孙远波《人因工程与设计》复习资料总结

1、精选优质文档-倾情为你奉上孙远波人因工程与设计复习资料总结孙远波，北京理工大学副教授，硕士生导师，工业设计系主任，全国机械安全标准化技术委员会委员，中国工程图学学会会员，主要研究方向为人因工程、产品交互设计和设计程序，2011年由其所编著的人因工程与设计一书已成功纳入北京高等教育的金品教材，而由其所翻译的作品：移情设计-产品设计中的用户体验也受到了广大业内人士的好评。日前，孙教授做客非常设计，作为人因工程与交互设计领域的带头人，孙教授一直致力于人的因素对设计方面的影响研究工作，且于2008年策划成立了人因工程与交互设计实验室，目前实验室已可以做一些诸如座椅的人因工程研究、硬件软件产品的可用性测

2、试等基础性工作，在接受非常设计的专访时，孙教授结合他对人因工程的理解，为我们精彩地描绘出了一个有关于他心目中的人和设计交互碰撞的绚烂世界。何为人因工程“实际上就是一个字：人，因为人因工程就是研究人的因素对我们设计的一些影响，交互设计它的核心还是人机交互，所以也是在研究人，设计文化也就是人化，实际上也是在研究人，为人设计，人性化设计。”孙远波教授解释说：“人因工程学在引进国内的时候不同专业的科研人员还有一些从不同国家导入的资料它的名称都不一样，叫法很混乱，但我们基本上把它归纳为人因，因为所有这些名称都离不开人，那就是人的因素研究，人在设计学中到底起了什么作用，那实际上就是它的目的，就是为人设计。

3、”关于人因在中国的发展前景随着生活和经济水平的提高，人们的基本需求已经不能停留在有与没有的供给关系上了，更多的是要解决好与不好的问题，就工业方面，在入关和西方经济危机的大背景下，我国也越来越不能满足于来料加工，贴牌生产这种复制化的前进模式，相反却越来越需要有自己的原创设计，中国制造正在向中国创造高速的迈进。“我们原来说人，实际上还是一个人群，未来应该是满足每一个人的需求。”     “以前的工业设计被定义为经济、实用、美观；也就是物美价廉，而我所认为的工业设计却是一个三好产品：好看、好用、好玩；它和普通的仅仅功能需求是不一样的，它更注重于人的生

4、理和心理需求，作为设计师，都必须来考虑这些问题的，它除了物美价廉，美观大方外还得能让人们更便捷高效的生活在其中，感受到生活的乐趣，而人因工程恰恰就是这样一个作用。”设计的山寨烦恼，灰太狼的喜羊羊在哪里？为什么中国没有像苹果那样的公司？我们的技术壁垒超越了，到底还有什么，是我们一直无法跨越的砍？访谈中，孙远波教授为我们阐述道：“以前讲的是技术竞争，之后是管理竞争、设计竞争，而现在比的是整体综合性的实力竞争，对于我们国内的企业来说，如何调动设计师的积极性，如何把各个方面的人的能力综合到一起这很重要”目前国内设计行业还存在很多弊端，产品大同小异，抄袭、山寨问题严重，对于这些灰太狼的侵袭，小羊们要怎么

5、保护自己的家园，孙教授以练毛笔字为题给出了自己的答案，“我们都知道练毛笔字是从描红先开始，然后再一点点的摆脱别人的影子，当然这个规则在设计行业中同样也适用，首先我们也是先要学习一些别人的小路子，看别人是怎么做，别人的设计思路是什么，但终归这只是一些皮毛性问题，就像我们国内的一些设计风格总是想向中国风上靠拢，但自己却又只是顺着古人已创造出来的智慧去制造一些东西，这样恰恰就又变成了山古人，其实设计，并不只是一种元素，一种行为模式的传递，并没有一个固定标准，最重要的是你设计的东西得有它自己的故事，得有精神内涵。”谈规划，谈梦想 “我完全是按照当年的规划在行进，只是时间稍晚了些。” “不要忘记当初选择

