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本書主要從工程應(yīng)用角度介紹工程與設(shè)計(jì)中的人因工程學(xué)問題，全書共6章。第 1 章講述了人因工程學(xué)科的歷史起源與演變。第 2 章至第 5 章，通過大量工程和設(shè)計(jì)中的實(shí)際案例分析，對(duì)航空航天、軌道及道路交通、武器裝備等多個(gè)領(lǐng)域的人因問題，從以人為中心的視角重新審視，挖掘其背后的人因工程學(xué)原理和相關(guān)知識(shí)。書中一些章節(jié)融入了作者所在團(tuán)隊(duì)在工程實(shí)踐中的一些案例，并側(cè)重從系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)涵層面出發(fā)，闡述人因工程學(xué)的思想本質(zhì)和方法要義，其中包含了人體測(cè)量學(xué)、無(wú)障礙設(shè)計(jì)、作業(yè)空間設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、人因可靠性分析、告警設(shè)計(jì)、眩光評(píng)估、事故分析與危險(xiǎn)源辨識(shí)等人因工程學(xué)的知識(shí)和內(nèi)容。第 6 章作為展望，探討了在人工智能蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，為促進(jìn)人與智能裝備的人機(jī)共融，自動(dòng)化信任、腦機(jī)接口等研究中人因工程所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
本書將知識(shí)介紹與實(shí)例分析緊密結(jié)合，內(nèi)容適應(yīng)多層次的讀者群體，既可作為從事工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師和技術(shù)人員的科普讀物，也可作為高等院校工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)的輔助教材，也可供從事人因工程教學(xué)和研究的教師和科研工作者參考。

《人因工程：從人機(jī)相宜到人機(jī)合一 》是北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)科普創(chuàng)作出版資金資助項(xiàng)目?我是工程師科普叢書中的一冊(cè)。
本書主要從工程應(yīng)用角度介紹工程與設(shè)計(jì)中的人因工程學(xué)問題，全書共6章。第 1 章講述了人因工程學(xué)科的歷史起源與演變。第 2 章至第 5 章，通過大量工程和設(shè)計(jì)中的實(shí)際案例分析，對(duì)航空航天、軌道及道路交通、武器裝備等多個(gè)領(lǐng)域的人因問題，從以人為中心的視角重新審視，挖掘其背后的人因工程學(xué)原理和相關(guān)知識(shí)。書中一些章節(jié)融入了作者所在團(tuán)隊(duì)在工程實(shí)踐中的一些案例，并側(cè)重從系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)涵層面出發(fā)，闡述人因工程學(xué)的思想本質(zhì)和方法要義，其中包含了人體測(cè)量學(xué)、無(wú)障礙設(shè)計(jì)、作業(yè)空間設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、人因可靠性分析、告警設(shè)計(jì)、眩光評(píng)估、事故分析與危險(xiǎn)源辨識(shí)等人因工程學(xué)的知識(shí)和內(nèi)容。第 6 章作為展望，探討了在人工智能蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，為促進(jìn)人與智能裝備的人機(jī)共融，自動(dòng)化信任、腦機(jī)接口等研究中人因工程所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
本書將知識(shí)介紹與實(shí)例分析緊密結(jié)合，內(nèi)容適應(yīng)多層次的讀者群體，既可作為從事工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師和技術(shù)人員的科普讀物，也可作為高等院校工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等專業(yè)的輔助教材，也可供從事人因工程教學(xué)和研究的教師和科研工作者參考。
作者方衛(wèi)寧是北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授，博士生導(dǎo)師，原鐵道部第四屆詹天佑青年獎(jiǎng)獲得者，全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC7）委員、中國(guó)心理學(xué)會(huì)工程心理學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)工效學(xué)專委會(huì)副主任委員、 中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)理事、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)分會(huì)理事。

