人机工程学

**人體工學**（又稱**人類工效學**、**人機工程學**、**人因工程學**、**人因學**）是一門重要的工程技術學科，為管理科學中工業工程專業的一個分支，是研究人和機器、環境的相互作用及其合理結合，使設計的機器和環境系統適合人的生理及心理等特點，達到在生產中提高效率、安全、健康和舒適目的的一門科學。其中側重於研究人對環境的精神認知稱為 cognitive ergonomics 或 human factors，而側重於研究環境施加給人的物理影響稱為 physical ergonomics 或 occupational biomechanics。作為一門綜合邊緣學科，它的研究和應用範圍非常廣泛，因此人們試圖從各種角度命名和定義它。

## 命名

Ergonomics 一詞是由希臘詞根「ergon」（意思是工作、勞動）和「nomos」（意思是規律、規則）複合而成，本義是人的勞動規律。而在世界範圍內，人因工程學的命名並不統一，不過有少數命名法獲廣泛採用。在中國大陸，「人機工程學」、「工效學」、及「工程心理學」都有不同領域的研究者使用。近年來，「人因學」一詞的使用有增多的趨勢。

下面是常用（但不是全部）命名表：

### 命名表

## 定義

國際人因工程學協會（International Ergonomics Association，簡稱 IEA）將人因工程學（Ergonomics）定義為：

還有其他一些從不同角度出發的、關注重點不同的定義。從這些不同的定義可以發現一些共同的元素：

* **研究內容**：人 - 機器 - 環境系統的相互關係。
* **研究方法**：深入研究人的能力和行為（生理的、心理的），把成果用於設計和改善機器和環境。
* **研究目的**：使機器和環境適應人的需要，這些需要包括：提高工作和生產效率；保障人的健康、安全和舒適。

這些共同的元素表明，儘管命名和定義並不統一，但它們都指涉同一學科。

## 分類

在**人因工程學**的內涵上主要分為三個領域：第一、**身體人因工程**（physical ergonomics）：主要探討的是解剖學、人體測量學、生理學、生物機械力學等因素與身體活動的影響，從而設計出合乎這些條件之工作環境，達到最適合勞工工作之安全條件。當職場系統之元素不合乎人因工程學之設計時，最常會造成勞工之骨骼肌肉疾病、也常會發生職場之環境安全的問題。第二、**認知人因工程**（Cognitive Ergonomics）：這部分牽涉到洞察力、記憶力、推理、及動作反應。與勞工有關的是心智負荷過重、決策的判斷、技能的熟練、工作壓力，相關的影響為需操作電腦的工作。第三、**組織人因工程**（Organizational Ergonomics）：牽涉到組織架構、社會技巧及團隊等。

人因工程學也可以分為兩研究階段：**工作環境人因工程**以及**人因工程設計**。前者目標主要是設計和設定工作者的工作環境，減低工作者的工作壓力並提高工作效率；後者為產品設計提出友善的操作界面以及舒適的外形，使用戶更舒適和加入美學設計因素，工作環境工效的設計常把工作者視作獨立個體。與之相對應，在產品工效設計，使用者會以人體模型的形式出現，此時設計者須考慮人體生理和心理因素變化，如手臂長度的均值和方差數據。

### 身體人因工程（Physical ergonomics）

身體人因工程與人體解剖學、和生理活動相關的一些人體測量學、生理學及生物力學特徵有關，相關的議題包括：工作的姿勢、材料的處理、重複的動作、因工作而引起的肌肉骨骼傷病（work-related musculoskeletal disorders，WMSD）、工作場所的設計、安全與健康。身體人因工程的原理已廣泛應用於消費產品和工業產品的設計，可透過減少機械誘發的急性和慢性肌肉骨骼損傷或障礙背後的機制，以優化性能和預防或治療與工作相關的障礙。身體人因工程對於患有生理病的人來說很重要，例如關節炎（慢性和暫時性）或腕隧道症候群，因為對於受這些疾病影響的人，可能會導致設備無法使用；而對於未受這些疾病影響的人，微不足道或難以察覺的壓力也可能會很痛苦。許多符合身體人因工程設計的產品現已用於或推薦用於治療或預防這些疾病，及治療與壓力有關的慢性疼痛。

### 認知人因工程（Cognitive ergonomics）

認知指的是處理訊息的心理過程，因此國際人因工程學協會對於「認知人因工程」定義：此面向關注的是人的心理過程，如知覺、記憶、推理和運動反應等，影響人與系統其他元素之間的交互關係。為確保人類需求、能力和限制與工作、產品、環境之間的適當互動的學門。

