第1章人机工程学概论
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（International Ergonomics Association）
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各种因素；
研究人和机器及环境的相互作用；
研究在工作中、家庭生活中和休假时怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒 适性等问题的学科。
l ——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
第1章人机工程学概论
2020/11/25
第1章人机工程学概论
•进化OR退化
•Something wrong？ •What we can do?
•How?
第1章人机工程学概论
•篇章总汇
总论
第1章 人机工程学概述
基础篇
第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动特征 第4章 人的心理与行为特征
l 1989年成立全国人类工效学学会，1995年创刊
l Human factors、ergonomics什么意思？？
第1章人机工程学概论
2、国内人因工程的主要研究领域及门类
l 脑力工作与认知工程 l 航空航天人因 l 交通与驾驶人因 l 产品设计与可用性工程 l 职业安全与健康 l 核电人因 l 人力资源管理
第1章人机工程学概论
砌砖作业试验
1911年吉尔布雷斯（F·B·Gilreth）对美 国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用 快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然 后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最 终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时 的每小时120块提高到每小时350块。
泰勒和吉尔布雷斯的这些重要试验影响 很大，而且成为后来人机工程学的重要分支， 即所谓“时间与动作的研究”（Time and Motion Study）的主要内容。特别是泰勒的 研究成果，在20世纪初成了美国和欧洲一些 国家为了提高劳动生产率而推行的“泰勒 制”。
•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 《Human Factors》。
•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。（International Ergonomics Association，IEA）
第1章人机工程学概论
学科的特点：
l 学科的目标是以人为中心的 l 必须意识到个体在能力和限制上的差异 l 强调设计过程中经验数据和评价的重要性 l 用系统观点考虑问题
第1章人机工程学概论
• 2. 《中国企业管理百科全书》
• 研究人和机器、环境的相互作用及其 合理结合，使设计的机器与环境系统适合 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。
是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以 说与国民经济的各个部门都有密切关系。
第1章人机工程学概论
1.4.2 人因工程在中国
1、主要发展背景
l 1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委 员会
l 1984年国防科学工业技术委员会成立了国家军用人-机-环境系 统工程标准化技术委员会
l 美国人机工程学专家W.B.伍德森：人与机 器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉 显示、操纵控制、人机系统的设计及其部 署和作业系统的组合等进行有效研究，从 而提高人的工作效率，同时创造舒适和安 全的劳动环境，保障劳动者的健康，使人 从生理上和心理上得到全面发展的科学
第1章人机工程学概论
•1.国际人类工效学学会
第1章人机工程学概论
3、我国的专业人因工程科研机构简介
l 西安交通大学工业工程系脑力负荷与认知工程、安全工程、产品设计与可用
第1章人机工程学概论
特点：机械设计的的主要着眼点在
于力学、电学、热力学等工程技术的原理 设计上；在人机关系上是以选择和培训操 作者为主，使人适应于机器。
第1章人机工程学概论
1.2.2 科学人机工程学
（二次大战~50年代末）
由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意 外事故的发生，这使人们意识到“人的因素” 的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的， 还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物 力学等学科方面的知识。
• 在人－机系统中，
人－机－环境相互依存、 •机
相互作用、相互制约完 成某一特定的生产或生 活过程。
•人
•环境
第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
自从有人类社会以来，人类的生活就离不开器具， 因此，从一开始有了人类，也就有了人和器具最 原始的人机关系。
这些工具由于人的使用和改进，由简单到复杂逐步科学化 。在我国的古典家具中，如太师椅、茶几等可以很明显地看 到人机理念的影子。又如我国指南车，它的传动机构，运用 了力学知识和反馈原理，与现代人机工程学的原理相吻合。 这种实际存在的人机关系及其发展，我们把它称为经验人机 工程学
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发， 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体 相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章 的内容。
第1章人机工程学概论
l 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。
第1章人机工程学概论
•1.1.2 学科的定义
l 美国人机工程学专家查尔斯.C.伍德：设备 设计必须适合人的各方面因素，以便在操 作上付出最小的代价而求得最高效率
• 上述两定义本质上是相同的。即研究 人—机—环境系统中三大要素的关系，目 的是解决人的效能、健康问题
第1章人机工程学概论
3.综上所述可以认为：
• 人机工程学是以人的生理、心理特性为 依据，应用系统工程的观点，分析研究人与 机器、人与环境以及机器与环境之间的相互 作用，为设计操作简便省力、安全、舒适， 人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系 统提供理论和方法的科学。
l 在研究目标上：两个目标即提高工作效率和质量；满足人们的价 值需要
l 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。
l 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。
• 因此，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。
第1章人机工程学概论
l IEA对工效学的定义：
研究人与系统中其他因素的相互作用 及应用相关的理论、原理、数据和方法来 设计，以使人健康和舒适及整体性能最优 的一门科学。
第1章人机工程学概论
4 人－机－环境系统
• 人－机－环境系 统是指由共处于同一时 间和空间的人与其所使 用的机以及他们周围的 环境所构成的系统，简 称人－机系统.
