人因工程学第1章人因工程学概述

人因工程主讲***第1章人因工程学概述人因工程的概念与特点人因工程的历史和发展人因工程的研究内容与应用领域人因工程学的研究方法和步骤人因工程与其他学科的关系在人类的进化过程中，从最原始的完全依靠自然生活到逐渐学会制作简单工具，再到发展了各种复杂工具和技术。现在，人类已经能够使用各种技术生产大量的产品和设备，其中包括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，研究工具和技术中人的因素就是人因工程发展的起因。随着生产技术的发展和人类对于自身认识的加深，人因工程也越来越深入地与技术融合在一起，同时也越来越深入地融入人们的生活之中。1.1人因工程的概念与特点学科的命名西欧国家称之为Ergonomics（人类工效学），美国称作HumanEngineering（人类工程学）和HumanFactorsEngineering（人因工程）；日本称为“人间工学”；心理学家喜欢使用工程心理学（EngineeringPsychology）的名称；我国一般把“人类工效学”作为这个学科的标准名称，但是近年来，通常都使用“人因工程”这个名字。英国1950年成立英国人机学研究会，1957年创办会刊《Ergonomics》。美国1957年成立人因工程学会，发行会刊《HumanFactors》。日本于1963年成立日本人间工学研究会。1960年成立国际人机学协会。（InternationalErgonomicsAssociation，IEA）我国进入80年代以后，开始人因工程的研究。1.1人因工程的概念与特点学科的定义“人因工程是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。”•——国际人机工程学会（IEA）该定义被认为是目前为止最权威和最全面的该定义的特点：（1）在研究目标上：提高工作效率和质量；满足人们的价值需要（2）在研究内容上：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。（3）在研究方法上：对人的能力、行为限制和特点等相关信息进行系统研究，并将之用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中。本书将人因工程定义为：“人因工程是研究人-机-环境三者之间相互关系的，近几十年发展起来的一门边缘性应用学科。它综合应用了生理学、心理学、医学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和成果，设计和改进人-机-环境系统，使系统获得较高的效率和效益，同时保证人的安全、健康和舒适。”1.2人因工程的起源和发展人因工程的历史早期历史：人因工程学开始于19世纪末和20世纪初1945年～1960年：人因工程职业的出现1960年～1980年：迅速增长时期1980年～1990年：计算机、灾难和诉讼时期1990年以后二十一世纪的人因工程技术的人性化人的技术化人因工程在中国1980年4月，全国人类工效学标准化技术委员会成立，1984年，国家军用人－机－环境系统工程标准化技术委员会成立。1989年，中国人类工效学学会成立，1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。1.3人因工程的研究内容与应用领域主要有以下一些方面：（1）基础研究（2）生产、生活应用（3）安全管理与可用性（4）其他方面人因工程的研究内容（1）研究人的生理与心理特征：如人的感知特性，人体尺寸、人体力量等（2）研究人机系统总体设计。研究人机功能的合理分配（3）人机界面设计。如显示器和控制器的设计研究（4）研究工作场所设计和改善.工作空间、座椅、工作台以及工作场所的总体布置等（5）研究工作环境及其改善。（6）研究作业方法及其改善。（7）研究系统的安全性和可靠性。（8）研究组织与管理得效率。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，生活用房等表1-1人因工程学研究领域举例日本零式飞机驾驶舱人因工程的应用——案例飞行器驾驶舱的演变——人因工程的应用和发展B29飞机驾驶舱1.3人因工程的应用——案例DC3飞机驾驶舱1.3人因工程的应用——案例波音727飞机驾驶舱1.3人因工程的应用——案例波音747飞机驾驶舱1.3人因工程的应用——案例波音747训练舱1.3人因工程的应用——案例美国航天飞机控制舱1.3人因工程的应用——案例1.3人因工程的应用——案例时间事件名称1979/3/28美国三哩岛核电站事故1986/1/28美国挑战者号航天飞机失事1986/4/26前苏联切尔诺贝利核电站事故1988前苏联Phobos!号火星探测卫星失事1993/8/5深圳危险品仓库大爆炸1994/12/8克拉玛依剧院大火灾1999/9/30日本茨城县东海村的JCO核原料加工厂临界事故1999/11/10美国火星气象卫星坠毁2001/3/8美军核潜艇“格林维尔”号撞沉日本渔船“爱媛”号事件2000/8/12俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇沉没事件2001/7/5俄罗斯一架图154客机在伊尔库茨克机场突然坠毁事件2002/7/1俄罗斯一架图154飞机和一架波音757飞机在德国瑞士边境附近的康士坦茨湖上空约35400英尺高度相撞事件近年来公众熟知的一些重大人因事故切尔诺贝利核电站控制室1.3人因工程的应用——案例灾后的切尔诺贝利核电站1.3人因工程的应用——案例1.3人因工程的应用——案例1.3人因工程的应用——案例Healthcarework1.3人因工程的应用——案例1.3人因工程的应用——案例Human-MachineSystems1.4人因工程的研究方法与工具目前常用的研究方法有：1.