基于人機工程學的ATM自動取款機的人機設計分析及改進報告

何鈺菁，張冠奎，王艾嘉

（蘭州理工大學 設計藝術學院，甘肅 蘭州 730000）

人機工程學是研究將人——機——環境系統作為一個統一的整體系統來確保人使用的舒適性，考慮和把握人與產品的適應因素，為創造出最適合于人操作的機械設備及作業環境，研究ATM自動取款機的目的是剖析改善為合適人操作的機械設備，改善布局室內空間，做到較高的綜合性高效率。除此之外，ATM自動取款機集成化人機工程學因素之后，可以改善客戶體驗，提升客戶使用率。

1 ATM取款機的外觀設計

設計ATM取款機的外觀造型，一方面要使產品自身符合精確的制造標準，與此同時達到大家對美的完美追求；另一方面，人的因素在設計中是十分重要的條件，重視產品設計中“人的因素”，人機關系并不是單獨存在的，環境是人和產品的媒介，產品更加適應于人，創造舒適的產品使用環境，適合人體各方面的因素。

傳統的柜臺人工取款，需要花較長時間排隊辦理服務，但使用ATM自動取款機就可以合理利用碎片化時間來辦理所需業務。此次調查將以學校的工商銀行ATM自動取款機為例，在達到便捷訪問作用的同時，還兼顧個人隱私保護作用，語音的交互提醒在一定水平上保障了用戶的運用安全性，給用戶產生了充足的體驗感。但也有許多地方存在問題，取款機在置入設計方案的歷程中沒有預留容腳的室內空間，因此站著的情況下近距離應用取款機很不方便。大白天光線明顯時界面不清楚，用戶難以區別按鍵位置。鍵盤上安裝了防護罩，易遮擋視線，容易產生用戶輸入密碼不便等問題。根據這次對ATM的調研，設計方案總體目標將在應用交互層面與用戶本人安全管理系統開展改善，使網頁頁面人機對戰交互更為一致，可以從視覺和觸感得到，提高用戶體驗感。

2 調研范圍

筆者將學校一號樓左側室內ATM自動取款機進行了調查和測量，并且組內成員實際體驗了取款、存款和查看余額等。使用ATM自動取款機真切體驗使用感受，同時也體驗了一號樓右側的ATM取款機，多方面感受不同的機器。

而后筆者仔細地測量ATM自動取款機的基本尺寸，小到按鍵上的字母，大到使用空間，為后續工作做準備。

3 工商銀行CRS ATM自動取款機人機分析

緊密聯系實際狀況，對ATM自動取款機使用者進行具體的行為分析。調研結果顯示，產品實際操作高度應合適于操作者的身體尺寸及要完成的工作種類，操作面板設計成可以做到用戶要想的身體姿態。換句話說，身體務必挺直，肘關節位于身體兩邊，手臂務必貼近水平。運用人體測量學對用戶進行統計分析和測量，用其身體尺寸百分位數來表示身材； 一般以第95百分位數(P95)作為大身材，以第5百分位數(P5)作為小身材，第50百分位數(P50)則為平均身高。測量尺寸：取款機主體尺寸為1 510 mm×565 mm。ATM的頁面要依據用戶的視覺特點和人體的姿態限度設計制作。用戶站著實際操作自動取款機時應具有舒適的操作效果。

3.1 ATM機操作臺面高度分析

操作臺面上設有存取鈔口、NFC置卡臺兩個操作口，剩余的大面積臺面便于用戶操作。經測量，取款機操作臺面高度為913 mm，根據參考文獻《人機工程設計》人體尺寸表得到P5女性肘高為899 mm，得出結論為肘高加穿鞋修正量為929 mm，比操作臺面高，符合人機工程設計。

3.2 ATM機立姿可視范圍

依據人的眼睛對視覺數據信號的鑒別實際效果，好壞可分為三個視區：良好視區，有效視區和條件視區。良好方向視區：上下，各分為25 mm，是有效的視線。有效視區為左邊25 ～左側50、右邊25 ～右側50。別的地區是條件視區。豎直方位視區分為：從到0～30的良好視區。上邊0 ～上方25、下邊30 ～下方55是有效視區。因此得出結論：根據人機工程學的視力分析及調查數據表明，人體在實際操作ATM機時視力最好是處在豎直情況，人體視力與水平夾角為30°時，自動取款機的角度應設置成與水平夾角為60°，以方便用戶的使用體驗，減少因視覺分辨不良而產生的問題。

