第一章 人因工程學(xué)概述

人因工程HumanFactorsEngineering，Ergonomics華北電力大學(xué)電力經(jīng)濟(jì)管理教研室王永13581580878wyl@課程目的（1）從工程的角度掌握人的生理、心理的特點，作業(yè)環(huán)境、人機(jī)界面、場所人因工程設(shè)計等知識中的基本概念和基本理論，對人、機(jī)、環(huán)境相互關(guān)系有比較全面了解和認(rèn)識，樹立以“人”為核心的思想。（2）掌握人的行為方式、工作能力、作業(yè)限制等特點，能夠?qū)こ淘O(shè)計、工作安排、環(huán)境布置等提出科學(xué)的建議和要求，為人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)建立合理可行的方案，以達(dá)到提高作業(yè)者的作業(yè)能力、系統(tǒng)生產(chǎn)率、安全性和舒適性的目的。第一章人因工程學(xué)概述第一章人因工程學(xué)概述第一節(jié)學(xué)科概述第二節(jié)人因工程學(xué)的重要性及應(yīng)用第三節(jié)人因工程學(xué)的基本原理和研究方法第四節(jié)人因工程學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系第一節(jié)學(xué)科概述一、人因工程學(xué)的定義美國——人因工程學(xué)（HumanFactorsEngineering）歐洲和其他國家——工效學(xué)（Ergonomics)部分學(xué)者——人類工程學(xué)（HumanEngineering）心理學(xué)家——工程心理學(xué)（EngineeringPsychology）

1.WhatisHumanFactors

什么是人機(jī)工程學(xué)WhatisHumanFactors

什么是人機(jī)工程學(xué)Fittingthetasktotheperson使機(jī)器適應(yīng)人Makingthingsuser-friendly提高用戶友好性Workingsmarter,notharder講究工作技巧Therulesofwork講究作業(yè)規(guī)律Fittingthetasktotheperson

使機(jī)器適應(yīng)人Makingthingsuser-friendly

提升用戶友好性Example:F-14Design

實例ExampleWorkingsmarter,notharder

講究工作技巧Therulesofwork

講究作業(yè)規(guī)律2.ObjectivesofHumanFactors

人機(jī)工程的研究對象-1EnhancetheeffectivenessandefficiencyIncreasedconvenienceofuseReducederrorsIncreasedproductivity提高工作效率使用方便減少失誤提高產(chǎn)量Enhanceeffectiveness&efficiency

提高工作效率2.ObjectivesofHumanFactors

人機(jī)工程的研究對象-2EnhancecertaindesirablehumanvaluesImprovedsafetyReducedfatigueandstressIncreasedcomfortGreateruseracceptanceIncreasedjobsatisfactionImprovedqualityoflife提升人身價值提高安全性減少疲勞降低強(qiáng)度增加舒適性提高用戶接受性提升工作滿意度提升生活質(zhì)量Enhancecertaindesirablehumanvalues提升人身價值一、人因工程學(xué)的定義國際人類工效學(xué)會：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、生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科?！吨袊髽I(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)計的機(jī)器與環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點，達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。綜上所述可以認(rèn)為：人因工程學(xué)是以人的生理、心理特性為依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點，分析研究人與機(jī)械、人與環(huán)境以及機(jī)械與環(huán)境之間的相互作用，為設(shè)計操作簡便省力、安全、舒適，人—機(jī)—環(huán)境的配合達(dá)到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)提供理論和方法的科學(xué)。因此，人因工程學(xué)可定義為：按照人的特性設(shè)計和改善人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的科學(xué)。人——指操作者或使用者；機(jī)——泛指人操作或使用的物，可以是機(jī)器，也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境——是指人、機(jī)所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學(xué)環(huán)境和社會環(huán)境等；人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)——是指由共處于同一時間和空間的人與其所使用的機(jī)以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡稱人—機(jī)系統(tǒng)。二、具體含義說明第一節(jié)學(xué)科概述三、人因工程學(xué)的特點1、產(chǎn)品是為顧客服務(wù)的，設(shè)計時應(yīng)始終把用戶放在首位2、必須意識到個體在能力和限制上的差異，并且充分考慮到這些差異對各種設(shè)計可能造成的影響。3、強(qiáng)調(diào)設(shè)計過程中經(jīng)驗數(shù)據(jù)和評價的重要性，依靠科學(xué)方法和使用客觀數(shù)據(jù)去檢驗假設(shè)，推出人類行為方式的基本數(shù)據(jù)。4、用系統(tǒng)觀點考慮問題，意識到事物、過程、環(huán)境和人都不是獨立存在的。四、人因工程學(xué)的發(fā)展史發(fā)展史萌芽時期（20世紀(jì)初期）人因工程學(xué)的興起時期（1910—1940年）人因工程學(xué)的成長時期（1940—1960年）人因工程學(xué)的發(fā)展時期（1960年以后）

