人因工程知识点复习资料总结.docx

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人因工程知识点复习资料总结

第1章人因工程概述

1.学科的各种命名

Ø欧洲国家称之为Ergonomics（工效学）；

Ø美国称作HumanEngineering（人类工程学）和HumanFactorsEngineering（人因工程）；

Ø日本称为“人间工学”；

Ø心理学家喜欢使用工程心理学（EngineeringPsychology）的名称；

Ø我国：

人因工程,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

2.定义（含目标、方法、内容）

人因工程学就是按照人的特性设计和改进人-机-环境系统的科学。

☐研究目标：

提高工作效率和质量；满足人们的价值需要。

☐研究内容：

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。

☐研究方法：

对人的能力、行为、限制和特点等相关信息进行系统研究，并将之应用于产品、操作程序及使用环境的设计和制造中

本书定义：

人因工程是基于对人、机器、技术和相关环境的深入研究，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（用具）、机器（设施）、系统、任务和环境进行合理设计，以提高生产（包括日常生活中人的活动）的效率、安全性、健康性、舒适性和有效性的一门工程技术学科。

3.IEA，

1960年正式成立了国际人机工程协会（IEA）

4.相关的学科

人因

工程

生理学

心理学

劳动卫生学

人体测量学

人体力学

技术科学

工业设计

工业工程

环境检测学

环境心理学

环境卫生学

环境医学

环境保护学

安全工程

系统工程

机械工程

管理工程

人体科学

环境科学

医学

医学

社会科学

信息科学

劳动科学

数学

第2章人因工程的研究方法与工具

1.从研究手段看：

研究方法可以分为实验性和非实验性两大类，即实验法与非实验法

Ø实验法是基于人为控制某些因素，通过实验测试特定因素的影响；

Ø非实验法则是通过调查法、观测法（行为观测）、测试法（心理测试、感觉评判法；身体测量、生理指征测量）等方法开展研究的。

2.人因工程的研究方法

（一）实验法:

实验室实验/实地实验

（二）观测法:

研究者通过观察，测定和记录自然情景下发生的现象来认识研究对象。

（三）调查法具体包括访谈法、考察法和问卷法。

（四）感觉评价法:

运用人的主观感受对系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法，即人对事物客观量作出主观感觉评价。

（五）心理测验法:

心理测验法是以心理学中有关个体差异理论为基础，将操作者个体在某种心理测验中的成绩与常模作比较，以分析被试心理素质特点。

（六）图示模型法:

图示模型法是采用图形对系统进行描述，直观地反映各要素之间的关系，从而揭示系统本质的一种方法。

这种方法多用于机具、作业与环境的设计和改进，特别适合于分析人机之间的关系。

第3章人体测量

1.人体测量的基准面

矢状面：

通过铅垂轴和纵轴的平面及其平行的所有平面

冠状面：

通过铅垂轴和横轴的平面及其平行的所有平面

水平面：

与矢状面和冠状面同时垂直的所有平面

眼耳平面：

又称法兰克福平面。

有颅骨两侧的外耳门上缘点和左侧眶下缘点组成的一个平面

2.测量数据的统计描述（平均值、标准差、百分位数）及数据处理，

●

平均值：

测量值分布最集中区，反映测量值的本质与特征，用表示。

●标准差：

表明一系列变量距平均值的分布状态或离散程度，用S表示。

●百分位数：

表示人体尺寸等级。

常用的有第5%，第50%，第95%三种百分位数

3.主要尺寸的定义及用途

4.人体测量数据在设计中的使用标准（空间性标准、可达性标准）和原则（极端、可调、平均）

空间性：

一般采用男性工人的第95百分位值来设计

可达性：

应采用女性工人的第5百分位值来设计

Ø极端设计原则

极端设计原则是指在进行设计时，应该尽量做到满足所涉及的总体。

一般采用最大值和最小值

Ø可调范围设计原则

设备或设施的特定性质设计为在一定的范围内可以调整。

通常使用相关总体特性（坐高，胳膊伸展范围等）的第5百分位的女性到第95百分位的男性作为可调整的范围。

Ø平均设计原则

极端设计原则和可调设计原则不太合适或现实时需要采用平均数值代表大多数情况。

第4章人体生理特征

1.视觉及其特征（视野、视距、明适应、暗适应、颜色对比、视觉运动规律），

视角

☐视角指物体上两点间光线射入瞳孔在光心（节点）处交叉所形成的夹角

☐视角的计算式：

α=2arctgD/2L

α—视角（度）；D—视看对象两点间距离；L—眼至视看对象的距离。

视野

水平面内的视野范围：

双眼的最大视区在左右60度的区域

垂直面内的视野范围：

以视线水平时为0°基准，人的最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。

白色视野最大，其次为黄和蓝，再次为红，而绿色的视野最小。

视距

☐视距是人在作业中正常的观察距离

☐不同的工种对视距的要求也不同，一般来说，工作精度越高，所需视距就越小

☐在正常作业中，通常采用38~76cm的视距范围

明适应和暗适应

视杆细胞对弱光敏感，在微光下产生暗视觉。

视杆细胞有缺陷的人，产生“夜盲症”

