工業(yè)工程導論 4人因工程概述

第三部分人因工程(概述)1、人因工程（HumanFactorsorHumanFactorEngineering）人因工程是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學、心理學等方面的因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用，研究在工作中、生活中和休息時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率，人的健康、安全和舒適等問題的學科。（根據國際人機工程學會定義）一、人因工程學概述

人因工程是基于對人和機器、技術的深入研究，發(fā)現(xiàn)并利用人的行為方式、工作能力、作業(yè)限制等特點，通過對于工具、機器、系統(tǒng)、任務和環(huán)境進行合理設計，以提高生產率、安全性、舒適性和有效性的一門工程技術學科。（摘自《人因工程》，孫林巖主編，中國科學技術出版社）

注：美國稱之為人因工程學，歐洲和其他國家常稱之為工效學（Ergonomics），有些學者也稱之為人類工程學（HumanEngineering）2.

人因工程研究方法

1)

研究對象人以及與人有關的設備和環(huán)境2)研究方法

A)描述性研究B)實驗性研究C)評價研究研究方法描述性研究用于描繪人的某些特性，如人體尺寸測量、不同年齡的人聽力的損失、能抬多重的箱子等，為許多決策提供數據基礎。實驗性研究是為了檢測一些變量對人的行為的影響，關心變量是否對行為有影響以及將如何影響的問題，注重所描述對象的統(tǒng)計結果，如平均值，標準偏差和百分比等。評價研究是為了評價一個系統(tǒng)或產品，并希望事先了解人們在使用系統(tǒng)或產品時的行為表現(xiàn)。評價研究比實驗性研究更為全面和復雜，它通過比較目標的差異來評價一個系統(tǒng)或產品的各個方面，并提出改進的建議，常用的評價方法是成本收益分析。

3.

人因工程研究領域人因工程學涉及到的領域包括宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、工廠運作、機械設備、交通工具、家具制造、服裝、生活用品制造等等。表1列舉了人因工程的研究領域

4.人因工程學與其他學科的關系

1)簡述人因工程學的發(fā)展史

A)早期歷史B)1945—1960年（人因工程職業(yè)的出現(xiàn)）C)1960—1980年（迅速增長時期）D)1980年以后E)未來五年研究的重點

2)

人因工程與其他學科的關系從人因工程發(fā)展是可知，它與系統(tǒng)工程、勞動科學、心理學等有密切的聯(lián)系，從工程角度看，它必然要在系統(tǒng)工程思想的指導下，利用各種工程技術手段實現(xiàn)人、機系統(tǒng)的最佳配置。同時還要利用心理學、勞動科學、經濟學、管理學等知識，追求提供最適宜的勞動條件、獲得最高的勞動效率和創(chuàng)造最舒適的工作環(huán)境等目標。圖1簡要顯示了人因工程與其他學科的關系

范圍對象舉例例子產品和工具設計及改進機電設備機床、計算機、農業(yè)機械交通工具飛機、汽車、自行車建筑設施城市規(guī)劃、工業(yè)設施、工業(yè)與民用建筑宇航系統(tǒng)火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船工作服裝勞保服、安全帽、勞保鞋作業(yè)的設計與改進

作業(yè)姿勢、作業(yè)方法、作業(yè)量及工具選用和配置等

工廠生產作業(yè)、監(jiān)視作業(yè)、車輛駕駛作業(yè)、物品搬運作業(yè)、辦公室作業(yè)等環(huán)境的設計與改進

聲、光、熱、色彩、震動、塵埃、氣味等環(huán)境

工廠、車間、控制中心、計算機房、辦公室、駕駛室、生活用房等表1人因工程學的研究領域舉例

圖1人因工程學與其他學科的關系動作分析時間研究工作研究心理學信息科學認知工效管理科學社會學勞動科學生理學醫(yī)學環(huán)境醫(yī)學勞動醫(yī)學人體解剖人體測量生物力學生物學系統(tǒng)工程人機系統(tǒng)工程技術人因工程二、人機系統(tǒng)１概念:人機系統(tǒng)是指一個或多個人員、實體設備所構成，向系統(tǒng)輸入給定的數據，就會產生期望的輸出的系統(tǒng)。

２人機系統(tǒng)分類（據人工對及其控制的機理）：A)人工系統(tǒng)，它是由手動工具和其他輔助工具組成，依靠操作者自身的力量去完成。B)機械化系統(tǒng)，它也被稱為辦自動化系統(tǒng)，它是由各種不同類型的機器組成，這些機器執(zhí)行比較固定的功能，動力主要有機器提供，操作者經常使用控制裝置完成控制目的。

