人體工程學(xué)工效學(xué)

人體工程學(xué)（工效學(xué)）人體工程學(xué)，也稱為工效學(xué)[1]。它吸取了自然科學(xué)和社會科學(xué)的廣泛知識內(nèi)容，是一門涉及面很廣的邊沿學(xué)科。在機(jī)械工業(yè)中，工效學(xué)著重研究如何使設(shè)計(jì)的機(jī)器、工具、成套設(shè)備的操作辦法和作業(yè)環(huán)境更適應(yīng)操作人員的規(guī)定?？焖賹?dǎo)航關(guān)系表目錄1基本概述2重要內(nèi)容人的能力人機(jī)交往環(huán)境影響3重要目的4發(fā)展歷史簡述起步啟蒙時期正式形成時期飛速發(fā)展時期5國外動向1基本概述編輯（1）工效學(xué)應(yīng)用人體工程學(xué)（工效學(xué)）[2]是一門新興的邊沿學(xué)科，工效學(xué)這一名稱是根據(jù)英文“Ergonomics”翻譯過來的，“Ergonomics”這個詞是由兩個希臘詞根構(gòu)成的，ergo是出力，工作的意思，nomics是正?；?guī)律的意思。因此Erginomics的含義是人的工作規(guī)律問題。也就是說，這門學(xué)科是研究人在生產(chǎn)和工作中合理地，適度地勞動的問題。工效學(xué)是根據(jù)人的心理、生理和身體構(gòu)造等因素，研究人、機(jī)械、環(huán)境互相間的合理關(guān)系，以確保人們安全、健康、舒適地工作，并獲得滿意的工作效果的機(jī)械工程分支學(xué)科。（2）自美國人泰勒開創(chuàng)科學(xué)管理以來，工作效能的研究始終是管理工程學(xué)的重要構(gòu)成部分。吉爾布雷斯夫婦首先應(yīng)用心理學(xué)原理進(jìn)行了動作研究，注意到工人疲勞、工作單調(diào)等因素對工效的影響。（3）第二次世界大戰(zhàn)期間，因多個新式武器的產(chǎn)生，設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮操作人員的生理和心理特點(diǎn)，研究如何使機(jī)器與人的能力程度和特性相適應(yīng)，從而產(chǎn)生了工效學(xué)。隨即，工效學(xué)在各國工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。（4）1961年，在斯德哥爾摩成立了國際工效學(xué)協(xié)會。此后，許多國家都成立了工效學(xué)的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)團(tuán)體，研究成果被納入國標(biāo)，特別是涉及安全、健康方面的原則往往是強(qiáng)制執(zhí)行的。因此工效學(xué)在發(fā)展中逐步與原則化工作結(jié)合起來。（5）中國方面的工效學(xué)發(fā)展工效學(xué)在人—機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的研究中，經(jīng)歷了人適應(yīng)機(jī)、機(jī)適應(yīng)人、人機(jī)互相適應(yīng)幾個階段，現(xiàn)在又已進(jìn)一步到人、機(jī)、環(huán)境三者協(xié)調(diào)的人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)，從單純研究個人生理和心理特點(diǎn)，發(fā)展到研究如何改善人的社會性因素。隨著市場競爭的加劇和生產(chǎn)水平的提高，工效學(xué)在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用也更加廣泛和進(jìn)一步。