次接觸人因工程是在 1988 年，那時(shí)候這門課程剛剛在國(guó)內(nèi)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)開設(shè)，被稱為人機(jī)工程，國(guó)內(nèi)還沒有一本像樣教材，學(xué)習(xí)的時(shí)候用的是教研室老師根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)自己編印的一本厚厚的油墨講義。記得當(dāng)時(shí)的人因啟蒙老師，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)分會(huì)屆常務(wù)理事、重慶大學(xué)的高敏教授告訴我：設(shè)計(jì)中的以人為本不僅僅是一種單純的面向受眾關(guān)懷的思考，也是一條指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐的基本原則。在設(shè)計(jì)中要真正踐行這一原則，就必須將人的因素、人與產(chǎn)品系統(tǒng)、人與環(huán)境的關(guān)系納入其中，這就需要將人因工程學(xué)作為其科學(xué)和工程上的依據(jù)。
20 世紀(jì) 90 年代參加工作后，我有幸開始從事軌道交通車輛的人因設(shè)計(jì)與研究工作。在當(dāng)時(shí)株洲電力機(jī)車廠和戚墅堰機(jī)車車輛廠的三百多個(gè)日日夜夜里，從設(shè)計(jì)處到組裝車間，我體會(huì)到了人因工程在工程應(yīng)用中的前景和魅力。戚墅堰機(jī)車車輛廠原總工程師范光堯老先生曾經(jīng)對(duì)我說過這樣一句話：人因工程學(xué)的規(guī)則不能只是停留在紙面上，只有把它應(yīng)用于產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，才能體現(xiàn)出它的價(jià)值。這句話至今仍然回蕩在我耳邊，同時(shí)也讓我深深感到自己在人因工程學(xué)科理論和基礎(chǔ)上的不足。當(dāng)我們?cè)陂_始致力于這個(gè)方向研究的時(shí)候，非常有幸得到了中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)委員會(huì)主任委員龍升照研究員、航天醫(yī)學(xué)工程研究所工效學(xué)研究室王麗研究員、北京航空航天大學(xué)王黎靜教授的大力支持和幫助，他們那份對(duì)人因工程的執(zhí)著和熱愛深深感染著我。
人因工程這門學(xué)科在我國(guó)從鮮為人知、逐漸認(rèn)知到眾所周知離不開國(guó)內(nèi)老一輩科研工作者孜孜不倦的追求以及我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的需要。通過與國(guó)防、核電、航天航空同行的學(xué)習(xí)和交流，我對(duì)人因工程這門學(xué)科的工程應(yīng)用和科學(xué)研究有了更深入的了解。人因工程是人性化需求與工程設(shè)計(jì)之間的一座橋梁，根據(jù)國(guó)外學(xué)者 2002 年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工程早期設(shè)計(jì)階段盡早將人因融入設(shè)計(jì)，費(fèi)用約占總投入的 2%，但是在研發(fā)生產(chǎn)以后再改進(jìn)人因問題，花費(fèi)將占總投入的 5%~20%。通過多年的人因工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐，我一直想寫點(diǎn)什么，希望有更多的工程技術(shù)人員能在系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中關(guān)注人因工程。2019 年 12月《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》編輯部邀請(qǐng)我參與中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)我是工程師科普叢書創(chuàng)作，我們的想法不謀而合。
本書各章節(jié)分工如下：第 1 章 1.1 節(jié)、1.2 節(jié)，第 2 章 2.2 節(jié)，第 3 章 3.1 節(jié)、3.2.1 小節(jié)，第 5 章 5.1 節(jié)，第 6 章 6.1.1 小節(jié)由方衛(wèi)寧負(fù)責(zé)編寫；第 2 章 2.3 節(jié)，第 4 章 4.1 節(jié)，第 5 章 5.2 節(jié)，第 6 章 6.2 節(jié)由陳悅源負(fù)責(zé)編寫；第 2 章 2.1 節(jié)，第 4 章 4.2 節(jié)，第 6 章 6.1.2 小節(jié)、6.1.3 小節(jié)由王健新負(fù)責(zé)編寫；第 1 章 1.3 節(jié)，第 3 章 3.2.2 小節(jié)，第 5 章 5.3 節(jié)由裘瀚照負(fù)責(zé)編寫。方衛(wèi)寧對(duì)全書的各個(gè)章節(jié)進(jìn)行了策劃和修改。
在編寫本書的過程中，除了我們課題組的研究成果外，我們還受到了國(guó)內(nèi)諸多同行的啟發(fā)，特別是中國(guó)航天員訓(xùn)練中心王春慧研究員、清華大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)人因工程研究中心李志忠教授和張宜靜研究員、東南大學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與可靠性工程研究所薛澄岐教授、北京航空航天大學(xué)周前祥教授、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院張欣研究員和冉令華研究員等。通過與他們的交流與合作，我們受益匪淺，在此由衷地向他們表示感謝。在此還要感謝中國(guó)心理學(xué)會(huì)工程心理學(xué)專業(yè)委員會(huì)、全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)以及軌道交通控制與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)本書工作的支持。
