工業設計中人機工程學應用的發展

楊猛　金蕾

摘? 要：本文闡述了人機工程學在工業設計中應用的重要性、應用的發展趨勢以及發展展望。通過對人機工程學在工業設計中應用特點的分析闡述人機工程學在工業設計中應用的重要性;對于人機工程學在工業設計中應用的發展趨勢，先綜述了人機工程學發展的三個階段，再分別從設計過程、設計思想和設計方法等方面論述了其應用的發展趨勢，并對人機工程學在工業設計中應用的發展做出展望。

關鍵詞：人機工程學;工業設計;人機系統

中圖分類號：TB18;TB47? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）22-0181-02

Abstract：This paper expounds the importance of the application of ergonomics in industrial design，the development trend of the application and the development prospect. Through the analysis of the application characteristics of ergonomics in industrial design，the importance of the application of ergonomics in industrial design is elaborated. For the development trend of ergonomics in industrial design，the three stages of ergonomics development are summarized，and then the design process，design ideas and design methods are discussed respectively. The development trend of the application of ergonomics in industrial design is described，and the prospect of the application of ergonomics in industrial design is given.

Keywords：ergonomics;industrial design;man-machine system

1? 人機工程學在工業設計中的重要性

美國工業設計協會對工業設計的定義為：“工業設計是一項專門的服務性工作，為使用者和生產者雙方的利益而對產品和產品系列的外形、功能和使用價值進行優選”。工業設計從人的因素出發的本質突顯了人機工程學在工業設計中應用的必然性和重要性。人機工程學通過將人、機、環境三要素作為研究對象，尋求最佳的匹配關系，促進人機之間的和諧互動，創造出安全舒適的工作環境。

人機工程學在工業設計中的應用特點如下：

（1）安全性：通過研究人在從事生產或其他活動中外界因素的作用機理，降低人機之間互動對人體機能造成的消耗以及危害，如航空航天類的工業設計需要考慮宇宙輻射及其防護;

（2）舒適性：在研究人機系統的可靠性，保證人機系統安全的前提下，進一步考慮使用環境下人的舒適性;

（3）高效性：研究人機之間的最佳互動方式，提高人機互動的有效性。

2? 人機工程學在工業設計中的發展趨勢

人機工程學的內容隨著時代的發展不斷豐富和更新，其發展經歷了經驗人機工程學，科學人機工程學和現代人機工程學三個階段。第一個階段，設計者簡單地考慮機械和人體尺寸的配合，而不會在意舒適性和高效性;第二個階段，在技術革命時期，由于蒸汽能源的發現，大量交通工具和新的機械設備層出不窮，最重要的刺激因素是第二次世界大戰，為了安全使用武器、減少無謂的人員傷害，以及高效使用武器等，人們開始考慮人機之間超越尺度的關系，并且考慮環境等的綜合影響;第三個階段，信息化時代背景下，由于電子化技術的發展，電子器件和部件實現微型化，使工業設計有更多的設計空間，人機工程學開始關注于人的心理因素，環境的文化因素等各方面，而不僅僅是生理因素的滿足，隨著工業設計領域設計思想，設計流程，設計方法等各方面的發展，人機工程學的應用呈現出了各種發展趨勢。

2.1? 全程性和交叉性（設計流程）

在經濟技術日益發展的今天，工業設計的發展越來越注重多學科的交叉，并行設計和協同設計是設計師應該具有的合作意識，產品功能、技術原理開發必將與造型、材料人機界面等方面走向統一，設計師需要將產品裝配、產品回收利用、產品報廢處理等納入設計流程之中，將人機工程學交叉運用于設計的全部流程之中，設計師不僅僅要考慮使用者和產品之間的互動，還要考慮生產者和產品之間的互動，以及為生產者提供舒適的工作環境。卡片式的便攜剃須刀如圖1所示，卡片式的便攜剃須刀，很好地考慮了使用的易用性和便攜性，同時考慮產品用后的處置問題，體現了環保意識，并且考慮了產品在裝配和運輸過程中的人機工程學。同時，人機工程學在設計流程中的應用并非教條式的，其應用必將是試驗與驗證的過程，穿插于設計流程的各個環節之間，比如手握產品，設計師需要在考慮人體手部尺寸和手部受力點的基礎上進行設計，在進行用戶研究和人機分析之后，產品的外觀設計需要考慮產品使用環境和使用狀態，頻繁使用的手握產品需要考慮審美疲勞等心理問題，功能同質化的情況下，也需要在產品外觀下做出一些改變，此時又要返回驗證人機，尋求兩者最好的匹配比。

