人因工程学知识点

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一

1.人因工程的定义：

1）研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题。

2）研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特征，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。

2. 人因工程学就是按照人的特性设计和改进人—机—环境系统的科学。人—机—环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操作的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，简称人---机系统。

人是处于主体地位的决策者，也是操纵者或使用者；机是指人所操纵或使用的一切物的总称，它可以是机器，也可以是设施、工具或用具等；环境是人、机所处的物质和社会环境。人、机、环境在其构成的综合系统中，相互依存、相互制约和相互作用，完成特定的工作过程。

3. 发展过程：

1）20世纪初：泰勒最早提出，特点：以机器为中心，让人去适应机器。

2）一战初至二战前：主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。霍桑试验

3）二战到20世纪60年代：从人适应机器转入到机器适应人的新阶段。

4）20世纪60年代后：研究领域不断扩大，应用范围越来越广泛，在高技术领域发挥特殊作用。

4. 人因工程学的主要研究对象是人---机---环境系统。在研究中特别注意客观性和系统性。客观性是指研究者在工作中应坚持实事求是的科学态度，根据客观事实的本来面目去揭示事物的内在的规律性，不能以个人主观臆断解释客观事实。

5.主要研究方法：

1）调查法：是获取有关研究对象资料的一种基本研究方法。包括：

（1）访谈法。通过询问交谈来收集资料。

（2）考察法。实地考察，发现系统的问题，为开展分析、实验和模拟提供资料。

（3）问卷法。根据研究目的，以问卷或量表的形式收集答案。

2）观测法：研究者通过观察、测定和记录自然情境下发生的现象来认识研究对象的一种方法。观测者不介入研究对象的活动中

3）实验法：在人为控制的条件下，排除无关因素的影响，系统地改变一定变量的因素，以引起研究对象相应变化来进行因果推论和变化预测的一种研究方法。分两种：

（1）实验室实验：借助专门的实验设备，在对实验条件严加控制的情况下进行。有助于发现事件的因果关系，并允许对实验结果进行反复验证，缺点是使实验情境带有极大的人为性质，可能干扰实验的客观性。

（2）自然实验（现场实验）：虽然也对实验条件进行适当的控制，但实验是在正常的情境中进行的。实验结果比较符合实际情况，但很难得到精密的实验结果。

（3）实验法中一般采用的三类指标：

【1】操作者绩效指标【2】生理指标【3】主观评价，操作者的主观感受。

干扰变量按其来源可分为：个体差异、环境干扰条件、实验污染三个因素。实验中采用实验控制法使干扰变量减小到最低限度。4）心理测量法：对人的主观感受进行度量，运用人的主观感受对系统的质量、性质等进行主观评价和判定的一种方法，即人对事物客观量作出主观感觉评价。

心理测量对象分为两类：【1】A类：对产品或系统的特定质量、性质进行评价；

【2】B类：对产品或系统的整体进行综合评价。

5）心理测验法：以心理学中有关个体差异理论为基础，将操作者个体在某种心理测验中的成绩与常模作比较，用以分析被试心理素质特点。

6）图示模型法：采用图形对系统进行描述，直观反映各要素之间的关系。多用于机具、作业与环境的设计与改进，特别适于分析人机之间的关系。

三要素图示模型：一种静态图示模型。人的三要素：中枢神经系统、感觉器官、运动器官。机具的三要素：机器本体、显示器、控制器。

6. 效度与信度

1）要准确地揭示人机系统的规律性，就必须使用的方法具有可靠性（信度）与有效性（效度）。

2）效度：指研究结果能真实的反映所评价的内容。分为：内部效度、外部效度。

3）信度：指研究方法和研究结果的可靠性，即多次测量的结果保持一致性的程度。

4）通常采用抽样的方法进行观察和测量。因此，样本的选择和测量结果的统计处理直接影响研究的效度与信度。

7. 研究步骤。

1）机具研究步骤：确定目的及功能、人与机具的功能分配、模型描述、分析、模型的实验、机具的设计与改进。

2）作业的研究步骤：确定作业的目的和实现该目的的功能、作业中人员和机具的功能分配、用作业模型表示作业对象的顺序数量时间等、对作业人员的特性和作业特性进行试验研究、提出方案，评价分析，得出最佳方案、进行设计、改进和评价，持续改进完善。

