第一章 人因工程学概述课件

1、人因工程人因工程Human Factors Engineering ，Ergonomics华北电力大学电力经济管理教研室华北电力大学电力经济管理教研室王永利王永 课程目的课程目的（1）从工程的角度掌握人的生理、心理的特点，作业环境、）从工程的角度掌握人的生理、心理的特点，作业环境、人机界面、场所人因工程设计等知识中的基本概念和基本理人机界面、场所人因工程设计等知识中的基本概念和基本理论，对人、机、环境相互关系有比较全面了解和认识，树立论，对人、机、环境相互关系有比较全面了解和认识，树立以以“人人”为核心的思想。为核心的思想。（2）掌握人的行为方式、工作能力、作业限制

2、等特点，能够）掌握人的行为方式、工作能力、作业限制等特点，能够对工程设计、工作安排、环境布置等提出科学的建议和要求，对工程设计、工作安排、环境布置等提出科学的建议和要求，为人为人-机机-环境系统建立合理可行的方案，以达到提高作业者环境系统建立合理可行的方案，以达到提高作业者的作业能力、系统生产率、安全性和舒适性的目的。的作业能力、系统生产率、安全性和舒适性的目的。第一章第一章 人因工程学概述人因工程学概述第一章第一章 人因工程学概述人因工程学概述第一节第一节 学科概述学科概述第二节第二节 人因工程学的重要性及应用人因工程学的重要性及应用第三节第三节 人因工程学的基本原理和研究方法人因工程学的基

3、本原理和研究方法第四节第四节 人因工程学与其他学科的关系人因工程学与其他学科的关系第一节第一节 学科概述学科概述 一、人因工程学的定义一、人因工程学的定义美国美国人因工程学（人因工程学（Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering）欧洲和其他国家欧洲和其他国家工效学（工效学（Ergonomics)Ergonomics)部分学者部分学者人类工程学（人类工程学（Human EngineeringHuman Engineering）心理学家心理学家工程心理学（工程心理学（Engineering PsychologyEngineering Psy

4、chology） 1.What is Human Factors什么是人机工程学什么是人机工程学What is Human Factors什么是人机工程学什么是人机工程学Fitting the task to the person使机器适应人使机器适应人Making things user-friendly提高用户友好性提高用户友好性Working smarter, not harder讲究工作技巧讲究工作技巧The rules of work讲究作业规律讲究作业规律Fitting the task to the person使机器适应人使机器适应人Making things user-fri

5、endly提升用户友好性提升用户友好性 Example: F-14 Design实例实例ExampleWorking smarter, not harder讲究工作技巧讲究工作技巧The rules of work讲究作业规律讲究作业规律2.Objectives of Human Factors人机工程的研究对象人机工程的研究对象-1Enhance the effectiveness and efficiencyw Increased convenience of usew Reduced errorsw Increased productivity提高工作效率提高工作效率w 使用方便w 减少

6、失误w 提高产量Enhance effectiveness & efficiency 提高工作效率提高工作效率2.Objectives of Human Factors人机工程的研究对象人机工程的研究对象-2Enhance certain desirable human valuesw Improved safetyw Reduced fatigue and stressw Increased comfortw Greater user acceptancew Increased job satisfactionw Improved quality of life提升人身价值提升人身价值w 提

7、高安全性w 减少疲劳降低强度w 增加舒适性w 提高用户接受性w 提升工作满意度w 提升生活质量Enhance certain desirable human values 提升人身价值提升人身价值国际人类工效学会国际人类工效学会：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因素，研究人和机器及环境的相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、生活互作用，研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考虑工中和休假时怎样统一考虑工作效率作效率 、人的健康、安全和舒适等问题的学科、人的健康、安全和舒适等问题的学科。中国企业管理百科全书

8、中国企业管理百科全书将人机工程学定义为：研究人和将人机工程学定义为：研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与环境机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器与环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。安全、健康和舒适的目的。 综上所述可以认为：人因工程学是以人的生理、心理特性综上所述可以认为：人因工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全以及

