人因工程学概述课件.ppt

1、人因工程学人因工程学（Human Factors Engineering）冯国红冯国红 主编主编武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社2014.3内内 容容n1 人因工程学概述人因工程学概述n2 人体测量人体测量n3 人的信息处理人的信息处理n4 作业环境作业环境n5 工作地设计工作地设计n6 显示器设计显示器设计n7 控制器设计控制器设计n8 工作负荷与疲劳工作负荷与疲劳n9 劳动安全与事故预防劳动安全与事故预防第一章第一章 人因工程学概述人因工程学概述n一、一、人因工程学的命名及定义人因工程学的命名及定义 n二、二、人因工程学的起源与发展人因工程学的起源与发展 n三、三、人因工程学的研究方法

2、人因工程学的研究方法n四、四、人因工程学的相关学科人因工程学的相关学科 （一）学科命名（一）学科命名 美国美国:人的因素工程学（人的因素工程学（Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering）或人类工程学）或人类工程学 西欧西欧:人类工效学人类工效学 日本日本:人间工学。人间工学。中国中国:人机工程学、人体工程学、工程心理学、人类工人机工程学、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。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。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近几年使用人因工程学

3、和人类工效学命名的较多，本书旨在强调重视人的因素的作用，故使用人类工效学命名的较多，本书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。因工程学这一名称。一、人因工程学的命名及定义一、人因工程学的命名及定义 （二）定义（二）定义 人因工程学研究人因工程学研究人和机器、环境人和机器、环境的相互作用及其结合，使设计的机器的相互作用及其结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，从而达到在生产中提高和环境系统适合人的生理、心理等特点，从而达到在生产中提高效率效率、安全安全、健康健康和和舒适舒适的目的。的目的。人因工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等人因工程学是研究

4、人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素，研究方面的各种因素，研究人和机器及环境人和机器及环境相互作用的条件下，在工作、家相互作用的条件下，在工作、家庭中和休假时，怎样统一考虑工作庭中和休假时，怎样统一考虑工作效率效率、人的、人的健康健康、安全安全和和舒适舒适等以达等以达到最优化的问题。到最优化的问题。中国企业管理百科全书中国企业管理百科全书国际人因工程协会国际人因工程协会 一、人因工程学的命名及定义一、人因工程学的命名及定义 （二）定义（二）定义 为了实现人、机、环境之间的最佳匹配，人因工为了实现人、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

5、标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志是使处于不同条件下的人能高效高效、安全安全、健康健康、舒舒适适地工作和生活。地工作和生活。一、人因工程学的命名及定义一、人因工程学的命名及定义 n高效高效。是指作业。是指作业效率效率与作业与作业质量质量的统一，对企业而言，的统一，对企业而言，高效的生产或作业，产出多、质量好、成本低，在市高效的生产或作业，产出多、质量好、成本低，在市场中有更大的竞争力；场中有更大的竞争力；n安全安全。是指减少或消除工作、生活中的差错与事故。是指减少或消除工作、生活中的差错与事故。确保人的安全才可能健康、舒适和高效率；确保人的安全才可能健

6、康、舒适和高效率；n健康健康。是指限制或消除对人的健康不利，甚至有害的。是指限制或消除对人的健康不利，甚至有害的环境因素，改进工作条件和工作方法；环境因素，改进工作条件和工作方法；n舒适舒适。是指人对工作的满意和适应，其直接影响安全。是指人对工作的满意和适应，其直接影响安全和高效，是对工作优化的更高要求。和高效，是对工作优化的更高要求。一、人因工程学的命名及定义一、人因工程学的命名及定义 本学科起源于欧洲，形成于美国。本学科起源于欧洲，形成于美国。人因工程学科诞人因工程学科诞生前后，经历了以下几个发展阶段：生前后，经历了以下几个发展阶段：（一）人因工程学的（一）人因工程学的启蒙阶段启蒙阶段 （