相關的研究議題有心理工作負荷（mental workload）、設計決策、熟練展現技巧（skilled performance）、人機互動（human-computer interaction）、工作壓力（work stress）、人機介面。近年來隨著生活品質提升，加入使用者體驗，認知人因工程研究發展領域，由早期研究著重於人機系統的相關議題，之後 2010 年轉以「人」為出發點，強調以人的需求為設計的出發點，研究面向擴及人類訊息處理與決策行為、視覺、傳達與感性設計等。

認知人因工程的應用源自於人類的認知能力、感知、注意力、解決問題的技能、記憶等，在許多情況下會受到限制，並且可能受到個體差異的影響。而且人類經驗累積、程序知識的學習，更需要長時間的學習與克服認知上的限制。因此，認知人因工程學的目標是設計工作條件和環境，以增強認知功能和人類工作表現，避免不必要的危害，幫助人類解決因認知而造成的障礙問題，從而提高工作效率、安全和健康。

### 組織人因工程（Organizational ergonomics）

關注社會技術系統的優化，改善工作流程及優化結構。包括其組織結構、政策和流程、溝通、團隊合作、工作設計和管理。組織人因工程結合了從工作環境其他領域的專業知識，如身體和認知人體工程學，以優化整個組織的安全性和效率。美國商業資訊解釋組織人因工程的目的為「找到優化團隊合作、改善溝通、增加產量和提高產品整體質量的方法。」可透過標準化訓練、透過雲端大數據分析、或是精益製造技術等方式，可以達到目的。在任何組織中，都有幾個因素會影響員工的生產力。由於生產力直接影響了公司的盈利，因此每位雇主都應該關注人因問題。

## 學科的歷史

### 早期（19 世紀末 —20 世紀初：第二次世界大戰前）

這時期機械設計對人機關係得考慮是通過選擇和培訓使人適應於機器，滿足工作的需要，研究偏重心理學角度。

20 世紀早期，Frank 和 Lillian Gilbreth 兩夫婦開始研究人體動作，例如他們對於外科手術過程的研究成果直到今天還在使用，可說是人因工程學領域的先驅。

### 轉變期（第二次世界大戰期間 —60 年代）

開始重視人的因素，意識到使機械和程序適應人的要求的重要性。二戰期間，主要研究和應用領域是軍事領域。研究者逐漸認識到除心理學外的生理學、人體測量學、生物力學等學科知識對於研究和運用人因工程學的重要性。戰後，研究與應用擴展到工業與工程設計，如飛機、汽車和機械設計。

1949 年，Chapanis 等人出版了第一部人因工程學著作《應用實驗心理學：工程設計中的人因》。

### 發展壯大期（1960 年代之後）

主要表現為：研究方向的變化，從重視「人因」發展到把「人 — 機器 — 環境」系統看作統一的整體來研究；研究和應用擴大到醫學和計算機等領域；涉及的專業和學科有解剖學、生理學、心理學、工作與工程設計、工作研究、長時間辦公／電腦用的工學椅／人體工學椅] 研究、建築與照明工程、管理工程和工業衛生學等專業領域，並與計算機技術相結合。

1961 年，國際人因工程學協會（IEA）成立，該組織為推動世界人因工程學發展起了重大作用。

## 相關設計

* 鍵盤：人體工學鍵盤，分體鍵盤
* 滑鼠：垂直滑鼠，帶有拇指凹槽的滑鼠
* 椅子：戰機座椅、升降工作檯
* 室內設計：
  * 櫃子：高櫃高緣不超過身高 1.6 倍，以便拿取物品
  * 門把：水平鎖，方便握力不足與持物時開門
  * 電腦桌不帶抽屜以便使用電腦時轉身離座
  * 沙發：座面闊度起碼 48 厘米，太窄，即使能勉強坐進去也會感覺擁擠。坐面深度應在 48 至 60 厘米間，過深就無法自然下垂小腿，腿肚受壓；過淺就會感覺坐不住。座面高度應在 36 至 48 厘米間，過高就像坐在椅子上，感覺不舒適；過低就會感到坐下再站起很難。

## 參考文獻

## 連結

### 亞洲

* 中華民國人因工程學會（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 中國人類工效學學會（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 香港人類工效學學會 HKES（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 歐美

* International Ergonomics Association (Switzerland)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Chartered Institute of Ergonomics & Human Factors (UK)
* Human Factors and Ergonomics Society (US)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) (US)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Board of Certification in Professional Ergonomics (BPCE) (US)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

### 其他

* Ergoweb's News, Information and Ergonomics Community Resources（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Human Factors and Ergonomics resources（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* NIOSH Topic Page on Ergonomics and Musculoskeletal Disorders（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* (科普型文章) Taiwan 2.0 >> 人因（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Ergonomic Resources（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 工程學
* 人機互動
* 人因可靠度