C)自動系統(tǒng)，它是一個全自動系統(tǒng)，所有的操作功能幾乎不會涉及多少的人力。所有的自動系統(tǒng)都需要人去安裝、編程、更新和維護，因此他和其他系統(tǒng)一樣考慮人因，例如機器人。

1)系統(tǒng)是有目的的，每個系統(tǒng)都有一個目的，系統(tǒng)的目標是對系統(tǒng)是否實現(xiàn)目的地度量，一個系統(tǒng)可以由多個目標。（目的是一種方向性選擇，而目標卻是有具體完成時間。）2)

系統(tǒng)是有層次的，當描述一個復雜系統(tǒng)時首先應確定系統(tǒng)的邊界，即分清哪些處于系統(tǒng)內部，哪些在外部；其次是系統(tǒng)的劃分，即子系統(tǒng)的個數和大小問題。系統(tǒng)最基本的劃分稱為元素。3)系統(tǒng)處于特定的環(huán)境中，處于系統(tǒng)邊界之外的事物是環(huán)境，根據系統(tǒng)邊界的劃分，環(huán)境可分為直接環(huán)境、中間媒介和一般環(huán)境及各階段。4)系統(tǒng)具有各自的功能，系統(tǒng)中的每一個元素都至少有一個功能，用于實現(xiàn)系統(tǒng)的目標。人因工程學專家的任務之一是決定是否人或機器需要執(zhí)行某一項特定的任務。元素具有不同的功能，但均可被分為最基本的四個類型：信息的接收、存儲、處理和決策以及執(zhí)行功能。如圖2所示。

３系統(tǒng)的特征

圖2元素功能圖

信息存儲信息接受信息處理和決策執(zhí)行功能輸出結果信息輸入(A)

信息接受?！叭恕蓖ㄟ^感覺器官來完成，“機”通過感受裝置來完成。(B)

信息加工。腦接受感覺器官發(fā)來的信息或調用貯存的信息，通過一定的過程（如分析、比較、演繹、推理和運算），形成主義或決定，指導進一步如何行動。(C)信息貯存。人的信息貯存是靠腦記憶的能力或借助錄像、照相和文字記載等方式來完成。(D)執(zhí)行功能。它可分為兩種：一是由人直接操縱控制器或由機器本身產生控制作用；另一種是傳送指令，即借助于聲、光等信號，將指令從一個環(huán)節(jié)送到另一個環(huán)節(jié)。(E)

信號反饋。將系統(tǒng)中各過程的信息逐步返回到輸入端，返回的信息是繼續(xù)控制的基礎，也是調節(jié)的依據。(F)輸入和輸出。物料或待加工物從輸入端輸入，經系統(tǒng)加工改變狀態(tài)，變成系統(tǒng)的成果從輸出端輸出。1)生產發(fā)展和技術進步不斷減輕人在生產過程中的體力消耗，但智力勞動和心理負擔加重了。2)操作者直接參與自然物質的加工過程的機會減少，人們逐步通過遙控去加工客體。3)機器的結構越來越復雜，操作者了解機器規(guī)律和掌握操作技術的難度也相應增加。4)信息傳遞在時間上和空間上漸趨密集化。5)要求操作者有更高的準確性和作業(yè)速度，并受機器的制約。

４現(xiàn)代人機系統(tǒng)的特征５人機系統(tǒng)設計系統(tǒng)的目標功能的分析功能的分配人機界面設計與作業(yè)輔助設計性能要求結構設計總體設計施工設計機工程設計師功能要求人力資源分析人員選擇人員訓練人人因工程專家系統(tǒng)分析評價試制評價正式投產優(yōu)劣圖３系統(tǒng)設計分析過程設計１）分析過程（A）