3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物 理学、数学、工程学各方面的知识。
研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研 究，从而获得系统的最高综合效能。
美国亨利·德累夫斯（Henry Deryfuss）事务所的人机学实验
第1章人机工程学概论
1.3 人机工程学的研究内容与方法
1.3.1 学科的研究内容
• 各国人机工程研究的基本状况—由于 各国学科和工业基础不同，各国人机工程 的研究方向和侧重点也有所不同，例如:
第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
1.2.1 经验人机工程学
（20世纪初~二次大战）
在经历工业革命之后，人们所从事的劳 动在复杂程度上和负荷量上都有了很大变化。 改革工具以改善劳动条件和提高劳动效率已 经成为一个迫切问题。
因此人们开始对经验人机工程学所提出 的问题进行研究。下面我们就列举几项比较 著名的研究工作。
•美国侧重工程和人际关系； •法国侧重劳动生理学； •前苏联注重工程心理学； •保加利亚偏重人体测量； •捷克、印度等注重劳动卫生学。
研究内容具有多样性、应用性和灵活性。主 要包括以下几个方面：
1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体 有关的问题。如本书2、3、4章的内容。
2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何 设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的 工作。如本书5、6、7、8章的内容。
5） 人机工程学发展动向的研究，如本书12章内容
1.3.2 研究方法
•观察法分析法
•计算机数值仿真 法
•
•实测 法
研 究 方 法
•实验 法
•模拟和模型试验 法
第1章人机工程学概论
1.4.1 学科的体系
•人机工程 学
• 工程科学
• •
•生理学
•工业设计
人
•心理
体
学
科 •劳动卫生学
学
•工程设计 •安全工程
这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设 计中“人的因素”，力求使机器适应于人。
第1章人机工程学概论
1.2.3 现代人机工程学
（60年代以来）
现代人机工程学有三个特点：
1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作 不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。
2）密切与实际应用相结合，通过严密计划 设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设 计。
•人体测量学
•环境保护学
•环境医
环
学
境
•环境卫生学 科
学
•环境心理学
•人体力学
•系统工程
•环境检测 学
•机械工程 •管理工程
• 人体工程学的命名已经充分体现了该学科是 “人体科学”与“工程技术”的结合，是环境科学 不断向工程科学渗透和交叉的产物。 • 它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、 卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一 肢”。 • 以环境科学中的环境保护学、环境医学 、环境 卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另 一肢”。 • 而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统 工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”。 • 构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就
•1.4 人机工程学体系及其应用领
域
第1章人机工程学概论
1.1 人机工程学的命名与定义
人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
1.1.1 学科的命名
1. 美国： Human Factors; Human Factors Engineering人类因素学或人类因素工程学。人类工 程学Human Engineering
应用篇
第5章 人的信息界面设计 第6章 工作台椅与工具设计 第7章 作业姿势与动作设计 第8章 作业岗位与空间设计 源自文库9章 人与环境的界面设计 第10章 事故分析与安全设计 第11章 人机系统总体设计
展望篇
第12章 人机工程发展新趋势
第1章人机工程学概论
第1章 人机工程学概论
•1.1 人机工程学的命名及定义 •1.2 人机工程学的起源和发展 •1.3 人机工程学的研究内容与方 法
