人因工程課件

人因工程

第1章人因工程概述人因工程的概念與特點人因工程的歷史和發(fā)展人因工程的應用人因工程與其他學科的關係在人類的進化過程中，從最原始的完全依靠自然生活到逐漸學會製作簡單工具，再到發(fā)展了各種複雜工具和技術?，F(xiàn)在，人類已經(jīng)能夠使用各種技術生產(chǎn)大量的產(chǎn)品和設備，其中包括祖先所不可能想像的產(chǎn)品。在這個過程中，科學技術作為第一生產(chǎn)力發(fā)揮著至關重要的作用。然而技術發(fā)展與人的因素是不可分割的，研究工具和技術中人的因素就是人因工程發(fā)展的起因。隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展和人類對於自身認識的加深，人因工程也越來越深入地與技術融合在一起，同時也越來越深入地融入人們的生活之中。1.1人因工程的概念與特點學科的命名英國1950年成立英國人機學研究會，1957年創(chuàng)辦會刊《Ergonomics》。美國1957年成立人因工程學會，發(fā)行會刊《HumanFactors》。日本於1963年成立日本人間工學研究會。1960年成立國際人機學協(xié)會。（InternationalErgonomicsAssociation，IEA）我國進入80年代以後，開始人因工程的研究。

歐洲和其他國家稱之為Ergonomics（工效學），目前普遍採用；美國稱作HumanEngineering（人類工程學）和HumanFactorsEngineering（人因工程）；日本稱為“人間工學”；心理學家喜歡使用工程心理學（EngineeringPsychology）的名稱；我國一般把“人類工效學”作為這個學科的標準名稱，但是近年來，通常都使用“人因工程”這個名字。

1.1人因工程的概念與特點學科的定義“人因工程是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中和休息時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。”——國際人機工程學會（IEA）該定義被認為是目前為止最權威和最全面的在研究目標上：提高工作效率和品質(zhì)；滿足人們的價值需要，在研究內(nèi)容上：著重於研究人類以及在工作和日常生活中所用到的產(chǎn)品、設備、設施、程式與環(huán)境之間的相互關係。在研究方法上：對人的能力、行為、、限制和特點等相關資訊進行系統(tǒng)研究，並將之用於產(chǎn)品、操作程式及使用環(huán)境的設計和製造中。本書將人因工程地定義為：“人因工程是基於對人、機器、技術和相關環(huán)境的深入研究，發(fā)現(xiàn)並利用人的行為方式、工作能力、作業(yè)限制等特點，通過對於工具（用具）、機器（設施）、系統(tǒng)、任務和環(huán)境進行合理設計，以提高生產(chǎn)（包括日常生活中人的活動）的效率、安全性、健康性、舒適性和有效性的一門工程技術學科?！?/p>

1.1人因工程的概念與特點學科的特點

產(chǎn)品是為顧客服務的，設計時應始終把用戶放在首位，並考慮生產(chǎn)者和相關者必須意識到個體在能力和限制上的差異，並且充分考慮到這些差異對各種設計可能造成的影響。強調(diào)設計過程中經(jīng)驗數(shù)據(jù)和評價的重要性。依靠科學方法和使用客觀數(shù)據(jù)去檢驗假設，推出人類行為方式的基礎數(shù)據(jù)。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。人因工程學不只是基於表格數(shù)據(jù)和一些指標來進行設計。人因工程學不是設計產(chǎn)品的模型。必須通過研究個體差異，從而在為用戶設計產(chǎn)品時考慮到不同的特徵。人因工程學不同於常識。從某種程度上說，應用常識也能夠改進設計，而人因工程學遠不止這些。1.2人因工程的歷史和發(fā)展人因工程的歷史

早期歷史：人因工程學開始於19世紀晚期和20世紀初1945年～1960年：人因工程職業(yè)的出現(xiàn)1960年～1980年：迅速增長時期1980年～1990年：電腦、災難和訴訟時期1990年以後二十一世紀的人因工程

技術的人性化人的技術化

人因工程在中國

1980年4月，全國人類工效學標準化技術委員會成立，1984年，國家軍用人－機－環(huán)境系統(tǒng)工程標準化技術委員會成立。1989年，中國人類工效學學會成立，1995年9月創(chuàng)刊了學會會刊《人類工效學》季刊。1.2人因工程的歷史和發(fā)展工業(yè)革命二次大戰(zhàn)戰(zhàn)後經(jīng)濟石油危機資訊化全球化世界工業(yè)工程發(fā)展歷史1.2人因工程的歷史和發(fā)展工業(yè)革命與科學管理1.2人因工程的歷史和發(fā)展管理活動源遠流長，自古即有，但成為一門科學，具有自己一套比較完整的理論體系，則是始自上世紀初以“泰勒制”為代表的科學管理。十八世紀中葉，從英國開始發(fā)生工業(yè)革命。生產(chǎn)方式發(fā)生變化，機器大工業(yè)代替了手工業(yè)，大工廠取代了家庭小作坊，雇傭工人增多，勞動分工也越來越細。企業(yè)管理非常落後，勞動生產(chǎn)率遠遠落後於當時的科學技術和經(jīng)濟條件。如何有效地利用技術進步來提高生產(chǎn)率，成為人們關注的焦點。泰勒的科學管理思想應運而生，為提高生產(chǎn)率提供了一種思想和解決方法。工業(yè)革命與科學管理1.2人因工程的歷史和發(fā)展“泰勒制”強調(diào)每個細節(jié)的規(guī)範，強調(diào)從起源到結果每個環(huán)節(jié)的過程控制，其精髓是精細化、標準化和數(shù)量化。泰勒認為：最佳的管理是一門實在的科學，基礎建立在明確規(guī)定的紀律、條例和原則上。他指出“管理人員的首要責任，就是把過去工人們自己通過長期實踐積累的大量傳統(tǒng)知識、技能和訣竅集中起來，將他們概括為規(guī)律和守則，使工人建立一種用科學來代替過去習慣的工作方式”。泰勒制科學管理思想1.2人因工程的歷史和發(fā)展InvasionofFortressEurope,1944二次大戰(zhàn)和運籌學1935年英國為防禦德國戰(zhàn)機襲擊，裝備了雷達1938年在Bowdsey成立研究機構，研究訓練用雷達定位敵機，稱為OperationsResearch(OR)1.2人因工程的歷史和發(fā)展1940年進而由數(shù)學家、物理學家、生理學家和軍人成立了運籌學小組：著名的Blackett馬戲團，專門用於對付敵機夜間空襲。二戰(zhàn)中OR研究人員多達700多名。1.2人因工程的歷史和發(fā)展二次大戰(zhàn)後，各國面臨主要問題是恢復經(jīng)濟。西方國家出現(xiàn)大規(guī)模國有化趨勢，特別是公共部門，如煤炭、鋼鐵、電力、供水、交通、電訊等。其目的是為了發(fā)揮政府作用進行規(guī)劃，優(yōu)化資源配置。OR技術被用於政府政策，產(chǎn)業(yè)發(fā)展。戰(zhàn)後經(jīng)濟發(fā)展迅速，環(huán)境穩(wěn)定，以賣方市場為主。企業(yè)以提高產(chǎn)量，擴大規(guī)模，追求巨大利潤為目的。OR等技術在戰(zhàn)後演變成為管理服務的管理科學1.2人因工程的歷史和發(fā)展1.2人因工程的歷史和發(fā)展：石油危機1973-1974年和1979-1980年的二次世界性的石油危機，令企業(yè)注意力集中於降低成本、提高品質(zhì)、節(jié)約資源、增強競爭力。這成為當時的管理科學發(fā)展趨勢1.2人因工程的歷史和發(fā)展八十年代後期產(chǎn)生對電力、水力等大系統(tǒng)優(yōu)化理論，加上電腦的出現(xiàn)為管理科學提供了應用平臺，產(chǎn)生了一大批諮詢業(yè)、軟體業(yè)、航空、交通、能源領域的企業(yè)管理效率和人因工程從90年代開始，管理科學步入全球經(jīng)濟、資訊經(jīng)濟時代。供應鏈管理、客戶關係管理、智能計算、智能決策技術、數(shù)據(jù)挖掘、空間資訊技術得到深入的研究與廣泛的應用。近年來知識工作的效率、人的全面發(fā)展等成為新研究的重點資訊化、全球化和管理科學1.2人因工程的歷史和發(fā)展1.3人因工程的應用主要有以下一些方面：

