精品文檔我們看到有越來越多的廠商將“以人為本”、“人體工學(xué)的設(shè)計”作為產(chǎn)品的特點來進行廣告宣傳，特別是計算機和家具等與人體直接接觸的產(chǎn)品更為突出。實際上，讓機器及工作和生活環(huán)境的設(shè)計適合人的生理心理特點，使得人能夠在舒適和便捷的條件下工作和生活，人機工程學(xué)就是為了解決這樣的問題而產(chǎn)生的一門工程化的科學(xué)。這里向大家介紹人機工程學(xué)的起源、應(yīng)用和發(fā)展前景。1電話機的設(shè)計是人機工程學(xué)的發(fā)端提起人機工程學(xué)首先要介紹一個人物亨利德雷夫斯（Henry Dreyfess，1903-1972），他是人機工程學(xué)的奠基者和創(chuàng)始人。德雷夫斯起初是做舞臺設(shè)計工作的，1929年他建立了自己的工業(yè)設(shè)計事務(wù)所。他1930年開始與貝爾公司合作，德雷夫斯堅持設(shè)計工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)該考慮的是高度舒適的功能性，提出了“從內(nèi)到外（from the inside out）”的設(shè)計原則，貝爾公司開始認(rèn)為這種方式會使電話看來過于機械化，但經(jīng)過他的反復(fù)論證，公司同意按照他的方式設(shè)計電話機。這以后德雷夫斯的一生都與貝爾電話公司有結(jié)緣，他是影響現(xiàn)代電話形式的最重要設(shè)計師。大家知道自從貝爾先生發(fā)明電話機以來的相當(dāng)長時間，貝爾公司是美國具有壟斷地位的最大的電話公司和電話生產(chǎn)廠家，基本不受競爭的威脅。因而，德雷夫斯可以比較少的考慮外型設(shè)計在市場上的競爭效果，而更多地集中在電話機的完美功能性設(shè)計方面。貝爾公司1927年首次引進橫放電話筒，改變了以往縱放電話筒的設(shè)計，1937年德雷夫斯提出了從功能出發(fā)，聽筒與話筒合一的設(shè)計。德雷夫斯設(shè)計的300型電話機，今天看起來雖然老式，但這一設(shè)計首次把過去分為兩部分、體積很大的電話機縮小為一個整體。由于這個設(shè)計的成功，使貝爾公司與德雷夫斯簽訂了長期的設(shè)計咨詢合約。 五十年代初期，制作電話機的材料由金屬轉(zhuǎn)為塑料，從而基本確定了現(xiàn)代電話機的造型基礎(chǔ)。到五十年代末，德雷夫斯已經(jīng)設(shè)計出一百多種電話機。德雷夫斯的電話機因此進入了美國和世界的千家萬戶，成為現(xiàn)代家庭的基本設(shè)施。 德雷夫斯的人機工程學(xué)的其它研究成果是在1955年以來他為約翰迪爾公司開發(fā)的一系列農(nóng)用機械中，這些設(shè)計圍繞建立舒適的、以人機學(xué)計算為基礎(chǔ)的駕駛工作條件這一中心，特點是外型簡練，其中與人相關(guān)的部件設(shè)計合乎人體舒適的基本要求，這是工業(yè)設(shè)計的一個非常重要的進步與發(fā)展。德雷夫斯的設(shè)計信念是設(shè)計必須符合人體的基本要求，他認(rèn)為適應(yīng)于人的機器才是最有效率的機器。他經(jīng)過多年研究，總結(jié)出有關(guān)人體的數(shù)據(jù)以及人體的比例及功能，1955年出版了專著為人的設(shè)計，該書收集了大量的人體工程學(xué)資料，1961年他又出版了著作人體度量（the Measure of Man），從而為工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域奠定了人機工程學(xué)這門學(xué)科，德雷夫斯成為最早把人機工程學(xué)系統(tǒng)運用在設(shè)計過程中的一個設(shè)計家。 