9、机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人、舒适，人机机环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。论和方法的科学。 因此，人因工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人因此，人因工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人机机环境系统的科学。环境系统的科学。人人指操作者或使用者；指操作者或使用者；机机泛指人操作或使用的物，可以是机器，也可以是用具、泛指人操作或使用的物，可以是机器，也可以是用具、工具或设施、设备等；工具或设施、设备等；环境环境是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理

10、化学环境和社会环境等；物理化学环境和社会环境等；人人机机环境系统环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统，简称其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统，简称人人机系统。机系统。第一节第一节 学科概述学科概述 三、人因工程学的特点三、人因工程学的特点1 1、产品是为顾客服务的，设计时应始终把用户放在首位、产品是为顾客服务的，设计时应始终把用户放在首位2 2、必须意识到个体在能力和限制上的差异，并且充分考虑、必须意识到个体在能力和限制上的差异，并且充分考虑到这些差异对各种设计可能造成的影响。到这些差异对各种设计可能

11、造成的影响。3 3、强调设计过程中经验数据和评价的重要性，依靠科学方、强调设计过程中经验数据和评价的重要性，依靠科学方法和使用客观数据去检验假设，推出人类行为方式的基本数法和使用客观数据去检验假设，推出人类行为方式的基本数据。据。4 4、用系统观点考虑问题，意识到事物、过程、环境和人都、用系统观点考虑问题，意识到事物、过程、环境和人都不是独立存在的。不是独立存在的。发展史发展史萌芽时期（萌芽时期（2020世纪初期）世纪初期）人因工程学的兴起时期（人因工程学的兴起时期（1910194019101940年年 ）人因工程学的成长时期（人因工程学的成长时期（1940196019401960年年 ）人因

12、工程学的发展时期（人因工程学的发展时期（19601960年以后）年以后） 早期历史早期历史萌芽阶段萌芽阶段2020世纪前期世纪前期（以机器为中心）（以机器为中心） 这一阶段主要研究人如何适应机器（包括环境等因素）这一阶段主要研究人如何适应机器（包括环境等因素）以提高工作效率、减少工作事故。以提高工作效率、减少工作事故。 Taylor , Lillian GilbrethTaylor , Lillian Gilbreth（人机学研究的先（人机学研究的先躯）：动作研究和车间管理研究。熟练操作与作业疲劳；躯）：动作研究和车间管理研究。熟练操作与作业疲劳；工作间的设计和残疾人使用设备的设计。工作间的设

13、计和残疾人使用设备的设计。德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用实践，其代德国心理学家闵斯托伯格倡导将心理学应用实践，其代表作表作心理学与工业效率心理学与工业效率，提出了心理学对人在工作，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。中的适应与提高效率的重要性。学学科科兴兴起起阶阶段段1910191019401940年年这一阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器适这一阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器适应问题（包括环境等因素）以提高工作效率。应问题（包括环境等因素）以提高工作效率。19141914年第一次世界大战为工作研究提供了重要年第一次世界大战为工作研究提供了重要背景；背景；1924192

14、4年美国芝加哥西方电气公司进行了长达年美国芝加哥西方电气公司进行了长达8 8年年的霍桑实验，研究影响人的工作效率的因素；的霍桑实验，研究影响人的工作效率的因素；人的生理、心理因素、工作条件（照明、噪音人的生理、心理因素、工作条件（照明、噪音等）、组织因素、工作气氛和人际关系等。等）、组织因素、工作气氛和人际关系等。（使人适应机器）（使人适应机器）学学科科成成长长阶阶段段1940194019601960年年这一阶段主要研究如何设计机器使其适应人的生理、适这一阶段主要研究如何设计机器使其适应人的生理、适理特征和人的能力限度，从人适应机器到机器适应人的理特征和人的能力限度，从人适应机器到机器适应人的

