本書從生產(chǎn)(或服務(wù))和管理系統(tǒng)優(yōu)化角度闡述了有關(guān)人因工程學(xué)思想、理論和方法。突出闡述了系統(tǒng)設(shè)計中人的因素的重要性。對人的生理、心理特點,作業(yè)能力、認(rèn)知能力、行為方式等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。并以人的工作優(yōu)化(高效、安全、健康、舒適)為目標(biāo),討論了與人有關(guān)的環(huán)境、工具、設(shè)備、任務(wù)、系統(tǒng)、作業(yè)空間的合理設(shè)計問題。
人因工程學(xué)是近幾十年來發(fā)展起來的一門交叉性應(yīng)用學(xué)科。隨著技術(shù)的進(jìn)步和社會的發(fā)展, 系統(tǒng)設(shè)計中越來越重視人的因素, 人因工程學(xué)科的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。美國( 學(xué)科命名為Human Factors) 以及英國、法國、德國等國家( 學(xué)科命名為Ergonomics) 非常重視人因工程學(xué)的研究與應(yīng)用, 每年都有大量的研究成果問世。在人因工程學(xué)的教育上, 許多國家把人因工程學(xué)作為工程和管理類學(xué)科的基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課。我國人因工程學(xué)的研究始于20 世紀(jì)50 年代, 部分高校的工商管理、機械工程等專業(yè)于80 年代開設(shè)了這方面的課程。
20 世紀(jì)90 年代后, 隨著工業(yè)工程專業(yè)、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的設(shè)立, 人因工程學(xué)科得到了廣泛的重視。目前, 人因工程學(xué)已被教育部工業(yè)工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會確定為工業(yè)工程專業(yè)的核心課之一, 足以說明該課程在工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位。
本書為機械工業(yè)出版社組織編寫的21 世紀(jì)工業(yè)工程專業(yè)規(guī)劃教材之一, 也是普通高等教育“十一五” 國家級規(guī)劃教材、“十二五” 普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材。本書以生產(chǎn)(或服務(wù)) 和管理系統(tǒng)為研究對象, 把系統(tǒng)中的人作為著眼點, 圍繞人、機、環(huán)境三者之間的關(guān)系, 系統(tǒng)介紹了人因工程學(xué)的有關(guān)思想、理論與方法。教材的編寫融合了人因工程學(xué)的經(jīng)典內(nèi)容及學(xué)科的最新研究成果, 同時考慮工業(yè)工程學(xué)科的特點和應(yīng)用領(lǐng)域。
本書在編寫過程中力求做到: ①本著少而精的原則, 從工業(yè)工程學(xué)科的實際出發(fā), 選擇闡述人因工程學(xué)的有關(guān)思想、概念、原則、原理和方法。②在內(nèi)容上, 把狹義的人—機—環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)化原理擴展到廣泛的與人有關(guān)的系統(tǒng)和領(lǐng)域。另外, 考慮到現(xiàn)代人機系統(tǒng)的發(fā)展特點, 在傳統(tǒng)的體力工作效能研究基礎(chǔ)上, 加入了人的信息處理系統(tǒng)、腦力勞動負(fù)荷的測量和預(yù)測, 以及人與計算機交互等內(nèi)容。③在結(jié)構(gòu)上, 按照從感性到理性、從具體到抽象、從淺入深的認(rèn)識規(guī)律, 同時考慮到各章知識的連續(xù)性及與實驗的配合來安排內(nèi)容體系。④在編寫時注意科學(xué)性、知識性、適用性相結(jié)合, 理論與實踐相結(jié)合, 為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用提供參考。⑤在資料的選用上, 注意資料的先進(jìn)性、全面性和成熟性。
本書是在2007 年出版的人因工程學(xué)教材基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂的。與第1 版相比, 第2 版在保持原書結(jié)構(gòu)大體不變的基礎(chǔ)上對章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了較大程度的更新。包括: ①對本書中采用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全部校對, 更新了《高溫作業(yè)分級》(GB/ T 4200—2008)、《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ 1—2010) 等多個人因工程國家標(biāo)準(zhǔn), 保證本書中使用的標(biāo)準(zhǔn)為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。②更新和增加了新的內(nèi)容。