定義和範圍

人體工程學 字面意思是對工作的研究或測量。 在這種情況下，術語工作表示有目的的人類功能； 它超越了工作是為了金錢收益而進行的勞動這一更受限制的概念，涵蓋了理性的人類操作者係統地追求目標的所有活動。 因此，它包括體育和其他休閒活動、家務工作（如兒童保育和家庭維護）、教育和培訓、健康和社會服務，以及控制工程系統或適應它們，例如，作為車輛中的乘客。

人類操作員是研究的重點，可以是在人工環境中操作複雜機器的熟練專業人員、隨意購買新設備供個人使用的客戶、坐在教室裡的孩子或坐在教室裡的殘疾人。輪椅。 人類具有高度的適應性，但不是無限的。 任何活動都有一系列最佳條件。 人體工程學的任務之一是定義這些範圍是什麼，並探索如果超過限制會發生的不良影響——例如，如果一個人預計會在過熱、噪音或振動的條件下工作，或者如果身體不適或腦力負荷過高或過低。

人體工程學不僅檢查被動的環境情況，而且檢查人類操作員的獨特優勢，以及如果工作環境旨在允許和鼓勵人充分利用他或她的能力，則可以做出的貢獻。 人類能力的特徵不僅可以參考一般的人類操作員，還可以參考在高性能必不可少的特定情況下調用的那些更特殊的能力。 例如，一家汽車製造商將考慮預期使用特定車型的駕駛員的體型和體力範圍，以確保座椅舒適，控制裝置易於識別且觸手可及，有明確的前方和後方的可見度，內部儀表易於閱讀。 進出的便利性也將被考慮在內。 相比之下，賽車的設計師會假設駕駛員是運動型的，因此進出的方便性並不重要，事實上，與駕駛員相關的整體設計特徵很可能很重要根據特定駕駛員的尺寸和偏好量身定制，以確保他或她能夠充分發揮其作為駕駛員的潛力和技能。

在所有情況、活動和任務中，重點是所涉及的一個或多個人。 假設結構、工程和任何其他技術都是為運營商服務的，而不是相反。

歷史與地位

大約一個世紀前，人們認識到某些礦山和工廠的工作時間和條件在安全和健康方面是不能容忍的，顯然需要通過法律在這些方面設定允許的限制。 這些限制的確定和聲明可以被視為人體工程學的開端。 順便說一句，它們是現在通過國際勞工組織（ILO）的工作表現出來的所有活動的開始。

研究、開發和應用進展緩慢，直到第二次世界大戰。 這大大加速了機器和儀器的發展，例如車輛、飛機、坦克、槍支以及大大改進的傳感和導航設備。 隨著技術的進步，可以使用更大的靈活性來適應操作員，這種適應變得更加必要，因為人的表現限制了系統的性能。 如果一輛動力車輛只能以每小時幾公里的速度行駛，則無需擔心駕駛員的性能，但是當車輛的最高速度提高十倍或一百倍時，駕駛員就已經更快地做出反應，沒有時間糾正錯誤來避免災難。 同樣，隨著技術的進步，人們不再需要擔心機械或電氣故障（例如），注意力也可以騰出來考慮駕駛員的需求。

因此，從使工程技術適應操作員需求的意義上講，隨著工程技術的進步，人體工程學變得更加必要和可行。

人體工程學一詞大約在 1950 年開始使用，當時發展工業的優先事項正在取代軍隊的優先事項。 Singleton (1982) 詳細描述了其後三十年的研究和應用發展。 聯合國機構，特別是國際勞工組織和世界衛生組織 (WHO)，在 1960 年代開始活躍於這一領域。

在戰後不久的工業中，人體工程學的共同目標是提高生產率。 這對於人體工程學來說是一個可行的目標，因為工業生產率直接取決於相關工人的體力勞動——組裝速度以及提升和移動的速度決定了產出的範圍。 漸漸地，機械動力取代了人力。 然而，更多的電力會導致更多的事故，其原理很簡單，即事故是在錯誤的時間在錯誤的地點使用電力的結果。 當事情發生得更快時，發生事故的可能性會進一步增加。 因此，工業界的關注點和人體工程學的目標逐漸從生產力轉向安全性。 這發生在 1960 年代和 1970 年代初期。 大約在這段時間和之後，許多製造業從批量生產轉向流程和流程生產。 運營商的角色相應地從直接參與轉變為監督和檢查。 這導致事故發生頻率較低，因為操作員離行動現場更遠，但有時由於過程中固有的速度和力量，事故更嚴重。

