【正文】 旨為: 使機(jī)器適合于人 (Fitting the task to the man).我國當(dāng)前生活水平還比較低, 生產(chǎn)力也比較落后, 在很多地方是人適應(yīng)于機(jī)器. 但是隨著人們生活水平的提高, 人的價(jià)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.第四節(jié). 人類工效學(xué)的發(fā)展歷史 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, 人在不斷地改造環(huán)境, 改造工具, 以便 使自己在工作時(shí)能夠更安全, 健康, 舒適, 使工作效率更高達(dá)到優(yōu)化. 但這些改進(jìn)分布在人類漫長的進(jìn)步過程中, 都比較零散, 具體, 還不足以使人類工效學(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)展可以歸納為三個(gè)階段:一. 啟蒙階段 雖然在1884年德國學(xué)者莫索(A. Mosso)就在人進(jìn)行勞動(dòng)時(shí), 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, 主要應(yīng)歸功于泰勒和吉爾布雷思. 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(shí), 勞動(dòng)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. 在此以后, 他還進(jìn)行過搬運(yùn)生鐵的研究, 通過制定每次的搬運(yùn)量, 搬運(yùn)速度, 休息時(shí)間, 使作業(yè)者充分發(fā)揮勞動(dòng)潛力, 從而提高工作效率. 1911年美國人吉爾布雷思()對建筑工人砌磚進(jìn)行了研究, 通過去掉砌磚動(dòng)作中的無效動(dòng)作和輔助裝置, 使砌磚工人每小時(shí)的砌磚數(shù)由過去的每小時(shí)170塊提高到350塊, 大大提高了砌磚工人的工作效率. 在泰勒和吉爾布雷思工作的基礎(chǔ)上, 形成了時(shí)間和動(dòng)作研究這樣一門學(xué)科. 雖然時(shí)間和動(dòng)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)已非常接近.二. 正式形成時(shí)期 第二次世界大戰(zhàn)期間, 一些國家, 特別是英國和美國, 大力發(fā)展各種新式武器裝備. 由于片面地注重了工程技術(shù)方面的研究, 忽視了對使用者操作能力的研究和訓(xùn)練, 因此遇到了許多問題. 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(cuò)誤, 進(jìn)而發(fā)生事故. 另外許多操作在戰(zhàn)斗時(shí)不靈活, 使飛機(jī)命中率降低等. 經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)這些事故的原因可歸結(jié)為: (1) 顯示器, 控制器的設(shè)計(jì)沒有充分考慮人的生理特性, 心理特性, 致使儀器的設(shè)計(jì)和配置不當(dāng),不能適應(yīng)人的要求。人類工效學(xué) (講義)廖建橋 編 一九九四年九月目錄第一章 概述.............................................1第二章 人體測量學(xué) ......................................9第三章 人體的肌肉系統(tǒng) .................................23第四章 人體的神經(jīng)系統(tǒng) .................................37第五章 人的信息處理系統(tǒng) ...............................47第六章 工作地設(shè)計(jì) .................................... 67第七章 信息顯示 ...................................... 77第八章 控制器 ........................................ 95第九章 人計(jì)算機(jī)介面 .............................. 111第十章 重體力勞動(dòng) ................................... 123第十一章 搬運(yùn) ....................................... 143第十二章 疲勞 ........................................ 151第十三章 腦力負(fù)荷 .................................... 165第十四章 照明 ........................................ 181第十五章 噪音 ........................................ 197第十六章 微氣候 ...................................... 219第十七章 環(huán)境污染與環(huán)境保護(hù) .......................... 235第十八章 安全生產(chǎn) .................................... 251 第一章 概述第一節(jié) 人類工效學(xué)的定義 人類工效學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科, 它作為一門獨(dú)立的學(xué)科已有四十多年了. 人類工效學(xué)這一名稱是根據(jù)英文Ergonomics翻譯過來的, Ergonomics 這個(gè)詞是由兩個(gè)希臘詞根組成的, ergo是出力, 工作的意思, nomics是正?；? 規(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(dòng)的問題. 在我國,這門學(xué)科尚處于初創(chuàng)階段, 所用名稱也不一致. 除用人類工效學(xué)這一名稱外, 也用工效學(xué), 人機(jī)工程等其他名稱. 