人体工程学(工效学)

人体工程学（工效学）人体工程学，也称为工效学[1]。

它吸收了自然科学和社会科学的广泛知识内容，是一门涉及面很广的边缘学科。

在机械工业中，工效学着重研究如何使设计的机器、工具、成套设备的操作方法和作业环境更适应操作人员的要求。

快速导航关系表目录1基本概述2主要内容人的能力人机交往环境影响3主要目的4发展历史简述起步启蒙时期正式形成时期飞速发展时期5国外动向 1基本概述编辑（1）工效学应用人体工程学（工效学）[2]是一门新兴的边缘学科，工效学这一名称是根据英文“Ergonomics”翻译过来的，“Ergonomics”这个词是由两个希腊词根组成的，ergo是出力，工作的意思，nomics是正常化，规律的意思。

因此Erginomics的含义是人的工作规律问题。

也就是说，这门学科是研究人在生产和工作中合理地，适度地劳动的问题。

工效学是根据人的心理、生理和身体结构等因素，研究人、机械、环境相互间的合理关系，以保证人们安全、健康、舒适地工作，并取得满意的工作效果的机械工程分支学科。

（2）自美国人泰勒开创科学管理以来，工作效能的研究一直是管理工程学的重要组成部分。

吉尔布雷斯夫妇首先应用心理学原理进行了动作研究，注意到工人疲劳、工作单调等因素对工效的影响。

（3）第二次世界大战期间，因各种新式武器的产生，设计人员必须认真考虑操作人员的生理和心理特点，研究如何使机器与人的能力限度和特性相适应，从而产生了工效学。

随后，工效学在各国工业生产中也得到广泛应用和发展。

（4）1961年，在斯德哥尔摩成立了国际工效学协会。

此后，许多国家都成立了工效学的专业研究机构和学术团体，研究成果被纳入国家标准，尤其是涉及安全、健康方面的标准往往是强制执行的。

因此工效学在发展中逐渐与标准化工作结合起来。

（5）中国方面的工效学发展工效学在人—机环境系统的研究中，经历了人适应机、机适应人、人机相互适应几个阶段，现在又已深入到人、机、环境三者协调的人—机—环境系统。

在系统内，从单纯研究个人生理和心理特点，发展到研究怎样改善人的社会性因素。

随着市场竞争的加剧和生产水平的提高，工效学在机械产品的设计和制造中的应用也更加广泛和深入。

（6）在人—机系统中，人体各部分的尺寸，人的视觉和听觉的正常生理值，人在工作时的姿势，人体活动范围、动作节奏和速度，劳动条件引起工作疲劳的程度，以及人的能量消耗和补充；机器的显示器、控制器（把手、操纵杆、驾驶盘、按钮的结构型式和色调等）和其他与人发生联系的各种装备（桌椅、工作台等）；所处环境的温度、湿度、声响、振动、照明、色彩、气味等都会影响人的工作效率。

而工效学正是研究它们之间的关系的。

（7）工效学还研究人的工作行为和产生行为差异的各种因素，这些因素包括：年龄、性别、个人的智力和文化技术水平、工作兴趣和工作动机、性格特点、工作情绪等主观因素。

同时，工效学还研究所处环境、设备性能、工作条件等客观因素以及人群关系、组织作风等社会性因素。

这些因素使人的能力互不相同，对系统的适应程度也各有差异。

（8）工效学还强调人有产生错误行为的可能性，良好的人-机-环境系统有助于减少操作人员失误的客观因素，并有利于预防和减少由于主观因素或社会性因素造成的失误。

（9)为实现人-机-环境系统的整体效果，还需要选择具有一定素质的操作人员，并给予适当的训练，使他们学会操作和维护这个系统。

操作人员必须遵守操作规程，制订的操作规程应符合操作人员的生理和心理特点。

(10)工效学在机械工业中已广泛用于各种产品、设施和生产系统中。

例如，在驾驶汽车的人-机-环境系统中，司机首先要了解车外环境（车流、人流、交通信号和标志、道路条件等情况）和汽车本身运行状态（速度、发动机温度、压力、油量等仪表显示的情况），以确定行车方针和进行适当的操纵。

