人因工程之绪论

人因工程参考教材《工效学原理与应用》张广鹏主编机械工业出版社《人因工程》孙林岩主编中国科学技术出版社《人机工程》袁修于、庄达民编著北京航空航天大学出版社《HumanFactorsinEngineeringandDesign》清华大学出版社《人因工程学》丁玉兰主编上海交通大学出版社1、人因工程学的命名欧洲国家：英国、荷兰、法国等用Ergonomics（工效学）“Ergos”表示工作，“nomos”表示法则或习惯（laworhabit）。复合词的含义是：应使机械设备的设计符合人的工作或操作的习惯。目前Ergonomics一词已被国际标准化组织正式采纳，中文翻译成“工效学”。美国：HumanFactorsEngineering（人因工程）HumanFactors（人类因素）HumanEngineering（人类工程学，人体工程学）Biotechnology（生物工艺学）EngineeringPsychology（工程心理学）AppliedExperimentalPsychology（应用实验心理学）等。第一章绪论一.人因工程学的学科内涵日本和前苏联沿用西欧的名称，日语“人间工学”。我国的标准化名称：人类工效学，工效学。ChineseErgonomicsSociety,CEA目前在我国对人因工程这门学科也有其他类似的命名：人体工学、人机工程学、人机控制学、人机环境工程学、宜人学、人机学等。人因工程学也称“人类工效学”、“人体工程学”、“工效学”、“人机工程学”和“人机环境工程学”等。2、人因工程的定义（1）美国人因工程学家伍德（Charles．C．Wood）：“设备的设计适合人的各方面因素，以便在操作上付出最小代价而求得高效率”。（2）美国人因工程学和应用心理学家查帕尼斯A．Chapanis）：“人因工程学是在机械设计中考虑如何使人获得操作简便而又准确的一门科学”。由于人因工程涉及范围宽，内容综合，而学科的侧重点又不同，各国对工效学的定义也不相同。（3）前苏联对人因工程学的定义：“研究人在生产过程中的可能性、劳动活动方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动者的健康，使人从生理上和心理上得到全面发展的科学”。（4）国际工效学会（IEA,InternationalErgonomicsAssociation）的定义：“研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学、心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用条件下，在工作中、家庭生活中和休假时，怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等达到最优化的问题”。各国学者对人因工程所下的定义不同，但在下述两个方面的观点是一致的：（1）人因工程的研究对象：人与广义环境（机器、环境、工具、劳动组织管理等）的相互关系。（2）人因工程的研究目的：如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化。（5）我国的《中国企业管理百科全书》对工效学定义：“研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的”。人因工程学的定义综上所述可以认为：人因工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便、省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。因此，人因工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。二.人因工程的起源与发展人因工程学产生于上世纪40年代（二战时期），人因工程学所包含的基本原理及思想，可以追溯到人类制造工具的石器时代。1．古代经验人因工程学人类活动早期，古人在生产实践中自觉不自觉地运用了人因工程学设计思想制造工具。