第1章人因工程学概论

第二种表述方法
环境适应人 人适应人 人适应机器 机器适应人 (Human to human)(Human to machine) (Machine to human) (Environment to human)
人的功效 (Personnel ergonomics)
人体工程 (Human engineering anthropotechnik)
1.1.2 学科的定义
研究人在某种工作环境中的解剖学、 研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学 和心理学等方面的各种因素； 和心理学等方面的各种因素； 研究人和机器及环境的相互作用； 研究人和机器及环境的相互作用； 研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统 研究在工作中、 一考虑工作效率、人的健康、 一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适性等问 题的学科。 题的学科。
人因工程学
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课件目录
第1章 章 第2章 章 第3章 章 第4章 章 第5章 章 第6章 章 第7章 章 第8章 章 人因工程学概论 人因工程学系统分析 人体测量与数据应用 人体感知与运动特征 人的心理与行为特征 人机的信息界面设计 人与环境的界面设计 人因工程发展新趋势
第1章 人因工程学概论 人因工程学 工程学概论
d. 人-机关系的研究 主要包括静态人-机关系、动态人-机关系研究和多媒体技术在人 -机关系中的应用三个方面。静态人-机关系研究主要有作业域的布 局与设计；动态人-机关系研究主要有人、机功能分配研究（人、 机功能比较研究，人、机功能分配法研究，人工智能研究）和人机界面研究（显示和控制技术研究，人-机界面设计及评价技术研 究）。 e. 人-环关系的研究 主要包括环境因素对人的影响，个体防护及救援方案的研究。 f. 机-环关系的研究 主要包括与人机工程相关的机-环关系及特性的研究。 g. 人-机-环系统总体性能的研究 主要包括人-机-环境系统总体数学模型的研究，人-机-环境系统 全数学模拟、半物理模拟和全物理模拟技术方面的研究，人-机-环 境系统总体性能（安全、高效、经济）的分析、设计和评价，虚拟 现实(virtual reality)技术在人-机-环境系统总体性能研究中的 应用。
1.3.2 研究方法
1. 观察法 可借助摄影或录象 2. 实测法 借助仪器进行实际测量，见图1-1 借助仪器进行实际测量，见图1 3. 实验法 在实验室或作业现场进行多次反复观 见图1 测，见图1-2 4. 模拟和模型试验法，见图1-3 模拟和模型试验法，见图1 模拟：假人模型冲击 虚拟技术 模拟：假人模型冲击/虚拟技术 模型：输入 系统 系统—输出 模型：输入—系统 输出
1.2.3 现代人因工程学（60年代以来） 年代以来） 现代人因工程学（60年代以来
现代人因工程学有三个特点： 现代人因工程学有三个特点： 1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超越人 ）着眼于机械设备的设计， 的能力极限，而不是让人去适应机器。 的能力极限，而不是让人去适应机器。 2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广 ）密切与实际应用相结合， 泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。 泛实验性研究，进行具体的机械装备设计。 3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、数 ）综合心理学、生理学、功能解剖学、物理学、 学、工程学各方面的知识。 工程学各方面的知识。 研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研究，从而 研究方向：把人 机 环境作为一个整体来研究， 环境作为一个整体来研究 获得系统的最高综合效能。 获得系统的最高综合效能。
1.3 人因工程学的研究内容与方法 1.3.1 学科的研究内容 研究内容具有多样性、应用性和灵活性。 研究内容具有多样性、应用性和灵活性。 主要包括以下几个方面： 主要包括以下几个方面： 1）人体特性的研究：主要研究在工业 ）人体特性的研究： 与工程中与人体有关的问题。 与工程中与人体有关的问题。 2）工作场所和信息传递装置的设计： ）工作场所和信息传递装置的设计： 主要研究如何设计合适的环境及信息传递 装置，使人可以舒适高效的工作。 装置，使人可以舒适高效的工作。
人因工程学的相关学科
1.人体科学方面： 人体科学方面：
生理学、心理学、人体解剖学、人体测量学、运动生 物力学；
wenku.baidu.com
2.安全科学方面： 安全科学方面：
劳动卫生学、劳动保护学、安全心理学；
3.环境科学方面： 环境科学方面：
环境保护学、环境监测学、环境卫生学、环境医学、 环境心理学；
4.技术科学方面： 技术科学方面：
机
环境
人-机-环境系统研究内容示意图
a. 人的特性的研究 主要包括人的工作能力研究，人的基本素质的测 试与评价，人的体力负荷、智力负荷和心理负荷研 究，人的可靠性研究，人的数学模型（控制模型和 决策模型）研究，人体测量技术研究，人员的选拔 和训练研究。 b. 机器特性的研究 研究与人因工程相关的机器特性及其建模技术。 c. 环境特性的研究 研究与人因工程相关的环境特性及其建模技术。
5. 计算机数值仿真法，见图 计算机数值仿真法，见图1-4 6. 分析法 a.瞬间操作分析法 瞬间操作分析法 b.知觉与运动信息分析法 知觉与运动信息分析法 C.动作负荷分析法 动作负荷分析法 d.频率分析法 频率分析法 e.危象分析法 危象分析法 f. 相关分析法 7. 调查研究法：各种调查研究的方法（抽样/询问 调查研究法：各种调查研究的方法（抽样 询问/ 询问 问卷） 问卷）注重测试方法的可靠性和有效性 可靠性（一致性）：重复实验时，结果应一致. ）：重复实验时 可靠性（一致性）：重复实验时，结果应一致 有效性：测试结果能真实反映所评价的内容. 有效性：测试结果能真实反映所评价的内容