（1）基礎研究（2）生產(chǎn)、生活應用（3）安全管理與可用性（4）其他方面1.3人因工程的應用使用者操作介面產(chǎn)品工程介面工作人因設計工程設計人性科技1.3人因工程的應用——工程中的應用INTERFACEFUNCTIONTASKTOOL1.3人因工程的應用——工程中的應用日本零式飛機駕駛艙1.3人因工程的應用——案例飛行器駕駛艙的演變——人因工程的應用和發(fā)展B29飛機駕駛艙1.3人因工程的應用——案例DC3飛機駕駛艙1.3人因工程的應用——案例波音727飛機駕駛艙1.3人因工程的應用——案例波音747飛機駕駛艙1.3人因工程的應用——案例波音747訓練艙1.3人因工程的應用——案例美國太空梭控制艙1.3人因工程的應用——案例1.3人因工程的應用——案例

近年來公眾熟知的一些重大人因事故1.3人因工程的應用——案例1.3人因工程的應用——案例醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)1.3人因工程的應用——案例人機交互系統(tǒng)1.3人因工程的應用——案例1.4人因工程與其他學科的關係人因工程的涵蓋範圍能力限制生理心理個體差異環(huán)境產(chǎn)品制度人員從研究手段看：研究方法可以分為實驗性和非實驗性兩大類，即實驗法與非實驗法2.1人因工程的研究方法—研究方法概述實驗法是基於人為控制某些因素，通過實驗測試特定因素的影響；

非實驗法則是通過調(diào)查法、觀測法（行為觀測）、測試法（心理測試、感覺評判法；身體測量、生理指征測量）等方法開展研究的。從研究結果看可分為描述性研究、實驗性研究、評價研究描述性研究：用於描繪人的某些特性。如人體尺寸的測量、不同年齡人的聽力損失、能夠抬多重的箱子等等。實驗性研究：是為了檢測一些變數(shù)對人的行為的影響。通常根據(jù)實際問題、預測理論來決定需要調(diào)查的變數(shù)和檢測的行為。評價研究：類似於實驗性研究，但它的目的多是為了評價一個系統(tǒng)或產(chǎn)品，並希望事先瞭解人們在使用系統(tǒng)或產(chǎn)品時的行為表現(xiàn)。2.1人因工程的研究方法—研究方法概述

現(xiàn)實中一個具體的研究往往涉及多個類別。雖然每一類都有不同的目標，使用不同的方法，但它們?nèi)加型瑯拥幕緵Q策過程：選擇研究地點、選擇變數(shù)、選擇採樣主體、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)。

基本決策過程

研究地點選擇

研究地點的選擇是第一個需要決定的問題，其內(nèi)容就是選擇實地研究，還是選擇在實驗室中進行研究。對於不同的研究方法有不同的選擇規(guī)則。

變數(shù)選擇

在研究中，選擇被測變數(shù)是一個非?；A和重要的問題。描述性研究標準變數(shù)、分層變數(shù)（預測）試驗性研究獨立變數(shù)、非獨立變數(shù)評價研究為評價研究選擇變數(shù)，要求研究人員把被評價系統(tǒng)或設備的目標轉化成具體的、可測量的標準變數(shù)。2.1人因工程的研究方法—研究方法概述被測者選擇

選擇被測者就是決定選擇什麼人、如何選擇、選擇多少等這樣的問題。

描述性研究代表性的抽樣、隨機抽樣樣本空間大小試驗性研究

為試驗性研究選擇被測對象就是要選擇那些具有代表性的、一般化的個體。

評價研究

評價研究中選擇個體與描述性研究和試驗性研究考慮的因素一樣。被測對象必須能夠代表最終用戶群體。

基本決策過程

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述數(shù)據(jù)收集

描述性研究中數(shù)據(jù)的收集可以在實地或?qū)嶒炇抑羞M行。

試驗性研究中數(shù)據(jù)的收集和描述性研究一樣。試驗性研究常在實驗室中進行，往往比較複雜，所以常採用電腦輔助的方法。

在評價研究中，收集數(shù)據(jù)經(jīng)常比較困難。被評價的設備可能本身不具有檢測能力，工程師們還要專門為了評價而改造機器。

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述基本決策過程

數(shù)據(jù)分析

描述性研究

這裏的數(shù)據(jù)分析常採用基本的統(tǒng)計方法進行。如計算頻率分佈、平均值、中位數(shù)、標準偏差、相關係數(shù)、百分位數(shù)等描述性統(tǒng)計方法。試驗性研究

試驗性研究中的數(shù)據(jù)常用一些較為複雜的數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析，比如變數(shù)分析或者多元變數(shù)分析法的推斷性統(tǒng)計方法。

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述基本決策過程

變數(shù)範圍的檢驗

測量範圍是指描述性研究中被測的特徵和行為，試驗性研究中的因變數(shù)，評價研究中判斷設計優(yōu)劣的基礎。

系統(tǒng)描述因變數(shù)通常反應整個系統(tǒng)的基本硬體性能，多用於評價研究，描述性研究和試驗性研究中比較少用。

任務執(zhí)行標準通常指任務的完成情況，無論有沒有人員的介入。這樣的變數(shù)有（1）產(chǎn)出數(shù)量（2）產(chǎn)出品質(zhì)（3）完成時間.人員標準人員標準用於處理執(zhí)行任務時人的行為和反應。常用績效測量、生理指標、主觀反應來度量。最終行為與中間行為的對比

在試驗時我們既可以測量最終行為，也可以測量中間行為。中間行為比最終行為更加具體和詳細。然而因為最終行為描述最終的結果，它往往比中間行為更有價值。在進行診斷和解釋時，中間行為是比較有效的。

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述基本決策過程

因變數(shù)的要求

基本要求要保證實驗是可信的話，因變數(shù)必須滿足（1）客觀存在（2）數(shù)量比較多（3）無突變（4）容易收集（5）不需要特別的數(shù)據(jù)收集技術（6）消耗盡可能的少財力和實驗者的精力。可靠性在測量中，可靠性是指對一個變數(shù)測量多次結果保持穩(wěn)定的特性。正確性在人因工程學研究中，有幾種比較常見的正確性類型。如方向正確性，內(nèi)容正確性，體系正確性。

體系正確性：體系中被測量評價的干擾因素：測量考慮了，但不屬於體系測量考慮因素相關體系效率：處於體系中，但測量沒有考慮

圖體系正確性和干擾因素的概念關係

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述基本決策過程

防止干擾因素的影響

因變數(shù)不能受那些與體系無關的變數(shù)的影響。

敏感性

被測者應該能夠區(qū)別因變數(shù)變化。

人的可靠性

人的可靠性總是同人的錯誤聯(lián)繫在一起。研究人的可靠性有兩方面要求：一是指對人的錯誤做出定量分析；二是對人員出錯原因做出解釋。作為一種測量方法，人的可靠性是指人員成功完成任務概率的大小。歷史上的觀點資料庫和方法論人員可靠性的評論