（1）远古人制造的各种石器工具。图满足两个条件：一是人手拿得动、握得住；二是手握的部分适合人手的形态，不会因反作用力而将手刺破。（2）两千多年前《冬官考工记》中记载了商周时期按人体尺寸设计各种工具和车辆，《黄帝内经》中对人体尺寸有了较为详细的描述。（3）三国时期（公元230年前后）机械师马钧改进织织机（将装有60蹑踏具的机器改造为只有12蹑），不仅易于操作，而且工效提高4～5倍。（4）医学之父希波克拉底（Hippocrates，公元前460~前370，希腊医学家）在他的外科手术文章中对手术室的合理布置、手术器具设计及最佳操作姿势等进行了详细描述，这些是在长期实践中逐渐总结出的最早涉及人因工程学思想的作业空间和工具合理设计的例证。（5）公元前1200年古希腊对雅典附近的矿场安全就作了相关的规定，如禁止移动坑道中的支撑物，禁止使用易产生过量烟雾的煤油灯，违者将遭受严厉处罚，这些都是最早涉及人因工程学思想的维护操作者健康和劳动安全例证。古代朴素的人因工程学的基本思想：人与工具互相适应。2.近代人因工程学背景：19世纪末期，随着工业革命的发展，人们所从事的劳动在复杂程度和负荷量上发生了很大变化，迫切要求采用科学的方法改革工具，以改善劳动条件和提高劳动生产率。（1）美国工程师、工业工程的创始人泰勒（F．W．Taylor）：泰勒1898年进入一家伯利恒钢铁公司，进行了著名的“铁锹铲运”、“生铁搬运”、“金属切割”等试验研究，著《科学管理原理》。他发现：工人不管铲运什么东西使用同样大小的一把铁锹。他认为不合理，如果能找到每锹铲运量的最佳重量，那将使工人每天铲运的数量达到最大。经过大量试验，泰勒发现铁锹铲运的最佳重量21磅。他设计大小不同的铁铲，大铲用来铲炉灰，小铲用来铲矿石，这样可以使工人在操作中与铲子达到最佳配合，从而达到每天最大的工作量。泰勒的成功使他工作的公司产量扩大了80％，成本降低了30％，而工人的工资也提高了20％。“铁锹铲运”试验（2）动作研究专家吉尔布雷斯（F．B．Gilbreth）夫妇：主要研究生产作业系统中的人的生理和心理特点。著《砌砖法》。例1：他们研究了建筑工人砌砖作业中人与脚手架、框架等工具的最佳配合，设计了可调式的脚手架，能够适应人体特点，使操作者省去了弯腰转身等动作。例2：他们通过高速摄影详细纪录工人的操作动作，分析其动作特点，将工人的砌砖动作从18个简化为5个，使砌砖速度从每日砌砖1000块上升到2700块，大大提高了工作效率。无论是泰勒的《科学管理原理》，还是吉尔布雷斯的《砌砖法》都体现出了管理工程学科对人的因素的重视。代表人物是德国心理学家斯腾和闽斯托博格（H.Munster-berg），他们将当时“心理技术学”的研究成果与泰勒的科学管理学从理论上有机地联系起来，运用心理学的原理和方法，提出了“通过选拔和训练，使工人适应机器”的思想，建立了相应的职业适应检查实验室。1916年德国已成立了16个技术心理研究机构。（3）“心理技术学”的提出与应用阶段例1.创造了一种选拔电车司机的测验仪器。建立了职业适应性检查的实验室，这对于减少作业中的事故，提高工作效率起到了很重要的作用。例2.一战爆发前夕，某些参战国应用闽斯托博格的《心理技术学原理》所讲到的原理与方法来挑选军事人员。近代人机工程学的特点：以机器设计为中心，通过选拔和训练，使人适应机器（也包括环境、工作性质等）。3.人因工程学的诞生阶段二战时期，由于战争需要，武器系统越来越复杂，人员操作的难度也越来越大。例、美国制造的轰炸机上有100多个仪表及控制装置，飞行员从外界获取信息，再与标准比较，才能作出反应，因此眼花缭乱，驾驶员的负担非常重。据统计美国在二战期间发生的飞机事故有90%是由于人机学方面的原因造成的。分析：由于人的心理和生理承受力是有限的，对于这样的复杂系统，其显示部分、联络部分及操作部分的设计不符合人的生理和心理特点，从而易造成操作程序上的混乱。因此完全依靠选拔和培训，已完全不能使人适应不断发展的武器性能要求——这样不但给士兵训练带来很大困难，影响了武器效率的发挥，同时使事故率大为增加。