什么是人因与工效学？

        人因工程有三个专业研究领域：生理人因学、认知人因学和组织人因学。生理人因学：关注人在进行生理活动时人体解剖学、人体测量学、生理学和生物力学特征。认知人因学：关注认知过程，如感知、记忆、推理和响应等过程。他们影响着人与系统其他元素的交互。相关课题包括脑力负荷、决策过程、熟练操作、人机交互、人的可靠性、工作压力和训练等。这些方面都影响着人机系统的设计。组织人因学：关注社会技术系统的优化，包括组织的结构、政策和过程。人因与工效学研究所在此三大专业领域下，逐步形成较为完善的十五个专题研究室，见图1。

图1 人因与工效学研究所15个专题研究室

        这十五个专题研究室分布于人因与工效学研究所的八大主题实验室中（见图2）。

图2 实验室与专题研究室关系图

        根据国际工效学联合会（IEA）的定义，人因工程（工效学）是一个研究人与系统其他元素之间的交互作用的科学领域，是一个将理论、原则、数据、方法进行设计以提升人类福利并优化整体系统表现的专业。 
人因与工效学研究专家秉持着以用户为中心的思想，致力于通过比较分析用户的需求、能力和限制来评估和设计任务、工作、产品、环境和系统等。  

驾驶安全与驾驶仿真测试研究室 
Driving Safety and Driving Simulation Testing

中国2009年已经成为世界最大的汽车市场，然而近年来快速的汽车化却也带来了更多的道路事故，中国社会（包括驾驶员及其他道路使用者、政府管理部门、道路人性化设计等）还远远滞后于汽车化的步伐，而国内外均普遍认为驾驶员是道路事故的主要责任人，为此需要开展针对我国特定经济、社会、文化背景下的驾驶员研究。

驾驶安全与驾驶仿真测试研究室设计了多款适用于不同研究目的的实验系统和实验场景，包括大屏幕全尺度模拟器（图1左，中）、桌面型模拟器（图1右）、险情反应及干预训练情景（图2）、导向标识评价场景（图3）、注意力分散测评场景（图4）等。研究成果已经发表于多篇国际期刊论文中，有关系统已被国内外多家单位采用。

美国密苏里科技大学开发的全尺度驾驶模拟器（左）和本实验室的全尺度模拟器（中）、桌面模拟器（右）

险情反应及干预训练情景(例)

导向标识评价场景

注意力分散（使用手机）实验测评场景

驾驶安全与驾驶仿真测试研究室的主要方向包括： 
道路交通事故数据分析与趋势; 
驾驶人员认知、态度、行为和能力的研究、测试与干预; 
汽车安全装置有效性评价; 
驾驶仿真测试技术及理论; 
道路安全管理。

在众多的研究方法中，基于驾驶仿真的研究方法具有一系列突出优点，主要包括： 
实验过程安全； 
实验过程可控制； 
实验情景可设计、可重复； 
实验数据可自动记录和分析； 
实验手段近似实车道路驾驶等。

工业工程系-心理学系联合行为仿真研究实验平台 
IE-Psych Joint Behavior Simulation Research Platform

人在特定情境下会表现出特定行为，基于虚拟情景仿真技术的方法可以营造较为逼真的实验情景，便于以安全、可设计、可控制、可重复和可自动记录的方式来开展行为研究，弥补社会学研究方法存在的一系列不足。

清华大学工业工程系具有多面从事虚拟现实技术及应用的基础积累，而心理学系为我校新复建的新系，两系在人的研究中具有交叉的学术领域和互补的学术优势。为此在学校支持下，两系联合成立本实验平台，以便先期开展探索性的行为模拟研究。

