)的起源與發(fā)展五、我國人因工程學(xué)科的發(fā)展26/56ChangzhouInstituteofTechnology人因工程學(xué)距離我們很近有推銷員跟你說“…我們產(chǎn)品的設(shè)計(jì)符合人體工學(xué)原理…”你如何理解？在日常生活中你自己可否抱怨過“這東西使用起來不得勁”，“XX東西再高點(diǎn)（低點(diǎn)）就好了”，“如果沒有這個(gè)設(shè)計(jì)缺陷，這種事故應(yīng)該是可以避免的”……

你認(rèn)為設(shè)計(jì)一把椅子主要應(yīng)考慮那些因素，或者說評(píng)價(jià)一把椅子好壞主要考慮哪些方面？如果讓你給這些因素排序，你如何考慮？家庭中開關(guān)、可視對(duì)講、天窗的尺寸27/56ChangzhouInstituteofTechnology28/56ChangzhouInstituteofTechnology什么是符合中國人的座椅？29/56ChangzhouInstituteofTechnologyvolvoWHIPS系統(tǒng)可減輕33%的短期頸椎傷害，54%的長(zhǎng)期（一年以上）傷害。在女性受害人員中，這個(gè)比例可分別提高到50%和75%。Volvo（富豪）品牌被認(rèn)為是最安全的汽車。要是所有汽車也像Volvo（富豪）汽車一樣安裝帶頸椎保護(hù)裝置的座椅，頸椎受傷害的總?cè)藬?shù)就可減少50%左右。30/56ChangzhouInstituteofTechnology腳操縱器31/56ChangzhouInstituteofTechnology32/56ChangzhouInstituteofTechnology手機(jī)33/56ChangzhouInstituteofTechnology手機(jī)34/56ChangzhouInstituteofTechnology手機(jī)35/56ChangzhouInstituteofTechnology手—手機(jī)圖分析雙手操作當(dāng)握住手機(jī)時(shí)，可以有更好的手感36/56ChangzhouInstituteofTechnology航空領(lǐng)域中的人機(jī)工程學(xué)

“神舟五號(hào)”的成功發(fā)射返回，標(biāo)志著中國人從此進(jìn)入太空，可以真正開始地球以外的生活.37/56ChangzhouInstituteofTechnology食物

楊利偉上天帶了二十幾種食物，其中主食就是印有“飛天”字樣的小月餅.一塊月餅大概有3厘米長(zhǎng)，2厘米寬，1.5厘米厚.四塊包裝成一個(gè)小袋，大約是45克，用鋁塑真空密封好.38/56ChangzhouInstituteofTechnology

鋁塑包裝袋上有切割好的開口，非常容易撕開，月餅也很容易直接用手?jǐn)D進(jìn)嘴里，一口一塊，嚼起來很方便，也沒有什么殘?jiān)?39/56ChangzhouInstituteofTechnology99式主要缺陷在于對(duì)“人”的忽視。由于中國人刻意追求低矮車身與窄炮塔結(jié)構(gòu)。因此，他的內(nèi)部空間狹小。不適宜歐洲人體型。即便中國人形態(tài)的亞洲地區(qū)，也是十分不舒適。，40/56ChangzhouInstituteofTechnology

日前臺(tái)灣刊物《亞洲防務(wù)》載文指出，99式系列主戰(zhàn)坦克已達(dá)到世界第三代主戰(zhàn)坦克的水準(zhǔn)，作戰(zhàn)能力在一對(duì)一的前提下，足以與M1A2、“豹”2A6、“挑戰(zhàn)者”2、“勒克萊爾”、“梅卡瓦”4等當(dāng)前最先進(jìn)的主戰(zhàn)坦克較量。文章說，99式坦克最大速度可達(dá)到70-80千米/小時(shí)，算是目前跑得最快的現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克之一了。文章指出，99式坦克裝甲的厚度厚于M1A1，在未掛裝貧鈾裝甲時(shí)，99式坦克裝甲防護(hù)性能應(yīng)該超過M1A1坦克。41/56ChangzhouInstituteofTechnology

