(Fr .: ergonomie; Du.: Ergonomie, Antropotechnik; Eng.: ergonomics; VS: human engineering), het verzamelen van kennis omtrent kundigheden en begrenzingen van de mens en het toepassen van die kennis op de vormgeving van hulpmiddelen en op het inrichten van werkplekken met het doel het geestelijk en lichamelijk welzijn van de mens te bevorderen en een optimaal werkresultaat te verkrijgen; het woord ergonomie is mede door K.F.H.Murrel in 1949 bedacht (samengesteld uit het Grieks: ergon = werk en nomos = kennis).
De ergonoom tracht de omgeving waarin de mens zijn bezigheden verricht, inclusief de eventuele hulpmiddelen, zo goed mogelijk aan de mens aan te passen; hij houdt zich in eerste instantie bezig met de werkomgeving, al kunnen ook vrije-tijdsbesteding en rustomgeving onderwerp van ergonomische activiteiten zijn. De arbeidskunde richt zich eveneens op de relatie mens-werk, echter met het doel de produktiviteit te bevorderen en de mens daarbij zo efficiënt mogelijk in te zetten.
Hulpmiddelen.
Sinds de oertijd maakt de mens gebruik van gereedschap om zijn ledematen te verlengen, zijn kracht te vergroten, resp. zaken waarneembaar te maken die anders niet tot zijn zintuigen zouden kunnen doordringen. In eerste instantie werden deze gereedschappen direct door de gebruiker bestuurd en bewogen door diens lichaamskracht. In een later stadium werd aan de menselijke activiteit energie van buitenaf toegevoegd en tenslotte werd ook het besturen van de hulpmiddelen ten dele aan die hulpmiddelen overgelaten, althans ten dele door mechanisering en automatisering.
De door de mens gebruikte hulpmiddelen kunnen worden ingedeeld in gereedschappen en werktuigen. Voor de ergonoom ligt het belangrijkste verschil tussen deze groepen in de frequentie en de duur van het daarmee bezig zijn, maar veel van wat voor de ene groep geldt, gaat ook op voor de andere.
Welzijn.
Aanvankelijk heeft het gebruik van hulpmiddelen de mens in staat gesteld uit te klimmen boven zijn holenbestaan.
Door het resultaat van zijn inspanning te vergroten (doelmatiger te produceren) verhoogde hij zijn levensstandaard, en daarmee zijn welvaart. Toen echter de doelstelling van het produceren steeds meer op het produceren zelf gericht werd, heeft de mens zich gestort op het maken van produktievere hulpmiddelen. De gebruiker van gereedschap werd de bediener ervan, hetgeen veelal ten koste van diens welzijn gebeurde.
Werkterrein.
In de meest enge omschrijving van diens werkterrein, richt de ergonoom zich op de direct waarneembare relatie tussen mens en hulpmiddel (afb. 1). In model 1 is weergegeven hoe deze relatie zich beperkt tot het fysieke mens-machinecontact, dat bestaat uit het verrichten van handelingen en het opnemen van informatie.
De invloed van de omgeving op het functioneren van dit samenspel is groot en daaruit niet weg te denken. De invloed is positief voor zover het bijv. verlichting, verwarming en luchtverversing betreft; negatief is de invloed van bijv. lawaai, trillingen en stof. Model 2 brengt deze uitbreiding in beeld.
De mens is een psycho-fysieke eenheid; de ergonoom kan zich dus niet beperken tot de fysieke relatie mens-machine-omgeving, maar moet ook psychologische factoren in zijn studie betrekken (model 3). Een verdergaande uitbreiding van de invloedssfeer van de relatie mens-werk is het daarin betrekken van de organisatie waarvan hij deel uitmaakt en waarbinnen hij zijn taak verricht. Model 4 geeft het gesloten socio-technische systeem. In model 5 tenslotte staat het socio-technische systeem van de organisatie uit model 4 in wisselwerking met de maatschappij. Het functioneren van de organisatie (het bedrijf) én van elke enkeling daarbinnen is mede afhankelijk van de plaats in en de wisselwerking met de maatschappij. De hier geschetste ontwikkeling loopt parallel met de evolutie van arbeidskunde naar socio-techniek.
Praktijk: raakvlakken mens-hulpmiddel.
Bij een nadere beschouwing van de relatie mens-hulpmiddel zijn twee raakvlakken aan te wijzen, waarop de ergonomie zich richt: het uitvoeren van de handelingen en de overdracht van de informatie.
