深圳市人体工程学应用协会(Shenzhen Association of Ergonomics Application,简称SAEA),以加速推进中国人体工程学发展,扩大人体工程学有效应用范围和对社会的贡献为宗旨,于2016年9月在深圳注册成立。是当前中国推行人体工程学科学和实践的主要专业机构,也是国内最为活跃的人体工程学组织。
协会简介
人体工程学(Ergonomics),是一门国际上正在迅猛发展的前沿交叉学科。根据人的心理、生理等特性,研究和改善人、机(包括机器、计算机、工作生活用品及软件界面等)、环境之间的合理关系,为人们创造“安全、健康、舒适、高效”的工作生活条件,应用领域十分广阔。
深圳市人体工程学应用协会(Shenzhen Association of Ergonomics Application,简称SAEA)基于推动人体工程学的发展及应用,经近百名专家、企业家联名倡议发起,于2016年9月在深圳注册成立。本会以加速推进中国人体工程学发展,扩大人体工程学有效应用范围和对社会的贡献为宗旨,是当前中国推行人体工程学科学和实践的主要专业机构,也是国内最为活跃的人体工程学组织。协会会员范围涵盖国内外,汇集了相关产业链上、中、下游企业及具有代表性的事业单位、高等院校、科研机构等。本会与美国人因工程学会(the USA)、美国机械工程师协会(ASME)、英国人机工程学研究所(the UK)等国际性学会组织建立了密切沟通与协作。紧密筹建中的人体工程专业委员会(Ergonomic Professional Committee),将汇集更多领域专家、行业精英,共同促进我国基础科学交叉研究和应用技术相互渗透,为人类社会的健康和可持续发展注入新活力。
愿景:成为中国最具活力的人体工程学普适协会;在人机、环境、社会、生产力等各个方面不断引领改良革新,让人们生活得更美好、更安全和更健康。
使命:推进人体工程学在中国的发展和应用。
核心价值观:成长·创新·普惠
成立背景
2014年12月,“中国制造2025”概念被首次提出。
2015年3月5日,李克强总理在全国两会上作《政府工作报告》时首次提出“中国制造2025”的宏大计划。
2015年3月25日,李克强总理组织召开国务院常务会议,部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级。也正是这次国务院常务会议,审议通过了《中国制造2025》。
2015年5月8日,国务院正式印发《中国制造2025》。规划明确三步走战略目标,以及九大任务和八项支撑措施。
2015年12月8日,深圳市人民政府印发《中国制造2025》深圳行动计划通知。全面拓展国际科技合作,支持企业、高等院校和科研机构参与国际大科学计划和大科学工程;鼓励企业与高等院校、科研机构、上下游企业、行业协会等共建研发平台和技术创新战略联盟,建设产业关键共性技术创新平台,合作开展核心技术、共性技术、关键技术研发和攻关。
2016年3月28日,首届比特工业设计大赛闭幕式暨颁奖典礼在中国(广州)国际家具博览会现场盛大举行。来自全国各地的近百位生理学、心理学、工程学、管理学等领域专家和企业家围绕“制造强国”大背景进行了深入探讨和交流,达成以下共识:我国制造业是实现工业化的主力军,是国民经济稳定发展的重要目标,迫切需要加强发展。人体工程学应用是加速我国制造业发展的重要推手,既是在供给侧引领产业协同创新,也是在需求侧满足消费者多方需求的有效手段,大力发展人体工程学研究和产业应用,是推动经济发展和产业升级的原动力。经提议,与会专家企业家表决一致同意联名倡议发起成立人体工程学行业协会组织。
2016年3月30日,正式成立协会筹委会。经多次会议讨论,决定以『人体工程学应用』为正式名称,并确立发展方向。“协会”以整合国内外人体工程学资源,共同合作提升国内人体工程学术研究及相关技术应用,并促进国际相关研究交流,获得学术界、教育界及产业界人士的广泛支持。
2016年9月19日,经过六个月的筹备,深圳市人体工程学应用协会(Shenzhen Association of Ergonomics Application,SAEA)在深圳注册成立并即开始服务国际人体工程学界。从那一刻起,深人协就必将成为人体工程学发展历程中的一个重要里程碑。
