人因工程学总复习题.docx

1、人因工程学总复习题考试题型：一、简答题（每小题5分，共40分）二、计算题（每小题15分，共30分）三、论述题（每小题15分，共30分）人因工程学 (HUMAN FACTORS) 总复习题一、人因工程学概述(1) 人因工程学的定义和研究目的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。研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究人的工作、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。美国的人因工程学命名多采用人因工程学。人因工程学研究目的是：研究人机环境三者之间关系的学科。特别突出系统设计中以人为主体的设计原则。人因工程学在实现工业工程的效率、质量、成

2、本、安全和健康方面起到重要作用。(2) 人因工程学发展经历了哪几个阶段人因工程的发展过程基本经历以下几个阶段：1) 萌芽阶段：19世纪，主要是泰勒等人创立的科学管理时期，主要以提高生产效率、人员选拔培训作为主要研究内容，人机关系中，主要是强调人适应机器。2) 初始阶段(一战与二战期间)：这一期间主要围绕如何提高效率。研究的内容包括人的疲劳研究，人员培训，选拔研究，心理学的研究等。对组织影响生产力的因素进行分析，研究。3) 成长阶段(二战60年代)：研究人机界面如何有效匹配，对人机系统的研究由人适应机器到机器设备如何适应人。4) 发展阶段(20世纪70年代至今)：人因工程研究三大趋向：研究领域不

3、断扩大，向人机环境系统优化方向发展；应用范围越来越广；在高技术领域的特殊作用。(3) 人因工程学的研究内容研究人的生理和心理特征；研究人一机一环境系统整体设计；研究人机界面设计；研究工作场所设计和改善；研究工作环境及其改善；研究作业方法及其改善；研究系统的安全和可靠性；研究组织与管理的效率。(4) 人因工程学有哪些研究方法调查法：包括访谈法、考察法和问卷法。观测法：研究者通过观察、测定和记录自然情境下发生的现象，来认识研究对象的方法。实验法：在人力控制条件下系统改变一定变量因素，以引起研究对象相应变化来做出因果推论和变化预测的一种方法。感觉评价法；是运用人的主观感受对系统特性进行评价的一种方法

4、。心理测验法：以心理学中个体差异理论为基础，对被试个体在某种心理测验中的成绩与常模进行比较，用以分析被试心理素质的一种方法。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，从而描述系统本质的一种方法。(5) 绘图说明人机系统简化模型。人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个系统构成、且能完成特定目标的一个整个系统。二、人体测量(6) 产品尺寸设计可分为哪三种类型及准则，设计适用于90%华北男性使用的产品，如何确定身高范围（本题12分）I型产品尺寸设计(又称“双限值设计”)，按可调准则。(3分)设计优先采用可调式结构。给使用者依其需要调整的控制权。要适合100%的尺寸，常有

5、技术的困难且成本太高。一般调整的范围也以5th -95th 百分位数为准。如高度可调的办公椅、驾驶座、工作台、控制器、安全带等。型产品尺寸设计(又称“单限值设计”)，按最大最小准则。(3分)设计的最大尺寸参考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸参考人体的高百分位。例如门框高度的设计可考虑单侧百分比95%来设计。按照这一方案，95%过门的人进门时没有问题，只有5%较高的人进门时需要低头。一般设计中最常用的百分比是95%，也常用较高的标准99%。用大值：如门高、座位宽；逃生孔、维修孔道；安全带的长度、强度（施力）等。用小值：如：操作人与操控钮、操控杆的距离及施力；容器的宽度；公共设施的高度等。型产品

6、尺寸设计(又称“平均尺寸设计”)，按平均准则。(2分) 设备用品的尺寸不适合前两项原则设计，且有其它充分的理由时，可采用平均值作为设计的依据。超级市场的柜台高度、公共设施尺寸，若以平均尺寸设计，虽不能事和所有的人，但亦不致引起严重的不便与困难。须做取舍。M=1693mm，标准差S=56.6mm。要求产品适用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表查得变换系数K=，(1分)百分比对应的变换系数k5%95%解：由表查知华北男性身高平均值(2分)即第5百分位数为：P=1693-（*）=1600mm第95百分位数为：P=1693+（*）=1786mm结论：按身高1600-178

