本书主要从工程应用角度介绍工程与设计中的人因工程学问题，全书共6章。第 1 章讲述了人因工程学科的历史起源与演变。第 2 章至第 5 章，通过大量工程和设计中的实际案例分析，对航空航天、轨道及道路交通、武器装备等多个领域的人因问题，从以人为中心的视角重新审视，挖掘其背后的人因工程学原理和相关知识。书中一些章节融入了作者所在团队在工程实践中的一些案例，并侧重从系统和产品设计的内涵层面出发，阐述人因工程学的思想本质和方法要义，其中包含了人体测量学、无障碍设计、作业空间设计、人机界面设计、人因可靠性分析、告警设计、眩光评估、事故分析与危险源辨识等人因工程学的知识和内容。第 6 章作为展望，探讨了在人工智能蓬勃发展的当下，为促进人与智能装备的人机共融，自动化信任、脑机接口等研究中人因工程所面临的挑战与机遇。
本书将知识介绍与实例分析紧密结合，内容适应多层次的读者群体，既可作为从事工程和产品设计的工程师和技术人员的科普读物，也可作为高等院校工业工程、工业设计等专业的辅助教材，也可供从事人因工程教学和研究的教师和科研工作者参考。

《人因工程：从人机相宜到人机合一 》是北京市科学技术协会科普创作出版资金资助项目?我是工程师科普丛书中的一册。
本书主要从工程应用角度介绍工程与设计中的人因工程学问题，全书共6章。第 1 章讲述了人因工程学科的历史起源与演变。第 2 章至第 5 章，通过大量工程和设计中的实际案例分析，对航空航天、轨道及道路交通、武器装备等多个领域的人因问题，从以人为中心的视角重新审视，挖掘其背后的人因工程学原理和相关知识。书中一些章节融入了作者所在团队在工程实践中的一些案例，并侧重从系统和产品设计的内涵层面出发，阐述人因工程学的思想本质和方法要义，其中包含了人体测量学、无障碍设计、作业空间设计、人机界面设计、人因可靠性分析、告警设计、眩光评估、事故分析与危险源辨识等人因工程学的知识和内容。第 6 章作为展望，探讨了在人工智能蓬勃发展的当下，为促进人与智能装备的人机共融，自动化信任、脑机接口等研究中人因工程所面临的挑战与机遇。
本书将知识介绍与实例分析紧密结合，内容适应多层次的读者群体，既可作为从事工程和产品设计的工程师和技术人员的科普读物，也可作为高等院校工业工程、工业设计等专业的辅助教材，也可供从事人因工程教学和研究的教师和科研工作者参考。
作者方卫宁是北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授，博士生导师，原铁道部第四届詹天佑青年奖获得者，全国人类工效学标准化技术委员会（TC7）委员、中国心理学会工程心理学专业委员会委员、中国人类工效学学会设计工效学专委会副主任委员、 中国人类工效学学会理事、中国机械工程学会工业设计分会理事。

次接触人因工程是在 1988 年，那时候这门课程刚刚在国内工业设计专业开设，被称为人机工程，国内还没有一本像样教材，学习的时候用的是教研室老师根据国外文献自己编印的一本厚厚的油墨讲义。记得当时的人因启蒙老师，中国机械工程学会工业设计分会届常务理事、重庆大学的高敏教授告诉我：设计中的以人为本不仅仅是一种单纯的面向受众关怀的思考，也是一条指导设计实践的基本原则。在设计中要真正践行这一原则，就必须将人的因素、人与产品系统、人与环境的关系纳入其中，这就需要将人因工程学作为其科学和工程上的依据。
20 世纪 90 年代参加工作后，我有幸开始从事轨道交通车辆的人因设计与研究工作。在当时株洲电力机车厂和戚墅堰机车车辆厂的三百多个日日夜夜里，从设计处到组装车间，我体会到了人因工程在工程应用中的前景和魅力。戚墅堰机车车辆厂原总工程师范光尧老先生曾经对我说过这样一句话：人因工程学的规则不能只是停留在纸面上，只有把它应用于产品和系统的设计中，才能体现出它的价值。这句话至今仍然回荡在我耳边，同时也让我深深感到自己在人因工程学科理论和基础上的不足。当我们在开始致力于这个方向研究的时候，非常有幸得到了中国系统工程学会人机环境系统工程专业委员会主任委员龙升照研究员、航天医学工程研究所工效学研究室王丽研究员、北京航空航天大学王黎静教授的大力支持和帮助，他们那份对人因工程的执着和热爱深深感染着我。
人因工程这门学科在我国从鲜为人知、逐渐认知到众所周知离不开国内老一辈科研工作者孜孜不倦的追求以及我国科学技术快速发展的需要。通过与国防、核电、航天航空同行的学习和交流，我对人因工程这门学科的工程应用和科学研究有了更深入的了解。人因工程是人性化需求与工程设计之间的一座桥梁，根据国外学者 2002 年的数据统计，在工程早期设计阶段尽早将人因融入设计，费用约占总投入的 2%，但是在研发生产以后再改进人因问题，花费将占总投入的 5%~20%。通过多年的人因工程设计与实践，我一直想写点什么，希望有更多的工程技术人员能在系统和产品设计中关注人因工程。2019 年 12月《机械工程学报》编辑部邀请我参与中国机械工程学会我是工程师科普丛书创作，我们的想法不谋而合。
本书各章节分工如下：第 1 章 1.1 节、1.2 节，第 2 章 2.2 节，第 3 章 3.1 节、3.2.1 小节，第 5 章 5.1 节，第 6 章 6.1.1 小节由方卫宁负责编写；第 2 章 2.3 节，第 4 章 4.1 节，第 5 章 5.2 节，第 6 章 6.2 节由陈悦源负责编写；第 2 章 2.1 节，第 4 章 4.2 节，第 6 章 6.1.2 小节、6.1.3 小节由王健新负责编写；第 1 章 1.3 节，第 3 章 3.2.2 小节，第 5 章 5.3 节由裘瀚照负责编写。方卫宁对全书的各个章节进行了策划和修改。
在编写本书的过程中，除了我们课题组的研究成果外，我们还受到了国内诸多同行的启发，特别是中国航天员训练中心王春慧研究员、清华大学复杂系统人因工程研究中心李志忠教授和张宜静研究员、东南大学产品设计与可靠性工程研究所薛澄岐教授、北京航空航天大学周前祥教授、中国标准化研究院张欣研究员和冉令华研究员等。通过与他们的交流与合作，我们受益匪浅，在此由衷地向他们表示感谢。在此还要感谢中国心理学会工程心理学专业委员会、全国人类工效学标准技术委员会以及轨道交通控制与安全国家重点实验室对本书工作的支持。
本书的编写能在较短的时间内完成，与课题组前期的工作积累和合著者的共同努力是分不开的。从 2020 年 1 月份接到编委会的任务开始，大家克服了国内新冠肺炎疫情的重重困难，始终以饱满的热情和认真负责的态度，参与到全书编写工作之中。忘不了在这短短几个月的非常时期，彼此在云端反复地讨论、争执、引证、修改的场景，在此我要向本书合著者及他们的家人表示感谢，没有他们的理解、支持和帮助，难以成书。后还要感谢上海久是信息科技发展有限公司的李彩凤女士，她协助完成了本书所有的插图设计。
本书的完成借鉴了许多国内外学者在工程和人因工程学领域的探索和成果，在此一并向他们表示感谢。由于人因工程涉及多门学科领域的交叉，涉及知识面很广，限于作者能力以及其他诸多因素，成书过程留下不少遗憾，其中疏漏和不足之处更在所难免，敬请各位专家、读者批评指正，以便今后修改和完善。
方卫宁
2020 年 7 月