1.2 人因工程学的起源与发展
1.2.1 经验人因工程学（20世纪初 二次大战） 经验人因工程学（ 世纪初 二次大战） 世纪初~二次大战 特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、 特点：机械设计的的主要着眼点在于力学、 电学、热力学等工程技术的原理设计上；在人机 电学、热力学等工程技术的原理设计上； 关系上是以选择和培训操作者为主， 关系上是以选择和培训操作者为主，使人适应于 机器。 机器。
工业设计、工程设计、机械工程、电气电子工程、安 全工程、系统工程、管理工程、信息论、控制论、计 算机；
5.社会科学和美学
附录 本章所附插图
图1-1
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图1-2
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图1-3
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图1-4
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图1-5
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1.4人因工程学体系及其应用领域 人因工程学体系及其应用领域
1.4.1 学科的体系 人因工程学是一门综合性边缘学科， 人因工程学是一门综合性边缘学科，主要是 “人体科学”、“技术科学”和“环境科学”之 人体科学” 技术科学” 环境科学” 间的有机融合， 1-5加以描述 加以描述。 间的有机融合，由图1-5加以描述。 1.4.2学科的应用 学科的应用
环境功效 (Environment ergonomics)
系统功效 (System ergonomics)
系统功效研究内容示意图
a. 人的功效 主要研究人员选拔与训练，使其在生理与心理上与职业工作和机器相适应。 b. 人体工程 研究机器设备与人的适应性，使他们共同工作的效率、安全性、经济性、舒适 性达到最佳效果。主要研究内容包括： （1）机器适应人的硬件功效问题(Hardware ergonomics)，主要研究人体测量 学、工作域（人的工作姿态、座椅、显示/控制器、环境）功效设计等； （2）机器适应人的软件功效问题(Software ergonomics)，主要研究人-计算 机-显示系统最佳匹配的功效规律及设计方法； （3）机器适应人的认识功效问题(Cognition ergonomics)，主要研究人与信 息系统之间信息交互、决断的功效规律及系统设计，使信息系统与人的认识过程 相适应。 c. 环境功效 研究环境适应人的生活和工作的防护及控制方法，即人与环境或人机系统与环 境在共处中，研究环境（气候、照明、噪声等等）适应人的生活和工作要求的措 施。 d. 系统功效 研究提高人-机系统效率的途径及系统优化设计方法。研究和设计的依据为： 人、机的特点及能力，工效及系统任务要求等。
1.1 人因工程学的命名与定义 人因工程学Human Engineering： 人因工程学Human Factors Engineering： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。 1.1.1 学科的命名 人类工程学Human 1. 人类工程学Human Engineering 2.人机工程学 Man人机工程学（ 2.人机工程学（Man-Machine Engineering) 3. 工效学 Ergonomics＝ergon（工作、劳动） Ergonomics＝ergon（工作、劳动） nomos（规律、规则） ＋nomos（规律、规则）
任务要求
显 示
人
控 制
机
系统输出
环
境
人 机 -环境系统示意图
人因工程学的研究内容的两种表述方法：
1.在国家军用标准GJB-90 ‘人-机-环境 系统工程术语’中的表述方法； 2.与欧美国家类同的系统功效（system ergonomics）的表述方法；
第一种表述方法
人
人-机 人-机 -环境 系统 机-环 人-环
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益 ）环境控制与安全保护： 出发， 出发，如何设计环境及进行安全保护以保证人在 长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。 长期工作下健康不受影响，事故危险性最小。 4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能 ）人机系统的总体设计： 的高低主要取决于它的总体设计， 的高低主要取决于它的总体设计，即在整体上使 与人体相适应， “机”与人体相适应，解决好人与机器之间的分 工和机器之间信息交流的问题可， 工和机器之间信息交流的问题可，使二者取长补 各尽所长。 短，各尽所长。 5） 人因工程学发展动向的研究。 ） 人因工程学发展动向的研究。
1.2.2 科学人因工程学（二次大战~50年代末） 科学人因工程学（二次大战~50年代末） 年代末
由于设计不当和缺乏训练， 由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意外 事故的发生，这使人们意识到“人的因素” 事故的发生，这使人们意识到“人的因素”的重 要性，意识到只有工程技术知识是不够的， 要性，意识到只有工程技术知识是不够的，还必 须有生理学、心理学、人体测量学、 须有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等 学科方面的知识。 学科方面的知识。 这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设 这一阶段的发展特点是： 使机器适应于人。 计中“人的因素” 力求使机器适应于人 计中“人的因素”，力求使机器适应于人。