7、6mm设计产品尺寸将适应用于90%华北男性。(1分)(7) 在依据人体尺寸进行设计时，为什么要引进“尺寸修正量”尺寸修正量由哪几部分构成试设计中国火车卧铺的净空高度(8) 为什么要进行功能修正量和心理修正量的确定怎样确定试设计适用于中国人使用的车船卧铺上下铺净空高度（14分） GBT l29851991，尺寸修正量构成：功能修正量、心理修正量。(1分)功能修正量：为保证实现产品功能，对作为产品设计依据的人体尺寸所作的尺寸修正量。包括三部分：穿着修正量、姿势修正量、操作修正量。(1分)穿着修正量：穿鞋修正量、着衣着裤修正量。(1分)穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等。男子

8、：+25mm，女子：+20mm。(1分)着衣着裤修正量：坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等6mm；肩宽、臀宽等+13mm；胸厚+18mm；臀膝距+20mm。(1分)姿势修正量：人们正常工作、生活时，全身采取自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。立姿身高、眼高、肩高、肘高等，-l0mm；坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，-44mm。(1分)操作修正量：上肢前展操作等的修正。确定各种操纵器在工作空间中的布置位置或柜类的阁板时，以上肢前展长为依据，即后背到中指指尖的距离，在按按钮时，-12mm；在推滑板推钮、扳拨扳钮开关时-25mm；在取卡片、票证时，-20mm。(1分)心理修正量：为了消除空间压抑感、恐惧感，

9、或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。心理修正量确定原则：心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素来研究确定。(1分)产品最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量(1分)产品最佳功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量+心理修正量=产品最小功能尺寸+心理修正量(1分)车船卧铺上下铺净空高度属于一般用途设计。根据人体数据运用准则应选用中国男子坐姿高第99百分位数为基本参数M，查表，M979mm。衣裤厚度(功能)修正量取25mm，人头顶无压迫感最小高度(心理修正量)为115mm，则卧铺上下铺最小净间距和最佳净间距分别为：(2分)Xmin= Mf979十251004mm(1分)Xopm

10、= Mfp979十25十115=1119mm(1分)(9) 试确定适合中国男人使用的固定座椅座面高度座椅座面高度属于一般用途设计。根据人体数据运用准则，座椅座面高度应取第5百分位的“小腿加足高”人体数据为基本设计数据，以防大腿下面承受压力引起疲劳和不舒适。查表M38.3cm，功能修正主要应考虑两方面：一是鞋跟高的修正量，一般为3.8cm，取2.5cm；另一方面是着装(裤厚)修正量，一般为0.3cm。即f十2.8cm。座椅座面高度的设计不需考虑心理修正量，即p=0。 因此，固定座椅座面高度的合理值应为 Xopm= Mfp十十0=41.0 cm(10) 试分析坐姿作业空间设计内容，需考虑哪些人体尺

11、寸（1） 工作面设计。要考虑人的水平作业范围，垂直作业范围，立体作业范围。工作面高度设计。该设计与人的上臂长、坐姿肘关节高度有关。（2） 座椅及活动余隙设计。座椅设计主要包括椅子高度、深度、椅面宽度及扶手等。其中，椅子高度是主要尺寸。主要依据人的坐姿臀高、宽度。（3） 容膝空间设计。坐姿大腿厚；小腿高与桌面下表面高度之间要有空间。（4） 脚作业空间。小腿长；腿弯曲角度。(11) 人体测量的方法类型：静态的（人体结构上的尺寸）/动态的（人体功能上的尺寸）静态的结构的人体尺寸：人体在固定位置所测的尺寸、包括骨架尺寸及轮廓尺寸。(1) 直接量测传统设备：马丁式人体测量仪。半自动设备：三度空间坐标量测

