工效學

工效學

工效學(ergonomics )研究人-機器設備-工作環境系統中三者之間關係使之達到協調和統一的一門綜合性實用學科。由於理解和研究的側重點不同,各國對這工效學採用了不同的名稱如:人機學、人體工程學、人類因素學及工效學等。

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工效學(ergonomics )研究人-機器設備-工作環境系統中三者之間關係使之達到協調和統一的一門綜合性實用學科。研究的目的是使各種作業的生產方式、操作方法和勞動休息制度適合於人的身體條件和要求,保證人在工作中的安全、健康和舒適,使人不僅在短時間內有效地工作,而且在長時期內也不致出現對健康的影響。由於理解和研究的側重點不同,各國對這工效學採用了不同的名稱如:人機學、人體工程學、人類因素學及工效學等。

簡介

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工效學是一門綜合性的學科,它吸收了解剖學生理學、心理學、衛生學、工程學、統計學、社會學等學科的理論技術和知識,形成了本門學科的特點。

工效學是根據人的心理、生理和身體結構等因素,研究人、機械、環境相互間的合理關係,以保證人們安全、健康、舒適地工作,並取得滿意的工作效果的機械工程分支學科。工效學吸收了自然科學和社會科學的廣泛知識內容,是一門涉及面很廣的邊緣學科。在機械工業中,工效學著重研究如何使設計的機器工具、成套設備的操作方法和作業環境更適應操作人員的要求。

工效學在人-機環境系統的研究中,經歷了人適應機、機適應人、人機相互適應幾個階段,現在又已深入到人、機、環境三者協調的人-機-環境系統。在系統內,從單純研究個人生理和心理特點,發展到研究怎樣改善人的社會性因素。隨著市場競爭的加劇和生產水平的提高,工效學在機械產品的設計和製造中的套用也更加廣泛和深入。

研究簡史

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早在1881~1900年,W·泰勒提出了如何有效地利用工作時間的問題,開始從管理工程學方面進行提高工效的研究工作。第二次世界大戰後,各國工業在迅速恢復,人們開始重視工效學工作。1960年成立了國際工效學學會、並出版了學術刊物《套用工效學》。1976年在國際標準化組織內成立了工效學標準化組織。中國現已成立了“中國人類工效學學會”,從事組織和開展工效學的學術交流活動。

自美國人泰勒開創科學管理以來,工作效能的研究一直是管理工程學的重要組成部分。吉爾布雷斯夫婦首先套用心理學原理進行了動作研究,注意到工人疲勞、工作單調等因素對工效的影響。

第二次世界大戰期間,因各種新式武器的產生,設計人員必須認真考慮操作人員的生理和心理特點,研究如何使機器與人的能力限度和特性相適應,從而產生了工效學。隨後,工效學在各國工業生產中也得到廣泛套用和發展。

1961年,在斯德哥爾摩成立了國際工效學協會。此後,許多國家都成立了工效學的專業研究機構和學術團體,研究成果被納入國家標準,尤其是涉及安全健康方面的標準往往是強制執行的。因此工效學在發展中逐漸與標準化工作結合起來。

研究內容

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工效學的研究範圍和內容大致包括下列各方面:

  • 研究人體的體型和各部分的尺寸大小;研究人體生物力學原理,為人在勞動中合理用力、有效地操作及防止疲勞提供理論基礎,並且也為機器設備及工具的合理設計提供依據; 研究機器設備及工具的設計如何適用於人的體型及其生理、心理特點,以達到便於操作、減輕體力負荷和保持良好的工作姿勢;研究儀表、顯示器和控制器的類型、結構及配置方式,使其適應人的感官特性而且操作方便;研究工作處所的合理設計,控制工作環境中的有害因素,如噪聲振動粉塵、有害氣體等,使其達到無害的程度;改善工作場所的照明條件。
  • 在人-機系統中,人體各部分的尺寸,人的視覺和聽覺的正常生理值,人在工作時的姿勢,人體活動範圍、動作節奏和速度,勞動條件引起工作疲勞的程度,以及人的能量消耗和補充;機器的顯示器、控制器(把手、操縱桿、駕駛盤、按鈕的結構型式和色調等)和其他與人發生聯繫的各種裝備(桌。椅、工作檯等);所處環境的溫度、濕度、聲響、振動、照明、色彩、氣味等都會影響人的工作效率。而工效學正是研究它們之間的關係的。工效學還研究人的工作行為和產生行為差異的各種因素,這些因素報括:年齡性別個人的智力和文化技術水平、工作興趣和工作動機、性格特點、工作情緒等主觀因素。同時,工效學還研究所處環境、設備性能、工作條件等客觀因素以及人群關係、組織作風等社會性因素。這些因素使人的能力互不相同,對系統的適應程度也各有差異。
  • 工效學還強調人有產生錯誤行為的可能性,良好的人-機-環境系統有助於減少操作人員失誤的客觀因素,並有利於預防和減少由於主觀因素或社會性因素造成的失誤。
  • 為實現人-機-環境系統的整體效果,還需要選擇具有一定素質的操作人員,並給予適當的訓練,使他們學會操作和維護這個系統。操作人員必須遵守操作規程,制訂的操作規程應符合操作人員的生理和心理特點。

    工效學在機械工業中已廣泛用於各種產品、設施和生產系統中。例如,在駕駛汽車的人-機-環境系統中,司機首先要了解車外環境(車流、人流、交通信號和標誌、道路條件等情況)和汽車本身運行狀態 (速度、發動機溫度、壓力、油量等儀表顯示的情況),以確定行車方針和進行適當的操縱。為使司機駕駛省力、安全和舒適,在設計汽車時應根據人體測量數據生理、心理負荷反應來考慮司機的座位、各顯示器和操縱機構的設定;適當降低汽車重心,使行駛較為穩定,乘坐舒適。在設計時還應考慮司機在操作中可能失誤或遭受外來車輛的撞擊,應有預防措施,如採用過速自動報警裝置,增設安全帶、緩衝保險槓、不易破碎的擋風玻璃等。

    又如改進後的橋式起重機的司機室,將各種操縱桿裝在司機座位的兩側,正前方和兩側都是大玻璃窗,擴大司機的視野並可讓司機坐在座位上操作。操縱桿把手的材料、結構、形狀、位置根據功能選用和設計,使司機憑觸覺就能操作。整個司機室密閉性良好,這樣就能改善不良的操作條件和客觀環境對司機工作效能的影響。

    發展趨勢

    工業的發展趨勢是逐漸走向自動化和高技術水平,腦力勞動的比重在不斷增加,信息交換和數據處理工作方面的工效學問題,將被提到日程。但在開發中國家有關體力勞動的工效學問題仍應重視。

    相關學科

    機械學、傳熱學機械動力學摩擦學汽車力學地面車輛力學燃燒學、機構學、機械製圖、工程熱力學、人機工程學、系統工程學

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