自主开发的环绕仿真实验平台

实验研究中使用的两层大型酒店平面图

行为研究中使用的虚拟现实硬件

多种驾驶行为研究（超车、换道、侵犯、注意力分散、注视区变化等）

寻路行为研究中的实验场景高空俯视图及任务地点分布

目前在学校资助基金支持下，已经开展了生死攸关情境下逃生-救援研究，下一步将继续在多个可能的优先领域开展实验行为研究。我们也欢迎国内外兄弟院校的研究人员与我们合作，充分运用这一平台开展高水平的行为研究。 

人体运动跟踪与仿真研究室 
Human Motion Tracking and Simulation

许多复杂系统的研究需要将人与系统的交互考虑在内，为此需要建立“人在环路”的仿真系统，以便实现人与系统在仿真环境下的自然交互，进而分析人的绩效和对系统进行优化等。人体运动跟踪与仿真研究室建立了基于光学跟踪和磁性跟踪技术的人机交互仿真系统（图1），并成功运用该系统： 
分析工人的操作动作和评价工作场所的设计（用于三菱重工，图2）； 
测评工人仿真组装任务中的疲劳问题（用于欧洲航天防务集团，图3）； 
实现特种技能训练和考评以及动画制作（图4）。

图1(a) 由8台CCD摄像头组成的运动跟踪系统示意图

图1(b) 光学跟踪系统工作流程示意图 
 

图2 现实与虚拟场景中执行拆卸动作的人（实时对应，例）

图3 站姿和坐姿条件下的铆接组装任务（例）

图4 技能训练及考评，也可以用于游戏制作

 研究室的主要研究方向包括：

作业动作的运动跟踪：综合考虑人-机-环境的交互作用，研究特定作业动作，构建相应的仿真环境，并在该虚拟环境下对特定的作业工作的动作进行跟踪研究（NSFC，三菱重工，利宝等资助）； 
仿真与工效学评价：从人体生理、认知局限等工效学角度，在仿真系统内测定个体在任务完成过程中的生理和心理反应，为任务或工作优化与设计提供科学数据（863计划，EADS等资助）。

人体测量与生物力学研究室 
Anthropometry and Biomechanics 

人体测量与生物力学研究室主要关注现代数字化人体测量理论与技术、基于三维人体测量的产品适配设计、数字化仿真方法在工效学评价和优化中的应用、生物力学等热点问题。

体测量与生物力学研究室的研究工作包括：

人体全身及各部位的三维数字化扫描和数据处理，人体形状分析，基于人体测量数据的号型划分和虚拟人体模型；

基于人体测量数据和模型进行产品适体设计，相关软件工具的开发，产品适体性的模拟分析和验证；

人体姿态的实时连续测量和职业安全风险评估，人体姿态的预测，职业生物力学模型和分析，基于生物力学的作业优化等。

体力负荷与疲劳研究室 
Physical Load and Fatigue

体力负荷与疲劳研究室针对作业人员的体力作业，通过问卷、实验设计与实施、仿真建模分析，研究作业人员的劳动强度水平、作业休息制度的制定与改善、疲劳程度的测定与降低疲劳。研究室的目标是既提高作业效率，又保证作业者的健康、舒适和安全。

研究室关注的方向包括： 
通过不断修正心理物理测量方法，来探究特定人群可承受的体力负荷，以及每种状态下的疲劳水平，从而不断更新理论，并提升其应用价值； 
通过实验对个体在特定作业或任务下的生理指标进行测查，观察个体的感觉反应，并结合个体的心理状况自我报告，为每种作业或任务的流程和管理优化提供参考； 
考虑个体的生理和认知局限与劳动强度水平、疲劳程度和工作时间的匹配关系，对工作地的环境和布局进行评估并优化。

研究室的主要科研活动包括： 
中国建筑工人复合手工物料搬运作业时生理和感觉反应； 
手工物料搬运中人因素的定量化及基于神经网络的评估； 
地面光滑度对手工物料搬运者的心理物理和生理影响研究； 
基于人因学的工作地设施布局优化研究； 
基于心理物理学方法的中国人群RWL方程验证。