12、，数字卡尺，数字卷尺等。(2) 间接量测传统设备：照相机、摄影设备。半自动设备：数字化摄影设备、影像处理系统。动态的功能的人体尺寸活动角度：人体在某一活动时所测的尺寸、活动角度，会受身体其它部位的牵制，也会受衣着、装备的影响。对工作的操作、空间设计很有价值。被测者姿势：立姿、坐姿。(1) 直接量测传统设备：柔软度测量器、重力角度计、电阻式角度计。半自动设备：电子式角度计。(2) 间接量测传统设备：照相机摄影系统。半自动设备：数字化动作分析仪、影像处理系统。三、人体劳动特性(12) 简要说明视野视野是指当头部和眼球固定不动时，眼睛注视正前方所能看见的空间范围，常用角度来表示。(1分)正常人的视野

13、大致相同，可以分为三个部分。最中间的部分，即在眼睛焦点的1度之内，人的眼睛看这个区域内的东西可看得特别清淅，被称为内视野区或最佳视力区。(1分)从1度到40度被称为中部视野区，在这一区域东西开始变得模糊起来，但人的眼睛可以发觉这一区域的运动目标和过高的对比度。(1分)外视野区指中视野区以外直到眼睛受到头部遮掩的地区，这对应于40-70度。(1分)人眼对外视野内的物体很不敏感。(1分)(13) 举例说明什么是注意广度和注意的分配注意的广度也叫注意的范围。指在同一时间内能清楚地把握对象的数量。(1分)在 1/10 秒的时间内，成人注意的平均广度：(2分，下面内容只需要答对2个)黑色圆点 89个；外

14、文字母 46个；几何图形 34个；汉字 34个。注意分配是指人在同一时候能把注意分配到一个以上的对象上，即所谓一心二用或一心多用。(1分)例如，学生上课时要一边听讲，一边做笔记，打字员要一边击键，一边要看材料。(1分)(14) 举例说明视觉适应及改善方法适应是人的感受器官的特性之一，当明暗环境改变时，视觉器官顺应环境的变化，经过一定的时间，便可辨认物体。(1分)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。(1分)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

15、分达到适应的程。(2分)频繁的明暗适应会增加眼睛的疲劳，使视力迅速下降，故工作场所的照明力求均匀稳定。为了加速暗适应，采用红光照明，如潜水艇和飞机座舱中。(1分)(15) 举例说明“组块”的概念及其应用。短期记忆的容量也是非常有限的。1955年，美国着名心理学家米勒写了一篇着名的文章，在文中，他提出人的短期记忆的容量大约是72个元素。(2分)米勒提出用“组块”来标志短时记忆的单位，一个组块指一个熟悉的单元，如词，物体名称等。(1分)9371935组块为1851，1921，1839，1937，1935(1分)EARTVCIAFBTGMGEUSA组块为EAR-TV-CIA-FBT-GM-GEUSA

16、(1分)(16) 什么是反应时，简单反应时和选择反应时一般将外界刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。反应时又称反应潜伏期，反应不能在给予刺激的同时立即发生，而是有一个反应过程。(1分)简单反应时：如果呈现的刺激只有一个，被试只在刺激出现时做出特定的反应，这时获得的反应时间称为简单反应时。(2分)选择反应时：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，要求做出不同的反应，这时获得的反应时称为选择反应时。(2分)(17) 举例说明注意的持续与动摇也叫注意的稳定性，指注意在一定时间内保持在某个认识的客体或活动上。例如，学生在45分钟上课时间内