對第一章人因工程學(xué)的成長、發(fā)展兩個階段中人因工程的研究和應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行了仔細(xì)的梳理, 補充了相應(yīng)的研究內(nèi)容資料, 對我國人因工程近些年的發(fā)展歷程也進(jìn)行了資料補充。細(xì)化了第二章中前 言Ⅶ “人的心理因素” 一節(jié)中“能力及其分類” 一部分的內(nèi)容。重新修訂了第三章中有效溫度的概念。在第五章中補充了色彩調(diào)節(jié)在作業(yè)空間設(shè)計、廠房及生產(chǎn)設(shè)備施色、目視管理等各方面的應(yīng)用。在第六章中完善了響度、響度級換算方式, 補充了隔聲屏在交通噪聲控制中的應(yīng)用, 明確了國家標(biāo)準(zhǔn)中對特殊工作環(huán)境下電磁輻射限值的相關(guān)規(guī)定。第七章對空氣中粉塵的劃分及其危害進(jìn)行了詳細(xì)介紹, 增加了空氣質(zhì)量指數(shù)及其分級, 補充了機械通風(fēng)系統(tǒng)的組成部分。在第八章中增加了典型人工物料搬運作業(yè)的極限值, 介紹了常用的睡眠評價方法以及心電、腦電EEG、表面肌電等疲勞測定方法, 完善了常見的輪班制度, 并將第十四章第五節(jié)中“累積損傷疾病與工具的設(shè)計” 整合到第八章第六節(jié)“體力疲勞及其消除” 中。對第九章中工作記憶的信息提取方式進(jìn)行了完善。在第十章中更新了SWAT 量表,介紹了其改進(jìn)方法, 增加了瞳孔直徑、腦電EEG 等腦力負(fù)荷測定方法, 將“單調(diào)作業(yè)及單調(diào)感覺” 整合到“腦力疲勞的產(chǎn)生與積累” 中, 增加了腦力疲勞的消除方法, 并將“避免單調(diào)的措施” 整合至其中。結(jié)合人體測量的相關(guān)先進(jìn)技術(shù), 在第十一章“人體測量方法”
中新增了三維人體測量技術(shù)。結(jié)合學(xué)者對人機系統(tǒng)的相關(guān)研究, 在第十三章中細(xì)化了人機功能分配的原則, 增加了系統(tǒng)仿真評價法。結(jié)合計算機、手機、iPad 等設(shè)備的交互設(shè)計研究前沿, 在第十四章中增加了可交互式屏幕的界面設(shè)計。對第十五章中事故的分類進(jìn)一步明確, 結(jié)合最新事故案例, 對事故危害的闡述進(jìn)一步完善。③在應(yīng)用案例方面, 增加了噪聲治理、作業(yè)疲勞測定、座椅設(shè)計、人機系統(tǒng)設(shè)計、人機系統(tǒng)評價、人機交互界面設(shè)計評價等案例。④對原書中的一些時間較早的引用資料進(jìn)行了更新。
本書由東北大學(xué)工業(yè)工程系主任郭伏教授、上海理工大學(xué)工業(yè)工程研究所所長錢省三教授任主編, 山東科技大學(xué)的李興東教授、溫州大學(xué)的薛偉教授任副主編, 東北大學(xué)的楊學(xué)涵教授和湖南工學(xué)院的張力教授擔(dān)任主審。第1 版編寫分工如下: 第一、二、八、九、十章由郭伏編寫, 第十一、十四章由薛偉編寫, 第十三、十五章由李興東編寫, 第十二章由葉鋒編寫, 第三~ 七章由上海理工大學(xué)的老師編寫, 其中, 第三章由錢省三、付雅琴編寫, 第四章由王殊軼編寫, 第五章由曲德強編寫, 第六章由崔建昆、劉敏娟、錢省三編寫,第七章由錢省三編寫。全書由郭伏統(tǒng)稿。在第2 版編寫過程中, 第一、二、八、九、十章由郭伏修訂, 第三~ 七章由錢省三和郭伏修訂, 第十一、十四章由薛偉和郭伏修訂, 第十三、十五章由李興東和郭伏修訂, 第十二章由葉鋒修訂。全書由郭伏統(tǒng)稿, 東北大學(xué)研究生李明明、呂偉、葉國全、劉成龍、陸則華、鄧博等同學(xué)參與了本書的案例整理、標(biāo)準(zhǔn)收集及圖文處理工作。
在本書的編寫過程中參考了許多中外專家學(xué)者的著作、教材和科研成果。部分案例選自公開發(fā)表的文獻(xiàn), 更新的標(biāo)準(zhǔn)為相關(guān)部門推出的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。在此, 謹(jǐn)對原作者和研究者表示最誠摯的謝意!本書在成稿的過程中得到了東北大學(xué)工商管理學(xué)院楊學(xué)涵教授的指導(dǎo)和幫助, 編者在此向楊學(xué)涵教授表示感謝。同時向為本書出版提供了大力支持的機械工業(yè)出版社致謝。本書還獲得了東北大學(xué)“雙一流” 學(xué)科建設(shè)文化傳承創(chuàng)新類項目“東北裝備制造產(chǎn)業(yè)集群管理創(chuàng)新服務(wù)智庫建設(shè)” (02050021940101) 的資助。
由于編者理論與實踐水平有限, 雖然反復(fù)修改, 仍難免有各種不足, 熱忱歡迎讀者批評指正。
編 者
序
前 言
第一章 人因工程學(xué)概述 1
第一節(jié) 人因工程學(xué)的命名及定義 1
第二節(jié) 人因工程學(xué)的起源與發(fā)展 2
第三節(jié) 人因工程學(xué)的研究內(nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域 8
第四節(jié) 人因工程學(xué)的研究方法和步驟 10
第五節(jié) 人因工程學(xué)的相關(guān)學(xué)科 17
復(fù)習(xí)思考題 19
第二章 人的因素 20