办公工效学研究室 
Office Ergonomics

办公工效学研究室致力于从人因与工效学角度，基于生理学、人体体能和极限性等基本原理，为白领和蓝领设计适合其办公或工作的环境，从而缓解或防止不好的办公环境设计引发的腕管综合症、慢性背痛、颈椎病、视觉疲劳、听力损伤等一系列难以挽回的伤害。

办公工效学研究室关注的方向主要包括：

工作姿势：与人体背部，上下肢，头部和颈部结构有关。姿势长期不合理易引发慢性背痛、颈椎病等；

工作台：包括桌子和椅子以及工作台净空，其中桌子与个体身高有关，易引发疲劳、肩部不适等；椅子与人体各部分的生理尺寸有关。易引发背部和腰部疼痛、上肢损伤等；足部空间与个体尺寸有关。若空间不够，则无法找到合适的姿势，从而引发慢性背痛、颈椎病等；腕部空间与人能够自由伸展的手指范围有关。易造成手指超负荷，从而引发腱鞘炎、腕管综合症等；

工作面上的设备与布局：与上肢弯曲度有关。易引发肩周炎、慢性背痛、颈椎病等。其中文件夹的布局是否合理与人体上肢伸展幅度和人的视野范围有关。存放位置不当，易引发颈部不适、视觉疲劳和头痛；笔记本电脑：与人的视野范围和肘部活动幅度有关。使用不当易引发颈部不适、视觉损伤、肘部超负荷；屏显：与个体的认知局限有关。字体、颜色、用词和布局不当，易引发记忆负荷或信息加工负荷、视觉不适等；输入设备：使用过程中，与个体的手指、肘部、腕部、乃至视野范围等都有关。易引发腱鞘炎、腕管综合症、视觉疲劳等；

环境：采光和颜色、噪声、空气、湿度、振动，辐射等不当，易引发视觉损伤、听力损伤等，降低工作效率和舒适度等；

组织管理：工作设计、工作效率、加班、激励、动机和轮班和管理策略改变等问题管理不善，易引发员工舒适度降低、不满情绪增加，从而导致离职、人员流失、职业危险等。

管理与组织工效学研究室 
Management and Organization Ergonomics

管理与组织工效学研究室针对工作地现场、工作团队、人员行为及作业等方面，应用管理学、人因学、系统分析和实验分析的方法，将人－机－环境作为一个整体研究对象，解决人－机－环境的各种交互关系的管理与组织工效问题。研究室还面向企事业单位，以理论讲授与案例讨论分析相结合的方法，从事工作地现场管理、精益管理、企业管理等方面的培训和咨询服务。工作地现场管理通过应用编码技术、行迹管理技术、目视控制、心理学法则等，对生产制造型以及办公服务型工作地进行设计与改善，使得工作地安全、高效、健康和舒适。

研究室关注的方向包括： 
对特定组织内的人机环境进行调研分析，从而优化其人机环境； 
为特定组织或企业研究并开发流程改善优化与再造、精益管理模式； 
考察并制定不同单位或行业的管理与组织发展战略和决策； 
探究特定组织内的用户和潜在用户的特征、偏好等，并进行用户体验调研。

研究室主要科研活动包括： 
客运专线调度所人机环境研究； 
视觉搜索与检测作业的绩效及其改进； 
电视插播广告的长度提示对广告效果的影响； 
中铁集装箱箱管模式研究； 
车间绩效考核管理体系研究； 
铁路客运站服务质量评价和提升。 
 

IT设计中的可用性与用户体验研究室 
Usability and User Experience of IT Design

交互设计作为一门学科和技术，中心问题就是要开发易于使用的交互式产品。它强调优化用户与系统、环境或产品之间的交互，要求这些交互支持和扩充的用户行为。交互设计的目标可以分为两类：可用性目标和用户体验目标。

