人體工程學(xué)概論

人體工程學(xué)A主講：宋鋼張文舉1.幾個人體工程學(xué)方面的小故事Story1魯智深定制禪杖Story2兵臨城下Story3壯志凌云魯智深，梁山泊第十三位好漢，十員步軍頭領(lǐng)第一名。魯智深原名魯達，是經(jīng)略的提轄，因為見鄭屠欺侮金翠蓮父女,三拳打死了鎮(zhèn)關(guān)西。被官府追捕，逃到五臺山削發(fā)為僧，改名魯智深。魯智深忍受不住佛門清規(guī)，醉打山門，毀壞金身，被長老派往東京相國寺，看守菜園，因?qū)⑼挡说臐娖ぬ哌M了糞池，倒拔垂楊柳，威名遠(yuǎn)揚。魯智深在野豬林救了林沖，高俅派人捉拿魯智深，魯智深在二龍山落草。后投奔水泊梁山，做了步兵頭領(lǐng)。宋江攻打方臘，魯智深一杖打翻了方臘。后在杭州六合寺圓寂而死。

兵臨城下壯志凌云2.對勞動工效的苛刻追求－人機學(xué)的孕育

美國工程師F．W·泰勒(FrederickW．Toylor，1856-1915)開創(chuàng)的“時間與動作研究”（TimeAndMotionStudy）包括泰勒的“鐵鍬作業(yè)實驗”，和吉爾布雷斯夫婦的“砌磚作業(yè)實驗”等多項研究。

2.1孕育期_“鐵鍬作業(yè)實驗”

“鐵鍬作業(yè)實驗”是用各種大小不同的鐵鍬，交給工人使用，比較他們在每個班次8h里的工作效率。結(jié)果表明工效有明顯差距。這其實是關(guān)于體能合理利用的最早科學(xué)實驗。另一個專題是對比各種不同的操作方法、操作動作的工作效率；這就是關(guān)于合理作業(yè)姿勢的最早科學(xué)研究。

2.2孕育期_砌磚作業(yè)實驗

砌磚作業(yè)實驗是用當(dāng)時問世不久的連續(xù)拍攝的攝影機，把建筑工人的砌磚作業(yè)過程拍攝下來，進行詳細(xì)分解分析，精簡掉所有非必要動作，并規(guī)定嚴(yán)格的操作程序和操作動作路線，讓工人像機器一樣刻板“規(guī)范”地連續(xù)作業(yè)，他們合著的《疲勞研究》(1919年出版)更被認(rèn)為是美國“人的因素”方面研究的先驅(qū)。2.3孕育期_心理學(xué)

1914年，美國哈佛大學(xué)心理學(xué)教授閔斯特伯格(Minsterberg)，把心理學(xué)與泰勒等人的上述研究綜合起來，出版了《心理學(xué)與工業(yè)效率》一書。l915年英國成立了軍火工人保健委員會，研究生產(chǎn)工人的疲勞問題；2.4孕育期_廣泛研究

l919年此組織更名為“工業(yè)保健研究部”，展開有關(guān)工效問題的廣泛研究，內(nèi)容包括作業(yè)姿勢、負(fù)擔(dān)限度、男女工體能、工間休息、工作場所光照、環(huán)境溫濕度以及工作中播放音樂的效果等等。3.二戰(zhàn)中尖銳的軍械問題－人機學(xué)的誕生

20世紀(jì)的兩次世界大戰(zhàn)期間，制空權(quán)是交戰(zhàn)各國必爭的焦點之一。飛行員在高空復(fù)雜多變的氣象條件下控制飛行，本來就不輕松。駕駛戰(zhàn)斗機與敵機格斗，還要高度警覺地搜索、識別、跟蹤和攻擊敵機，躲避與擺脫對方的威脅，短短幾十秒內(nèi)，在警視窗外敵情的同時，要巡視、認(rèn)讀各種儀表，立即做出判斷，完成多個飛行與作戰(zhàn)操作，更是不易。3.1軍械問題_飛機儀表從第一次世界大戰(zhàn)到第二次世界大戰(zhàn)，隨著科技進步，飛機逐漸實現(xiàn)了飛得更快更高、機動性更優(yōu)的技術(shù)升級。與之相應(yīng)，機艙內(nèi)的儀表和操作件(開關(guān)、按鈕、旋鈕、操縱桿等)的數(shù)量，也急劇增多了，如左圖3.1軍械問題_飛機儀表舉例