7、二）人因工程学的（二）人因工程学的正式形成阶段正式形成阶段 （三）人因工程学的（三）人因工程学的快速发展阶段快速发展阶段 二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展（一）人因工程学的（一）人因工程学的启蒙阶段启蒙阶段-以以提高生产效率提高生产效率为重点为重点 2020世纪初：世纪初：泰勒泰勒-著名的铁铲实验和时间研究实验。著名的铁铲实验和时间研究实验。主要思想主要思想-在不增加劳动强度的条件下提高工作效率。在不增加劳动强度的条件下提高工作效率。吉尔布雷斯夫妇吉尔布雷斯夫妇-动作研究。动作研究。二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 管理科学之父泰勒在钢铁厂时，有管理科学

8、之父泰勒在钢铁厂时，有600多名工人正用铁锹多名工人正用铁锹铲铁矿石和煤。泰勒想：铲铁矿石和煤。泰勒想：一铁锹的重量为几磅时工人感到最省一铁锹的重量为几磅时工人感到最省力力，并能达到最佳工作效率呢？为此他选出两名工人，改变一，并能达到最佳工作效率呢？为此他选出两名工人，改变一铁锹的重量并记录每天的实际工作量。铁锹的重量并记录每天的实际工作量。结果发现结果发现，当每铁锹的，当每铁锹的重量为重量为 38磅时每天工作量是磅时每天工作量是25吨、吨、34磅时是磅时是30吨，于是，他吨，于是，他得出得出作业效率随铁锹重量的减轻而越高作业效率随铁锹重量的减轻而越高的结论。但是当重量下的结论。但是当重量下降

9、到降到2122磅以下时，工作效率反而下降。由此，他设计出了磅以下时，工作效率反而下降。由此，他设计出了合适的铁锹，使工人的工作效率得到了提高。合适的铁锹，使工人的工作效率得到了提高。二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 吉尔布雷斯夫妇吉尔布雷斯夫妇-动作研究，创立了通过动素分析改进动作研究，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。操作动作的方法，提高作业效率，减轻疲劳。动素（如动素（如寻找、选择、抓取、移动、使用、拆卸、检验、预对、寻找、选择、抓取、移动、使用、拆卸、检验、预对、放手、运空、延迟放手、运空、延迟(不可避免不可避免)、故延、故延(可避免可避免

10、)、休息、计、休息、计划、夹持等划、夹持等）二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 砌砖作业实验是用当时问世不久的砌砖作业实验是用当时问世不久的连续连续拍摄的摄影机拍摄的摄影机，把建筑工人的砌砖作业过程，把建筑工人的砌砖作业过程拍摄下来，进行详细分解分析，拍摄下来，进行详细分解分析，精简掉所有精简掉所有非必要动作非必要动作，并规定严格的，并规定严格的操作程序和操作操作程序和操作动作路线动作路线，让，让工人像机器一样工人像机器一样刻板刻板“规范规范”地连续作业，他们合著的地连续作业，他们合著的疲劳研究疲劳研究(1919年出版年出版)更被认为是美国更被认为是美国“人的因素人的因素”方

11、面研究的先驱。方面研究的先驱。二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 （1 1）二战以前，人机匹配主要是通过选拔和培训，）二战以前，人机匹配主要是通过选拔和培训，使使人去适应机器人去适应机器装备。装备。（2 2）二战期间，由于战争的需要，）二战期间，由于战争的需要，首先在军事领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域开始了与设计相关学科的综合研究与应用，使人适使人适应机器转入到应机器转入到机器适应人机器适应人的新阶段。的新阶段。（二）人因工程学的（二）人因工程学的正式形成阶段正式形成阶段（二战至二战至6060年代）年代）二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与

12、发展 例如，一战时期英国例如，一战时期英国SE5A战斗机上只有战斗机上只有7个个仪表，到二仪表，到二战时期的战时期的“喷火喷火”战斗机上增加到了战斗机上增加到了19个个。一战时期美国。一战时期美国“斯佩德斯佩德”战斗机上的控制器不到战斗机上的控制器不到10个个，到二战时期，到二战时期P-51上增加到了上增加到了25个个。这就使得经过严格选拔、培训的。这就使得经过严格选拔、培训的“优秀飞行员优秀飞行员”也照顾不过来，致使意外事故、意外伤亡也照顾不过来，致使意外事故、意外伤亡频频发生。频频发生。二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 （3 3）19491949年年7 7月，英国海军成