(11)为使司机驾驶省力、安全和舒适，在设计汽车时应根据人体测量数据和生理、心理负荷反应来考虑司机的座位、各显示器和操纵机构的设置；适当降低汽车重心，使行驶较为稳定，乘坐舒适。

在设计时还应考虑司机在操作中可能失误或遭受外来车辆的撞击，应有预防措施，如采用过速自动报警装置，增设安全带、缓冲保险杠、不易破碎的挡风玻璃等。

又如改进后的桥式起重机的司机室，将各种操纵杆装在司机座位的两侧，正前方和两侧都是大玻璃窗，扩大司机的视野并可让司机坐在座位上操作。

操纵杆把手的材料、结构、形状、位置根据功能选用和设计，使司机凭触觉就能操作。

整个司机室密闭性良好，这样就能改善不良的操作条件和客观环境对司机工作效能的影响。

2主要内容编辑人的能力(1)工效学应用设计这包括人的基本尺寸，人的作业能力，各种器官功能的限度及影响因素等。

对人的能力有了了解，才可能在系统的设计中考虑这些因素，使人所承受的负荷在可接受的范围之内。

例如，人的短期记忆容量是七个元素左右，在系统的设计中如果某一工作对人的短期记忆有要求，就不能超过这一限度，否则人将会遗忘过多的信息，导致错误的发生。

再比如人在直立时向上推举的平均最大力是人体重的100%，对人体无伤害的最大举力是15%左右。

•若某一工作的负荷超过这一值，不仅会影响人的工作效率，甚至会影响人的身心健康。

人机交往(1)“机”在这里不仅仅代表机器，而是代表人所在的物理系统，包括各种机器，电子计算机，办公室，各种自动化系统等等。

人类工效学的座右铭是“使机器适合于人”。

在人—机交往中，人类工效学的重点是工作地，各种显示器和控制器的设计。

随着电子技术的进步和电子计算机的普及，人—计算机交往的研究在人类工效学中占有越来越重要的地位。

环境影响(1)人所在的物理环境对人的工作和生活有非常大的影响作用，因此，很自然地，环境对人的影响是人类工效学的一个重点内容。

这方面的内容包括：照明对人的工作效率的影响，嗓音对人的危害及其防治办法，音乐，颜色，空气污染对人的影响等等。

3主要目的编辑(1)工效学岗位设计人类工效学的目的有三个：第一，使人工作得更有效；第二，•使人工作得更安全；第三，使人工作得更舒适。

这三个目的有时是相一致的。

例如一种新机器可能比旧机器的效率更高，更安全，更舒适。

但是在许多情况下，这三个目标是相矛盾的。

一种更安全，更舒适的操作方法可能比旧方法效率要低些。

某一新机器可以使人工作的更舒适，但增加的效率可以不足以补偿增加的投资等。

这个矛盾的解决显然取决于人与机器的相对重要性，取决于人所处的时代，环境等。

(2)在远古时代，由于机器（工具）的稀少，环境的恶劣，人的生命的艰难，•人不得不无条件地使自己适应机器（工具）和环境。

人们改进工具的主要目的是为了更高的效率，以抵御环境和敌人生存下去。

使用工具时的安全和舒适是不在人们的考虑之中的，人们决不会为了舒适而放弃某一种更先进的工具。

(3)我们可以设想在理想的未来社会，机器和环境将绝对地服从于人。

人的安全与舒适将是系统设计中最重要的位置，人可随心所欲地改变他所处的物理系统和环境以满足他的需要。

效率将是一个次要问题。

(4)我们既不是生活在远古时代，也不是生活在理想社会之中。

•因此有时人不得不适应于机器与环境，有时我们可以改造机器和环境使之更好地服务于人。

这使得人类工效学者的工作充满着矛盾和挑战。

(5)西方社会比我们发达，生活水平比我们高，•因此在那里工效学更强调人的重要性，教科书中的宗旨为：使机器适合于人（Fitting the task to the man）。