学科定义
人体工程学(Ergonomics),是一门国际上正在迅猛发展的前沿交叉学科。涉及多种学科,如:生理学、心理学、解剖学、管理学、工程学、系统科学、劳动科学、安全科学、环境科学等,应用领域十分广阔。由于学科内容的综合性、涉及范围的广泛性以及学科侧重点的不同,学科命名也具有多样化的特点。
欧洲:称为工效学(Ergonomics)
美国:人类因素学(Human Factors)、人类工程学(HumanEngineering)、工程心理学(Engineering Psychology)
日本:人间工学
中国:人体工程学、工效学、人机学、人机工程学
学科背景
在人类社会文明发展伊始,人类就开始制造和使用工具,而且人类总是不断思考着怎样来利用这些工具,怎样使这些工具用起来更方便,更简单,这样不可避免的,人与器具之间就会发生某种联系。即使是在石器时代,我们也可以看到打磨成不同形状尺寸的石头,这样做是为了让这些石头更适合人手的掌握,更方便人手的用力。例如:1963年江苏邱县在墩子新石器时代遗址出土的石匕首,其造型与现代的匕首己十分相似,由把柄、刀身、尖刀组成,而把柄的孔状呈半圆形,看起来非常符合人手握持。可以看到,为了人的使用,早期人类在有意识地运用“人体工程学”。但此时对人体工程学的认识仅仅停留在视觉感受及经验积累上。可以说,这是最原始的人机关系。
虽然说人类在社会发展过程中有意识和无意识的使用到了人体工程学,但是将其作为一门系统的科学来研究却是最近几十年的事情。可以说这是一门年轻的学科。作为一门学科,劳动学最早出现在波兰,1857年波兰人亚司特色波夫斯基(WojciechJastrzebowski)第一个建立劳动学,并命名为Ergonomics。该词出自希腊语erg(劳动,工作)和nomos(规律性,论,学),而不是目前许多书上写的“起源于20世纪50年代的英国”。这也就是后来的人体工程学。但是,人体工程学的确最早是在英国展开研究,而形成和实际性的进展却是发生在美国。人体工程学的形成和发展大致经历了三个主要阶段:
人体工程学的萌芽
19世纪之前,人们虽然没有系统科学的探讨人体工程学,但是在自觉不自觉之间,人们会用到人体工程学的原理,他们最初的初衷是这些工具操作起来是否方便,人们用着是否舒适。这些有关人体工程学的理论散碎地出现在一些书籍里面,并没有成为完整的著作。比如两千多年我国商周时期的《冬官考工记》就有按人体尺寸设计制作各种工具和车辆的记载,其中详细描述了马拉车辆设计中车轮结构及尺寸如何按人的尺寸设计,以保证其宜人性,并使马的力量得以很好发挥。于是得出“故兵车之轮.六尺有六寸.田车之轮.六尺有三寸.乘车之轮.六尺有六寸.六尺有六寸之轮.轵崇三尺有三寸也.加轸与幞焉.四尺也.人长八尺.登下以为节.”不但如此,从《考工记》里,你还可以清晰地感受到工效学的思想。我们都知道,工效学的运用最初是在第二次世界大战对于武器的研制中,但是两千年前的考工记中就清楚地讨论了古代作战中人、弓、矢的搭配问题。在人、弓、矢三者与“的”构成的系统中,射手因体形、意志、气质等差别,而有“危人”和“安人”之分。“危人”刚毅勇敢、火气大、行动急疾、所谓“骨直以立,忿执以奔。”(《弓人》)“安人”长得矮胖,意念宽缓,行动迟慢,所谓“丰肉而短,宽缓以茶。”(《弓人》)按弓、矢的刚柔程度不同,也有危弓(刚硬的弓)、危矢(剽疾的箭)和安弓(柔软的弓)、安矢(柔缓的箭)之别。《考工记》指出“其人安,其弓安,其矢安”和“其人危,其弓危,其矢危”的搭配方式最不可取,因为前者箭的速度不快,不易命中目标,即使射中了也无力深入;后者箭将反复拱曲前进,不能稳中目标。按照心理学、空气动力学和射箭理论,安人宜选用危弓和安矢,危人宜选用安弓和危矢最为合理。可以说《考工记》里记载的这些思想与现代人体工程学研究的某些方面不谋而合。