第一節(jié)學(xué)科概述早期歷史—萌芽階段20世紀(jì)前期（以機(jī)器為中心）

這一階段主要研究人如何適應(yīng)機(jī)器（包括環(huán)境等因素）以提高工作效率、減少工作事故。

Taylor,LillianGilbreth（人機(jī)學(xué)研究的先軀）：動作研究和車間管理研究。熟練操作與作業(yè)疲勞；工作間的設(shè)計和殘疾人使用設(shè)備的設(shè)計。德國心理學(xué)家閔斯托伯格倡導(dǎo)將心理學(xué)應(yīng)用實踐，其代表作《心理學(xué)與工業(yè)效率》，提出了心理學(xué)對人在工作中的適應(yīng)與提高效率的重要性。第一節(jié)學(xué)科概述學(xué)科興起階段1910—1940年這一階段主要研究如何減輕疲勞及人對機(jī)器適應(yīng)問題（包括環(huán)境等因素）以提高工作效率。1914年第一次世界大戰(zhàn)為工作研究提供了重要背景；1924年美國芝加哥西方電氣公司進(jìn)行了長達(dá)8年的霍桑實驗，研究影響人的工作效率的因素；人的生理、心理因素、工作條件（照明、噪音等）、組織因素、工作氣氛和人際關(guān)系等。（使人適應(yīng)機(jī)器）第一節(jié)學(xué)科概述學(xué)科成長階段1940—1960年這一階段主要研究如何設(shè)計機(jī)器使其適應(yīng)人的生理、適理特征和人的能力限度，從人適應(yīng)機(jī)器到機(jī)器適應(yīng)人的新階段，為人因工程學(xué)奠定基礎(chǔ)。1945年人因工程職業(yè)誕生，第一本有關(guān)人機(jī)的書《應(yīng)用實驗心理學(xué)：工程設(shè)計中的人因?qū)W》出版；1957年9月美國建立人因工程協(xié)會，由工效學(xué)協(xié)會出版《工效學(xué)》雜志；1960年國際人類工效學(xué)會（IEA）成立。（使機(jī)器適應(yīng)人）第一節(jié)學(xué)科概述發(fā)展階段1960—1979年ThreeMile島上的核電站事故；1984年12月4日印度博帕爾殺蟲劑工廠有毒物質(zhì)泄漏，4000人死亡，20萬人受傷；1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故,300人死亡；根據(jù)美國學(xué)者研究，這幾起災(zāi)難重要原因是不恰當(dāng)?shù)娜艘蛟O(shè)計。這階段發(fā)展趨勢：（1）研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大；（2）應(yīng)用范圍越來越廣；（3）在高科技領(lǐng)域中發(fā)揮特殊作用。第一節(jié)學(xué)科概述第一節(jié)學(xué)科概述我國人因發(fā)展進(jìn)程1930年清華大學(xué)開了工業(yè)心理學(xué)課程。1935年陳立出版了《工業(yè)心理學(xué)概況》，是我國最早介紹工業(yè)心理學(xué)的著作。1980年我國成立中國人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會。1984年我國成立軍用人－機(jī)－環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。1989年成立中國人類工效學(xué)學(xué)會。1991年成為《國際人類工效學(xué)協(xié)會》正式成員。第二節(jié)人因工程學(xué)的研究內(nèi)容及應(yīng)用范圍對象舉例例子產(chǎn)品和工具設(shè)計及改進(jìn)機(jī)電設(shè)備機(jī)床、計算機(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、宇航飛船工作服裝勞保服、安全帽、勞保鞋作業(yè)的設(shè)計與改進(jìn)作業(yè)姿勢、作業(yè)方法、作業(yè)量級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)計與改進(jìn)聲、光、熱、色彩震動、塵埃、氣味等環(huán)境工廠、車間、控制中心、計算機(jī)房、辦公室、駕駛室、生活用房等一、應(yīng)用范圍由于各國學(xué)科和工業(yè)基礎(chǔ)不同，各國人因工程的研究方向和側(cè)重點也有所不同。根本研究方向是：通過揭示人－機(jī)－環(huán)境之間的關(guān)系的規(guī)律，以確保系統(tǒng)的總體最優(yōu)化。

其主要內(nèi)容：

二、研究內(nèi)容

（1）研究人的生理與心理特性

（2）研究人機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計

（3）研究人機(jī)界面設(shè)計

（4）研究工作場所設(shè)計和改善

（5）工作環(huán)境及其改善

研究工作環(huán)境下人的生理、心理的反應(yīng)，環(huán)境對工作生活的影響，研究控制、改善和預(yù)防不良環(huán)境的措施。（6）研究作業(yè)方法及其改善

研究人從事體力作業(yè)、技能作業(yè)和腦力作業(yè)時的生理和心理反應(yīng)、工作能力及信息處理特點；研究作業(yè)時合理的負(fù)荷和能量消耗，作業(yè)條件、作業(yè)程序和工作制度等。（7）研究系統(tǒng)的安全性和可靠性

