第1章-人因工程学概述

第一章人因工程学概述2/56生活：芭蕉扇——电扇——空调——绿色空调（舒适性、健康性）学习：石刻——竹简——纸张——电子文档（易获得性）工作：（机械加工）手工——机械器具——机器设备——数控机床——智能加工系统（高效、安全）社会意识：（对劳动者）奴隶——雇农——工人——安全生产——以人为本（对人的重视）以上各个方面看出社会系统在人的舒适、健康、高效、安全等方面的逐步改善。这些改善是怎样做到的？需要系统的学科——人类工程学。

3/56Case1：希腊神话中有这样的一个故事：有一个强盗，叫普洛克鲁斯蒂斯，他想到了一种文明的奸诈方式向不幸进入他家旅馆的疲惫的旅客勒索钱财。他有个敲诈的条件：旅客要么免费睡在他的两张多余床中的任一张上，要么按他规定的价格付食宿费。但是这两张床，一张奇长，一张奇短，绝大部分旅客的身高与两张床的长度都不一样，而强盗要求旅客必须完全合适的睡在一张床上，要么睡在短的床上，就要被砍掉两条腿长出的部分；睡在长的床上，身体要被拉伸到与床一样长。投宿的旅客往往在酒足饭饱之后，被引进卧室，结果不得不付出昂贵的费用。4/56人类社会开始以来，在人与环境的相互作用中，这种“普洛克鲁斯蒂斯”现象随处可见。工业生产中的工人，为了生存，不得不被“普洛克鲁斯蒂斯”“拉长身体”或“砍掉双脚”，以适应外界环境的苛刻要求；大多数的工人都在承受相当程度的不舒适，而不能充分发挥自己的能力。5/56ChangzhouInstituteofTechnology例如：胳膊“拉长”，以达到本够不着的控制台；感觉能力被延伸去听或看实际上听不到或看不到的信号；腿“砍短”以适应低矮的工作场所；认识能力退缩导致需要适应令人烦躁的任务……

由于操作者与其环境之间可怜的适应，造成了对生命的威胁、劳动事故、职业病。6/56ChangzhouInstituteofTechnology

本学科的目的之一就是解决人与环境之间的这种问题，在解决问题之前，需要了解这种“普洛克鲁斯蒂斯”式的适应的局限性，即通过训练人们勉强适应工作环境的局限。 通过训练“人适应环境”的缺陷：让操作者通过训练适应于环境需要付出很大的代价；训练的有效程度有限；当人处于紧张状态时，导致人的功能瓦解（训练失效）可能性较大。 因此需要引入人因工程学。7/56ChangzhouInstituteofTechnology本章内容人因工程学的概述人因工程学的研究方法和步骤人因工程学的相关学科8/56ChangzhouInstituteofTechnology

第一节人因工程学概述

人因工程学(HumanFactorsEngineering)是研究人——机——环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的一门边缘性应用学科。

我国关于该学科的命名出现多种，如，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、人的因素等。 近几年使用人因工程学和人类工效学命名的较多，本教材旨在强调重视人的因素的作用，故使用人因工程学这一名称。9/56ChangzhouInstituteofTechnology一、学科命名的由来

欧洲：Ergonomics人类工程学或工效学。

美国：HumanFactors;HumanFactorsEngineering人类因素学或人类因素工程学。

其他：工程心理学（前苏联）；人间工学（日本）；人体工程学；人机工程学；人类工效学；人机控制学等。10/56ChangzhouInstituteofTechnology

二、定义 国际人机工程学会将人机工程学定义为：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、生活中和休息时怎样统一考虑工作效率、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，使设计的机器和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、安全、健康和舒适的目的的学科。

总之：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。

11/56ChangzhouInstituteofTechnology在研究重点上，人因工程学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、程序与人之间的相互关系。研究重点在于人和通过设计来影响人。