另外一个很明显的例子就是我国明代椅子中常见的“S”形靠背,就是符合人体脊椎的弯曲曲率的。国外在此时期也是一样,著名哲学家普罗塔哥拉斯(Protogras)曾说过“人是万物的尺度,是一切存在的事物存在的尺度,是一切不存在的事物不存在的尺度”。这就阐明:一切设计的出发点是人,适合人体功能的设计是适度的,不符合人体功能的设计是不适度的。手工业时代的中外建筑设计、产品设计等从实用与美观角度出发,遵循着合乎人体结构的基本规律。像埃及国坦卡门墓中的御座、乌木椅及人形棺、玻璃枕头,以及古代希腊、罗马时期的神庙、金属工艺品的设计都有体现。总之手工业对代对于人体结构因素在各领域的设计是一种自觉和经验的设计意识。
19世纪后期,西方工业革命的爆发和快速发展,为人体工程学的研究孕育出温床。机器大工业化的生产改变了人们习以为常的劳动强度和劳动熟练程度,在很长一段时间以内都是人适应机器,为了充分发挥机器的生产效率,保证和改善工人的劳动条件,美国的学者F.W.泰罗(F.W.Taylor)等人开始研究机器、材料、人员和作业环境之间相互协调和管理的关系问题,为人类工程学的研究发展打下了基础。
与此同时,德国心理学家L.ff.斯腾和美国心理学教授H.敏斯特伯格(H.Munsterberg)提倡心理学在生产实践上的运用,它通过心理学原理的运用,选择和培训工人,以使工人更好的适应机器。代表作《心理学与工业效率》一书将心理技术学的原理和泰罗的管理理论联系了起来。这一阶段从19世纪末一直持续到第一次世界大战,主要是以机械为中心设计,让人适应机器。这一阶段的研究也为人体工程学的成熟和发展铺张了道路。
人体工程学的兴起和成熟
第一次世界大战和第二次世界大战,既摧残了人类的历史,也激发了人类的设计史。大批优秀的设计伴随战争出现。高性能、高技术、高装备的新型武器和航空设备纷涌出现,这些复杂武器的出现使得人机协调问题突然激化。人员选拔已不能适应武器的发展,操作的屡屡失误让人们终于意识到设计中人的因素的重要性,工程技术必须与生理学、心理学、生物学、人体测量等各个方面相结合。人体工程学各个分支的思想和方法经过长期和漫长的酝酿,终于在二战期间获得了突破性的进展,从此也奠定了人体工程学被视为成熟的现代学科的地位。人体工程学在这个时期从人适应机器转入到了机器适应人的新阶段。
第二次世界大战之后。各个国家开始建立人体工程学的组织,I960年成立了国际人机工程协会(IEA)。
学科发展
20世纪60年代后,人体工程学的研究得到了越来越多的国家的重视,人体工程学涉及的范围和应用领域也越来越广。现代人体工程学研究的方向是:把人一机一环境系统作为一个统一的整体来研究,以创造最适合于人的各种产品和作业环境,使人一机一环境系统和谐统一,从而获得系统的最优综合效能。
IEA在其会刊中指出,现代人体工程学发展有三个特点:a:不同于传统人类工程学研究中着眼于选择和训练特定的人,使之适应工作要求。现代人类工程学着眼于工程设计及各类产品设计。b:密切与实际应用相结合,通过严密计划规定的广泛的实验性研究,尽可能利用所掌握的基本原理,进行具体的产品设计。c-.力求使实验心理学、生理学、功能解剖学、人类学等学科的专家与物理学、数学、工程技术等方面的研究人员共同努力,密切合作。
学科应用
目前,人体工程学被广泛的应用到国防、交通运输、工业、航天航空、农业、建筑、艺术设计等各个领域。主要具体到以下28个应用领域:
(1) 工作事故,健康与安全
(2) 人体工作行为解剖学和人体测量
(3) 认知工效学和复杂任务
(4) 计算机软件人机工程
(5) 计算机终端:设计与布局
(6) 显示与控制布局设计
(7) 控制室设计
(8) 环境人机工程
(9) 专家论证:多工作环境
(10)人机界面设计与评价
(11)人的可靠性
(13)工业/商业工作空间设计
(15)手工操作负荷:安全与培训
(16)办公室人机工程与设计
(17)生理学方面和医学人机工程
(18)产品设计与顾客
(19)风险评估:多种工作状况
(20)社会技术系统与人机工程
(21)系统分析
(22)任务分析
(23)管理培训与人员培训
(24)可用性评估
(25)用户需求与用户指导
(26)车辆与交通人机工程
(27)与工作有关的骨骼、肌肉问题
(28)其它特殊的人机工程应用
好的生活条件需求人体工程学
