人因工程书稿-第一章人机工程概述(doc 13)

1、第一章 人因工程学概述第一节 学科概述在人类的进化过程中，从最原始的完全依靠自然的生活（比如采集食物、狩猎以及逃避猛兽的追捕）到逐渐学会制作简单的工具，再到各种复杂工具和技术的发展。人类经历如此漫长的道路，才从原始社会发展到今天。现在，我们已经能够使用各种技术生产大量的产品和设备，其中包括我们的祖先所不可能想象的产品。在这个过程中，科学技术作为第一生产力发挥着至关重要的作用。然而技术发展与人的因素是不可分割的，他们的关系就是人们开始研究人因的起因。人们都有这样的经历，一些工具、装置、设备或机器的使用十分不方便，而只要稍加改动，用起来就会舒服的多。这些只是非常简单的人因工程学的应用。随着生产技术

2、的发展和人类对于自身认识的加深，人因工程学学也越来越深入与技术融合再一起，同时也越来越深入地溶入人们的生活之中，例如在各种日常用品，家用摄像机、浴盆，电视机的遥控器等都非常典型地应用到人因工程学。下面将对人因工程学这门学科从总体进行认识并且较深入地理解几个比较重要的概念。、人因工程学的定义目前国际际上对人人因工程程学有几几种不同同的称呼呼。美国国称之为为人因工工程学（Humman Facctorrs），在欧洲洲工效学学(Errgonnomiics)更为流流行。有有些学者者称之为为人类工工程学（Humman Enggineeeriing）、人机机工程, 也有有一些心心理学家家喜欢使使用工程程心理

3、学学（Ennginneerringg Pssychholoogy）的叫法法。在具具体的定定义上，也没有有统一。例如国国际人机机工程学学会将人人机工程程学定义义为：研研究人在在某种工工作环境境中的解解剖学、生理学学和心里里学等方方面的因因素，研研究人和和机器及及环境的的相互作作用，研研究在工工作中、生活中中和休息息时怎样样统一考考虑工作作效率、人的健健康、安安全和舒舒适等问问题的学学科。中中国企业业管理百百科全书书将人机机工程学学定义为为研究人人和机器器、环境境的相互互作用及及其合理理结合，使设计计的机器器和环境境系统适适合人的的生理、心理等等特点，达到在在生产中中提高效效率、安安全、健健康和舒

4、舒适的目目的的学学科。有有些学者者通过对对于各种种定义的的归结，认为人人机工程程学可定定义为：按照人人的特性性设计和和改善人人-机-环境系系统的科科学。我们认为为人因工工程学的的定义应应该结合合人因工工程学研研究的核核心、目目标以及及方法来来给出。在研究究重点上上，人因因工程学学着重于于研究人人类以及及在工作作和日常常生活中中所用到到的产品品、设备备、设施施、程序序与人之之间的相相互关系系。研究究重点在在于人和和通过设设计来影影响人。人因工工程学试试图改变变人们所所用的物物品和所所处的环环境，从从而使其其更好地地满足人人的工作作能力和和限制，适应人人的需要要。在研研究目标标上，人人因工程程学有

5、两两个主要要的目标标：第一一是为了了提高工工作的效效率和质质量，例例如简化化操作、增加作作业准确确性、提提高劳动动生产率率等；第第二是为为了满足足人们的的价值需需要，如如提高安安全性、减少疲疲劳和压压力、增增加舒适适感、获获得用户户认可、增加工工作的满满意度和和改善生生活质量量等。在在研究方方法上，人因的的基本方方法就是是对人的的能力、限制、特点、行为和和动机等等相关信信息进行行系统研研究，并并将之用用于产品品、操作作程序及及使用环环境的设设计。它它包括对对人本身身和人对对事物、环境等等反应的的有关信信息的科科学研究究。这些些信息是是进行设设计的基基础，并并且可以以用来分分析当设设计有所所变化

6、时时可能产产生的影影响。作作为一门门注重设设计的科科学，人人因工程程学还包包括对设设计的评评价等方方面。 综上所所述，人人因工程程学可以以简单地地定义为为：人因因工程学学是基于于对人和和机器，技术的的深入研研究，发发现并利利用人的的行为方方式、工工作能力力、作业业限制等等特点，通过对对于工具具、机器器、系统统、任务务、和环环境进行行合理设设计，以以提高生生产率、安全性性、舒适适性和有有效性的的一门工工程技术术学科。作为一门门工程技技术，人人因工程程学不同同于其他他一般工工程技术术学科的的一些要要点有：*牢记产产品是用用来为顾顾客服务务的，在在设计时时必须始始终把用用户放在在首位。* 必须须意识

7、到到个体在在能力和和限制上上的差异异，并且且充分考考虑到这这些差异异对各种种设计可可能造成成的影响响。* 强调调设计过过程中经经验数据据和评价价的重要要性。依依靠科学学方法和和使用客客观数据据去检验验假设，推出人人类行为为方式的的基础数数据。* 运用用系统的的观点去去考虑问问题，意意识到事事物、过过程、环环境和人人都不是是独立存存在的。 另另外，还还需要指指出的是是：* 人因因工程学学不只是是基于表表格数据据和一些些指标来来进行设设计。实实践中，人因工工程师要要制订和和使用列列表和指指标，但但这并不不是其全全部工作作的意义义。如果果使用不不当，同同样不能能确保设设计出一一件好的的产品。一些设设

8、计中非非常重要要的因素素、具体体的应用用和思想想方法是是不可能能通过列列表或指指标得到到的。* 人因因工程学学不是设设计产品品的模型型。对工工程师来来讲，成成熟的工工作程序序并不能能保证所所有人都都能成功功的进行行工作。人因工工程师必必须通过过研究个个体差异异，从而而在为用用户设计计产品时时考虑到到不同的的特征。* 人因因工程学学不同于于常识。从某种种程度上上说，应应用常识识也能够够改进设设计，而而人因工工程学远远不止这这些。标标志上的的文字需需要多大大才能够够在一定定的距离离内看到到，如何何选择一一个听的的见的报报警声，使它能能够不受受其他杂杂音的干干扰，这这些都是是简单的的常识做做不到的的

