人因工程学

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人体工学（又称人类工效学、人机工程学、人因工程学、人因学）是一门重要的工程技术学科，为管理科学中工业工程专业的一个分支，是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理及心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门科学。其中侧重于研究人对环境的精神认知称为cognitive ergonomics或human factors，而侧重于研究环境施加给人的物理影响称为physical ergonomics或occupational biomechanics。作为一门综合边缘学科，它的研究和应用范围非常广泛，因此人们试图从各种角度命名和定义它。

## 命名由来

Ergonomics一词是由希腊词根“ergon”（意思是工作、劳动）和“nomos”（意思是规律、规则）复合而成，本义是人的劳动规律。而在世界范围内，人因工程学的命名并不统一，不过有少数命名法获广泛采用。在中国大陆，“人机工程学”、“工效学”、及“工程心理学”都有不同领域的研究者使用。近年来，“人因学”一词的使用有增多的趋势。

下面是常用（但不是全部）命名表：

### 命名表

英文｜中文译名｜使用范围

Ergonomics｜人类工效学、工效学｜欧洲、世界其他国家

Human Factors｜人体学｜美国

Human Factor Engineering｜人因工程学｜美国

Human Engineering｜人类工程学｜某些学者

Engineering Psychology｜工程心理学｜主要是心理学家

## 定义

国际人类工效学学会（International Ergonomics Association，简称IEA）将人类工效学（Ergonomics）定义为：人类工效学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。还有其他一些从不同角度出发的、关注重点不同的定义。从这些不同的定义可以发现一些共同的元素：

- 研究内容：人-机器-环境系统的相互关系。
- 研究方法：深入研究人的能力和行为（生理的、心理的），把成果用于设计和改善机器和环境。
- 研究目的：使机器和环境适应人的需要，这些需要包括：提高工作和生产效率；保障人的健康、安全和舒适。

这些共同的元素表明，尽管命名和定义并不统一，但它们都指涉同一学科。

## 分类

在人类工效学的内涵上主要分为三个领域：第一、身体人因工程（physical ergonomics）：主要探讨的是解剖学、人体测量学、生理学、生物机械力学等因素与身体活动的影响，从而设计出合乎这些条件之工作环境，达到最适合劳工工作之安全条件。当职场系统之元素不合乎人因工程学之设计时，最常会造成劳工之骨骼肌肉疾病、也常会发生职场之环境安全的问题。第二、认知人因工程（Cognitive Ergonomics）：这部分牵涉到洞察力、记忆力、推理、及动作反应。与劳工有关的是心智负荷过重、决策的判断、技能的熟练、工作压力，相关的影响为需操作电脑的工作。第三、组织人因工程（Organizational Ergonomics）：牵涉到组织架构、社会技巧及团队等。

人类工效学也可以分为两研究阶段：工作环境工效以及产品工效。前者目标主要是设计和设定工作者的工作环境，减低工作者的工作压力并提高工作效率；后者为产品设计提出友善的操作界面以及舒适的外形，使用户更舒适和加入美学设计因素，工作环境工效的设计常把工作者视作独立个体。与之相对应，在产品工效设计，使用者会以人体模型的形式出现，此时设计者须考虑人体生理和心理因素变化，如手臂长度的均值和方差数据。

### 身体人因工程（Physical ergonomics）

身体人因工程与人体解剖学、和生理活动相关的一些人体测量学、生理学及生物力学特征有关，相关的议题包括：工作的姿势、材料的处理、重复的动作、因工作而引起的肌肉骨骼伤病（work-related musculoskeletal disorders，WMSD）、工作场所的设计、安全与健康。身体人因工程的原理已广泛应用于消费产品和工业产品的设计，可透过减少机械诱发的急性和慢性肌肉骨骼损伤或障碍背后的机制，以优化性能和预防或治疗与工作相关的障碍。身体人因工程对于患有生理病的人来说很重要，例如关节炎（慢性和暂时性）或腕隧道症候群，因为对于受这些疾病影响的人，可能会导致设备无法使用；而对于未受这些疾病影响的人，微不足道或难以察觉的压力也可能会很痛苦。许多符合身体人因工程设计的产品现已用于或推荐用于治疗或预防这些疾病，及治疗与压力有关的慢性疼痛。

### 认知人因工程（Cognitive ergonomics）

认知指的是处理讯息的心理过程，因此国际人因工程学协会对于“认知人因工程”定义：此面向关注的是人的心理过程，如知觉、记忆、推理和运动反应等，影响人与系统其他元素之间的交互关系。为确保人类需求、能力和限制与工作、产品、环境之间的适当互动的学门。