随着人们生活水平的提高,越来越多的普通百姓在关注设计本身实用的同时,也开始享受和体验精致生活的乐趣。人们开始追求美,追求舒适和健康。这不再是一种奢侈。因此,人体工程学在生活上的应用越来越受到关注。
研究方法
人体工程学的研究广泛采用了人体科学和生物科学等相关学科的研究方法及手段,也采用了系统工程、控制理论、统计学等其他学科的一些研究方法,而且本学科的研究也建立了一些独特的新方法。使用这些方法来研究以下问题:测量人体各部分静态和动态数据;调查、询问或直接观察人在作业时的行为和反应特征;对时间和动作的分析研究;测量人在作业前后以及作业过程中的心理状态和各种生理指标的动态变化;观察和分析作业过程和工艺流程中存在的问题;分析差错和意外事故的原因;进行模型实验或用电子计算机进行模拟实验;运用数学和统计学的方法找出各变量之间的相互关系,以便从中得出正确的结论或发展成有关理论。
目前常用的研究方法有:
1、观察法
为了研究系统中人和机器的工作状态,常采用各种各样的观察方法,如工人操作动作的分析,功能分析和工艺流程分析等都属观察法。
2、实测法
实测法是一种借助于仪器设备进行实际测量的方法。例如,对人体静态和动态参数的测量,对人体生理参数的测量或者是对系统参数、作业环境参数的测量等。
3、实验法
这是当运用实测法受到限制时采用的一种研究方法,一般在实验室中进行,也可以在作业现场进行。例如,为了获得人对各种不同的显示仪表的认读速度和差错率的数据,一般实验室进行试验;为了了解色彩环境对人的心理、生理和工作效率的影响,由于需要进行长时间研究和多人次的观测,才能获得比较真实的数据,通常在作业现场进行实验。
4、模拟和模型实验法
由于机器系统一般比较复杂,因而在进行人机系统研究时常采用模拟的方法。模拟方法包括对各种技术和装置的模拟,如操作训练模拟器、机械模型以及各种人体模型等。通过这类模拟方法可以对某些操作系统进行仿真实验,得到从实验室研究外推所需的更符合实际的数据。因为模拟器和模型通常比其模拟的真实系统价格便宜得多,但又可以进行符合实际的研究,所以应用较多。
5、计算机数值仿真法
由于人机系统中的操作者是具有主观意志的生命体,用传统的物理模拟和模型方法研究人机系统,往往不能完全反映系统中生命体的特征,其结果与实际相比必有一定误差。另外,随着现代人机系统越来越复杂,采用物理模拟和模型的方法研究复杂的人机系统,不仅成本高、周期长,而且模拟和模型装置一经定型,就很难作修改变动。为此,一些更为理想和有效的方法逐渐被研究出来,其中的计算机数值仿真法已成为人体工程学研究的一种现代方法。数值仿真是在计算机上利用系统的数学模型进行仿真性实验研究。研究者可对尚处于设计阶段的未来系统进行仿真,并就系统中的人、机、环境三要素的功能特点及其相互间的协调性进行分析,从而预知所设计产品的性能,并进行改进设计。应用数值仿真研究,能大大缩短设计周期,并降低成本。
6、分析法
分析法是上述各种方法中获得了一定的资料和数据后采用的一种研究方法。目前,人体工程学研究常采用以下几种分析方法:
(1)瞬间操作分析法。生产过程一般是连续的,人和机械之间的信息传递也是连续的。但要分析这种连续传递的信息很困难,因而只能用间歇性的分析测定法,即采用统计学中的随机采样法,对操作者和机械之间在每一间隔时刻的信息进行测定后,再用统计推理的方法加以整理,从而获得人机环境系统的有益资料。
(2)知觉与运动信息分析法。人机之间存在一个反馈系统,即外界给人的信息,首先由感知器官传到神经中枢,经大脑处理后,产生反映信号再传递给肢体对机械进行操作,被操作的机械又将信息反馈给操作者,从而形成一个反馈系统。知觉与运动信息分析法,就是对此反馈系统进行测定分析,然后用信息传递理论来阐述人机间信息传递的数量关系。
(3)动作负荷分析法。在规定操作所必须的最小间隔时间条件下,采用电子计算机技术来分析操作者连续操作的情况,从而推算操作者工作的负荷程度。另外,对操作者在单位时间内工作的负荷进行分析,可以获得用单位时间的作业负荷率来表示操作者的全部工作负荷。
(4)频率分析法。对人家系统中的机械系统使用频率和操作者的操作动作频率进行测定分析,其结果可以获得作为调整操作人员负荷参数的依据。