9、，常识识也测不不出驾驶驶员对报报警灯和和汽笛的的反应时时间。、人因工工程学的的历史 了了解人因因工程学学的历史史对学好好这门课课程是非非常重要要的。然然而，想想要详细细叙述全全世界人人因工程程学的发发展历程程是十分分困难的的。这里里只能以以一些重重要事件件和任务务的贡献献来简单单地描述述人因工工程学的的发展历历程。1、 早早期历史史 人因工工程学开开始于十十九世纪纪的晚期期和二十十世纪初初，从那那时起，人因工工程学的的发展就就不可避避免地和和技术的的发展相相互交织织在一起起。例如如在二十十世纪早早期，FFrannk 和和Lillliaan GGilbbretth就已已经在进进行动作作研究和和商

10、务管管理方面面的工作作了。GGilbbretth后来来被认为为是人因因工程学学领域的的先驱之之一。他他们致力力于熟练练动作和和作业疲疲劳方面面的研究究、进行行工作站站设计以以及为残残疾人设设计合适适的工具具。例如如他们对对外科手手术过程程的研究究成果直直到今天天还在使使用。现现在，在在手术中中外科大大夫只需需说出所所需的器器械，同同时把手手伸向护护士，由由护士从从器械盘盘中拿起起所需器器械并递递给大夫夫。而以以前，外外科大夫夫是自己己从托盘盘中拿器器械的。显然，这样很很浪费时时间，尤尤其是当当大夫正正在手术术却又不不得不去去寻找工工具时。 尽管有有Gibbretth 等等人所作作了巨大大的努力

11、力和贡献献，但是是人们还还是没有有意识到到使设备备及操作作程序适适应人的的要求的的必要性性。二战战前，进进行行为为研究的的科学家家主要工工作还是是通过测测验为工工作选择择合适的的人员，对培训训过程进进行不断断的优化化来使人人员满足足工作的的需要。这种理理论在二二战期间间出现了了问题，因为即即使是采采用最好好的人选选和培训训手段，有些复复杂设备备的操作作还是超超出了工工作人员员的能力力要求。这时，人们开开始重新新考虑使使设备满满足人员员的需求求的问题题。2、19945年年到19960年年：专职职人员的的出现19455年战争争结束的的时候，美国空空军和海海军共同同建立了了工程心心理实验验室。与与此

12、同时时，第一一家私人人公司也也开始进进行有关关方面的的研究（Dunnlapp & Asssociiatees）。在国家家医药研研究委员员会、科科学与工工业研究究部的鼓鼓励下，英国也也在进行行着同样样的努力力。战后后诞生了了人因工工程学职职业。119499年，在在英国成成立了工工效学研研究协会会，Chhapaaniss等人出出版了应用实实验心理理学：工工程设计计中的人人因。这是第第一部关关于人因因工程学学的著作作。在以以后的几几年里，国际上上举行了了一些学学术讨论论会，发发行了人人因工程程学的出出版物，设立了了许多人人因工程程学实验验室，并并不断有有新的研研究与应应用团体体出现。 19557年是

13、是美国人人因工程程学史上上一个非非常重要要的年代代。当年年，美国国建立了了人因工工程学协协会，由由工效学学研究协协会出版版了“工效学学”期刊，并由 21个个部门组组成了美美国心理理学家协协会。119599年，世世界上美美英等国国的人因因工程学学和工效效学协会会联合成成立了世世界工效效学组织织。3、 119600年到119800年：迅迅速增长长时期 19660年到到19880年间间的二十十年，是是人因工工程学迅迅速发展展和壮大大的时期期。到六六十年代代，美国国的人因因工程学学基本上上集中在在复杂的的军事工工业应用用上。随随着航天天技术的的发展和和载人宇宇宙航行行的出现现，人因因工程学学迅速成成为

14、航天天工业的的一个重重要部分分。在此此期间，人因工工程学迅迅速成长长，19960年年人因工工程学协协会的成成员还只只有5000人，到19980年年已经超超过了330000人。更更重要的的是，人人因工程程学已经经开始在在军事和和航天工工业以外外的领域域得以应应用。许许多公司司都建立立了人因因工程学学小组，包括医医药公司司、计算算机公司司、汽车车公司和和其他消消费品公公司。工工厂也开开始认识识到人因因工程学学在工作作地和产产品设计计方面的的重要性性和它所所做出的的贡献。尽管119800年人因因工程学学增长的的如此迅迅速并且且获得了了工业界界的共识识，但它它仍旧不不能做到到妇孺皆皆知。4、 1198

15、00年到119900年：计计算机、灾难和和诉讼时时期19900年人因因工程学学协会的的成员已已经增加加到将近近50000人。计算机机革命使使得人因因工程学学成为公公众瞩目目的焦点点。利用用工效学学设计计计算机、用户友友好界面面的软件件、办公公室中的的人因工工程学等等的话题题似乎已已经成为为人们话话题。计计算机技技术向人人因工程程学提出出了新的的挑战。新的控控制设备备、屏幕幕显示的的信息输输出、新新技术对对人类的的冲击都都是人因因工程学学正在研研究的领领域。八十年代代，也是是一个充充满不幸幸的、大大规模的的技术性性灾难的的十年。19779年三三里岛核核电站的的事故为为之揭开开了序幕幕。尽管管没有