Voor het uitvoeren van de handelingen maakt de hulpmiddelbediener (B) gebruik van zijn handen en voeten; het hulpmiddel (H) is daartoe voorzien van hefbomen, knoppen, schakelaars, druktoetsen, pedalen enz. Het bewegen daarvan heeft voor B een bekende of vóóronderstelde uitwerking die hij gewaar wordt aan de informatiekant door middel van zijn zintuigen. Bij veel processen zijn het de begeleidende verschijnselen die B informatie verstrekken over het verloop ervan. Onttrekken zich de gebeurtenissen aan directe waarneming, dan moeten deze waarneembaar gemaakt worden op meters. De informatie die B ontvangt over het proces, dat hij met H doet plaatsvinden wordt vergeleken met de bedoelde uitwerking van de handeling, welke dan gevolgd kan worden door een correctiehandeling. De ontwerper, die aan de plaats waar B met H werkt, vorm moet geven, dient de mogelijkheden en de belemmeringen van de mens aan beide raakvlakken te kennen.
Verrichten van besturingshandelingen.
Het uitvoeren van handelingen doet de mens met zijn handen en voeten, soms ook met bijv. elleboog of knie. Daarmee in overeenstemming moet de plaats van hefbomen, pedalen, knoppen enz. worden bepaald ten opzichte van B, en in onderlinge samenhang in ruimte en tijd. Daarnaast zijn van belang: de bewegingsrichting, de kracht nodig voor het bedienen van de hefbomen enz. en de frequentie daarvan. De ontwerper moet dus rekening houden met de maten, bewegingsmoeilijkheden en krachten van de gebruiker, die hij echter niet kent. Ook weet hij niet of er sprake is van meer dan één gebruiker. Blijkt het niet mogelijk één ding met standaardmaten voor alle gebruikers geschikt te maken, dan moet een verstelmogelijkheid worden ingebouwd (bijv. de instelbare autostoel) of een keuze uit verschillende maten worden aangeboden. Het vastleggen van de krachten die een mens onder normale omstandigheden in verschillende richtingen kan uitoefenen is onderdeel van de antropometrie. Gegevens over maten van het menselijk lichaam, de bewegingsmogelijkheden en de daarbij uit te oefenen krachten zijn opgenomen in antropometrische tabellen.
Belasting-vermoeidheid.
Een spier die arbeid verricht kan afwisselend belast en ontspannen worden (dynamische spierbelasting), danwel gedurende langere tijd belast blijven (statische spierbelasting). Vermoeidheid komt tot uiting in verhoogde inspanning, nodig voor het leveren van een gelijkblijvende prestatie, ofwel, een afnemende prestatie bij gelijkblijvende inspanning. Vermoeidheid kan veroorzaakt worden door een tekort aan ‘brandstof ’ of zuurstof op de plaats waar dit voor het verrichten van arbeid nodig is en door aanwezigheid van verbrandingsprodukten. Vermoeidheid is overigens een complex verschijnsel waarin ook psychische factoren een rol spelen. Bij statische spierbelasting belemmert de gespannen spier een vrije doorstroming van bloed, waardoor de toevoer van brandstof en zuurstof en de afvoer van verbrandingsprodukten stagneert, met als gevolg een zeer snel toenemende vermoeidheid van de betreffende spier. De ergonoom moet dus statische spierbelasting zoveel mogelijk voorkomen. In een op de inspanning volgende rustperiode kan het lichaam zich van de vermoeidheid herstellen. De inspanning is te zwaar of een rustperiode is te kort, indien geen volledig herstel optreedt.
Belasting-beschadiging.
Het uitoefenen van krachten op de omgeving houdt het uitoefenen van krachten van lichaamsdelen op elkaar in, met name in de gewrichten en in de ruggegraat. Vooral bij het verrichten van handelingen met steeds herhaalde bewegingen, kan dit, zeker als de krachten groot zijn, op den duur leiden tot beschadiging van deze skeletdelen. De ergonoom zal daarom ongunstige werkhoudingen vermijden en variatie in de bewegingen nastreven. Een houding die tijdens het werk niet kan veranderen, is altijd een verkeerde houding. Bijv.: bij het staande bedienen van een machine met een pedaal is de bediener vaak gedwongen geruime tijd op één been te staan. De daarbij optredende kromming naar opzij van de ruggegraat kan op den duur ernstige afwijkingen veroorzaken.