可用性目标是关于满足特定的可用性标准的（如有效性），在ISO9241中对可用性作出了明确定义。

用户体验目标是指用户在系统交互时的感觉如何，主要使用主观性的术语来描述用户体验的本质，如：令人满意、让人有成就感、富有启发性、让人得到情感上的满足、可激发创造性等。

可用性目标与用户体验目标之间存在着权衡折衷的问题，对两者的不同追求会对产品有不同的影响，要根据具体的任务，用户及使用的环境来确定。IT设计中的可用性与用户体验研究室致力于针对特定产品进行可用性评估和用户体验测试，并根据具体的任务、用户和环境取得可用性和用户体验之间的权衡，为开发易于使用的交互式产品提供设计标准、原型等。

研究室的主要研究课题

可用性衡量标准

认知工效与人机交互研究室 
Cognitive Ergonomics And Human-Computer Interaction

认知工效与人机交互研究室的目标是成为信息技术产品与服务测试和评估的国际中心，以及设计和评估不同的新交互科技。研究室主要关注三大方面：设计标准和指南，用户需求分析及用户研究，以及计算机人机交互等。

设计标准和指南

致力于从人因与工效学的角度考量现有产品设计，为各类产品提供设计标准或指南。主要的研究包括： 
通用原理，如《人机工程设计标 准》，《人机工程术语标准研究》，《工作系统设计的人类工效学原则》（中国标准化研究院）等； 
针对移动终端设备的设计标准（中国标准化研究院） ； 
针对网站的用户界面设计标准（日本NTT）； 
针对软件的可用性与设计指南（联想）； 
针对办公环境的设计指南（国际劳工组织北京局）。

用户需求分析和用户研究

重点围绕如何运用工效学手段把握用户的特征，从而保证产品开发的成功率。主要的研究包括： 
面向老年人的设计，包括手机、网站、移动交流平台等； 
年轻用户对手机服务的需求研究； 
面向服务业的用户满意度调查分析等。

计算机人机交互

重点针对软件的界面设计、移动应用以及智能设备进行实验、教学与研究。主要的研究包括： 
针对特定产品的人机交互研究，如家电，移动终端设备等； 
人机交互的跨文化比较研究，如人与机器人交互跨文化研究； 
面向特定产品的最新人机交互模式与范例研究等。 
 

决策理论与方法研究室 
Human Decision Theory and Methodologies

决策理论与方法研究室旨在研究人的决策过程中的主要影响因素及不同的人在不同情景下的决策过程。随着机器设备的性能越来越高，人本身逐渐成为人机系统中的薄弱环节。由于人在决策过程中的失误而带来安全事故屡见不鲜，因此越来越多的人因工程、认知科学等研究领域和应用领域的人员，研究在复杂情况下人的决策过程。另一方面，随着全球化经济的发展，不同国家文化之间的合作和沟通越来越频繁，但由于来自不同文化的人在决策过程中的差异，使得在合作和沟通中产生冲突，导致最后的合作失败的情况也经常发生。

针对以上背景现状，研究室关注的主要研究方向包括：

复杂系统中人的决策研究 

随着科学技术的发展，工业系统的数字化、复杂化的程度越来越高，经常出现信息量过载、操作任务过于复杂、系统界面设计不合理等问题，这些因素对人的决策过程有重大的影响，从而导致人的操作绩效下降。传统的人的决策研究不能完全解释人在复杂系统环境中的决策过程。此外，情景意识（situation awareness）是人在决策过程中获取信息的不可缺少的环节，它的形成分别会受到人本身的特点、周围的环境因素以及任务本身的影响。 
研究室旨在探索复杂环境中的各影响因素对人的情景意识和决策过程的影响

跨文化环境中的个体决策和团队决策研究 

来自不同文化背景的个体在价值观、思维方式、沟通方式，团队倾向以及个性等方面都可能存在差异。有效的跨文化的交流、合作和协同发展必须要考虑到文化差异对个体和团体决策的影响。 
研究室的主要课题包括： 
文化差异对个体态度、动机与决策过程的影响 
文化差异对团体互动、协作与决策过程的影响。 
数字化工业系统中人机交互行为、复杂度与失误