2. •欧人洲体：工程Er学go的no命mi名cs已＝经er充go分n（体工现作、劳动） ＋nomos（了规该律学、科规是则“）人—体科—学工”效与学“工程
3.其技他术：”工的程结心合理，学是（环前境苏科联学）不；断人向间工学 （日本）工；程人科体学工渗程透学和；交人叉机的工产程物学。；人类工效学； 人机控制学；宜人学等。
第1章人机工程学概论
肌肉疲劳试验
1884年，德国学者莫索（A·Mosso） 对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作 业的人体通以微电流，随着人体疲劳程 度的变化，电流也随之变化，这样用不 同的电信号来反映人的疲劳程度。这一 试验研究为以后的“劳动科学”打下了 基础。
第1章人机工程学概论
铁锹作业试验
1898年美国学者泰勒（F·W·Taylor）从人机 学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。 他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、 和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和 30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲 煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做了许多 实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、 铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲 的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著 名的“铁锹作业实验”。
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各种因素；
研究人和机器及环境的相互作用；
研究在工作中、家庭生活中和休假时怎 样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒 适性等问题的学科。
l ——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
第1章人机工程学概论
2020/11/25
第1章人机工程学概论
•进化OR退化
•Something wrong？ •What we can do?
•How?
第1章人机工程学概论
•篇章总汇
总论
第1章 人机工程学概述
基础篇
第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动特征 第4章 人的心理与行为特征
l 1989年成立全国人类工效学学会，1995年创刊
l Human factors、ergonomics什么意思？？
第1章人机工程学概论
2、国内人因工程的主要研究领域及门类
l 脑力工作与认知工程 l 航空航天人因 l 交通与驾驶人因 l 产品设计与可用性工程 l 职业安全与健康 l 核电人因 l 人力资源管理
第1章人机工程学概论
砌砖作业试验
1911年吉尔布雷斯（F·B·Gilreth）对美 国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用 快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然 后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最 终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时 的每小时120块提高到每小时350块。
泰勒和吉尔布雷斯的这些重要试验影响 很大，而且成为后来人机工程学的重要分支， 即所谓“时间与动作的研究”（Time and Motion Study）的主要内容。特别是泰勒的 研究成果，在20世纪初成了美国和欧洲一些 国家为了提高劳动生产率而推行的“泰勒 制”。
•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 《Human Factors》。
•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。（International Ergonomics Association，IEA）
第1章人机工程学概论
学科的特点：
l 学科的目标是以人为中心的 l 必须意识到个体在能力和限制上的差异 l 强调设计过程中经验数据和评价的重要性 l 用系统观点考虑问题
第1章人机工程学概论
• 2. 《中国企业管理百科全书》
• 研究人和机器、环境的相互作用及其 合理结合，使设计的机器与环境系统适合 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。
