工效学
工效学
? 工效学是研究人,机器,环境三者之间的 关系,以便使人工作,学习,生活的更有 效,更安全,更舒适的一门介于心理学, 生理学,人体测量学,工程技术和管理的 边缘学科。 ? 在我国,这门学科尚处于初始阶段,所用 名称也不一致,除用工效学,也用人类工 效学,人机工程等。
工效学内容
? 人类工效学的研究对象是人—机器—环境系统,它不仅只是研究人体本身, 也不是只研究机器和环境本身。它研究的是人、机器和环境之间的关系,主 要研究人和机器之间的相互作用和协调统一。具体研究内容有[1]: 人机界面的物理方面。例如汽车、工业设备的显示和控制器的尺寸、形状、 颜色和结构等。 人机界面发热认识方面。例如对于信息和指令的理解;人和计算机交换信息 的方式等。 工作场所设计和布置。例如办公室、工厂、厨房等的设计和布置;不同仪器 和设备的安排等。 物理环境。如气候。噪声与振动、照明、污染对人的工作的影响等。 心理环境。如工作班组的组织结构,人与人之间的关系、人与社会之间的关 系等。 工作安排,人员选择和培训。如轮班制对工作的影响;培训计划,人员选择 等。
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工效学目的
(1)使人工作得更有效; (2)使人工作得更安全; (3)使人工作得更舒适。 西方社会比我们发达,生活水平更高,在那里 工效学强调人的重要性,教科书中的宗旨是: 使机器适合于人(Fitting the task to man)。我 国当前生活水平还比较低,在很多地方是人适 应于机器。但随着人们生活水平的提高,人的 价值越来越高,工效学作为一门学科越来越受 到重视,对人的工作和生活将发挥越来越大的 影响。
人体测量学
在日常工作和生活中,我们天天会用到很多东 西,如椅子,桌子,各种机器等,这些东西的 物理尺寸,如大小,形状等,他们不仅影响人 们工作时的舒适性,也常常影响到人的工作效 率,工作态度,甚至危害人的安全和健康。 设计机器,工具,工作环境使之符合人的尺寸 是工效学的一个基本内容。因此我们应当先了 解人的基本尺寸。测量人体尺寸的一门学科叫 人体测量学。
人体测量学
设备高度与人体高度之比
人体尺寸的影响因素
? 性别。性别对群体人尺寸的影响也许是最大的。 男女之间的平均身高在10cm以上。 ? 年龄。人在未成年身高逐渐增高,成年后基本 稳定,进入老年开始萎缩。 ? 国家。各国之间的人的尺寸差别也是很大的。 据统计,美国人的平均身高高于我国,我国高 于日本,所以我们的产品要走向世界,必须考 虑这个问题。 ? 地
区。像我国东北地区和华北地区的人较高。
在设计中可采取的方案
在设计中使用人体尺寸时有5种方案 (1)按人体尺寸的分布 (2)按人的平均尺寸 (3)按某一百分比。一般设计中最常用的百 分比是95%,比如门框的设计 (4)为某部分人设计,为另一部分人提供调 整 (5)为某些特定的人设计。例如飞机驾驶舱
设计程序
确定设计对象和目标,例如一把椅子 确定使用对象 确定相关的人体尺寸 确定极限百分比。设计中常用的是90%, 90% 95% ? 根据查表或测量确定所需的数据 ? 向相关设计人员提供数据,工效学学者的 意见应尽早让设计家知道。 ? ? ? ?
人的视觉系统
? 视觉器官的外周感受器是眼睛,人的眼睛 的特点是神经细胞高度发达,具有完善的 光学系统以及各种使眼睛转动并调节光学 装置的肌肉组织 ? 视敏度。视敏度是眼睛辨别物体细节特征 的能力,也称为视力。
影响视敏度的因素
? 照明亮度。照明对人眼视敏度的影响随照 明强度的增加而逐渐减小; ? 亮度比。亮度比是指观察目标与背景之间 的亮度比; ? 暴光时间。在一定时间范围内,人眼感光 性随光刺激时间的增长而提高。 ? 运动。观察目标运动或者两者同时运动都 会引起视敏度降低。 ? 主观因素。人在14~20岁时视敏度最高。
工作地设计
人在工作中所需要的活动空间,加上机器, 设备,工具及被加工所占的空间统称为工 作地,工作地设计的任务就是使机器,设 备,工具及被加工物根据人的操作要求进 行空间布置,达到舒适,方便,提高工效 的目的。工作地的设计包括工作高度的设 计,坐椅的设计,达到空间等多方面的内 容,工作地设计与人体测量学是密切相关 的。
工作高度
工作高度通常是指人的手在工作时相对于地 面的高度。工作高度太低时,人的视力收 到影响,进而影响工作效果。若工作高度 太高了,人在工作中不得不抬高手臂,这 又会使肩膀疼。因此,设计合理的工作高 度是十分必要的。唯一最优的工作高度是 不存在的,因为最优的工作高度不仅随着 人的实际尺寸的不同而变化,而且也与人 的姿势,工作性质有关。
工作高度
? 站立时的工作高度。
? 坐着时的工作高度 人们坐着工作时,最重要的设计尺寸是 工作 桌面与椅子坐面之间的距离。格朗金在一项研 究中发现一般的办公室工作人员比较喜欢的桌 椅之间的距离是27~30cm。
工作高度