在研究目标上，人因工程学有两个主要的目标：第一是为了提高工作的效率和质量，例如简化操作、增加作业准确性、提高劳动生产率等；第二是为了满足人们的价值需要，如提高安全性、减少疲劳和压力、增加舒适感、获得用户认可、增加工作的满意度和改善生活质量等。12/56ChangzhouInstituteofTechnology在研究方法上，人因的基本方法就是对人的能力、限制、特点、行为和动机等相关信息进行系统研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计。它包括对人本身和人对事物、环境等反应的有关信息的科学研究。这些信息是进行设计的基础，并且可以用来分析当设计有所变化时可能产生的影响。作为一门注重设计的科学，人因工程学还包括对设计的评价等方面。13/56ChangzhouInstituteofTechnology综上所述，人因工程学可以简单地定义为：人因工程学是基于对人和机器，技术的深入研究，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、机器、系统、任务、和环境进行合理设计，以提高生产率、安全性、舒适性和有效性的一门工程技术学科。14/56ChangzhouInstituteofTechnology

作为一门工程技术，人因工程学不同于其他一般工程技术学科的一些要点有：牢记产品是用来为顾客服务的，在设计时必须始终把用户放在首位。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。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础数据。运用系统的观点去考虑问题，意识到事物、过程、环境和人都不是独立存在的。15/56ChangzhouInstituteofTechnology另外，还需要指出的是：人因工程学不只是基于表格数据和一些指标来进行设计。人因工程学不是设计产品的模型。人因工程学不同于常识。16/56ChangzhouInstituteofTechnology

本学科起源于欧洲，形成于美国。人因工程学科诞生前后，经历了以下几个发展阶段。

一、人因工程学的萌芽时期

20世纪初，美国人泰勒(科学管理的创始人)进行了著名的铁铲实验和时间研究实验，他还对工人的操作进行了时间研究，改进操作方法，制定标准时间，在不增加劳动强度的条件下提高了工作效率。

与泰勒同一时期的吉尔布雷斯夫妇开展了动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法。

人因工程学的起源与发展17/56ChangzhouInstituteofTechnology人因工程学的起源与发展

在这一时期，德国心理学家闵斯托伯格（Munsterberg）倡导将心理学应用于生产实践，其代表作是《心理学与工业效率》，提出了心理学对人在工作中的适应与提高效率的重要性。

20世纪初，虽然已孕育着人因工程学的思想萌芽，但人机关系总的特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。由于机器进步很快，使人难以适应，因此大量存在着伤害人身心的问题。18/56ChangzhouInstituteofTechnology

二、人因工程学的兴起时期

这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。

人因工程学的起源与发展19/56ChangzhouInstituteofTechnology

这一阶段包括第二次世界大战至20世纪60年代。二战以前，人与机器装备的匹配，主要是通过选拔和培训，使人去适应机器装备。

二战期间，由于战争的需要，首先在军事领域开始了与设计相关学科的综合研究与应用，使人适应机器转入到使机器适应人的新阶段。

人因工程学的起源与发展三、人因工程学的成长时期20/56ChangzhouInstituteofTechnology1945年第二次世界大战结束时，本学科的研究与应用逐渐从军事领域向工业等领域发展。并逐步应用军事领域的研究成果来解决工业与工程设计中的问题。

此外，美国、日本和欧洲的许多国家先后成立了学会。为了加强国际间交流，1960年正式成立了国际人类工效学会(IEA)，标志着该学科已经发展成熟，该组织为推动各国的人因工程发展起了重要作用。

人因工程学的起源与发展三、人因工程学的成长时期21/56ChangzhouInstituteofTechnology

20世纪60年以后，人因工程学进入了一个新的发展时期。这个时期人因工程学的发展有三大基本趋向。

（1）研究领域不断扩大。研究领域扩大到：人与工程设施、人与生产制造、人与技术工艺、人与方法标准、人与生活服务、人与组织管理等要素的相互协调适应上。人因工程学的起源与发展

四、人因工程学的发展时期22/56ChangzhouInstituteofTechnology

（2）应用的范围越来越广泛。人因工程学的应用扩展到社会的各行各业，包括人类生活的各个领域，如衣、食、住、行、学习、工作、文化、体育、休息等各种设施用具的科学化、宜人化。

（3）在高技术领域中发挥特殊作用。高技术与人类社会往往产生不协调的问题，只有综合应用包括人因工程在内的交差学科理论和技术，才能使高技术与固有技术的长处很好结合，协调人的多种价值目标，有效处理高技术社会的各种问题。