是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面，可以 说与国民经济的各个部门都有密切关系。
第1章人机工程学概论
1.4.2 人因工程在中国
1、主要发展背景
l 1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委 员会
l 1984年国防科学工业技术委员会成立了国家军用人-机-环境系 统工程标准化技术委员会
l 美国人机工程学专家W.B.伍德森：人与机 器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉 显示、操纵控制、人机系统的设计及其部 署和作业系统的组合等进行有效研究，从 而提高人的工作效率，同时创造舒适和安 全的劳动环境，保障劳动者的健康，使人 从生理上和心理上得到全面发展的科学
第1章人机工程学概论
•1.国际人类工效学学会
第1章人机工程学概论
3、我国的专业人因工程科研机构简介
l 西安交通大学工业工程系脑力负荷与认知工程、安全工程、产品设计与可用
第1章人机工程学概论
特点：机械设计的的主要着眼点在
于力学、电学、热力学等工程技术的原理 设计上；在人机关系上是以选择和培训操 作者为主，使人适应于机器。
第1章人机工程学概论
1.2.2 科学人机工程学
（二次大战~50年代末）
由于设计不当和缺乏训练，导致了较多意 外事故的发生，这使人们意识到“人的因素” 的重要性，意识到只有工程技术知识是不够的， 还必须有生理学、心理学、人体测量学、生物 力学等学科方面的知识。
• 在人－机系统中，
人－机－环境相互依存、 •机
相互作用、相互制约完 成某一特定的生产或生 活过程。
•人
•环境
第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
自从有人类社会以来，人类的生活就离不开器具， 因此，从一开始有了人类，也就有了人和器具最 原始的人机关系。
这些工具由于人的使用和改进，由简单到复杂逐步科学化 。在我国的古典家具中，如太师椅、茶几等可以很明显地看 到人机理念的影子。又如我国指南车，它的传动机构，运用 了力学知识和反馈原理，与现代人机工程学的原理相吻合。 这种实际存在的人机关系及其发展，我们把它称为经验人机 工程学
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发， 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体 相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可使二者取长补短，各尽所长。如本书第11章 的内容。
第1章人机工程学概论
l 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。
第1章人机工程学概论
•1.1.2 学科的定义
l 美国人机工程学专家查尔斯.C.伍德：设备 设计必须适合人的各方面因素，以便在操 作上付出最小的代价而求得最高效率
• 上述两定义本质上是相同的。即研究 人—机—环境系统中三大要素的关系，目 的是解决人的效能、健康问题
第1章人机工程学概论
3.综上所述可以认为：
• 人机工程学是以人的生理、心理特性为 依据，应用系统工程的观点，分析研究人与 机器、人与环境以及机器与环境之间的相互 作用，为设计操作简便省力、安全、舒适， 人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系 统提供理论和方法的科学。
l 在研究目标上：两个目标即提高工作效率和质量；满足人们的价 值需要
l 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。
l 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。
• 因此，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。
第1章人机工程学概论
l IEA对工效学的定义：
研究人与系统中其他因素的相互作用 及应用相关的理论、原理、数据和方法来 设计，以使人健康和舒适及整体性能最优 的一门科学。
第1章人机工程学概论
4 人－机－环境系统
• 人－机－环境系 统是指由共处于同一时 间和空间的人与其所使 用的机以及他们周围的 环境所构成的系统，简 称人－机系统.
3）综合心理学、生理学、功能解剖学、物 理学、数学、工程学各方面的知识。
研究方向：把人-机-环境作为一个整体来研 究，从而获得系统的最高综合效能。
美国亨利·德累夫斯（Henry Deryfuss）事务所的人机学实验
第1章人机工程学概论
1.3 人机工程学的研究内容与方法
1.3.1 学科的研究内容
• 各国人机工程研究的基本状况—由于 各国学科和工业基础不同，各国人机工程 的研究方向和侧重点也有所不同，例如:
第1章人机工程学概论
1.2 人机工程学的起源与发展
1.2.1 经验人机工程学
（20世纪初~二次大战）