视锥细胞对强光和色光敏感，在强光下产生明视觉和色觉。

视锥细胞不完全的人，可呈现色盲。

☐明适应：

人由暗处进入明处，最初不能辨认物体，感到很刺眼，经过约1分钟左右，视锥细胞恢复了功能，便能看清物体

☐暗适应：

人由明处进入暗处，最初感觉什么也看不见，但经过一定的时间后，逐渐看到黑暗中的物体的轮廓，约25到30分钟后，便充分达到适应的程度。

这时，视杆细胞发挥了功能，视锥细胞暂时失去了作用

对比度

☐亮度对比

☐颜色对比

工作对象和背景的颜色对比，对于分辨清晰度的效果十分重要。

据实验证明，下列颜色对比较好：

蓝——白；黑——黄；

绿——白；黑——白；

绿——红；红——黄；

红——白；橙——黑；

黑——绛；橙——白。

视觉运动规律

☐眼睛的水平运动比垂直运动为快。

即视物时往往先看见水平方向的东西，然后才看到垂直方向的东西。

☐视线习惯于从左到右，从上到下的运动，看圆形仪表时，沿顺时针方向比沿逆时针方向看得迅速。

☐眼睛对水平方向的尺寸比对垂直方向估计得要准确。

☐当眼睛偏离视中心时，对左上象限的观察力优于右上象限，对右上的观察力却优于左下象限，右下象限最差。

☐两眼运动是协调的、同步的，不可能一只眼转动，另一只眼睛不动；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看。

☐对直线轮廓比曲线轮廓视觉易于接受。

☐视觉快速转动时，不易引起视觉注意。

☐目标连续更换时，人的视觉有时会出现失真现象。

☐识别信息的细节，要靠视力中心。

视力边缘只能识别大致情况。

☐对于运动目标，只有当运动的角速度大于1’~2’/s时，才能辨别出它的运动状态。

2.听觉（频率范围，屏蔽）、

听觉

☐频率

Ø一般情况下，人耳可识别的声音频率范围为：

20-20000Hz

☐强度

0－20分贝很静

20－40分贝安静、犹如轻声絮语

40－60分贝一般室内谈话

60－70分贝吵闹、有损神经。

70－90分贝很吵、神经细胞受到破坏。

90－100分贝吵闹加剧、听力受损。

100－120分贝难以忍受

屏蔽

☐屏蔽是指环境中的一种声音使得耳朵对另一种声音的敏感度

降低的现象。

☐屏蔽影响的特点：

当屏蔽声音的频率与被屏蔽声音很接近时影响最大；

屏蔽声音强度越大，屏蔽的影响范围也就越广；

低强度的屏蔽声音主要影响频率接近屏蔽声音的声音，高

强度的屏蔽声音却对更高频率的声音都有影响

3.触觉、

☐触觉包括触压觉、温度觉、痛觉等

☐多数情况下，人都是利用手和指头作为信息的主要感受体

☐用两点极限法来测量触觉的敏感程度，即测量感觉到压力是在两个点上时这两点间的最小距离。

4.嗅觉、

嗅觉

☐带有气味的物质微粒漂浮在空气中进入鼻孔使人产生嗅觉。

☐嗅觉感受性

☐嗅觉适应性

5.本体觉，

☐平衡觉

☐运动觉

6.能量代谢的分类（基础，安静，实际，活动）、

能量代谢

☐体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。

☐能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和

活动代谢

基础代谢

Ø人体在基础条件下的发生的能量代谢称为基础代谢

Ø基础代谢中单位时间内的消耗的能量称为基础代谢量

Ø基础代谢率：

通常以每小时每平方米体表面积消耗的能量来表示，记作kJ/（h·m2）或J/（h·m2）

基础代谢量=基础代谢率平均值×人体表面积

其中,人体表面积（m2）

=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重（kg）-0.1529

安静代谢

Ø是指作业或劳动开始之前，仅仅为了保持身体各部位平衡及某种姿势条件下的进行的能量代谢称安静代谢。

Ø安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分,通常以基础代谢量的120%作为安静代谢量。

Ø与基础代谢率类似，一般也用安静代谢率作为常用的指标。

活动代谢

Ø在人进行实际活动的过程中所测得的能量代谢量称实际代谢量

Ø实际代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代谢量和作业活动时增加的代谢量三部分,作业活动时增加的代谢量称活动代谢量