例如，一戰(zhàn)時期英國SE．5A戰(zhàn)斗機上只有7個儀表，到二戰(zhàn)時期的“噴火”戰(zhàn)斗機上增加到了19個。一戰(zhàn)時期美國“斯佩德”戰(zhàn)斗機上的控制器不到10個，到二戰(zhàn)時期P-51上增加到了25個。這就使得經(jīng)過嚴(yán)格選拔、培訓(xùn)的“優(yōu)秀飛行員”也照顧不過來，致使意外事故、意外傷亡頻頻發(fā)生。3.2其他的兵器和民用產(chǎn)品

出現(xiàn)在飛機上的問題擦亮了人們的眼睛，再去考察其他的兵器和民用產(chǎn)品，才發(fā)現(xiàn)從復(fù)雜機器到簡單工具，類似的問題原來程度不同地普遍地存在著。3.2其他產(chǎn)品舉例

例如，二戰(zhàn)中入侵前蘇聯(lián)的德國軍隊的槍械問題，也是一個典型的事例。俄羅斯冬季極冷，槍械必須戴上手套使用。但德軍的槍械扳機孔較?。辉谔旌貎龅亩砹_斯廣袤大地上，戴了手套手指伸不進扳機孔，不戴手套手指立即凍僵，甚至能被冰冷的金屬粘住。這說明，器物不但要與人的生理條件相適應(yīng)，而且還必須顧及環(huán)境的因素。

3.3產(chǎn)品的改進(a)

針對前面這些問題，有的國家開始聘請生理醫(yī)學(xué)專家、心理學(xué)家來參與設(shè)計。儀表還是那么多，改進它們的顯示方式、尺寸、讀值標(biāo)注方法、指針刻度和底板的色彩搭配、重新布置它們的位置和順序，使之與人的視覺特性相符合，結(jié)果就提高了認(rèn)讀速度、降低了誤讀率。3.3產(chǎn)品的改進(b)

操作件也還是那么多，改進它們的形狀、大小、操作方式(扳擰、旋轉(zhuǎn)或按壓)、操作方向、操作力、操作距離及安置的順序與位置，使之與人手足的解剖特性、運動特性相適應(yīng)，結(jié)果就提高了操作速度、減少了操作失誤。這些做法并不需要增加多少經(jīng)費投入，卻收到了事半功倍的顯著效果。4.向民用品等廣闊領(lǐng)域延伸－人機學(xué)的發(fā)展和成熟

直到20世紀(jì)五六十年代，在設(shè)計和工程方面，人機學(xué)的研究和應(yīng)用還主要局限于軍事工業(yè)和裝備(但在勞動和生產(chǎn)管理方面的研究和應(yīng)用，不局限于軍事部門。)。從那時以后，迅速地延伸到民用品等廣闊的領(lǐng)域，主要有：家具、家用電器、室內(nèi)設(shè)計、醫(yī)療器械、汽車與民航客機、飛船宇航員生活艙、計算機設(shè)備與軟件、生產(chǎn)設(shè)備與工具、事故與災(zāi)害分析，消費者傷害的訴訟分析等等。

5.對工業(yè)文明的反思與可持續(xù)發(fā)展－人機學(xué)的更高階段

人機學(xué)和其他一切事物一樣，只要還存在著，就必然會繼續(xù)發(fā)展和演變。人機學(xué)現(xiàn)在如何發(fā)展、今后還將如何演進呢?5.1人機學(xué)可能形成的熱點

人機學(xué)的應(yīng)用，除了上一段中所列的種種方面會繼續(xù)下去以外，以下方面可能形成熱點：計算機的人機界面；永久太空站的生活工作環(huán)境；室內(nèi)外環(huán)境舒適度；弱勢群體(殘疾人、老年人)的醫(yī)療和便利設(shè)施；海陸空交通安全保障；生理與心理保健產(chǎn)品與設(shè)施等等。人機學(xué)以提高人們的生活質(zhì)量為目的，今后無疑將任重而道遠(yuǎn)。

5.2可持續(xù)發(fā)展理念的影響

反思200年以來，尤其是近半個多世紀(jì)工業(yè)文明的負(fù)面后果，可持續(xù)發(fā)展的理念成為當(dāng)代文明的強音，影響了當(dāng)代很多學(xué)科的思想?？梢哉J(rèn)為，由于可持續(xù)發(fā)展理論的滲透，現(xiàn)今人機學(xué)的學(xué)科思想也正經(jīng)歷著又一次新的演進?？沙掷m(xù)發(fā)展理論下的設(shè)計觀有節(jié)能設(shè)計、再生設(shè)計(可回收利用)、生態(tài)設(shè)計等等。5.3四維的和諧統(tǒng)一

總的說是要求保護生態(tài)環(huán)境、人與自然保持持久和諧，設(shè)計倫理回歸到中國古代“天人合一”的