第三部分 人因工程 (概述)
一、人因工程学概述
1、人因工程（Human Factors or Human Factor Engineering） 人因工程是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学、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。（根据国际人机工程学会定义）
和配置等
声、光、热、色彩、 震动、尘埃、气味等
环境
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
工厂、车间、控制中心、计算机房、办 公室、驾驶室、生活用房等
图1 人因工程学与其他学科的关系
工程技术 人机系统 系统工程 生物学 生物力学
动作分析
时间研究
认知工效
管理科学
社会学
信息科学
(C) 信息贮存。人的信息贮存是靠脑记忆的能力或借助录像、照相和 文字记载等方式来完成。
(D) 执行功能。它可分为两种：一是由人直接操纵控制器或由机器本 身产生控制作用；另一种是传送指令，即借助于声、光等信号，将 指令从一个环节送到另一个环节。
(E) 信号反馈。将系统中各过程的信息逐步返回到输入端，返回的信 息是继续控制的基础，也是调节的依据。
信息存储
图2 元素功 能图
信息 输入
信息接受
信息处理和 决策
执行功能
输出 结果
(A) 信息接受。 “人”通过感觉器官来完成，“机”通过感受装置来 完成。
(B) 信息加工。脑接受感觉器官发来的信息或调用贮存的信息，通过 一定的过程（如分析、比较、演绎、推理和运算），形成主义或决 定，指导进一步如何行动。
响以及将如何影响的问题，注重所描述对象的统计结果，如平均值，标 准偏差和百分比等。 • 评价研究 • 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。评价研究比实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，并提出改进的建议，常 用的评价方法是成本收益分析。
人因工程是基于对人和机器、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。（摘自《人因工程》，孙林岩主编，中国科学 技术出版社）
注：美国称之为人因工程学，欧洲和其他 国家常称之为工效学（Ergonomics），有 些学者也称之为人类工程学（Human
(F) 输入和输出。物料或待加工物从输入端输入，经系统加工改变状
４ 现代人机系统的特征
1) 生产发展和技术进步不断减轻人在生产过程中的体力消耗， 但智力劳动和心理负担加重了。
2) 操作者直接参与自然物质的加工过程的机会减少，人们逐步 通过遥控去加工客体。
3) 机器的结构越来越复杂，操作者了解机器规律和掌握操作技 术的难度也相应增加。
3. 人因工程研究领域 人因工程学涉及到的领域包括宇航系统、城市规划、工厂运作、 机械设备、交通工具、家具制造、服装、生活用品制造等等。 表1 列举了人因工程的研究领域
4. 人因工程学与其他学科的关系 1) 简述人因工程学的发展史 A)早期历史
B)1945—1960年（人因工程职业的出现 ）
C)1960—1980年（迅速增长时期） D)1980年以后 E)未来五年研究的重点
人因 工程
医学 人体测量 人体解剖
劳动科学 生理学
心理学 工作研究
劳动医学 环境医学
二、人机系统
１概念:人机系统是指一个或多个人员、实体设备所构成，向系统输 入给定的数据，就会产生期望的输出的系统。
２人机系统分类（据人工对及其控制的机理）： A)人工系统，它是由手动工具和其他辅助工具组 成，依靠操作者自身的力量去完成。 B) 机械化系统，它也被称为办自动化系统，它是 由各种不同类型的机器组成，这些机器执行比较固 定的功能，动力主要有机器提供，操作者经常使用 控制装置完成控制目的。 C) 自动系统，它是一个全自动系统，所有的操作
3)系统处于特定的环境中，处于系统边界之外的事物是环境，根 据系统边界的划分，环境可分为直接环境、中间媒介和一般环 境及各阶段。
4)系统具有各自的功能，系统中的每一个元素都至少有一个功能 ，用于实现系统的目标。人因工程学专家的任务之一是决定是 否人或机器需要执行某一项特定的任务。元素具有不同的功能 ，但均可被分为最基本的四个类型：信息的接收、存储、处理
总体设计 设
施工设计
计 师
劣
正式投产
图３ 系统设计分析过程
２) 人机系统的设计步骤
３ 系统的特征
1)系统是有目的的，每个系统都有一个目的，系统的目标是对系 统是否实现目的地度量，一个系统可以由多个目标。（目的是 一种方向性选择，而目标却是有具体完成时间。）
2) 系统是有层次的，当描述一个复杂系统时首先应确定系统的边 界，即分清哪些处于系统内部，哪些在外部；其次是系统的划 分，即子系统的个数和大小问题。系统最基本的划分称为元素 。
表1 人因工程学的研究领域举例
范围
对象举例
例子
产品 和工 具设 计及 改进
机电设备 交通工具 建筑设施
机床、计算机、农业机械 飞机、汽车、自行车
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
工作服装
劳保服、安全帽、劳保鞋
作业 的设 计与 改进
环境 的设 计与 改进
作业姿势、作业方法 、作业量及工具选用
2. 人因工程研究方法
1) 研究对象 人以及与人有关的设备和环境
2) 研究方法 A) 描述性研究 B) 实验性研究 C) 评价研究
研究方法
• 描述性研究 • 用于描绘人的某些特性，如人体尺寸测量、不同年龄的人听力的损
失、能抬多重的箱子等，为许多决策提供数据基础。 • 实验性研究 • 是为了检测一些变量对人的行为的影响，关心变量是否对行为有影
4) 信息传递在时间上和空间上渐趋密集化。 5) 要求操作者有更高的准确性和作业速度，并受机器的制约。
５ 人机系统设计
１）分析过程
系统的目标
功能的分析
人
人 功能要求
因 人力资源分析
工 程 专
人员选择 人员训练
家
优
功能的配
设计 人机界面设计与
作业辅助设计
系统分析评价 试制评价
机
性能要求 工
结构设计 程