Ø衡量时一般使用代谢率指标：

活动代谢率=实际代谢率－安静代谢率

7.RMR及其相互关系

相对能量代谢率RMR

RMR

=活动代谢率/基础代谢率

=（实际代谢率－安静代谢率）/基础代谢率

由上式可知:

实际代谢率

=安静代谢率+RMR×基础代谢率

=1.2×基础代谢率+RMR×基础代谢率

=（1.2+RMR）×基础代谢率

第5章人的心理认知特征

认知心理学常用的研究方法：

任务-绩效度量法、问卷法、心理-生理指标发、投射法

1.记忆的过程环节，

识记

保持

再认和回忆

①识记：

认识事物并在头脑中留有印象的过程（相当信息的输入和编码的过程）

②保持：

把已有的知识和经验在头脑中进行储存和巩固的过程

③再认和回忆：

过去经历过的事物再度出现时仍能认识或在头脑中重新出现的过程

2.瞬时记忆、短时记忆、长时记忆的特点，

瞬时记忆

记忆的初级阶段，它是外界刺激以极短的时间一次呈现后，一定数量的信息在感觉通道内被迅速登记并保持一瞬间的过程。

特点:

1.具有鲜明的形象性

2.信息保持时间十分短暂

3.记忆容量大

短时记忆

信息一次呈现后，保持时间在一分钟以内的记忆。

特点:

1.短时记忆的保持时间在无复述的情况下只有5～20秒，最长也不超过1分钟

2.短时记忆的容量有限,7士2个组块

3.短时记忆容易受到干扰

4.短时记忆的信息存在于人的意识中

长时记忆

记忆发展的最高阶段，保持时间在一分钟以上，数日、数月、数年、甚至终身不忘的记忆。

特点：

1.长时记忆的信息主要是对短时记忆内容加以复述而来.

2.长时记忆的容量几乎是无限的，它的信息是以有组织的状态被贮存起来的。

3.长时记忆信息的提取形式：

回忆和再认

3.遗忘的规律

•动作记忆最易于保持

•材料意义性对学习速度及保持效果具有影响

•诵读次数对保持效果具有影响

•材料数量越多，保持率越低。

分散学习比集中学习优越

前摄干扰、倒摄干扰

4.过度学习

☐学习

Ø适度学习即100%

是使识记材料刚刚学到能够一次正确背诵程度的学习

Ø过度学习超过100%

指对识记材料达到能够背诵程度之后所继续进行的学习

过度学习程度达150%时效果最佳、

5.思维（特征、加工方式）

☐间接性，是指人在思维中能根据已知的因素，通过媒介而达到对未知因素的认识。

☐概括性，是指思维反映的是同一类事物的共同特征、本质特性或事物间规律性的联系。

思维的加工方式

6.注意（概念，基本要素）

注意是依附和伴随人的认识、情感、意志等心理过程而存在的一种心理现象，是心理活动对一定对象的指向和集中。

☐注意的基本特征

1.指向性：

指人的心理活动所具有的选择性。

2.集中性：

指人们把心理活动贯注并维持在某一对象上，使心理活动不断地深入下去。

☐注意的三个主要功能

Ø注意的选择功能

Ø注意的保持功能

Ø注意的调节和监督功能

注意的基本要素4个基本要素

Ø1.注意的广度：

也称注意的范围，是同一时间内，意识所能注意到的对象的数量。

Ø影响注意广度的因素

（1）知觉对象的特点,任务难度

（2）个人的知识经验

Ø2.注意的稳定性

注意的稳定性又叫注意的持久性，注意在同一对象或活动上所保持时间的长短.