16、造造成人员员的伤亡亡和反应应机组本本身财产产上的损损失，事事故还是是差点导导致核泄泄漏的严严重后果果。19984年年的122月4日日，印度度博帕尔尔的一家家碳化物物农药厂厂发生有有毒化学学物质泄泄漏，造造成将近近40000人死死亡，22000000人人受伤。两年以以后的119866年，前前苏联切切尔诺贝贝利核电电站的爆爆炸和大大火，导导致3000余人人死亡，大量的的人员遭遭到有害害射线的的辐射，上百万万的土地地被放射射性物质质所污染染。三年年以后，又一场场大爆炸炸席卷了了得克萨萨斯州的的一家塑塑料工厂厂。其爆爆炸力相相当于110吨的的TNTT，有223个人人死亡，1000多人受受伤，使使美国商

17、商业保险险公司蒙蒙受了历历史上最最惨重的的损失，赔款达达到了11.5亿亿美元。根据美美国学者者的研究究，这几几起灾难难事故发发生的重重要原因因之一就就是不恰恰当的人人因设计计。 另外，牵涉到到人因工工程学有有关领域域的辩论论以及关关于产品品可靠性性和个人人伤害方方面的诉诉讼案件件大大增增多。法法庭已经经越来越越重视人人因工程程学专家家在解释释人类行行为和期期望、界界定设计计的缺陷陷、评价价警报和和指令系系统的有有效性等等方面所所作的贡贡献。人人因工程程学协会会约有115%的的成员担担任着有有关司法法鉴定的的专家工工作。5、 119900年以后后人因工程程学越来来越多地地应用于于计算机机和信息息

18、技术（计算机机界面、人机交交互、互互联网等等）及空空间技术术的应用用之中。建立永永久性空空间站的的计划必必然涉及及到大量量的人因因工程学学方面的的研究。其他领领域的发发展也会会增加对对人因工工程学的的需求。例如，美国职职业安全全与健康康管理部部对一般般企业明明文规定定了人因因方面的的标准。19888年美美国国会会通过了了一项法法令，要要求联邦邦航空管管理局进进一步增增强对人人因工程程学的研研究，以以提高飞飞行的安安全性。此外，医药设设施的设设计和老老年人使使用的产产品及设设施的设设计也是是人因工工程学的的重要人人物。我我们希望望将来人人因工程程学师为为改善生生活和工工作的质质量而做做出的贡贡献

19、能够够被人们们所承认认，比如如象满意意度、幸幸福感、尊严等等，早已已远远超超出了对对生产率率、安全全性和其其他一些些无形范范畴的讨讨论。而而且，在在不发达达国家，人因工工程学对对工作和和生活质质量的提提高可能能更为重重要。第二节 人因因工程学学的重要要性及应应用人因其实实早已不不是什么么新鲜概概念了，历史上上应用人人因工程程学的例例子屡见见不鲜。特别是是随着近近几十年年来技术术进步飞飞速发展展，使得得人因工工程学的的地位越越来越重重要。人人因工程程学涉及及到的领领域包括括宇航系系统，城城市规划划，建筑筑设施，工厂运运作，机机械设备备，交通通工具，家具制制造，服服装，文文具，生生活用品品制造等等

20、等。人人类的各各种活动动都不可可避免地地与人发发生关系系，而如如何使各各种活动动更加适适合于人人的需要要都会不不可避免免地应用用到人因因工程学学。而且且，人们们逐渐认认识到，在各种种产品设设计，系系统设计计等设计计阶段的的初期就就必须用用系统的的方法考考虑人因因工程学学。实际际工作中中经常有有这样的的情况，许多新新设计的的系统由由于十分分复杂，人们使使用起来来十分不不便，且且成本过过高，因因此在实实际使用用中不得得不加以以改动。而在此此时重新新进行改改动的费费用是很很高的。所以，在项目目的最初初设计中中必须尽尽可能地地充分考考虑人的的因素。人因工程程学的应应用可以以利用下下列表格格来表示示：范

21、围对象举例例例子产品和工工具设计计及改进进机电设备备机床，计计算机，农业机机械交通工具具飞机，汽汽车，自自行车建筑设施施城市规划划，工业业设施，工业与与民用建建筑宇航系统统火箭，人人造卫星星，宇宙宙飞船仪器设备备计量仪表表，办公公器械，家用电电器工作服装装劳保服，安全帽帽，劳保保鞋作业的设设计与改改进作业姿势势、作业业方法、作业量量及工具具选用和和配置等等工厂生产产作业，监视作作业，车车辆驾驶驶作业，物品搬搬运作业业，办公公室作业业等环境的设设计与改改进声，光，热，色色彩，振振动，尘尘埃，气气味等等等环境工厂，车车间，控控制中心心，计算算机房，办公室室，驾驶驶室，生生活用房房等表1-11 人人

22、因工程程学研究究领域举举例第三节 基本原原理和研研究方法法 人因工工程学在在很大程程度上是是一种实实验科学学。它的的主要任任务就是是把与人人的能力力和行为为有关的的信息及及研究结结果应用用于产品品、设施施、程序序和周围围环境的的设计之之中。这这些知识识主要来来源于试试验和观观察。人人因工程程学不仅仅把采集集的经验验数据应应用于产产品的设设计当中中，而且且用于评评价设计计的优劣劣。这样样，人因因工程学学在系统统设计中中具有双双重任务务：开始始时是设设计的基基础，结结束时是是评估手手段。在在这一节节里，我我们讨论论与人因因工程学学有关的的基本研研究方法法。 人因工工程学以以人及其其有关的的设备及及

23、环境为为研究对对象。研研究方法法通常被被分为三三类：描描述性研研究、试试验性的的研究、评价研研究。现现实中一一个具体体的研究究往往涉涉及多个个类别。虽然每每一类都都有不同同的目标标，使用用不同的的方法，但它们们全都有有同样的的基本决决策过程程：选择择研究地地点、选选择变量量、选择择采样主主体、收收集数据据、分析析数据。1、描述述性研究究 描述性性研究用用于描绘绘人的某某些特性性。如人人体尺寸寸的测量量、不同同年龄的的人的听听力损失失、人们们对把手手如何旋旋转的偏偏好、能能够抬多多重的箱箱子等等等。 虽然描描述性研研究比较较枯燥，但它们们对于人人因科学学的意义义非常重重要。许许多的设设计决策策都