15、新阶段，为人因工程学奠定基础。新阶段，为人因工程学奠定基础。19451945年人因工程职业诞生，第一本有关人机的书年人因工程职业诞生，第一本有关人机的书应用应用实验心理学：工程设计中的人因学实验心理学：工程设计中的人因学出版；出版；19571957年年9 9月美国建立人因工程协会，由工效学协会出版月美国建立人因工程协会，由工效学协会出版工效学工效学杂志；杂志；19601960年国际人类工效学会（年国际人类工效学会（IEAIEA）成立。）成立。（使机器适应人）（使机器适应人）发展阶段发展阶段1960196019791979年年Three MileThree Mile岛上的核电站事故；岛上的核电站

16、事故；19841984年年1212月月4 4日印度博帕尔杀虫剂工厂有毒物质泄漏，日印度博帕尔杀虫剂工厂有毒物质泄漏，40004000人死亡，人死亡，2020万人受伤；万人受伤；19861986年前苏联切尔诺贝利核电站事故年前苏联切尔诺贝利核电站事故,300,300人死亡；人死亡；根据美国学者根据美国学者研究研究，这几起灾难重要原因是不恰当的，这几起灾难重要原因是不恰当的人因设计。人因设计。这阶段发展趋势：这阶段发展趋势：（1 1）研究领域不断扩大；）研究领域不断扩大；（2 2）应用范围越来越广；）应用范围越来越广；（3 3）在高科技领域中发挥特殊作用。）在高科技领域中发挥特殊作用。第一节第一节

17、 学科概述学科概述 我国人因发展进程我国人因发展进程19301930年清华大学开了工业心理学课程。年清华大学开了工业心理学课程。19351935年陈立出版了年陈立出版了工业心理学概况工业心理学概况，是我国最早介绍工，是我国最早介绍工业心理学的著作。业心理学的著作。19801980年我国成立中国人类工效学标准技术委员会。年我国成立中国人类工效学标准技术委员会。19841984年我国成立军用人机环境系统工程标准化技术委员年我国成立军用人机环境系统工程标准化技术委员会。会。19891989年成立中国人类工效学学会。年成立中国人类工效学学会。19911991年成为年成为国际人类工效学协会国际人类工效学

18、协会正式成员。正式成员。第二节第二节 人因工程学的研究内容及应用人因工程学的研究内容及应用范围范围对象举例对象举例例子例子产品和工产品和工具设计及具设计及改进改进机电设备机电设备机床、计算机、农业机械机床、计算机、农业机械交通工具交通工具飞机、汽车、自行车飞机、汽车、自行车建筑设施建筑设施城市规划、工业设施、工业与民用建筑城市规划、工业设施、工业与民用建筑宇航系统宇航系统火箭、人造卫星、宇航飞船火箭、人造卫星、宇航飞船工作服装工作服装劳保服、安全帽、劳保鞋劳保服、安全帽、劳保鞋作业的设作业的设计与改进计与改进作业姿势、作业方法作业姿势、作业方法、作业量级工具选用、作业量级工具选用和配置等和配置

19、等工厂生产作业、监视作业、车辆驾驶作工厂生产作业、监视作业、车辆驾驶作业、物品搬运作业、办公室作业等业、物品搬运作业、办公室作业等环境的设环境的设计与改进计与改进声、光、热、色彩震声、光、热、色彩震动、尘埃、气味等环动、尘埃、气味等环境境工厂、车间、控制中心、计算机房、办工厂、车间、控制中心、计算机房、办公室、驾驶室、生活用房等公室、驾驶室、生活用房等一、应用范围一、应用范围 由于各国学科和工业基础不同，各国人因工程的研究方向和侧重点也有所不同。根本研究方向是：通过揭示人机环境之间的关系的规律，以确保系统的总体最优化。其主要内容：二、研究内容二、研究内容（1）研究人的生理与心理特性（2）研究人

20、机系统总体设计（3）研究人机界面设计（4）研究工作场所设计和改善（5）工作环境及其改善研究工作环境下人的生理、心理的反应，环境对工作生活的影响，研究控制、改善和预防不良环境的措施。（6）研究作业方法及其改善研究人从事体力作业 、技能作业和脑力作业时的生理和心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷和能量消耗，作业条件、作业程序和工作制度等。（7）研究系统的安全性和可靠性研究人为失误的特征和规律，人的可靠性和安全性，找出人为失误的各种因素，以改进人机环境系统。（8）研究组织与管理的效率研究人的决策行为模式，研究如何改进生产或服务流程，研究使复杂的管理综合化、系统化；研究人才的选拔、训

