人因工程学的重要性及应用

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1、第一章 人因工程学概述第一节 学科概述在人类的进化过程中，从最原始的完全依靠自然的生活(比如采集食物、狩 猎以及逃避猛兽的追捕)到逐渐学会制作简单的工具，再到各种复杂工具和技术 的发展。人类经历如此漫长的道路，才从原始社会发展到今天。现在，我们已经 能够使用各种技术生产大量的产品和设备，其中包括我们的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，他们的关系就是人们开始研究人因的起因。人 们都有这样的经历，一些工具、装置、设备或机器的使用十分不方便，而只要稍 加改动，用起来就会舒服的多。这些只是非常简单的人因工程学的应用

2、。随着生 产技术的发展和人类对于自身认识的加深，人因工程学学也越来越深入与技术融 合再一起，同时也越来越深入地溶入人们的生活之中，例如在各种日常用品，家 用摄像机、浴盆，电视机的遥控器等都非常典型地应用到人因工程学。下面将对 人因工程学这门学科从总体进行认识并且较深入地理解几个比较重要的概念。、人因工程学的定义目前国际上对人因工程学有几种不同的称呼。美国称之为人因工程学(HumanFactors),在欧洲工效学(Ergonomics)更为流行。有些学者称之为人类工程学 (Human Engineering )、人机工程，也有一些心理学家喜欢使用工程心理学 (Engineering Psycho

3、logy)的叫法。在具体的定义上，也没有统一。例如国际 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 和心里学等方面的因素，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。有些学者通过对于各种定义的归结，认 为人机工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人-机-环境系统的科学。我们认为人因工程学的定义应该结合人因工程学研

4、究的核心、目标以及方法 来给出。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。人因工程学试图改变人们所用的物品和所处的环境，从而使其更好 地满足人的工作能力和限制，适应人的需要。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。 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

5、 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。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。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

6、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。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。实践中，人因工 程师要制订和使用列表和指标，但这并不是其全部工作的意义。如果使用不当， 同样不能确保设计出一件好的产品。一些设计中非常重要的因素、具体的应用和 思想方法是不可能通过列表或指标得到的。* 人因工程

7、学不是设计产品的模型。对工程师来讲，成熟的工作程序并不能 保证所有人都能成功的进行工作。人因工程师必须通过研究个体差异，从而在为 用户设计产品时考虑到不同的特征。* 人因工程学不同于常识。从某种程度上说，应用常识也能够改进设计，而 人因工程学远不止这些。标志上的文字需要多大才能够在一定的距离内看到，如 何选择一个听的见的报警声，使它能够不受其他杂音的干扰，这些都是简单的常 识做不到的，常识也测不出驾驶员对报警灯和汽笛的反应时间。、人因工程学的历史 了解人因工程学的历史对学好这门课程是非常重要的。然而，想要详细叙述 全世界人因工程学的发展历程是十分困难的。这里只能以一些重要事件和任务的 贡献来简

8、单地描述人因工程学的发展历程。1、早期历史 人因工程学开始于十九世纪的晚期和二十世纪初，从那时起，人因工程学的 发展就不可避免地和技术的发展相互交织在一起。例如在二十世纪早期，Frank 和Lillian Gilbreth就已经在进行动作研究和商务管理方面的工作了。Gilbreth 后来被认为是人因工程学领域的先驱之一。他们致力于熟练动作和作业疲劳方面 的研究、进行工作站设计以及为残疾人设计合适的工具。例如他们对外科手术过 程的研究成果直到今天还在使用。现在，在手术中外科大夫只需说出所需的器械， 同时把手伸向护士，由护士从器械盘中拿起所需器械并递给大夫。而以前，外科 大夫是自己从托盘中拿器械的

9、。显然，这样很浪费时间，尤其是当大夫正在手术 却又不得不去寻找工具时。尽管有 Gibreth 等人所作了巨大的努力和贡献，但是人们还是没有意识到 使设备及操作程序适应人的要求的必要性。二战前，进行行为研究的科学家主要 工作还是通过测验为工作选择合适的人员，对培训过程进行不断的优化来使人员 满足工作的需要。这种理论在二战期间出现了问题，因为即使是采用最好的人选 和培训手段，有些复杂设备的操作还是超出了工作人员的能力要求。这时，人们 开始重新考虑使设备满足人员的需求的问题。2、1945 年到1960 年：专职人员的出现 1945年战争结束的时候，美国空军和海军共同建立了工程心理实验室。与 此同时，

10、第一家私人公司也开始进行有关方面的研究(Dunlap & Associa tes)。 在国家医药研究委员会、科学与工业研究部的鼓励下，英国也在进行着同样的努 力。战后诞生了人因工程学职业。 1949 年，在英国成立了工效学研究协会， Chapanis 等人出版了应用实验心理学：工程设计中的人因。这是第一部关于 人因工程学的著作。在以后的几年里，国际上举行了一些学术讨论会，发行了人 因工程学的出版物，设立了许多人因工程学实验室，并不断有新的研究与应用团 体出现。1957 年是美国人因工程学史上一个非常重要的年代。当年，美国建立了人 因工程学协会，由工效学研究协会出版了“工效学”期刊，并由 21