Ø狭义和广义

Ø保持注意稳定的条件

（1）积极的思维和适当的紧张程度

（2）注意对象的特点

（3）保持良好的主观状态

Ø3.注意的分配

是指人在同一时间内把注意指向两种或两种以上的活动或对象的能力。

它是人根据当前活动的需要主动调整注意指向的一种能力。

比如1走路2玩手机

Ø实现注意分配的条件

（1）人对活动的熟练程度

（2）活动的关系及性质

Ø4.注意的转移：

是人根据当前活动的需要，有目的地主动地把注意从一个对象转移到另一个对象上的能力。

Ø影响注意转移的因素：

1.对原活动的注意集中程度

2.新注意对象的吸引力

3.明确的信号提示

4.个体的神经类型和自控能力

7.持续警觉影响因素：

信号频率和人的觉醒状态

第6章人的信息处理

1.反应时（概念、分类、影响因素）

☐定义：

指外界刺激出现到操作者根据刺激信息作出反应之间的时间间隔，简称反应时。

☐简单反应时

定义:

如果呈现的刺激只有一个,被试只在刺激出现时作出特定的反应,这时获得的反应时称为简单反应时.

特点:

1、刺激与反应都只有一个;

2、多次刺激时,每次刺激与作出的反应都是相同的;

3、被试预先知道刺激的内容和反应方式，不必识别

判断,反应容易

☐选择反应时

定义:

有多种不同的刺激信号、刺激与反应之间表现为

一一对应的前提下,呈现不同刺激时要求作出不同的

反应,这时获得的反应时称为选择反应时.

特点:

1、刺激信号多而复杂;

2、需要分析,思考和选择;

3、容易出现错误，其反应时比简单反应时长.

Ø影响反应时的因素主要有：

✓感觉通道的种类

✓效应器官的特点

✓刺激的强度和刺激的性质

✓刺激出现时间的不确定性

✓训练程度

✓反应的复杂性

✓个体身心状态，如动机、气质、灵活性等

第7章人的作业环境

1.温度：

热交换的方式，

☐热交换

身体与环境间热交换方式有四种：

传导对流辐射蒸发

2.热环境的影响因素

☐空气温度

☐空气湿度

☐空气流速

☐热辐射

3.WBGT指数

☐WBGT指数（WetBulbGlobeTemperature）亦称为湿球黑球温度，是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量，单位为℃。

☐WBGT是由干球、自然湿球、黑球三个部分温度构成的，它综合考虑空气温度、空气湿度、空气流速和热辐射四个因素

☐干球温度：

在温度计的水银球不加任何包被的情况下测出的温度,即大气温度，俗称气温。

☐湿球温度：

用湿棉纱包裹温度计的水银球情况下测出的温度，为大气湿度饱和情况下的温度。

☐黑球温度：

将温度计的水银球放入一个直径为15厘米、外涂黑色的空心铜球的中心测得的温度，用以反映环境的热辐射状况。

室内作业：

　　WBGT=0.7WB+0.3GT

室外作业：

　　WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DB

　　式中：

　　WB——自然湿球温度；

　　GT——黑球温度；

　　DB——干球温度。

4.Q10效应

☐高温对生理的影响

ØQ10效应

Ø心血管反应

Ø出汗

Ø热病

5.照明：

光的度量有关基本概念及单位

Ø光通量（φ）

光源每秒钟发出的光的总量

计量单位是流明（lm）

1lm的光通量相当于0.0015W的功率

Ø照度（E）

单位面积得到的光通量：

E=φ/S

计量单位是勒克司（lx）

如每平方米得到的光通量为1lm，

则称照度（E）为1lx

Ø亮度（L）

发光表面在指定方向的光强度与发光面积之比。

计量单位：

坎德拉每平方米（cd/m2）

6.照明条件的影响，

7.眩光

☐眩光

视野内出现的大于眼睛所能适应的亮度或对比度的光线

☐眩光的种类

直射眩光:

由强烈光线直接照射产生的

反射眩光:

由视野内的表面反射光线引起

对比眩光:

