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本書主要從工程應用角度介紹工程與設計中的人因工程學問題，全書共6章。第 1 章講述了人因工程學科的歷史起源與演變。第 2 章至第 5 章，通過大量工程和設計中的實際案例分析，對航空航天、軌道及道路交通、武器裝備等多個領域的人因問題，從以人為中心的視角重新審視，挖掘其背后的人因工程學原理和相關知識。書中一些章節融入了作者所在團隊在工程實踐中的一些案例，并側重從系統和產品設計的內涵層面出發，闡述人因工程學的思想本質和方法要義，其中包含了人體測量學、無障礙設計、作業空間設計、人機界面設計、人因可靠性分析、告警設計、眩光評估、事故分析與危險源辨識等人因工程學的知識和內容。第 6 章作為展望，探討了在人工智能蓬勃發展的當下，為促進人與智能裝備的人機共融，自動化信任、腦機接口等研究中人因工程所面臨的挑戰與機遇。
本書將知識介紹與實例分析緊密結合，內容適應多層次的讀者群體，既可作為從事工程和產品設計的工程師和技術人員的科普讀物，也可作為高等院校工業工程、工業設計等專業的輔助教材，也可供從事人因工程教學和研究的教師和科研工作者參考。

《人因工程：從人機相宜到人機合一 》是北京市科學技術協會科普創作出版資金資助項目?我是工程師科普叢書中的一冊。
本書主要從工程應用角度介紹工程與設計中的人因工程學問題，全書共6章。第 1 章講述了人因工程學科的歷史起源與演變。第 2 章至第 5 章，通過大量工程和設計中的實際案例分析，對航空航天、軌道及道路交通、武器裝備等多個領域的人因問題，從以人為中心的視角重新審視，挖掘其背后的人因工程學原理和相關知識。書中一些章節融入了作者所在團隊在工程實踐中的一些案例，并側重從系統和產品設計的內涵層面出發，闡述人因工程學的思想本質和方法要義，其中包含了人體測量學、無障礙設計、作業空間設計、人機界面設計、人因可靠性分析、告警設計、眩光評估、事故分析與危險源辨識等人因工程學的知識和內容。第 6 章作為展望，探討了在人工智能蓬勃發展的當下，為促進人與智能裝備的人機共融，自動化信任、腦機接口等研究中人因工程所面臨的挑戰與機遇。
本書將知識介紹與實例分析緊密結合，內容適應多層次的讀者群體，既可作為從事工程和產品設計的工程師和技術人員的科普讀物，也可作為高等院校工業工程、工業設計等專業的輔助教材，也可供從事人因工程教學和研究的教師和科研工作者參考。
作者方衛寧是北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室教授，博士生導師，原鐵道部第四屆詹天佑青年獎獲得者，全國人類工效學標準化技術委員會（TC7）委員、中國心理學會工程心理學專業委員會委員、中國人類工效學學會設計工效學專委會副主任委員、 中國人類工效學學會理事、中國機械工程學會工業設計分會理事。

次接觸人因工程是在 1988 年，那時候這門課程剛剛在國內工業設計專業開設，被稱為人機工程，國內還沒有一本像樣教材，學習的時候用的是教研室老師根據國外文獻自己編印的一本厚厚的油墨講義。記得當時的人因啟蒙老師，中國機械工程學會工業設計分會屆常務理事、重慶大學的高敏教授告訴我：設計中的以人為本不僅僅是一種單純的面向受眾關懷的思考，也是一條指導設計實踐的基本原則。在設計中要真正踐行這一原則，就必須將人的因素、人與產品系統、人與環境的關系納入其中，這就需要將人因工程學作為其科學和工程上的依據。
20 世紀 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計與研究工作。在當時株洲電力機車廠和戚墅堰機車車輛廠的三百多個日日夜夜里，從設計處到組裝車間，我體會到了人因工程在工程應用中的前景和魅力。戚墅堰機車車輛廠原總工程師范光堯老先生曾經對我說過這樣一句話：人因工程學的規則不能只是停留在紙面上，只有把它應用于產品和系統的設計中，才能體現出它的價值。這句話至今仍然回蕩在我耳邊，同時也讓我深深感到自己在人因工程學科理論和基礎上的不足。當我們在開始致力于這個方向研究的時候，非常有幸得到了中國系統工程學會人機環境系統工程專業委員會主任委員龍升照研究員、航天醫學工程研究所工效學研究室王麗研究員、北京航空航天大學王黎靜教授的大力支持和幫助，他們那份對人因工程的執著和熱愛深深感染著我。
人因工程這門學科在我國從鮮為人知、逐漸認知到眾所周知離不開國內老一輩科研工作者孜孜不倦的追求以及我國科學技術快速發展的需要。通過與國防、核電、航天航空同行的學習和交流，我對人因工程這門學科的工程應用和科學研究有了更深入的了解。人因工程是人性化需求與工程設計之間的一座橋梁，根據國外學者 2002 年的數據統計，在工程早期設計階段盡早將人因融入設計，費用約占總投入的 2%，但是在研發生產以后再改進人因問題，花費將占總投入的 5%~20%。通過多年的人因工程設計與實踐，我一直想寫點什么，希望有更多的工程技術人員能在系統和產品設計中關注人因工程。2019 年 12月《機械工程學報》編輯部邀請我參與中國機械工程學會我是工程師科普叢書創作，我們的想法不謀而合。
本書各章節分工如下：第 1 章 1.1 節、1.2 節，第 2 章 2.2 節，第 3 章 3.1 節、3.2.1 小節，第 5 章 5.1 節，第 6 章 6.1.1 小節由方衛寧負責編寫；第 2 章 2.3 節，第 4 章 4.1 節，第 5 章 5.2 節，第 6 章 6.2 節由陳悅源負責編寫；第 2 章 2.1 節，第 4 章 4.2 節，第 6 章 6.1.2 小節、6.1.3 小節由王健新負責編寫；第 1 章 1.3 節，第 3 章 3.2.2 小節，第 5 章 5.3 節由裘瀚照負責編寫。方衛寧對全書的各個章節進行了策劃和修改。
在編寫本書的過程中，除了我們課題組的研究成果外，我們還受到了國內諸多同行的啟發，特別是中國航天員訓練中心王春慧研究員、清華大學復雜系統人因工程研究中心李志忠教授和張宜靜研究員、東南大學產品設計與可靠性工程研究所薛澄岐教授、北京航空航天大學周前祥教授、中國標準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。在此還要感謝中國心理學會工程心理學專業委員會、全國人類工效學標準技術委員會以及軌道交通控制與安全國家重點實驗室對本書工作的支持。
本書的編寫能在較短的時間內完成，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 月份接到編委會的任務開始，大家克服了國內新冠肺炎疫情的重重困難，始終以飽滿的熱情和認真負責的態度，參與到全書編寫工作之中。忘不了在這短短幾個月的非常時期，彼此在云端反復地討論、爭執、引證、修改的場景，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展有限公司的李彩鳳女士，她協助完成了本書所有的插圖設計。
本書的完成借鑒了許多國內外學者在工程和人因工程學領域的探索和成果，在此一并向他們表示感謝。由于人因工程涉及多門學科領域的交叉，涉及知識面很廣，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，敬請各位專家、讀者批評指正，以便今后修改和完善。
方衛寧
2020 年 7 月