國際工效學(xué)會(huì)給人類工效學(xué)下的定義為: 研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué), 生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素, 研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用條件下, 在工作中, 家庭中和休假時(shí), 怎樣統(tǒng)一考慮工作效率, 人的健康, 安全和舒適等達(dá)到最優(yōu)化的問題. 我國在中國企業(yè)管理百科全書中, 對人類工效學(xué)所下的定義為: 研究人和機(jī)器, 環(huán)境的相互作用及其結(jié)合, 使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理, 心理等特點(diǎn),達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率, 安全, 健康和舒適的目的. 關(guān)于人類工效學(xué)還有許多其他的定義, 我們不在此一一贅述. 從上面的定義我們可以看出, 人類工效學(xué)是研究人, 機(jī)器, 環(huán)境三者之間的關(guān)系, 以便使人工作, 學(xué)習(xí), 生活的更有效, 更安全, 更舒適的一門介于心理學(xué), 生理學(xué), 人體測量學(xué), 工程技術(shù)和管理之間的邊緣學(xué)科.第二節(jié) 人類工效學(xué)的內(nèi)容 由于人類工效學(xué)涉及到人的工作, 學(xué)習(xí)和生活, 因此人類工效學(xué)的內(nèi)容非常多. 概括起來, 主要包括以下幾個(gè)方面: 1 人的能力. 這包括人的基本尺寸, 人的作業(yè)能力, 各種器官功能的限度及影響因素等. 對人的能力有了了解, 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)荷在可接受的范圍之內(nèi). 例如, 人的短期記憶容量是七個(gè)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要求, 就不能超過這一限度, 否則人將會(huì)遺忘過多的信息, 導(dǎo)致錯(cuò)誤的發(fā)生. 再比如人在直立時(shí)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)荷超過這一值, 不僅會(huì)影響人的工作效率, 甚至?xí)绊懭说纳硇慕】? 2 人機(jī)交往. 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), 包括各種機(jī)器, 電子計(jì)算機(jī), 辦公室, 各種自動(dòng)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, 各種顯示器和控制器的設(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. 3 , 因此, 很自然地,環(huán)境對人的影響是人類工效學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容. 這方面的內(nèi)容包括: 照明對人的工作效率的影響, 嗓音對人的危害及其防治辦法, 音樂, 顏色, 空氣污染對人的影響等等.第三節(jié). 人類工效學(xué)的目的 人類工效學(xué)的目的有三個(gè): 第一, 使人工作得更有效。第二, 使人工作得更安全。 (2) 操作人員缺乏訓(xùn)練, .工程師們開始感到人的因素在設(shè)計(jì)中是一個(gè)不可忽視的重要條件. 要設(shè)計(jì)一個(gè)好的現(xiàn)代化設(shè)備, 只具備工程技術(shù)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的, 還必須了解設(shè)備的使用者的生理的和心理等方面的知識(shí). 于是在第二次世界大戰(zhàn)后不久, 人類工效學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科正式形成了. 各種人類工效學(xué)會(huì), 如國際人類工效學(xué)會(huì)和美國人類工效學(xué)會(huì)相繼成立.三. 飛速發(fā)展時(shí)期 進(jìn)入七十年代以后, 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)對人的要求越來越高, 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(dòng)作用. 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, 一個(gè)臨時(shí)的障礙引起該核電站一號(hào)機(jī)組供水系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉. 在零點(diǎn)幾秒之后, 系統(tǒng)中建立的予備保險(xiǎn)系統(tǒng)開始正常工作, 提供新的供水系統(tǒng). 緊接著四個(gè)關(guān)鍵性的錯(cuò)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)中的表現(xiàn)是多么重要. 第一個(gè)錯(cuò)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(gè)維修工人從此就沒有上班. 結(jié)果是核反應(yīng)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, 并把周圍的冷水變成蒸汽. 壓力迅速升高. 但是預(yù)備保險(xiǎn)系統(tǒng)繼續(xù)正常工作. 圓形棒下降到反應(yīng)堆使核反應(yīng)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(dòng)釋放閘收到了關(guān)閉的信號(hào). 正象在一個(gè)熱循環(huán)系統(tǒng)中當(dāng)屋內(nèi)溫度達(dá)到了一定的溫度時(shí), 熱循環(huán)系統(tǒng)就自行關(guān)閉一樣. 在這時(shí), 第二個(gè)錯(cuò)誤發(fā)生了. 