2人機工程學(xué)的研究方向人機工程學(xué)現(xiàn)在已發(fā)展為一門多學(xué)科交叉的工業(yè)設(shè)計學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評價手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高。人機工程學(xué)從不同的學(xué)科、不同的領(lǐng)域發(fā)源，又面向更廣泛領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，是因為人機環(huán)境問題是人類生產(chǎn)和生活中普遍性的問題。其發(fā)源學(xué)科和地域的不同，也引起了學(xué)科名稱長期的多樣并存，在英語中，主要有Ergonomics（歐洲的提法）、Human Engineering（美國的提法）等，在漢語中，則還有“人類工效學(xué)”、“人類工程學(xué)”和“人體工學(xué)”等表述。我國一般把“人類工效學(xué)”作為這個學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)名稱， 而“人機工程學(xué)”的叫法更為普遍。總之，人類和工效的研究和人機關(guān)系是這個學(xué)科的核心內(nèi)容。人機工程學(xué)的各個分支學(xué)科的研究，在第二次世界大戰(zhàn)期間獲得了突破性的進展，因為戰(zhàn)爭中復(fù)雜武器的發(fā)展，使得人機協(xié)調(diào)問題的突然激化。例如空戰(zhàn)和殲擊機提出對飛行員的體能和智能要求，使得人員的選拔和培訓(xùn)難度不斷增大，促使在飛機的儀表顯示、操縱工具和飛行員座椅等部件的設(shè)計中，不得不加大對人的因素的考慮，進而帶動了有關(guān)的技術(shù)和方法的迅速發(fā)展。 人機工程的應(yīng)用領(lǐng)域是十分廣泛的，幾乎涉及人類工作和生活的各個方面。下面列出幾大類主要應(yīng)用方向：（1）人體工作行為解剖學(xué)和人體測量；工作事故，健康與安全包括人體測量和工作空間設(shè)計；姿勢和生物力學(xué)負(fù)荷研究；與工作有關(guān)的骨骼、肌肉管理問題；健康人機工程；安全文化與安全管理；安全文化評價與改進（2）認(rèn)知工效學(xué)和復(fù)雜任務(wù)；環(huán)境人機工程認(rèn)知技能和決策研究；環(huán)境狀況和因素分析；工作環(huán)境人機工程（3）計算機人機工程；顯示與控制布局設(shè)計；人機界面設(shè)計與評價軟件人機工程；計算機產(chǎn)品和外設(shè)的設(shè)計與布局；辦公環(huán)境人機工程研究；人機界面形式（4）專家論證：多工作環(huán)境；人的可靠性專家論證調(diào)查研究；法律人機工程；傷害原因；人的失誤和可靠性研究；訴訟支持；（5）工業(yè)設(shè)計應(yīng)用醫(yī)療設(shè)備；坐的設(shè)計與舒適性研究；家具分類與選擇；工作負(fù)荷分析； （6）管理與人機工程人力資源管理；工作程序；人機規(guī)則和實踐；手工操作負(fù)荷（7）辦公室人機工程與設(shè)計；醫(yī)學(xué)人機工程辦公室和辦公設(shè)備設(shè)計；心理生理學(xué)；行為標(biāo)準(zhǔn)；三維人體模型（8）系統(tǒng)分析；產(chǎn)品設(shè)計與顧客；軍隊系統(tǒng)；組織心理學(xué)；產(chǎn)品可靠性與安全性；服裝人機工程；三維人體模型；軍隊人機工程；自動語音識別；（9）人機工程戰(zhàn)略；社會技術(shù)系統(tǒng)；暴力評估與動機；（10）可用性評估與測試；可用性審核；可用性評估；可用性培訓(xùn)；試驗與驗證；仿真與試驗；仿真研究；仿真與原型；3人機工程學(xué)的應(yīng)用方向人機工程學(xué)作為一個工程應(yīng)用學(xué)科，基本研究對象是人的工作，常常是針對具體的現(xiàn)實問題。