基本決策過程

因變數(shù)的要求（續(xù)）

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述選擇研究方法的一般性問題

Meister(1985)指出，選擇研究方法時應考慮的因素如下：效果(effectiveness)---指該研究法能夠達成研究目的之程度。方便(easeofuse)---指該研究在特定運用上的簡便性。成本(cost)---指該研究法在金錢、資料要求、設備、人力和時間上需耗費的代價。2.1人因工程的研究方法—研究方法概述彈性(flexibility)---指該研究法能適用於不同場合和情況的程度。範圍(range)---指該研究法所能測量的現(xiàn)象、行為和事件之數(shù)目。效度(validity)---指該研究法所獲得的資料與真實生活中所發(fā)生者的相似程度。信度(reliability)---指該研究法所獲得的資料與歷經(jīng)時間遷移及多次應用之間的一致程度?？陀^(objectivity)---指該研究法之運用結果乃應憑據(jù)程式與資料，不因研究者之不同而異的程度。2.1人因工程的研究方法—研究方法概述選擇研究方法的一般性問題信度1.信度（reliability)即可靠性，它指的是採取同樣的方法對同一對象重複進行測量時，其所得的一致的程度。換句話說，信度是測量結果的一致性或穩(wěn)定性。2.信度係數(shù)即用同一樣本所得到的兩組資料的相關係數(shù)作為測量一致性的指標。

信度係數(shù)用(r)來表示

一般來說，r≥0．80，即可認為該測量是達到了足夠的信度。3.信度的類型

（1）再測信度(test-retest)或穩(wěn)定性信度（CoefficientofStability）

對同一群對象採用同一種測量，在不同的時間點先後測量兩次，根據(jù)兩次測量的結果計算出相關係數(shù)。（2）複本信度或等價信度（CoefficientofEquivalence）

兩個等價測量值的相關係數(shù)（考試A、B卷）（3）折半信度（split-halfmethod)

將研究對象在一次測量中所得的結果，按測量專案的單雙號分為兩組，計算這兩組之間的相關係數(shù)。

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述選擇研究方法的一般性問題1.效度（validity)：

也稱測量的準確度，它是指測量能夠準確測出所測變數(shù)的程度，或者說能夠準確、真實地度量事物屬性的程度。簡言之，它是指調(diào)查結果說明調(diào)查所要說明問題的有效程度

2.效度的類型(內(nèi)部與外部效度）（1）表面效度（facevalidity)或內(nèi)容效度(contentvalidity)指測量內(nèi)容或測量指標與測量目標之間的合適性和邏輯相符性（2）準則效度（criterion-relatedvalidity）與已有效度較高測量的相關程度（如對幹部能力素質(zhì)的測評）（3）建構效度（constructvalidity

）測量值同理論假設的符合程度（例如，婚姻滿意程度與主動做家務）2.1人因工程的研究方法—研究方法概述選擇研究方法的一般性問題信度與效度的關係：缺乏信度的測量是無效度的測量；而具有高信度的測量並不意味著同時是高效度的測量，也許是有效的，也許是無效的。兩者的關係是：（1）信度低，效度不可能高（2）信度高，效度未必高（有可能很低）（3）效度低，信度可能高（4）效度高，信度必然也高2.1人因工程的研究方法—研究方法概述選擇研究方法的一般性問題2.1人因工程的研究方法—研究方法概述信度與效度的關係高信度，低效度(可信但無效)高效度，低信度(有效但不可信)高效度，高信度(可信並有效)2.1人因工程的研究方法—研究方法概述選擇研究方法的一般性問題1.採用被試者間設計

(between-subjectsdesign)

即在自變量的各水平下，所測試的被試者都不同。2.平衡法(balancing)設法使經(jīng)驗之累積所產(chǎn)生的影響，在引數(shù)的各水準下，能大致相等。

(1)被試者內(nèi)平衡法—包括對抗平衡法、完全隨機法、集區(qū)隨機法。(2)被試者間平衡法—包括完全及不完全被試者內(nèi)平衡法。

控制誤差的方法：2.1人因工程的研究方法—研究方法概述3.訓練法

將被試訓練到不再有學習效果的地步，才讓它接受正是測試(少用，費時)。

樣本大小---應考慮在最短時間與最少資源之耗費，且對自變量的影響評估能具備相當水準的信度。

Simon(1976)9位以下---50%

9～11位----25%

11位以上---25%

控制結果誤差的方法控制誤差的方法：2.1人因工程的研究方法—研究方法概述人因工程領域,可以區(qū)分為三類

(Meister，1985)系統(tǒng)描述效標(system-descriptivecriteria)以基本工程上的觀點來反映整個系統(tǒng)，例如設備可靠度，耐磨性……，多用於評價研究作業(yè)執(zhí)行效標

(taskperformancecriteria)此種效標通常反映某一作業(yè)的成果，人員或許牽連或許不牽連其間。人員表現(xiàn)效標具整體性，其包括

：

產(chǎn)出數(shù)量產(chǎn)出品質(zhì)執(zhí)行時間

指標的分類2.1人因工程的研究方法—研究方法概述1.績效量度

次數(shù)量度強度量度延滯量度期間量度可靠度人因工程的重要指標：人員表現(xiàn)指標

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述2.生理指標測量人們從事體力或心智工作，或受冷熱、噪音、震動和加速度等環(huán)境影響，所產(chǎn)生的緊張或過勞狀況，分為：

心臟血管指針

呼吸指標神經(jīng)指標感覺指標血液生化指標人因工程的重要指標：人員表現(xiàn)指標

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述3.主觀反應

受測者所提供的主觀意見、判斷或評比等，在測量”興趣”方面效標為唯一合理可用的方法。

人因工程的重要指標：人員表現(xiàn)指標

2.1人因工程的研究方法—研究方法概述2.1人因工程的研究方法：案例（模擬高處搬運）2.1人因工程的研究方法：案例（以眼動儀研究認知）

Thesubjectintheexperimentbasedontheeyetrackingsystem.2.1人因工程的研究方法：案例（以眼動儀研究認知）Goal-drivenStimulus-driven2.1人因工程的研究方法：案例（以眼動儀研究認知）2.2人因工程的研究工具2.2.1.硬體類研究工具實驗基礎環(huán)境測量工具實驗基礎環(huán)境測控主要是對實驗環(huán)境參數(shù)進行測量與控制，內(nèi)容包括溫度、濕度、光照、雜訊、輻射、空氣等環(huán)境參數(shù)，測量儀器包括溫度計、濕度計、照度計、雜訊計等2.2.1.硬體類研究工具生理參數(shù)測量工具