17、，注意保持在教学活动有关的对象上；外科医生在连续几小时手术中聚精会神地工作；雷达观察站的观测员长时间地注视雷达荧光屏上可能出现的光信号。研究表明，5-7岁的学生，其注意可以保持15分钟；7-10岁的学生，其注意可以保持20分钟，10-20岁的学生，其注意可以保持25分钟，20岁以上，其注意可以保持30分钟。注意动摇是指注意在短暂时间内的起伏波动。实验表明，注意动摇的时间平均为812秒。如果在百米竞赛的预备信号之后，相隔太长时间(2秒以上)才发出起跑信号，那由于运动员注意的动摇就可能使成绩受到影响。改善方法：提供更加频繁的休息、提供任务的变化、提供在他们的检测性能上有更多反馈的操作员、使用合适的

18、激励或内部的（例如咖啡因）或者外部的（如音乐）或者通过错误信号的引导、选择眼睛定位更快和范围视觉更强的检查员。(18) 绘图说明记忆的过程感觉记忆 感觉记忆也称为感觉登记，瞬时记忆，是指当感觉刺激停止之后所保持的瞬间映象。感觉记忆的保持时间非常短暂，约为秒。短时记忆 短时记忆也称为操作记忆或工作记忆，是指对脑中的信息保持在5秒-2分钟的记忆。长时记忆 长时记忆又称为永久性记忆，是指记忆信息的保持从1钟以上直到许多年甚至终身的记忆。长时记忆中的信息主要来自于对短时记忆信息的复述，也有一些感知中印象深刻的内容一次性进入长时记忆系统而被贮存起来的。(19) 人的个性心理因素人格，又称个性，是指个体有

19、别于他人的整个心理面貌。包括：性格、能力、动机、情绪、意志。一个人在先天素质的基础上，在一定的社会历史条件下，通过社会实践所形成和发展的比较稳定的心理特征的综合。人格是人类心理的重要组成部分，它不仅使人们的心理活动和行为表现出各自不同的特点，而且还是人们各种心理活动和行为的动力源泉。(20) 举例说明绝对阈限指一个感觉系统的敏感性。例如，视网膜仅需要3个光子击中便可以产生感觉。相当于看见50公里处的一只烛光。人耳朵可听202万Hz声音。狗可听范围更高，狗哨发出可达45万Hz声音，人听不见。五种基本感觉的绝对阈限 视觉：晴朗夜空30英里以外的烛光 听觉：安静房间20英尺以外手表的滴答声 味觉：两

20、加仑水加入一茶匙糖后有甜感 嗅觉：一滴香水弥散三居室 触觉：一片蜜蜂翅膀从一公分外落在面颊 温冷觉：觉察出皮肤表面摄氏1度的差异(21) 举例说明差别阈限不同感觉的韦伯系数 感觉 韦伯比例 音高(2000赫) 1/333 重压(400克) 1/77 明度(1000光量子) 1/62 举重(300克) 1/53 响度(1000赫, 100分贝) 1/11 橡胶气味(200嗅单位) 1/10 皮肤压觉(5克/毫米) 1/7 咸味(3克分子/公升) 1/5(22) 说明劳动中机体的调节特点及指标心血管1) 心率心率是指心室每分钟搏动次数。正常人在安静状态时，心率约为60100次/min。心脏时刻在不

21、停地跳动，劳动时比安静时的跳动频率高得多。劳动开始时，心跳在30s内即开始增速，轻体力劳动增速不多，重体力劳动增速较大，有的可达150200次/min。一般经510min即可达稳态。劳动停止后，心跳可在15s内减速。2) 动脉血压劳动开始时，收缩压开始上升，对于那些肌肉活动强度大的作业上升更为明显，可上升6080mmHg(成年人的正常收缩压约为100400mmHg)，舒张压的变化较小。劳动停止后，血压会在5min内恢复到正常范围。呼吸系统安静时，全身细胞每分钟大约需氧250毫升；剧烈运动时，氧需量要增大30倍以上，并相应地产生更多的二氧化碳。劳动或运动时，呼吸频率可达4045次。(23) 为什