人因工程学的起源与发展

四、人因工程学的发展时期23/56ChangzhouInstituteofTechnology

现代人机工程学有三个特点：

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、数学、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，从而获得系统的最高综合效能。人因工程学的起源与发展

四、人因工程学的发展时期24/56ChangzhouInstituteofTechnology

中国最早开展工作效率研究的是心理学家。20世纪30年代，清华大学开设了工业心理学课程，1935年，陈立先生出版了“工业心理学概观”，这是我国最早系统介绍工业心理学的著作。

新中国成立后，中国科学院心理研究所和杭州大学的心理学家开展了操作合理化、技术革新、事故分析、职工培训等劳动心理学研究。

“文化大革命”使许多研究陷于停顿。70年代后期，一些研究单位和大学，成立了工效学或工程心理学研究机构。人因工程学的起源与发展五、我国人因工程学科的发展25/56ChangzhouInstituteofTechnology

1980年5月成立了中国人类工效学标准化技术委员会和中国心理学会工业心理学专业委员会。1984年国防科工委还成立了军用人—机—环境系统工程标准化技术委员会。

20世纪80年代末，我国已有几十所高等学校和研究单位开展了人因工程学研究和人才培养工作。许多大学在应用性学科开设了有关人因工程学方面的课程。

1989年6月29-30日在上海同济大学召开了全国性学科成立大会，定名为中国人类工效学学会。

人因工程学的起源与发展五、我国人因工程学科的发展26/56ChangzhouInstituteofTechnology人因工程学距离我们很近有推销员跟你说“…我们产品的设计符合人体工学原理…”你如何理解？在日常生活中你自己可否抱怨过“这东西使用起来不得劲”，“XX东西再高点（低点）就好了”，“如果没有这个设计缺陷，这种事故应该是可以避免的”……

你认为设计一把椅子主要应考虑那些因素，或者说评价一把椅子好坏主要考虑哪些方面？如果让你给这些因素排序，你如何考虑？家庭中开关、可视对讲、天窗的尺寸27/56ChangzhouInstituteofTechnology28/56ChangzhouInstituteofTechnology什么是符合中国人的座椅？29/56ChangzhouInstituteofTechnologyvolvoWHIPS系统可减轻33%的短期颈椎伤害，54%的长期（一年以上）伤害。在女性受害人员中，这个比例可分别提高到50%和75%。Volvo（富豪）品牌被认为是最安全的汽车。要是所有汽车也像Volvo（富豪）汽车一样安装带颈椎保护装置的座椅，颈椎受伤害的总人数就可减少50%左右。30/56ChangzhouInstituteofTechnology脚操纵器31/56ChangzhouInstituteofTechnology32/56ChangzhouInstituteofTechnology手机33/56ChangzhouInstituteofTechnology手机34/56ChangzhouInstituteofTechnology手机35/56ChangzhouInstituteofTechnology手—手机图分析双手操作当握住手机时，可以有更好的手感36/56ChangzhouInstituteofTechnology航空领域中的人机工程学

“神舟五号”的成功发射返回，标志着中国人从此进入太空，可以真正开始地球以外的生活.37/56ChangzhouInstituteofTechnology食物

杨利伟上天带了二十几种食物，其中主食就是印有“飞天”字样的小月饼.一块月饼大概有3厘米长，2厘米宽，1.5厘米厚.四块包装成一个小袋，大约是45克，用铝塑真空密封好.38/56ChangzhouInstituteofTechnology

铝塑包装袋上有切割好的开口，非常容易撕开，月饼也很容易直接用手挤进嘴里，一口一块，嚼起来很方便，也没有什么残渣.39/56ChangzhouInstituteofTechnology99式主要缺陷在于对“人”的忽视。由于中国人刻意追求低矮车身与窄炮塔结构。因此，他的内部空间狭小。不适宜欧洲人体型。即便中国人形态的亚洲地区，也是十分不舒适。，40/56ChangzhouInstituteofTechnology