生理參數(shù)測量儀器主要針對實驗被試的基本生理參數(shù)進行測量，獲取被試的基本生理特徵，包括三個小類：單維靜態(tài)生理參數(shù)測量儀器多維靜態(tài)生理參數(shù)測量儀器動態(tài)生理參數(shù)測試儀器2.2.1.硬體類研究工具心理參數(shù)測量工具心理參數(shù)測量儀器主要是結合認知心理學，測量反應人類心理和認知過程的各種參數(shù)，主要分為感知覺類、記憶類、情緒和技能類等。感知類心理參數(shù)測量：主要有眼動儀、實體鏡、長度和麵積估計器、動景器、深度知覺儀等。記憶類測量儀器：記憶看作是對輸入資訊的編碼、貯存和提取的過程。記憶類實驗儀器主要有注意力分配儀、速示器、記憶鼓、多重選擇器等。情緒和技能類測量儀器：主要考查被試在不同作業(yè)狀態(tài)下的情緒和其表現(xiàn)出來的作業(yè)技能。主要儀器有動作穩(wěn)定器、簡單選擇反應測試儀、選擇反應測試儀等。2.2.2.軟體類研究工具數(shù)字人體模型與人機交互分析類軟體通過在虛擬環(huán)境中較精確的定義不同尺寸的數(shù)字人體，建立人體數(shù)字模型，定義其完成指定的任務並分析相應的性能。代表性的軟體有JACK、RAMSIS、ManneQuinPRO軟體等。2.2.2.軟體類研究工具行為觀測與認知心理分析軟體記錄被研究對象各種行為發(fā)生的時刻、持續(xù)時間和發(fā)生次數(shù)，然後進行統(tǒng)計處理。通過對操作者不同行為的統(tǒng)計結果分析人機交互過程中人的認知心理反應過程。代表性的軟體有荷蘭Noldus公司的行為觀察分析系統(tǒng)等。2.2.2.軟體類研究工具動作分析類軟體利用一種新穎的圖形用戶介面自動對作業(yè)過程中看到的行為進行時間、動作研究以及人因?qū)W分析的工具軟體。代表性的軟體有ArielDnymics公司開發(fā)的ArielPerformanceAnalysisSystem(APAS)動作分析系統(tǒng)等2.2.3.量表類研究工具人因工程審計類量表IEA核對表：一個綜合考慮體力負荷、感知負荷、腦力負荷與工人、環(huán)境、工作方法/工具/機器相關聯(lián)的邏輯框架。位置分析調(diào)查表（PositionAnalysisQuestionnaire）：面向操作者的結構化的工作分析表，有187個問題，可用於操作者的人的行為特徵分析。AET核對表：主要用於作業(yè)人員的個體特徵分析，包括作業(yè)人員之間的協(xié)作特徵分析。AET廣泛使用於需求分析、工作設計、人員管理、職業(yè)諮詢和研究等方面。認知心理量表態(tài)度量表：如瑟斯頓態(tài)度量表、波哥達斯社會距離量表；自陳量表：如明尼蘇達多相人格量表、16種人格因素量表、愛德華個性偏好量表；壓力測試量表：如荷馬壓力量表、九十項癥狀自評量表。2.2.3.量表類研究工具

職業(yè)健康與安全類量表上肢核對表（Upper-ExtremityChecklist）：主要用於引起人體局部（上肢）累積損傷的生物力學壓力問題。博格量表：評估實驗者明確的表達身體上的酸痛或不適，並也可對實驗的組合提出意見及評估，讓主試者可迅速且簡單的得到這些資訊。OWAS姿勢分析量表(OvakoWorkingPostureAnalysisSystem)：主要功能在於可以界定出工作時的身體姿勢，並按照其可能引發(fā)傷害的程度來區(qū)分等級。

實驗室n實驗室的優(yōu)點與主題無關的變量可加以控制可重復進行可精確的收集資料。

n實驗室的缺點缺乏真實性及結果推論的效力。2.2.4.綜合類研究工具2.2.4.綜合類研究工具

可用性測評系統(tǒng)主要用途是產(chǎn)品的可用性，用戶需求分析及用戶研究，電腦人機交互測評等實驗研究。本實驗系統(tǒng)主要由實驗室和觀察室組成，實驗室和觀察室之間有一面隔音、單向透光的鏡子，同時配備有視頻設備、監(jiān)控設備、音頻設備和圖像合成設備等。2.2.4.綜合類研究工具虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，簡稱VR）是門綜合技術，它以電腦技術為主，綜合利用電腦三維圖形技術、模擬技術、傳感技術、人機介面技術、顯示技術、伺服技術等，來生成一個逼真的三維視覺、觸覺以及嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點出發(fā)，利用自身的功能和一些設備，對所產(chǎn)生的虛擬世界這一客體進行流覽和互動式考察。本系統(tǒng)可以進行頭/手/身體跟蹤、生物力學/人體工效分析、作業(yè)與物流系統(tǒng)的三維圖形仿真、控制和操作。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺主要由以下幾個部分構成：①可視化工作站系統(tǒng)：用於虛擬環(huán)境開發(fā)和立體顯示主機；②虛擬現(xiàn)實顯示和投影系統(tǒng)：③輸入輸出和控制系統(tǒng)：包括主動式立體眼鏡、鳥群跟蹤器、數(shù)據(jù)手套等；④音響系統(tǒng)；⑤虛擬現(xiàn)實仿真軟體系統(tǒng)：如VisfactoryCAD、vega、Catia、WTK等。2.2人因工程的研究工具2.2人因工程的研究工具：常見工具2.2人因工程的研究工具：常見工具人體測量（Anthropometry）人體測量是指對人類身體各方面特徵數(shù)據(jù)的度量，特別是人體的尺寸和特徵，包括人的重心位置，身體的各部分尺寸，關節(jié)的運動範圍和力量特性等，以及這些數(shù)據(jù)在設計中的應用。研究對象：個體和群體人體測量的重要性：設計的前提

---tofitpeople,notpeopletofit3.1人體測量基礎3.1.1人體測量的基準面人體測量基準面和基準軸

人體測量基準面和基準軸

水平面冠狀面矢狀面3.1.2人體測量的姿勢立姿(standingposture)

被測者挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放鬆，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側，手指輕貼大腿側面，膝部自然伸直，左、右足後跟併攏，前端分開，是兩足大致成45度夾角，體重均勻分佈於兩足。坐姿(sittingposture)

被測者挺胸坐在被調(diào)節(jié)至腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左右大腿大致平行，膝彎曲大致成直角，足平放在地面上，手放在大腿上。3.1.3人體測量的主要儀器

人體測高儀

人體測量用直腳規(guī)人體測量用彎腳規(guī)

測高儀

彎腳規(guī)

直角規(guī)

角度計

軟尺

人體測量所涉及的是一個特定的群體而非個人，但群體中的個體之間存在著差異，某一個體的測量尺寸顯然不能作為設計的依據(jù)。群體的人體尺寸數(shù)據(jù)近似服從正態(tài)分佈--總體期望

--總體標準差

z--百分比變換係數(shù)（5％，50％，95％）

--指定的百分位數(shù)值正態(tài)分佈可以用於表述在人體測量時的隨機誤差。通常，讓設備適合於90%的使用者時，一般是排除最高的5%和最低的5%人群。

3.1.4靜態(tài)測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計描述3.2靜態(tài)測量與動態(tài)測量人體測量分析方法可以分為兩類靜態(tài)測量:身體保持固定不動動態(tài)測量：身體移動（活動空間，伸展域）

靜態(tài)測量和動態(tài)測量數(shù)據(jù)均包含人體構造尺寸和功能尺寸。人體構造尺寸研究人體在各種姿態(tài)下的參數(shù)，而功能尺寸則是任務導向的，研究任務狀態(tài)下的人體特性。3.2.1靜態(tài)測量靜態(tài)測量（StaticAnthropometry）靜態(tài)測量在身體保持固定（靜態(tài)）位置時進行，包括骨骼尺寸（關節(jié)之間，如肘部和腕部）或輪廓尺寸（如頭圍）。靜態(tài)人體測量可採取不同的姿勢，主要有立姿、坐姿、跪姿和臥姿等幾種。靜態(tài)測量數(shù)據(jù)是動態(tài)測量的基礎，是設計人機系統(tǒng)不可缺少的參數(shù)。結構化的人體測量數(shù)據(jù)人體著裝尺寸

3.2.1靜態(tài)測量靜態(tài)測量人體尺寸示意圖3.2.1靜態(tài)測量－人體測量的姿勢立姿測量專案

眼高

肩高

肘高

手功能高

會陰高

3.2.1靜態(tài)測量－人體測量的姿勢立姿測量專案（續(xù)）

脛骨點高

身高

前臂長

小腿長

大腿長

上臂長

3.2.1靜態(tài)測量－人體測量的姿勢坐姿測量專案

坐姿下肢長

坐姿肩高

坐姿眼高

肩膝距

坐深

3.2.1靜態(tài)測量－人體測量的姿勢坐姿測量專案（續(xù)）

坐高

坐姿膝高

坐姿肘高

坐姿大腿厚

小腿加足高

3.2.1靜態(tài)測量1)

身高（Stature）從地面到頭頂?shù)拇怪本嚯x（高度）2)

眼高（Eyeheight）從地面到眼腳的高度3)

肩高（Shoulderheight）從地面到肩峰的高度4)

肘高（Elbowheight）從地面到周關節(jié)的高度，用來決定工作臺的高度5)

臀高（Hipheight）指人體站立時，從地面到臀部關節(jié)的高度6)

指節(jié)的高度（Knuckleheight）作為欄桿和手柄的參考7)

指尖的高度（Fingertipheight）與手指操作控件的最低可接受水準有關8)

坐高（Sittingheight）從坐的平面到頭頂?shù)母叨?)

