面向制造業人因工程面向制造業人因工程1專題內容專題一：人因工程概述專題二：人的作業能力和疲勞專題三：人機界面設計專題四：人機工作環境評價專題五：人機系統設計與評價專題內容專題一：人因工程概述2

專題一人因工程概述

專題一人因工程概述3人因工程基本理念以物就人而非以人易物人因工程基本理念4換言之，人因的目的是：

提高效率，如提高產質、減少失誤，增加信賴度等等。增進人性價值(HUMANVALUES)，如降低工作壓力和疲勞度，增進安全，提升舒適感和滿足感，以及改善生活品質等。換言之，人因的目的是： 提高效率，如提高產質、減少失誤，增5人因工程聚焦人類與其生活和工作中所涉及的產品、設備、程序和環境的交互作用上。機器人環境人因工程聚焦人類與其生活和工作中所涉及的產品、設備、程序和環6達成的途徑

系統地將人員的能力、限度、特征、行為與動機等有關信息應用在人們所用的物品及使用時的環境的設計中。達成的途徑 系統地將人員的能力、限度、特征、行為與動機等有關7人機工程學的定義（一）國際人機工程學會（InternationalErgonomicsAssociation）：研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素，研究人和機器及環境的相互作用，研究在工作中、生活中和休假時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。人機工程學的定義（一）國際人機工程學會（Internatio8人機工程學的定義（二）

《中國企業管理百科全書》將人機工程學定義為：研究人和機器、環境的相互作用及其合理結合，使設計的機器與環境系統適合人的生理、心理等特點，達到在生產中提高效率、安全、健康和舒適的目的。人機工程學的定義（二）《中國企業管理百科全書》將人機工程學9人機工程學的定義(三）綜上所述可以認為：人機工程學是以人的生理、心理特性為依據，應用系統工程的觀點，分析研究人與機械、人與環境以及機械與環境之間的相互作用，為設計操作簡便省力、安全、舒適，人—機—環境的配合達到最佳狀態的工程系統提供理論和方法的科學。因此，人機工程學可定義為：按照人的特性設計和改善人—機—環境系統的科學。人機工程學的定義(三）綜上所述可以認為：人機工程學是以人的生10命名多樣化定義不一邊界模糊綜合性強應用廣美國：人類工程學（HumanEngineering)；

西歐、俄國、日本：人類工效學（Ergonomics)；我國：一直以來__人機工程學；目前逐步__人因工程學。人因工程的名稱命名多樣化定義不一邊界模糊綜合性強應用廣美國：人類工程學（H11人因工程的發展經驗人因工程學科學人因工程學現代人因工程學1940s1960s人因工程的發展經驗人因工程學科學人因工程學現代人因工程學1912經驗人因工程學源于Gilbreth夫婦的動作研究和車間管理研究。主要特點

機械設計的主要著眼點在于力學、電學、熱力學等工程技術方面的原理設計上，在人際關系上適宜選擇和培訓操作者為主，使人適應于機器。研究每一職業的要求；利用測試來選擇工人和安排工作，規劃利用人力最好方法；制定培訓法；使人得到最有效的發揮；研究最優良的工作條件和管理組織形式，促進工人和管理者之間的通力合作。主要研究內容經驗人因工程學源于Gilbreth夫婦的動作研究和車間管理研13科學人因工程學源于英美等國人因研究機構的建立主要特點重視工業與工程設計中“人的因素”，力求使機器適用人；研究課題已超出了心理學的研究范疇；生理學家、工程技術專家涉身到該學科中共同研究。逐步認識到在任何機器的關系中，“人的因素”在設計中是不能忽視的一個重要條件；

要設計好一個高效能的裝備，只有工程技術知識是不夠的，還必須有生理學、心理學等、人體測量學、生物力學等科學方面的知識。主要研究內容科學人因工程學源于英美等國人因研究機構的建立主要特點重視工業14