（6）在人—機(jī)系統(tǒng)中，人體各部分的尺寸，人的視覺和聽覺的正常生理值，人在工作時的姿勢，人體活動范疇、動作節(jié)奏和速度，勞動條件引發(fā)工作疲勞的程度，以及人的能量消耗和補(bǔ)充；機(jī)器的顯示屏、控制器（把手、操縱桿、駕駛盤、按鈕的構(gòu)造型式和色調(diào)等）和其它與人發(fā)生聯(lián)系的多個裝備（桌椅、工作臺等）；所處環(huán)境的溫度、濕度、聲響、振動、照明、色彩、氣味等都會影響人的工作效率。而工效學(xué)正是研究它們之間的關(guān)系的。（7）工效學(xué)還研究人的工作行為和產(chǎn)生行為差別的多個因素，這些因素涉及：年紀(jì)、性別、個人的智力和文化技術(shù)水平、工作愛好和工作動機(jī)、性格特點(diǎn)、工作情緒等主觀因素。同時，工效學(xué)還研究所處環(huán)境、設(shè)備性能、工作條件等客觀因素以及人群關(guān)系、組織作風(fēng)等社會性因素。這些因素使人的能力互不相似，對系統(tǒng)的適應(yīng)程度也各有差別。（8）工效學(xué)還強(qiáng)調(diào)人有產(chǎn)生錯誤行為的可能性，良好的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)有助于減少操作人員失誤的客觀因素，并有助于防止和減少由于主觀因素或社會性因素造成的失誤。（9)為實(shí)現(xiàn)人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的整體效果，還需要選擇含有一定素質(zhì)的操作人員，并予以適宜的訓(xùn)練，使他們學(xué)會操作和維護(hù)這個系統(tǒng)。操作人員必須恪守操作規(guī)程，制訂的操作規(guī)程應(yīng)符合操作人員的生理和心理特點(diǎn)。(10)工效學(xué)在機(jī)械工業(yè)中已廣泛用于多個產(chǎn)品、設(shè)施和生產(chǎn)系統(tǒng)中。例如，在駕駛汽車的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)中，司機(jī)首先要理解車外環(huán)境（車流、人流、交通信號和標(biāo)志、道路條件等狀況）和汽車本身運(yùn)行狀態(tài)（速度、發(fā)動機(jī)溫度、壓力、油量等儀表顯示的狀況），以擬定行車方針和進(jìn)行適宜的操縱。(11)為使司機(jī)駕駛省力、安全和舒適，在設(shè)計(jì)汽車時應(yīng)根據(jù)人體測量數(shù)據(jù)和生理、心理負(fù)荷反映來考慮司機(jī)的座位、各顯示屏和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)立；適宜減少汽車重心，使行駛較為穩(wěn)定，乘坐舒適。在設(shè)計(jì)時還應(yīng)考慮司機(jī)在操作中可能失誤或遭受外來車輛的撞擊，應(yīng)有防止方法，如采用過速自動報警裝置，增設(shè)安全帶、緩沖保險杠、不易破碎的擋風(fēng)玻璃等。又如改善后的橋式起重機(jī)的司機(jī)室，將多個操縱桿裝在司機(jī)座位的兩側(cè)，正前方和兩側(cè)都是大玻璃窗，擴(kuò)大司機(jī)的視野并可讓司機(jī)坐在座位上操作。操縱桿把手的材料、構(gòu)造、形狀、位置根據(jù)功效選用和設(shè)計(jì)，使司機(jī)憑觸覺就能操作。整個司機(jī)室密閉性良好，這樣就能改善不良的操作條件和客觀環(huán)境對司機(jī)工作效能的影響。2重要內(nèi)容編輯人的能力(1)工效學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)這涉及人的基本尺寸，人的作業(yè)能力，多個器官功效的程度及影響因素等。對人的能力有了理解，才可能在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中考慮這些因素，使人所承受的負(fù)荷在可接受的范疇之內(nèi)。例如，人的短期記憶容量是七個元素左右，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中如果某一工作對人的短期記憶有規(guī)定，就不能超出這一程度，否則人將會遺忘過多的信息，造成錯誤的發(fā)生。