火控方面，文章透露99式坦克發(fā)射炮射反坦克導(dǎo)時(shí)，射程可達(dá)4-5千米，相對(duì)西方坦克有很大的射程優(yōu)勢(shì)。中國除獲得授權(quán)生產(chǎn)俄系炮彈之外，還采用西方技術(shù)制作鎢鋼或貧鈾尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈，新型穿甲彈的性能優(yōu)于俄制炮彈，據(jù)稱最新產(chǎn)品可在2000米距離上擊穿850～970毫米厚的垂直鋼裝甲，比西方國家在20世紀(jì)90年代的同類產(chǎn)品(如M829A2或DM53炮彈)高出5%～20%。42/56ChangzhouInstituteofTechnology

西方認(rèn)為，99系列主戰(zhàn)坦克雖然在火力、防護(hù)和機(jī)動(dòng)三大性能上不亞于M1A2坦克，但人機(jī)工程不好，乘員舒適度較差，容易導(dǎo)致乘員長(zhǎng)時(shí)間作戰(zhàn)的疲勞。因此實(shí)戰(zhàn)中，很容易造成先進(jìn)坦克無法發(fā)揮全部實(shí)力。歷次中東戰(zhàn)爭(zhēng)中，不重視人機(jī)工程的蘇制坦克付出了血的代價(jià)。埃及和敘利亞一直認(rèn)為T-62無論從火力、防護(hù)都大大優(yōu)于以色列坦克，然而實(shí)戰(zhàn)中卻常被以色列不先進(jìn)的M-48甚至謝爾曼坦克全殲。在熱帶氣候和坦克內(nèi)部惡劣環(huán)境的夾擊下，T-62的坦克手常常在一兩個(gè)鐘頭后就開始陷入半昏迷狀態(tài)，思維遲鈍到幾乎喪失戰(zhàn)斗力。這時(shí)候所謂火力、防護(hù)、機(jī)動(dòng)三大能力完全失效。43/56ChangzhouInstituteofTechnology

第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，英國制造了一種戰(zhàn)斗轟炸機(jī)，綽號(hào)“英國蚊子”。這種轟炸機(jī)的設(shè)計(jì)師自己并不用左手寫字打球，但是不知為何卻把飛行員都想象成左撇子。他把風(fēng)門等符合人因工程學(xué)的設(shè)計(jì)放在駕駛座的左邊，而右邊則是起降控制桿。這樣，“英國蚊子”起飛的時(shí)候，飛行員需要在右手控制起降桿的同時(shí)從風(fēng)門上騰出左手把住轉(zhuǎn)向盤，由于風(fēng)門在人松手的時(shí)候就會(huì)回退從而減少起飛動(dòng)力，所以為了維持起飛必需的動(dòng)力飛行員不得不用左手再拉回風(fēng)門。于是在這種不合理的設(shè)計(jì)之下，飛行員動(dòng)作最頻繁最用力的不是他平時(shí)運(yùn)用自如的右手，而是相對(duì)笨拙和力量小的左手。飽受這種“左撇子飛機(jī)”折磨的飛行員們簡(jiǎn)直恨不得投一顆炸彈給那位設(shè)計(jì)師。

英國蚊子戰(zhàn)機(jī)44/56ChangzhouInstituteofTechnology有一個(gè)二戰(zhàn)期間負(fù)責(zé)射擊培訓(xùn)研究的海軍軍官杰克·鄧?yán)沼趹?zhàn)后成立了一家利用人因工程學(xué)進(jìn)行企業(yè)管理顧問的公司。從1948年杰克·鄧?yán)找?．1萬美元起家算起，短短三年之后鄧?yán)展镜臓I業(yè)額就已經(jīng)達(dá)到70萬美元左右。他的客戶包括美國國防部、飛機(jī)制造廠、辦公設(shè)備公司、重型電氣設(shè)備制造公司、閃光燈制造廠等等五花八門的企業(yè)。鄧?yán)展居幸豁?xiàng)得意案例，已經(jīng)載于各大商學(xué)院的企管教材中。那是為美國一家制藥廠解決正確配裝藥率。在裝配藥的時(shí)候用一塊鑿刻有固定數(shù)目小洞槽的鋁板，插入藥丸盛放箱里。傳奇的鄧普拉公司45/56ChangzhouInstituteofTechnology