當產量由機器運行的速度決定時，生產率就變成了保持系統運行的問題：換句話說，可靠性是目標。 因此，操作員變成了監控者、故障排除者和維護者，而不是直接的操縱者。

這份關於製造業戰後變化的歷史概覽可能表明，人體工效學家經常放棄一組問題並著手處理另一組問題，但出於多種原因，情況並非如此。 如前所述，人體工程學的關注範圍比製造業要廣泛得多。 除了生產人體工程學之外，還有產品或設計人體工程學，即使機器或產品適應用戶。 例如，在汽車行業，人體工程學不僅對零部件製造和生產線很重要，而且對最終的駕駛員、乘客和維修人員也很重要。 現在，在汽車營銷和其他人的嚴格評價中，審查人體工程學的質量已成為常規，考慮乘坐、座椅舒適度、操控性、噪音和振動水平、控制的易用性、內部和外部的能見度等在。

上面建議，人的表現通常在相關變量的公差範圍內得到優化。 許多早期的人體工程學試圖通過確保不超過此類公差來減少肌肉力量輸出以及運動的範圍和種類。 工作環境的最大變化，即計算機的出現，產生了相反的問題。 除非按照人體工程學設計得很好，否則計算機工作區會導致姿勢過於固定、身體運動過少以及關節運動的特定組合重複過多。

這篇簡短的歷史回顧意在表明，儘管人機工程學一直在不斷發展，但它採取的形式是增加越來越多的問題，而不是改變問題。 然而，知識庫在增長並變得更加可靠和有效，能量消耗規範不依賴於能量消耗的方式或原因，飛機座椅和電腦屏幕前的姿勢問題是相同的，現在許多人類活動涉及使用視頻屏幕，並且有基於實驗室證據和實地研究的既定原則。

人體工程學及相關學科

介於成熟的工程和醫學技術之間的基於科學的應用程序的開發不可避免地與許多相關學科重疊。 就其科學基礎而言，人體工程學的大部分知識都源自人文科學：解剖學、生理學和心理學。 物理科學也做出了貢獻，例如，解決照明、加熱、噪音和振動問題。

歐洲人機工程學的先驅大多是人文科學工作者，正因如此，人機工程學在生理學和心理學之間取得了很好的平衡。 需要生理方向作為能量消耗、姿勢和力的應用（包括舉重）等問題的背景。 研究信息呈現和工作滿意度等問題需要心理導向。 當然，有許多問題需要採用混合的人文科學方法，例如壓力、疲勞和輪班工作。

該領域的大多數美國先驅要么從事實驗心理學，要么從事工程學，正因為如此，他們的典型職業頭銜——人體工程學 和 人為因素—反映了與歐洲人體工程學在重點（但不是核心利益）上的差異。 這也解釋了為什麼職業衛生，由於它與醫學，特別是職業醫學的密切關係，在美國被認為與人為因素或人體工程學截然不同。 世界其他地區的差異不那麼明顯。 人體工程學關注操作中的操作人員，職業衛生關注周圍環境中存在的對操作人員的危害。 因此，職業衛生學家的主要興趣是有毒危害，這超出了人體工程學的範圍。 職業衛生師關注對健康的長期或短期影響； 人體工學學家當然關心健康，但他或她也關心其他後果，例如生產力、工作設計和工作空間設計。 安全與健康是貫穿人機工程學、職業衛生學、職業健康和職業醫學的共性問題。 因此，毫不奇怪地發現，在研究、設計或生產類的大型機構中，這些學科通常被組合在一起。 這使得基於這些不同主題的專家團隊的方法成為可能，每個專家都對普遍的健康問題做出專業貢獻，不僅是機構中的工作人員，還有受其活動和產品影響的人。 相比之下，在與設計或提供服務有關的機構中，人體工效學家可能更接近工程師和其他技術人員。

