人類功效學

人類功效學

你有這樣的經歷嗎？買了一部功效繁多的相機，喜孜孜的拆開包裝想試用時，卻被複雜的按鈕及不明確的標示弄糊塗及甚至被嚇怕，勉強看完厚厚的說明書，最終用上的還是基本功能。
相信你亦聽過外國曾經發生的火車相撞事件，導致重大的人命損失，其中有些意外是因為司機看不見或忽略了停車的警告訊號而引致的。
現在電腦已是很普遍的工具，你試過要長時間抬頭看著放得過高的電腦螢光幕，引致眼睛不適及頸膊酸痛嗎？你試過因過度使用滑鼠而覺得手腕疼痛、手掌冰冷嗎？
從以上的例子，我們可以看到若要順利及安全舒適地生活或工作，有很多方面要和人的因素配合得宜才行，包括硬件、軟件、環境等等。而這些問題，正屬於人類功效學的範疇。
人類功效學是一門科學，它研究人的解剖、心理及生理的特徵、能力及限制，然後將結果應用於工具、機器、工作、系統、環境等設計，以配合人類，達致安全、健康、舒適及有效率的工作或生活。
名稱
人類功效學的英文名稱有很多版本，例如Ergonomics, Human Factors Engineering, Human Engineering等。Ergonomics是由希臘文的ergos（工作）及nomos（自然定律）所組成的。而人類功效學的其他中文名稱亦不少，例如人體功效學、人體工程學、人因工程學、人機工程學等等；日本則稱之為「人間工學」。
範疇
從人類功效學的定義及不同名稱來看，這門學問涉及的學科及應用範圍非常廣泛。包括人體測量學、生物力學、生理學、心理學、人機介面、工作分析及設計、工具及產品設計、工作需求及負荷、任何工作組織、工作站設計、環境因素等等。而隨手拿起一本有關人類功效學的書，包括的課題便有肌肉工作、身體尺寸、工作站設計、重大的工作量、重物處理、人機系統、精神活動、疲勞、工作壓力、工作時間、輪班工作、視覺、照明、噪音與振動、空氣質素等。
因此，與人類功效學有關的專業人員亦來自不同範疇，例如物理治療、職業治療、職業醫學、組織心理學、機械工程、工業工程、職業安全、職業衛生、脊醫、護理等等。在北美洲及歐洲，都有認可專業人類功效學家的組織，例如Board of Certification in Professional Ergonomics, BCPE及Centre for the Registration of European Ergonomists, CREE。成功獲認可的人，都必須擁有充分的人類功效學知識，懂得如何分析及評估，以設計及改良用品、系統及工作環境等，他們亦須全職從事這專業數年，才可獲得認可資格。
相互作用的工作因素
其實每一項工作都包含各種因素，包括人、設備、環境、工作方法等，每個因素亦可再細分為多項因素，而這些因素互相影響，產生不同的後果。
人 － 高度、體重、身體比例、肌肉強度、心肺功能、靈活度、智力、性格等
設備 － 工具、機器、傢俬、控制台、顯示裝置等
環境 － 照明、空氣質素、溫度、噪音、振動等
方法 － 姿勢、頻率、時間、輪班、工作內容等
以上的工作因素如配合得宜，工作會順利完成，工作效果令人滿意而工作者亦會覺得舒適愉快。反之，工作不單阻礙重重，更可能發生意外，引致財物及性命損失，或身心健康受損。英國人類功效學學會的網站，便報導了一宗成功索償案例。一名成衣公司的年輕設計師，因長時間在一個不適當的電腦工作間工作，巨大的工作量加上不良姿勢及缺乏休息，最後她的頸部毛病令她要辭掉工作。她向公司索償，獲法庭判可得538,000英磅的賠償。
發展
人類功效學是一門較年輕的學問，僅在這數十年間，才為大眾所認識。
