人体工程学

人体工程学(Ergonomics)第一章概论人体工程学是19世纪40年代后期发展起来的一门技术科学。什么是人体工程学呢？从字面上很难看出其研究的内容和主旨，应把其当作一种代名词看待。因国外对之研究的方向不同，因而产生了许多意义相近的名称。第一节人体工程学的概念名称主要有：AppliedExperimentalPsychology应用实验心理学AppliedPsychosis应用心理学Psycho-technology心理工艺学Engineeringpsychology工程心理学Biotechnology生物工艺学HumanEngineering人类工程学HumanFactorsEngineering人因工程学HumanConditioning人类条件学Man-machineSystem人—机系统学Ergonomics人体工程学目前世界上普遍采用的是人类功效学，日本称人间工程学，美国称人体工程学。Ergonomics一词在1857年由波兰教授雅斯莱鲍夫提出的，它源于希腊文，其中Ergos是工作，nomes是规律，整个词是工作法则、工作规律的意思。我国应用的名称有人类功效学、人类工程学、人体工程学、人机工程学和工程心理学等，我们称之为人体工程学。定义：概括来说，人体工程学是一门研究人与机械及环境的学科。从技术性和科学性两个方面给人体工程学下的定义为：人体工程学是研究“人-机-环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的一门技术科学。人体工程学的思想是使创造出来的物品和环境适应人的需要，而不是使人适应物品与环境。通过下面的例子，可以更加深入地了解人体工程学的概念和特点。举例举例假如有几个很重的箱子从甲地搬到乙地，我们可用两种方式对待它。第一种是在众多的工作人员中选出几个特别强壮的少数人，由他们把箱子搬走；举例第二种方式是减轻箱子的重量，使大多数人能够搬动箱子，这同样可以完成任务。由此可以看出，前一种方式是“使人适应环境”，后一种方法是“使工作环境适应人”，显而易见，人体工程学遵循的方法是后一种，即调整工作方式，使之适应于人。总之，它们都是研究人的各方面客观因素，设计出更适合人的特点，以最低的资力求得最高效率的产品。结论第二节人体工程学的发展简史一、国外人体工程学的形成与发展（经历了三个阶段）人体工程学逐渐形成体系在第一次世界大战期间。欧洲工业革命使大机器生产得以实现，机械的进步给人类带来了各种方便，于是就产生了“机器越进步，人类就越幸福”的观念。人们相信在机械进步的同时，人类也在相应地进步。举例近代工业的职业病相伴着工具、环境的发展而产生，关于这个情况我们可以在卓别林的早期影片《摩登时代》中可以看到，高效率、自动化、大机器生产让工人疲于奔命，最终导致精神紧张或精神病。因此，在设计机械设备时，人们就充分注意到了机械操作者的各种能力，并在此基础上进行以人为主的设计，这一设计思想就是人体工程学的基本思想。第一阶段：人体工程学的雏形1898年英国的泰勒（Taylor）创造了流水线生产方法，并提倡作业环境的科学管理。1910年，泰勒通过实践找出铁锹的最佳形态，设计出其在铲砂子、铁屑、煤矿石时的最适当的重量。正由于泰勒最先研究怎样操作才能省力、高效，并定出了相应的操作制度，人们称该制度为“泰勒制”，泰勒本人被称为“人类工程学的始祖”。第二阶段：人体工程学的形成人体工程学作为一门独立的学科历史很短，以人为中心进行设计的这种思想的成熟，并使这种思想成为一个体系却是二战前后的事了。二战时期一些国家在大力研制高效能、大威力武器的时候，疏于对操作人员生理特征与心理特征的了解，也忽视了对操作人员相应素质的提高和能力的训练，降低了武器的使用效能还经常造成失误。如美国空战飞机应战争需要源源而出，当时飞机驾驶舱里的操纵器、仪表、显示器就有一百多种，飞机训练无法与之相适应，因为人的反应速度距离操纵飞机要求的速度差得很大，造成许多事故发生。