第一節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)與感覺系統(tǒng) 20
第二節(jié) 肌肉、骨骼與供能系統(tǒng) 26
第三節(jié) 呼吸、消化和循環(huán)系統(tǒng) 29
第四節(jié) 人的心理因素 30
復(fù)習(xí)思考題 35
第三章 微氣候環(huán)境 36
第一節(jié) 微氣候要素及其相互關(guān)系 36
第二節(jié) 人體的熱交換與平衡 39
第三節(jié) 微氣候?qū)θ说挠绊? 45
第四節(jié) 改善微氣候環(huán)境的措施 48
復(fù)習(xí)思考題 50
第四章 照明環(huán)境 51
第一節(jié) 光的物理性質(zhì)及度量 51
第二節(jié) 視覺特性 52
第三節(jié) 照明對作業(yè)的影響 56
第四節(jié) 工作場所照明 58
第五節(jié) 照明標(biāo)準(zhǔn) 62
第六節(jié) 照明環(huán)境的設(shè)計、改善和評價 68
復(fù)習(xí)思考題 72
第五章 色彩環(huán)境 73
第一節(jié) 色彩的含義和構(gòu)成 73
第二節(jié) 色彩混合與色彩表示方法 75
第三節(jié) 色彩對人的影響 78
第四節(jié) 色彩調(diào)節(jié)與應(yīng)用 80
復(fù)習(xí)思考題 83
第六章 噪聲及振動環(huán)境 84
第一節(jié) 聲音及其度量 84
第二節(jié) 噪聲及其對人的影響 89
第三節(jié) 噪聲測量及評價標(biāo)準(zhǔn) 92
第四節(jié) 噪聲控制 96
第五節(jié) 振動環(huán)境 100
第六節(jié) 特殊工作環(huán)境 104
復(fù)習(xí)思考題 106
第七章 空氣環(huán)境 107
第一節(jié) 空氣中的主要污染物及其來源 107
第二節(jié) 幾種現(xiàn)代空氣污染的來源及其危害 108
第三節(jié) 空氣污染物濃度及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 110
第四節(jié) 粉塵 116
第五節(jié) 空氣中二氧化碳 119
第六節(jié) 工作場所通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié) 122
復(fù)習(xí)思考題 124
第八章 體力工作負(fù)荷 125
第一節(jié) 人體活動力量與耐力 125
第二節(jié) 體力工作負(fù)荷及其測定 129
第三節(jié) 體力工作時的能量消耗 130
第四節(jié) 作業(yè)時的氧耗動態(tài) 134
第五節(jié) 勞動強度 135
第六節(jié) 體力疲勞及其消除 143
復(fù)習(xí)思考題 165
第九章 人的信息處理系統(tǒng) 166
第一節(jié) 人的信息處理系統(tǒng)模型 166
人因工程學(xué)
Ⅹ
第二節(jié) 感知系統(tǒng)的信息加工 168
第三節(jié) 中樞(認(rèn)知) 系統(tǒng)的信息加工 179
第四節(jié) 人的信息輸出 188
復(fù)習(xí)思考題 197
第十章 腦力工作負(fù)荷 198
第一節(jié) 腦力負(fù)荷定義及影響因素 198
第二節(jié) 腦力負(fù)荷的測量方法 200
第三節(jié) 腦力負(fù)荷的預(yù)測方法 211
第四節(jié) 腦力疲勞及其消除 214
復(fù)習(xí)思考題 217
第十一章 人體測量 218
第一節(jié) 人體測量概述 218
第二節(jié) 常用的人體測量數(shù)據(jù) 222
第三節(jié) 人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用 226
復(fù)習(xí)思考題 234
第十二章 作業(yè)空間設(shè)計 235
第一節(jié) 作業(yè)空間設(shè)計概述 235
第二節(jié) 作業(yè)空間設(shè)計中的人體因素 237
第三節(jié) 作業(yè)姿勢與作業(yè)空間設(shè)計 242
第四節(jié) 工作場所性質(zhì)與作業(yè)空間設(shè)計 249
第五節(jié) 座椅設(shè)計 254
復(fù)習(xí)思考題 261
第十三章 人機系統(tǒng) 262
第一節(jié) 人機系統(tǒng)概述 262
第二節(jié) 人機系統(tǒng)設(shè)計思想與程序 265
第三節(jié) 人機系統(tǒng)評價概述 275
第四節(jié) 人機系統(tǒng)分析評價方法 278
復(fù)習(xí)思考題 290
第十四章 人機界面設(shè)計 291
第一節(jié) 人機界面概述 291
第二節(jié) 顯示器設(shè)計 291
第三節(jié) 控制器設(shè)計 304
第四節(jié) 控制—顯示組合設(shè)計 314
第五節(jié) 可交互式屏幕的界面設(shè)計 317
復(fù)習(xí)思考題 327
第十五章 勞動安全與事故預(yù)防 328
第一節(jié) 事故及其危害 328
第二節(jié) 人機系統(tǒng)的安全性分析與評價 330
第三節(jié) 事故產(chǎn)生的原因 338
第四節(jié) 事故預(yù)測與預(yù)防 344
復(fù)習(xí)思考題 353
參考文獻(xiàn) 355