再例如人在直立時向上推舉的平均最大力是人體重的100%，對人體無傷害的最大舉力是15%左右。若某一工作的負(fù)荷超出這一值，不僅會影響人的工作效率，甚至?xí)绊懭说纳硇慕】怠Ｈ藱C(jī)交往(1)“機(jī)”在這里不僅僅代表機(jī)器，而是代表人所在的物理系統(tǒng)，涉及多個機(jī)器，電子計(jì)算機(jī)，辦公室，多個自動化系統(tǒng)等等。人類工效學(xué)的座右銘是“使機(jī)器適合于人”。在人—機(jī)交往中，人類工效學(xué)的重點(diǎn)是工作地，多個顯示屏和控制器的設(shè)計(jì)。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和電子計(jì)算機(jī)的普及，人—計(jì)算機(jī)交往的研究在人類工效學(xué)中占有越來越重要的地位。環(huán)境影響(1)人所在的物理環(huán)境對人的工作和生活有非常大的影響作用，因此，很自然地，環(huán)境對人的影響是人類工效學(xué)的一種重點(diǎn)內(nèi)容。這方面的內(nèi)容涉及：照明對人的工作效率的影響，嗓音對人的危害及其防治方法，音樂，顏色，空氣污染對人的影響等等。3重要目的編輯(1)工效學(xué)崗位設(shè)計(jì)人類工效學(xué)的目的有三個：第一，使人工作得更有效；第二，使人工作得更安全；第三，使人工作得更舒適。這三個目的有時是相一致的。例如一種新機(jī)器可能比舊機(jī)器的效率更高，更安全，更舒適。但是在許多狀況下，這三個目的是相矛盾的。一種更安全，更舒適的操作辦法可能比舊辦法效率要低些。某一新機(jī)器能夠使人工作的更舒適，但增加的效率能夠局限性以賠償增加的投資等。這個矛盾的解決顯然取決于人與機(jī)器的相對重要性，取決于人所處的時代，環(huán)境等。(2)在遠(yuǎn)古時代，由于機(jī)器（工具）的稀少，環(huán)境的惡劣，人的生命的艱難，人不得不無條件地使自己適應(yīng)機(jī)器（工具）和環(huán)境。人們改善工具的重要目的是為了更高的效率，以抵抗環(huán)境和敵人生存下去。使用工具時的安全和舒適是不在人們的考慮之中的，人們決不會為了舒適而放棄某一種更先進(jìn)的工具。(3)我們能夠構(gòu)想在抱負(fù)的將來社會，機(jī)器和環(huán)境將絕對地服從于人。人的安全與舒適將是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的位置，人可隨心所欲地變化他所處的物理系統(tǒng)和環(huán)境以滿足他的需要。效率將是一種次要問題。(4)我們既不是生活在遠(yuǎn)古時代，也不是生活在抱負(fù)社會之中。因此有時人不得不適應(yīng)于機(jī)器與環(huán)境，有時我們能夠改造機(jī)器和環(huán)境使之更加好地服務(wù)于人。這使得人類工效學(xué)者的工作充滿著矛盾和挑戰(zhàn)。(5)西方社會比我們發(fā)達(dá)，生活水平比我們高，因此在那里工效學(xué)更強(qiáng)調(diào)人的重要性，教科書中的宗旨為：使機(jī)器適合于人（Fittingthetasktotheman）。我國現(xiàn)在生活水平還比較低，生產(chǎn)力也比較落后，在諸多地方是人適應(yīng)于機(jī)器。但是隨著人們生活水平的提高，人的價值將越來越高，人類工效學(xué)作為一門學(xué)科也將越來越受到重視，人類工效學(xué)對人的工作和生活將發(fā)揮越來越大的影響。4發(fā)展歷史編輯簡述(1)自從人類誕生以來，就存在著人機(jī)關(guān)系問題。隨著人類的進(jìn)步，人在不停地改造環(huán)境，改造工具，方便使自己在工作時能夠更安全，健康，舒適，使工作效率更高達(dá)成優(yōu)化。