方衛寧，北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室教授，博士生導師，原鐵道部第四屆詹天佑青年獎獲得者，全國人類工效學標準化技術委員會（TC7）委員、中國心理學會工程心理學專業委員會委員、中國人類工效學學會設計工效學專委會副主任委員、 中國人類工效學學會理事、中國機械工程學會工業設計分會理事。

叢書序
序　言
前　言
1　　什么是人因工程學
1.1　人因工程學是做什么的 ...003
1.2　人因工程學是如何誕生的 ...005
1.2.1　人因工程學的思想萌芽源遠流長 ...005
1.2.2　對勞動工效的苛刻追求人因工程學的
孕育 ...009
1.2.3　二戰中武器裝備與人的適配性問題
人因工程學的誕生 ...012
1.2.4　向民品等廣闊領域延伸人因工程學的發
展與成熟 ...014
1.3　什么是人因工程學 ...018
2　　產品適人性設計的指南針
2.1　遲到的太空行走 ...026
2.1.1　量體裁衣的人體測量 ...027
2.1.2　人體尺寸在工程和設計中的考量 ...032
2.2　吞噬農民兄弟手的惡魔...037
2.2.1　手工工具帶來的職業傷害 ...037
2.2.2　如何讓工具設計更宜人 ...041
2.3　人人平等的無障礙出行 ...044
2.3.1　無障礙設計弱勢群體的設計 ...045
2.3.2　如何營造暢通無阻的出行環境 ...046
2.3.3　有章可循的軌道車輛無障礙設計 ...057
3　　改善工作效率和福祉的奇妙工具
3.1　高效、靈動的工作作業空間 ...062
3.1.1　作業空間范圍 ...063
3.1.2　作業安全距離 ...072
3.1.3　作業顯控器件布局 ...076
3.2　行以坐為先人有所椅...080
3.2.1　坐姿時脊柱有壓力 ...083
3.2.2　如何讓座椅坐起來舒適 ...089
4　　武器系統戰斗力的倍增器
4.1　軟件界面鍛造戰斗力 ...102
4.1.1　數字化信息的傳遞媒介人機交互界面 ...102
4.1.2　視覺顯示界面設計的構成與理念要素與原則 ...106
4.1.3　復雜系統界面設計的思考生態界面設計 ...113
4.2　戰場上散步的毛驢...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　地鐵行車中司機的自言自語 ...136
5.1.1　不注意不是注意的反義詞 ...137
5.1.2　地鐵司機為什么容易不注意...138
5.1.3　如何提高地鐵司機的注意力...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　怎樣測量與計算眩光 ...147
5.2.3　如何進行眩光的評估與設計 ...150
5.3　自動駕駛帶來的新體驗 ...153
5.3.1　車輛安全的第三只眼主動駕駛安全 ...156
5.3.2　全自動駕駛帶來的新變化 ...163
6　　人機共融智能制造的未來
6.1　人機協作的基石自動化信任 ...172
6.1.1　哪些因素會影響人機信任 ...174
6.1.2　探究人機信任的機制 ...178
6.1.3　透過人機交互的窗口看信任 ...184
6.2　意念控制從幻想走進現實：腦機接口 ...190
6.2.1　推動腦機接口發展的動力 ...191
6.2.2　聆聽神經元的交響樂：測量并解讀大腦 ...193
6.2.3　腦機接口可以給人類帶來什么 ...202
參考文獻 ...209