在如今竞争愈发激烈的市场环境中，装配产品的质量是制造企业的命脉。随着科学技术的发展、设备可靠性的提高和运行环境的改善，直接由机器引发的产品质量事故所占比例逐渐下降，而由操作人员引发的质量失误却呈上升势态，人因失误在人机系统事故中饰演的角色越来越重要。自从人因失误这个名词被提出来以后，以往的众多的学者将关注点主要集中在人因失误的发生模式和具体原因的分析上。而目前对脑力负荷如何导致人因失误发生的机理不甚了解，所以对脑力负荷通过什么方式导致人因失误的发生及脑力负荷维持在什么水平使制造企业绩效最优进行探讨是非要需要的。　　首先通过借鉴NASA-TLX量表及其使用方法，设计了现场调查问卷，对自治装配单元的操作员工进行问卷调查。调查结果显示脑力要求、体力要求、时间要求三个维度对脑力负荷的影响权重最大，从而为了下文所要设计的模拟交互人机实验做好因素选择铺垫。其次，研究在双任务实验下，考查人员在实验操作过程中的反应时和正确率，并对其行为数据进行分析。结果显示任务的复杂度、被试的反应时间以及个人因素均对脑力负荷水平具有定量的影响。　　为了使手工自治装配单元的绩效最优，考虑了自治装配单元的复杂度，采用时间压力模型对脑力负荷进行建模，并将操作员工的经验因素加以考虑。建立了质量与效率的平衡优化目标函数，应用自适应权重粒子群算法对该函数求解，求出单元中各个工作站操作员工的脑力负荷维持在什么水平，使整个自治装配单元的绩效维持在最佳。最后通过某工厂一个锂离子电池的自治装配单元案例，验证目标函数模型的有效性。