但這些改善分布在人類漫長的進(jìn)步過程中，都比較零碎，具體，還局限性以使人類工效學(xué)成為一門科學(xué)。人類工效學(xué)逐步成為一門科學(xué)還是近一百年的事，其發(fā)展能夠歸納為三個階段。起步啟蒙時期(1)即使在1884年德國學(xué)者莫索（A·Mosso）就在人進(jìn)行勞動時，將人體通以微電流，通過電流的變化測量人體的疲勞程度，但我們認(rèn)為，人類工效學(xué)作為一門科學(xué)形成于本世紀(jì)初，重要應(yīng)歸功于泰勒和吉爾布雷思。(2)1898年美國人泰勒（F·W·Taylor）從提高工作效率的角度出發(fā)，對裝卸工使用的鐵鍬進(jìn)行了研究。他發(fā)現(xiàn)每次鏟運(yùn)的重量在10公斤左右時，勞動效率最高。因此他設(shè)計(jì)了許多大小不同的鐵鍬，以適應(yīng)裝卸不同的物料。在此后來，他還進(jìn)行過搬運(yùn)生鐵的研究，通過制訂每次的搬運(yùn)量，搬運(yùn)速度，休息時間，使作業(yè)者充足發(fā)揮勞動潛力，從而提高工作效率。(3)19美國人吉爾布雷思（Frank·Gilbrith）對建筑工人砌磚進(jìn)行了研究，通過去掉砌磚動作中的無效動作和輔助裝置，使砌磚工人每小時的砌磚數(shù)由過去的每小時170塊提高到350塊，大大提高了砌磚工人的工作效率。(4)在泰勒和吉爾布雷思工作的基礎(chǔ)上，形成了時間和動作研究這樣一門學(xué)科。即使時間和動作研究本身并不是人類工效學(xué)，但其思想與人類工效學(xué)已非?？拷Ｕ叫纬蓵r期(第二次世界大戰(zhàn)期間，某些國家，特別是英國和美國，大力發(fā)展多個新式武器裝備。由于片面地重視了工程技術(shù)方面的研究，無視了對使用者操作能力的研究和訓(xùn)練，因此碰到了許多問題。以飛機(jī)為例，由于座艙及儀表的顯示位置設(shè)計(jì)不當(dāng)，經(jīng)常造成駕駛員讀儀表或操作錯誤，進(jìn)而發(fā)生事故。另外許多操作在戰(zhàn)斗時不靈活，使飛機(jī)命中率減少等。通過分析發(fā)現(xiàn)這些事故的因素可歸結(jié)為：（1）顯示屏，控制器的設(shè)計(jì)沒有充足考慮人的生理特性，心理特性，致使儀器的設(shè)計(jì)和配備不當(dāng)，不能適應(yīng)人的規(guī)定；（2）操作人員缺少訓(xùn)練，不能適應(yīng)復(fù)雜機(jī)器系統(tǒng)的操作規(guī)定。這些因素引發(fā)了決策者和工程師們的高度重視。工程師們開始感到人的因素在設(shè)計(jì)中是一種不可無視的重要條件。要設(shè)計(jì)一種好的當(dāng)代化設(shè)備，只含有工程技術(shù)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須理解設(shè)備的使用者的生理的和心理等方面的知識。于是在第二次世界大戰(zhàn)后很快，人類工效學(xué)作為一門新興的邊沿學(xué)科正式形成了。多個人類工效學(xué)會，如國際人類工效學(xué)會和美國人類工效學(xué)會相繼成立。飛速發(fā)展時期(1)進(jìn)入20世紀(jì)70年代后來，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，操作系統(tǒng)對人的規(guī)定越來越高，系統(tǒng)中考慮人的因素也顯得越來越重要。特別是美國三里島核電站事件的發(fā)生，對人類工效學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用。(2)工效學(xué)鑷子設(shè)計(jì)1979年3月28日凌晨4點(diǎn)，在美國賓夕法尼亞洲哈里斯柏格附近的三里島核電站，一種臨時的障礙引發(fā)該核電站一號機(jī)組供水系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)自動關(guān)閉。