二十世紀初，工業發展仍處於大量倚賴人力的階段，工人往往要長時間做重覆的動作，引起身體不適甚至損傷，影響生產；故那時候已經有人關注應用人類功效學的原理，去改善工人的效率及生產力。及後，隨著更多更複雜的機器發明以協助生產及工作，甚至在戰場作戰，工人便要經常操作機器。機器的設計，包括操作裝置、資料輸入及輸出等，都直接影響工作的效率、工作成效及健康安全，因此人類功效學便派上用場了。
近年來電腦設備廣泛應用，除了專業繪圖員及資料輸入員等需長時間對著電腦外，就連小孩子都花很多時間用電腦上網，做作業及遊戲。因此，人類功效學的研究及應用便擴展至電腦的硬件及軟件與人類的配合了，也產生不少與其有關的國際標準。
與人類功效學有關的國際標準
國際標準化組織(ISO)下的技術委員會TC159是負責人類功效學的，在TC159下有四個分委員會：SC1，SC3，SC4及SC5，它們再細分為數個工作小組(WGs)，負責做實際的標準化工作。標準化的目的，是讓人們能在設計階段就考慮到人類功效原則，預防工作者受到損傷，及為工作者提供舒適的工作條件。
最早頒發的人類功效學標準是ISO 6385:1981，它是有關工作系統設計的人類功效原則。而涵蓋面最闊的要算是ISO 9241了，它包括了17部份，主題是使用視覺顯示終端機(VDTs)的辦公室工作的人類功效要求，而每一部份則關注一特定方面，例如鍵盤、工作組織、工作站及姿勢、工作環境、顯示顏色、對話原則、資料表達等等。
分委員會 名稱 工作內容
TC159/SC1 一般人類功效學的指導原則 ─ 工作系統設計的原則
─ 腦力工作的人類功效原則
TC159/SC3 人體測量學和生物力學 ─ 人體測量學
─ 工作姿勢評估
─ 體力處理及力量限值
─ 機器安全設計
TC159/SC4 人與系統相互作用的人類功效學 ─ 顯示與控制
─ 視覺顯示終端(VDT)的工作站
─ 控制中心的人類功效設計
TC159/SC5 物理環境的人類功效學 ─ 熱環境的評估
─ 照明環境
─ 噪音環境中的危險訊號與溝通
與人類功效學有關的法例
《職業安全健康規例》的第七部份關於體力處理操作，即僱員利用身體動作去移動或支撐負荷物。這規例部份對負責人及僱員作出規管，包括對工作危險作出評估，避免有危險的工序，及採取預防及保護措施等，目的是避免或減少因體力處理操作而導致的傷病。
至於討論了很久但仍尚待通過的《職業安全健康（顯示屏幕設備）規例》，則保障僱員在使用電腦時的安全健康。負責人要在設備、環境、訓練等方面作出評估及改善，以避免電腦使用者的健康受損。
其實，在《職業安全及健康條例》及《工廠及工業經營條例》內，都要求僱主負上一般責任，向員工提供的工作設備、工作方法、環境等，都必須在合理和切實可行的範圍內屬安全和不會危害員工健康的。因此，僱主亦需要考慮到人類功效的問題，以符合法例要求。
其他與人類功效學有關的法例，在上述兩條主體法例底下的規例內，還有關於照明、噪音、通風等規定。
正如前文所提到的，人類功效學涉及的課題及應用層面是很廣泛的。這裏為大家介紹其中幾個常用的課題﹕
人體測量學
每個人體的尺寸大小都不同，它們受年齡、性別、種族、營養、健康等因素影響。要工作者在工作間採取正確姿勢及安全舒適地工作，那麼工作場所、機器、環境、設備甚至服裝的設計都要考慮到工作者的身體尺寸。測量的工具可以簡單至一把尺，一般常用的是馬丁式人體測量器，它包含幾件工具，足以量度身體各部份的尺寸；更現代化的方法是用激光光束測量，數據直接輸入電腦，方法運算及應用。
在中國國家標準GB10000-88中，便列出很多值得參考的中國成年人人體尺寸，以下是標準中關於男性的體重、身高及胸圍的數據：