24、是基基于它得得出的基基本数据据。另外外，在方方案给出出之前，描述性性研究还还常用于于评定问问题的大大小和范范围。比比如说，对操作作者进行行调查，了解他他们对设设计效率率和操作作问题的的一些看看法等。2、试验验性研究究 试验性性研究的的目的是是为了检检测一些些变量对对人的行行为的影影响。通通常根据据实际问问题、预预测理论论来决定定需要调调查的变变量和检检测的行行为。例例如比较较人们编编辑手稿稿的不同同偏好，评价手手臂活动动的时候候肩部的的负荷大大小、人人们的视视野等。、通常常，试验验性的研研究更关关心变量量是否对对行为有有影响以以及将如如何影响响的问题题。描述述性研究究则更关关心所描描述对象象的

25、统计计结果，如平均均值、标标准偏差差和百分分比等。3 评评价研究究 评价研研究类似似于试验验性研究究，但它它的目的的多是为为了评价价一个系系统或产产品，并并希望事事先了解解人们在在使用系系统或产产品时的的行为表表现。评价研究究比试验验性研究究更为全全面和复复杂。它它通过比比较目标标的差异异来评价价一个系系统或产产品的各各个方面面。人因因工程学学专家通通过对设设计优劣劣的系统统评价，提出改改进的建建议。评评价研究究常用的的方法是是成本收收益分析析。评价作为为各种设设计过程程的一部部分，它它可能是是最具挑挑战性的的一部分分，也是是最难的的一部分分。它的的研究成成果通常常被用来来改进现现实系统统或产

26、品品的设计计，作用用比较大大，但进进行这种种研究是是很不容容易的。在这方方面，MMurpphy的的话几乎乎成了一一个规则则：任何何事物只只要它有有毁坏的的可能，它就不不会永远远完好无无缺。因因此在无无法预测测的环境境下，评评价研究究要特别别注意选选择数据据的收集集方法和和设备。下面我们们分别对对于各种种研究方方法中的的各种决决策序列列分别进进行分析析：研究地点点选择 研研究地点点的选择择是第一一个需要要决定的的问题，其内容容就是选选择实地地研究，还是选选择在实实验室中中进行研研究。对对于不同同的研究究方法有有不同的的选择规规则。1、描述述性研究究描述性研研究是为为了收集集一个特特殊群体体的有关

27、关数据的的，如煤煤矿工人人，计算算机操作作者，或或者是普普通市民民。要接接近这些些人，必必须进入入现实世世界才行行。当然然，实际际的数据据收集可可以在实实验室中中完成，这种实实验室常常常是可可以到处处移动的的。2、试验验性研究究 试验性性研究在在选择地地点时要要略微复复杂一些些。对于于任务变变化，环环境约束束、被测测者的特特征等方方面的研研究，在在实际环环境中进进行比较较理想，因为这这样获得得的结论论更容易易推广到到现实中中去。然然而，它它也有不不利的方方面，比比如成本本高，被被测者有有一定危危险，不不能进行行试验控控制。由由于受到到资源限限制，常常常不能能够重复复很多次次试验，因此许许多变量

28、量不能保保持恒定定。而且且有时过过程太分分散，一一些数据据还收集集不到。 实验室室中进行行的研究究，在实实验控制制方面具具有极大大的优势势。许多多变量都都能受到到控制，试验能能被随意意重复，数据的的收集也也更加精精确。但但是它可可能过于于理想化化，失去去了一定定的普及及性。一一般认为为：实验验室研究究的成果果有时不不太实用用，在应应用之前前，必须须经过现现实世界界的检验验。 对于理理论研究究，最好好是在实实验室中中进行，因为需需要把多多个变量量分离开开，观察察它们的的不同影影响。这这样的精精确度在在不受控控的现实实中是不不可能实实现的。然而，现实世世界又是是应用研研究结果果的本质质的环境境。往

29、往往有些变变量在高高度控制制的实验验室中非非常有效效，但在在现实世世界中，受到其其他变量量的影响响时，就就完全失失去了作作用。在在有些案案例中，实地研研究也能能进行很很好的控控制。 为了把把实验室室和实地地研究的的优势结结合起来来，研究究人员常常采用模模拟现实实的方法法。模拟拟显示可可以分为为实体模模拟和计计算机模模拟。实实体模拟拟常由硬硬件和模模拟的系系统、程程序或环环境组成成。如简简单的布布娃娃到到异常复复杂的太太空模拟拟舱。计算机模模拟要在在计算机机上对一一系列的的事件和和过程进进行建模模。通过过改变参参数来运运行模型型，推断断结果。比如，劳动力力的需求求，超载载时间，设备停停工时间间等

30、都可可以通过过计算机机模拟的的工作过过程来得得到。建建立一个个正确的的计算机机模型需需要对被被测系统统有较深深的理解解，通常常要求人人们根据据实际系系统的操操作进行行一些简简单的假假设。3、评价价研究选择一个个研究地地点对于于评价研研究同样样是没有有任何意意义的。要想检检测一个个系统或或设备的的性能，让被测测物体在在一个完完全可以以替代实实际环境境的情形形下使用用，这样样才比较较真实。举个例例子，对对于汽车车上用的的计算机机地图显显示器，就应该该在汽车车行驶当当中测量量，这样样在不同同的路况况下，测测量才能能反映真真实的情情况。在在实验室室中时，显示器器可能非非常清晰晰，但在在行驶中中的车上上