6、这个专业时候的梦想，不要因为就业环境有诸多变化就放弃梦想，要坚持梦想。”第1章 人因工程概述1.学科的各种命名Ø 欧洲国家称之为Ergonomics（工效学）；Ø 美国称作Human Engineering（人类工程学）和Human Factors Engineering（人因工程）；Ø 日本称为“人间工学”；Ø 心理学家喜欢使用工程心理学（Engineering Psychology）的名称；Ø 我国：人因工程,人机工程学,人体工程学,工程心理学,人类工效学,人类工程学,人的因素2.定义（含目标、方法、内容）人因工程学就是按照人的特性设计和改

7、进人-机-环境系统的科学。o 研究目标：提高工作效率和质量；满足人们的价值需要。o 研究内容：着重于研究人类以及在工作和日常生活中所用到的产品、设备、设施、程序与环境之间的相互关系。o 研究方法：对人的能力、行为、限制和特点等相关信息进行系统研究，并将之应用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中本书定义： 人因工程是基于对人、机器、技术和相关环境的深入研究，发现并利用人的行为方式、工作能力、作业限制等特点，通过对于工具（用具）、机器（设施）、系统、任务和环境进行合理设计，以提高生产（包括日常生活中人的活动）的效率、安全性、健康性、舒适性和有效性的一门工程技术学科。3.IEA，1960年正式成

8、立了国际人机工程协会(IEA)4.相关的学科人因工程生理学心理学劳动卫生学人体测量学人体力学技术科学工业设计工业工程环境检测学环境心理学环境卫生学环境医学环境保护学安全工程系统工程机械工程管理工程人体科学环境科学医学医学社会科学信息科学劳动科学数学第2章 人因工程的研究方法与工具1.从研究手段看：研究方法可以分为实验性和非实验性两大类，即实验法与非实验法Ø 实验法是基于人为控制某些因素，通过实验测试特定因素的影响；Ø 非实验法则是通过调查法、观测法（行为观测）、测试法（心理测试、感觉评判法；身体测量、生理指征测量）等方法开展研究的。2. 人因工程的研究方法(一)实验法:实验

9、室实验/实地实验(二)观测法: 研究者通过观察，测定和记录自然情景下发生的现象来认识研究对象。(三)调查法 具体包括访谈法、考察法和问卷法。 （四）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主观感觉评价。 （五）心理测验法: 心理测验法是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，以分析被试心理素质特点。（六）图示模型法 :图示模型法是采用图形对系统进行描述，直观地反映各要素之间的关系，从而揭示系统本质的一种方法。这种方法多用于机具、作业与环境的设计和改进，特别适合于分析人机之间的关系。第3章 人体测量

10、1.人体测量的基准面矢状面：通过铅垂轴和纵轴的平面及其平行的所有平面冠状面：通过铅垂轴和横轴的平面及其平行的所有平面水平面：与矢状面和冠状面同时垂直的所有平面眼耳平面：又称法兰克福平面。有颅骨两侧的外耳门上缘点和左侧眶下缘点组成的一个平面2.测量数据的统计描述（平均值、标准差、百分位数）及数据处理，l 平均值：测量值分布最集中区，反映测量值的本质与特征，用 表示。l 标准差：表明一系列变量距平均值的分布状态或离散程度，用 S 表示。 l 百分位数：表示人体尺寸等级。常用的有第5%，第50%，第95%三种百分位数3.主要尺寸的定义及用途4.人体测量数据在设计中的使用标准（空间性标准、可达性标准）