從這次討論中可以清楚地看出，由於人體工程學是跨學科的，而且仍然很新，因此存在一個重要問題，即如何最好地將其融入現有組織。 它與許多其他領域重疊，因為它與人有關，而人是每個組織的基本和無處不在的資源。 根據特定組織的歷史和目標，可以採用多種方式來適應它。 主要標準是人體工學目標得到理解和認可，並且組織中建立了實施建議的機制。

人體工程學的目標

很明顯，人體工程學的好處可以以許多不同的形式出現，包括生產力和質量、安全和健康、可靠性、工作滿意度和個人發展。

如此廣泛的範圍的原因是它的基本目標是在有目的的活動中提高效率——最廣泛意義上的效率，即在沒有浪費輸入、沒有錯誤、沒有對相關人員或他人造成損害的情況下實現預期結果。 花費不必要的精力或時間是沒有效率的，因為對工作、工作空間、工作環境和工作條件的設計考慮不足。 儘管有情境設計而不是有它的支持，但實現預期結果的效率並不高。

人體工程學的目的是確保工作環境與工人的活動相協調。 這個目標不言而喻是正確的，但由於各種原因實現它遠非易事。 操作人員具有靈活性和適應性，可以不斷學習，但存在較大的個體差異。 一些差異，例如體型和力量，是顯而易見的，但其他差異，例如文化差異以及風格和技能水平的差異，則不太容易識別。

鑑於這些複雜性，解決方案似乎是提供一種靈活的情況，在這種情況下，操作員可以優化一種特別合適的做事方式。 不幸的是，這種方法有時不切實際，因為更有效的方法通常並不明顯，結果工人可能會以錯誤的方式或在錯誤的條件下繼續做事多年。

因此，有必要採用系統的方法：從可靠的理論開始，設定可衡量的目標，並根據這些目標檢查是否成功。 下面考慮了各種可能的目標。

安全衛生

對於安全和健康目標的可取性，不可能存在分歧。 困難源於這樣一個事實，即兩者都無法直接衡量：他們的成就是通過他們的缺席而不是他們的存在來評估的。 有問題的數據總是與安全和健康的偏離有關。

就健康而言，許多證據都是長期的，因為它是基於人口而非個人。 因此，有必要長期保持仔細的記錄，並採用流行病學方法來識別和衡量風險因素。 例如，計算機工作站的工作人員每天或每年需要的最長時間應該是多少？ 這取決於工作站的設計、工作的種類和人的種類（年齡、視力、能力等）。 對健康的影響可能是多種多樣的，從手腕問題到精神冷漠，因此有必要對相當大的人群進行全面研究，同時跟踪人群內部的差異。

就事故和損害的種類和頻率而言，從消極的意義上說，安全性可以更直接地衡量。 在定義不同類型的事故和識別往往是多種原因的問題上存在問題，而且事故的種類與傷害程度之間往往存在著遙遠的關係，從無到死亡。

儘管如此，在過去五十年中積累了大量關於安全和健康的證據，並且發現了可以追溯到理論、法律和標準以及在特定情況下適用的原則的一致性。

生產力和效率

生產力通常根據每單位時間的產出來定義，而效率包含其他變量，特別是產出與投入的比率。 效率包括與成就相關的所做工作的成本，從人的角度來說，這需要考慮對操作人員的懲罰。

在工業情況下，生產力相對容易衡量：生產的數量可以計算，生產所需的時間也很容易記錄。 生產率數據通常用於比較工作方法、情況或條件之前/之後。 它涉及關於努力和其他成本等價的假設，因為它基於人類操作員將在環境中盡可能好地執行的原則。 如果生產力更高，那麼環境一定會更好。 這種簡單的方法有很多值得推薦的地方，前提是在使用它時要適當考慮到許多可能掩蓋真實情況的複雜因素。 最好的保障是盡量確保除了正在研究的方面之外，前後情況之間沒有任何變化。