2.2? 彈性和通用性

人機工程學應用的發展必然是有彈性的，且具備一定的通用性。一方面，根據馬斯諾的需求理論，人們在滿足基本的生理需求和安全需求之后，開始追求社交需求，尊重需求和自我實現需求，批量生產的產品可以滿足大部分人群的基本需求，而定制化的產品因為彰顯了人們的身份特征和獨特個性而滿足了人們更高層次的需求，因此，對使用者的定位必須全面，考慮潛在的使用者，同時，應將各類特殊人群納入考慮范圍之內;另一方面，隨著經濟技術的發展，生活條件日益改善，人體尺寸數據也在不斷更新，因此人機工程學的應用必然是彈性的，隨著時代的發展而不斷更新與豐富。對于使用者的定位也應是彈性變通的，比如對于智能手機的設計而言，在4G時代，使用者定位于追求新新事物的年輕人，而在5G時代即將席卷而來的現在，智能手機的使用者定位將不再僅限于年輕人，甚至包括老人。

2.3? 人機環境系統整體設計

人機工程學的應用將越來越強調人機系統的整體設計，設計師必須具有整體設計思想，綜合考量人-機，機-環境，人-環境以及人-機-環境的系統設計，其發展趨勢源于設計對于人的因素的關注以及對于環境的關注。一方面，工業設計帶給人們高效和方便的同時，也給地球的能源以及環境造成了負擔，人機工程學的應用要求設計師考慮產品對于環境的影響，設計之初考慮材料的性能以及二次利用、回收處理的可能性，生產過程中對于材料利用的充分性，提供產品動能的能源有無污染物排放等等，由此帶來了綠色設計、可持續設計等設計思潮的發展，即將人機環境當作整體進行設計的結果;另一方面，由于經濟技術的發展，工業設計師不再僅僅滿足于對產品功能造型的創新設計，而是更多地對人的因素的關注，人機工程學不再局限于對人的生理因素的考量，同時考慮人的心理因素、思維方式、宗教文化因素，使設計更加注重人文關懷和文化底蘊，由此帶來了人性化設計的設計思潮。

2.4? 計算機模擬人機交互（設計方法）

人機工程學的應用是一個反復實驗與驗證的過程，由于其成本高、設計周期長，在工業設計發展之初，工業設計師并不會考慮設計的人機分析，將產品的功能實現作為最終目標，信息化時代的發展背景下，我們可以用計算機實現人機之間的交互模擬，避免了在實驗論證過程中的物料浪費及時間消耗，同時計算機模擬的高效性和準確性縮短了設計周期，降低了設計成本。

無論是計算機中的人物模型、產品模型還是環境模型，都像是一個巨大的數據包，具有實時更改性，在產品更迭換代的整個周期中，無論是人體尺寸變化、人機交互方式變化或是環境因素的變化，都可以通過改變計算機的數據包模擬出新代產品的全貌，有效促進了產品的可持續性市場。

3? 結? 論

首先，人機工程學的內容會隨著時代的發展而不斷更新，未來人機工程學的應用會更加規范化，在設計流程中的應用更加程序化，便于工業設計師和結構工程師之間的溝通，減少低效無用的交流;其次，人機工程學應用的意識應該更加普及化，使用者自主豐富人機工程學的數據庫，將人機工程學的應用在產品上物化出來，喚起使用者的人文關懷和對環境的保護;最后，隨著信息化時代的沖擊，產品部件的微型化，人機交互的方式將更加豐富多彩，富有趣味性，設計師與使用者之間的界限也會逐漸模糊。同時，計算機對于人機交互的模擬縮短了設計周期，產品更迭換代的周期也會縮短，在設計之初考慮產品的可持續發展也是人機工程學未來應用的發展趨勢。人機工程學將在設計方法、設計思維、設計流程各個方面得到滲透應用，隨著工業設計的不斷發展，其設計方法、設計思維及設計流程也將不斷發展，因此人機工程學的應用呈現出不斷發展的趨勢。

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作者簡介：楊猛（1970-），男，漢族，遼寧沈陽人，副教授，本科，研究方向：工業設計;金蕾（1995-），女，漢族，遼寧沈陽人，碩士，研究方向：工業設計。