其中許多原理認(rèn)識之后常常顯得非常淺顯，而認(rèn)識之前又常常難以發(fā)現(xiàn)或被忽視。最常見的如青少年的學(xué)習(xí)姿勢不當(dāng)會導(dǎo)致近視眼。為了防止寫字時駝背和近視眼，人們曾設(shè)計出各種姿勢糾正器具，來限制弓腰，使學(xué)生寫字時保持直坐姿勢。這些器具未必使學(xué)生滿意。問題的關(guān)鍵是：人的眼睛是向前長在臉上的，適合于正面的觀察，而看書和寫字要求面部向下傾斜，這時要挺直脊柱，必然導(dǎo)致頸部彎曲角度加大。如果又要挺胸又要直頸，就只好使勁向下撇眼睛。實際上，在作業(yè)中自然形成的適度的駝背姿勢，把這個角度的扭曲交由脊柱、頸部和眼睛來共同分擔(dān)，倒可能是更適合人的生理特性的姿勢。這個問題合理的解決辦法是讓桌面具有適當(dāng)?shù)男倍龋硗庖巫鶓?yīng)該設(shè)計為具有瀑布形的前緣，所以相應(yīng)的桌椅設(shè)計是最重要的。 類似的問題，也出現(xiàn)在操作計算機的上機姿勢中。一般情形下操作員常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和鼠標(biāo)的。手臂的懸空形成肩頸部的靜態(tài)疲勞，使得操作員不便背部后靠在椅子靠背上工作，而當(dāng)操作員脫離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔(dān)，其結(jié)果或者是腰背的疲勞酸痛，或者是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背，或者是把手腕抵在桌沿而引發(fā)腕管綜合癥。 又如大客車座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。從設(shè)計上來說，這道凸包本來是用來墊靠頸部的凹處，使人的頭頸更舒服的。而對于大多數(shù)中國人來說，這個凸包常常是頂在后腦勺，使得當(dāng)身體后靠在椅背時，不得不稍稍低頭。問題的出現(xiàn)是由于這些座椅的設(shè)計是從國外引進，而生產(chǎn)者在尺寸上完全照搬。由于中國人的身材較西方人小，就成為現(xiàn)在這樣的結(jié)果。隨著信息化社會的到來，在計算機人機接口方面已經(jīng)進入溝通和智能交互的時代，基于語音的應(yīng)用和筆等自然的人機交互手段開始進入實用階段。像電腦觸摸屏、光電筆輸入設(shè)備，實現(xiàn)了書寫手感自然舒適，與用筆在紙上移動的感覺相似。筆可以代替鼠標(biāo)，使用者用電腦筆擊點觸摸屏，就可以完成電腦操作；筆也可代替鍵盤，直接在顯示屏上書寫；此外漢字形變連筆的漢字識別問題也解決了。還有IBM的語音識別技術(shù)，尤其是中文語音識別技術(shù)產(chǎn)品Via Voice實現(xiàn)了“你讀計算機能夠識別出來”。這樣使未受過專業(yè)訓(xùn)練的普通百姓也能利用計算機與大家共同交流了。 4人機工程學(xué)在中國的發(fā)展中國人機工程學(xué)研究是從本世紀(jì)三十年代開始的，但系統(tǒng)和深入的開展則在改革開放以后。1980年4月，國家標(biāo)準(zhǔn)局成立了全國人類工效學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。1984年，國防科工委成立了國家軍用人機環(huán)境系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。這兩個技術(shù)委員會的建立，有力地推動了我國人機工程學(xué)研究的發(fā)展。1989年又成立了中國人類工效學(xué)學(xué)會，再在1995年9月創(chuàng)刊了學(xué)會會刊人類工效學(xué)季刊。