31、也许就就很难看看清楚了了。在实实验室的的桌子上上，设备备可能很很好操作作，但在在刮着大大风、交交通繁忙忙的路上上也许就就比较困困难了。变量选择择在研究中中，选择择被测变变量是一一个非常常基础和和重要的的问题。1、描述述性研究究这里被测测变量被被分为两两个基本本的类别别：标准准变量、分层变变量（预预测）。标准变量量：标准准变量描描述研究究中的重重要特征征和行为为。根据据所收集集的数据据的不同同类型，这些变变量被分分为下面面几组：实体特特征，比比如手臂臂的活动动空间、体重等等；行为为表现方方面的数数据，如如反应时时间、视视觉的敏敏锐性、手的握握力和记记忆的范范围等；主观数数据，如如偏好、观点和和等

32、级观观念等；生理数数据，如如心跳速速率、体体温等。分层变量量：在一一些描述述性研究究中，常常选择有有层次的的样本研研究。这这些样本本都是经经过年龄龄、性别别、教育育程度等等特征进进行划分分以后，比较有有代表性性的一些些人。即即使不用用分层的的样本，信息也也常常从从那些具具有某种种相似特特征的人人员中获获得。这这样，数数据就能能以那些些特征为为依据来来进行分分析，如如性别、年龄等等。2、试验验性研究究在试验性性研究中中，研究究人员在在其他变变量受控控的情况况下，改改变一个个或多个个变量考考察他们们对被测测行为的的影响。被改变变的变量量称为独独立变量量（或外外部变量量、辅助助变量、相关变变量）。用

33、独立立变量变变化来影影响的被被测行为为被称为为非独立立变量。独立变变量都有有可能影影响飞独独立变量量，因此此，试验验中要控控制独立立变量，以免独独立变量量的影响响相互混混淆。独立变量量：人因因工程学学研究中中，独立立变量通通常被分分为三类类：（11）与任任务相关关的变量量，包括括设备变变量和程程序变量量；（22）环境境变量，如照明明、噪声声和振动动等；（3）与与被测者者相关的的变量，如性别别、身高高、年龄龄和经验验等。多数研究究中，独独立变量量的数目目都比较较少。在在19885年到到19772年在在人因因工程学学上发发表的1141篇篇试验论论文中，60%的实验验只研究究了一到到两个独独立变量量

34、，不到到3%的的研究了了五个以以上的独独立变量量。除了实体体特征用用得较少少以外，非独立立变量同同描述性性研究中中的标准准变量大大体类似似。试验验性的研研究中大大多数非非独立变变量是人人员的成成绩、个个人效用用或其他他心理方方面的变变量。3、评价价研究为评价研研究选择择变量，要求研研究人员员把被评评价系统统或设备备的目标标转化成成具体的的、可测测量的标标准变量量。标准准变量必必须能够够评价系系统使用用当中出出现的一一系列未未知的问问题。它它与描述述性研究究和试验验性的研研究中的的基本类类似。被测者选选择选择被测测者就是是决定选选择什么么人、如如何选择择、选择择多少等等这样的的问题。1、描述述性

35、研究究恰当的选选择被测测对象，是对描描述性研研究的基基础。研研究人员员往往要要花费很很大的精精力制定定抽样计计划，选选择被测测对象。代表性的的抽样：描述性性研究的的目标是是从具有有代表性性的样本本中收集集数据。抽样的的代表性性是指样样本应该该包含总总体的所所有相应应特征，而且两两者构成成也要相相同。例例如，330%的的煤矿工工人年龄龄不到221岁，40%在211到400岁之间间，300%在440岁以以上，那那么代表表性的抽抽样就是是以相同同的比例例包含每每一年龄龄层的群群体。代表性的的定义中中，相关关性是很很重要的的。但也也有某些些采样，尽管与与被测群群体的特特性不完完全符合合，但对对整个研研

36、究的影影响不是是很大，因此仍仍然比较较有用。例如，在测量量人们对对空中交交通控制制的听觉觉警报器器的反应应时间时时，可以以只选一一、两个个城市进进行研究究，并不不需要在在全国各各地进行行抽样。这样做做的理由由是地理理位置不不是影响响反应时时间的相相关变量量。但在在抽样中中却要十十分关注注样本中中不同年年龄、性性别的人人的合适适的比例例关系，因为这这些变量量都是相相关的变变量。不不具有代代表性的的样本是是有偏的的样本。随机抽样样：为了了获得具具有代表表性的样样本总体体，应该该从群体体中随机机的选择择样本个个体。随随机抽样样就是群群体中的的每一个个个体都都有相等等的机会会被选入入样本。在现实实社会

37、中中，获得得一个完完全随机机的抽样样几乎是是不可能能的。通通常研究究人员都都是选择择一些比比较容易易获得的的个体，并不一一定按照照严格的的随机过过程进行行。样本空间间大小：描述性性研究的的一个关关键的课课题就是是确定被被测对象象的个数数，即样样本空间间的大小小问题。样本空空间越大大，结果果的可信信度越高高。但是是抽样需需要花费费大量的的财力和和时间，因此研研究人员员往往只只收集必必要数量量的数据据。有一一些公式式可以用用来决定定要求的的被测对对象的数数目。三三个主要要的参数数影响着着数目的的选择：期望的的准确度度（置信信度）；群体的的变化性性；建立立的统计计量，如如平均值值、第55百分位位等。

38、2、试验验性研究究为试验性性研究选选择被测测对象就就是要选选择那些些具有代代表性的的、一般般化的个个体。被被测对象象对目标标群体的的代表性性并不需需要达到到与描述述性研究究同等的的程度。试验性性研究更更关心被被测对象象是否和和目标群群体受独独立变量量影响的的方式一一样。例例如，我我们要依依据研究究数据来来设计办办公环境境时，研研究室内内照明度度对显示示在计算算机屏幕幕上的文文件的阅阅读的影影响的实实验中，不必只只选择那那些对于于计算机机屏幕阅阅读有丰丰富经验验的人，因为无无论经验验多少，在很强强的照明明下任何何人都比比在合适适的照度度下的阅阅读能力力要差一一些。样本空间间的大小小：决定定样本空