效率是一個更全面但總是更困難的衡量標準。 它通常必須針對特定情況進行專門定義，並且在評估任何研究的結果時，應根據得出的結論檢查定義的相關性和有效性。 例如，騎自行車比步行更有效率嗎？ 就給定時間內可以在道路上行駛的距離而言，騎自行車的效率更高，就單位距離的能量消耗而言，騎自行車更有效率，或者對於室內運動，因為所需的設備更便宜、更簡單. 另一方面，鍛煉的目的可能是出於健康原因消耗能量或在困難的地形上爬山； 在這些情況下，步行會更有效率。 因此，效率度量僅在明確定義的上下文中才有意義。

可靠性和質量

如上所述，可靠性而非生產率成為高科技系統（例如，運輸機、煉油和發電）的關鍵衡量標準。 此類系統的控制器監控性能，並通過進行調整以確保自動機器保持在線並在限制範圍內運行，從而為生產率和安全性做出貢獻。 所有這些系統都處於最安全的狀態，無論是處於靜止狀態還是在設計的性能範圍內穩定運行時。 當它們在平衡狀態之間移動或被移動時，例如，當飛機正在起飛或過程系統正在關閉時，它們會變得更加危險。 高可靠性是關鍵特性，不僅出於安全原因，而且因為意外停機或停工的成本極其高昂。 可靠性在性能之後可以直接衡量，但除非參考類似系統的過去性能，否則很難預測。 當出現問題或出現問題時，人為錯誤總是一個促成因素，但不一定是控制器方面的錯誤：人為錯誤可能起源於設計階段以及設置和維護期間。 現在公認的是，此類複雜的高科技系統需要大量且持續的人體工程學輸入，從設計到對發生的任何故障進行評估。

質量與可靠性有關，但如果不是不可能的話，也是非常困難的。 傳統上，在批量和流水線生產系統中，質量是在輸出後通過檢驗來檢查的，但目前的既定原則是將生產和質量維護結合起來。 因此，每個操作員都有作為檢查員的平行責任。 這通常被證明更有效，但這可能意味著放棄僅基於生產率的工作激勵。 從人體工程學的角度來看，將操作員視為負責任的人而不是一種被編程為重複執行的機器人是有意義的。

工作滿意度和個人發展

從工人或操作員應被視為人而不是機器人的原則出發，應考慮責任、態度、信念和價值觀。 這並不容易，因為變量很多，大部分是可檢測但不可量化的，而且存在很大的個體差異和文化差異。 儘管如此，現在在工作的設計和管理方面付出了大量努力，目的是確保從操作員的角度來看，情況在合理可行的情況下令人滿意。 通過使用調查技術可以進行一些衡量，並且可以根據自主和授權等工作特徵獲得一些原則。

即使承認這些努力需要時間和金錢，但聽取實際從事這項工作的人的建議、意見和態度仍然可以帶來可觀的收益。 他們的方法可能與外部工作設計者的方法不同，也可能與工作設計者或經理所做的假設不同。 這些觀點的差異很重要，可以為所有相關人員帶來令人耳目一新的戰略變化。

眾所周知，人類是一個不斷學習的人，或者在適當的條件下可以不斷學習。 關鍵條件是提供有關過去和當前績效的反饋，這些反饋可用於改進未來的績效。 此外，這種反饋本身就是對績效的激勵。 因此，每個人都獲益，表演者和在更廣泛意義上對錶演負責的人。 由此可見，績效改進（包括自我發展）可以帶來很多好處。 個人發展應該是人體工程學應用的一個方面的原則需要更多的設計師和經理技能，但如果能夠成功應用，則可以改善上面討論的人類績效的所有方面。

人機工程學的成功應用往往源於培養適當的態度或觀點。 所涉及的人不可避免地是任何人類努力的核心因素，系統地考慮他們的優勢、局限性、需要和願望具有內在的重要性。

結論

人體工程學是對工作人員的系統研究，旨在改善工作情況、工作條件和所執行的任務。 重點是獲取相關和可靠的證據，以此作為特定情況下變化建議的基礎，以及開發更一般的理論、概念、指南和程序，這將有助於不斷發展可從人體工程學獲得的專業知識。

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