日前台湾刊物《亚洲防务》载文指出，99式系列主战坦克已达到世界第三代主战坦克的水准，作战能力在一对一的前提下，足以与M1A2、“豹”2A6、“挑战者”2、“勒克莱尔”、“梅卡瓦”4等当前最先进的主战坦克较量。文章说，99式坦克最大速度可达到70-80千米/小时，算是目前跑得最快的现代主战坦克之一了。文章指出，99式坦克装甲的厚度厚于M1A1，在未挂装贫铀装甲时，99式坦克装甲防护性能应该超过M1A1坦克。41/56ChangzhouInstituteofTechnology

火控方面，文章透露99式坦克发射炮射反坦克导时，射程可达4-5千米，相对西方坦克有很大的射程优势。中国除获得授权生产俄系炮弹之外，还采用西方技术制作钨钢或贫铀尾翼稳定脱壳穿甲弹，新型穿甲弹的性能优于俄制炮弹，据称最新产品可在2000米距离上击穿850～970毫米厚的垂直钢装甲，比西方国家在20世纪90年代的同类产品(如M829A2或DM53炮弹)高出5%～20%。42/56ChangzhouInstituteofTechnology

西方认为，99系列主战坦克虽然在火力、防护和机动三大性能上不亚于M1A2坦克，但人机工程不好，乘员舒适度较差，容易导致乘员长时间作战的疲劳。因此实战中，很容易造成先进坦克无法发挥全部实力。历次中东战争中，不重视人机工程的苏制坦克付出了血的代价。埃及和叙利亚一直认为T-62无论从火力、防护都大大优于以色列坦克，然而实战中却常被以色列不先进的M-48甚至谢尔曼坦克全歼。在热带气候和坦克内部恶劣环境的夹击下，T-62的坦克手常常在一两个钟头后就开始陷入半昏迷状态，思维迟钝到几乎丧失战斗力。这时候所谓火力、防护、机动三大能力完全失效。43/56ChangzhouInstituteofTechnology

第二次世界大战时，英国制造了一种战斗轰炸机，绰号“英国蚊子”。这种轰炸机的设计师自己并不用左手写字打球，但是不知为何却把飞行员都想象成左撇子。他把风门等符合人因工程学的设计放在驾驶座的左边，而右边则是起降控制杆。这样，“英国蚊子”起飞的时候，飞行员需要在右手控制起降杆的同时从风门上腾出左手把住转向盘，由于风门在人松手的时候就会回退从而减少起飞动力，所以为了维持起飞必需的动力飞行员不得不用左手再拉回风门。于是在这种不合理的设计之下，飞行员动作最频繁最用力的不是他平时运用自如的右手，而是相对笨拙和力量小的左手。饱受这种“左撇子飞机”折磨的飞行员们简直恨不得投一颗炸弹给那位设计师。

英国蚊子战机44/56ChangzhouInstituteofTechnology有一个二战期间负责射击培训研究的海军军官杰克·邓拉普于战后成立了一家利用人因工程学进行企业管理顾问的公司。从1948年杰克·邓拉普以2．1万美元起家算起，短短三年之后邓拉普公司的营业额就已经达到70万美元左右。他的客户包括美国国防部、飞机制造厂、办公设备公司、重型电气设备制造公司、闪光灯制造厂等等五花八门的企业。邓拉普公司有一项得意案例，已经载于各大商学院的企管教材中。那是为美国一家制药厂解决正确配装药率。在装配药的时候用一块凿刻有固定数目小洞槽的铝板，插入药丸盛放箱里。传奇的邓普拉公司45/56ChangzhouInstituteofTechnology

这样，当他拔出铝板时，药丸已经嵌入几乎每一个小洞槽里，配装工人粗粗一瞟，就会发现哪些洞槽还没有嵌入药丸，他只需再手抓几颗药丸补放进去，下一步就可以装瓶了。在当时，这就是由绝大多数药厂所采取的一种比较先进的药丸配装方式了。但是一个药丸配装工人每天可能要上百次地用铝板在药箱里插来拔去，长时间的重复操作之后肉眼对那些空洞槽的敏感度难免降低，于是漏装现象还是会经常发生。药厂管理者试图通过加强对配装工的培训使其操作的精密度提高，然而培训的效果只能体现在培训后很短的一段时间内，很快一切就依然故我，漏装率又回复到原有水平。无计可施的药厂老板最后只好求助于邓拉普公司。46/56ChangzhouInstituteofTechnology