坐眼高（Sittingeyeheight）指人體處於坐姿時，從坐立面到眼角的高度10)

坐肩高（Sittingshoulderheight)指人體處於坐姿時，從坐立面到肩關節(jié)的高度11)

坐肘高（Sittingelbowheight）從座位的平面到肘下側的高度，涉及扶手、桌面、鍵盤的高度設計12)

大腿的厚度（Thighthickness）與座位和桌面之間的空間有關13)

臀部-膝蓋的長度與座位之間的行距有關（Buttock-kneelength）14)

臀部-腿彎部的長度與座位的深度（Buttock-popliteallength）結構化的人體測量數(shù)據(jù)是指人體不同部位的尺寸，在設計不同的設備或產(chǎn)品時，會涉及到人體不同部位的尺寸。3.2.1靜態(tài)測量

結構化的人體測量數(shù)據(jù)（續(xù)）15)

膝蓋的高度（Kneeheight）與桌子下麵的空間有關16)

腿彎部的高度（Poplitealheight）從地面到膝蓋底下彎角的垂直距離，與椅子的最大的可接受的高度有關17)

肩寬（Shoulderbreadth：bideltoid）肩部的最大水平寬度，與肩部的水準空間有關18)

肩寬（Shoulderbreadth:biacromial）指人體肩關節(jié)之間的距離，與服裝設計有關19)

臀寬（Hipbreadth）設計座位的寬度20)

胸部厚度（Chestdepth）從垂直的背部到前胸的最大水平距離，與座位的靠背和障礙物之間的空間設計有關21)

腹部厚度（Abdominaldepth）在標準的坐姿中，從垂直的背部到腹部的最大水準距離，與座位的靠背和障礙物之間的空間設計有關22)

肩-肘的長度（Shoulder-elbowlength）在標準的坐姿中，從肩峰到肘下部的距離23)

肘-指尖的長度在標準的坐姿中，從肘後到中指尖的距離（Elbow-fingertiplength）涉及前臂延伸的區(qū)域，用來定義正常的工作24)上肢的長度（Upperlimblength）在肘和腕都伸直的狀態(tài)下從肩峰到指尖的距離25)

手心的長度（Shoulder-griplength）手臂伸直，從肩峰到手中所握物體中心的距離，表示上肢的功能長度，用來確定使人感到方便的伸展區(qū)域3.2.1靜態(tài)測量

結構化的人體測量數(shù)據(jù)（續(xù)）26)

頭部厚度（Headlength）臉部的眉間到後腦部的距離，可作為眼部位的參考數(shù)據(jù)27)

頭部的寬度（Headbreadth）頭部兩耳上面的最大寬度28)

手的長度（Handlength）在手保持僵直的狀態(tài)下，從腕部的皺痕到中指尖的距離29)

手的寬度（Handbreadth）通過手掌的最大寬度，在掌骨的末梢，與把手、控制桿的設計有關30)

腳的長度（Footlength）從腳後跟到最長的腳趾尖的距離，平行與腳的軸心（腳的空間以及踏板的設計）31)

腳的寬度（Footbreadth）腳的最大水平寬度，與腳的軸線垂直（腳的空間以及踏板佔據(jù)的空間）32)跨度（Span）當兩只手都向兩邊伸直時，兩手指尖的最大水平距離（橫向伸展）33)肘部跨度（Elbowspan）當上臂向兩邊伸展，肘部彎曲使指尖觸胸時，兩肘尖的距離（可以指導設計工作臺的肘部空間）34)站立時手掌的握點（Gripreaches）人體站立時，胳膊向上舉起時手掌可以握住的最高的圓棒中心35)標準坐姿手掌的握點人體在保持坐姿時，手掌的最高握點3.2.1靜態(tài)測量

人體著裝尺寸

在實際中用到的一般都是人體著裝時的尺寸，所以在實際應用中要根據(jù)研究對象的不同進行修正人體尺寸輕薄夏裝（男/女）冬季外套（男/女）輕薄的工服、靴和盔身高25/4025/4070坐高3103大腿與臺面距離132513足長13/404040足跟高13/4013/2525頭長25/4025/4035頭寬——100肩最大寬——105臀寬1350/75131350/7513人體著裝後的尺寸增加（單位：mm）M（X+Y）=Mx+My

Mx—特定的人體結構尺寸均值My—平均的衣物修正值M（X+Y)—人體著裝尺寸動態(tài)測量（DynamicAnthropometry）3.2.2動態(tài)測量動態(tài)測量建立在靜態(tài)測量的基礎之上，用來度量人體運動時的一些參數(shù)?；顒涌臻g---人在完成任務時需要某些身體部位運動，這就要求有足夠的空間，即活動空間。伸展域---人在站立並保持腳的站立面不變時，手臂的活動空間用舒適伸展域來表示。

3.2.2動態(tài)測量活動空間動態(tài)測量就是測定人體動態(tài)變化時空間位置與人體尺寸的數(shù)值?；顒涌臻g的分配沒有固定的規(guī)則或模式，依賴於許多因素：使用的人群、任務、衣物、設備等。成人動態(tài)最小佔用空間示意圖（a）－－蹲姿，跪姿，臥姿的最小佔用空間3.2.2動態(tài)測量活動空間（續(xù)）尺寸代號（見圖）工作姿勢及空間尺寸性質(zhì)最小值選取值穿禦寒衣時A蹲坐工作高度12001300B寬度7009201000C屈膝工作寬度90010201100D跪姿工作寬度110012001300E高度14501500F手距地面高度700G爬著工作高度800900950H長度15001600I俯臥工作高度450500600J（腹朝下）長度2450K仰臥工作高度500600650L（背向下）長度190019502000成人蹲姿，跪姿，臥姿的最小佔用空間（單位：mm）3.2.2動態(tài)測量伸展域在工作中人常取站、坐、跪等作業(yè)姿勢。立姿時人的活動空間不僅取決於身體的尺寸，而且也取決於保持身體平衡的微小平衡動作和肌肉。伸展域可從立視圖和平面圖兩個方面來看，主要有：通過肩部關節(jié)的正中矢狀面的垂直部分；通過關節(jié)的橫斷面的水準部分；通過肩關節(jié)的沿著冠狀縫平面的垂直部分。常用的三種人體伸展域3.2.2動態(tài)測量伸展域（續(xù)）正常區(qū)域：將上肢輕鬆地垂直於體側，曲肘，以肘關節(jié)為中心，前臂和手能自由到達的區(qū)域。最大區(qū)域：完全伸展整個胳膊所能涉及的區(qū)域。手臂向外伸直，以肩關節(jié)為中心，臂的長度（半徑不包括手長）所劃過的弧形軌跡在水平面上的投影。

在正常區(qū)域範圍內(nèi)，人操作時能舒適輕快地工作。在最大作業(yè)範圍內(nèi)操作時，靜力負荷較大，長時間處於這種狀態(tài)下操作，最容易引起疲勞。3.2.2動態(tài)測量手在水平面的正常作業(yè)閾和最大作業(yè)域（cm）