在经历工业革命之后，人们所从事的劳 动在复杂程度上和负荷量上都有了很大变化。 改革工具以改善劳动条件和提高劳动效率已 经成为一个迫切问题。
因此人们开始对经验人机工程学所提出 的问题进行研究。下面我们就列举几项比较 著名的研究工作。
•美国侧重工程和人际关系； •法国侧重劳动生理学； •前苏联注重工程心理学； •保加利亚偏重人体测量； •捷克、印度等注重劳动卫生学。
研究内容具有多样性、应用性和灵活性。主 要包括以下几个方面：
1）人体特性的研究：主要研究在工业设计中与人体 有关的问题。如本书2、3、4章的内容。
2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究如何 设计合适的环境及信息传递装置，使人可以舒适高效的 工作。如本书5、6、7、8章的内容。
5） 人机工程学发展动向的研究，如本书12章内容
1.3.2 研究方法
•观察法分析法
•计算机数值仿真 法
•
•实测 法
研 究 方 法
•实验 法
•模拟和模型试验 法
第1章人机工程学概论
1.4.1 学科的体系
•人机工程 学
• 工程科学
• •
•生理学
•工业设计
人
•心理
体
学
科 •劳动卫生学
学
•工程设计 •安全工程
这一阶段的发展特点是：重视工业与工程设 计中“人的因素”，力求使机器适应于人。
第1章人机工程学概论
1.2.3 现代人机工程学
（60年代以来）
现代人机工程学有三个特点：
1）着眼于机械设备的设计，使机器的操作 不超越人的能力极限，而不是让人去适应机器。
2）密切与实际应用相结合，通过严密计划 设定的广泛实验性研究，进行具体的机械装备设 计。
•人体测量学
•环境保护学
•环境医
环
学
境
•环境卫生学 科
学
•环境心理学
•人体力学
•系统工程
•环境检测 学
•机械工程 •管理工程
• 人体工程学的命名已经充分体现了该学科是 “人体科学”与“工程技术”的结合，是环境科学 不断向工程科学渗透和交叉的产物。 • 它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、 卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一 肢”。 • 以环境科学中的环境保护学、环境医学 、环境 卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另 一肢”。 • 而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统 工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”。 • 构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就
•1.4 人机工程学体系及其应用领
域
第1章人机工程学概论
1.1 人机工程学的命名与定义
人机工程学（Man-Machine Engineering)： 研究人、机械及其工作环境之间相互作用的学科。
1.1.1 学科的命名
1. 美国： Human Factors; Human Factors Engineering人类因素学或人类因素工程学。人类工 程学Human Engineering
应用篇
第5章 人的信息界面设计 第6章 工作台椅与工具设计 第7章 作业姿势与动作设计 第8章 作业岗位与空间设计 源自文库9章 人与环境的界面设计 第10章 事故分析与安全设计 第11章 人机系统总体设计
展望篇
第12章 人机工程发展新趋势
第1章人机工程学概论
第1章 人机工程学概论
•1.1 人机工程学的命名及定义 •1.2 人机工程学的起源和发展 •1.3 人机工程学的研究内容与方 法
2. •欧人洲体：工程Er学go的no命mi名cs已＝经er充go分n（体工现作、劳动） ＋nomos（了规该律学、科规是则“）人—体科—学工”效与学“工程
3.其技他术：”工的程结心合理，学是（环前境苏科联学）不；断人向间工学 （日本）工；程人科体学工渗程透学和；交人叉机的工产程物学。；人类工效学； 人机控制学；宜人学等。
第1章人机工程学概论
肌肉疲劳试验
1884年，德国学者莫索（A·Mosso） 对人体劳动疲劳进行了试验研究。对作 业的人体通以微电流，随着人体疲劳程 度的变化，电流也随之变化，这样用不 同的电信号来反映人的疲劳程度。这一 试验研究为以后的“劳动科学”打下了 基础。
第1章人机工程学概论
铁锹作业试验
1898年美国学者泰勒（F·W·Taylor）从人机 学角度出发，对铁锹的使用效率进行了研究。 他用形状相同而铲量分别为5kg、10kg、17kg、 和30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然17kg和 30kg的铁锹每次铲量大，但实验结果表明，铲 煤量为10kg的铁锹作业效率最高。他做了许多 实验，终于找出了铁锹的最佳设计和搬运煤屑、 铁屑、砂子和铁矿石等松散粒状材料时每一铲 的最适当的重量。这就是人机工程学过程中著 名的“铁锹作业实验”。