22、么警车、救护车的车灯，均采用较亮的周期变化的灯光，并伴有周期变化的高频报警声1)采用灯光(信号灯)及听觉显示装置两类，可提高人们对这两类运行的反应，及时躲开，以利通行；2)灯光周期变化，可提高人的视觉反应速度，吸引人的注意；3)声音采用周期变化且高频，主要是由于变化的信号优于不变的信号，可减少听觉适应性。另外，高频声音是根据人对高频声音的感觉习惯相吻合，如人们感觉“紧急”、“高速”。1.为什么警车、救护车的车灯，均采用较亮的周期变化的灯光，并伴有周期变化的高频报警声（7分）因为警车、救护车在道路行使过程中要求快速，为使人们能快速躲闪，保证速度和安全。在信号设计时采用光信号和声信号，光信号采用快

23、速闪烁的信号并有一定的亮度保证，以保证人们对信号的识别，声信号采用高频、周期性变化会使人有紧迫感，急于躲避车辆。两个信号同时使用可提高正确反应率。（7分）(24) 试分析何种情况使用视觉显示，何种情况使用听觉传示（6分）（1）视觉信号显示，主要用于不紧急的情况，对接收方要求认真、注意，主要用以显示信息变量多，信息量大、长，与前信息相关，信号性原为空间性，适合采用文字、图形表示的，信息接收者位置固定，而且听觉条件较差似的信息显示。（3分）（2）听觉显示主要用于引起人注意，具有速度快和不受照明条件限制等优点。当要求紧急传递信息，接收者位置不固定、视觉条件比较差时可使用。（3分）四、人的作业能力与疲

24、劳 体力工作负荷(25) 劳动能量供应与能耗(26) 说明能量消耗的测定方法。(27) 姿式对能量消耗的影响(28) 已知作业时能量消耗量为min，安静时能量消耗量为min，求作业与休息时间及劳动时间率。(29) 举例说明静负荷及其产生。(30) 简要说明能量消耗与健康的关系(31) 基础代谢为，当相对代谢率RMR=4时，问能量代谢率为多少(32) 说明劳动中机体的调节特点及指标心血管1) 心率心率是指心室每分钟搏动次数。正常人在安静状态时，心率约为60100次/min。(1分)心脏时刻在不停地跳动，劳动时比安静时的跳动频率高得多。劳动开始时，心跳在30s内即开始增速，轻体力劳动增速不多，重体

25、力劳动增速较大，有的可达150200次/min。一般经510min即可达稳态。劳动停止后，心跳可在15s内减速。(1分)2) 动脉血压劳动开始时，收缩压开始上升，对于那些肌肉活动强度大的作业上升更为明显，可上升6080mmHg(成年人的正常收缩压约为100400mmHg)，舒张压的变化较小。劳动停止后，血压会在5min内恢复到正常范围。(1分)呼吸系统安静时，全身细胞每分钟大约需氧250毫升；剧烈运动时，氧需量要增大30倍以上，并相应地产生更多的二氧化碳。(1分)劳动或运动时，呼吸频率可达4045次。(1分)(33) 说明疲劳的测定方法有哪些1) 工作业绩测量法 人在疲劳时，人的工作效率和工作

26、质量开始下降。通过人的工作效率的下降程度，可以判断人的疲劳程度。(1分)2) 主观评价法了 这种方法是直接对劳动者进行调查，让劳动者自己评估自己的疲劳程度。这种方法通常是通过问卷的形式进行的。(1分)3) 生理心理测量法(3分，下面内容只需要答对3个)EEG。这种方法是通过测量脑电波来判断大脑的疲劳或不活跃性，如人想睡眠的程度。EMP。这种方法是通过测量某一块肌肉的电波来判断这块肌肉的疲劳情况。闪光融合值(CFF)。当闪光融合值降低时，表示人的疲劳程度增加了。触二点辨别阈值。当皮肤表面有两点同时受到刺激时，能够辨别出两点刺激的最短距离的方法叫触二点辨别阈值法皮肤电流反应。当疲劳时皮电传导性增高