手的測量3.2.2動態(tài)測量腳的測量腳的作業(yè)區(qū)域

3.2.2動態(tài)測量人體肢體活動角度範圍

3.2.2動態(tài)測量人體上部及上肢固定姿勢活動角度範圍

立姿上身及手的可及範圍、坐姿上身及手的可及範圍

3.2.2動態(tài)測量單腿跪姿上身及手的可及範圍仰臥姿勢手及腿的活動空間

常用人體功能尺寸測量區(qū)域3.2.2動態(tài)測量3.2.2動態(tài)測量坐姿抓握作業(yè)域（cm）

立姿雙臂垂直作業(yè)域圖

立姿雙臂垂直作業(yè)域

身高和摸高的關係

3.3.3影響人體測量數(shù)據(jù)的因素民族因素

每個民族都有自己的人體數(shù)據(jù)，不能套用其他民族的測量結果來設計本民族的設備。性別、年齡因素

統(tǒng)計資料顯示，男性的平均身高比女性高100mm。同時，人的體形也隨著年齡的增長而變化，最為顯著的是兒童期和青年期。因此，在使用人體測量數(shù)據(jù)時，要注明數(shù)據(jù)出自的年齡組。

職業(yè)因素

從大量的勞動科學和醫(yī)學的調(diào)查中可知，不同職業(yè)的人在體型和人體尺寸上存在著較大的差異。

3.3人體測量數(shù)據(jù)在設計中的運用靜態(tài)和動態(tài)測量作為設計的前提或依據(jù)，在設計時首先要確定使用主體，得到主體的人體測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，才能達到使用者的滿意。在使用人體測量數(shù)據(jù)進行設計時，這些數(shù)據(jù)應該能代表使用者總體。3.3.1人體測量設計的標準在應用人體測量數(shù)據(jù)進行設計時有一些標準，這些標準根據(jù)設計任務的不同而不同。如工作地的設計考慮因素空間性（Clearance）可達性（Reach）身體姿勢（Posture）3.3.2人體測量數(shù)據(jù)在設計中的使用原則極端設計原則

極端設計原則是指在進行某方面的設計時，應該儘量做到滿足所涉及的所有總體。一般採用最大值和最小值可調(diào)範圍設計原則

為了滿足更多的使用者，設備或設施的特定性質(zhì)設計為在一定的範圍內(nèi)可以調(diào)整。通常使用相關總體特性（坐高，胳膊伸展範圍等）的第5百分位的女性到第95百分位的男性作為可調(diào)整的範圍。平均設計原則

對於一些不是很關鍵的工作，極端設計原則和可調(diào)設計原則可能不太合適或現(xiàn)實。這時需要採用平均數(shù)值代表大多數(shù)情況。

以上的三種原則都是針對人體測量數(shù)據(jù)的單個尺寸（高度或胳膊的伸展範圍）的討論，當需要考慮幾種尺寸的組合時，設計問題就會變得更複雜。

3.3.3基於人體測量的作業(yè)工具及環(huán)境設計流程設計中的人體尺寸基準點

駕駛艙的設計

在駕駛艙的設計中，通常設計是以臀部關節(jié)或臀部為基準點。戰(zhàn)鬥機駕艙的設計

在設計戰(zhàn)鬥機的駕艙時，能見度是非常重要的，故而設計者通常以眼睛作為設計基準點。製造工作臺設計

在裝配線上，手的使用是非常重要的，所以設計者的工作通常以手為基準點。同樣的原因，打字工作臺的設計也以手為基準點的，但是VDT

（VisualDisplayTerminal，視覺顯示終端）工作臺的設計還要同時考慮到眼的基準點。3.3.3基於人體測量的作業(yè)工具及環(huán)境設計流程設計流程決定在設計中需要重點考慮的人體尺寸確定使用設備或設施的人群，從而建立需要考慮的尺寸範圍確立所要適用的設計原則（極端設計，可調(diào)範圍設計或平均設計）在有些情況下需要選擇適應人口的比例（90%，95%等）或其他的相關設計問題；為總體確立人體測量數(shù)據(jù)表，抽出相關值；如果需要穿特別的衣物，增加適度的寬容（有些可以查閱人體測量的文獻）；建立所設計的設備或設施的同尺寸的實體模型，利用實體模型，選擇極端的使用者完成典型的任務。世界上所有的人體測量數(shù)據(jù)都不能代替這種實體模型。

以上的流程是人因工程師提出的統(tǒng)一可遵循的流程。在特定的設計中應用人體測量數(shù)據(jù)時，由於變數(shù)環(huán)境以及設施所服務的群體都會存在差異，所以並不存在一種在任何情況下都可以使用的設計流程，因視情況而定Pheasant在1986年提出的工業(yè)裝配任務中的最優(yōu)和滿意工作臺高度的標準設計：具體的程式1、任務分析：裝配線生產(chǎn)2、使用對象：中國成年男性3、確定適應度：4、標準：完成具有合理的力度和精確度的操作任務的最佳水準高度位於肘部之下的50mm和100mm之間。5、人體尺寸的數(shù)據(jù)：身體尺寸，包括均值、標準差、對衣物調(diào)整之後的數(shù)據(jù)等3.3.3基於人體測量的作業(yè)工具及環(huán)境設計流程案例(例如設計工作臺的高度)3.3.3基於人體測量的作業(yè)工具及環(huán)境設計流程案例(例如設計工作臺的高度)任務不同：給盒子貼標籤裝配使用顯微鏡工作特點不同：精細作業(yè)輕作業(yè)重作業(yè)3.4中國常用人體測量數(shù)據(jù)中國的人體尺寸1989年7月1日實施的GB10000-88《中國成年人人體尺寸》，適用於工業(yè)產(chǎn)品、建築設計、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術改造設備更新及勞動安全保護。標準中所列數(shù)值，代表從事工業(yè)生產(chǎn)的法定中國成年人（男18～60歲，女18～55歲）。表列數(shù)值均為裸體測量的結果，在用於設計時，應根據(jù)各地區(qū)不同的著衣量而增加餘量。表列數(shù)值均為標準立、坐姿。如果用於其他立、坐姿的設計（例如放鬆的坐姿），要增加適當?shù)男拚?。由於我國地域遼闊，不同地區(qū)間人體尺寸差異較大，故根據(jù)局部人體測量資料，將全國劃分為以下六個區(qū)域，即:①東北、華北區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、北京、天津、河北。②西北區(qū)包括甘肅、青海、陝西、山西、西藏、寧夏、河南、新疆。③東南區(qū)包括安徽、江蘇、上海、浙江。④華中區(qū)包括湖南、湖北、江西。⑤華南區(qū)包括廣東、廣西、福建。⑥西南區(qū)包括貴州、四川、雲(yún)南。圖人體尺寸部位標號圖序標號測量專案男性（18～60）女性（18～55）5%50%95%5%50%95%3-3（a）1身高1583167817751484157016592眼高1474156816641371145415413上臂長2893133382622843084前臂長2162372581932132345大腿長4284655054024384766小腿長3383694033133443767足寬88961038188958頭最大寬1451541641411491589頭全高20622324120021623210最大肩寬398431469363397438《中國成人人體尺寸》示例身高mm體重kg3.4中國常用人體測量數(shù)據(jù)人體各部分尺寸與身高的相關計算3.4中國常用人體測量數(shù)據(jù)根據(jù)GB10000-88《中國成年人人體尺寸》給定的人體尺寸數(shù)據(jù)的均值，推算出我國成年人（男18～60歲，女18～55歲）人體各部分尺寸與身高H的比例關係如圖所示3.5人體測量的應用電腦技術在人體測量中的應用人體範本：二維和三維Mannequin設計評價系統(tǒng)：Jack坐姿人體模版?zhèn)纫晥D

