什么是工效学

什么是工效学

工效学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。 　　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。 　　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e5a48de588b63231313335323631343130323136353331333330323966应用和发展。 　　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。 　　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。 　　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。 服装人体工效学
工效学还研究人的工作行为和产生行为差异的各种因素，这些因素报括：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。 　　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。 　　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。 航空维修工效学
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。 　　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。
编辑本段主要内容
人的能力
　　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
　　“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。
环境对人的影响
　　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。

人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。 

人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学 还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研究，在北美称为人因工程学或人机工程学，苏联称为工程心理学，欧洲，日本和其他国家称为工效学。 

人开始使用机器就构成了人机系统。第二次世界大战期间，人们认识到对制造出来的各种高效能的新式机器和机器系统(生产、运输、通信、武器和航空飞行器等)进行操纵和控制时，整体系统的工作效率在很多情况下是由其中人的活动来决定的。如雷达运行时，要求操纵人员接收和分辨出显示器上显示的各种信息，根据这些信息在很短时间内作出决策和进行操作。若雷达设备的全部潜力没有发挥出来，至少部分原因是操纵人员不能掌握这个电子设备的复杂操作。 

经验和教训提醒人们，有时飞机弄错方向坠毁，炸弹误中友船，就是因为设计时没有考虑人的各种长处和短处。电子计算机发展的初期，计算机运算速度很快，输入数据、编制程序和打印结果很慢，机器经常处于空闲状态，也是因为没有考虑和研究人机接口系统和人机功能分配等因素引起的。 

人的能力和机器的潜力很好地配合，能提高管理和控制效率。随着机械化、自动化和电子化的高度发展，人的因素在生产中的影响越来越大，人机协调问题也就越来越显得重要，人机工程学就是在这样的背景下创立和发展起来的。 

在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官(视、听、触、嗅、味)接收来自机器的信息，了解其意义并予以解释，或先进行计算，再把结果与过去的经验和策略进行比较，然后作出决策。 

作出决策后，人通过控制器官(手、脚等)去操纵机器的操纵器，如开关、按钮、操纵杆、操纵盘、光笔或呼口令等，来改变机器的运转情况。机器随即发出新的信息，如此重复不断。人机系统不是孤立存在的，而是存在于某种环境之中。环境特性影响人的效率和行为。环境因素包括温度、湿度、噪声、照明、加速、振动、污染和失重等。 

设计人机系统时，要把人和机器作为一个整体来考虑，合理地或最优地分配人和机器的功能，保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系统分析和系统综合的方法进行设计。一个简单系统，如一位操纵人员和一台机器构成的单参数跟踪系统，操纵人员被看作是系统中一个元件，可用定量方法，即用传递函数或其他数学方法近似表达操纵人员的动态特性，建立操纵人员的准线性数学模型；用控制理论方法对操纵人员的传递函数，和机器的传递函数进行综合，便可得到调节品质合乎要求的稳定的人机跟踪系统。 

建立人机系统，必须考虑以下五个方面：人员选择训练(包括训练设备)、设备设计、操作程序和环境。建立复杂的人机系统，除了这五个方面外，还要考虑人机系统的系统性能、人和机器的特性等，采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析，然后进行系统试验，检查系统性能和操纵人员操纵的难易程度。 

一般说来，人机系统要反复试验和使用才能逐渐完善。人机系统中，操纵人员是人机系统中的主体，设计和运用人机系统时应当充分发挥人在人机系统中的能动和主导作用。设计人员要和操纵人员密切配合，使人机系统达到要求的性能和指标，同时保证操纵人员操纵简便。安全舒适和提高系统工效。 

人机工程学是一门年轻的科学。人机系统中人的特性、能力和限制已经有大量测试数据可查。从系统分析角度研究人机系统，在原有设备基本不变的情况下，由于考虑了人的动态特性而进行系统分析，再适当改动设备，就能显著提高工效。如手动控制系统，即操纵人员直接参与的用手连续控制的系统，在飞机、火炮、雷达、汽车、舰船和航天飞机等方面已广泛应用，在工业生产中也得到广泛应用。 

人机接口系统，即人和计算机之间相互作用的系统，已是电子计算机发展的必不可少的重要组成部分。人机接口系统不仅在硬件上，而且在软件上也取得了进展-特别是在人机对话(或人机通信)方面，已研究出许多高级语言，正在研究采用自然语言进行人机对话，加快人机对话的速度，提高通信效果，发挥计算机的潜力。 

人机接口系统中人承担越来越多的功能，操纵人员执行许多操作，进行人机对话，处理大量信息，作出各种决策。指挥控制通信系统是一种多操纵人员、多台机器的复杂的人机系统。即使是一个非常简单的设备，在操纵人员的问题上也会产生常规工程实践无法解决的问题。因此人机工程学具有重要的应用价值。 

人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海 、现代化医院、环境保护、教育等，人机工程学甚至可用于大规模社会系统。