11、和原则（极端、可调、平均）空间性：一般采用男性工人的第95百分位值来设计可达性：应采用女性工人的第5百分位值来设计Ø 极端设计原则 极端设计原则是指在进行设计时，应该尽量做到满足所涉 及的总体。 一般采用最大值和最小值Ø 可调范围设计原则 设备或设施的特定性质设计为在一定的范围内可以调整。通常使用相关总体特性（坐高，胳膊伸展范围等）的第5百分位的女性到第95百分位的男性作为可调整的范围。Ø 平均设计原则 极端设计原则和可调设计原则不太合适或现实时需要采用平均数值代表大多数情况。 第4章 人体生理特征1.视觉及其特征（视野、视距、明适应、暗适应、颜色对比、视觉运动规

12、律），视角o 视角指物体上两点间光线射入瞳孔在光心（节点）处交叉所形成的夹角 o 视角的计算式：=2arctgD/2L视角（度）；D视看对象两点间距离；L眼至视看对象的距离。视野水平面内的视野范围：双眼的最大视区在左右60度的区域垂直面内的视野范围：以视线水平时为0°基准，人的最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。白色视野最大，其次为黄和蓝，再次为红，而绿色的视野最小。视距o 视距是人在作业中正常的观察距离 o 不同的工种对视距的要求也不同，一般来说，工作精度越高，所需视距就越小o 在正常作业中，通常采用3876cm的视距范围明适应和暗适应视杆细胞对弱光敏

13、感，在微光下产生暗视觉。视杆细胞有缺陷的人，产生“夜盲症”视锥细胞对强光和色光敏感，在强光下产生明视觉和色觉。视锥细胞不完全的人，可呈现色盲。o 明适应：人由暗处进入明处，最初不能辨认物体，感到很刺眼，经过约1分钟左右，视锥细胞恢复了功能，便能看清物体 o 暗适应：人由明处进入暗处，最初感觉什么也看不见，但经过一定的时间后，逐渐看到黑暗中的物体的轮廓，约25到30分钟后，便充分达到适应的程度。这时，视杆细胞发挥了功能，视锥细胞暂时失去了作用 对比度o 亮度对比 o 颜色对比 工作对象和背景的颜色对比，对于分辨清晰度的效果十分重要。据实验证明，下列颜色对比较好： 蓝白；黑黄；绿白；黑白；绿红；红

14、黄；红白；橙黑；黑绛；橙白。视觉运动规律o 眼睛的水平运动比垂直运动为快。即视物时往往先看见水平方向的东西，然后才看到垂直方向的东西。o 视线习惯于从左到右，从上到下的运动，看圆形仪表时，沿顺时针方向比沿逆时针方向看得迅速。o 眼睛对水平方向的尺寸比对垂直方向估计得要准确。o 当眼睛偏离视中心时，对左上象限的观察力优于右上象限，对右上的观察力却优于左下象限，右下象限最差。o 两眼运动是协调的、同步的，不可能一只眼转动，另一只眼睛不动；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看。 o 对直线轮廓比曲线轮廓视觉易于接受。o 视觉快速转动时，不易引起视觉注意。o 目标连续更换时，人的视觉有时会出现失真现象。

15、o 识别信息的细节，要靠视力中心。视力边缘只能识别大致情况 。o 对于运动目标，只有当运动的角速度大于12/s时，才能辨别出它的运动状态。2.听觉（频率范围，屏蔽）、听觉o 频率 Ø 一般情况下，人耳可识别的声音频率范围为： 20-20000Hzo 强度 0 2 0 分贝 很静 2 0 4 0 分贝 安静、犹如轻声絮语 4 0 6 0 分贝 一般室内谈话 6 0 7 0 分贝 吵闹、有损神经。 7 0 9 0 分贝 很吵、神经细胞受到破坏。 9 0 1 0 0 分贝 吵闹加剧、听力受损。 1 0 0 1 2 0 分贝 难以忍受 屏蔽o 屏蔽是指环境中的一种声音使得耳朵对另一种声音的敏