坐姿人體模版俯視圖

坐姿人體模版正視圖

3.5人體測量的應用人體模版用於小型騎車駕駛室設計

人體模版用於拖拉機駕駛室設計

3.5人體測量的應用工作空間及通道的設計

4.1神經(jīng)系統(tǒng)與感覺神經(jīng)系統(tǒng)視覺聽覺、觸覺和嗅覺本體覺4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)1.神經(jīng)系統(tǒng)的組成及功能神經(jīng)系統(tǒng)是由包括腦和脊髓的中樞神經(jīng)以及遍佈全身各處的周圍神經(jīng)所組成人體的主導系統(tǒng)，全身各器官、系統(tǒng)均在神經(jīng)系統(tǒng)的統(tǒng)一控制和調(diào)節(jié)下，互相影響、互相協(xié)調(diào)，保證人體的統(tǒng)一及其與外界環(huán)境的相對平衡在此過程中，首先是借助於感受器接受體內(nèi)外環(huán)境的各種資訊，通過腦和脊髓各級中樞的整合，最後經(jīng)周圍神經(jīng)控制和調(diào)節(jié)各個系統(tǒng)的活動，從而使機體得以反應多變的外環(huán)境，同時也調(diào)節(jié)著機體內(nèi)環(huán)境的平衡從心理學角度看，人的一切心理和意識活動也是通過神經(jīng)系統(tǒng)的活動實現(xiàn)的，因此，神經(jīng)系統(tǒng)也是心理現(xiàn)象的物質(zhì)基礎4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)1.神經(jīng)系統(tǒng)的組成及功能神經(jīng)主要是由神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞構成

神經(jīng)元也稱神經(jīng)細胞，是神經(jīng)系統(tǒng)的結構、功能和營養(yǎng)的基本單位，具有感受體內(nèi)外刺激、整合資訊和傳導資訊的功能神經(jīng)膠質(zhì)細胞分佈在神經(jīng)元周圍，構成網(wǎng)狀支架，對神經(jīng)元起支持、絕緣、營養(yǎng)、防禦等作用4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)1.神經(jīng)系統(tǒng)的組成及功能神經(jīng)元組成：胞體、樹突和軸突Neurons-SomaChapter2.ThenervoussystemPrincipleofNeuralScience軸丘滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

高爾基器多核糖蛋白質(zhì)

線粒體

細胞膜粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體微管

細胞核4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)

解剖學術語：矢狀面——

水平面——

冠狀面——4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)——腦腦是中樞神經(jīng)的高級部位，位於顱腔內(nèi)，由大腦半球、間腦、中腦、腦橋、延髓和小腦六部分組成。通常把中腦、腦橋和延髓合稱為腦幹，有時也將間腦列入腦幹

腦幹參與傳導上、下行神經(jīng)衝動，是大腦半球與脊髓之間的聯(lián)絡通路大腦半球位於中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最高部位，被一條縱裂分為左、右兩個半球。半球表面被覆2~5mm厚的灰質(zhì)細胞層，稱為大腦皮質(zhì)（層）。大腦皮質(zhì)大約含有140億神經(jīng)細胞，是統(tǒng)一機體的最高神經(jīng)中樞。正是由於大腦皮質(zhì)含有極大量的神經(jīng)元以及它們相互聯(lián)繫的廣泛性和複雜性，才使得大腦皮質(zhì)具有了完善的分析、綜合能力，成為人類思維和語言的物質(zhì)基礎

4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)——腦大腦外側面大腦內(nèi)側面大腦底面4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)——腦大腦皮層的各個不同區(qū)域在功能上具有不同的分工，如感覺區(qū)和運動區(qū)，但皮質(zhì)各區(qū)域這種功能上的分工又不是絕對的，一個區(qū)域只是執(zhí)行某一種功能的核心部位，皮質(zhì)的其他區(qū)域也分散有類似的功能。故中樞損傷的人依靠皮質(zhì)其他功能區(qū)域的代償，不會完全喪失該中樞所管理的功能4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)——腦圖4-1人大腦皮層的各功能區(qū)示意圖

4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)2.中樞神經(jīng)系統(tǒng)——脊髓脊髓是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最低級部位，位於脊柱的脊椎管內(nèi)，其上端進入顱腔擴展成為大腦的延髓部分

脊髓的功能有二，一是傳導功能，來自軀幹、四肢和大部分內(nèi)臟的各種刺激通過脊髓傳導至腦，而腦的活動又通過脊髓傳導至軀體和內(nèi)臟，脊髓是脊神經(jīng)與腦之間的神經(jīng)傳導通路二是反射功能，脊髓可以完成一些簡單的軀體反射和內(nèi)臟反射，如腱反射、屈肌反射和行走反射等

4.1.1神經(jīng)系統(tǒng)3.周圍神經(jīng)系統(tǒng)周圍神經(jīng)系統(tǒng)是由腦和脊髓發(fā)出，其末梢分佈於身體各器官和組織的神經(jīng)系統(tǒng)，包括脊神經(jīng)、腦神經(jīng)和植物性神經(jīng)

周圍神經(jīng)的功能有二：一是接受來自體內(nèi)外的各種刺激並將其傳導至中樞神經(jīng)；二是傳遞由中樞神經(jīng)發(fā)出的指令並完成運動反應

4.1.2視覺1.視覺特徵——視角視角指物體上兩點間光線射入瞳孔在光心（節(jié)點）處交叉所形成的夾角

距離相同時，物體的大小與視角成正比，同一物體的距離遠近與視角成反比。正常人能分辨的最小視角為1分，此時，反映在視網(wǎng)膜上的物像兩點的距離正好相當於一個視錐細胞的直徑

人眼球的基本結構4.1.2視覺4.1.2視覺1.視覺特徵——視角視角的計算式：α=2arctgD/2Lα—視角（度）；D—視看對象兩點間距離；L—眼至視看對象的距離。

圖4-2視角

4.1.2視覺1.視覺特徵——視力視力為眼睛分辨物體細部的最大能力，即分辨兩點間的最小距離

通常由視力表測定，視力表有12行大小不等，方向各異的“E”字，愈往下愈小。當被測者站在5m遠處觀看第10行的“E”字，若能分辨清楚，表明視力為1（現(xiàn)行對數(shù)視力表為5分）。正常人眼在視距25cm時，能分辨的最小距離為0.075mm4.1.2視覺1.視覺特徵——視力在實際應用中，視力通常是以視角（確定被看物尺寸範圍的兩端點光線入射眼球的相交角度）來表示的：4.1.2視覺1.視覺特徵——視力視力隨照度、背景亮度和物體與背景的對比度（反差）的遞增而增大。下圖所示為白色背景黑色物體，作為測試條件，臨界視角與背景亮度的關係曲線。由曲線可知，背景亮度由零遞增到600坎/平方米（cd/m2）時，視力相應增加；超過600cd/m2時，視力就很難提高了

4.1.2視覺1.視覺特徵——視野與視力範圍視野是指當頭部和眼球固定不動時，所能看到的空間範圍。正常人的視野大致相同

人在水平面內(nèi)的視野範圍是：雙眼的最大視區(qū)在左右60°以內(nèi)的區(qū)域，在這個區(qū)域裏還包括字、字母和顏色的辨別範圍：辨別字的視線角度為10°~20°；而辨別字母的視線角度為5°~30°。在各自的視線範圍以外，字和字母逐漸消失。對於特定顏色的辨別，視線角度為30°~60°。人最敏銳的視力是在標準視線每側1°的範圍內(nèi)

在垂直面內(nèi)人的視野是：以視線水準時為0°基準，人的最大視區(qū)為視平線以上50°和視平線以下70°。顏色的辨別區(qū)域為視平線以上30°，視平線以下40°。實際上人的自然視線是低於標準視線的。在一般狀態(tài)下，立姿時自然視線低於水平線10°，坐姿時低於水平線15°；立姿鬆弛狀態(tài)下的自然視線偏離標準線30°；坐姿鬆弛狀態(tài)下的自然視線偏離標準線38°；垂直面內(nèi)人的最佳視區(qū)在低於標準視線30°的區(qū)域裏