21、练和能力开发，改进绩效，研究组织形式，提高员工参与管理和决策。研究方法研究方法观测法观测法 心理测量法心理测量法实验法实验法图示模型法图示模型法调查法调查法 心理测验法心理测验法 第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤（1）调查法 调查法是获取有关研究对象资料的一种基本方法。它具体包括访谈法、考察法和问卷法。 第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤 （1）访谈法。是研究者通过询问交谈来收集有关资料的方法。 （2）考察法。通过实地考察，发现现实的人一机一环境系统中存在的问题，为进一步开展分析、实验和模拟提供背景资料。 （3）问卷法。是研究者

22、根据研究目的编制一系列问题和项目，以问卷或量表的形式收集被调查者的答案并进行分析的一种方法。（2）实验法 实验法是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。 第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤 实验法分为两种，实验室实验和自然实验。 （3）心理测量法（感觉评价法） 运用人的主观感受对系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法，即人对事物客观量作出的主观评价。其目的是按一定标准分级，评定对象的大小、优劣等。 第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤 心理测

23、量的对象：p 对产品或系统的特定质量、性质进行评价，如对声压、照度、重量和表面状况等进行评价，可以借助仪器测量。p对产品或系统的整体进行综合评价，如舒适性、使用性、满意度、感觉、购物动机等进行评价。主要由人来评价。（4）心理测验法 是以心理学中的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。应用于人员素质测试、选拔和培训。第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤心理测量的分类：p能力测试。p智力测试。p个性测试。测验必须满足以下两个条件测验必须满足以下两个条件:第一，必须建立常模。常模是某第一，必须建立常模。常模是某

24、个标准化的样本在测验上的平均得分。第二，测验必须具备一个标准化的样本在测验上的平均得分。第二，测验必须具备一定的信度和效度，即准确而可靠地反映所测验的心理特性。定的信度和效度，即准确而可靠地反映所测验的心理特性。（5）图示模型法 图示模型法是采用图形对系统进行描述，直观地反应各要素之间的关系。主要应用于工具、作业与环境设计改进。第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤在图示模型法中，应用较多的是三要素图示模型。在图示模型法中，应用较多的是三要素图示模型。人的三要素是中枢神经系统、感觉器官和运动器官；人的三要素是中枢神经系统、感觉器官和运动器官；机具的三要素是机器本体、

25、显示器和控制器。机具的三要素是机器本体、显示器和控制器。 图1.1 基本模型 1.2 驾驶员汽车模型第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤1、效度 效度是指研究结果能真实的反映所评价的内容。效度的分类：p 内部效度 指研究中各变量间确实存在着一定的因果关系。p 外部效度 指某一研究成果的结论能够在多大程度上推广和普及到其 他人和背景中。第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤2、信度 信度是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。3、提高信度的方法p 研究样本的选择（抽样方法）p 统计方法的正确性第三节第三节 人因工程学研

26、究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤1、机具的研究步骤（1）确定目的及功能；（2）人与机具的功能分配；（3）模型的描述；（4）分析（人的特性、机器特性、系统的特性）；（5）模型的实验；（6）机具的设计与改进。第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤2、作业的研究步骤（1）确定作业的目的和实现该目的的功能；（2）确定作业中人与机具的功能分配；（3）作业模型的描述；（4）对作业人员的特性进行测量、数据分析；（5）提出作业各种方案并进行评价；（6）对作业进行设计与改进和评价。3、环境的研究步骤（1）确定目的，明确研究环境的重点因素；（2）分析环境对人的影响（图示模型方法）；（3）提出多种方案并进行评价；（4）对环境进行设计与改进和评价。第三节第三节 人因工程学研究的方法和步骤人因工程学研究的方法和步骤第四节第四节 人因工程学的相关学科人因工程学的相关学科人因工程学人因工程学管理科学管理科学医学医学人体测量人体测量生理学生理学人体解剖人体解剖