3.3 ATM機與人體視角尺寸

人進入ATM自動取款機房間，面對ATM取款機，站立在合適位置，目視屏幕。測量數據表明，顯示屏長度為304 mm，視距為482 mm。根據參考文獻：《人機工程設計》蘇建寧版視距范圍數據表，得知顏色辨別范圍為60°，在482 mm視距下，屏幕長度應不大556.57 mm。結論：通過比較得出顯示屏幕寬度在合理范圍內，符合人機工程合理性，便于用戶可以高效辨識屏幕信息。

3.4 ATM機與人體視距尺寸

測量數據：顯示屏寬度為228 mm，視距為482 mm，以P95男性眼高數據=眼高＋穿鞋修正量-姿勢修正量=1 679 mm，視線范圍為0°～-45°。以P5女性眼高數據=眼高＋穿鞋修正量-姿勢修正量=1 381 mm 視線范圍為25°～-30°，在視距482 mm下，屏幕寬度應小于352.85 mm結論：通過比較得出顯示屏幕長度在合理范圍內，符合人機工程合理性。

3.5 ATM機反光鏡尺寸使用分析

為了確保安全使用，在ATM自動取款機上設有反光鏡，可以使用戶更好地觀察后方的情況來保證使用安全，但反光鏡高度存在一些問題，所以要進行改進設計。測量數據：反光鏡上沿距地面高度：1 493 mm，反光鏡寬度：36 mm，參考文獻：《人機工程學》（P22），人體高度P50的立姿眼高尺寸為(P50男性立姿眼高+P50女性立姿眼高)÷2=1 511 mm。結論：可能是因為視線的緣故，大家在使用ATM機時更重視顯示屏。建議：反光鏡的位置有些偏低，設計的位置不夠合理。

3.6 ATM機出鈔口尺寸分析

通過調查問卷得知，儲鈔口偏于左側不符合大部分人的操作，并且大多數人慣用于右手，但經過測量發現出鈔口位置偏左，所以應進行改進設計。測量數據：出鈔口距離機體右側面距離為199 mm，出鈔口距離機體左側面距離為：111 mm，出鈔口距離機體左側面距離為：70 mm，出鈔口距離機體右側面距離為：35 mm。分析：大部分人用右手，右側出鈔更便捷。建議將右側面距離修改小于左側面距離。

3.7 ATM機插卡口尺寸分析

測量數據：卡槽取卡處寬度為25 mm，根據人機手拿器具尺寸可知，人手食指寬在21 mm（人機工程設計P26；95%男性食指寬)，而該卡槽取卡處寬度為25 mm，因此該取卡槽處寬度的尺寸大于人手食指寬的尺寸。結論：該卡槽取卡處寬度符合人機設計的合理性。

3.8 ATM機密碼按鍵尺寸及密碼鍵盤顏色分析

測量尺寸：密碼按鍵尺寸15 mm×19 mm。參考文獻：根據(《人機工程設計》P112)按鍵尺寸矩形按鈕邊長為10～20 mm。結論：通過比較得出符合人機設計的合理性。

測量數據：取消：紅色、更正：黃色、確認：綠色。系統中合理的顏色搭配會使顯示的信息清晰、醒目。根據人的思維習慣，綠色代表安全、情況正常或允許進行，紅色表示危險或取消行動。因此確定鍵采用為綠色，取消或刪除鍵設置為紅色。同時一些需要引人注意的按鍵，都可以采用紅顏色，例如退卡等功能按鍵。結論：該鍵盤色彩符合人機設計。

3.9 ATM機密碼框尺寸

測量數據：密碼框最小寬度：89 mm，最大寬度：132 mm。參考文獻：《人機工程設計》（P26 P99），男性手寬數據為91 mm。結論：通過比較得出密碼框最小寬度在不合理范圍內，不符合人機工程合理性。建議：將密碼框最小寬度增大，適用于99%的人群。

3.10 ATM機屏幕字符尺寸分析及側邊按鍵尺寸分析

測量數據：桌面漢字：9 mm×6 mm，桌面字母：5 mm×4 mm。當人眼與目標的距離小于500 mm時，為了保證辨識效果，字符采用粗體字較好，筆畫寬與字高狹長形的比例字形在白晝條件下容易辨別，采用1∶5為宜。對于人視覺特征的研究的高度比一般采用3∶2～5∶3的比例，這種眼睛視線沿水平方向橫向運動比垂直方向豎直運動快，這些字符直徑應大于3 mm，而且不易疲勞，所以界面中字體以水平方向排列為宜。結論：屏幕頁面字符符合人機設計。測量尺寸：側邊按鍵間距為18 mm。參考文獻：根據《人機工程學》(丁玉蘭版P124)，按鍵間距一般為12.5～25 mm，最小不能小于6 mm。結論：通過比較得出，該按鍵間距合適，符合人機設計的合理性。