由于閘門失靈, 這個(gè)閘門并沒有關(guān)閉. 在發(fā)動(dòng)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(bào)中猜測到底發(fā)生了什么事. 雖然根據(jù)他們過去受訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)他們對事故有一個(gè)大概的了解, 但有一個(gè)信號(hào)使他們誤入歧途. 壓力釋放顯示器顯示的是命令狀態(tài), 而不是實(shí)際狀態(tài). . 同時(shí), 予備的自動(dòng)保險(xiǎn)系統(tǒng)繼續(xù)工作. 一個(gè)緊急水泵自動(dòng)打開, 開始向系統(tǒng)提供系統(tǒng)急需的冷卻劑. 在這里, 操作人員做出了一個(gè)決定使也許是一個(gè)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(gè)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. 反應(yīng)堆得不到急需的冷卻劑, 事故很快就到了不可收拾的地步. 事故的調(diào)查表明:第一, 不是某一個(gè)失誤, 錯(cuò)誤, 事件或機(jī)器失靈導(dǎo)致這場事故. 這場事故是由許多因素共同引起的. 第二, 人的錯(cuò)誤是在許多不同的方面的,從操作人員錯(cuò)誤地把緊急冷卻劑關(guān)閉到設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)閘門的顯示器時(shí)告訴人們應(yīng)當(dāng)做什么, 而不是閘門當(dāng)時(shí)的狀態(tài). 第三, 也許是最重要的, 大量的信息和復(fù)雜的顯示形式超過了操作人員內(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他事件中一樣, 雖然人的錯(cuò)誤是事故的直接原因, 操作人員本身并沒有什么過錯(cuò), 而是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)受到責(zé)備, 因?yàn)樗麄兘o了操作人員無法勝任的工作. 這就象在體力勞動(dòng)中, 某一工作要求某人在某一關(guān)鍵時(shí)刻扛起300公斤的重物. 當(dāng)這個(gè)人扛不起這個(gè)重量時(shí), 我們能夠埋怨這個(gè)人沒有使出全身的力氣嗎?第五節(jié). 國外人類工效學(xué)的動(dòng)向 當(dāng)前人類工效學(xué)在國外的研究和應(yīng)用領(lǐng)域可以概略地分為三大類:一. 尖端技術(shù)領(lǐng)域中的工效學(xué) 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, 一些復(fù)雜系統(tǒng)的控制, 如飛機(jī)的駕駛, 甚至于超過了人的正常工作能力, 人成為系統(tǒng)中的主要制約因素. 如何降低系統(tǒng)對人的要求, 或如何提高人的能力以適應(yīng)系統(tǒng)的要求, 是人類工效學(xué)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn). 這方面的主要內(nèi)容有: 飛機(jī)駕駛艙的設(shè)計(jì), 腦力負(fù)荷的測量, 系統(tǒng)評價(jià), 核電站控制室的設(shè)計(jì), 人在太空中的工作, 生活等問題.二. 人類工效學(xué)與電子計(jì)算機(jī) 隨著電子計(jì)算機(jī)的推廣和普及, 在工業(yè)化國家, 使用計(jì)算機(jī)的工作人員已超過其他任何一種機(jī)器操作人員的總和. 如何提高人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率已成為工效中的一個(gè)最集中, 最流行的內(nèi)容. 在美國的人類工效學(xué)年會(huì)上, 往往有三分之一以上的論文涉及到這一主題. 這方面的主要內(nèi)容包括: 屏幕顯示的設(shè)計(jì), 鍵盤的設(shè)計(jì), 操作系統(tǒng)的評論, 計(jì)算機(jī)工作地的布置, 說話式輸入輸出的效果等. 三. 生產(chǎn)制造和其他領(lǐng)域的人類工效學(xué) 生產(chǎn)領(lǐng)域是人類工效學(xué)的一個(gè)傳統(tǒng)內(nèi)容, 這方面的主要內(nèi)容包括: 人體的測量, 工作環(huán)境, 勞動(dòng)保護(hù)與安全, 產(chǎn)品檢驗(yàn), 事故的調(diào)查等. 傳統(tǒng)的工效學(xué)主要研究生產(chǎn)性產(chǎn)品的設(shè)計(jì), 現(xiàn)在也開始研究消費(fèi)品的設(shè)計(jì), 如如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品的說明書,使消費(fèi)者能夠安全, 容易地使用消費(fèi)品. 另外, 人類工效學(xué)還涉及到體育, 法律, 警察, 駕駛, 消防等行業(yè).第六節(jié). 我國開展人類工效學(xué)的情況 我國工效學(xué)起步較晚, 我國的人類工效學(xué)會(huì)成立于1989年, 當(dāng)前有四百余名會(huì)員. 雖然起步較晚, Ergonomics雜志發(fā)表了中國人類工效學(xué)專輯. 1992年在我國召開了第二屆泛太平洋工效學(xué)及職業(yè)安全國際學(xué)術(shù)會(huì)議. 但總的來說, 人類工效學(xué)在我國開展的還很不普及, 雖然有興趣的人不少, 但比較零散, 研究項(xiàng)目有限, 在社會(huì)上影響不大. 正如我們在前面已經(jīng)指出過的, 人類工效學(xué)的重要性與人的重要性是密切相關(guān)的. 當(dāng)前由于我們?nèi)丝谶^多, 就業(yè)壓力很大, 人們非常不注意勞動(dòng)效率, 也就不重視人類工效學(xué)了. 這對人類工效學(xué)在我國的發(fā)展是不利的. 但我國人民的生活水平正在迅速提高, 人們將越來越重視自己的工作和生活的質(zhì)量, 這意味著人們將會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)到人類工