這樣，當(dāng)他拔出鋁板時(shí)，藥丸已經(jīng)嵌入幾乎每一個(gè)小洞槽里，配裝工人粗粗一瞟，就會(huì)發(fā)現(xiàn)哪些洞槽還沒有嵌入藥丸，他只需再手抓幾顆藥丸補(bǔ)放進(jìn)去，下一步就可以裝瓶了。在當(dāng)時(shí)，這就是由絕大多數(shù)藥廠所采取的一種比較先進(jìn)的藥丸配裝方式了。但是一個(gè)藥丸配裝工人每天可能要上百次地用鋁板在藥箱里插來拔去，長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)操作之后肉眼對(duì)那些空洞槽的敏感度難免降低，于是漏裝現(xiàn)象還是會(huì)經(jīng)常發(fā)生。藥廠管理者試圖通過加強(qiáng)對(duì)配裝工的培訓(xùn)使其操作的精密度提高，然而培訓(xùn)的效果只能體現(xiàn)在培訓(xùn)后很短的一段時(shí)間內(nèi)，很快一切就依然故我，漏裝率又回復(fù)到原有水平。無計(jì)可施的藥廠老板最后只好求助于鄧?yán)展尽?6/56ChangzhouInstituteofTechnology

鄧?yán)展镜墓芾眍檰柕剿帍S現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了一下，終于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)被忽略的問題，那就是鋁板上的小洞槽與許多種藥丸的丸的問題。按照美國聯(lián)邦法律，藥廠銷售藥品時(shí)劑量如果與標(biāo)明的不符，藥廠將要受到法律懲處。另一方面，藥丸要是總比實(shí)際要求配裝的多了，藥廠的生意也就別做了，干脆開救濟(jì)院得了。處于法律和利潤(rùn)夾縫之間的藥廠必須要求配裝工人分毫不差地計(jì)量藥丸數(shù)量。現(xiàn)實(shí)操作中，當(dāng)時(shí)的配裝工人沒有電子計(jì)量設(shè)備作為幫助，也不可能低效顏色接近，色彩對(duì)比非常不突出。于是他建議藥廠在每個(gè)小洞槽的底部涂上一點(diǎn)明亮的黃色。47/56ChangzhouInstituteofTechnology

這一點(diǎn)的改變卻從根本上解決了問題，此后漏嵌藥丸的小洞槽明晃晃地顯得扎眼，配裝精確度立刻就提升了，一個(gè)讓藥廠管理者傷神費(fèi)力的問題就著樣輕而易舉地解決了。

鄧?yán)展竟芾韺＜移平怆y題的妙方是什么?只不過是人因工程學(xué)的一個(gè)細(xì)小分支——視覺識(shí)別技術(shù)。利用色彩對(duì)比的強(qiáng)化讓配裝工的目力檢測(cè)變得更加便利精準(zhǔn)。48/56ChangzhouInstituteofTechnology人因工程的應(yīng)用領(lǐng)域范圍對(duì)象舉例例子產(chǎn)品和工具設(shè)計(jì)及改進(jìn)機(jī)電設(shè)備機(jī)床，計(jì)算機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械交通工具飛機(jī)，汽車，自行車建筑設(shè)施城市規(guī)劃，工業(yè)設(shè)施，工業(yè)與民用建筑宇航系統(tǒng)火箭，人造衛(wèi)星，宇宙飛船儀器設(shè)備計(jì)量?jī)x表，辦公器械，家用電器工作服裝勞保服，安全帽，勞保鞋作業(yè)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)作業(yè)姿勢(shì)、作業(yè)方法、作業(yè)量及工具選用和配置等工廠生產(chǎn)作業(yè)，監(jiān)視作業(yè)，車輛駕駛作業(yè)，物品搬運(yùn)作業(yè)，辦公室作業(yè)等環(huán)境的設(shè)計(jì)與改進(jìn)聲，光，熱，色彩，振動(dòng)，塵埃，氣味等等環(huán)境工廠，車間，控制中心，計(jì)算機(jī)房，辦公室，駕駛室，生活用房等49/56ChangzhouInstituteofTechnology

人因工程學(xué)的研究包括理論和應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)方面。但學(xué)科研究的總趨勢(shì)還是側(cè)重應(yīng)用。其主要內(nèi)容可概括為以下8個(gè)方面：