飞机设计上出现的这些问题，是属于工程和行为方面的问题，这不能不使科学家们将其研究方向转向复杂的人--机系统（Human-EngineeringSystem）的调和方面。进行飞机研究的不应只是机械工程师了，更多的则应该是行为学家、心理学家、生理学家、人类学家和医生。他们的研究重点是人的感知觉、人的行为与机械的关系。他们认为应该首先研究使用机器的人类，然后从适合人类的特点出发去设计机械和工具。例如他们把飞机驾驶舱里面的三种用途的各个仪表统一为一个表的多种显示，大大消减了仪表的数量，使飞行员便于操纵。再如，对于显示器的亮度，科学家们也做了科学的研究和调整，经过实验室内的多次实验，确定了使人的明适应与暗适应的反应时间最快的仪表亮度。所以，看来不起眼儿的仪表亮度关系到生命的存亡与战斗的结局，它的设计决不能随心所欲，一定要依据人类视觉的生理活动规律来确定。这种充分了解人的生理、心理等方面特点来设计机械的思想和方法标志着人体工程学科学体系的形成。第三阶段：人体工程学的发展二战后人体工程学已广泛应用于一般的产业中，如汽车业、机床、工业机械、交通安全、劳动保护等方面。自20世纪60年代至今，人体工程学开始应用于家庭生活中，其目的在于把对人——机系统的想法扩展到人——物系统上，乃至人——空间的系统上，使人们的生活环境更加便利和舒适。20世纪70年代，改革开放使国人看到了别国的进步，当时我们了解到日本人洗衣服用洗衣机，穿拖鞋还是以电池来保温的，厨房的空间、用具和设备都要依据人体工程学进行科学地设计等，看来人体工程学已经深入寻常百姓家了。随着人们对人体工程学的重视，研究这个领域的专业学会也得到了发展。德国40年代就重视人体工程学的研究，战后英国和德国成为人体工程学的研究中心，他们侧重人类学的研究，所以，欧洲把人体工程学称为Ergonomics，有“人类工作的法则”之意。1950年英国成立了第一个人类工效学会，名称为“英国人类功效学会”。1957年9月美国创办了“人的因素学会”。美国是人体工程学的诞生地，它侧重于工学的研究。1961年在斯德哥尔摩召开了第一次国际会议，创立了“国际人类功效学会”。当时参加的有15个联合协会。1964年日本建立了“日本人间工学会”。日本在学习西方的同时不忘保持民族的传统，他们本国的人体工程学家认为，日本的人体工程学应该既重视人类学的研究，又重视工程学的研究。20世纪50年代，始自二战美军对武器的研究和测量。20世纪60年代，美国出版了《成年人的体重，身高和特定身体尺寸》。20世纪70年代，汽车工程师协会做了针对儿童的身体尺寸调查。20世纪80年代，老年人的数据的测量开始了。20世纪90年代，美国残疾人协会颁布了对残疾人的保护措施和通行规定。二、国内人体工程学的形成与发展人体工程学在我国形成体系的年代比较晚，汉代的“长信宫灯”和明代的圈椅等物品已体现出了人体功能和器具结合的成果，但在这方面的研究并没有形成一门独立的科学。以后，因文化、历史、地理、战争等原因，我国的工业生产落后，人体工程学难以发展，生产力不发达，人类自身就得不到尊重。清朝的洋务运动也只学了西方制造兵器的皮毛，从当时产品的对称形式、四合院的建筑格局上，我们可以体会到浓厚的封建意味。解放初期，我国人民的物质生活水平还很低，人们对工业产品的需求还限于功能上的满足。至于室内环境的美化和设计器具的宜人等问题，暂时无法顾及。当时的中央领导人只有藤椅、台灯、地毯和游泳池等简单设施，电扇还要到香港去购买。20世纪50年代在教育形式和内容上照搬苏联的较多，因为苏联设计的许多产品比较高大笨重，不适合我国工作人员的操作。如苏联生产的电子管电视机，其旋纽在选择频道时非常费力气，在塑料纽损坏时不得不用钳子拧。苏联进口的机床太高，我国工人在操作时不得不站在木板上。