Verkrijgen van informatie.
De bediener van een hulpmiddel ontvangt informatie over het resultaat van zijn handelingen. Voor de ontwerper is het van belang te weten:
a. welke informatie nodig is;
b. op welk moment die verstrekt moet worden, en
c. in welke vorm zij het beste door B wordt opgenomen.
Het antwoord op a en b is afhankelijk van de situatie. Overbodige informatie kan foutloze en snelle besturing hinderen, doch de afwezigheid van deelinformatie kan de bestuurder een gevoel van onzekerheid geven, zelfs al is deze op het gegeven moment niet relevant. Bijv.: bij het nemen van beslissingen in het verkeer zal de automobilist geen relevante informatie putten uit de stand van de benzinemeter, doch zonder die meter zou hij zich onzeker kunnen voelen. Een deel van de informatie wordt verstrekt door verschijnselen van het proces zelf, een ander deel moet waarneembaar gemaakt worden.
Of een signaal (informatie) waarneembaar is en/of het inderdaad tot het bewustzijn van B doordringt, hangt af van een aantal factoren.
Opname van het informatiesignaal.
Om waarneembaar te zijn moet een informatiesignaal zich herkenbaar onderscheiden van de omgeving. Zo zal een waarschuwingslampje dat in het donker opvalt, overdag gemakkelijk aan de waarneming ontsnappen. Verder is er de eis van het overschrijden van de minimumprikkel, die nodig is voor waarnemen. De hoogte van deze prikkeldrempel kan individueel verschillen, afhankelijk zijn van de leeftijd en bovendien hoger worden door overbelasting gedurende langere tijd (beroepsdoofheid).
Transport van het signaal.
Of een op zichzelf waarneembaar signaal doordringt tot het centrale zenuwstelsel, is afhankelijk van de hoeveelheid overige informatie. Een informatiekanaal heeft een bepaalde maximale capaciteit, zodat het kan voorkomen, dat voor verdere informatie geen ruimte meer over is. Het is dan echter zeer goed mogelijk, dat er op een ander kanaal nog wel ruimte beschikbaar is. Bijv.: een automobilist die veel visuele informatie opneemt, zal verandering van de snelheid van zijn voertuig eerder auditief waarnemen, dan via de snelheidsmeter. Lawines van informatie dienen voorkomen te worden.
Bewustwording en verwerking van het signaal.
Of een signaal doordringt tot het bewustzijn is afhankelijk van de waarde die de waarnemer daaraan op dat ogenblik hecht. Bijv.: een stopverbodsbord zal wellicht door een automobilist niet worden opgemerkt, indien hij niet het voornemen heeft te stoppen; wil hij dit bij nader inzien toch doen, dan kan een gele trottoirband hem de nodige informatie geven. Om zich van een signaal bewust te worden moet de waarnemer het verwachten, anders is de kans groot, dat het onopgemerkt blijft. Zo zal bijv. aan een automobilist op een hem zeer bekende weg een daar nieuw geplaatste verkeersaanwijzing gemakkelijk ontgaan. Informatie die tot het bewustzijn doordringt, moet herkenbaar zijn: het ‘beeld’ van die informatie moet overeenkomen met een ‘beeld’ in het geheugen. Een dergelijk beeld wordt in een kortere of langere leertijd gevormd. Het is van belang, dat nieuw te vormen beelden in karakter overeenstemmen met reeds bestaande. De wijzerplaat en wijzer van een klok vormen een bekend beeld; het verdient daarom aanbeveling de draaizin van de wijzer, van bijv. een toerenteller, daarmee in overeenstemming te brengen. De informatie die tenslotte als beeld van de is-toestand aanwezig is, wordt vergeleken met de moet-zijn-toestand, waarna eventueel correcties kunnen worden uitgevoerd.
Presentatie van de informatie.
Informatie moet snel kunnen worden opgenomen en foutloos geïnterpreteerd. Vooral wanneer de tijd die beschikbaar is voor een beslissing kort is en er toch veel informatie moet worden verwerkt, is het van belang overbodige informatie te vermijden en de nodige efficiënt beschikbaar te stellen. Het kan bijv. voldoende zijn, indien slechts onderscheid gemaakt behoeft te worden tussen een gewenste en een ongewenste toestand, de schaal van een meter slechts in een wit en een rood vlak te verdelen (afb. 2).