(1)研究人的生理與心理特性。人因工程學(xué)系統(tǒng)地研究人體特性，如人的感知特性、信息加工能力、傳遞反應(yīng)特性；人的工作負(fù)荷與效能、疲勞；人體尺寸、人體力量、人體活動(dòng)范圍；人的決策過程、影響效率和人為失誤的因素等。例（左撇子的戰(zhàn)爭(zhēng)）（乒乓球的變遷）

人因工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容50/56ChangzhouInstituteofTechnology(2)研究人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。人機(jī)系統(tǒng)的效能取決于它的總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本問題是人與機(jī)器之間的分工以及人與機(jī)器之間如何有效地進(jìn)行信息交流等問題。

(3)研究人機(jī)界面設(shè)計(jì)。在人機(jī)系統(tǒng)中，人與機(jī)相互作用的過程就是利用人機(jī)界面上的顯示器與控制器，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)的信息交換的過程。研究人機(jī)界面的組成并使其優(yōu)化匹配，產(chǎn)品就會(huì)在功能、質(zhì)量、可靠性、造型及外觀等方面得到改進(jìn)和提高，也會(huì)增加產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值。人因工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容51/56ChangzhouInstituteofTechnology(4)研究工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)和改善。工作場(chǎng)所設(shè)計(jì)包括工作場(chǎng)所總體布置、工作臺(tái)或操縱臺(tái)與座椅設(shè)計(jì)、工作條件設(shè)計(jì)等。

(5)研究工作環(huán)境及其改善。作業(yè)環(huán)境包括一般工作環(huán)境，如照明、顏色、噪聲、振動(dòng)、溫度、濕度、空氣粉塵和有害氣體等，也包括高空、深水、地下、加速、減速、高溫、低溫及輻射等特殊工作環(huán)境。例（作業(yè)環(huán)境惡劣和疲勞的警告）人因工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容52/56ChangzhouInstituteofTechnology

(6)研究作業(yè)方法及其改善。人因工程學(xué)主要研究人從事體力作業(yè)、技能作業(yè)和腦力作業(yè)時(shí)的生理與心理反應(yīng)、工作能力及信息處理特點(diǎn)；研究作業(yè)時(shí)合理的負(fù)荷及能量消耗、工作與休息制度、作業(yè)條件、作業(yè)程序和方法；研究適宜作業(yè)的人機(jī)界面等等。

(7)研究系統(tǒng)的安全性和可靠性。人因工程研究人為失誤的特征和規(guī)律，人的可靠性和安全性，找出導(dǎo)致人為失誤的各種因素，以改進(jìn)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)，通過主觀和客觀因素的相互補(bǔ)充和協(xié)調(diào)，克服不安全因素，搞好系統(tǒng)安全管理工作。

人因工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容53/56ChangzhouInstituteofTechnology

(8)研究組織與管理的效率。人因工程學(xué)要研究人的決策行為模式；研究如何改進(jìn)生產(chǎn)或服務(wù)流程；研究組織形式與組織界面，便于員工參與管理和決策，使員工行為與組織目標(biāo)相適應(yīng)等。

人因工程學(xué)的研究?jī)?nèi)容54/56ChangzhouInstituteofTechnology

在明代《摻畫齋瑣錄》:唐僖宗時(shí)，濮州的私鹽販子王仙芝聚眾造反,自號(hào)“天補(bǔ)平均大將軍”，在曹州之戰(zhàn)中有一名姓薛的部下表現(xiàn)勇猛令王仙芝分外器重王仙芝特地將自己的一匹坐騎和一副披掛賜給了姓薛的下屬。此時(shí)恰好又有官軍來襲，剛換了全套家當(dāng)?shù)难π障聦倭⒖淘俅慰v馬迎敵，結(jié)果才一上陣就丟了性命。原來王仙芝是個(gè)左撇子,劍鞘箭囊懸掛的位置都和常人相反左撇子的戰(zhàn)爭(zhēng)返回55/56ChangzhouInstituteofTechnology