相关的研究议题有心理工作负荷（mental workload）、设计决策、熟练展现技巧（skilled performance）、人机互动（human-computer interaction）、工作压力（work stress）、人机界面。近年来随着生活品质提升，加入使用者体验，认知人因工程研究发展领域，由早期研究着重于人机系统的相关议题，之后2010年转以“人”为出发点，强调以人的需求为设计的出发点，研究面向扩及人类讯息处理与决策行为、视觉、传达与感性设计等。

认知人因工程的应用源自于人类的认知能力、感知、注意力、解决问题的技能、记忆等，在许多情况下会受到限制，并且可能受到个体差异的影响。而且人类经验累积、程序知识的学习，更需要长时间的学习与克服认知上的限制。因此，认知人因工程学的目标是设计工作条件和环境，以增强认知功能和人类工作表现，避免不必要的危害，帮助人类解决因认知而造成的障碍问题，从而提高工作效率、安全和健康。

### 组织人因工程（Organizational ergonomics）

关注社会技术系统的优化，改善工作流程及优化结构。包括其组织结构、政策和流程、沟通、团队合作、工作设计和管理。组织人因工程结合了从工作环境其他领域的专业知识，如身体和认知人体工程学，以优化整个组织的安全性和效率。美国商业资讯解释组织人因工程的目的为“找到优化团队合作、改善沟通、增加产量和提高产品整体质量的方法。”可透过标准化训练、透过云端大数据分析、或是精益制造技术等方式，可以达到目的。在任何组织中，都有几个因素会影响员工的生产力。由于生产力直接影响了公司的盈利，因此每位雇主都应该关注人因问题。

## 学科的历史

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### 早期（19世纪末—20世纪初：第二次世界大战前）

这时期机械设计对人机关系得考虑是通过选择和培训使人适应于机器，满足工作的需要，研究偏重心理学角度。

20世纪早期，Frank和Lillian Gilbreth两夫妇开始研究人体动作，例如他们对于外科手术过程的研究成果直到今天还在使用，可说是人因工程学领域的先驱。

### 转变期（第二次世界大战期间—60年代）

开始重视人的因素，意识到使机械和程序适应人的要求的重要性。二战期间，主要研究和应用领域是军事领域。研究者逐渐认识到除心理学外的生理学、人体测量学、生物力学等学科知识对于研究和运用人因工程学的重要性。战后，研究与应用扩展到工业与工程设计，如飞机、汽车和机械设计。

1949年，Chapanis等人出版了第一部人因工程学著作《应用实验心理学：工程设计中的人因》。

### 发展壮大期（1960年代之后）

主要表现为：研究方向的变化，从重视“人因”发展到把“人—机器—环境”系统看作统一的整体来研究；研究和应用扩大到医学和计算机等领域；涉及的专业和学科有解剖学、生理学、心理学、工作与工程设计、工作研究、长时间办公／电脑用的工学椅／人体工学椅研究、建筑与照明工程、管理工程和工业卫生学等专业领域，并与计算机技术相结合。

1961年，国际人类工效学学会（IEA）成立，该组织为推动世界人类工效学发展起了重大作用。

## 相关设计

- 键盘：人体工学键盘，分体键盘
- 鼠标：垂直鼠标，带有拇指凹槽的鼠标
- 椅子：战机座椅、升降工作台
- 柜子：高柜高缘不超过身高1.6倍，以便拿取物品
- 门把：水平锁，方便握力不足与持物时开门
- 电脑桌不带抽屉以便使用电脑时转身离座
- 沙发：座面阔度起码48厘米，太窄，即使能勉强坐进去也会感觉拥挤。坐面深度应在48至60厘米间，过深就无法自然下垂小腿，腿肚受压；过浅就会感觉坐不住。座面高度应在36至48厘米间，过高就像坐在椅子上，感觉不舒适；过低就会感到坐下再站起很难。

## 连结

### 欧美

- International Ergonomics Association (Switzerland)
- Chartered Institute of Ergonomics & Human Factors (UK)
- Human Factors and Ergonomics Society (US)
- The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) (US)
- Board of Certification in Professional Ergonomics (BPCE) (US)

### 其他

- Ergoweb's News, Information and Ergonomics Community Resources
- Human Factors and Ergonomics resources
- NIOSH Topic Page on Ergonomics and Musculoskeletal Disorders
- (科普型文章)Taiwan 2.0 >>人因
- Ergonomic Resources