39、空间的大大小其实实就是确确定如何何以最小小的成本本收集足足够的数数据，保保证评价价独立变变量的影影响时的的可信度度。确定定样本空空间的大大小有好好几种方方法，可可以参见见统计学学教材。在上述的的人因因工程学学中发发表的论论文中，50%的研究究实验的的样本容容量还不不到9个个，255%使用用9-111的样样本容量量，只有有25%的采用用了111个以上上的样本本容量。这比描描述性研研究中使使用样本本容量的的要小得得多。使使用太少少的数据据是很危危险的，可能得得出错误误的结论论。3、评价价研究评价研究究中选择择个体与与描述性性研究和和试验性性研究考考虑的因因素一样样。被测测对象必必须能够够代表最最终

40、用户户群体。被测者者必须达达到一定定的数量量，能够够据此对对用户群群体的行行为做出出科学的的判断。数据收集集描述性研研究中数数据的收收集可以以在实地地或实验验室中进进行。比比如在煤煤矿工人人工作时时测量他他们的能能量损耗耗。带上上秒表去去工厂测测量工人人操作的的时间。通常采用用调查和和访问的的方法收收集数据据。调查查问卷可可以在实实地填写写或者邮邮寄给被被测者。存在的的主要问问题是回回复率不不太高，这样产产生偏差差的可能能性就会会增大。回复率率不到550%的的调查偏偏差就相相当高了了。试验性研研究中数数据的收收集和描描述性研研究一样样。试验验性研究究常在实实验室中中进行，往往比比较复杂杂，所以

41、以常采用用计算机机辅助的的方法。这种方方法具有有很大的的潜力，能够在在试验中中加入更更多的变变量，而而且在收收集数据据时具有有更大的的精确度度和更高高的采样样率。在评价研研究中，收集数数据经常常比较困困难。被被评价的的设备可可能本身身不具有有检测能能力，工工程师们们还要专专门为了了评价而而改造机机器。大大多数情情况下，原则上上的方法法还是通通过研究究人员观观察或访访问使用用者来收收集数据据，了解解他们所所面对的的问题和和想法。数据分析析收集数据据到之后后，研究究人员必必须对数数据进行行分析。1、描述述性研究究这里的数数据分析析常采用用基本的的统计方方法进行行。如计计算频率率分布、平均值值、中位

42、位数、标标准偏差差、相关关系数、百分位位数等。2、试验验性研究究试验性研研究中的的数据常常用一些些较为复复杂的数数理统计计方法进进行分析析，比如如变量分分析或者者多元变变量分析析法。统计重要要性：研研究人员员常说，“自变量量对因变变量有显显著的影影响。”或者说说“他们均均值之间间的差异异是非常常显著的的”。这里里的显著著其实是是统计重重要性的的简称。统计学学上的重重要性就就是表示示把观察察到的效效果，或或均值之之间的差差异归因因于偶然然性的可可能性是是不大的的。正因因为如此此，所以以得出这这种效果果是因变变量造成成的。对于显著著结果需需要记住住几个要要点。（1）具具有显著著性的结结果也有有可能

43、由由偶然因因素引起起，尽管管这种可可能性非非常小。（2）不显著著的自变变量对因因变量也也会有影影响，如如果样本本数目较较少，这这种影响响还可能能较大。（3）统计显显著性与与重要程程度无关关，非常常微小的的影响也也可能具具有统计计显著性性。（44）从统统计分析析中不能能看出实实验设计计是否有有误，或或者外部部变量是是否会混混淆结果果。因此，一一个研究究不能确确定事实实。只有有采用不不同的方方法和被被测对象象进行研研究，得得到同样样的结论论时，才才可以确确定自变变量对因因变量的的确有影影响。变量范围围的检验验测量范围围是指描描述性研研究中被被测的特特征和行行为，试试验性研研究中的的因变量量，评价价

44、研究中中判断设设计优劣劣的基础础。在人人因工程程学领域域，我们们大致把把它分为为三类：描述系系统功能能的，描描述任务务如何完完成的，描述人人员的反反应的。任务执执行测量量常常和和人的反反应测量量相互结结合出现现。1、系统统描述因因变量通常反应应整个系系统的基基本硬件件性能，多用于于评价研研究，描描述性研研究和试试验性研研究中比比较少用用。比如如设备的的可靠性性、耐磨磨损性、操作成成本和维维修性能能，以及及一些具具体的特特性，如如最大转转速、重重量等。2、任务务执行标标准通常指任任务的完完成情况况，无论论有没有有人员的的介入。这样的的变量有有（1）产出数数量：如如搬运的的土方数数等（22）产出出

45、质量：如事故故次数、错误次次数、钻钻孔的精精确率或或设计好好的路径径的偏差差等（33）完成成时间：如在电电路中找找出错误误的时间间，任务务开始时时的延迟迟时间。尽管人人员的执执行情况况与任务务的执行行以及系系统的设设备特征征紧密相相连，任任务执行行情况还还是比人人员执行行情况用用的广泛泛。3、人员员标准人员标准准用于处处理执行行任务时时人的行行为和反反应。常常用绩效效测量、生理指指标、主主观反应应来度量量。绩效测量量：人员员的测量量通常指指频率测测量、强强度测量量、反应应时间测测量或耐耐力测量量等。有有时是这这些基本本类型的的结合，如单位位时间内内错过的的目标数数目。生理指标标：生理理指标常常