  
复杂系统中人的决策研究

  
文化差异对决策过程影响的研究

人的失误与系统安全研究室 
Human Error and System Safety

人的失误与系统安全实验室主要关注复杂系统（尤其是安全关键系统）的人因学问题、可靠性与安全。

人的失误与系统安全研究室的研究主题包括：

人的绩效测量、建模与仿真； 
面向情境意识的界面设计及其评估； 
新界面技术的适用性； 
人机交互过程的错误恢复策略； 
人的失误的定性和定量模型； 
任务复杂度的度量； 
大型数字化界面的人因学验证和可靠性评估； 
应急操作规程的设计； 
复杂系统操作员的班组培训和行为培训； 
非理性决策对系统安全的影响等。

通用设计研究室 
Design for All

信息通信技术给人们的工作和生活带来巨大好处的同时也产生了新形式的社会隔离和区别，特殊人群难以平等地享受信息社会的好处。通用设计研究室致力于通过以用户为中心的设计方法，研究包括残疾人和老年人在内的各种用户的需求，从而设计适合不同特定群体成员的可用产品，提高其用户体验和生活质量。

通用设计研究室所关注的方向主要包括：

基础理论研究：研究特定群体的生理局限、认知状况和心理特征，从而为正确探析用户需求和限制提供佐证； 
针对不同群体的产品设计和界面设计：如面向老年人和某些有生理障碍或缺陷的人群的手机、网页或智能家电设计； 
科技接受：研究特定群体对新技术的需求、接受程度或排斥状况以及接受或排斥的原因，为新技术、新产品在界面设计、功能和内容等设置上如何充分考虑生理认知限制，真正赢得用户喜欢等提供指导意见。 
产品可用性测试：通过定性定量的可用性测试方法，如启发式评估和焦点小组讨论法，设计相应的任务，考察特定群体对产品的可用性评估和体验状态，为产品的改进提供参考标准； 
原型或平台开发：为缓解特定群体的心理状况，提高其生活质量，增加其独立性，研发相应的原型系统或平台。例如，为防止老年人的社会疏离和社交排斥现象，增加老年人真实生活中成员相遇机会，研究室开发并检验了老年人移动社交平台系统。

通用设计研究室与业界有广泛合作，与老年人相关的研究项目主要有：

面向老年人的用户界面设计准则和产品设计（日本NTT，利宝集团）； 
满足老年人独立生活需求和提高老年人生活质量的所有领域的服务（包括已有服务和新服务）的即插即拔和低成本互连的开发性架构系统 （欧盟第七框架资助项目OASIS）； 
开发防止老年人社交疏离的移动社交平台和提高老年人生活质量的营养顾问系统。

跨文化设计研究室 
Cross-Culture Design

生活在不同文化规范下的人所具有的心理与行为特征深深地根植于当地的文化传统之中。跨文化设计研究室致力于从文化对个体影响的三个层次，可观察的外在物品（observable artifacts）、个体的价值观（values）、个体的潜在假设（underlying assumptions）， 来研究个体的知觉、思维过程、情感以及行为方式，分析不同文化背景下的用户特征和用户需求，从而设计迎合客户需求的可用性产品。

Good computing systems for everyone – how on earth? Cultural aspects

文化与人机交互：不同文化背景下的个体在感知、开发和使用计算机等电子产品方面存在一些差异。研究室承担了多项课题，其中包括国家自然科学基金项目：人与机器人交互的跨文化研究，并发表了许多篇专业论述。

文化与用户界面：文化通过对个人的知觉、思维过程、情感、行为方式及偏好的影响，间接影响了用户对用户界面的体验和可用性评价。跨文化设计研究室的主要工作包括： 
文化差异与用户界面设计； 
符号设计的跨文化效应研究； 
汽车购买决策辅助网站的用户体验设计研究； 
数字维修文件的跨文化设计研究； 
在线社交性的跨文化研究等。

