人机工程学的发展历程与现状

（一）人机工程学的产生

人机工程学学科的形成可追溯到人类的早期活动，它的产生与发展经历了较长的时期。

石器时代，人类用石头制作劳动工具和生活用品；爱迪生时代，人类发明了电话和留声机；今天，由于自动化技术和计算机技术的发展，自动化生产线、自动化工厂、自动售货机以及全自动家用电器等产品应运而生。但是人类并不满足于此，又会产生新的欲望，并且坚持不懈地追求下去。正是由于这种忘我的追求，导致我们不知不觉地进入从未经历的境界，致使我们在进行机器设计时，强调了技术性能的设计，忽视了人自身这个主要因素，使人——机器的设计者和使用者——与机器之间的关系不协调，从而造成效率低下、可靠性和安全性差、环境污染等严重后果。

人机工程学的萌芽就是在这种背景下产生的。人类希望通过对这门学科的研究，来提高机器、工具及其生产系统的质量，提高工作效率，享受更为舒适的生活。这里所说的质量，不但包括性能（精度、效率、可靠性等）和经济性，而且还包括产品的操作使用是否简便，维护和修理是否方便，加工制造是否容易，外形是否令人喜爱，工作是否安全可靠，社会效益是否明显等因素。要使产品达到这么高的要求，对人机工程学的研究是必不可少的。

（二）人机工程学的发展

从总体上看，人机工程学的研究和发展大致可划分为三个阶段。

1.经验人机工程学

经验人机工程学研究重点是“人如何适应机器”。其中比较典型的是“铁锨作业试验研究”。1898年，美国学者F·W.泰勒（F.W.Taylor）对铁锨的使用效率进行研究。他用形状相同而铲量不同的4种铁锨（每次可铲物料重量分别为6磅、10磅、17磅和30磅，1磅=0.4536kg），分别去铲同样一堆物料。试验结果，用10磅铲量的铁锨作业效率最高。进一步他又研究了怎样操作、怎样组织操作才能省力高效，并于1903年发表了论文《论工厂管理》，开创了人机工程学研究的先河。此后，吉尔布雷斯夫妇（Frank and Lillian Gilbreth）将建筑工人砌砖动作的全过程用高速摄影机拍摄下来，然后对其中的有效动作和无效动作进行分析研究，提出砌砖动作的合理方案，从而使工人的砌砖速度提高近3倍。两位学者的试验研究成果为人机工程学学科的创立奠定了基础。

经验人机工程学一直延续到第二次世界大战之前，当时，人们所从事的劳动在复杂程度和负荷量上都有了很大变化，因而改革工具、改善劳动条件和提高劳动效率成为最迫切的问题，从而促使研究者对经验人机工程学所面临的问题进行科学的研究，推动经验人机工程学进入科学人机工程学阶段。

2.科学人机工程学(www.xing528.com)

科学人机工程学研究重点是“机器如何适应人”。科学技术的发展，使机器的工作能力越来越强、结构越来越复杂，人与机器的信息交换量也越来越多。尤其是第二次世界大战期间，由于战争的需要，武器装备愈趋复杂（如美国制造的轰炸机上各种仪表和操纵装置多达100多个），单靠人去适应机器已很难达到目的，不但影响武器效能的发挥，还经常发生事故。据统计，第二次世界大战中美国飞机事故的90%是由于人机工程学方面的原因造成的。因此，在加强操作技能和适应性训练的同时，又让生理学家、心理学家和人体解剖学家为机器设计提供适合操作人员生理、心理特征的设计参数，这样就相继出现了“实验心理学”“人体测量学”等学科。1957年，美国人E·J.姆科康米克（E.J.McCormick）出版了第一部人机工程学的专著Ergonomics，标志着这一学科进入了较为成熟的阶段。

科学人机工程学一直延续到20世纪50年代末。在其发展的后半阶段，由于战争的结束，本学科的综合研究与应用逐渐从军事领域向非军事领域发展，并逐步应用军事领域中的研究成果来解决工业与工程设计中的问题，如飞机、汽车、机械设备、建筑设施以及生活用品等。人们还提出在设计工业机械设备时也应集中运用工程技术人员、医学家、心理学家等相关学科专家的共同智慧，因此，在这一发展阶段中，本学科的研究课题已超出了心理学的研究范畴，许多生理学家、工程技术专家也投身到该学科中来开展研究工作，从而使本学科的名称也有所变化，故有人称其为“工程心理学”。

3.现代人机工程学

现代人机工程学即现在人们所说的人机工程学，其研究特点是把人—机—环境系统作为一个统一的整体来研究。20世纪五六十年代以来，科学技术的飞速发展，电子计算机应用的普及，工程系统的日趋复杂及其自动化程度的不断提高，宇航事业的空前进步，系统论、信息论、控制论这“三论”相继建立与发展，不仅为人机工程学注入了新的研究理论、方法和手段，而且也为人机工程学提出了一系列新的研究课题，如核电站等重要工程系统的可靠性问题、计算机的人机界面设计问题、宇航系统的设计和试验问题等等，从而拓宽了人机工程学的研究和应用范围，促使人机工程学进入了系统的研究阶段，促进了人机工程学的发展和进步。前述IEA 关于人机工程学的早期定义，就是在这一时期提出的。与人机工程学建立之初强调“机器设计必须适合人的因素”不同，IEA的定义阐明的观念是人机（以及环境）系统的优化，人与机器应该互相适应，人机之间应该合理分工。人机工程学的理论至此趋于成熟。

人机工程学的发展和演变，今后会继续下去，近期内在以下几个方面可能形成热点：永久太空站的生活和环境、弱势群体（残疾人、老年人）的医疗和便利设施、海陆空交通安全保障、生理与心理保健产品与设施等等。数字技术、信息技术、基因技术急剧改变着人类的文明进程，可能带给人类空前的利益，同时也可能潜伏着更多危及人类身心健康的负面影响。人机工程学以提高人类的生活质量为研究目的，今后无疑将任重而道远。

（三）我国入机工程学研究情况

在我国，人机工程学研究起步较晚，大约于20世纪60年代开始在军事领域尖端技术中进行，并侧重于生命保障系统，而普及于一般工业部门和民用领域的研究应用开始于20世纪80年代初。如机械工业系统的工效学学会成立于1980年，冶金工业系统中的人机学会成立于1985年，中国工业设计协会下属的人机工程学专业委员会也于1985年建立，中国系统工程学会下的“人—机—环境系统工程专业委员会”则成立于1993年。

我国人机工程学研究起步虽然较晚，但发展进步非常快。到目前，有许多高等院校开办了此专业和设置了课程，一些科研机构和企业也建立了人机工程学实验室或研究所，人机工程学硕士、博士也相继走上了工作岗位。人机工程学已应用于许多部门，如铁路、汽车运输、工程机械、机床设计、航天航空等领域，并已取得了不少应用成果。