13、立了一个交叉学科研究组，月，英国海军成立了一个交叉学科研究组，专门研究影响人的工作效率的问题，这时被称为是人因工程专门研究影响人的工作效率的问题，这时被称为是人因工程的的诞生日诞生日。（4 4）在此期间，）在此期间，美国、日本和欧洲的许多国家先后成美国、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，立了学会。为了加强国际间交流，19601960年正式成立了国际人年正式成立了国际人类工效学会类工效学会(IEA)(IEA)，该组织为推动各国的人因工程发展起了，该组织为推动各国的人因工程发展起了重要作用，重要作用，标志标志着这一学科发展基本成熟。着这一学科发展基本成熟。（二）人因工程学的（

14、二）人因工程学的正式形成阶段正式形成阶段（二战至二战至6060年代）年代）二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 这个时期人因工程学发展有四个原因：这个时期人因工程学发展有四个原因：（1 1）美国三里岛核电站事故的发生）美国三里岛核电站事故的发生 事故现场的清理就耗资约事故现场的清理就耗资约10亿美元。亿美元。事故发生后，事故发生后，美国总统通过电视发表声明，宣布成立一个美国总统通过电视发表声明，宣布成立一个“总统三里岛总统三里岛事故委员会事故委员会”，并拨款约，并拨款约100万美元进行为期半年的事故万美元进行为期半年的事故调查。调查。（三）人因工程学的三）人因工程学的快速发展阶

15、段快速发展阶段（2020世纪世纪6060年年后）后）二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 （2 2）计算机的应用）计算机的应用 操作系统的发展，克服了人的记忆力的缺陷，现在软操作系统的发展，克服了人的记忆力的缺陷，现在软件专家件专家40的时间花在界面设计上，的时间花在界面设计上，计算机操作系统的改计算机操作系统的改进进，被认为是，被认为是人因工程思想和方法的杰出案例人因工程思想和方法的杰出案例。（三）人因工程学的三）人因工程学的快速发展阶段快速发展阶段（2020世纪世纪6060年年后）后）二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展 （3 3）人类社会的进步，人的价值越

16、来越高，各种人身）人类社会的进步，人的价值越来越高，各种人身伤亡事故中，对人的赔偿金额越来越高。伤亡事故中，对人的赔偿金额越来越高。（4 4）人们对生活质量要求的提高。）人们对生活质量要求的提高。最初人因工程主要应用在工作场所，现在在家庭最初人因工程主要应用在工作场所，现在在家庭和休闲中也涉及人因工程的内容。（如灶台高度与工厂和休闲中也涉及人因工程的内容。（如灶台高度与工厂站着装配时工作面高度差不多）站着装配时工作面高度差不多）（三）人因工程学的三）人因工程学的快速发展阶段快速发展阶段（2020世纪世纪6060年年后）后）二、人因工程学的起源与发展二、人因工程学的起源与发展（一）调查法（一）调

17、查法（二）测量法（二）测量法（三）实验法（三）实验法 三、人因工程学的研究方法三、人因工程学的研究方法 （一）调查法（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。其中问卷调查常采用的四种回答方式：访谈法、考察法和问卷法。其中问卷调查常采用的四种回答方式：（1 1）是否式，被调查者只需要回答是或否即可。）是否式，被调查者只需要回答是或否即可。（2 2）选答式，每一个问题列有几种可供选择的答案，被调查者可）选答式，每一个问题列有几种可供选择的答案，被调查者可选择一个或多个答案。选择一个或多个答案。（