現代人因工程學源于航天事業的發展主要研究內容：1）把人、機和環境系統作為一個統一的整體來研究；2）創造最適應于人操作的機械設備和作業環境，3）是人、機、環境系統相諧調，從而獲得系統的最高綜合效能。主要特點：

1）不同于傳統人因工程學研究中著眼于選擇和訓練特定的人，使之適應工作要求；現在人因工程學照片與機械裝備的設計，使機器的操作不超越人類能力的界限之外。

2）密切與實際應用相結合；通過嚴密計劃設定的廣泛實驗性研究，盡可能利用所掌握的基本原理，進行具體的機械裝備設計。3）力求使實驗心理學、生理學、功能解剖學等學科的專家和物理學、數學、工程學方面的研究人員共同努力、密切合作。現代人因工程學源于航天事業的發展主要研究內容：1）把人、機15人因的研究方法研究方法通常分為三類：描述性研究、試驗性研究、評價性研究幾乎所有的方法都遵循以下的基本決策過程：選擇研究地點選擇變量選擇采樣主體收集數據分析數據人因的研究方法研究方法通常分為三類：描述性研究、試驗性研究、16描述性研究試驗性研究評價性研究使用范圍人的特征變量對人行為的影響評價系統或產品研究地點選擇可移動實驗室實際環境、實驗室、模擬現實（完全可替代的）實際環境變量選擇標準變量、分類變量獨立變量、非獨立變量標準變量采樣主體代表性抽樣、隨機抽樣、樣本空間具有代表性、與目標群體受獨立變量方式一致最終用戶群體數據收集調查和訪問計算機輔助（大運算量）較困難，采用觀察或訪問分析數據基本統計方法，如平均數、中位數等復雜些的統計方法，如方差分析類似試驗性研究描述性研究試驗性研究評價性研究使用范圍人的特征變量對人行為的17常用的研究方法研究方法觀察法實測法實驗法計算機數值仿法調查研究法分析法常用的研究方法研究方法觀察法實測法實驗法計算機數值仿法調查研18人機工程學學科體系人體科學

技術科學環境科學生理學心理學勞動衛生學人體測量學人體力學環境衛生學環境醫學環境心理學環境保護學環境檢測學工業設計工程設計安全工程系統工程機械工程管理工程

人機工程學人機工程學學科體系人體科學技術科學環境科學生理學心理學19人因的研究內容

本學科的根本研究方向卻是通過屆時人、機、環境之間相互關系的規律，以達到確保人機環境系統總體性能的最優化。1）人體特性的研究：2）人機系統的總體設計主要研究對象是：在工業系統設計中與人體有關的問題。在整體上是“機”與人體相適應。3）工作場所和信息裝置的設計傳遞包括工作空間設計、工作臺和操縱臺設計以及作業場所的總體布置。人因的研究內容本學科的根本研究方向卻是通204）環境控制與安全保護設計工作負荷研究工作環境研究個場地、工作空間、工具裝備的人因研究

機械式的人機工程學研究，特別是計算機終端顯示中人的因素研究計算機設計與使用的人因研究安全管理的人因研究工作成效的測量與評定機器人設計的智能模擬等4）環境控制與安全保護設計工作負荷研究工作環境研究個場地、工21人因工程的范疇總而言之，人因工程的范疇總而言之，22人因工程的發展人因工程的發展23人因工程的發展一些新的重要的人因工程研究與應用領域：改變工作組織與設計方法論與作業相關的肌肉骨骼性不適電子消費產品的使用性測試人—計算機接口軟件組織設計與心理—社會性工作組織與生理相關的工作環境的人因工程設計核電廠控制室設計培訓過程中的人因工程與心理相關的工作負荷勞動力成本計算產品責任道路安全與汽車設計技術向工業發展中國家的轉移人因工程的發展一些新的重要的人因工程研究與應用領域：24人—系統接口技術通過50多年的研究和應用,人因工程已發展出自己獨特的應用技術,即“人—系統接口技術”(Human-SystemInterfaceTechnology)。涉及到人和系統之間的接口設計時,人因工程致力于如下方面的知識研究:人的能力、極限和其他特性。人機接口技術應用到系統(人—機—環境系統、制造系統和組織系統等)的分析、設計和評價過程，以增強安全性、健康性和舒適性，提高工作效率，改善工作質量。目前人—系統接口技術已經明顯形成如下4個重要分支：

