人因工程学视角下的生态生产力:推动可持续设计转型的系统性综述

《Applied Ergonomics》:Eco-productivity in ergonomic-sustainable design: A systematic review from an ergoecological perspective as a basis for future applications

【字体: 时间:2026年01月04日 来源:Applied Ergonomics 3.4

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  本文针对传统人因工程学生产力概念在环境可持续性方面的不足,系统回顾了生态生产力(eco-productivity)在符合人体工学的可持续设计中的应用。研究人员从ergoecological视角出发,通过ROSES标准的系统性文献综述,揭示了生态生产力作为关键指标在平衡人类系统与自然系统中的作用,提出了包含五个维度的操作化框架,为未来可持续设计实践提供了理论依据和方法指导,对推动人因工程学向生态责任范式转型具有重要意义。

  
在气候变化和资源枯竭的全球挑战下,传统人因工程学所倡导的生产力概念——主要关注效率和人机性能——已不足以应对可持续资源管理中的环境责任。随着生态危机日益加剧,工作系统和产品消费模式中的人类适应性变得至关重要,人因工程学家需要应用能够解释资源需求及其与自然循环协调一致的概念、工具和指标。
在这一背景下,生态生产力(eco-productivity)作为一个新兴概念应运而生,它通过再生模型优化材料、能源和其他资源的使用,有望彻底改变人因工程设计和产品开发。这一概念与当代人因工程学的范围相一致,纳入了系统性和再生性原则,旨在减少环境退化,同时增强人类和生态福祉。尽管概念上具有相关性,但生态生产力的发展仍不及生态效率(eco-efficiency)和生态有效性(eco-effectiveness)等相关方法。
为了深入理解这一概念,研究人员开展了一项系统性综述研究,旨在审视文献中如何定义和讨论生态生产力,并从ergoecological视角探索其在符合人体工学的可持续设计中的应用。这项研究发表在《Applied Ergonomics》上,为未来人因工程学研究与实践在可持续转型中的发展奠定了基础。
研究方法概述
本研究采用ROSES(系统证据综合报告标准)框架,对2014年至2024年间发表的文献进行了系统性回顾。研究人员在Scopus、Web of Science、ProQuest和SpringerLink四个数据库中进行了系统检索,使用关键词组合包括"eco-productivity"、"ecoproductivity"、"design"、"product development"和"ergonomics"。
通过严格的纳入和排除标准筛选,最终确定了21项符合条件的研究进行深入分析。研究使用NVivo-14定性数据分析软件,通过Pearson相关系数进行聚类分析,识别出四种不同的概念取向集群。此外,研究还结合了作者前期研究(覆盖1989-2014年)中确定的17篇文献,确保了综述的全面性。
研究结果
4.1 优化导向型方法(C1)
这一集群的研究将生态生产力与材料效率、资源优化紧密联系,强调生态背景、产品设计与开发、资源效率和可持续生产之间的关联。研究发现,这些研究采用综合多维方法,旨在优化物质和能源资源,同时考虑生产相关的社会人文影响。
从ergoecological视角看,生态生产力被概念化为系统将资源可持续转化为产品或服务的基本能力,模仿自然过程。研究表明,生态生产力可以作为一个关键指标,在多个层次和背景下评估系统间的相互依赖性、接近理想状态的程度或工业系统与环境和社会建立积极可持续关系的能力。
作者们探索了工业代谢和生物代谢等概念,工业代谢侧重于重新设计材料流动以促进不同尺度的恢复过程,而生物代谢则指向可转化为营养物的生物材料开发,模仿自然循环。这一框架将生态生产力的概念扩展到系统在特定条件下转化能源、材料、资源和信息的能力:无浪费、无效率低下、不产生对人类和互动系统的负面影响。
4.2 三重可持续发展方法(C2)
这一集群的研究从三重底线(环境、社会和经济)角度审视可持续性,强调经济和社会资本对自然资本的依赖,将其确立为增长和发展的基本限制。虽然这些研究没有明确界定生态生产力,但它们基于"承载能力"的概念发展了"充足性"和"生态公平"的概念,与ergoecological的定义间接一致。