Moet veel informatie worden verwerkt, dan kan de gewenste toestand worden weergegeven door gelijke wijzerstanden op vele meters. Een afwijking van een der meters valt dan direct op (afb. 3).
Verband tussen handeling en informatie.
Het verrichten van een handeling heeft een toestandverandering tot gevolg, waarover informatie wordt verstrekt. In veel gevallen is het verband tussen de handeling en de daaruit voortvloeiende informatie zeer direct. Het is dan vaak mogelijk dit verband, in overeenstemming met een in een bepaalde cultuur gangbaar beeld hierover in de uitvoering te realiseren. Indien bijv. het draaien aan een knop het bewegen van een wijzer tot gevolg heeft (afb. 4) dienen de bewegingsrichtingen overeen te komen. Soms is er echter geen ‘logisch’ verband tussen de plaats van een bedieningsorgaan en het bediengevolg te leggen (afb. 5).
Werkomgeving.
In eerste instantie omvat de werkomgeving het fysieke leefklimaat waarin de mens zijn werk doet. Licht, lucht en warmte kunnen in de juiste hoeveelheden bijdragen tot het lichamelijk welzijn, en daarmee tot een goed werkresultaat. Of de temperatuur als behaaglijk wordt ervaren, hangt af van het soort werk, de vochtigheid van de lucht en de snelheid van de luchtbeweging. Naast een uniforme algemene verlichting is vaak een plaatselijke verstelbare lichtbron nodig. Geluidsoverlast is schadelijker dan veelal wordt aangenomen; de grens van wat toelaatbaar is ligt lager dan die waarbij beschadiging van het gehoor optreedt (ca. 85 dB). Luchttrillingen met frequenties onder de onderste gehoordrempel kunnen bij grote intensiteit een uiterst hinderlijke druk op het gehoororgaan teweeg brengen. Mechanische trillingen zoals die in vele machines en gereedschappen ontstaan en veelal worden doorgegeven aan vloeren, muren enz. ervaart de mens als hinderlijk, vooral wanneer de frequentie overeenkomt met de eigenfrequentie van zijn lichaam of delen daarvan, zodat resonantie optreedt. Bij grote intensiteit kunnen deze laatste schade veroorzaken, o.a. aan de gewrichten.
Mens en werk.
Plezier in het werk is voorwaarde voor geestelijk welzijn. Er zijn echter factoren die dit plezier bederven, zowel van de directe omgeving uitgaande als vanuit het werk zelf. De mens kent een aantal levensbehoeften, die hij tracht in vervulling te doen gaan. Primaire behoeften als voedsel en onderdak kan hij bevredigen dank zij het werk, doch vele andere behoeften worden daardoor belemmerd en op den duur veelal gefrustreerd. Contact met de medemens kan door lawaai uit de omgeving te niet worden gedaan en werken temidden van stank en stof kan het gevoel geven tot een niet menswaardig bestaan te zijn veroordeeld. Nog erger is de onmogelijkheid de behoefte aan ontplooiing te bevredigen indien een nauwkeurig voorgeschreven werkmethode geen ruimte laat voor eigen initiatief en verantwoordelijkheid. Het herhalen van dezelfde handeling met een cyclusduur van soms enkele minuten wordt op den duur niet meer ervaren als een nuttig bezig zijn, terwijl juist het verlangen iets voor de samenleving te presteren in vele mensen leeft. Hoewel de relatie tussen behoefte, bevrediging en werk van psychologische aard is, dient de ontwerper van produktiesystemen hiermee evenzeer rekening te houden als met de fysieke zaken. Onderdeel van de vraag hoe hij de taak opbouwt uit meer of minder gevarieerde onderdelen (functies) met meer of minder ruimte voor eigen inbreng, is de vraag welk deel van het werk aan de mens en welk deel aan de machine moet worden toegewezen. Er zijn dingen die de mens beter kan dan de machine, maar daartegenover kent de machine geen verveling en vermoeidheid, is nauwkeurig en krachtig en verwerkt foutloos eenduidige commando’s. De mens is in staat tot oordelen en beslissen, selecteert de informatie en vult die zo nodig aan indien zij incompleet of verminkt is, doch daartoe is de machine weer niet in staat.
Het toewijzen van functies aan de mens of aan de machine dient niet slechts op economische overwegingen te zijn gebaseerd, maar op kennis omtrent de mogelijkheden en begrenzingen van beide. Dan zal blijken, dat ergonomie en economie geen strijdige resultaten behoeven op te leveren.