1人因工程学概述

课程简介课程名称：现代人因工程学时：32h（其中，理论：16h，实验：16h）时间：1—8周教材：不固定，参考工效学课程的教材理论讲课方式：专题讲座1、人因工程学概述2、产品人因设计原理3、人机界面设计法则4、人机自然交互技术5、产品形态美的因素6、技术设计与人因7、安全人机功能匹配8、人机工程设计应用范例实验方式及内容1、反应时和运动时测试2、深度知觉测试3、空间知觉测试4、注意分配能力测试5、运动稳定性测试6、注意力集中能力测试7、数字记忆广度测试8、动觉方位辨别测试9、手指灵活性测试10、双手协调能力测试11、人体测量实验考试方式：论文（人机系统设计）人因工程学概述HumanFactorsEngineering人因工程学概述第一节人因工程学的命名及定义第二节人因工程学的起源与发展第三节人因工程学的研究内容与应用领域第四节人因工程学的研究方法和步骤第五节人因工程学的相关学科第一节人因工程学的命名及定义一、学科命名美国:人的因素工程学或人类工程学西欧:人类工效学日本:人间工学。中国: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。该学科在国内外还没有统一的名称。近几年使用人因工程学和人类工效学命名的较多，本课程使用人因工程学这一名称。二、定义人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。人一机一环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可以简称为人一机系统。为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。其标志是使处于不同条件下的人能高效、安全、健康、舒适地工作和生活。第一节人因工程学的命名及定义本学科起源于欧洲，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---以提高生产效率为重点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。第二节人因工程学的起源与发展第二节人因工程学的起源与发展德国心理学家闵斯托伯格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。泰勒------著名的铁铲实验和时间研究实验，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。吉尔布雷斯夫妇------动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法，提高作业效率，减轻疲劳。二、人因工程学的兴起时期（一战至二战之前）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。第二节人因工程学的起源与发展二战前，人机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机器适应人的新阶段。1945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解决工业与工程设计中的问题。在此期间，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)，该组织为推动各国的人因工程发展起了重要作用。第二节人因工程学的起源与发展三、人因工程学的成长时期（二战至60年代）这个时期人因工程学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。（2）应用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。第二节人因工程学的起源与发展四、人因工程学的发展时期（20世纪60年后）（1）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著作。（2）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。（3）“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。第二节人因工程学的起源与发展五、我国人因工程学科的发展（4）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。（5）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。（6）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。第二节人因工程学的起源与发展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。(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。第三节人因工程学的研究内容与应用领域一、研究内容第三节人因工程学的研究内容与应用领域(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。(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。第三节人因工程学的研究内容与应用领域(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。(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。二、应用领域人因工程学的应用涉及非常广泛的领域。与人直接有关的应用领域概括为机具、作业、环境和管理等几大类。人因工学在各个领域应用的示例如表1-1所示。第三节人因工程学的研究内容与应用领域表1-1人因工程学的应用领域及示例设计与改进的范围对象示例机具机械机床、汽车、火车、飞机、宇宙飞船、船舶、起重机、农用机械、工作机械、计算机、仪器仪表、医疗器械、家用电器、运动与健身器械、摩托车、自行车、售货机、取款机、检票机等器具工具、电话、电传、办公用具、软件、家具、清扫工具、卫生用具、厨房用具、防护用具、文具、玩具、书刊、广告、媒体、标志、标牌、包装用品、说明书等设备与设施工厂、车间、成套设备、监控中心、军事系统、机场、码头、车站、道路系统、城市设施、住宅设施、无障碍设施、旅游与休闲设施、安全与防火设施、核能设施、场馆等被服服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽、工作靴等作业作业条件、作业方法、作业量、作业姿势、工具选择与放置等生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、维修作业、计算机操作、办公室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、女工作业：高龄人与残疾人作业，以及学习、训练、运动、康复等活动环境照明、颜色、音响、噪声、微气候、空气污染等工厂、车间、控制中心、计算室、操纵室、驾驶室、检验室、办公室、车箱、船舱、机舱、住宅、医院、学校、商店、地铁、候车室、会议室、业务与交易厅、餐厅、各种场馆及公共场所等管理人与组织、设备、信息、技术、职能、模式等业务流程再造、生产与服务过程优化、组织结构与部门界面管理、管理运作模式、决策行为模式、参与管理制度、企业文化建设、管理信息系统、计算机集成制造系统(CIMS)、企业网络、模拟企业、程序与标准、沟通方式、人事制度、激励机制、人员选拔与培训、安全管理、技术创新、CI策划等一、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一机一环境系统。用系统观点研究人一机一环境系统时，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。第四节人因工程学的研究方法和步骤（一）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。（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。第四节人因工程学的研究方法和步骤二、主要研究方法（二）观测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。（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。第四节人因工程学的研究方法和步骤实验法分为两种，实验室实验和自然实验。（1）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。（2）自然实验（现场实验）在某种程度上克服了实验室实验的缺点。自然实验虽然也对实验条件进行适当控制，但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。但是，由于实验条件控制不够严格，有时很难得到精密的实验结果。第四节人因工程学的研究方法和步骤第四节人因工程学的研究方法和步骤实验中的变量有自变量、因变量和干扰变量三种：（1）自变量是研究者能够控制的变量，它是引起因变量变化的原因。（2）因变量应能稳定、精确地反映自变量引起的效应，具有可操作性；能充分代表研究的对象性质，具有有效性。同时尽可能要求指标客观、灵敏和定量描述。（3）干扰变量按其来源可分为个体差异、环境条件干扰及实验污染三个因素