一直以來，乒乓球是一項(xiàng)很流行的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。而且很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)球都是是清一色的白色球，打得久了，除了手酸脖子酸外，眼睛也很酸痛。悉尼奧運(yùn)會(huì)乒乓球比賽的用球，就采用了一種介于白色與橙色之間的顏色球。乒乓球顏色的變遷返回56/56ChangzhouInstituteofTechnology

近來，有關(guān)企業(yè)、公司女工猝死事件頻繁發(fā)生。7月15日，南京美俐隆公司18歲女工龍妹在車間內(nèi)猝死，死前每天在43℃高溫下工作11小時(shí)。5月30日，廣州市海珠區(qū)一家服裝廠35歲的女工甘紅英猝死，死前的前4天每天被要求加班22小時(shí)。

綜觀這些女工猝死的相關(guān)新聞報(bào)道，不難發(fā)現(xiàn)女工們的猝死莫不跟“過勞”、“超時(shí)加班”、“超強(qiáng)度勞動(dòng)”、“超高溫勞動(dòng)”等等有關(guān)。作業(yè)環(huán)境惡劣和疲勞的警告返回57/56ChangzhouInstituteofTechnology

一、人因工程學(xué)研究的方法論基礎(chǔ)

人因工程學(xué)的研究以唯物辯證法為指導(dǎo)，正確地制定技術(shù)路線，采取科學(xué)合理的具體研究方法，并對(duì)研究結(jié)果做出客觀的科學(xué)結(jié)論。根據(jù)方法論基礎(chǔ)及人因工程學(xué)科自身特點(diǎn)，在研究中要特別注意客觀性和系統(tǒng)性。

客觀性是指研究者在工作中應(yīng)堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，根據(jù)客觀事實(shí)的本來面目去揭示事物內(nèi)在的規(guī)律性，不能以個(gè)人主觀臆斷解釋客觀事實(shí)。系統(tǒng)性是指把研究對(duì)象放到系統(tǒng)中加以研究和認(rèn)識(shí)。人因工程學(xué)的主要研究對(duì)象是人——機(jī)——環(huán)境系統(tǒng)。用系統(tǒng)觀點(diǎn)研究人——機(jī)——環(huán)境系統(tǒng)時(shí)，必須從系統(tǒng)的整體出發(fā)去分析各子系統(tǒng)的性能及其相互關(guān)系，再通過對(duì)各部分相互作用的分析來認(rèn)識(shí)系統(tǒng)整體。

第二節(jié)人因工程學(xué)的研究方法和步驟58/56ChangzhouInstituteofTechnology

（一）調(diào)查法（非實(shí)驗(yàn)法）調(diào)查法是獲取有關(guān)研究對(duì)象資料的一種基本方法。它具體包括訪談法、考察法和問卷法。

（1）訪談法。是研究者通過詢問交談來收集有關(guān)資料的方法。

（2）考察法。通過實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)中存在的問題，為進(jìn)一步開展分析、實(shí)驗(yàn)和模擬提供背景資料。

（3）問卷法。是研究者根據(jù)研究目的編制一系列問題和項(xiàng)目，以問卷或量表的形式收集被調(diào)查者的答案并進(jìn)行分析的一種方法。二、主要研究方法59/56ChangzhouInstituteofTechnology

（二）觀測(cè)法（非實(shí)驗(yàn)法）觀測(cè)法是研究者通過觀察、測(cè)定和記錄自然情境下發(fā)生的現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的一種方法。這種方法是在不影響事件的情況下進(jìn)行的，觀測(cè)者不介入研究對(duì)象的活動(dòng)中，因此能避免對(duì)研究對(duì)象的影響，可以保證研究的自然性和真實(shí)性。見圖1-1

二、主要研究方法60/56ChangzhouInstituteofTechnology圖1-1研究宇航員生理、心理能力測(cè)量裝置框圖61/56ChangzhouInstituteofTechnology（三）實(shí)驗(yàn)法

實(shí)驗(yàn)法是在人為控制的條件下，排除無關(guān)因素的影響，系統(tǒng)地改變一定變量因素，以引起研究對(duì)象相應(yīng)變化來進(jìn)行因果推論和變化預(yù)測(cè)的一種研究方法。