16、感度 降低的现象。o 屏蔽影响的特点： 当屏蔽声音的频率与被屏蔽声音很接近时影响最大； 屏蔽声音强度越大，屏蔽的影响范围也就越广； 低强度的屏蔽声音主要影响频率接近屏蔽声音的声音，高 强度的屏蔽声音却对更高频率的声音都有影响3.触觉、o 触觉包括触压觉、温度觉、痛觉等o 多数情况下，人都是利用手和指头作为信息的主要感受体o 用两点极限法来测量触觉的敏感程度，即测量感觉到压力是在两个点上时这两点间的最小距离。4.嗅觉、嗅觉o 带有气味的物质微粒漂浮在空气中进入鼻孔使人产生嗅觉。o 嗅觉感受性o 嗅觉适应性5.本体觉，o 平衡觉o 运动觉6.能量代谢的分类（基础，安静，实际，活动）、能量代谢p 体

17、内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。p 能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和 活动代谢 基础代谢Ø 人体在基础条件下的发生的能量代谢称为基础代谢Ø 基础代谢中单位时间内的消耗的能量称为基础代谢量Ø 基础代谢率：通常以每小时每平方米体表面积消耗的能量来表示，记作kJ/(h·m2) 或J/(h·m2) 基础代谢量 = 基础代谢率平均值×人体表面积其中,人体表面积(m2) = 0.0061×身高(cm)+ 0.0128×体重(kg)-0.1529 安静代谢Ø 是指作业或劳动开始之前，仅仅为了保持身体各部位

18、平衡及某种姿势条件下的进行的能量代谢称安静代谢。Ø 安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分, 通常以基础代谢量的120%作为安静代谢量。Ø 与基础代谢率类似，一般也用安静代谢率作为常用的指标。 活动代谢 Ø 在人进行实际活动的过程中所测得的能量代谢量称实际代谢量Ø 实际代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代谢量和作业活动时增加的代谢量三部分,作业活动时增加的代谢量称活动代谢量Ø 衡量时一般使用代谢率指标： 活动代谢率 = 实际代谢率安静代谢率 7.RMR及其相互关系相对能量代谢率RMR RMR = 活动代谢率/基

19、础代谢率 =（实际代谢率安静代谢率）/基础代谢率由上式可知:实际代谢率 = 安静代谢率 + RMR ×基础代谢率 = 1.2 ×基础代谢率+ RMR ×基础代谢率 = (1.2 + RMR) ×基础代谢率第5章 人的心理认知特征认知心理学常用的研究方法：任务-绩效度量法、问卷法、心理-生理指标发、投射法1.记忆的过程环节，识记保持再认和回忆识记：认识事物并在头脑中留有印象的过程(相当信息的输入和编码的过程)保持：把已有的知识和经验在头脑中进行储存和巩固的过程 再认和回忆：过去经历过的事物再度出现时仍能认识或在头脑中重新出现的过程2.瞬时记忆、短时记忆、长

20、时记忆的特点，瞬时记忆记忆的初级阶段，它是外界刺激以极短的时间一次呈现后，一定数量的信息在感觉通道内被迅速登记并保持一瞬间的过程。特点: 1. 具有鲜明的形象性2. 信息保持时间十分短暂3. 记忆容量大短时记忆信息一次呈现后，保持时间在一分钟以内的记忆。特点: 1. 短时记忆的保持时间在无复述的情况下只有520 秒， 最长也不超过1分钟 2. 短时记忆的容量有限 , 7士2个组块3. 短时记忆容易受到干扰4. 短时记忆的信息存在于人的意识中长时记忆记忆发展的最高阶段，保持时间在一分钟以上，数日、数月、数年、甚至终身不忘的记忆。特点：1. 长时记忆的信息主要是对短时记忆内容加以复述而来. 2.