人因工程的發展人—系統接口技術人因工程的發展25硬件人因工程(HardwareErgonomics):研究人的生理和知覺特性,并將其相關成果應用到操作、顯示與工作空間布局的分析、設計和評價等過程中,仍然是人因工程的最大研究應用領域。20世紀五、六十年代，多應用在工廠生產系統、交通系統和飛機設計制造行業;20世紀60年代后期,隨著計算機技術及與之相關的辦公和工廠自動化進程,硬件人因工程的應用擴展到很多其他類型的系統。人因工程的發展硬件人因工程(HardwareErgonomics):人因26環境人因工程(EnvironmentalErgonomics):主要研究處于各種環境狀態(光、熱、噪聲和振動等)下時人的能力及其極限。加強了人的能力建模方面的生態學研究。人因工程的發展環境人因工程(EnvironmentalErgonomi27認知人因工程(CognitiveErgonomics)：隨著20世紀60年代硅芯片的誕生及隨后的現代計算機革命的興起而產生的,最初研究人們獲取和加工信息的方式,主要應用于設計或完善系統軟件,從而提高其可使用性。人因工程的發展認知人因工程(CognitiveErgonomics)：人28宏觀人因工程（Macroergonomics)：前三者重心在于單個的操作者和操作小組(子系統),處在“微觀”人因工程層次上。人—組織接口技術更顯“宏觀”，研究系統中的人和技術相互作用時，注重解決系統的整個結構問題。從概念上講,是一種自上而下的社會—技術系統方法,著重研究組織系統和工作系統的設計及與此相關的人—機器、人—環境和人—軟件等多個接口的設計。

人因工程的發展宏觀人因工程（Macroergonomics)：人因工程的發29“人機合一”的先進制造觀1、在先進制造中充分考慮人因工程和人的因素生產關系社會結構制造模式制造環境2、從以技術為中心的制造系統轉變為以人為中心的人、技術和組織集成的先進制造系統制造設備制造工藝

先進制造中的人因工程“人機合一”的先進制造觀先進制造中的人因工程30先進制造系統中人的作用人可以填補計算機技術的不足:(1)監視自動化系統,調節自動化系統的進程(2)監測、診斷、補救(3)與其他部門溝通,或在任務的多種完成方案中權衡、選擇(4)處理系統內的突發和偶發事件先進制造中的人因工程先進制造系統中人的作用先進制造中的人因工程31先進制造需要在技術、組織和人三方面進行綜合設計、相互補充并有效集成：系統的設計過程作業設計人和機器間的作業/功能分配組織結構硬件人因工程(安全性與意外操作的預防)

軟件人因工程(向使用者提供信息反饋)先進制造中的人因工程先進制造需要在技術、組織和人三方面進行綜合設計、相互補充并有32人因工程在先進制造中的作用能夠幫助設計者創造一個最適合于使用者的系統人因工程影響著并行工程的實施：Duffy等人研究了對并行工程成功實施至關重要的3個因素,即任務和工作結構、技能與知識、新技術的成功應用。敏捷制造概念框架14個一般特征模型中與人相關的有：人員網絡組織；所有人能力的提高；對嘗試、學習和創新提供支持的環境；多技能的和靈活性的人；團隊工作；授權企業中的所有人；知識管理；技能與知識強化技術；以及所有人的不斷完善等。先進制造中的人因工程人因工程在先進制造中的作用先進制造中的人因工程33人因工程在先進制造系統中的應用(1)材料搬運(2)人因檢查(3)維護能力(4)監控(5)工作規劃(6)照明(7)噪聲與振動(8)培訓(9)作業設計(10)工位設計(11)人為差錯(12)人—機器的相互補償能力(13)人—技術—組織的接口等先進制造中的人因工程人因工程在先進制造系統中的應用先進制造中的人因工程34