實(shí)驗(yàn)法分為兩種，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和自然實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是借助專門的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在對(duì)實(shí)驗(yàn)條件嚴(yán)加控制的情況下進(jìn)行的。自然實(shí)驗(yàn)也對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行適當(dāng)控制，由于實(shí)驗(yàn)是在正常的情境中進(jìn)行，因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)際。見圖1-262/56ChangzhouInstituteofTechnology圖1-2駕駛員眼動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)裝置63/56ChangzhouInstituteofTechnology（四）心理測(cè)量法（非實(shí)驗(yàn)法）

心理測(cè)量法（也叫感覺評(píng)價(jià)法）是運(yùn)用人的主觀感受對(duì)系統(tǒng)的質(zhì)量、性質(zhì)等進(jìn)行評(píng)價(jià)和判定的一種方法，即人對(duì)事物客觀量作出主觀感覺評(píng)價(jià)。

心理測(cè)量對(duì)象可分為兩類，一類(A)是對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的特定質(zhì)量、性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如聲壓級(jí)、照明的照度及亮度、空氣的干濕程度等評(píng)價(jià)；另一類(B)是對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的整體進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，如舒適性、使用性、居住性、工作性等。

64/56ChangzhouInstituteofTechnology（五）心理測(cè)驗(yàn)法（非實(shí)驗(yàn)法）

心理測(cè)驗(yàn)法是以心理學(xué)中有關(guān)個(gè)體差異理論為基礎(chǔ)，將操作者個(gè)體在某種心理測(cè)驗(yàn)中的成績(jī)與常模作比較，用以分析被試心理素質(zhì)特點(diǎn)。

測(cè)驗(yàn)必須滿足以下兩個(gè)條件:第一，必須建立常模。常模是某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的樣本在測(cè)驗(yàn)上的平均得分。第二，測(cè)驗(yàn)必須具備一定的信度和效度，即準(zhǔn)確而可靠地反映所測(cè)驗(yàn)的心理特性。

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（六）圖示模型法圖示模型法是采用圖形對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述，直觀地反映各要素之間的關(guān)系，從而揭示系統(tǒng)本質(zhì)的一種方法。這種方法多用于機(jī)具、作業(yè)與環(huán)境的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，特別適合于分析人機(jī)之間的關(guān)系。

在圖示模型法中，應(yīng)用較多的是三要素圖示模型。這是一種靜態(tài)圖示模型，把人和機(jī)的功能都概括為三個(gè)基本要素。人的三要素是中樞神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官和運(yùn)動(dòng)器官；機(jī)具的三要素是機(jī)器本體、顯示器和控制器。圖1-3a為三要素圖示模型形式；圖1-3b為駕駛員—汽車圖示模型示例。66/56ChangzhouInstituteofTechnology圖1-3三要素圖示模型67/56ChangzhouInstituteofTechnology

從研究結(jié)果分：研究方法通常被分為三類：描述性研究、試驗(yàn)性的研究、評(píng)價(jià)研究。描述性研究 描述性研究用于描繪人的某些特性。如人體尺寸的測(cè)量、不同年齡的人的聽力損失、人們對(duì)把手如何旋轉(zhuǎn)的偏好、能夠抬多重的箱子等等。 雖然描述性研究比較枯燥，但它們對(duì)于人因科學(xué)的意義非常重要。許多的設(shè)計(jì)決策都是基于它得出的基本數(shù)據(jù)。68/56ChangzhouInstituteofTechnology試驗(yàn)性研究 試驗(yàn)性研究的目的是為了檢測(cè)一些變量對(duì)人的行為的影響。通常根據(jù)實(shí)際問題、預(yù)測(cè)理論來決定需要調(diào)查的變量和檢測(cè)的行為。例如評(píng)價(jià)手臂活動(dòng)的時(shí)候肩部的負(fù)荷大小、人們的視野等。通常，試驗(yàn)性的研究更關(guān)心變量是否對(duì)行為有影響以及將如何影響的問題。描述性研究則更關(guān)心所描述對(duì)象的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和百分比等。69/56ChangzhouInstituteofTechnology評(píng)價(jià)研究 評(píng)價(jià)研究類似于試驗(yàn)性研究，但它的目的多是為了評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)或產(chǎn)品，并希望事先了解人們?cè)谑褂孟到y(tǒng)或產(chǎn)品時(shí)的行為表現(xiàn)。 評(píng)價(jià)研究比試驗(yàn)性研究更為全面和復(fù)雜。它通過比較目標(biāo)的差異來評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)或產(chǎn)品的各個(gè)方面。人因工程學(xué)專家通過對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的系統(tǒng)評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)的建議。評(píng)價(jià)研究常用的方法是成本收益分析。70/56ChangzhouInstituteofTechnology