明確系統(tǒng)的目的和條件；（B）

進行人和機械的功能分配；（C）

進行人和機械的相互配合；（D）

對系統(tǒng)或機械的設計；（E）

對系統(tǒng)進行分析評價；

２)人機系統(tǒng)的設計步驟目的：發(fā)揮各自特長，互補所短，達到人機系統(tǒng)總體最佳效能。人機功能分配必須建立在對人和機器功能充分分析比較的基礎上。３)人機任務分配通常機器承擔的任務：枯燥、單調的作業(yè)和笨重的作業(yè)；危險性較大的作業(yè)；粉塵作業(yè)；噴漆、涂料、電鍍、焊接、鉚接等作業(yè)；自動校正、自動檢測、高精度裝配等作業(yè)；特殊目的作業(yè)（如病房服務，盲人指路等）；高階運算；快速操作；可靠性的、高精度的和程序固定的作業(yè)。通常適合人的作業(yè)任務：程序設計；意外事件的處理；變化頻繁的作業(yè)；“機”的維修；長時間大量存儲信息；研究、決策、設計等。人機匹配包括：顯示器與人的信息通道特性的匹配；控制器與人體運動特性的匹配；顯示器與控制器之間的匹配；環(huán)境（氣溫、噪音、振動、照明等）與操作者適應性的匹配；人機環(huán)境三要素與作業(yè)之間的匹配等；（其中人機界面設計包括兩個主題：一是人控制機械和人接受信息。前者是指控制器要適合于人的操作，應考慮操作時的空間和控制器的配置；后者主要指顯示器的配置如何與控制器相匹配，使人在操作時觀察方便、迅速準確。）

４)人機系統(tǒng)綜合評價（A）

評價內容I.評價對象：人、機、環(huán)境三大要素的整體性和各要素特性與功能進行評價。II.內容：確定適用的評價方法、評價目標（指標）和評價準則；依據既定的評價程序和方法，對系統(tǒng)進行客觀、定性或定量地評價，結合整體性、技術性、宜人性、安全性、經濟性等目標及經驗數據，找出系統(tǒng)的最優(yōu)方案和最佳工作條件；在技術經濟條件難以或不可能達到預期目標時，應對規(guī)劃和設計方案進行可行性研究，反復評價，以符合最優(yōu)化的目標。III.目的：根據評價結果對系統(tǒng)進行調整，發(fā)揚優(yōu)點，改善薄弱環(huán)節(jié)，消除不良因素和潛在危險，以達到系統(tǒng)的最優(yōu)。（B）

評價原則評價方法的客觀性；評價方法的通用性；評價方法的綜合性；三、作業(yè)環(huán)境對工作效率的影響

作業(yè)環(huán)境直接影響人—機系統(tǒng)的效率和操作者的身心健康和安全，是人因工程學的重要研究方面。本部分僅討論溫度、噪音、照明和振動環(huán)境因素對人的工作效率的影響以及這些條件的改善。

★☆

溫度

溫度是評價作業(yè)環(huán)境氣候條件的主要指標，它對人的健康、舒適和工作業(yè)績有很大的影響。一般人類主要通過改變自身的生活條件來適應變化無常的氣候條件。人體通過新陳代謝的過程將化學能轉化為熱能和機械能。

1)

熱交換方式

一般身體與環(huán)境間熱交換方式有以下四種：a)

傳導，通過直接接觸固體、液體來傳遞熱量，其中包括空氣的熱轉移。（通過傳導所散發(fā)的熱量極少）b)

對流，通過氣體或液體來交換熱量的一種傳熱方式。c)

輻射，通過物體間電磁輻射而轉移熱量。人體向物體輻射熱量的過程叫做“負輻射”；而由于物體溫度高，物體的熱量反過來向人體輻射的過程叫“正輻射”。一般人體對正輻射比較敏感，對“負輻射”感覺遲鈍。d)蒸發(fā)，從汗水轉變成水蒸氣的過程中可以從人體吸收熱量，它可分為無感蒸發(fā)和發(fā)汗兩種。無感蒸發(fā)是指體液中水分直接透出皮膚和粘膜（主要指呼吸到粘膜）表面，并在未聚呈明顯水滴前就蒸發(fā)掉的一種散熱形式。發(fā)汗是人體表面上出現(xiàn)明顯的一種散熱形式，又稱“可感蒸發(fā)”。

表６與皮膚溫度有關的主觀感覺

2)

影響熱交換的環(huán)境因素

影響熱交換的環(huán)境因素有：空氣溫度、濕度、空氣流動、周圍物體的表面溫度（墻、天花板、火爐等，這些面的溫度成為壁面溫度）和衣料的材質。一般在氣溫和壁面溫度過高時，蒸發(fā)散熱是主要的途徑，另外衣料的水蒸氣滲透性也是影響熱交換的一個重要因素。熱量的蒸發(fā)性對維持熱平衡至關重要。

表６與皮膚溫度有關的主觀感覺感覺平均皮膚溫度(攝氏度)手皮膚溫度(攝氏度)舒服33.3

感到不舒服的冷3120令人寒顫的冷30

極冷2915痛苦的冷

5

☆高溫環(huán)境對績效的影響

3)

高溫環(huán)境對績效的影響

A）高溫對生理的影響

B）高溫對績效的影響

C）減少高溫影響的建議

4)