3）环境的研究步骤：确定目的，明确重点因素、分析研究环境因素对人的影响、提出方案，确定最优方案、对环境进行设计、改进和评价，不断完善。

二

1.感觉系统：人体接受外界刺激产生感觉的机构。

1）每种感觉系统主要由三部分构成：直接接收刺激的部分、传入神经（又称感觉神经）、神经中枢（特别是大脑皮层）。

2）视觉：由眼、视神经和视觉中枢的共同活动完成。

（1）80%以上的信息都是通过人的视觉获得；

（2）人眼所能感受的光线的波长为380---780nm，人能感觉不同的颜色，是眼睛接受不同波长光的结果；

（3）视觉是所有感觉中神经数量最多的感觉器；眼睛具有折光成像和感光换能两种作用；

（4）优点：在短时间获取大量信息；可利用颜色和形状传递性质不同的信息；对信息敏感，反应速度快；感觉范围广，分辨率高；不易残留以前信息的影响。

缺点：容易发生错视、错觉、容易疲劳。

3）听觉：人耳接受20—20000Hz的机械振动波，即声波刺激所引起的感觉。

（1）听觉系统主要包括：耳、传导神经、大脑皮层听区；听觉系统分为：外耳、中耳、内耳。

（2）声音的声压必须超过某一最小值，才能使人产生听觉。能引起有声音感觉的最小声压级称为听阈。不同频率，听阈不同。

（3）最佳可听频率范围是500---6000Hz。

4）平衡觉：人对自身姿势和空间位置变化的感觉。

5）味觉。味觉有甜、酸、苦、咸四种，称为四原味。味觉反应速度很慢，恢复原状也需要时间。在20----30C时，味觉最灵敏。

6）嗅觉

7）肤觉

2.肌肉系统

1）肌肉收缩的速度与肌肉收缩的张力有关。

3.人体活动能源

1）能量的供给通过体内能源物质的氧化或酵解来实现。通常将能源物质转化为热或机械功的过程称为能量代谢。

2）能源直接来自细胞中的贮能元----三磷酸腺苷（ATP）。释放29.3Kj的能量。

3）人体活动的供能系统：

（1）磷酸原（ATP--CP）系统：一种无氧产能，供能速度快、时间短，是爆发式活动能量的主要来源。

（2）乳酸能系统：无氧供能，乳酸过高，发生暂时性疲劳，导致活动能力下降。

（3）有氧氧化系统：能量大、持续时间长，供能速度慢。

4.能力：那些直接影响活动的效率，使活动顺利完成的个性心理特征。

三

1.微气候：指工作（或生活）场所所处的局部气候条件，主要包括：空气气温、空气湿度、气流速度（风速）、热辐射条件四

个参数。

2.空气的冷热程度叫气温；空气的干湿程度叫湿度，相对湿度在70%以上为高气湿，低于30%为低气湿，相对湿度小，人感

到凉爽；空气的流通速度叫做气流速度，主要由冷热空气对流所致；物体在绝对温度大于0K时的辐射能量为热辐射。

舒适的湿度一般为40%---60%。

3.微气候的综合评价：受气温、湿度、风速、热辐射的综合影响。主要评价指标：

1）不舒适指数。以人体对温度和湿度的感觉。舒伯特和希尔，湿度与气温的关系；

不足之处：没有考虑风速对人的影响。

2）有效温度：根据人体在微气候环境下，具有同等主诉温热感觉的最低气流速度与气温的等效指标。综合反映了人体对气温、湿度、气流速度和热辐射的感觉。没有考虑热辐射，只有：空气流速、干球温度、湿球温度。

3）三球温度指数（WBGT）：综合考虑了干球温度、相对湿度、平均辐射温度和风速4个环境因素的综合温标。自然湿球温度、干球温度、黑球温度。

特征是：不用直接测量气流速度（其值已在自然湿球温度上反映了）；当湿度很高、空气流速低时，使用此法较差。

4）卡他度。H越大，散热条件越好。

4.高温作业环境对人的影响

1）一般将热源散热量大于84KJ（m2*h）的环境叫做高温作业环境。

2）三种基本类型：

（1）高温、强热辐射作业。气温高，热辐射强度大，相对湿度较低；

（2）高温、高湿作业。气温高、湿度大；通风不良会形成湿热环境；

（3）夏季露天作业；

3）用直肠的温度表示人体的核心温度（=人脑温度=肝脏温度）。

4）热应激效应：人体产生的热量大于散热量时，人体产生热积累，促进呼吸和心跳加快，皮肤表面血管的血流量激烈增加，以实现体温调节。

热衰竭：由热疲劳引起的全身疲倦，食欲不振，体重减少，头痛、失眠、无力等症状。

长期处在高温，血压比常人高。

5.高温作业环境对人的生理影响：

1）对消化系统具有抑制作用；

2）对中枢神经具有抑制作用；

3）人的水分和盐分大量丧失；

4）高温及噪声联合作用损伤人的听力；

6.低温环境条件下人的生理反应：

1）皮肤血管收缩，体表温度降低，使其辐射和对流散热达到最小程度。导致神经兴奋性与传导能力减弱，出现痛觉迟钝和嗜睡状态。

2）冷应激效应：肌肉会因为寒冷而剧烈收缩抖动，以增加产热维持体温恒定的现象。