如北京航空航天大學(xué)設(shè)立了人機環(huán)境專業(yè)的教學(xué)和科研；北京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院也開展了包括坐姿作業(yè)導(dǎo)致的肌肉骨骼勞損、粉塵污染致癌等職業(yè)病學(xué)的研究，同時也就涉及到作業(yè)姿勢，作業(yè)環(huán)境評價等方面的人機工程學(xué)的研究。人機工程學(xué)在中國的進展和發(fā)達(dá)國家相比有相當(dāng)大的距離。隨著我國科技和經(jīng)濟的發(fā)展，人們對工作條件、生活品質(zhì)的要求也逐步提高，對產(chǎn)品的人機工程特性也會日益重視。我們高興地看到看到目前市場上的琳瑯滿目的產(chǎn)品，有許多也是充分考慮了人性化的需求。需要指出的是，人機工程學(xué)在我國不僅有待研究和提高，更需宣傳和普及。5展望二十一世紀(jì)的人機工程學(xué)二十一世紀(jì)人類步入了信息時代，人機工程學(xué)的發(fā)展必然向著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。人機工程學(xué)作為應(yīng)用性學(xué)科，與人的工作生活息息相關(guān)，設(shè)計生產(chǎn)出更加人性化、高效能的設(shè)備、工具和日常生活用品是努力的目標(biāo)。以發(fā)展的眼光看，人機工程學(xué)又分為技術(shù)人性化和人的技術(shù)化兩個方面。下一個世紀(jì)技術(shù)人性化的最大體現(xiàn)將在于計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實用化。從人與計算機交互方式的演變，從利用穿孔紙帶輸入計算程序，到面對終端機上的字符操作界面，再到個人計算機上的圖形界面和多媒體，繼而是網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實，就是計算機技術(shù)的日益“人性化”的過程，也就是人機工程特性的不斷提高。蓋茨的未來之路、尼葛洛龐帝的數(shù)字化生存和美國前副總統(tǒng)戈爾的“數(shù)字地球”的講演都談到虛擬現(xiàn)實的有關(guān)概念和前景，從人機工程學(xué)的角度來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)把人類的空間感、行走等感覺和行為功能納入到人機交互之中，使得人與信息的交流變得更加自然和沒有阻礙。在二十一世紀(jì)，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于人機工程學(xué)的虛擬設(shè)計和測試評價已經(jīng)成為可能，這不僅可以節(jié)省大量的時間和資源，而且可以增強企業(yè)的競爭能力，使產(chǎn)品更具有使用性和人性化。在人的技術(shù)化方面，一方面人自覺和主動地進行學(xué)習(xí)、接受訓(xùn)練和選拔，從而獲得更大的能力；另一方面也會被動地和不自覺地接受技術(shù)的約束，和形成對技術(shù)的依賴，后者例如使用計算器后心算能力的減退，繼而使用電腦記事后記憶力的減退。英國科學(xué)家霍金認(rèn)為：由于人類社會和技術(shù)環(huán)境的復(fù)雜性的不斷提高，使人類作為一種生物所具有的有限能力和復(fù)雜性日益難以適應(yīng)，因而利用基因技術(shù)來改造和提高人類的素質(zhì)將成為必然的選擇。此觀點意味著人類這個認(rèn)識和改造的主體，將自覺地將其所發(fā)展的技術(shù)手段應(yīng)用于對自身的根本性改造，這將對人類未來的演進帶來復(fù)雜和深遠(yuǎn)的影響。值得注意的是，和技術(shù)的人性化相比，人的技術(shù)化涉及到社會、文化、宗教層面的爭論，而這樣的爭論就超出科技的范疇了。“請問星期三從北京到上海的航班有哪些？”通過普通電話，用自然的語音交流方式，一位學(xué)生正試著從網(wǎng)上查找需要的信息。不久前英特爾公司在京辦的一個研究論壇上，展示了其微處理