低溫環(huán)境對績效的影響A)低溫的生理影響

B)低溫對績效的影響C)低溫的保護措施☆低溫環(huán)境對績效的影響

當人們在室內或夜間活動時，通常有一定形式的空間照明，人工照明系統(tǒng)對該環(huán)境中人的績效、舒適感及人們對環(huán)境的反應有一定的影響。照明工程既是一種藝術，又是一門科學?？茖W性包括對各種照明參數的測量和高效能照明系統(tǒng)的設計，藝術性體現(xiàn)在用光源來創(chuàng)作，向飯店、櫥窗的照明或特殊的色彩設計等。

★☆

照明

☆光的分布

1)

光的分布光的分布對視覺和任務績效有影響。

A)亮度比。亮度是視野里任兩塊區(qū)域的亮度比值

B)反射。光分布不僅是光亮和發(fā)光體位置的函數，而且受到墻壁、天花板和房間的其他表面反射的影響。

C）眩光。他是視野內存在大于眼睛所能適應的亮度表面而產生的，引起煩惱、不適或喪失可見性的光。直接眩光是由強烈光線直接照射產生的，直射眩光應與光源位置有關；反射眩光是由視野內的表面所反射的光線引起的。反射眩光可能是鏡面反射、散射、漫反射或復合式的。

減少眩光的方法減少發(fā)光體產生直接眩光的方法有：選擇不舒服眩光率小的照明裝置；減少光源亮度；盡可能讓照明裝置遠離視線；增加眩光光源區(qū)域的亮度以減少亮度比；使用遮光罩、遮陽板、散射透鏡、濾光器或交叉偏光器等。減少窗戶直接產生眩光的方法：增加窗戶與地板的距離；在窗外制作遮陽涼棚；在窗戶旁安裝垂直遮陽板；使用光環(huán)飾物；使用遮光物如窗簾、百葉窗、染色板等。減少反射眩光的方法：使照明裝置保持盡可能低的高度；提供適應的照度；用散射光、直接光、隔板、窗簾等等；改變光源位置或工作區(qū)域以使反射光不直接照射眼睛；漫射表面上使用不鮮亮的色彩、無光澤的紙，辦公機器上涂帶皺紋的表層涂料；避免明亮的金屬、玻璃、百葉窗、光滑的紙張等等。

2)照明亮度的確定

美國照明工程學會（IES）提出一個簡單的確定最低照明水平的方法。如表7所示工種德國DINIES精確的裝配工作1000lx3000lx非常精確的機床工作1000lx7500lx一般的辦公工作500lx750lxIES方法

第一步：區(qū)分所要進行活動的類型；根據表8選擇每類活動的照明范圍（低、中、高）；第二步：利用表9列出的特征（工人、年齡、速度或精度，各種背景及照射度）的權值（-1，0，1），通過權值代數和來確定具體選擇哪個值。第三步：根據權值代數和在表10中選擇各類任務的照明應為低、中或高。注：照明度E是光源照到表面任一點的光量。1m/m2則稱照明度為1勒克司（lx）。表11列出了IES建議的安全性（最小）照明水平。安全照明水平是指在緊急事故中必須或至少達到的照明量以確保人們找到逃出建筑的通道。

3）照明對績效的影響一般在一定范圍內照明水平的提高雖可以提高工作效率，但隨著照明水平的提高，工作效率的改善越來越小，直至出現(xiàn)負效率（效率減低）。4）視覺顯示器終端（VDTs）的照明

視覺顯示器終端自身發(fā)光，VDTs有特別的曲面玻璃，會產生許多有趣的效果，它的工作表面比大部分桌面任務都更加豎直。適用于VDTs的三個主要照明因素是：照度水平、亮度比和屏反射。

概念：噪音通常是指與自然狀況無信息方面的聯(lián)系或與完成眼下任務無關的聽覺刺激物。

★☆

噪音

1)

噪聲的生理影響連續(xù)暴露于噪聲中可能誘發(fā)短暫的或永久性的生理變化。一般人的精神壓力與暴露于高噪聲（95dB以上）的環(huán)境有關，高噪音水平將妨礙睡眠，引起煩躁，危及人的安全。

2)噪聲對績效的影響（一般影響）

a)

除了短期記憶，高于95dB的噪聲水平才能對績效產生確切的影響；b)

簡單的習慣性任務績效不受影響，甚至噪音經常對其有改善作用；c)

連續(xù)噪音（95dB）對在一定次數內反應（如接收清晰的警告信號、響應易見的刺激物）的績效影響很小；d)噪音對感覺性功能（如視覺敏銳性、差異辨別、暗視覺等）影響很?。籩)除非涉及平衡動作，運動神經績效幾乎不受噪音的損害；f)