人因工程與數控技術先進制造中的人因工程傳統數控技術的缺陷：(1)數控機床只是一種加工設備(2)

制造需要不斷為機床設計新的動作(3)

新的知識和經驗僅存在人的腦袋中面向操作者的數控技術：(1)“人機合一”、宜人化的人機界面(2)加工過程的可視化(3)

讓機床操作部件產生觸感(4)

定性與定量相結合的加工過程信息顯示人因工程與數控技術先進制造中的人因工程傳統數控技35人與機器的互補性生產效率加工質量對新產品的支持人機協調的柔性制造系統由人和機器共同組成人機相互學習人機協調工作先進制造中的人因工程人機協調的柔性制造技術：人與機器的互補性先進制造中的人因工程人機協調的柔性制造技術：36先進制造中的人因工程傳統設計方法設計系統人因與虛擬設計先進制造中的人因工程傳統設計方法設計系統人因與虛擬設計37面向制造業人因工程面向制造業人因工程38專題內容專題一：人因工程概述專題二：人的作業能力和疲勞專題三：人機界面設計專題四：人機工作環境評價專題五：人機系統設計與評價專題內容專題一：人因工程概述39

專題一人因工程概述

專題一人因工程概述40人因工程基本理念以物就人而非以人易物人因工程基本理念41換言之，人因的目的是：

提高效率，如提高產質、減少失誤，增加信賴度等等。增進人性價值(HUMANVALUES)，如降低工作壓力和疲勞度，增進安全，提升舒適感和滿足感，以及改善生活品質等。換言之，人因的目的是： 提高效率，如提高產質、減少失誤，增42人因工程聚焦人類與其生活和工作中所涉及的產品、設備、程序和環境的交互作用上。機器人環境人因工程聚焦人類與其生活和工作中所涉及的產品、設備、程序和環43達成的途徑

系統地將人員的能力、限度、特征、行為與動機等有關信息應用在人們所用的物品及使用時的環境的設計中。達成的途徑 系統地將人員的能力、限度、特征、行為與動機等有關44人機工程學的定義（一）國際人機工程學會（InternationalErgonomicsAssociation）：研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素，研究人和機器及環境的相互作用，研究在工作中、生活中和休假時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。人機工程學的定義（一）國際人機工程學會（Internatio45人機工程學的定義（二）

《中國企業管理百科全書》將人機工程學定義為：研究人和機器、環境的相互作用及其合理結合，使設計的機器與環境系統適合人的生理、心理等特點，達到在生產中提高效率、安全、健康和舒適的目的。人機工程學的定義（二）《中國企業管理百科全書》將人機工程學46人機工程學的定義(三）綜上所述可以認為：人機工程學是以人的生理、心理特性為依據，應用系統工程的觀點，分析研究人與機械、人與環境以及機械與環境之間的相互作用，為設計操作簡便省力、安全、舒適，人—機—環境的配合達到最佳狀態的工程系統提供理論和方法的科學。因此，人機工程學可定義為：按照人的特性設計和改善人—機—環境系統的科學。人機工程學的定義(三）綜上所述可以認為：人機工程學是以人的生47命名多樣化定義不一邊界模糊綜合性強應用廣美國：人類工程學（HumanEngineering)；

西歐、俄國、日本：人類工效學（Ergonomics)；我國：一直以來__人機工程學；目前逐步__人因工程學。人因工程的名稱命名多樣化定義不一邊界模糊綜合性強應用廣美國：人類工程學（H48人因工程的發展經驗人因工程學科學人因工程學現代人因工程學1940s1960s人因工程的發展經驗人因工程學科學人因工程學現代人因工程學1949經驗人因工程學源于Gilbreth夫婦的動作研究和車間管理研究。主要特點