4 ATM自動取款機的改進設計方案

4.1 改進數據說明

此次改進主要針對用戶在使用ATM自動取款機時遇到的問題進行改進設計。在此次改進設計中主要針對ATM自動取款機的出鈔口位置、反光鏡高度尺寸、密碼框的尺寸及更加方便用戶使用方面展開研究。在使用ATM自動取款機時，用戶通常站在正對于自動取款機的位置，但原先的自動取款機沒有預留容腳空間，使得用戶在使用時感到站立不適，改進后預留容腳空間提高了用戶在使用產品時的舒適性。將出鈔口位置置于中間位置是參考了人們的日常生活習慣，偏左或偏右都會產生一些使用的生疏感，至于中間可以解決生疏感并提高了舒適性。反光鏡的應用可以更好地保護用戶的使用安全，在鏡中可以觀察到后方的情況，以免意外事件的發生。但反光鏡過高過低都會產生使用的問題，所以參考大多數人的身高高度來調整反光鏡高度來最大程度改善使用的問題，更好地保護用戶的安全，使ATM自動取款機使用更安全、便捷、舒適。

4.2 ATM自動取款機改進效果展示及設計分析

ATM自動取款機整體結構設計大體參照并保留了原有的ATM自動取款機的結構設計并推陳出新，整體由觸摸操控屏、操作臺面、卡槽、密碼鍵盤、出鈔口等組成，主要改進設計集中在出鈔口位置、反光鏡高度尺寸、密碼框的尺寸三處，改進后的ATM自動取款機效果圖，如圖1所示。

圖1 改進后效果圖

容腳空間：因ATM自動取款機原下方操作臺無容腳空間，易使用戶感覺站立不適，根據P95男性小腿長：403 mm，測量數據操作臺高：913 mm，穿鞋修正量：22 mm。為滿足P95男性有合適容腳空間，并滿足自動取款機機體有一定容量放置儲錢箱，改進設立容腳空間為513 mm，儲錢箱為400 mm。P95男性＋穿鞋修正量=425 mm，滿足容腳空間，符合人機設計。

密碼框：根據《人機工程設計》得知P99男性手寬數據為91 mm，結論：通過比較自動取款機密碼框尺寸得出密碼框最小寬度為89 mm，故密碼框尺寸在不合理范圍內，不符合人機工程合理性。改進設計將密碼框露于外處適用于99%人群。即將密碼鍵盤外露，使用戶可以更清晰看見按鍵鍵盤。鍵盤高度為1 050 mm，P5女性身高：1 484 mm、P5女性肩高：1 195 mm、P5女性肘高：899 mm。鍵盤高度低于P5女性高度。可以擋住鍵盤，此機器所處環境為單獨隔間，具有一定封閉性，可以保護用戶的財產安全。并且鍵盤高剛好處于肩高和肘高之間，符合人機設計。

出鈔口位置：通過調查問卷得知，儲鈔口偏于左側不符合大部分人的操作習慣，大多數人習慣用右手。原儲鈔機左側為111 mm，原儲鈔機左側為199 mm，將儲鈔機移動到中間位置，可適用于大多數人群。此位置小臂活動小于45°，在手臂活動范圍內。不僅符合人機工程學也可方便人們更舒適地使用ATM自動取款機。

5 結束語

文中應用調查問卷取樣和實地調研取證等方法，以工商銀行CRS ATM自動取款機為分析目標，對現有產生的ATM自動取款機的相關問題進行人機工程學分析與改進設計，依據用戶人群的真實需要和人機融洽的必須，對ATM的外型、功能鍵、密碼鍵盤等開展人機剖析和改進設計方案，使得ATM自動取款機更加方便，操作更舒適。根據本次調研ATM自動取款機的分析與改進，充分認識到人機分析對設計的必要性，也深刻領會ATM自動取款機的設計原理構造，人機分析的目的是盡量滿足舒適與安全的重要性，真正實現“以人為本”的人性化設計思想。人機工程學是將人——機——環境整個系統作為一個統一的整體來開展科學研究，為可以造就出最適合人類實際操作的機械設備和工作環境，如同研究調查改進的ATM自動取款機一樣，也是將它分析改進為最適合于人操作的機械設備和更加舒適的環境，從而獲得人機效率的大幅度提高。并且ATM自動取款機加入人機工程學因素可以提高產品競爭力，也能提高用戶使用率，增強用戶體驗感。