21、长时记忆的容量几乎是无限的，它的信息是以有组织的状 态被贮存起来的。3. 长时记忆信息的提取形式：回忆和再认3.遗忘的规律 动作记忆最易于保持 材料意义性对学习速度及保持效果具有影响 诵读次数对保持效果具有影响 材料数量越多，保持率越低。分散学习比集中学习优越 前摄干扰、倒摄干扰4.过度学习o 学习Ø 适度学习 即100% 是使识记材料刚刚学到能够一次正确背诵程度的学习 Ø 过度学习 超过100% 指对识记材料达到能够背诵程度之后所继续进行的学习 过度学习程度达150%时效果最佳 、5.思维（特征、加工方式）o 间接性，是指人在思维中能根据已知的因素，通过媒介而达到对未知因

22、素的认识。o 概括性，是指思维反映的是同一类事物的共同特征、本质特性或事物间规律性的联系。思维的加工方式6.注意（概念，基本要素）注意是依附和伴随人的认识、情感、意志等心理过程而存在的一种心理现象，是心理活动对一定对象的指向和集中。 p 注意的基本特征 1.指向性：指人的心理活动所具有的选择性。2.集中性：指人们把心理活动贯注并维持在某一对象上，使心理活动不断地深入下去。o 注意的三个主要功能 Ø 注意的选择功能Ø 注意的保持功能Ø 注意的调节和监督功能注意的基本要素 4个基本要素Ø 1.注意的广度：也称注意的范围，是同一时间内，意识所能注意到的对象的数

23、量。Ø 影响注意广度的因素（1）知觉对象的特点, 任务难度 （2）个人的知识经验Ø 2.注意的稳定性 注意的稳定性又叫注意的持久性，注意在同一对象或活动上所保持时间的长短.Ø 狭义和广义Ø 保持注意稳定的条件 （1）积极的思维和适当的紧张程度 （2）注意对象的特点 （3）保持良好的主观状态Ø 3.注意的分配 是指人在同一时间内把注意指向两种或两种以上的活动或对象的能力。它是 人根据当前活动的需要主动调整注意指向的一种能力。比如1走路2玩手机Ø 实现注意分配的条件（1）人对活动的熟练程度（2）活动的关系及性质Ø 4.注意的转移

24、：是人根据当前活动的需要，有目的地主动地把注意从一个对象转移到另一个对象上的能力。 Ø 影响注意转移的因素： 1.对原活动的注意集中程度 2.新注意对象的吸引力 3.明确的信号提示 4.个体的神经类型和自控能力 7.持续警觉 影响因素：信号频率和人的觉醒状态第6章 人的信息处理1.反应时（概念、分类、影响因素）o 定义： 指外界刺激出现到操作者根据刺激信息作出反应之间的时间间隔，简称反应时。p 简单反应时 定义: 如果呈现的刺激只有一个,被试只在刺激出现时作出特定的反应,这时获得的反应时称为简单反应时.特点: 1、刺激与反应都只有一个; 2、多次刺激时,每次刺激与作出的反应都是相同的

25、; 3、被试预先知道刺激的内容和反应方式，不必识别 判断,反应容易o 选择反应时 定义: 有多种不同的刺激信号、刺激与反应之间表现为一一对应的前提下,呈现不同刺激时要求作出不同的反应,这时获得的反应时称为选择反应时. 特点: 1、刺激信号多而复杂; 2、需要分析,思考和选择; 3、容易出现错误，其反应时比简单反应时长.Ø 影响反应时的因素主要有：ü 感觉通道的种类ü 效应器官的特点ü 刺激的强度和刺激的性质ü 刺激出现时间的不确定性ü 训练程度ü 反应的复杂性ü 个体身心状态，如动机、气质、灵活性等 第7章 人的作

26、业环境1.温度：热交换的方式，p 热交换 身体与环境间热交换方式有四种： 传导 对流 辐射 蒸发2.热环境的影响因素o 空气温度o 空气湿度o 空气流速o 热辐射3.WBGT指数o WBGT指数（Wet Bulb Globe Temperature）亦称为湿球黑球温度，是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量，单位为。o WBGT是由干球、自然湿球、黑球三个部分温度构成的，它综合考虑空气温度、空气湿度、空气流速和热辐射四个因素 o 干球温度：在温度计的水银球不加任何包被的情况下测出的温度, 即大气温度，俗称气温。 o 湿球温度：用湿棉纱包裹温度计的水银球情况下测出的温度，为大气湿度饱和情