视野中存在不适宜亮度分布,在空间或时间上存在极端的亮度对比

☐眩光的防止和控制：

限制光源、合理分布光源、将光线转为散射、改变工作面反射特性

第8章作业空间设计

1.不同作业空间的概念（近身、个体、总体）

Ø作业空间分类

近身作业空间考虑人体静态和动态尺寸,某固定工作岗位上的作业者，为完成作业所需的空间范围。

个体作业空间作业者周围与作业者有关的，包括设备等因素在内的作业区域。

总体作业空间多个相联系的个体作业场所布置在一起构成的作业空间。

2.主要工作姿势的特点对比（坐姿、立姿）

Ø坐姿

适合于：

（1）精细工作

（2）持续时间较长的工作

（3）需要手足并用的工作

Ø立姿

是指人站立时上体前屈角小于30o时所保持的姿势。

适合于：

（1）经常改变姿势的操作

（2）控制器分布面广，需手足较大幅度地活动

（3）没有容膝空间

（4）需要较大的操作力

3.坐姿水平作业范围（正常范围、最大范围、最佳区、易达区、可达区）及设计原则

Ø作业范围是作业者作业时，肢体在水平面和垂直面内所触及的最大轨迹范围。

⏹水平作业范围

⏹垂直作业范围

⏹立体作业范围

Ø坐姿的水平作业范围：

正常作业范围、最大作业范围

4.工作面设计原则

1.将经常使用的、重要的控制器、工具、加工件

等放在最佳区

2.将比较常用、比较重要的控制器、工具等放在

易达区

3.将不常用、不重要的控制器、工具等放在可达区

4.将特殊的、易引起危害的装置，放在可达区以外

5.遵循95%操作者满意原则

5.控制面板布置原则

⏹重要原则、频率原则、顺序原则、功能原则、控制器间距

6.座椅设计依据的主要人体尺寸及运用

Ø尺寸适宜、坐姿自然、坚固、安全、可调节、适于进行操作

Ø椅面高度

小腿加足高的第5百分位数设计

参考值350～450mm

Ø座椅深度

以坐深的第5百分位数进行设计

参考值：

工作用椅300-400mm,休息用400-430mm

Ø座椅宽度

以坐姿臀宽尺寸的第95百分位数进行设计

参考值：

380～480mm

Ø椅面倾度

后倾：

10°以内

Ø椅子靠背参数　

椅靠背角度：

ANSI推荐范围是90°到120°

靠背宽度：

ANSI推荐在腰部最少时为12英寸（30.5cm）

椅子靠背高度：

推荐最小值19.5英寸（50cm）

第9章肌肉骨骼失调及其预防

1.MSDs定义

人体肌肉骨骼组织的疾病，包括肌肉、神经、腱、韧带、关节、软骨、血管以及椎间盘等的伤害和失调，这些伤害往往是长期累积而导致的，而并不是由滑倒、跌倒、坠落以及类似的一些事故所造成的。

——美国职业安全与卫生管理局（OSHA）

2.失调产生的原因

☐颈部失调

☐腰背失调

☐下肢失调

☐上肢失调

3.OWAS方法的编码和分级

☐OWAS姿势分析简介

OWAS编码原则

（1）一般身体特征（坐、站、蹲....）

（2）身体部位（腰背、手臂、下肢...）

（3）负荷的重量

第11章人机界面设计

1.显示器（显示器的概念及分类

☐显示器定义

把信息由机器或环境传递给人的各种媒介.

☐显示器分类

视觉显示器,听觉显示器和触觉显示器等.

其中以视觉显示器最为普遍.

视觉显示器的分类

●按照显示信息的时间特性分类

动态显示器,静态显示器

●按照显示信息的精度要求分类

定量显示器,定性显示器

●按照显示器的功能分类

读数显示器、核查显示器、追踪显示器、调节显示器

●按照显示器的指示方式分类

模拟式显示与数字式显示

2.视觉显示器设计原则

●视觉编码维度（单维编码，多维余度编码）

单维编码是指用刺激物的单一视觉属性传递信息的编码。

用于单维视觉编码的刺激属性有颜色、形状、大小、闪光、倾斜度、线长、亮度、数字和字母等

多维余度编码多维视觉编码是将两种或多种视觉刺激属性结合起来作为视觉代码的编码方式。

●显示精度

●显示格式

●关联信息综合显示

●亮度、颜色对比

●照明条件

●尺寸和安放位置

●与其它显示/控制器空间及运动关系相兼容

视觉显示器的空间设计

显示器的空间排列原则

◆重要性原则

◆使用频率原则

◆功能原则

◆使用顺序原则

3.听觉显示和视觉显示的信息特点及适用条件）

4.控制器（控制器的分类，设计考虑的基本因素，控制器编码）

分类

操作用的身体器官或行为：

手控制器、足控制器、声音控制器

输入信息的特点：

离散位选控制器、连续调节控制器

运动方式:

平移控制器、旋转控制器

设计考虑的基本因素：

控制器的尺寸、控制器的阻力、控制器的布局、控制器的间距

控制器编码：

●标记、颜色、大小、位置、形状、表纹、操作方式

5.显示与控制的组合设计（C/D比，空间相合性、运动相合性的含义及体现）

C/D比：

控制/显示比

控制–显示比表示系统的灵敏度