人機系統
人機系統是指人和機器之間有相互的關係，但人扮演著決定性的角色。每部機器有兩個重要元素跟人相互作用，那就是顯示裝置和控制裝置。顯示裝置提供有關生產或工作的資料，當操作者接收到資料後，必須能夠理解它，並作出分析，以作出合適的決定。然後，操作者將這決定藉著控制裝置傳送到機器，機器跟著便按指令執行工作，然後將工作結果顯示給操作者知道。
機器的優點是高速、準確及能發出巨大力量；而人的長處則是能靈活應變。如果人機系統能設計及運作得好，便能有效結合及發揮兩者的優勢。

隨著科技發達，現代的機器日趨電子化，變得更精確，更能處理大量訊息及工序，但同時它變得更複雜，輸出更多資料。這樣，操作者便需要同時接收及分析更多資料，工作的要求更高了，如作錯決定或按錯掣，後果可以是災難性的，導致性命及財產的損失。因此，在人機系統中，人的因素便越來越重要了，在設計時便要充分應用人類功效原則了。
肌肉筋骨毛病
工作上引起身體肌肉筋骨毛病的因素有多樣，主要的有姿勢、力度、重覆動作、時間、接觸壓力、震動等。
工作時採取不良或不自然的姿勢，會增加受傷的機會。導致不良姿勢的原因可以是不良的工作方法（例如彎曲及扭動腰部去提起重物），工具設計，工件特徵（如龐大、沒把手等）或工作環境（狹窄的空間，高的儲物位置等）。當我們採取不適當的工作方法，例如用手指吊著本應用整隻手握著的重物；又或當我們提舉非常重的物件時，我們身體組織便會受到過大的拉力（如肌肉，腱等）或壓力（如椎間盤），增加受傷的機會。
重覆做同一樣的動作，再配合不適當的力度、姿勢、時間等，也會增加受傷的風險。如果我們工作時把前臂擱在尖硬的桌子邊沿過久，肌鍵便會受到過大壓力而受傷了。此外，過量的全身震動（例如司機駕駛時）會對脊椎造成損害，而上肢震動（例如使用風砲）則會影響血液循環及神經組織等。
手工具設計
人類的手是很靈活的，手掌及手指能夠做出很多不同的抓握動作，手腕能屈曲，前臂能夠轉動。儘管如此，它的能力也有局限。在設計手工具時，如果工具未能適當地配合手部，或工具的操作不符合人體力學，工作的效果便會大打折扣，工作者的手亦可能受傷或勞損。例如當我們的手微向上屈時，我們的抓握力是最大的；但當手掌向下屈或向兩旁彎曲，抓握力便下降了。

人類功效的評估
要評估人類功效問題，首先要找出問題所在，究竟人、機器、環境、方法、組織等哪些方面出現問題，然後利用相應的方法去評估，再作出改善行動。國際勞工組織(ILO)出版了一本「人機工程檢查要點」，提供了一張涵蓋多項職業上人類功效因素的清單，協助找出需要改善的項目，書中還圖文並茂地提出每項檢查要點的解釋及改善建議。
此外，如要仔細地評估個別的人類功效問題，例如人力提舉重物、工作壓力、噪音等等，當然要利用相應的評估方法及儀器，還可能需要受過專門訓練的人去協助進行。
預防及控制人類功效危害
正如其他職業安全健康一樣，要改善人類功效問題，我們應先考慮採取工程控制措施，然後再輔以行政控制措施。工程控制包括改變工作間設計，轉用具人類功效設計的工具，改變工作環境等。行政控制指的是改變工作的組織安排，例如限制工作時間、交替員工、安排休息、監察員工採取正確方法等。
進一步資料
職安局的圖書館有大量關於人體功效學的圖書，可供大眾參考。此外，互聯網上亦很容易找到相關的資料及解決方案。
參考：
1. GB10000-88, 中國成年人人體數據
2. K.H.E. Kroemer and E. Grandjean, 1997. Fitting The Task to The Human, Fifth Edition. Taylor & Francis Ltd., London.
3. 國際勞工組織，1998職業生與安全百科全書，第Ｉ卷，第四版。
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