1.1 人因工程学基本思想
要想熟练掌握DELMIA,首先需要了解人因工程学的基本思想。人因工程学是一门新兴的正在迅速发展的交叉学科,是管理科学与技术中工业工程(Industrial Engineering,IE)的一个分支,涉及的学科有生理学、解剖学、工程学、心理学等,主要是研究人—机—环境系统中人与系统其他要素之间交互关系,并根据其关系进行规划设计,应用领域十分广泛。
其主要思想就是以人为核心,从总体上来使人—机—环境系统得到整体优化。即通过分析某行业的工作人员执行某项工作时对产品的使用过程,运用人因工程学的相关知识,对工作过程和产品设计进行改进,减弱或消除工作过程和产品操作过程中对工作人员的身体机能带来的负面影响并提高人的工作效率,降低人的失误率,取得整体的优化效果。
本节对人因工程进行较为详细的介绍,旨在让读者了解DELMIA软件基于人因学的使用目的。希望通过向读者展示人因工程学在国内外的发展现状与前景,吸引更多的读者加入到人因工程学科的建设当中。
1.1.1 人因工程学定义
人因工程学(Human Factors Engineering,HFE)又称工效学、人机工程学、人类工效学、人体工学、人因学等,是一门重要的工程技术学科。它是研究人和机器、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、心理等特点,达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适等目的的一门科学。其中侧重于研究人对环境的精神认知的称为认知人因学(Cognitive Ergonomics或Human Factors),而侧重于研究环境施加给人的物理影响的称为生理人因学(Biomechanics或Physical Ergonomics)。DELMIA就是着重研究生理人因学的人因工程软件。
在本学科的形成和发展过程中,逐步打破了各学科之间的界限,并有机地融合了各相关学科的理论,不断地完善自身的基本概念、理论体系、研究方法,以及技术标准和规范,从而形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘学科。因此,在世界范围内,其命名并不统一,各学科、各领域、各国家的学者从不同角度给该学科定名称、下定义,反映不同的研究重点和应用范围,至今仍未统一。
其中对于名称,“人类工效学”(Ergonomics)在国际上用得最多,世界各国把它翻译或音译为本国文字,中国国家一级学会的正式名称也是“中国人类工效学学会”。而“人因工程学”(Human Factors Engineering)在美国和一些西方国家用得最多,常在一般生活领域或生活用品设计中使用,中国也常用此名称。
定义方面,在我国朱祖祥教授主编的《人类工效学》一书中定义为“它是一门以心理学、生理学、解剖学、人体测量学等学科为基础,研究如何使人—机—环境系统的设计符合人的身体结构和生理心理特点,以实现人、机、环境之间的最佳匹配,使处于不同条件下的人能有效地、安全地、健康和舒适地进行工作和生活的科学。因此,人类工效学主要研究人的工作优化问题。”
各国大多数学者所认同的国际人类工效学学会(International Ergonomics Association)定义为:“人因工程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;研究任何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。”
因此,人因工程学的核心是以人为本,着眼于提高人的工作绩效,防止人的失误,在尽可能使系统中人员安全、舒适的条件下,统一考虑人—机—环境系统总体性能的优化。
1.1.2 人因工程学发展
1.经验人因工程学
这一阶段是从美国学者泰勒(Frederick.W.Taylor,1856—1915)的科学管理方法的提出一直到第二次世界大战爆发之前。工业革命之后,各种生产机器开始出现,机器式生产逐步取代了手工式生产,而且大批量、大规模式和流水线式的生产也开始出现,此时,工作的关键就成了对机器的操纵。泰勒发现了当时生产中的许多弊端,他致力于找到一种提高效率的工作方法。经过系统的研究,泰勒提出了他的科学管理方法和理论,这些方法和理论成为人因工程学的理论基础。H·芒斯特伯格(H.Munsterberg,1863—1916)也为人因工程学的产生和发展作出了巨大的贡献。H·芒斯特伯格是美国哈佛大学的一名心理学教授,著有《心理学与工业效率》一书,他的最杰出的贡献应该是把心理学的思想应用到提高工作效率中来。在这一阶段,以往的让人去适应机器的观念开始转变为让机器来适应人的观念,设计机械和机器时也开始考虑操作的舒适性。随着时间的推移,在第二次世界大战之前,工作劳动相比于原来已经有了很大的不同,工作量变大,工作内容变复杂,就迫切需要一系列合理的方法来对这一现象进行改善,这也就促使着人因工程学的发展进入一个新的阶段。
2.科学人因工程学
这一阶段正好是在第二次世界大战时期。许多高新科技成果的诞生都是由于战争的推动,人因工程学也是如此。当时人因工程学被应用在战争中,使得人因工程学得到了很好的发展,战争结束后,这种发展趋势被延续到工业领域之中。1961年,国际人类工效学学会正式成立,人因工程学的理念也正式被学术界认可和接受,并在世界范围内广泛传播。
3.现代人因工程学
20世纪60年代以后,伴随着欧美各国经济的快速发展和科技的突飞猛进,人因工程学迅速发展。在这个时期,人因工程学被广泛地运用到各个工业领域以及生活用品的制造中。人因工程学所涉及的范围越大、被应用的领域越广,所需要的专业性的理论知识也就越多,所以现代人因工程学与许多门学科都有联系,包括心理学、工业设计、建筑学,等等。企业也开始意识到人因工程学的重要性,在进行生产和设计时,关注产品在使用时的宜人性和使用者对于产品的使用需求。企业这样做,往往能够生产出实用性强、受消费者欢迎的产品。
4.人因工程学在我国的发展
尽管人因工程学在世界范围内有较长的发展历史和应用历史,但是由于种种原因,人因工程学进入我国的时间较晚。在20世纪60年代,人因工程学才开始被引入我国,不过人因工程学在我国发展十分迅速。在人因工程学刚刚引入时,我国只有个别学者在做这方面的研究,但是到了20世纪70年代末期,人因工程学就开始进入了快速发展的阶段。进入到20世纪80年代以后,改革开放的浪潮为人因工程学的发展提供了大好时机,当时中国的经济以及科技都开始迅速发展,越来越多的生产制造型企业在中国出现,这些都促使着人因工程学在我国的发展。到现在,人因工程学在我国也已经发展到了一个较为成熟的阶段。人因工程学已经被广泛应用在工业、农业、教育、交通、医疗等多个领域。纵观人因工程学在我国的发展历程,可以发现我国的人因工程学不仅只是停留在理论研究方面,而且被广泛应用于各个领域。由此可见,我国人因工程学的发展必将拥有极为光明的前景。