機械設計的主要著眼點在于力學、電學、熱力學等工程技術方面的原理設計上，在人際關系上適宜選擇和培訓操作者為主，使人適應于機器。研究每一職業的要求；利用測試來選擇工人和安排工作，規劃利用人力最好方法；制定培訓法；使人得到最有效的發揮；研究最優良的工作條件和管理組織形式，促進工人和管理者之間的通力合作。主要研究內容經驗人因工程學源于Gilbreth夫婦的動作研究和車間管理研50科學人因工程學源于英美等國人因研究機構的建立主要特點重視工業與工程設計中“人的因素”，力求使機器適用人；研究課題已超出了心理學的研究范疇；生理學家、工程技術專家涉身到該學科中共同研究。逐步認識到在任何機器的關系中，“人的因素”在設計中是不能忽視的一個重要條件；

要設計好一個高效能的裝備，只有工程技術知識是不夠的，還必須有生理學、心理學等、人體測量學、生物力學等科學方面的知識。主要研究內容科學人因工程學源于英美等國人因研究機構的建立主要特點重視工業51

現代人因工程學源于航天事業的發展主要研究內容：1）把人、機和環境系統作為一個統一的整體來研究；2）創造最適應于人操作的機械設備和作業環境，3）是人、機、環境系統相諧調，從而獲得系統的最高綜合效能。主要特點：

1）不同于傳統人因工程學研究中著眼于選擇和訓練特定的人，使之適應工作要求；現在人因工程學照片與機械裝備的設計，使機器的操作不超越人類能力的界限之外。

2）密切與實際應用相結合；通過嚴密計劃設定的廣泛實驗性研究，盡可能利用所掌握的基本原理，進行具體的機械裝備設計。3）力求使實驗心理學、生理學、功能解剖學等學科的專家和物理學、數學、工程學方面的研究人員共同努力、密切合作。現代人因工程學源于航天事業的發展主要研究內容：1）把人、機52人因的研究方法研究方法通常分為三類：描述性研究、試驗性研究、評價性研究幾乎所有的方法都遵循以下的基本決策過程：選擇研究地點選擇變量選擇采樣主體收集數據分析數據人因的研究方法研究方法通常分為三類：描述性研究、試驗性研究、53描述性研究試驗性研究評價性研究使用范圍人的特征變量對人行為的影響評價系統或產品研究地點選擇可移動實驗室實際環境、實驗室、模擬現實（完全可替代的）實際環境變量選擇標準變量、分類變量獨立變量、非獨立變量標準變量采樣主體代表性抽樣、隨機抽樣、樣本空間具有代表性、與目標群體受獨立變量方式一致最終用戶群體數據收集調查和訪問計算機輔助（大運算量）較困難，采用觀察或訪問分析數據基本統計方法，如平均數、中位數等復雜些的統計方法，如方差分析類似試驗性研究描述性研究試驗性研究評價性研究使用范圍人的特征變量對人行為的54常用的研究方法研究方法觀察法實測法實驗法計算機數值仿法調查研究法分析法常用的研究方法研究方法觀察法實測法實驗法計算機數值仿法調查研55人機工程學學科體系人體科學

技術科學環境科學生理學心理學勞動衛生學人體測量學人體力學環境衛生學環境醫學環境心理學環境保護學環境檢測學工業設計工程設計安全工程系統工程機械工程管理工程

人機工程學人機工程學學科體系人體科學技術科學環境科學生理學心理學56人因的研究內容

本學科的根本研究方向卻是通過屆時人、機、環境之間相互關系的規律，以達到確保人機環境系統總體性能的最優化。1）人體特性的研究：2）人機系統的總體設計主要研究對象是：在工業系統設計中與人體有關的問題。在整體上是“機”與人體相適應。3）工作場所和信息裝置的設計傳遞包括工作空間設計、工作臺和操縱臺設計以及作業場所的總體布置。人因的研究內容本學科的根本研究方向卻是通574）環境控制與安全保護設計工作負荷研究工作環境研究個場地、工作空間、工具裝備的人因研究