只要被測試者對噪音有足夠的警覺，短暫的反應時間不受噪音影響；

g)在連續(xù)不休息的情況下持續(xù)工作，以及在承擔對感覺和信息處理能力要求較高時，噪音影響比較嚴重；

3）解決噪音的辦法是：

找出有關引起噪音的有用、可靠信息，用系統(tǒng)化的方法去解決。

1)

振動對心理的影響短期暴露于振動只會引起很小的生理影響，振動提高了肌肉的緊張度。受強烈的、長期的整體振動的工人可能患上脊椎和周圍神經疾病，消化系統(tǒng)、體表系統(tǒng)可能也會受到影響，振動強度越大，暴露時間越長，對健康的危害也越大。

★☆

振動

2)振動對績效的影響

振動主要影響視覺和機動性能。

A)視覺績效，10~25Hz的振動會減小視覺績效

B)運動績效，垂直振動比水平振動更難以忍受

C)3.5~6Hz的振動能對乏味的守夜任務產生警覺效果

四、作業(yè)空間的設計

1.基本概念

作業(yè)空間包括作業(yè)者在操作時所需的空間及在作業(yè)中所需的機器、設備、工具和操作對象所占的空間范圍。

安全距離是指為了防止碰到某物（通常較為危險的東西）而設置的障礙物距離作業(yè)者的尺寸范圍。

作業(yè)空間的設計是指按照作業(yè)者的操作范圍、視覺范圍以及作業(yè)姿勢等一系列生理、心理因素對作業(yè)對象、機器、設備、工具進行合理的布置、安排，并找出最適合本作業(yè)的人體最佳作業(yè)姿勢、作業(yè)范圍，以便為作業(yè)者創(chuàng)造一個最佳的作業(yè)條件。

最小距離就是確定作業(yè)者在作業(yè)時所必須的最小范圍。

A)

近身作業(yè)空間，是指作業(yè)者在某一固定的工作崗位上，保持站姿或坐姿等一定的作業(yè)姿勢時，由于身體的靜態(tài)或動態(tài)尺寸的限制，作業(yè)者為完成作業(yè)所及的空間范圍。

B)個體作業(yè)空間，是指作業(yè)者周圍與作業(yè)有關的、包含設備因素在內的作業(yè)區(qū)域，簡稱作業(yè)場所。

C）總體作業(yè)空間，指多個相互聯(lián)系的個體作業(yè)場所布置在一起就構成了總體作業(yè)空間，它強調多個個體作業(yè)場所之間尤其是作業(yè)者之間的相互關系，在總體作業(yè)空間設計中除了考慮設備、用具所占空間，操作者操作所占空間外，還應給作業(yè)者留有足夠的心理空間。

2.分類（按作業(yè)空間的大小和特點）

1)坐姿作業(yè)空間a)

坐姿的優(yōu)點：不易疲勞，持續(xù)工作時間長；身體穩(wěn)定性好，操作的精度高；手腳可以并用作業(yè)。b)

適用的作業(yè)：施力較小的作業(yè)；精密作業(yè)；作業(yè)所需的工具、材料等在坐姿狀態(tài)下易于那到。c)坐姿作業(yè)空間：此空間范圍受上肢的活動范圍尤其是功能臂長的約束，在垂直和水平上人體上肢所能達到的運動區(qū)域——即坐姿作業(yè)空間的尺寸。2)站姿作業(yè)空間a)站姿的優(yōu)點：可活動的空間大，適合來回走動和經常變換體位的作業(yè)；手的力量增大；作業(yè)空間更小，不需要容膝空間。b)站姿作業(yè)空間：它可分位最佳區(qū)、易達區(qū)和可達區(qū)。3)坐、立姿交替的作業(yè)空間采用這種作業(yè)姿既可以避免由于長期站姿操作而引起的疲勞，又可以在較大的區(qū)域內活動以完成作業(yè)，同時穩(wěn)定的坐姿可以幫助作業(yè)者完成一些較精細的作業(yè)。其特點是作業(yè)面固定，坐、立姿交替作業(yè)的工作椅面較高，作業(yè)面也相應提高，故作業(yè)空間的尺寸在水平面上可參照坐姿的作業(yè)空間尺寸，在垂直面上可參照站姿的作業(yè)空間設計。

3.作業(yè)空間設計4.作業(yè)空間布置作業(yè)空間的布置是指根據人因學的布置原則，在有限的空間內定位和安排作業(yè)對象（包括機器、設備既顯示器、控制器等其他元器件）。