邓拉普公司的管理顾问到药厂现场调查了一下，终于发现了一个被忽略的问题，那就是铝板上的小洞槽与许多种药丸的丸的问题。按照美国联邦法律，药厂销售药品时剂量如果与标明的不符，药厂将要受到法律惩处。另一方面，药丸要是总比实际要求配装的多了，药厂的生意也就别做了，干脆开救济院得了。处于法律和利润夹缝之间的药厂必须要求配装工人分毫不差地计量药丸数量。现实操作中，当时的配装工人没有电子计量设备作为帮助，也不可能低效颜色接近，色彩对比非常不突出。于是他建议药厂在每个小洞槽的底部涂上一点明亮的黄色。47/56ChangzhouInstituteofTechnology

这一点的改变却从根本上解决了问题，此后漏嵌药丸的小洞槽明晃晃地显得扎眼，配装精确度立刻就提升了，一个让药厂管理者伤神费力的问题就着样轻而易举地解决了。

邓拉普公司管理专家破解难题的妙方是什么?只不过是人因工程学的一个细小分支——视觉识别技术。利用色彩对比的强化让配装工的目力检测变得更加便利精准。48/56ChangzhouInstituteofTechnology人因工程的应用领域范围对象举例例子产品和工具设计及改进机电设备机床，计算机，农业机械交通工具飞机，汽车，自行车建筑设施城市规划，工业设施，工业与民用建筑宇航系统火箭，人造卫星，宇宙飞船仪器设备计量仪表，办公器械，家用电器工作服装劳保服，安全帽，劳保鞋作业的设计与改进作业姿势、作业方法、作业量及工具选用和配置等工厂生产作业，监视作业，车辆驾驶作业，物品搬运作业，办公室作业等环境的设计与改进声，光，热，色彩，振动，尘埃，气味等等环境工厂，车间，控制中心，计算机房，办公室，驾驶室，生活用房等49/56ChangzhouInstituteofTechnology

人因工程学的研究包括理论和应用研究两个方面。但学科研究的总趋势还是侧重应用。其主要内容可概括为以下8个方面：

(1)研究人的生理与心理特性。人因工程学系统地研究人体特性，如人的感知特性、信息加工能力、传递反应特性；人的工作负荷与效能、疲劳；人体尺寸、人体力量、人体活动范围；人的决策过程、影响效率和人为失误的因素等。例（左撇子的战争）（乒乓球的变迁）

人因工程学的研究内容50/56ChangzhouInstituteofTechnology(2)研究人机系统总体设计。人机系统的效能取决于它的总体设计。系统设计的基本问题是人与机器之间的分工以及人与机器之间如何有效地进行信息交流等问题。

(3)研究人机界面设计。在人机系统中，人与机相互作用的过程就是利用人机界面上的显示器与控制器，实现人与机的信息交换的过程。研究人机界面的组成并使其优化匹配，产品就会在功能、质量、可靠性、造型及外观等方面得到改进和提高，也会增加产品的技术含量和附加值。人因工程学的研究内容51/56ChangzhouInstituteofTechnology(4)研究工作场所设计和改善。工作场所设计包括工作场所总体布置、工作台或操纵台与座椅设计、工作条件设计等。

(5)研究工作环境及其改善。作业环境包括一般工作环境，如照明、颜色、噪声、振动、温度、湿度、空气粉尘和有害气体等，也包括高空、深水、地下、加速、减速、高温、低温及辐射等特殊工作环境。例（作业环境恶劣和疲劳的警告）人因工程学的研究内容52/56ChangzhouInstituteofTechnology

(6)研究作业方法及其改善。人因工程学主要研究人从事体力作业、技能作业和脑力作业时的生理与心理反应、工作能力及信息处理特点；研究作业时合理的负荷及能量消耗、工作与休息制度、作业条件、作业程序和方法；研究适宜作业的人机界面等等。

(7)研究系统的安全性和可靠性。人因工程研究人为失误的特征和规律，人的可靠性和安全性，找出导致人为失误的各种因素，以改进人—机—环境系统，通过主观和客观因素的相互补充和协调，克服不安全因素，搞好系统安全管理工作。