方卫宁，北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授，博士生导师，原铁道部第四届詹天佑青年奖获得者，全国人类工效学标准化技术委员会（TC7）委员、中国心理学会工程心理学专业委员会委员、中国人类工效学学会设计工效学专委会副主任委员、 中国人类工效学学会理事、中国机械工程学会工业设计分会理事。

丛书序
序　言
前　言
1　　什么是人因工程学
1.1　人因工程学是做什么的 ...003
1.2　人因工程学是如何诞生的 ...005
1.2.1　人因工程学的思想萌芽源远流长 ...005
1.2.2　对劳动工效的苛刻追求人因工程学的
孕育 ...009
1.2.3　二战中武器装备与人的适配性问题
人因工程学的诞生 ...012
1.2.4　向民品等广阔领域延伸人因工程学的发
展与成熟 ...014
1.3　什么是人因工程学 ...018
2　　产品适人性设计的指南针
2.1　迟到的太空行走 ...026
2.1.1　量体裁衣的人体测量 ...027
2.1.2　人体尺寸在工程和设计中的考量 ...032
2.2　吞噬农民兄弟手的恶魔...037
2.2.1　手工工具带来的职业伤害 ...037
2.2.2　如何让工具设计更宜人 ...041
2.3　人人平等的无障碍出行 ...044
2.3.1　无障碍设计弱势群体的设计 ...045
2.3.2　如何营造畅通无阻的出行环境 ...046
2.3.3　有章可循的轨道车辆无障碍设计 ...057
3　　改善工作效率和福祉的奇妙工具
3.1　高效、灵动的工作作业空间 ...062
3.1.1　作业空间范围 ...063
3.1.2　作业安全距离 ...072
3.1.3　作业显控器件布局 ...076
3.2　行以坐为先人有所椅...080
3.2.1　坐姿时脊柱有压力 ...083
3.2.2　如何让座椅坐起来舒适 ...089
4　　武器系统战斗力的倍增器
4.1　软件界面锻造战斗力 ...102
4.1.1　数字化信息的传递媒介人机交互界面 ...102
4.1.2　视觉显示界面设计的构成与理念要素与原则 ...106
4.1.3　复杂系统界面设计的思考生态界面设计 ...113
4.2　战场上散步的毛驴...122
4.2.1　保持体力控制体能消耗 ...124
4.2.2　预防损伤防止积劳成疾 ...129
5　　保障交通安全的紧箍咒
5.1　地铁行车中司机的自言自语 ...136
5.1.1　不注意不是注意的反义词 ...137
5.1.2　地铁司机为什么容易不注意...138
5.1.3　如何提高地铁司机的注意力...141
5.2　驾驶中恼人的眩光 ...143
5.2.1　眩光问题不容小觑 ...144
5.2.2　怎样测量与计算眩光 ...147
5.2.3　如何进行眩光的评估与设计 ...150
5.3　自动驾驶带来的新体验 ...153
5.3.1　车辆安全的第三只眼主动驾驶安全 ...156
5.3.2　全自动驾驶带来的新变化 ...163
6　　人机共融智能制造的未来
6.1　人机协作的基石自动化信任 ...172
6.1.1　哪些因素会影响人机信任 ...174
6.1.2　探究人机信任的机制 ...178
6.1.3　透过人机交互的窗口看信任 ...184
6.2　意念控制从幻想走进现实：脑机接口 ...190
6.2.1　推动脑机接口发展的动力 ...191
6.2.2　聆听神经元的交响乐：测量并解读大脑 ...193
6.2.3　脑机接口可以给人类带来什么 ...202
参考文献 ...209