20世纪60～70年代，我国经历了“文革”，使刚刚兴起的文化再度受挫，国际的先进科技得不到引进，人体工程学的广泛使用价值没有受到应有的认识，人体工程学只应用在精密的设计范围内，而在家庭用具、工厂布局、机械、学校、医院、办公室、图书馆、汽车、火车、船舶、农具、书籍、玩具、运动器材等方面得不到应用。以当时大多数百姓居住的条件来说，多数都没有各家使用的卫生间和厨房，即便有也很简陋。20世纪70年代后期，我国的人体工程学才有起步。人体工程学首先是应用在家具设计上。那时周总理曾针对会客厅里的沙发指出：为什么沙发使人越坐越累，能否改进一下，于是北京木材工业研究所在我国首次采用人体工程学的原理和方法，对沙发的尺寸、体感等方面进行研究，1975年发表了《常用沙发初步研究》的科研报告。稍后在上海、南京、重庆等地相继开展桌椅尺度和模塑成型发泡沙发的研究，利用肌电图测试，对聚乙烯泡沫采用锯割、粘合的方法制作实验，方法简单，制作经济。当时在日本已经有人利用摄影30分钟方式，依据身体在椅子等座位上移动的次数来判断疲劳程度和椅子或沙发的好坏。20世纪80年代，人体工程学得到进一步发展，出现了许多有关书刊、杂志，如封根泉著的《人体工程学》就介绍了仪表、信号、显示器、机器、力学、气体温度、辐射、环境污染、机器人、仿生学等内容。1958年后，人体工程学的论文、译文相继在《装饰》、《技术美学》等杂志上发表，《人体尺寸与室内空间》、《生活中的人体工程学》等译著出版。1980年机械工业系统成立了“功效学会”。1985年以高校为中心在西南交大成立了“人类功效学会”。1990年，人体工程学的论著出版的就更多了，如孙柏枫的《人体功效学》、小原二朗著的《什么是人体工程学》、刘盛璜于1997年著的《人体工程学与室内设计》等。总之，我国的人体工程学正处于不断发展的初级阶段，还需要我们努力完善它。第三节人体工程学研究的内容一、人机系统中的人首先，是人的生理特征:人体尺寸；信息的感受和处理能力；运动的能力；学习的能力；生理需求（舒适度）等。一、人机系统中的人其次，是人的心理特征:对物理环境的感受性；对社会环境的感受性；知觉和感觉的能力；个人之差；人的反射及反应形态等。一、人机系统中的人再次，是人受环境的影响:环境对人体能的影响；人的长期，短期能力的限度及愉适点；人的习惯与差异（民族，性别等）；错误（错觉）形成的研究等。二、人机系统中直接有人使用的机械部分如何适应人的使用1．显示器：仪表、信号、显示屏等。2．操纵器：杆、钮、盘、轮、踏板等。3．机具：家具、设备等。三、环境控制，如何适应于人建筑与室内环境的照明、温度、适度控制、室外环境中人的舒适度。如何适应、利用、设计和营造一个宜人的环境也是人体工程学要涉及的问题。第三节人体工程学研究方法较早的时候人们对现代设计缺乏认识，所以对产品设计采用的方法为“自然淘汰法”，即通过不断地尝试来使各种生产器具的使用趋于合理、方便。以后的设计要在较短的时间内，有目的地设计出真正适合人使用的产品，才出现了人体工程学的几种方法。人体工程学的研究方法主要有形态学研究法、生理学研究法和心理学研究法。1．形态学研究法德国的人类学家马丁创造了完整的人体测量方法，形态学的方法又称物理法，它通过测量静态人体各部位的尺寸和动态人体各部分的尺寸，来确定人在从事各种操作时的最大区域和最佳作业区域。例如，缝纫工取布的高度，操作键、操作杠杆在相对集中的地方，在生活方面厨房内操作台的高度、橱柜的高度及各种物品的摆放位置都要使操作者不用经常移动位置还可方便操作，减少体力消耗。（1）人体测量：获得有关人体的心理特征和生理特征的有关数据。（2）人体测量的目的：为研究者和设计者提供依据。（3）人体测量的内容：形态测量长度尺寸/围度尺寸/体积/表面积等。运动测量测定人体活动关节的活动范围和肢体的活动空间：动作范围/动作过程/形体变化/皮肤变化等。生理测量测定生理活动现象：疲劳测量/触觉测量/体能承受度等。在建筑与室内设计中相关的人体测量数据主要包括：人体尺寸、人体活动空间、出力范围、中心等。这种方法需要的时间较长，因为体态尺寸数据需要测