27、况下的温度。 o 黑球温度：将温度计的水银球放入一个直径为15厘米、外涂黑色的空心铜球的中心测得的温度，用以反映环境的热辐射状况。 室内作业： WBGT=0.7WB+0.3GT 室外作业： WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DB 式中： WB自然湿球温度； GT黑球温度； DB干球温度。 4.Q10效应o 高温对生理的影响Ø Q10效应Ø 心血管反应Ø 出汗Ø 热病5.照明：光的度量有关基本概念及单位Ø 光通量() 光源每秒钟发出的光的总量 计量单位是流明（lm） 1lm的光通量相当于0.0015W的功率Ø 照度( E ) 单位

28、面积得到的光通量： E=/S 计量单位是勒克司（lx） 如每平方米得到的光通量为1lm， 则称照度(E)为1lxØ 亮度(L) 发光表面在指定方向的光强度与发光面积之比。 计量单位： 坎德拉每平方米（cd/m2）6.照明条件的影响，7.眩光o 眩光 视野内出现的大于眼睛所能适应的亮度或对比度的光线o 眩光的种类 直射眩光:由强烈光线直接照射产生的 反射眩光:由视野内的表面反射光线引起 对比眩光:视野中存在不适宜亮度分布,在空间或时间上存在极端的亮度对比o 眩光的防止和控制 ：限制光源、合理分布光源、将光线转为散射、改变工作面反射特性第8章 作业空间设计1.不同作业空间的概念（近身、个

29、体、总体）Ø 作业空间分类 近身作业空间 考虑人体静态和动态尺寸,某固定工作岗位上的作业者，为完成作业所需的空间范围。 个体作业空间 作业者周围与作业者有关的，包括设备等因素在内的作业区域。 总体作业空间 多个相联系的个体作业场所布置在一起构成的作业空间。 2.主要工作姿势的特点对比（坐姿、立姿）Ø 坐姿 适合于： （1）精细工作 （2）持续时间较长的工作 （3）需要手足并用的工作Ø 立姿 是指人站立时上体前屈角小于30o 时所保持的姿势。适合于：（1）经常改变姿势的操作（2）控制器分布面广，需手足较大幅度地活动（3）没有容膝空间（4）需要较大的操作力3.坐姿水平

30、作业范围（正常范围、最大范围、最佳区、易达区、可达区）及设计原则Ø 作业范围是作业者作业时，肢体在水平面和垂直面内所触及的最大轨迹范围。n 水平作业范围n 垂直作业范围n 立体作业范围Ø 坐姿的水平作业范围：正常作业范围、最大作业范围 4.工作面设计原则1.将经常使用的、重要的控制器、工具、加工件 等放在最佳区2.将比较常用、比较重要的控制器、工具等放在 易达区3.将不常用、不重要的控制器、工具等放在可达区 4.将特殊的、易引起危害的装置，放在可达区以外 5.遵循95%操作者满意原则5.控制面板布置原则n 重要原则、频率原则、顺序原则、功能原则、控制器间距6.座椅设计依据的主要人体尺寸及运用Ø 尺寸适宜、坐姿自然、坚固、安全、可调节、适于进行操作Ø 椅面高度 小腿加足高的第5百分位数设计 参考值350450mmØ 座椅深度 以坐深的第5百分位数进行设计 参考值：工作用椅300-400mm,休息用400-430 mm Ø 座椅宽度 以坐姿臀宽尺寸的第95百分位数进行设计 参考值：380480mmØ 椅面倾度 后倾： 10°以内Ø 椅子靠背参数 椅靠背角度：ANSI推荐范围是90°到120° 靠背宽度：ANSI推