(5)危象分析法。对事故或者近似事故的危象进行分析,特别有助于识别容易诱发错误的情况,同时也能方便的查找出系统中存在的而又需用较复杂的研究方法才能发现的问题。
(6)相关分析法。在分析方法中,常常要研究两种变量,即自变量和因变量。用相关分析法能够确定两个以上的变量之间是否存在统计关系。利用变量之间的统计关系可以对变量进行描述和预测,或者从中找出合乎规律的东西。例如对人的身高和体重进行相关分析,便可以用身高参数来描述人的体重。统计学的发展和计算机的应用使相关分析法成为人机工程学研究的一种常用方法。
(7)调查研究法。目前,人体工程学专家还采用各种调查方法来抽样分析操作者或使用者的意见和建议。这种方法包括简单的访问,专门调查、精细的评分、心理和生理学分析判断以及间接意见与建议分析等。
基础数据
人体基础数据主要有下列三个方面,即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。
1、人体构造
与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉,这三部分在神经系统支配下,使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成,脊柱可完成多种运动,是人体的支柱,关节起骨间连接且能活动的作用,肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张,使人体各部分协调动作。
2、人体尺度
人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。
3、人体动作域
人们在室内各种工作和生活活动范围的大小,即动作域,它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域,也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据,人体动作域的尺度则为动态的,其动态尺度与活动情景状态有关。
室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用,应考虑在不同空间与围护的状态下,人们动作和活动的安全,以及对大多数人的适宜尺寸,并强调其中以安全为前提。
例如:对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等,应取男性人体高度的上限,并适当加以人体动态时的余量进行设计;对踏步高度、上搁板或挂构高度等,应按女性人体的平均高度进行设计。
生理计测
根据人体在进行各种活动时,有关生理状态变化的情况,通过计测手段,予以客观的、科学的测定,以分析人在活动时的能量和负荷大小。
人体生理计测方法主要有:
1、肌电图方法
把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录,从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。
2、能量代谢率方法
由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值,与其平时耗氧量相比,以此测定活动状态的强度,能量代谢率的计算式,以及不同活动的能量代谢率(RMR)。其计算式如下:
运动时氧耗量—安静时氧耗量
能量代谢率(RMR)〓 ———————————————
基础代谢率耗量
3、精神反射电流方法
对人体因活动而排出的汗液量作电流测定,从而定量地了解外界精神因素的强度,据此确定人体活动时的负荷大小。
心理计测
心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。
1、精神物理学测量法
用物理学的方法,测定人体神经的最小刺激量,以及感觉刺激量的最小差异。
2、尺度法
以顺序在心理学中划分量度,例如在一直线上划分线段,依顺序标定评语
可由专家或一般人,相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。