第一章 人因工程學概述

人因工程HumanFactorsEngineering，Ergonomics華北電力大學電力經(jīng)濟管理教研室王永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、環(huán)境相互關(guān)系有比較全面了解和認識，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)境布置等提出科學的建議和要求，為人-機-環(huán)境系統(tǒng)建立合理可行的方案，以達到提高作業(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。第一章人因工程學概述第一章人因工程學概述第一節(jié)學科概述第二節(jié)人因工程學的重要性及應(yīng)用第三節(jié)人因工程學的基本原理和研究方法第四節(jié)人因工程學與其他學科的關(guān)系第一節(jié)學科概述一、人因工程學的定義美國——人因工程學（HumanFactorsEngineering）歐洲和其他國家——工效學（Ergonomics)部分學者——人類工程學（HumanEngineering）心理學家——工程心理學（EngineeringPsychology）

1.WhatisHumanFactors

什么是人機工程學WhatisHumanFactors

什么是人機工程學Fittingthetasktotheperson使機器適應(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、人因工程學的定義國際人類工效學會：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科?！吨袊髽I(yè)管理百科全書》將人機工程學定義為：研究人和機器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合，使設(shè)計的機器與環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點，達到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適的目的。綜上所述可以認為：人因工程學是以人的生理、心理特性為依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)工程的觀點，分析研究人與機械、人與環(huán)境以及機械與環(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—環(huán)境的配合達到最佳狀態(tài)的工程系統(tǒng)提供理論和方法的科學。因此，人因工程學可定義為：按照人的特性設(shè)計和改善人—機—環(huán)境系統(tǒng)的科學。人——指操作者或使用者；機——泛指人操作或使用的物，可以是機器，也可以是用具、工具或設(shè)施、設(shè)備等；環(huán)境——是指人、機所處的周圍環(huán)境，如作業(yè)場所和空間、物理化學環(huán)境和社會環(huán)境等；人—機—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以及它們所處的周圍環(huán)境所構(gòu)成的系統(tǒng)，簡稱人—機系統(tǒng)。二、具體含義說明第一節(jié)學科概述三、人因工程學的特點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、人因工程學的發(fā)展史發(fā)展史萌芽時期（20世紀初期）人因工程學的興起時期（1910—1940年）人因工程學的成長時期（1940—1960年）人因工程學的發(fā)展時期（1960年以后）

第一節(jié)學科概述早期歷史—萌芽階段20世紀前期（以機器為中心）

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

Taylor,LillianGilbreth（人機學研究的先軀）：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。德國心理學家閔斯托伯格倡導(dǎo)將心理學應(yīng)用實踐，其代表作《心理學與工業(yè)效率》，提出了心理學對人在工作中的適應(yīng)與提高效率的重要性。第一節(jié)學科概述學科興起階段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行了長達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)機器）第一節(jié)學科概述學科成長階段1940—1960年這一階段主要研究如何設(shè)計機器使其適應(yīng)人的生理、適理特征和人的能力限度，從人適應(yīng)機器到機器適應(yīng)人的新階段，為人因工程學奠定基礎(chǔ)。1945年人因工程職業(yè)誕生，第一本有關(guān)人機的書《應(yīng)用實驗心理學：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，由工效學協(xié)會出版《工效學》雜志；1960年國際人類工效學會（IEA）成立。（使機器適應(yīng)人）第一節(jié)學科概述發(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)美國學者研究，這幾起災(zāi)難重要原因是不恰當?shù)娜艘蛟O(shè)計。這階段發(fā)展趨勢：（1）研究領(lǐng)域不斷擴大；（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)學科概述第一節(jié)學科概述我國人因發(fā)展進程1930年清華大學開了工業(yè)心理學課程。1935年陳立出版了《工業(yè)心理學概況》，是我國最早介紹工業(yè)心理學的著作。1980年我國成立中國人類工效學標準技術(shù)委員會。1984年我國成立軍用人－機－環(huán)境系統(tǒng)工程標準化技術(shù)委員會。1989年成立中國人類工效學學會。1991年成為《國際人類工效學協(xié)會》正式成員。第二節(jié)人因工程學的研究內(nèi)容及應(yīng)用范圍對象舉例例子產(chǎn)品和工具設(shè)計及改進機電設(shè)備機床、計算機、農(nóng)業(yè)機械交通工具飛機、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)、物品搬運作業(yè)、辦公室作業(yè)等環(huán)境的設(shè)計與改進聲、光、熱、色彩震動、塵埃、氣味等環(huán)境工廠、車間、控制中心、計算機房、辦公室、駕駛室、生活用房等一、應(yīng)用范圍由于各國學科和工業(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－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）研究人機系統(tǒng)總體設(shè)計

（3）研究人機界面設(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，以改進人－機－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、訓練和能力開發(fā)，改進績效，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)實的人一機一環(huán)境系統(tǒng)中存在的問題，為進一步開展分析、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）

運用人的主觀感受對系統(tǒng)的質(zhì)量、性質(zhì)等進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。其目的是按一定標準分級，評定對象的大小、優(yōu)劣等。

第三節(jié)人因工程學研究的方法和步驟

心理測量的對象：

對產(chǎn)品或系統(tǒng)的特定質(zhì)量、性質(zhì)進行評價，如對聲壓、照度、重量和表面狀況等進行評價，可以借助儀器測量。對產(chǎn)品或系統(tǒng)的整體進行綜合評價，如舒適性、使用性、滿意度、感覺、購物動機等進行評價。主要由人來評價。（4）心理測驗法是以心理學中的有關(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。第三節(jié)人因工程學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。常模是某個標準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。第三節(jié)人因工程學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)、感覺器官和運動器官；機具的三要素是機器本體、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)人因工程學研究的方法和步驟1、機具的研究步驟（1）確定目的及功能；（2）人與機具的功能分配；（3）模型的描述；（4）分析（人的特性、機器特性、系統(tǒng)的特性）；（5）模型的實驗；（6）機具的設(shè)計與改進。三、人因工程學研究步驟第三節(jié)人因工程學研究的方法和步驟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)人員的特性進行測量、數(shù)據(jù)分析；（5）提出作業(yè)各種方案并進行評價；（6）對作業(yè)進行設(shè)計與改進和評價。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）提出多種方案并進行評價；（4）對環(huán)境進行設(shè)計與改進和評價。第三節(jié)人因工程學研究的方法和步驟第四節(jié)人因工程學的相關(guān)學科人因工程學管理科學醫(yī)學人體測量生理學人體解剖勞動醫(yī)學環(huán)境醫(yī)學生物力學