在零點(diǎn)幾秒之后，系統(tǒng)中建立的予備保險系統(tǒng)開始正常工作，提供新的供水系統(tǒng)。緊接著四個核心性的錯誤一起發(fā)生了，以從末有過的事實(shí)證明人在復(fù)雜系統(tǒng)中的體現(xiàn)是多么重要。(3)第一種錯誤發(fā)生在故障發(fā)生之前。予備供水系統(tǒng)的管道被維修工人關(guān)閉了。而這個維修工人從此就沒有上班。成果是核反映中心由于得不到循環(huán)冷水的供應(yīng)以排除它的熱量。溫度開始升高，并把周邊的冷水變成蒸汽。壓力快速升高。(4)但是預(yù)備保險系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。圓形棒下降到反映堆使核反映程序放慢。壓力釋放閘打開了以釋放在主冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生的蒸汽。當(dāng)壓力下降到低于警戒水平后，自動釋放閘收到了關(guān)閉的信號。正象在一種熱循環(huán)系統(tǒng)中當(dāng)屋內(nèi)溫度達(dá)成了一定的溫度時，熱循環(huán)系統(tǒng)就自行關(guān)閉同樣。在這時，第二個錯誤發(fā)生了。由于閘門失靈，這個閘門并沒有關(guān)閉。(5)在發(fā)動機(jī)關(guān)閉的一分鐘之內(nèi)，三里島核電站的操作人員正在試圖從無數(shù)的紅燈，警報中猜想終究發(fā)生了什么事。即使根據(jù)他們過去受訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)他們對事故有一種大概的理解，但有一種信號使他們誤入歧途。壓力釋放顯示屏顯示的是命令狀態(tài)，而不是實(shí)際狀態(tài)。操作人員覺得壓力釋放閘是關(guān)閉的。這是第三個核心性的錯誤。(6）工效學(xué)螺絲刀同時，予備的自動保險系統(tǒng)繼續(xù)工作。一種緊急水泵自動打開，開始向系統(tǒng)提供系統(tǒng)急需的冷卻劑。在這里，操作人員做出了一種決定使可能是一種小事故變成了大災(zāi)難。由于屏幕顯示壓力已經(jīng)很高，釋放閘已經(jīng)關(guān)閉，操作人員決定自已而不是用機(jī)器來控制系統(tǒng)。他們把緊急水泵關(guān)閉了。這個決定是基于操作人員的推測系統(tǒng)中的冷卻劑太多了而不是太少了。反映堆得不到急需的冷卻劑，事故很快就到了不可收拾的地步。（7）事故的調(diào)查表明：第一，不是某一種失誤，錯誤，事件或機(jī)器失靈造成這場事故。這場事故是由許多因素共同引發(fā)的。第二，人的錯誤是在許多不同的方面的，從操作人員錯誤地把緊急冷卻劑關(guān)閉到設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)閘門的顯示屏?xí)r告訴人們應(yīng)當(dāng)做什么，而不是閘門當(dāng)時的狀態(tài)。第三，可能是最重要的，大量的信息和復(fù)雜的顯示形式超出了操作人員內(nèi)在的，有限的能力，如注意力，記憶力，決策能力等。因此在三里島事件中與在其它事件中同樣，即使人的錯誤是事故的直接因素，操作人員本身并沒有什么過失，而是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)受到責(zé)怪，由于他們給了操作人員無法勝任的工作。這就象在體力勞動中，某一工作規(guī)定某人在某一核心時刻扛起300公斤的重物。當(dāng)這個人扛不起這個重量時，我們能夠埋怨這個人沒有使出全身的力氣嗎？5國外動向編輯尖端技術(shù)領(lǐng)域中的工效學(xué)（1）隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，人機(jī)系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，某些復(fù)雜系統(tǒng)的控制，如飛機(jī)的駕