人因工程学的研究内容53/56ChangzhouInstituteofTechnology

(8)研究组织与管理的效率。人因工程学要研究人的决策行为模式；研究如何改进生产或服务流程；研究组织形式与组织界面，便于员工参与管理和决策，使员工行为与组织目标相适应等。

人因工程学的研究内容54/56ChangzhouInstituteofTechnology

在明代《掺画斋琐录》:唐僖宗时，濮州的私盐贩子王仙芝聚众造反,自号“天补平均大将军”，在曹州之战中有一名姓薛的部下表现勇猛令王仙芝分外器重王仙芝特地将自己的一匹坐骑和一副披挂赐给了姓薛的下属。此时恰好又有官军来袭，刚换了全套家当的薛姓下属立刻再次纵马迎敌，结果才一上阵就丢了性命。原来王仙芝是个左撇子,剑鞘箭囊悬挂的位置都和常人相反左撇子的战争返回55/56ChangzhouInstituteofTechnology

一直以来，乒乓球是一项很流行的运动项目。而且很长时间内球都是是清一色的白色球，打得久了，除了手酸脖子酸外，眼睛也很酸痛。悉尼奥运会乒乓球比赛的用球，就采用了一种介于白色与橙色之间的颜色球。乒乓球颜色的变迁返回56/56ChangzhouInstituteofTechnology

近来，有关企业、公司女工猝死事件频繁发生。7月15日，南京美俐隆公司18岁女工龙妹在车间内猝死，死前每天在43℃高温下工作11小时。5月30日，广州市海珠区一家服装厂35岁的女工甘红英猝死，死前的前4天每天被要求加班22小时。

综观这些女工猝死的相关新闻报道，不难发现女工们的猝死莫不跟“过劳”、“超时加班”、“超强度劳动”、“超高温劳动”等等有关。作业环境恶劣和疲劳的警告返回57/56ChangzhouInstituteofTechnology

一、人因工程学研究的方法论基础

人因工程学的研究以唯物辩证法为指导，正确地制定技术路线，采取科学合理的具体研究方法，并对研究结果做出客观的科学结论。根据方法论基础及人因工程学科自身特点，在研究中要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内在的规律性，不能以个人主观臆断解释客观事实。系统性是指把研究对象放到系统中加以研究和认识。人因工程学的主要研究对象是人——机——环境系统。用系统观点研究人——机——环境系统时，必须从系统的整体出发去分析各子系统的性能及其相互关系，再通过对各部分相互作用的分析来认识系统整体。

第二节人因工程学的研究方法和步骤58/56ChangzhouInstituteofTechnology

（一）调查法（非实验法）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。

（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-机-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。二、主要研究方法59/56ChangzhouInstituteofTechnology

（二）观测法（非实验法）观测法是研究者通过观察、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。这种方法是在不影响事件的情况下进行的，观测者不介入研究对象的活动中，因此能避免对研究对象的影响，可以保证研究的自然性和真实性。见图1-1

二、主要研究方法60/56ChangzhouInstituteofTechnology图1-1研究宇航员生理、心理能力测量装置框图61/56ChangzhouInstituteofTechnology（三）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。

实验法分为两种，实验室实验和自然实验。

实验室实验是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的。自然实验也对实验条件进行适当控制，由于实验是在正常的情境中进行，因此，实验结果比较符合实际。见图1-262/56ChangzhouInstituteofTechnology图1-2驾驶员眼动规律实验装置63/56ChangzhouInstituteofTechnology（四）心理测量法（非实验法）

心理测量法（也叫感觉评价法）是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。

心理测量对象可分为两类，一类(A)是对产品或系统的特定质量、性质进行评价，如声压级、照明的照度及亮度、空气的干湿程度等评价；另一类(B)是对产品或系统的整体进行综合评价，如舒适性、使用性、居住性、工作性等。

64/56ChangzhouInstituteofTechnology（五）心理测验法（非实验法）

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，用以分析被试心理素质特点。

测验必须满足以下两个条件:第一，必须建立常模。常模是某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。