1)

機器設備的布置原則A)

按作業(yè)順序布置；B)按設備功能布置；

C)混合布置；

2)控制面板的布置原則A)

按重要程度布置；B)按作業(yè)順序布置；C)

按使用頻率的高低布置；D)按功能對應性原則排列；

E)各控制器保持一定的間距；

5.工作臺設計工作臺是人、機交互的界面，其設計是否符合人的生理和心理特點，將直接影響人機系統(tǒng)的效率。

1)

工作面設計

A)水平工作面，它適合站姿或坐姿的手工作業(yè),因此應當設在人體上肢的操作范圍內。

B)豎直工作面，它是工作臺面高度設計的重要依據，一般作業(yè)將工作面的高度定在人體肘部以下5~10厘米。

2)

工作臺設計

A)

坐姿工作臺，當工作中需長期監(jiān)視、操作且工作面固定時，坐姿工作臺是最好的選擇。它又可分為低臺式坐姿工作臺和高臺式坐姿工作臺。B)

立姿工作臺，它的工作范圍要大于坐姿工作臺，主要因為站姿的工作范圍和操作范圍均大于坐姿。

C)

坐—立姿工作臺，它是為了滿足坐—立交換作業(yè)的工作姿勢。

6.座椅設計1)坐姿的壓力分布人在坐姿狀態(tài)下，大腿和上肢的重量主要由座面來支撐，坐骨的節(jié)點雖然可以承受人體較大的重力，但前提是必須保證坐骨下面的座面近似水平。通常座椅靠背的壓力主要分布在肩靠和腰靠兩處。

2)座椅的設計

根據功能不同，座椅大致可分為三類：工作用椅、休息用椅和特殊專用椅。A）工作用椅一般用于計算機操作、打字、控制等場合，設計時應以舒適性、穩(wěn)定性及滿足工作要求為前提，具體尺寸見表7所示。B)休息用椅更追求舒適，但不宜過柔、過厚。具體尺寸見表所示。C)

特殊用椅是指在特定場合或用于特殊用途的座椅。

表7工作椅與休息椅的設計參考尺寸（單位：mm）參數工作椅休息椅備注座高360~480380~450

座寬370~420370~420工作椅推薦值400座深360~390400~430工作椅推薦值380座面傾角0o~5o19o~20o工作椅推薦值3o~4o靠背長度320~30320~30工作椅推薦值330靠背寬度200~300200~300工作椅推薦值250靠背傾斜角度95~115105o~108o工作椅推薦值110扶手高27~3027~30

7.

作業(yè)空間的設計與評價1)

概念作業(yè)空間設計評價是指在作業(yè)空間設計過程中或設計完后，對設計方案進行比較、評定，由此確定各方案的價值，判斷其優(yōu)劣，以篩選出最佳的設計方案。2)評價方法A)經驗評價法，常用于方案不多，問題不復雜的情況下，評價時評價者根據經驗對方案作出簡單粗略的分析和評價。B)數學分析法，它運用數學工具進行分析、推倒和計算，通過得到定量的參數進行評價。C)試驗評價法，它通過模擬試驗或樣機試驗來分析，是一種較準確的評價方法，適用于較重要的方案設計。D)評價步驟（設計評價的一般步驟）

設計評價的一般步驟

確定評價對象分析評價對象明確目標、要求建立評價目標系統(tǒng)總項目分解選擇評價方法針對個目標評價及良性評價確定大分標準確定加權系數非計量性評價統(tǒng)計評價結果判斷選擇最佳方案對生理的影響高溫最直接的影響是使體內溫度升高，每升高1攝氏度，新陳代謝將增加10%，成為Q10效應。心血管反應。心血管系統(tǒng)對高溫有兩種基本反應：一種使皮膚的血管擴張；另一種基本反應是心率增加.出汗。熱病。

對績效的影響對體力工作的影響對運動神經績效的影響對安全行為的影響對生理的影響血管收縮。寒顫。嚴酷的低溫會使人昏迷，甚至死亡。

對績效的影響體力勞動觸覺靈敏度手工任務績效跟蹤任務績效反應時間腦力勞動

低溫的保護措施使用手套。?