11、个部门组成 了美国心理学家协会。1959 年，世界上美英等国的人因工程学和工效学协会联 合成立了世界工效学组织。3、1960 年到 1980 年：迅速增长时期1960 年到 1980 年间的二十年，是人因工程学迅速发展和壮大的时期。到六 十年代，美国的人因工程学基本上集中在复杂的军事工业应用上。随着航天技术 的发展和载人宇宙航行的出现，人因工程学迅速成为航天工业的一个重要部分。 在此期间，人因工程学迅速成长，1960 年人因工程学协会的成员还只有 500人， 到 1980 年已经超过了 3000 人。更重要的是，人因工程学已经开始在军事和航天 工业以外的领域得以应用。许多公司都建立了人因工程学

12、小组，包括医药公司、 计算机公司、汽车公司和其他消费品公司。工厂也开始认识到人因工程学在工作 地和产品设计方面的重要性和它所做出的贡献。尽管 1980 年人因工程学增长的 如此迅速并且获得了工业界的共识，但它仍旧不能做到妇孺皆知。4、1980 年到 1990 年：计算机、灾难和诉讼时期 1990年人因工程学协会的成员已经增加到将近 5000 人。计算机革命使得人 因工程学成为公众瞩目的焦点。利用工效学设计计算机、用户友好界面的软件、 办公室中的人因工程学等的话题似乎已经成为人们话题。计算机技术向人因工程 学提出了新的挑战。新的控制设备、屏幕显示的信息输出、新技术对人类的冲击 都是人因工程学正在

13、研究的领域。八十年代，也是一个充满不幸的、大规模的技术性灾难的十年。1979 年三里 岛核电站的事故为之揭开了序幕。尽管没有造成人员的伤亡和反应机组本身财产 上的损失，事故还是差点导致核泄漏的严重后果。1984 年的 12 月4 日，印度博 帕尔的一家碳化物农药厂发生有毒化学物质泄漏，造成将近 4000 人死亡，200000 人受伤。两年以后的 1986 年，前苏联切尔诺贝利核电站的爆炸和大火，导致 300 余人死亡，大量的人员遭到有害射线的辐射，上百万的土地被放射性物质所污染。 三年以后，又一场大爆炸席卷了得克萨斯州的一家塑料工厂。其爆炸力相当于 10吨的TNT,有23个人死亡，100多人受

14、伤，使美国商业保险公司蒙受了历史 上最惨重的损失，赔款达到了 1.5 亿美元。根据美国学者的研究，这几起灾难事 故发生的重要原因之一就是不恰当的人因设计。另外，牵涉到人因工程学有关领域的辩论以及关于产品可靠性和个人伤害方 面的诉讼案件大大增多。法庭已经越来越重视人因工程学专家在解释人类行为和 期望、界定设计的缺陷、评价警报和指令系统的有效性等方面所作的贡献。人因 工程学协会约有 15%的成员担任着有关司法鉴定的专家工作。5、1990年以后人因工程学越来越多地应用于计算机和信息技术（计算机界面、人机交互、 互联网等）及空间技术的应用之中。建立永久性空间站的计划必然涉及到大量的 人因工程学方面的研

15、究。其他领域的发展也会增加对人因工程学的需求。例如， 美国职业安全与健康管理部对一般企业明文规定了人因方面的标准。1988 年美 国国会通过了一项法令，要求联邦航空管理局进一步增强对人因工程学的研究， 以提高飞行的安全性。此外，医药设施的设计和老年人使用的产品及设施的设计 也是人因工程学的重要人物。我们希望将来人因工程学师为改善生活和工作的质 量而做出的贡献能够被人们所承认，比如象满意度、幸福感、尊严等，早已远远 超出了对生产率、安全性和其他一些无形范畴的讨论。而且，在不发达国家，人 因工程学对工作和生活质量的提高可能更为重要。第二节 人因工程学的重要性及应用 人因其实早已不是什么新鲜概念了，

16、历史上应用人因工程学的例子屡见不 鲜。特别是随着近几十年来技术进步飞速发展，使得人因工程学的地位越来越重 要。人因工程学涉及到的领域包括宇航系统，城市规划，建筑设施，工厂运作， 机械设备，交通工具，家具制造，服装，文具，生活用品制造等等。人类的各种 活动都不可避免地与人发生关系，而如何使各种活动更加适合于人的需要都会不 可避免地应用到人因工程学。而且，人们逐渐认识到，在各种产品设计，系统设 计等设计阶段的初期就必须用系统的方法考虑人因工程学。实际工作中经常有这 样的情况，许多新设计的系统由于十分复杂，人们使用起来十分不便，且成本过 高，因此在实际使用中不得不加以改动。而在此时重新进行改动的费用是很高的。 所以，在项目的最初设计中必须尽可能地充分考虑人的因素。人因工程学的应用可以利用下列表格来表示：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