我国当前生活水平还比较低，生产力也比较落后，在很多地方是人适应于机器。

但是随着人们生活水平的提高，人的价值将越来越高，人类工效学作为一门学科也将越来越受到重视，人类工效学对人的工作和生活将发挥越来越大的影响。

4发展历史编辑简述(1)自从人类诞生以来，就存在着人机关系问题。

随着人类的进步，人在不断地改造环境，改造工具，以便使自己在工作时能够更安全，健康，舒适，使工作效率更高达到优化。

但这些改进分布在人类漫长的进步过程中，都比较零散，具体，还不足以使人类工效学成为一门科学。

人类工效学逐步成为一门科学还是近一百年的事，其发展可以归纳为三个阶段。

起步启蒙时期(1)虽然在1884年德国学者莫索（A·Mosso）就在人进行劳动时，将人体通以微电流，通过电流的变化测量人体的疲劳程度，但我们认为，人类工效学作为一门科学形成于本世纪初，主要应归功于泰勒和吉尔布雷思。

(2)1898年美国人泰勒（F·W·Taylor）从提高工作效率的角度出发，对装卸工使用的铁锹进行了研究。

他发现每次铲运的重量在10公斤左右时，劳动效率最高。

因此他设计了许多大小不同的铁锹，以适应装卸不同的物料。

在此以后，他还进行过搬运生铁的研究，通过制定每次的搬运量，搬运速度，休息时间，使作业者充分发挥劳动潜力，从而提高工作效率。

(3)1911年美国人吉尔布雷思（Frank·Gilbrith）对建筑工人砌砖进行了研究，通过去掉砌砖动作中的无效动作和辅助装置，使砌砖工人每小时的砌砖数由过去的每小时170块提高到350块，大大提高了砌砖工人的工作效率。

(4)在泰勒和吉尔布雷思工作的基础上，形成了时间和动作研究这样一门学科。

虽然时间和动作研究本身并不是人类工效学，但其思想与人类工效学已非常接近。

正式形成时期(第二次世界大战期间，一些国家，特别是英国和美国，大力发展各种新式武器装备。

由于片面地注重了工程技术方面的研究，忽视了对使用者操作能力的研究和训练，因此遇到了许多问题。

以飞机为例，由于座舱及仪表的显示位置设计不当，经常造成驾驶员读仪表或操作错误，进而发生事故。

另外许多操作在战斗时不灵活，使飞机命中率降低等。

经过分析发现这些事故的原因可归结为：（1）显示器，控制器的设计没有充分考虑人的生理特性，心理特性，致使仪器的设计和配置不当，不能适应人的要求；（2）操作人员缺乏训练，不能适应复杂机器系统的操作要求。

这些原因引起了决策者和工程师们的高度重视。

工程师们开始感到人的因素在设计中是一个不可忽视的重要条件。

要设计一个好的现代化设备，只具备工程技术知识是远远不够的，还必须了解设备的使用者的生理的和心理等方面的知识。

于是在第二次世界大战后不久，人类工效学作为一门新兴的边缘学科正式形成了。

各种人类工效学会，如国际人类工效学会和美国人类工效学会相继成立。

飞速发展时期(1)进入20世纪70年代以后，随着电子技术的进步和计算机的广泛应用，操作系统对人的要求越来越高，系统中考虑人的因素也显得越来越重要。

特别是美国三里岛核电站事件的发生，对人类工效学的发展起了很大的推动作用。

(2)工效学镊子设计1979年3月28日凌晨4点，在美国宾夕法尼亚洲哈里斯柏格附近的三里岛核电站，一个临时的障碍引起该核电站一号机组供水系统和发动机自动关闭。

在零点几秒之后，系统中建立的予备保险系统开始正常工作，提供新的供水系统。