站坐交替工作面的设计。 从生理学的角度讲,我们推荐的是能够交 替站着或坐着进行的工作。这是因为若老 是站着,人的腿部负荷过重,容易疲劳, 而总是坐着,人的运动量太小,还
会产生 一些职业病。很多学者相信,每次交换姿 势都可以改善骨髓内营养的供应,这对人 的身体也是有好处的。
活动空间
活动空间在这里是指人的身躯基本不动的 情况下手或脚可达到的区间。 ? 伸手能达到的高度。 ? 平面空间 一般来说,人手在工作面上的水平工作范 围对我们来说才是最重要的。理想的工作 范围是以两个肩膀为支点,以35~45厘米为 半径的两个半圆之内,其次是以55~65厘米 为半径的两个半圆。
座椅的设计
为作业者提供舒适的椅子,可以大大减轻 人们的疲劳程度,提高劳动生产率,因此 人们对座椅的设计进行了大量的研究。 坐着工作的优点:减轻腿部负荷;能量消耗 减少;坐着工作可以完成比较精确和精细 的工作。 坐着工作的缺点。坐着工作时,人的脊椎压 力发生了根本的转变。很容易引起腰痛。
座椅的设计
根据实验得出[5],合适的座高应等于小腿窝高 加上25~35mm 的鞋跟厚,再减去10~20mm 的 活动余地,即:座高=小腿窝高+鞋跟厚-适当 间隙;座位的宽度应能使臀部完全受到支撑, 一般以人的平均肩宽尺寸再适当放宽些,即: 座宽=人体肩宽+冬衣厚度+活动余量;一般扶 手高度在座面以上200~240m左右,角度可随 座面角度而倾斜。休息用椅由于靠背长度增加, 故其倾角也随之增大;工作用椅则应当减小倾 斜度,以增大活动范围,提高工作效率 。
人机界面
人—计算机界面现在成了一门介于计算机科学, 人类工效学和行为科学之间的边缘学科。 屏幕显示的内容:(1)屏幕显示与纸上显示; (2)屏幕显示与视觉疲劳,例如字幕清晰度 和光量对比度;(3)屏幕显示的信息量和方 式。屏幕显示相对于书面显示的一个最大的优 点是它可以随时对一些信息加亮,使某些信息 更加突出,引起读者的注意。
键盘设计
? 在计算机键盘设计中下一个值得考虑的问 题是如何减少或消除键盘对人的手的不自 然姿势的限制。 ? 对键盘设计的另一个研究内容是键的排列 ? 随着电子科技的飞跃发展,现在涌现了许 多新的计算机的输入输出方式,如屏幕接 触,光笔,图像表格,鼠标,跟踪球,操 作杆,扫描器等。
疲劳
对疲劳给出一个精确的定义是困难的,一般来 说,疲劳伴随着下列特征: ? 主观上不愿意工作,无精神,身体不适应,头 晕,头疼,控制意志的能力降低,注意力分散 等 ? 在生理和心理方面,思维变呆板,警觉性降低, 反应速度减慢,行动减慢,力量减弱等 ? 表现在工作上,实际作业率降低,工作速度减 慢,工作质量差等
疲劳发生的原因和机理
? 过大的体力或脑力负荷(休息时间的分配方式
) ? 环境因素(比如工作地设计不合理) ? 人的生理节奏(工作的安排与人的生理节奏相 矛盾容易产生疲劳) ? 个人的生理,心理特性(例如身体素质,心情 等) ? 疾病 ? 营养
减少疲劳的方法
? 改变工作条件,提高机械化自动化生产水 平,改进设备和工具,在条件允许的条件 下,运用先进的技术取代人 ? 改变工作方法,包括工作姿势,工作速度, 搬运方法和操作的合理化等 ? 改善工作环境,如照明,噪音,颜色,振 动,温度,湿度,风速等 ? 增加营养,增加休息时间等。
脑力负荷
随着科学技术的进步,特别是电子计算机 的飞跃发展,人在系统中的作用发生了根 本性的变化,系统中的操作人员正在逐步 地从直接控制人员变成监视人员和决策者, 传统的体力劳动被脑力劳动所代替。人在 系统中的作用不是削弱了而是加强了,如 何预测和测量人在系统中的表现和脑力负 荷变得十分必要了。
工作压力
? 工作压力是指强迫人努力工作以出现危险 状态的外界因素。 ? 压力对情绪的影响:发怒,忧虑,意志消 沉,智力功能降低,对领导的愤慨等。 ? 压力对行为的影响包括:工作绩效降低, 缺勤率高,工伤事故率高等。
工作压力的改进方法
? 重新设计工作,应当使工作压力工作能力 相与适应 ? 改善工作中的人事关系,首先是与上司的 关系,与上司有融洽的关系让下属有安全 感 ? 正确的看待自己,锻炼自己的性格,能够 经受挫折,正确认识自己的能力。
枯燥
? 在现代工业生产中,为了提高劳动效率, 劳动分工越来越细,出现了许多短暂而又 高度重复的工作,这种工作被称为单调作 业。人们对单调工作的感受就是枯燥。 ? 克服枯燥:在决定工作方法方面给工人更 多的自由;鼓励工人参与管理和人与人之 间的交往;使工人们对自己的工作有个人 的责任感等。
国内外研究区别
如下图1,2所示为人类工效学在国内外不同研究领域的所占比例[2]
Fig.1 The proportion different research areas domestic account for
国内外研究区别
Fig.2 The proportion different research areas abroad account for
参考文献
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THANK YOU