人因工程學(xué)的研究，除對(duì)學(xué)科的理論基礎(chǔ)研究外，大量的研究還是對(duì)與人直接相關(guān)的機(jī)具、作業(yè)、環(huán)境和管理等進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)。（一）機(jī)具的研究步驟三、人因工程學(xué)的研究步驟

1.確定目的及功能。首先確定設(shè)計(jì)和改進(jìn)機(jī)具的目的，然后找出實(shí)現(xiàn)目的的手段，即賦予機(jī)具一定的功能。2.人與機(jī)具的功能分配。對(duì)人和機(jī)具的能力特性進(jìn)行比較，以充分發(fā)揮各自的特長(zhǎng)。3.模型描述。用模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行具體的描述，以揭示系統(tǒng)的本質(zhì)。71/56ChangzhouInstituteofTechnology4.分析。對(duì)人的特性、機(jī)具的特性和系統(tǒng)的特性進(jìn)行分析。5.模型的實(shí)驗(yàn)。如果需要更詳細(xì)的設(shè)計(jì)或改進(jìn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以在上述分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上制作出機(jī)具的模型，再由人使用該機(jī)具模型，反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究。6.機(jī)具的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。最后是確定機(jī)具的最優(yōu)方案，并進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。72/56ChangzhouInstituteofTechnology

（二）作業(yè)的研究步驟

1.確定作業(yè)的目的和實(shí)現(xiàn)該目的的功能。2.確定作業(yè)中人員和機(jī)具的功能分配。3.用作業(yè)模型表示作業(yè)對(duì)象的順序、數(shù)量、時(shí)間、使用的機(jī)具和材料等。作業(yè)模型主要用語言模型和圖示模型。例如各種工序分析圖就屬于圖示模型。73/56ChangzhouInstituteofTechnology

（二）作業(yè)的研究步驟

4.對(duì)作業(yè)人員的特性進(jìn)行計(jì)測(cè)、數(shù)據(jù)處理和分析，對(duì)作業(yè)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。5.提出各種方案，并對(duì)這些方案進(jìn)行作業(yè)研究和評(píng)價(jià)，以確定最佳的作業(yè)方案。6.對(duì)作業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)和評(píng)價(jià)，并繼續(xù)不斷加以完善。74/56ChangzhouInstituteofTechnology

（三）環(huán)境的研究步驟

（1）確定目的，明確研究環(huán)境的重點(diǎn)因素，如照明、噪聲、微氣候等。（2）通過實(shí)驗(yàn)和理論研究分析環(huán)境因素對(duì)人的影響，這些影響可用圖示模型和數(shù)學(xué)模型來描述。（3）提出多種方案，在進(jìn)行分析評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，確定最佳方案，有時(shí)還需進(jìn)行小規(guī)模實(shí)驗(yàn)。（4）對(duì)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)和評(píng)價(jià)，并不斷進(jìn)行完善。75/56ChangzhouInstituteofTechnology

第三節(jié)人因工程學(xué)的相關(guān)學(xué)科

人因工程學(xué)的形成吸取了“人體科學(xué)”、“技術(shù)科學(xué)”、“環(huán)境科學(xué)”等學(xué)科的研究成果、思想、原理、準(zhǔn)則、數(shù)據(jù)和方法（圖1-4）。

人體生理學(xué)、心理學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、解剖學(xué)、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)等，是人因工程的重要基礎(chǔ)學(xué)科。其中心理學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)與人因工程學(xué)的關(guān)系更為密切。

醫(yī)學(xué)與生理學(xué)對(duì)人因工程的作用是很明顯的。許多人因工程學(xué)的問題，若要深入探究其原理與機(jī)制，就需要從人體解剖特點(diǎn)和人體生理過程進(jìn)行分析。一、人因工程學(xué)與人體科學(xué)的關(guān)系76/56ChangzhouInstituteofTechnolog