使用輔助加熱器。取暖設施。。

表8室內照明設計的照明水平建議值

類目照度范圍（lx）活動類型A20～30～50*黑暗環(huán)境中的辦公場所B50～75～100*短途臨時拜訪時的簡單定位C100～150～200*偶爾有視覺任務的工作場所

D

200～300～500+完成高對比度或大尺寸的任務：如打印原作，用墨水寫的手稿和質量好的復印件；粗糙的工作臺和機械加工；例行檢查；粗裝配

E

500～750～1000+完成中等對比度或小尺寸的任務：如讀中等大小的鉛筆手寫字；印刷很不好的材料；普通長形工作臺和機器工作；有難度的檢查；中間裝配

F

1000～1500～2000#完成低對比度或小尺寸的任務：如閱讀用硬鉛筆寫在質量低劣的紙上的手寫字和做得不好的材料；高難度的檢查

G

2000～3000～5000#限時完成在低對比度和非常小的尺寸下的識別任務：如完成裝配；很困難的視覺檢查；精細工作臺和機械加工H5000～7500～10000#完成長期和苛刻的視覺任務：如最困難的檢查；特別精細的工作臺和機器工作；特別精細的裝配I10000～15000～20000#完成特別低對比度和小尺寸下的很特別的視覺任務：如外科手術表９各類任務照明水平選擇的影響因素及權重

任務和工作特性權重-101年齡<4040～55>55速度和精度不重要重要臨界任務背景的反差>70%30%～70%<30%表10按照明水平影響因素的總權值(TWF)選擇照明水平的規(guī)則

照明量的取值表8中的任務分類A-CD-I低值-1或-2-2或-3中值高值0-1，0或+1+1或+2+2或+3表6安全性照度（lx）

活動水平危險水平低危險度高危險度低5.422高1154減少屏反射的方法：針對光源及屏之間的反射源和熒屏本身針對反射源問題的技術包括：遮住窗戶；調整固定反射源的位置；減少光源的反射強度和亮度；使用漫反射和非直射照明系統(tǒng)；在光源和屏幕之間豎起遮擋物或隔板阻擋直射到屏上的光線。設置熒屏的技術：移動或傾斜顯示屏使反射不在視野中；將工作站的位置安置在一排頂光光源之間而不要直接安置在燈下；使屏幕和窗戶的夾角呈直角，避免面向窗戶；用負背景（亮背景上的字符）顯示，屏幕采用抗反射處理

A）照度水平。VDTs的照度水平應是閱讀手寫的鉛筆字體所需的照明水平和看清VDTs屏所需的低照明水平的折中，大多數情況下照度是在300~500lx。

B）亮度比，在屏幕和近距離區(qū)之間的亮度比一般建議為1:3，而遠區(qū)則為1:10。

C）屏反射，反射包括鏡面反射和漫反射。鏡面反射產生鏡像，而漫反射則覆蓋“下面”的信息。這些反射來自玻璃屏后不規(guī)則的熒光表面，也可能來自玻璃屏本身的前表面。

結束總目標整體性技術性宜人性安全性經濟性環(huán)境創(chuàng)造性新穎性協(xié)調性完整性先進性功能工藝性維修性效率適應性本質安全可靠性可控性穩(wěn)定性記憶性美觀成本效益時間市場舒適大方形象化醒目色調省力易辨識易操作光照、溫度、濕度、粉塵、通風振動、噪音、放射線有毒有害物質等圖４人機系統(tǒng)設計評價目標（要素）體系目標體系人機系統(tǒng)分析評價方法（１）定性目標的定量處理方法……定性目標的價值譜表３價值譜分值意義分值意義１２不能用缺點很多１不及格或不能用３４缺點很多勉強可以用２及格或勉強可以用５６可用基本滿意３中或可用７８較好好４良或好９１０很好理想５優(yōu)或很好（理想）（２）人機系統(tǒng)連接分析評價方法（鏈式分析法）

此方法是一種對人、機械、過程和系統(tǒng)進行評價的簡單方法（A）“連接”也叫“鏈”或“聯(lián)系鏈”表示人與機械，人與人之間的任何一種關系，“鏈”是指關聯(lián)的事，而不是有形的物。（B）

連接的形式主要有：

對應連接是指在作業(yè)過程中，操作人員與機械及外界條件進行有形或無形的接觸，從而發(fā)生的對應關系。

逐次連接是指人在作業(yè)過程中，需要多次逐個地連續(xù)動作才能達到目的，由逐個連續(xù)動作而形成的連接稱為逐次連接。以視覺、聽覺、觸覺來接受信息形成的對應連接分別稱為視覺連接、聽覺連接和觸覺連接；按人、機的各種關聯(lián)特征分為操作連接、語言連接、行走連接等。（C）

連接分析的程序（如圖５所示）a)