研究人為失誤的特征和規(guī)律，人的可靠性和安全性，找出人為失誤的各種因素，以改進(jìn)人－機(jī)－環(huán)境系統(tǒng)。

（8）研究組織與管理的效率

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，研究使復(fù)雜的管理綜合化、系統(tǒng)化；研究人才的選拔、訓(xùn)練和能力開發(fā)，改進(jìn)績效，研究組織形式，提高員工參與管理和決策。研究方法觀測法心理測量法實驗法圖示模型法調(diào)查法心理測驗法一、主要研究方法

第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟（1）調(diào)查法調(diào)查法是獲取有關(guān)研究對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。第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟

（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。通過實地考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實的人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)中存在的問題，為進(jìn)一步開展分析、實驗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。（2）實驗法實驗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，以引起研究對象相應(yīng)變化來進(jìn)行因果推論和變化預(yù)測的一種研究方法。第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟

實驗法分為兩種，實驗室實驗和自然實驗。

（3）心理測量法（感覺評價法）

運(yùn)用人的主觀感受對系統(tǒng)的質(zhì)量、性質(zhì)等進(jìn)行評價和判定的一種方法，即人對事物客觀量作出的主觀評價。其目的是按一定標(biāo)準(zhǔn)分級，評定對象的大小、優(yōu)劣等。

第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟

心理測量的對象：

對產(chǎn)品或系統(tǒng)的特定質(zhì)量、性質(zhì)進(jìn)行評價，如對聲壓、照度、重量和表面狀況等進(jìn)行評價，可以借助儀器測量。對產(chǎn)品或系統(tǒng)的整體進(jìn)行綜合評價，如舒適性、使用性、滿意度、感覺、購物動機(jī)等進(jìn)行評價。主要由人來評價。（4）心理測驗法是以心理學(xué)中的有關(guān)個體差異理論為基礎(chǔ)，將操作者個體在某種心理測驗中的成績與常模作比較，用以分析被試心理素質(zhì)特點。應(yīng)用于人員素質(zhì)測試、選拔和培訓(xùn)。第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟心理測量的分類：能力測試。智力測試。個性測試。測驗必須滿足以下兩個條件:第一，必須建立常模。常模是某個標(biāo)準(zhǔn)化的樣本在測驗上的平均得分。第二，測驗必須具備一定的信度和效度，即準(zhǔn)確而可靠地反映所測驗的心理特性。（5）圖示模型法

圖示模型法是采用圖形對系統(tǒng)進(jìn)行描述，直觀地反應(yīng)各要素之間的關(guān)系。主要應(yīng)用于工具、作業(yè)與環(huán)境設(shè)計改進(jìn)。第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟在圖示模型法中，應(yīng)用較多的是三要素圖示模型。人的三要素是中樞神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官和運(yùn)動器官；機(jī)具的三要素是機(jī)器本體、顯示器和控制器。

圖1.1基本模型

1.2駕駛員－汽車模型第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟二、研究方法的效度與信度1、效度效度是指研究結(jié)果能真實的反映所評價的內(nèi)容。效度的分類：內(nèi)部效度指研究中各變量間確實存在著一定的因果關(guān)系。外部效度指某一研究成果的結(jié)論能夠在多大程度上推廣和普及到其他人和背景中。第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟2、信度信度是指研究方法和研究結(jié)果的可靠性，即多次測量的結(jié)果保持一致性。3、提高信度的方法研究樣本的選擇（抽樣方法）統(tǒng)計方法的正確性第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟1、機(jī)具的研究步驟（1）確定目的及功能；（2）人與機(jī)具的功能分配；（3）模型的描述；（4）分析（人的特性、機(jī)器特性、系統(tǒng)的特性）；（5）模型的實驗；（6）機(jī)具的設(shè)計與改進(jìn)。三、人因工程學(xué)研究步驟第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟2、作業(yè)的研究步驟（1）確定作業(yè)的目的和實現(xiàn)該目的的功能；（2）確定作業(yè)中人與機(jī)具的功能分配；（3）作業(yè)模型的描述；（4）對作業(yè)人員的特性進(jìn)行測量、數(shù)據(jù)分析；（5）提出作業(yè)各種方案并進(jìn)行評價；（6）對作業(yè)進(jìn)行設(shè)計與改進(jìn)和評價。3、環(huán)境的研究步驟（1）確定目的，明確研究環(huán)境的重點因素；（2）分析環(huán)境對人的影響（圖示模型方法）；（3）提出多種方案并進(jìn)行評價；（4）對環(huán)境進(jìn)行設(shè)計與改進(jìn)和評價。第三節(jié)人因工程學(xué)研究的方法和步驟第四節(jié)人因工程學(xué)的相關(guān)學(xué)科人因工程學(xué)管理科學(xué)醫(yī)學(xué)人體測量生理學(xué)人體解剖勞動醫(yī)學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)生物力學(xué)