从价值论角度看,这些研究强调需要建立价值评估,以平衡资源充足性与社会可持续性,这就要求对不可持续的需求设定限制,并承认自然资本的不可替代性。因此,资源和生态系统服务的中长期管理变得至关重要,以自然资本的承载能力为指导,确保经济和社会发展不会导致负面影响。
这一视角使企业、产品设计师和开发者能够承担责任,为生态经济做出贡献而不忽视社会维度。研究提出了可持续三角形和3D可持续性模型,解释"充足性"和自然资本的"承载能力"是如何定义资源使用实际限制的关键概念。
4.3 系统方法(C3)
这一集群明确将生态生产力作为一个关键概念整合到系统整体方法中,将人因工程学与可持续性结合起来。研究发现,这些研究认识到生态生产力不仅解决资源使用效率问题,还包含再生、充足性和生态圈责任等维度。
大多数作者为ergoecology奠定了理论基础,提出工作系统和可持续产品应同时提高效率和工人健康,并最大限度减少环境影响。可持续性被概念化为一种整体平衡,不仅是环境上的,也是社会上的,促进有益于自然和人类系统的负责任实践。
研究贡献可分为三个主要领域:生态生产力的概念化、理论和方法论发展、伦理和系统方法。在这一框架内,生态生产力被理解为ergoecology的一个交叉概念,连接经济、社会和环境维度,同时促进再生和长期可持续性。
4.4 实施与应用重点(C4)
这一集群的研究侧重于通过绿色人因工程学原则实施生态生产力,但没有任何研究提供这一概念的明确定义,突显了文献中的一个显著空白。这些研究试图超越理论,通过如准时制(JIT)和发明问题解决理论(TRIZ)等方法论,以及实现可持续性和福祉的策略来应用生态生产力。
研究发现,这些研究的贡献主要集中在将这一概念发展为决策的指标或标准,包括决策框架、绩效指标和建模技术,可帮助组织更有效地整合人因工程学和生态目标。然而,与ergoecology相比,这些研究优先考虑能源效率和生态效率等方面,将生态生产力及其应用置于次要位置。
研究结论与意义
本研究通过系统性综述揭示了文献中对生态生产力的零散且常常不一致的处理方式,尽管其作为可持续性关键标准具有潜力,但仍缺乏统一的定义和强有力的操作化方法。
传统人因工程学指导下的产品设计一直遵循传统生产力范式,即在最小化时间、精力和资源的同时最大化人机性能。虽然这种方法在改善工作条件和运营效率方面发挥了重要作用,但它在与地球生态限制脱节的线性生产-消费逻辑内运作。在此背景下,生态生产力的概念作为一种重新定义人因工程可持续设计的目的和范围的替代方案出现。
基于对文献的分析并结合ergoecology视角,研究提出了生态生产力的扩展定义:生态生产力是社会技术(人类)系统将来自生态系统(生物)的能源、材料和信息流转化为产品或服务,同时避免对其互动的系统产生有害影响的能力。它确保至少三代人的时间内,人类和其他生物的安全、健康和福祉。
为了将这一概念操作化,研究提出了包含五个维度的初步框架:材料、能源和信息流的可持续转化;对互动系统的影响;三代人的安全、健康和福祉;资源的合理和负责任使用;生产系统的自我调节。每个维度都包含具体指标和子指标,为可持续性分析和决策提供指导。
这项研究的重要意义在于将人因工程学重新定义为一种在人类社会技术系统与自然系统之间平衡的科学。生态生产力为人因工程学提供了一个应用框架,能够设计不仅优化个人性能,而且优化生态系统健康、社区复原力和代际可持续性的产品。这种演变使人因工程学从一门人类效率科学转变为系统平衡科学。
从ergoecology视角看,生态生产力是核心但不足够的。它必须与系统性生态效率(增强互联系统中的过程)和生态有效性(确保生态系统的长期再生)相辅相成。这种三位一体的方法为可持续性转型提供了全面框架。
尽管本研究提出了概念框架和操作化方向,但生态生产力的测量和采纳仍面临挑战。缺乏促进其量化的标准化方法和方程限制了他的理论连贯性和与可持续性策略的整合。未来研究应侧重于开发方法工具,使能够在各种尺度和背景下评估生态生产力,促进其作为可持续设计和开发中的操作标准被采纳。
总之,这项研究通过ergoecology视角重新定义了生产力,为未来人因工程学研究和实践提供了重要基础。它将生态生产力定位为连接人类和自然系统的关键概念,通过平衡、再生和充足性原则,指导社会向真正可持续的未来转型。
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