運用一定的符號列出包括設備和操作人員在內的人機系統(tǒng)的主要要素。（操作者用圓形，設備用矩形，重要程度用正方形，頻率用三角行，操作連接用細實線，視覺連接用虛線，行走連接用點劃線，聽覺連接用雙點劃線表示。）b)

確定連接形態(tài)，定出“重要程度”和“頻率”。重要程度可采用打分法，如用４表示最重要，１表示最不重要。頻率可通過按時間內的實際平均次數計算。c)

計算連接值。把連接的重要程度與使用頻率相乘，其積即為連接值。d)

檢核最終情況是否達到要求，即分析各種連接的效果，各種連接要求如下：操作連接：工作范圍最佳，操作省力方便，手腳負荷分配合理，照明良好。視覺連接：視距適當，視線不受阻擋，清晰度高，照明良好。語言連接：聲音清晰，可以準確傳達信息。行走連接：行走路線最短，干擾性最小。MDCBA3144圖5對應連接分析圖1233人設備權重頻率操作連接視覺連接機械設備重要程度頻率連接值機械設備重要程度頻率連接值A4312C133B428D313D)連接值計算

（3）失效樹分析法（FaultTreeAnalysis,FTA）

（A）失效樹分析法是一種圖形演繹方法，圍繞系統(tǒng)不希望發(fā)生的失效事件，做層層深入的分析，直至追蹤到引起失效事件發(fā)生的全部最原始的原因為止，此方法對于分析復雜的人機系統(tǒng)非常有用，在產品設計時，可幫助設計者尋找潛在的故障，在產品使用時，可幫助使用者進行失效分析。（B）失效樹分析法特點：（１）在失效樹建樹階段，能發(fā)現(xiàn)以前未引起注意的事件，并加以分析研究；（２）能把各事件之間關系連接成邏輯門；（３）能對系統(tǒng)改善提出具體方案。（C）失效樹分析步驟：（１）首先選定頂端事件，并將其置于失效樹的最頂端；（２）列出可能引起頂端事件的一切因素，并按其相關性分為若干組；（３）確定各組中各事件的性質（中間事件、基本事件、發(fā)生概率微小的事件等），并用不同的符號將其分別標出；（４）將各組的事件組成適當的邏輯門（“與”、“或”門）；（５）按邏輯關系將各邏輯門聯(lián)接構成失效樹。（D）失效樹的基本符號（如表５，舉例如圖６）ANDOR名稱符號符號意義矩形表示失效樹的頂端事件和中間事件，在矩形框內注明失效事件的內容。矩形符號的下端與邏輯門相連，表示該事件是此邏輯門的一個輸出事件圓形表示失效樹的基本事件，是元件、部件或操作者在設計、運行中所發(fā)生的固有的隨機失效事件，在失效樹中不必再向下追查原因的事件，它只能作為邏輯門的輸入事件，它的失效分析一般是已知的。菱形表示失效樹中，可能發(fā)生概率值微小的或對該系統(tǒng)到此為止不需要進一步分析的事件。“與”門表示兩個或多個輸入事件和一個輸出事件（最終事件），所有是輸入事件同時發(fā)生，輸出事件才發(fā)生，標記為“AND”或“＋”?！盎颉遍T表示兩個或多個輸入事件和一個輸出事件，如果至少有一個輸入事件（可有多個事件）發(fā)生，則輸出事件發(fā)生，標記為“OR”或“-”。

頂端事件是指使系統(tǒng)不能正常工作的故障表現(xiàn)形式，是分析故障發(fā)生的原因、發(fā)生的概率以及可能產生的影響的最終事件，是人們最不希望發(fā)生的失效事件（或故障事件），是失效分析的起點。中間事件是導致頂端事件發(fā)生，且還需要再分解的因素，包括系統(tǒng)組成部分自身性質的變化以及系統(tǒng)外界因素，都統(tǒng)稱為中間事件?；臼录侵笇е孪到y(tǒng)或部件發(fā)生失效的、最基本的、無需再分解的事件。未看見卷揚機碾絞死亡事故工人手與旋轉中的機件接觸搶救不及時圖６運行作業(yè)中發(fā)生死亡事故的失效樹缺乏安全知識現(xiàn)場指揮監(jiān)護未起作用指揮監(jiān)護者失職無指揮監(jiān)護者整繩未停機帶手套整繩看見未制止疏忽蠻干OR0.005違章操作0.050.10.01ABCED0.05F0.0020.05ORORANDANDAND（E）

失效樹的概率分析，一般是從樹底向上進行直至頂端（最終事件）。最終事件發(fā)生的概率計算如下：PF=0.002