本書的編寫能在較短的時(shí)間內(nèi)完成，與課題組前期的工作積累和合著者的共同努力是分不開的。從 2020 年 1 月份接到編委會(huì)的任務(wù)開始，大家克服了國(guó)內(nèi)新冠肺炎疫情的重重困難，始終以飽滿的熱情和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，參與到全書編寫工作之中。忘不了在這短短幾個(gè)月的非常時(shí)期，彼此在云端反復(fù)地討論、爭(zhēng)執(zhí)、引證、修改的場(chǎng)景，在此我要向本書合著者及他們的家人表示感謝，沒有他們的理解、支持和幫助，難以成書。后還要感謝上海久是信息科技發(fā)展有限公司的李彩鳳女士，她協(xié)助完成了本書所有的插圖設(shè)計(jì)。
本書的完成借鑒了許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者在工程和人因工程學(xué)領(lǐng)域的探索和成果，在此一并向他們表示感謝。由于人因工程涉及多門學(xué)科領(lǐng)域的交叉，涉及知識(shí)面很廣，限于作者能力以及其他諸多因素，成書過程留下不少遺憾，其中疏漏和不足之處更在所難免，敬請(qǐng)各位專家、讀者批評(píng)指正，以便今后修改和完善。
方衛(wèi)寧
2020 年 7 月

方衛(wèi)寧，北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授，博士生導(dǎo)師，原鐵道部第四屆詹天佑青年獎(jiǎng)獲得者，全國(guó)人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC7）委員、中國(guó)心理學(xué)會(huì)工程心理學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)工效學(xué)專委會(huì)副主任委員、 中國(guó)人類工效學(xué)學(xué)會(huì)理事、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)分會(huì)理事。

叢書序
序　言
前　言
1　　什么是人因工程學(xué)
1.1　人因工程學(xué)是做什么的 ...003
1.2　人因工程學(xué)是如何誕生的 ...005
1.2.1　人因工程學(xué)的思想萌芽源遠(yuǎn)流長(zhǎng) ...005
1.2.2　對(duì)勞動(dòng)工效的苛刻追求人因工程學(xué)的
孕育 ...009
1.2.3　二戰(zhàn)中武器裝備與人的適配性問題
人因工程學(xué)的誕生 ...012
1.2.4　向民品等廣闊領(lǐng)域延伸人因工程學(xué)的發(fā)
展與成熟 ...014
1.3　什么是人因工程學(xué) ...018
2　　產(chǎn)品適人性設(shè)計(jì)的指南針
2.1　遲到的太空行走 ...026
2.1.1　量體裁衣的人體測(cè)量 ...027
2.1.2　人體尺寸在工程和設(shè)計(jì)中的考量 ...032
2.2　吞噬農(nóng)民兄弟手的惡魔...037
2.2.1　手工工具帶來(lái)的職業(yè)傷害 ...037
2.2.2　如何讓工具設(shè)計(jì)更宜人 ...041
2.3　人人平等的無(wú)障礙出行 ...044
2.3.1　無(wú)障礙設(shè)計(jì)弱勢(shì)群體的設(shè)計(jì) ...045
2.3.2　如何營(yíng)造暢通無(wú)阻的出行環(huán)境 ...046
2.3.3　有章可循的軌道車輛無(wú)障礙設(shè)計(jì) ...057
3　　改善工作效率和福祉的奇妙工具
3.1　高效、靈動(dòng)的工作作業(yè)空間 ...062
3.1.1　作業(yè)空間范圍 ...063
3.1.2　作業(yè)安全距離 ...072
3.1.3　作業(yè)顯控器件布局 ...076
3.2　行以坐為先人有所椅...080
3.2.1　坐姿時(shí)脊柱有壓力 ...083
3.2.2　如何讓座椅坐起來(lái)舒適 ...089
4　　武器系統(tǒng)戰(zhàn)斗力的倍增器
4.1　軟件界面鍛造戰(zhàn)斗力 ...102
4.1.1　數(shù)字化信息的傳遞媒介人機(jī)交互界面 ...102
4.1.2　視覺顯示界面設(shè)計(jì)的構(gòu)成與理念要素與原則 ...106
4.1.3　復(fù)雜系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)的思考生態(tài)界面設(shè)計(jì) ...113
4.2　戰(zhàn)場(chǎng)上散步的毛驢...122
4.2.1　保持體力控制體能消耗 ...124
4.2.2　預(yù)防損傷防止積勞成疾 ...129
5　　保障交通安全的緊箍咒
5.1　地鐵行車中司機(jī)的自言自語(yǔ) ...136
5.1.1　不注意不是注意的反義詞 ...137
5.1.2　地鐵司機(jī)為什么容易不注意...138
5.1.3　如何提高地鐵司機(jī)的注意力...141
5.2　駕駛中惱人的眩光 ...143
5.2.1　眩光問題不容小覷 ...144
5.2.2　怎樣測(cè)量與計(jì)算眩光 ...147
5.2.3　如何進(jìn)行眩光的評(píng)估與設(shè)計(jì) ...150
5.3　自動(dòng)駕駛帶來(lái)的新體驗(yàn) ...153
5.3.1　車輛安全的第三只眼主動(dòng)駕駛安全 ...156
5.3.2　全自動(dòng)駕駛帶來(lái)的新變化 ...163
6　　人機(jī)共融智能制造的未來(lái)
6.1　人機(jī)協(xié)作的基石自動(dòng)化信任 ...172
6.1.1　哪些因素會(huì)影響人機(jī)信任 ...174
6.1.2　探究人機(jī)信任的機(jī)制 ...178
6.1.3　透過人機(jī)交互的窗口看信任 ...184
6.2　意念控制從幻想走進(jìn)現(xiàn)實(shí)：腦機(jī)接口 ...190
6.2.1　推動(dòng)腦機(jī)接口發(fā)展的動(dòng)力 ...191
6.2.2　聆聽神經(jīng)元的交響樂：測(cè)量并解讀大腦 ...193
6.2.3　腦機(jī)接口可以給人類帶來(lái)什么 ...202
參考文獻(xiàn) ...209