调查法2.观测法3.实验法4.心理测量法和心理测验法5.模拟和模型实验法5.计算机数值仿真法.利用系统的数学模型进行仿真性实验研究。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.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。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；实验性研究：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。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。评价性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。研究地点选择研究地点的选择是第一个需要决定的问题，其内容就是选择实地研究，还是选择在实验室中进行研究。对于不同的研究方法有不同的选择规则。一个具体研究的基本过程现实中一个具体的研究往往涉及多个类别。虽然每一类都有不同的目标，使用不同的方法，但它们全都有同样的基本决策过程：选择研究地点、选择变量、选择采样主体、收集数据、分析数据。自变量选择描述性研究：标准变量、分层变量（预测）试验性研究：独立变量、非独立变量评价研究：为评价研究选择变量，要求研究人员把被评价系统或设备的目标转化成具体的、可测量的标准变量。1)、自变量在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量；2)、因变量因为自变量的变化而产生的现象变化（行为表现），称为因变量。自变量的结果3）控制变量凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量；对因变量不产生影响的实验条件称为无关变量（或无关变项）。由于在实验中额外变量是必须加以控制的，所以额外变量也被称为控制变量。评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是看研究者能否成功地控制那些额外变量。实验法因变量的要求•基本要求:①客观存在；②数量较多；③无突变；④容易收集；⑤不需要特别的数据收集技术；⑥消耗尽可能少的财力和实验者的精力。•可靠性:是指对一个变量测量多次结果保持稳定的特性。•正确性：如方向正确性、内容正确性、体系正确性。•防止干扰因素的影响：因变量不能受那些与体系无关的变量的影响。•敏感性变量命名练习因为理解自变量、因变量和控制变量非常重要，所以我们在这里再举一些例子以便你检查自己是否真的理解了。对于每一个例子都要说出三种变量。汽车制造者想知道刹车灯多亮可最大程度地减少后面司机意识到前方正在停车的时间。实验就是回答这一问题。对变量命名。答案自变量(被操纵变量)：刹车灯的明度因变量(被观察变量)：刹车灯亮到尾随车司机踩刹车踏板之间的时间控制变量(恒定变量)：刹车灯颜色、刹车板的形状、刹车所需力气、额外照明度等1.4人因工程的研究方法训练鸽子绿灯亮时啄键、红灯亮时停止。对作出正确反应的鸽子给予玉米的奖励。对变量命名。答案自变量灯的颜色(红或绿)因变量啄键次数控制变量食物剥夺时间、键的大小、红灯绿灯的强度等治疗者试图改善患者的自我形象。每次患者描述自己积极的一面时，治疗者就以点头、微笑和额外注意予以奖励。对变量命名。答案自变量用于奖励的语言种类。因变量语言数量(或频率)控制变量办公室情境、治疗者优点：能更好的控制无关变量的影响更为经济局限性：离不开描述性方法的支持实验情境下得到的结果，其推广受到限制实验法的评价实验法描述性研究–代表性的抽样、随即抽样–样本空间大小被测者选择试验性研究为试验性研究选择被测对象就是要选择那些具有代表性的、一般化的个体。评价研究评价研究中选择个体与描述性研究和试验性研究考虑的因素一样。被测对象必须能够代表最终用户群体。（4）数据收集•描述性研究：可以在实地或实验室中进行,观察法、问卷法、访谈法；•试验性研究：所以常采用计算机辅助的方法；•评价研究：通过研究人员观察或访问使用者来收集数据；1.4人因工程的研究方法•观察法：1.研究者首先要明确观察的目标，也就是＂观察什么＂的问题。因为观察时研究者的注意范围和思考能力有限，不可能同时注意多种现象.2.第二个问题相对更有趣些：我们如何保证观察本身不会对观察结果产生影响？这涉及到观察过程中被观察对象的反应（反应性）问题。因为观察法是描述性的，这种特性必定为其带来如下限制：观察法无法让研究者对各因素间的关系作出推论。有时，观察法所提供的资料并不充分。观察法的描述性限制常常被忽略。观察法本身并不一定客观无偏。观察法的局限性问卷法：是否式、选答式、等级排列式、等距式1.是否式2.选择式，即列出多种答案，由被调查者自由选择一项或多项的回答方式,如：您认为您所在的城镇亟须解决的社会问题是什么？（请在您选择的项目后打√，可任选3项）住房紧张交通拥挤空气污染水源不足人口膨胀社会秩序不好这种回答方式，适用于有几种互不排斥的答案的定类问题.3.等级式您对您所在社区的社会治安工作是否满意？（请按您的感受在下列适当的空格内打√）①很满意②比较满意③无所谓④水满意⑤很不满意⑥不知道适用于要表示意见、态度、感情的等级或强烈程度的定序问题。4。等距法：5点或7点量表，又称利克特量表，是由美国心理学家利克特提出的您认为当前最严重的社会问题是什么？（请在适当的方格内打√）非常严重比较严重一般不太严重不严重①下岗失业问题□□□□□②社会治安问题□□□□□③贫富分化问题□□□□□④国民素质问题□□□□□⑤官员腐败问题□□□□□⑥社会公德问题□□□□□适用于同类问题、同类回答方式的一组定序问题。访谈法通过访问从访问对象那里获得信息,即：通过