46、用来测测量在体体力劳动动或脑力力劳动时时，人体体的紧张张程度。或者是是在受到到如热源源、噪声声和振动动等这样样的环境境影响时时，人体体生理上上的反应应。生理理指标按按照人体体生理系系统可以以分为：心血管管，呼吸吸道，神神经系统统，感觉觉器官，和血液液中的化化学物质质。主观反应应：通过过被测者者的主观观判断来来进行测测量其感感受。比比如座椅椅的舒适适性，计计算机使使用的方方便性，对工具具手柄长长短的偏偏好等。主观反反应还可可以测量量脑力和和体力的的负荷程程度。因因为人们们在评价价喜欢、不喜欢欢或他们们的感觉觉时有各各种不同同的偏好好，所以以在测量量主观反反应时必必须要特特别注意意。言辞辞、问题题

47、次序或或指令的的形式上上的微小小的变化化，都可可能改变变被测者者的反应应。尽管管有这样样的缺点点，主观观反应的的数据还还是非常常有价值值的，而而且有时时还是唯唯一合理理的方法法。4、最终终行为与与中间行行为的对对比在试验时时我们既既可以测测量最终终行为，也可以以测量中中间行为为。中间间行为比比最终行行为更加加具体和和详细。然而因因为最终终行为描描述最终终的结果果，它往往往比中中间行为为更有价价值。在在进行诊诊断和解解释时，中间行行为是比比较有效效的。比比如，要要检测一一种药瓶瓶上的警警告标签签的作用用，标签签要求患患者在服服药以前前需要摇摇动药剂剂使其均均匀，最最终行为为是检测测人们是是否摇动

48、动药剂并并使其均均匀，而而中间行行为是监监测人们们是否记记得标签签的内容容，是否否读了标标签。中中间测量量数据对对于解释释人们为为什么没没有按照照指示去去做的问问题是非非常有用用的，是是没有看看到它，还是没没时间读读，还是是不能记记起标签签的内容容？因变量的的要求研究中的的因变量量一般都都必须满满足特定定的要求求。有实实际测量量方面的的，也有有心理测测量方面面的要求求。心理理测量要要求有可可靠性、正确性性、抗干干扰性和和敏感性性。1、基本本要求要保证实实验是可可信的话话，因变变量必须须满足（1）客客观存在在（2）数量比比较多（3）无无突变（4）容容易收集集（5）不需要要特别的的数据收收集技术术

49、（6）消耗尽尽可能的的少财力力和实验验者的精精力。2、可靠靠性在测量中中，可靠靠性是指指对一个个变量测测量多次次结果保保持稳定定的特性性。从测测量意义义上讲，可靠性性就是进进行一系系列的测测量不出出现错误误的程度度。每次次测量结结果不稳稳定的测测量就是是不可靠靠的。增增加测量量次数可可以提高高可靠性性。3、正确确性在人因工工程学研研究中，有几种种比较常常见的正正确性类类型。如如方向正正确性，内容正正确性，体系正正确性。另一种种类型对对于选择择人员这这样的测测验是比比较有效效的，就就是行为为判断正正确性。方向正确确性：主主要指通通过测量量想得到到什么，也就是是动机是是什么？在有些些测量中中，方向

50、向正确性性可能影影响被测测者参与与的积极极性。因因此，研研究人员员应该尽尽可能的的选择与与用户相相关的方方面进行行测量。如测量量办公用用计算机机屏幕的的可辨认认性时，最好选选用办公公室中常常用的文文件进行行实验。容量正确确性：指指被测变变量在某某个相关关领域中中采样的的程度，比如知知识领域域、工作作行为领领域等。例如，对空中中交通控控制者的的行为表表现的测测试中。通常要要包括对对控制者者各个方方面的测测试，不不是仅仅仅某个方方面。体系正确确性：指指测量范范围能够够包括根根本因素素的程度度。如对对静止靶靶子射箭箭准确度度的测量量只能作作为实际际格斗技技术中很很小一部部分的测测量。图图1-11说明

51、测测量体系系（格斗斗技术）和测量量（射箭箭）之间间的关系系。中间间的阴影影表明结结构正确确性，阴阴影范围围比较小小，比表表明测量量只涉及及到目标标很小一一部分，正确性性比较低低。体系系正确性性主要基基于经验验积累而而形成的的判断。测量考虑因素相关体系效率：处于体系中，但测量没有考虑体系正确性：体系中被测量评价的干扰因素：测量考虑了，但不属于体系图1-11 体体系正确确性和干干扰因素素的概念念关系4、防止止干扰因因素的影影响因变量不不能受那那些与体体系无关关的变量量的影响响。例如如在射箭箭的过程程中，风风、光照照和箭的的质量都都是干扰扰因素的的来源，他们能能够影响响射箭的的准确率率，但又又与被测

52、测内容无无关。5、敏感感性 被测者者应该能能够区别别因变量量变化。如使用用不舒适适、一般般、舒适适的标准准检测不不同的椅椅子，得得到的结结果都是是舒适。但通过过在舒适适的椅子子之间比比较，就就可以得得出哪些些比其他他的更舒舒适。这这样用三三级标准准评价，所有的的椅子都都一样，都是舒舒适。如如果使用用七级标标准来描描述，就就可以加加以区别别。但级级别太多多，在一一个极端端敏感的的范围里里，有时时会降低低可靠性性。人的可靠靠性 人的可可靠性总总是同人人的错误误联系在在一起。研究人人的可靠靠性有两两方面要要求：一一是指对对人的错错误做出出定量分分析；二二是对人人员出错错原因做做出解释释。作为为一种测