27、。反应时。反应时可分为简单反应时和复杂(选择分化)反应时。握力和肌耐力。精神测验(34) 在什么情况下产生静负荷，举例说明一般而言，在下列情况下应考虑静负荷的影响：(2分，下面内容只需要答对2个) 使用很大的力持续10秒钟以上。 使用中等程度的力持续1分钟以上。 轻度的力(人的最大力的三分之一左右)持续4分钟以上。几乎所有的工厂，所有的职业都有静负荷的因素。下面是最常见的例子：(3分，下面内容只需要答对3个) 向前或向侧面弯腰的工作。 用手握住东西不动。 把手向前水平地伸出。 一只脚踩踏板时把身体的重量都放在另一条腿上。 在一个地方站着不动很长一段时间。 推或拉很重的物体。 把头向前或向侧面弯

28、得很厉害。 把肩膀抬起很长一段时间。一般说来，姿式不自然是一种最常见的静负荷。(35) 解释相对能量代谢率的概念及计算方法体力劳动强度不同，所消耗的能量不同。由于劳动者性别、年龄、体力与体质方面存在差异，从事同等强度的体力劳动，消耗的能量亦不同。为了消除劳动者个体之间的差异因素，常用活动代谢率与基础代谢率(BMR，basal metabolic rate)之比，即相对能量代谢率(RMR)来衡量劳动强度的大小。(2分)RMR=活动代谢率/基础代谢率 =(作业时实际代谢率安静代谢率)/基础代谢率(2分)用RMR衡量劳动强度比较准确，目前在日本已被广泛使用。除利用实测方法之外，还可用简易方法近似计算

29、人在一个工作日(8h)中的能量消耗，其计算公式如下总代谢率=安静代谢率+活动代谢率=基础代谢率+RMR基础代谢率=基础代谢率+RMR) (1分)(36) 降低疲劳的途径有哪些改变工作条件。用先进机器设备可以降低人的体力劳动强度和疲劳。(1分)改变工作方法。改进工作方法包括工作姿势，工作速度，搬运方法，和操作的合理化等等。(1分)改善工作环境。噪音，颜色，振动，温度，湿度，风速等环境条件不良，都会增加作业者肉体和精神的负担，容易引起疲劳。(1分)因人制宜。人的能力是有差异的，不同的人做相同的工作产生的疲劳是不一样的。(1分)增加营养或增加休息时间。 (1分)(37) 已知作业时能量消耗量为min

30、，安静时能量消耗量为min，求作业与休息时间及劳动时间率。（本题8分）作业时增加的能耗量 M=min(1分)劳动时间 T劳=100/=8min(2分)休息时间 T休=1)*8=6min(1分)休息率Tr=1)*100=75(1分)劳动时间率Tw=1/(1+*100=57(1分)由以上计算可知，从事该项作业的过程中，每劳动8min后，应安排6min的工间休息时间，即休息时间为实际劳动时间的75，换言之劳动时间率为57。(2分)(38) 某一农民在田间劳动时，6分钟共消耗O2为5升，产生CO2为4.5升，试问劳动8小时总的产热量约多少。（6分）计算方法呼吸商=CO2/O2=5=(2分)查表呼吸商为

31、时，每消耗1升O2可产热8小时共耗氧为5L/6分钟*60*8=400L(2分)总产热为： /L*400L=8232kJ(2分)(39) 降低工作疲劳的途径（5分）1）合理设计作业的用力方法；2）合理安排作业休息制度；3）改善作业内容，克服单调感；4）改进生产组织与劳动制度。(40) 基础代谢率为105KJ/m2h，相对代谢率为5，若作业者身高为1.85m，体重为75kg，连续工作3小时。试问该项作业能量消耗为多少作业时增加的代谢量是多少（7分） (1)人体表面积=身高+体重()=185+= （2分）（2）能量消耗=（RMR+）BST=(5+1053 =(KJ) （3分）(3)作业时增加的代谢量=RMRBST=51053=(KJ