機械式的人機工程學研究，特別是計算機終端顯示中人的因素研究計算機設計與使用的人因研究安全管理的人因研究工作成效的測量與評定機器人設計的智能模擬等4）環境控制與安全保護設計工作負荷研究工作環境研究個場地、工58人因工程的范疇總而言之，人因工程的范疇總而言之，59人因工程的發展人因工程的發展60人因工程的發展一些新的重要的人因工程研究與應用領域：改變工作組織與設計方法論與作業相關的肌肉骨骼性不適電子消費產品的使用性測試人—計算機接口軟件組織設計與心理—社會性工作組織與生理相關的工作環境的人因工程設計核電廠控制室設計培訓過程中的人因工程與心理相關的工作負荷勞動力成本計算產品責任道路安全與汽車設計技術向工業發展中國家的轉移人因工程的發展一些新的重要的人因工程研究與應用領域：61人—系統接口技術通過50多年的研究和應用,人因工程已發展出自己獨特的應用技術,即“人—系統接口技術”(Human-SystemInterfaceTechnology)。涉及到人和系統之間的接口設計時,人因工程致力于如下方面的知識研究:人的能力、極限和其他特性。人機接口技術應用到系統(人—機—環境系統、制造系統和組織系統等)的分析、設計和評價過程，以增強安全性、健康性和舒適性，提高工作效率，改善工作質量。目前人—系統接口技術已經明顯形成如下4個重要分支：

人因工程的發展人—系統接口技術人因工程的發展62硬件人因工程(HardwareErgonomics):研究人的生理和知覺特性,并將其相關成果應用到操作、顯示與工作空間布局的分析、設計和評價等過程中,仍然是人因工程的最大研究應用領域。20世紀五、六十年代，多應用在工廠生產系統、交通系統和飛機設計制造行業;20世紀60年代后期,隨著計算機技術及與之相關的辦公和工廠自動化進程,硬件人因工程的應用擴展到很多其他類型的系統。人因工程的發展硬件人因工程(HardwareErgonomics):人因63環境人因工程(EnvironmentalErgonomics):主要研究處于各種環境狀態(光、熱、噪聲和振動等)下時人的能力及其極限。加強了人的能力建模方面的生態學研究。人因工程的發展環境人因工程(EnvironmentalErgonomi64認知人因工程(CognitiveErgonomics)：隨著20世紀60年代硅芯片的誕生及隨后的現代計算機革命的興起而產生的,最初研究人們獲取和加工信息的方式,主要應用于設計或完善系統軟件,從而提高其可使用性。人因工程的發展認知人因工程(CognitiveErgonomics)：人65宏觀人因工程（Macroergonomics)：前三者重心在于單個的操作者和操作小組(子系統),處在“微觀”人因工程層次上。人—組織接口技術更顯“宏觀”，研究系統中的人和技術相互作用時，注重解決系統的整個結構問題。從概念上講,是一種自上而下的社會—技術系統方法,著重研究組織系統和工作系統的設計及與此相關的人—機器、人—環境和人—軟件等多個接口的設計。

人因工程的發展宏觀人因工程（Macroergonomics)：人因工程的發66“人機合一”的先進制造觀1、在先進制造中充分考慮人因工程和人的因素生產關系社會結構制造模式制造環境2、從以技術為中心的制造系統轉變為以人為中心的人、技術和組織集成的先進制造系統制造設備制造工藝

先進制造中的人因工程“人機合一”的先進制造觀先進制造中的人因工程67先進制造系統中人的作用人可以填補計算機技術的不足