飞行员的判读出错率高于2%！！飞机高度值4160=最短针的读数4X1000+最长针的读数1X100+中长针的读数6X10二战期间美国战斗机的高度表结论：通过培训人适应机器机器设计适应于人人因工程学诞生人们在屡屡失败中逐渐清醒认识到：只有当武器装备的设计符合使用者的生理、心理特点和能力限度时，才能发挥其高效能，避免事故的发生。这一阶段是“工程心理学”正式出现、“使机器设备的设计更适合于人”的思想确立的阶段，人因工程学吸取了工程心理学的许多研究成果，并加以发展逐渐形成一门独立性的学科。二战后，军事上的研究成果逐渐被工业企业界及其它部门所采用，如美国的休斯航空公司、贝尔电话实验室、福特汽车公司、通用电器公司（GE）、国际商用机器公司（IBM）等机电制造业的技术人员被纳入到参与人因工程学这一学科研究的队伍中来。人因工程学的应用范围非常广泛，不仅是军事、工程领域，而且已扩展到日常生活之中。第二次世界大战开始及其后的十几年为人因工程学的诞生和成长时期。这一阶段进入了“人—机—环境”系统的研究。4.人因工程学成为独立学科的阶段（2）1957年美国的麦考密克（McCormickE．J．）发表了人机工程学的权威著作《人类工程学》，标志着人因工程学这一学科进入成熟阶段，该书相继被欧、美、日等国广泛采用，并作为大学教科书。（1）1949年美国的查帕尼兹等出版了《应用实验心理学——工程设计中人的因素》一书，总结了第二次世界大战时期的研究成果，系统介绍了应用实验心理学的方法处理与研究工业设计的问题，论述了人机工程学的基本理论和方法，为人因工程学作为一个独立的学科奠定了理论基础。人因工程学成为独立学科的标志：世界各国的人因工程学研究组织：例：1949年英国在默雷尔（Murrell）的倡导下，成立了第一个人机工程研究会。1953年前联邦德国成立了人机工程学会。1957年9月，美国成立了“人因工程学学会”（HumanFactorsSociety，HFS）。例：1957年英国正式发行名为Ergonomics会刊，由剑桥大学心理研究所魏尔福特（WelfordA．T.）担任主编，并逐渐成为国际性刊物。这一阶段，“人因工程学”逐渐被完整系统地论述清楚，并与工程心理学逐渐分开。上世纪60年代，人因工程学学科在世界范围内普遍发展起来。1961年，在瑞士的斯德哥尔摩举行了第一次国际工效学的学术会议，成立了国际工效学学会（InternationalErgonomicsAssociation，IEA），并在以后每隔三年举行一次国际会议。该会议的会刊就是英国的Ergonomics。1964年日本成立“日本人间工学学会”（JapanErgonomicsResearchSociety），出版《人间工学》杂志。人因工程学的蓬勃发展：1975年成立了国际人机工程学标准化技术委员会，发布了《工作系统设计的人类工效学原则》的标准，作为人机系统设计的基本指导方针。随后英、德、美、前苏联等国相继制定了本国的人因工程学国家标准，目前人因工程学已被广泛应用于国防、交通运输、工业、航空航天、农业、大型水电站、建筑、地铁、计算机等领域。5.我国人因工程学的发展我国人机工学研究起步较晚，但发展较快，1980年建立了全国人类工效学标准技术委员会，1989年成立了中国人类工效学学会（ChineseErgonomicsAssociation,CEA）。中科院心理学研究所及部分高校建立了工效学或工程心理学研究机构。原杭州大学培养了我国首批工程心理学硕士和博士，许多大学也开设了工效学、人机工程学等相关课程，相应的出版物也日益增多。目前我国工效学已应用于铁路、运输、工程机械、机床设计、航空航天等行业，并取得了可喜的成绩。三、人因工程学与相关学科的关系人因工程是一门集“人体科学”、“技术科学”和“环境科学”于一体的综合性的边缘学科，它与其它学科的关系:人因工程学人体科学生理学心理学劳动卫生学人体测量学生物力学技术科学环境科学工业工程工业设计安全工程管理工程系统工程环境保护学环境卫生学环境医学环境心理学环境监测学人体工效学（Physicalergonomic