文化差异与管理：在工作中，不同文化下的个体有着不同的需要，有着满足需要的独特的方式，有着独特的行为表现和生活态度。研究室致力于分析不同文化背景下个体的显性文化冲突和价值观冲突，为管理工作提供一些佐证和参考价值。例如，用于IBM的文化差异与项目管理研究。

普适计算与移动运算研究室 
Ubiquitous Computing and Mobile Computing

普适计算与移动运算研究室主要研究普适计算环境中人机交互模式和特点、任务绩效以及用户体验。普适计算的概念是用户能够在任何时间、任何地点、以任何方式获取信息并与信息系统交互。

研究室主要从事的研究包括：

基于情境的移动计算应用设计 

现代移动运算技术可以通过感应用户所在的位置、时间、环境、当前任务等，来提供最有效的信息和服务。研究室针对“人-机-环境”模式下人机交互面临的新挑战，包括在多个设备/任务中跳转、用户的注意力分配、输入/输出的难易、环境压力以及用户对情境感知技术的接受度和个人隐私问题等。

应用普适计算支持老年人独立生活 

对于老年人来说，生理和（或）心理的衰退、居住条件、交通设施的匮乏、社区信息和沟通服务的短缺以及低收入水平是影响他们独立性的主要因素。研究室与欧盟第七框架OASIS项目团队一起致力于建立一个基于本体和语义服务的开放性平台，这些服务将覆盖老年人对于独立生活、自主行动以及智能工作空间的需求。

面向老年人的移动社交平台设计

社会化计算研究室 
Social Computing

随着网络沟通工具的普及、用户共享内容的涌现以及在线社交网络的繁荣，社会化计算对人们日常生活中的沟通、协作、学习、维系关系、交换信息等活动产生了深远影响，并可能进一步影响信息传播、市场营销以及企业管理。社会化计算研究室主要研究信息系统与社交行为以及社会生活之间的相互作用与影响。

社会化计算研究室的主要研究方向包括：

社交性：社交网络软件的新维度 

社交网络软件应能够促进社交活动、提升社会连接性，亦即具备社交性。对于不同类型的社交网络软件（如IM、SNS、博客等），社交性意味着什么？受到哪些设计因素的影响？对用户使用社交网络的意愿和满意度到底有何种影响？文化差异对社交性设计有何影响？研究室旨在回答以上问题。 
社会化计算与学习 

对于个体学习而言，社会化计算为个体提供了开放的知识分享和学习的平台，对学习沟通的效果和学习社区中的社会临场感产生影响；对于组织学习而言，社会化计算提供了一个轻量级、易于使用和操作灵活的工具，促进沟通和协作，提供了一个分布式的知识分享模式。研究室针对社会化计算与学习效果之间的关系进行研究，并在此基础上讨论在线知识分享与管理系统的质量评价模型。 
社会网络分析、信息传播与营销研究 

社交网络软件的广泛应用为分析用户之间的社会关系提供了丰富的数据。社会网络既为个体传播信息提供了便利，又成为限制条件；社会网络关系研究对于信息传播和营销策略有直接意义。研究室结合社会行为中的定性研究方法和数据挖掘的定量研究方法，对于社交网络与信息传播之间的互动进行研究。研究课题包括： 
社会性媒体（Social media，如微博客，SNS等）的社群分析 
针对基于社会网络的移动广告设计与传播模式的研究（与华为科技有限公司合作） 
社会化计算中的个人 
人的行为与其所在的社会构型之间有着很强的联系，此方面的研究课题包括： 
社交网络系统中人际关系对用户行为的影响； 
个体分享行为动机的形成； 
影响用户满意度和忠诚度的设计因素。

基于社交网络的移动广告研究框架（针对基于社会网络的移动广告设计与传播模式的研究）