18、3 3）等级排列式，即要求答卷人对每一题列出的供回答的被择选）等级排列式，即要求答卷人对每一题列出的供回答的被择选项按一定的标准排出等级。项按一定的标准排出等级。（4 4）等距量式，如）等距量式，如“非常同意、比较同意、一般、比较不同意、非常同意、比较同意、一般、比较不同意、非常不同意非常不同意”三、人因工程学的研究方法三、人因工程学的研究方法n调查法的优缺点：调查法的优缺点：n优点：省时、方便，成本比较低；优点：省时、方便，成本比较低；n缺点：是一种主观的方法，可靠性不高；缺点：是一种主观的方法，可靠性不高；n建议：建议：n首先，在调查时，要保证调查结果对被调查者的切首先，在调查时，要保证调

19、查结果对被调查者的切身利益没有影响；身利益没有影响；n其次，样本的选取要科学、有代表性，样本量要符其次，样本的选取要科学、有代表性，样本量要符合数理统计学的要求。合数理统计学的要求。三、人因工程学的研究方法三、人因工程学的研究方法 （二）测量法（二）测量法 是利用标准的测量工具如米尺、秒表等，对人是利用标准的测量工具如米尺、秒表等，对人或系统的效率进行测量。这是获得人的特征和局限性或系统的效率进行测量。这是获得人的特征和局限性最常用最常用、最可靠最可靠的方法。的方法。注意：人与人是不相同的，同一个人在不同的时间测量注意：人与人是不相同的，同一个人在不同的时间测量的结果也可能会不一样，因此，在实

20、际测量时测量样的结果也可能会不一样，因此，在实际测量时测量样本要足够大，要记录下被测量者的本要足够大，要记录下被测量者的群体特征群体特征，记录下，记录下测量时的条件测量时的条件。三、人因工程学的研究方法三、人因工程学的研究方法（三）实验法（三）实验法 实验法是在人为控制的条件下，排除无关因素的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。应变化来进行因果推论和变化预测的一种研究方法。最常用的是最常用的是对比试验法对比试验法。如高座椅和低座椅。如高座椅和低座椅。三

21、、人因工程学的研究方法三、人因工程学的研究方法n实验法优点：实验法优点：n第一，不必像观察法那样等待观察对象的出现，而第一，不必像观察法那样等待观察对象的出现，而可以按照研究的需要引起所观察现象的变化。可以按照研究的需要引起所观察现象的变化。n第二，可以排除干扰或无关因素的影响。第二，可以排除干扰或无关因素的影响。n第三，可以使研究的现象重复产生，使人们反复观第三，可以使研究的现象重复产生，使人们反复观测、验证。测、验证。n第四，容易获取精确的数据。第四，容易获取精确的数据。三、人因工程学的研究方法三、人因工程学的研究方法四、四、人因工程学的相关学科人因工程学的相关学科 人因工程学是由许多不同

22、学科、不同专业工作者共同研究人因工程学是由许多不同学科、不同专业工作者共同研究而发展起来了的。因此，它具有多学科性、交叉性、边缘性而发展起来了的。因此，它具有多学科性、交叉性、边缘性的特点。的特点。生理学、卫生学和医学生理学、卫生学和医学是人因工程学的重要基础学科。如研是人因工程学的重要基础学科。如研究人的工作负荷、作业方法和姿势，就需要基础代谢、能量消耗、究人的工作负荷、作业方法和姿势，就需要基础代谢、能量消耗、肌肉疲劳等方面的知识。肌肉疲劳等方面的知识。心理学心理学也是人因工程学的主要基础学科。人的工作效率往往也是人因工程学的主要基础学科。人的工作效率往往和人的心情有很大关系。和人的心情有很大关系。区别：区别：医学研究人的各种疾病，而人因工程只研究与医学研究人的各种疾病，而人因工程只研究与工作工作有关的疾病。有关的疾病。四、人因工程学的相关学科四、人因工程学的相关学科重点掌握重点掌握n人因工程学的命名与定义人因工程学的命名与定义n人因工程学追求的目标人因工程学追求的目标n人因工程学的研究方法人因工程学的研究方法