65/56ChangzhouInstituteofTechnology

（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。

在图示模型法中，应用较多的是三要素图示模型。这是一种静态图示模型，把人和机的功能都概括为三个基本要素。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、显示器和控制器。图1-3a为三要素图示模型形式；图1-3b为驾驶员—汽车图示模型示例。66/56ChangzhouInstituteofTechnology图1-3三要素图示模型67/56ChangzhouInstituteofTechnology

从研究结果分：研究方法通常被分为三类：描述性研究、试验性的研究、评价研究。描述性研究 描述性研究用于描绘人的某些特性。如人体尺寸的测量、不同年龄的人的听力损失、人们对把手如何旋转的偏好、能够抬多重的箱子等等。 虽然描述性研究比较枯燥，但它们对于人因科学的意义非常重要。许多的设计决策都是基于它得出的基本数据。68/56ChangzhouInstituteofTechnology试验性研究 试验性研究的目的是为了检测一些变量对人的行为的影响。通常根据实际问题、预测理论来决定需要调查的变量和检测的行为。例如评价手臂活动的时候肩部的负荷大小、人们的视野等。通常，试验性的研究更关心变量是否对行为有影响以及将如何影响的问题。描述性研究则更关心所描述对象的统计结果，如平均值、标准偏差和百分比等。69/56ChangzhouInstituteofTechnology评价研究 评价研究类似于试验性研究，但它的目的多是为了评价一个系统或产品，并希望事先了解人们在使用系统或产品时的行为表现。 评价研究比试验性研究更为全面和复杂。它通过比较目标的差异来评价一个系统或产品的各个方面。人因工程学专家通过对设计优劣的系统评价，提出改进的建议。评价研究常用的方法是成本收益分析。70/56ChangzhouInstituteofTechnology

人因工程学的研究，除对学科的理论基础研究外，大量的研究还是对与人直接相关的机具、作业、环境和管理等进行设计和改进。（一）机具的研究步骤三、人因工程学的研究步骤

1.确定目的及功能。首先确定设计和改进机具的目的，然后找出实现目的的手段，即赋予机具一定的功能。2.人与机具的功能分配。对人和机具的能力特性进行比较，以充分发挥各自的特长。3.模型描述。用模型对系统进行具体的描述，以揭示系统的本质。71/56ChangzhouInstituteofTechnology4.分析。对人的特性、机具的特性和系统的特性进行分析。5.模型的实验。如果需要更详细的设计或改进数据时，可以在上述分析数据的基础上制作出机具的模型，再由人使用该机具模型，反复实验研究。6.机具的设计与改进。最后是确定机具的最优方案，并进行具体的设计和改进。72/56ChangzhouInstituteofTechnology

（二）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.确定作业中人员和机具的功能分配。3.用作业模型表示作业对象的顺序、数量、时间、使用的机具和材料等。作业模型主要用语言模型和图示模型。例如各种工序分析图就属于图示模型。73/56ChangzhouInstituteofTechnology

（二）作业的研究步骤

4.对作业人员的特性进行计测、数据处理和分析，对作业特性进行实验研究。5.提出各种方案，并对这些方案进行作业研究和评价，以确定最佳的作业方案。6.对作业进行设计、改进和评价，并继续不断加以完善。74/56ChangzhouInstituteofTechnology

（三）环境的研究步骤

（1）确定目的，明确研究环境的重点因素，如照明、噪声、微气候等。（2）通过实验和理论研究分析环境因素对人的影响，这些影响可用图示模型和数学模型来描述。（3）提出多种方案，在进行分析评价基础上，确定最佳方案，有时还需进行小规模实验。（4）对环境进行设计、改进和评价，并不断进行完善。75/56ChangzhouInstituteofTechnology

第三节人因工程学的相关学科

人因工程学的形成吸取了“人体科学”、“技术科学”、“环境科学”等学科的研究成果、思想、原理、准则、数据和方法（图1-4）。

人体生理学、心理学、人体测量学、解剖学、生物力学、医学等，是人因工程的重要基础学科。其中心理学、人体测量学、生理学与人因工程学的关系更为密切。

医学与生理学对人因工程的作用是很明显的。许多人因工程学的问题，若要深入探究其原理与机制，就需要从人体解剖特点和人体生理过程进行分析。一、人因工程学与人体科学的关系76/56ChangzhouInstituteofTechnolog