53、测量方法法，人的的可靠性性是指人人员成功功完成任任务概率率的大小小。1、历史史上的观观点研究人员员从500年代开开始注意意人的可可靠性问问题，当当时想以以测量硬硬件可靠靠性同样样的方法法确定人人的可靠靠性。这这以前，人因工工程学活活动也常常是公司司质量保保证部的的一部分分，尤其其是在航航天工业业中比较较普遍。19622年，第第一个人人员可靠靠性数据据库的原原型建立立了。但但只有少少数人在在这一领领域进行行研究，规模相相当小。三里岛岛核电站站的事故故重新引引起了人人们对人人员可靠靠性研究究的兴趣趣，一些些数据和和方法论论方面的的工作又又继续进进行。2、数据据库和方方法论这么多年年来，对对人的可可

54、靠性信信息的数数据库的的发展研研究人员员有过几几次尝试试。尽管管这些数数据库的的建立付付出了很很大的努努力，但但它们的的使用还还是非常常有限的的。在大大多数情情况下，数据都都太少了了，而且且主要都都是手工工操作的的任务，如控制制仪器，修理部部件。然然而，现现代技术术已经去去掉了许许多重复复性的工工作，取取而代之之一些更更复杂、更高级级的任务务。因而而人的错错误也更更多的和和决策制制定、解解决问题题联系在在一起。人员可可靠性数数据库目目前还不不能解决决这方面面的问题题。除了数据据库以外外，还有有一些方方法用于于决定人人员可靠靠性。其其中一个个比较完完善的方方法就是是人员出出错率预预测技术术（TH

55、HERPP）。它它主要用用来进行行核电站站的人员员可靠性性鉴定。在分析析一个复复杂问题题时，它它把问题题细化，分成较较小的任任务和步步骤。然然后用图图表来说说明这些些任务和和步骤与与成功或或失败的的行为的的关系。从经验验数据和和专家判判断得出出的成功功完成任任务的概概率，被被分配给给各个步步骤，然然后根据据逻辑规规则合成成进行复复杂操作作的人员员的可靠靠性大小小的判断断。另一个完完全不同同的方法法是利用用随机仿仿真模型型来测量量人员可可靠性。也就使使用计算算机来模模拟任务务的执行行情况的的方法。计算机机一遍又又一遍的的执行任任务，从从组成元元素的成成功或失失败的概概率分布布上进行行采样，然后计

56、计算成功功完成整整个任务务的次数数。计算算机模拟拟的最大大的优势势就是可可以从任任务的不不同侧面面，对其其效果做做出可靠靠性评价价。例如如，Siiegeel等在在对声波波系统的的模拟研研究中发发现，当当允许操操作者完完成任务务的时间间从233分钟增增加到225分钟钟时，可可靠性就就从0.55变变化到了了0.994。这这个例子子说明，时间上上的微小小变化可可以对系系统产生生深远的的影响。3、人员员可靠性性的评论论尽管在人人的可靠靠性的数数据库和和方法论论上做出出了很大大的努力力，人因因工程学学专家对对这个课课题还是是兴趣不不大。问问题可能能出在一一些行为为科学家家不喜欢欢使用工工程方法法来进行行

57、可靠性性评价，还有一一些人认认为人的的行为变变化多端端，是动动态的，仅仅评评价一个个点的可可靠性是是错误的的。Adamms提出出了人的的可靠性性的几个个实际问问题。比比如并不不是所有有的错误误都会导导致最终终失败，目前的的几种技技术还不不能很好好的解决决这样的的问题。Regguliinskki认为为对人员员可靠性性的静态态评价对对于连续续性工作作是不可可取的，用古典典的工程程可靠性性模型进进行离散散的评价价是不负负责任的的。Wiilliiamss指出人人员可靠靠性研究究专家在在如何使使他们的的方法更更有效的的方面做做出的努努力太少少。然而而，meeistter说说尽管我我们的评评价可能能不完全

58、全正确，但它们们还是有有很高的的利用价价值的。在具体的的研究方方法上，包括如如下多种种方法：观察法法，实测测法，实实验法，模拟和和模型试试验法，计算机机数值仿仿真法，调查研研究法以以及各种种分析法法，例如如瞬间操操作分析析法，知知觉与运运动信息息分析法法，动作作负荷分分析法，频率分分析法，危象分分析法，相关分分析法等等等。随随着人因因工程学学地不断断发展，它同时时在不断断地吸收收各种其其它学科科的方法法，特别别是系统统工程方方法论，计算机机仿真技技术等，例如层层次评价价法，模模糊评价价法，解解释结构构模型，系统动动力学等等等。第四节、人因工工程学与与其他学学科的关关系一、与其其他学科科的关系系

59、从人因工工程学的的发展历历史可以以知道，它与系系统工程程、劳动动科学、心理学学等有着着密切的的关系。从工程程角度看看，人因因工程学学必然要要在系统统工程思思想的指指导下，利用各各种工程程技术手手段实现现人、机机系统的的最佳配配置。同同时，还还要利用用心理学学、劳动动科学、经济学学、管理理学等的的知识，追求提提供最适适宜的劳劳动条件件、获取取最高的的劳动效效率和创创造最舒舒适的工工作环境境等目标标。下图图简要地地显示了了人因工工程学与与相关学学科的关关系。社会学劳动科学管理科学心理学生理学医学生物力学系统工程生物学工程技术信息科学人因工程人体测量人体解刨劳动医学环境医学工作研究人机系统时间研究动

60、作分析认知工效 图1-2 人人因工程程学学与与相关学学科的关关系图二、人机机系统 人因工工程学中中一个最最基本的的概念就就是系统统。不同同的专家家对它有有不同的的理解，我们只只给出一一个最简简单的定定义。系系统是一一个为了了实现某某种目的的的实体体（Baaileey,119822）。系系统由人人、机器器和其他他一些相相互作用用的事物物组成，实现一一些个体体不能独独立实现现的目标标。系统统的观点点用于把把一些方方法组织织起来，比如对对比较复复杂的人人机关系系进行改改进、分分析、评评估的方方法等等等。正如如Baiileyy所说：“系统的的概念暗暗示我们们要寻求求一个目目标，仔仔细分析析它，明明白实