4.1.2視覺1.視覺特徵——視野與視力範圍圖4-4垂直視野和水準視野（a）垂直面內(nèi)的視野；（b）水平面內(nèi)的視野

4.1.2視覺1.視覺特徵——視野與視力範圍各種顏色對眼睛的刺激是不一樣的，因此，視野也不相同。從圖4-5可得白色視野最大，其次為黃和藍，再次為紅色，而綠色的視野最小

圖4-5不同顏色的視野

4.1.2視覺1.視覺特徵——視野與視力範圍人的正常視力範圍比視野要小些，因為視力範圍是要求能迅速，清晰的看清目標的細節(jié)，所以只能是視野的一部分。頭部和眼球轉動時，都可增加視力範圍。頭部不動，只動眼球時，視力範圍可達120°，頭部和眼球都動時，視力範圍可達220°視力範圍與目標距離有關。目標在560mm處最為適宜，小於380mm時會發(fā)生目眩，大於760mm時，細節(jié)看不清。此外，觀察時頭部轉動角度，左右均不宜超過45°，上下也不宜超過30°。當視線轉移時，約97%的視覺是不真實的，所以要避免再轉移視線時進行觀察4.1.2視覺1.視覺特徵——視距視距是人在作業(yè)中正常的觀察距離

不同的工種對視距的要求也不同，一般來說，工作精度越高，所需視距就越小在正常作業(yè)中，通常採用38~76cm的視距範圍只有很好地瞭解人的視覺機能，我們才可能根據(jù)人的視覺特點，合理佈置作業(yè)空間，減少視覺疲勞，提高作業(yè)效率

4.1.2視覺1.視覺特徵——視距作業(yè)類型示例視距離固定視野直徑作業(yè)姿勢最精細的作業(yè)安裝最小部件（表、電子元件等）12~2520~40坐姿精細作業(yè)安裝收音機、電視機等25~3540~60坐姿或站姿中等粗活印刷、機床操作等<50<80坐姿或站姿粗活包裝、粗磨等50~15030~250站姿遠視黑板、開汽車>150>250坐姿或站姿表4-1作業(yè)精度與視距的關係（單位：cm）

4.1.2視覺1.視覺特徵——明適應和暗適應視網(wǎng)膜的兩種感光細胞具有不同的感光機能視桿細胞對弱光敏感，在微光下產(chǎn)生暗視覺（Scotopicvision）。視桿細胞有缺陷的人，產(chǎn)生“夜盲癥”視錐細胞對強光和色光敏感，在強光下產(chǎn)生明視覺（PhotopicVision）和色覺（ColorVision）。視錐細胞不完全的人，可呈現(xiàn)色盲。4.1.2視覺1.視覺特徵——明適應和暗適應視距是人在作業(yè)中正常的觀察距離

明適應：人由暗處進入明處，最初不能辨認物體，感到很刺眼，經(jīng)過約1分鐘左右，視錐細胞恢復了功能，便能看清物體

暗適應：人由明處進入暗處，最初感覺什麼也看不見，但經(jīng)過一定的時間後，逐漸看到黑暗中的物體的輪廓，約25到30分鐘後，便充分達到適應的程度。這時，視桿細胞發(fā)揮了功能，視錐細胞暫時失去了作用

頻繁的明暗適應會增加眼睛的疲勞，使視力迅速下降，所以工作場所的照明力求均勻穩(wěn)定。局部照明和一般照明的照度，如果相差懸殊，操作者既要注意零件加工，又要轉視他處事物，就有個適應過程，影響視力和效率

4.1.2視覺1.視覺特徵——對比度人眼要能辨別某一背景前的物體，必須使背景與零件有一定的對比度

對比度可以分為亮度對比和顏色對比亮度對比

人眼能分辨的對象與背景的最小亮度差與背景的最小亮度之比叫做臨界對比C

視力較好者，臨界對比約為0.01

臨界對比的倒數(shù)叫做對比感度Sc（Sc=1/C）。對比感度大的人能辨別小的亮度對比。對比感度與照度高低、對象物大小和觀察距離等因素有關。照明很差，亮度對比不明顯，可能引起虛假的視覺現(xiàn)象，對於判斷重要資訊產(chǎn)生不良影響

4.1.2視覺1.視覺特徵——對比度顏色對比

工作對象和背景的顏色對比，對於分辨清晰度的效果十分重要。據(jù)實驗證明，下列顏色對比較好：

藍——白；黑——黃；綠——白；黑——白；綠——紅；紅——黃；紅——白；橙——黑；黑——絳；橙——白。顏色辨別顏色辨別4.1.2視覺2.視覺運動規(guī)律眼睛的水準運動比垂直運動為快。即視物時往往先看見水準方向的東西，然後才看到垂直方向的東西。許多機器設計成長方形，就是根據(jù)此原理。視線習慣於從做到右，從上到下的運動，看圓形儀錶時，沿順時針方向比沿逆時針方向看得迅速。眼睛對水準方向的尺寸比對垂直方向估計得要準確。當眼睛偏離視中心時，對左上象限的觀察力優(yōu)於右上象限，對右上的觀察力卻優(yōu)於左下象限，右下象限最差。兩眼運動是協(xié)調(diào)的、同步的，不可能一只眼轉動，另一只眼睛不動；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看。

4.1.2視覺2.視覺運動規(guī)律對直線輪廓比曲線輪廓視覺易於接受。視覺快速轉動時，不易引起視覺注意。目標連續(xù)更換時，人的視覺有時會出現(xiàn)失真現(xiàn)象。例如，觀看曲線的時間久了，轉換直線時，會把直線看成曲線。識別資訊的細節(jié)，要靠視力中心。視力邊緣只能識別大致情況。對於運動目標，只有當運動的角速度大於1~2centdegree/s時，才能辨別出它的運動狀態(tài)。4.1.2視覺2.視覺運動規(guī)律此外，要看清物體，必須注視。注視是指兩眼同時停留在一個目標上，並且焦點也在此目標上。讀報時，眼睛並非作連續(xù)運動，而是接近一連串的跳動，從前一個視點跳到後一個視點，循序前進，直到讀完一行。

人眼看清一個目標，最少時間為0.07~0.3s，平均0.17s。照明昏暗，注視時間要加長。

4.1.2視覺3.錯覺錯覺（Illusion）是指人所獲得的印象與客觀事物發(fā)生差異的現(xiàn)象造成錯覺的主要原因有心理因素和生理因素人們在勞動實踐中可能發(fā)生的錯覺有以下幾類：視錯覺大小-重量錯覺空間定位錯覺顏色錯覺似動輪廓法則形狀競爭4.1.2視覺3.錯覺視錯覺

長度錯覺：判斷物體長度時，若兩端增添了附加物，可導致長短不同的錯覺。4.1.2視覺3.錯覺視錯覺

方位錯覺：若一物體被它物隔開分成兩段，或由於附加物的干擾而歪曲了本身形象4.1.2視覺3.錯覺視錯覺

透視錯覺：同樣大小的物體呈現(xiàn)出遠小近大的感覺。

透視有下列規(guī)律：同樣大小的物體，近大遠小，越遠越小，直到消失在視平線上；與畫面並行的同樣長短的物體，越遠越短，但方向不變；距離相等的許多物體，越遠顯得越密；同樣高低的物體，在視平線以上的位置，越遠越低；在視平線以下的位置，越遠越高。4.1.2視覺3.錯覺視錯覺

對比錯覺：同樣大小的物體，若其周圍存在同樣形狀而大小不同的物體，便會引起對比錯覺4.1.2視覺3.錯覺大小-重量錯覺

觀察者對兩個重量相同而大小不一的物體進行知覺時，會產(chǎn)生一種小物體比大物體更重的不正確的知覺例如有兩個零