第1章 人类工效学概述
在远古时代,人类为了生存,捕获猎物、耕作生产以及生活都要依靠工具。从世界各国的工具进化中,我们可以看到在漫长的历史进程中人类与工具的关系,这也是人类工效学的萌芽。
无论在高山峻岭、大洋深处,或地球的两极,都有人的足迹,人类正在为建设美好的家园而努力。然而,在这些地区人类的活动是很困难的,因为要承受缺氧、失重、辐射、高温、高压、低温、振动和噪声等重重考验。宇航员起飞时要承受6.5倍的重力加速度,返回地球时则为11倍。1951年美国宇航员斯塔乘坐的火箭车时速为960km,到停止只用1.4s,相当于190km/h的汽车撞到墙上。我国神舟载人飞船3次成功安全返回地面,反映了我国航天事业取得了突破性的发展。之所以能成功,是因为宇航员采取了防护和减少伤害的姿势。人类用科学的方法,测出了人体的许多具体参数,如肢体的容积、密度、质量、重心位置、转动惯量和动作、角度限制等,以此作为制定各种环境、条件安全标准的主要依据,所有这些为宇航员的安全返回提供了设计的依据。因此,宇宙飞船安全返回地面也体现了人类工效学的研究成果。
人类工效学作为一门新兴学科,诞生于1945年的美国,“二战”后在欧洲也同样得到了发展。由于该学科研究和应用的领域极其广泛,各学科领域的专家都从自身的角度来给本学科下定义,因而世界各国对本学科的命名不尽相同,即使同一个国家对本学科名称的提法也很不统一,甚至有很大差别。例如,该学科在美国称为“Human Engineering”(人类工程学)或“Human Factors Engineering”(人的因素工程学);西欧国家多称为“Ergonomics”(人类工效学),这是将希腊语中“作业”(ergon)和“管理、法则”(nomos)合在一起创造的新词;日本称为“人间工学”。比较各国的人类工效学,美国将研究重点放在工程学方面;欧洲则把重点放在人类科学方面,主要以英国和德国为中心,进行着相似内容的研究;日本的研究可说介于前两者之间。
在日本,开始关注人类工效学是在1955年前后,并于1964年成立了日本人间工学会,会员的组成比例为:心理学占30.6%,医学占25.2%,工学占14.1%,设计人员占13.8%,建筑占7.2%。到1977年会员不仅增加了服装等新的领域的研究者,同时组成比例也发生了变化,依次为:工学21%,医学14.6%,服装11.3%,心理学10.2%,设计7%,建筑3.5%,还有其他领域的会员。目前,会员达2000多人,研究领域更为广泛。图1-1为日本人间工学会会员的专业领域(按大类分)。
图1-1 日本人间工学会会员的专业领域分类
在大的专业分类基础上,若再细分的话,就工学和医学的会员还可再分为多个专业领域。如工学可分为:安全工学,IE,运动力学,应用力学,画像工学,管理工学,环境工学,金属工学,教育工学,机械工学,航空工学,工作机械,可靠性工学,汽车工学,振动工学,车辆设计,系统工学,食品安全工学,照明工学,自动控制工学,精密机械,纤维工学,生产技术,造船工学,铸造,通信工学,电气工学,电子工学,道路工学,土木工学,动作解析,热工学,农业工学,木材加工技术等。医学可分为:医用电子,医学,运动生理,宇宙生理学,卫生学,眼科,环境医学,感觉生理,解剖学,潜水生理学,基础医学,外科,健康教育,公众卫生,交通医学,航空医学,产业医学,妇产科,人工脏器,循环器病学,牙科,小儿神经,体育医学,动物生理,内科,保健体育,理学疗法,劳动卫生等。由此可见,从事人类工效学研究的人员涉及很多学科领域。
人类工效学在我国起步较晚,常见的名称有人体工学、人类工程学、人机工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等。目前该学科普遍采用人类工效学这一名称,其学会组织叫“中国人类工效学学会”。随着社会的进步、科技的发展、学科的交叉,其内涵和外延都在变化,因而其定义和名称也将发生变化。
由于人类工效学从一开始就是一门交叉学科,涉及不少学科和专业领域,加上各国的研究侧重点不同,因而世界各国对本学科的定义也不尽相同,即使一个国家,提法也很不统一,现介绍几种代表性的定义供参考。