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分析工程学工业设计中人机工程学运用

收藏本文 2024-03-31 点赞:5773 浏览:18122 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘 要:人机工程学是一门新兴的边缘科学,自起源后在设计中的作用越来越凸显。工业设计中融入人机工程学,以人为本,更好地在人与产品之间合理地分配功能,使人、产品有机结合,有效地发挥人的作用、最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境,达到保

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障人的健康、舒适、愉快地活动的日的,同时提高活动效率。
关键词:人机工程学;工业设计;应用

一、人机工程学的起源及发展

人机工程学的发展历史并不长,其正式成为一门学科是从二次大战以来,虽然人机工程学是现代新兴的学科,但有证据表明人机工程学原理在远古2500年前就已经为人所知并保存了下来。在现今设计中所关注的人机工程学主题几乎都能找到它的萌芽。考古发现的不同领域人机工程学设计的例子证明了人类祖先对实用性和提高生活、改善工作条件的关注。种种征兆显示在古代已经拥有很好的关于人的因素的知识,并借此实现以人为中心的设计目标。英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家,但其奠基性工作实际上是在美国完成的。故,人机工程学有“起源于欧洲,形成于美国之说”。
人机工程学的发展概括为萌芽时期(20世纪初期)、兴起时期(1910—1940年)、成长时期(1940—1960年)、发展时期(1960年以后)四个主要时期。英国 1950年成立英国人机学研究会,1957年创办会刊《Ergonomics》;美国 1957年成立人因工程学会,发行会刊《Human Factors》;日本于1963年成立日本人间工学研究会;1960年成立国际人机学协会;我国进入80年代以后,开始人机工程学的研究。总的来说人机工程学研究侧重理论、应用,学科研究主体方向,随各国科学和工业基础不同,侧重点也不同。美国侧重于工程和人际关系;法国侧重于劳动生理学;前苏联注重工程心理学;保加利亚偏重人体测量;捷克、印度则注重劳动卫生学。

二、工业设计中人机工程学的应用

以人为本的思想原则已经深入到工业设计中,因此人机工程学便越发重要。人使用产品,构成“人机” 系统,要使整个系统能达到最高的效率,就必须把产品和人的生理状况视为整体,使人、机合作形成统一的功能。人机工程学为产品与环境的设计提供可依据的人机数据,如人体尺度、活动范围、运动特征、作业行为等人体机能特征参数;提供人的感觉与知觉、判断与决策的规律和特征;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力等。
人机工程学的应用领域主要集中在计算机、航空工业、工业工程、健康安全、信息通讯、交通运输业等。简单概括,人机工程学可以应用在任何需要与人接触的领域。在工业设计中,人机工程学主要应用于人机之间分工及相互适应问题、信息传递过程、人机界面设计、作业环境及安全装置问题、操作者疲劳的特点以及减轻疲劳和紧张度的措施等。

1.外观造型设计

工业设计不仅是功能、性能等技术设计,还结合了外观造型设计。产品外观部件的位置、尺度、色彩、材质等都会使用户产生不同感受,产生愉快或压抑等的情绪,进而影响产品功能的发挥和使用积极性。

2.信息传达设计

产品与人的信息传递,有视觉、听觉和触觉传递等形式。研究人机交互时,人的视觉传递信息,如屏幕、仪表、信号图表、标记等,人的听觉传递信息,如提示音、报警器等,及人的习惯定势再做设计,都能对用户使用产品的效率产生影响。

3.操作装置设计

操纵装置的动作都必须由人施加适当的力和运动才能实现。因此,操作装置的设计也要符合人机工程学,如操作装置的形状、位置、运动状态和操纵力等,都要适合人体力学和人体生理结构特征,应设计在人操作最方便、反应最灵活的空间范围之内,否则会造成操纵困难,工作效率低,甚至影响人的身体健康。

4.人一机一环境系统设计

人机工程学的根本研究方向是通过揭示和运用人、机、环境之间相互关系的规律,通过研究人体对环境中各种物理、化学因素的反应和适应能力等以达到确保“人一机一环境”系统总体性能的最优化,确定人在环境中的舒适范围和安全限度,把人—机—环境系统作为一个统一的整体来研究,使人—机—环境系统相协调,创造良好的工作环境以保证人体安全和高效率工作。
人机工程学的应用与发展,使工业产品设计日益满足“人的因素”,从而为使用者创造一个舒适宜人的生活、学习环境。

三、人机工程应用于工业设计的特点

工业设计中应用人机工程的显著特点,是在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上,不单纯着眼于个别要素的优良与否,而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。这个系统中,人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。
优秀的工业设计是设计人员与用户之间的一种交流,而人机工程学是其中重要的媒介,它是研究”人-机-环境”系统中人与机、环境之间相互关系的学科,在设计领域的作用越来越凸显,它真正体现出人性化的设计对人的尊重和关心,是人与产品完美和谐结合,也是以人为本的体现。
四 总结
设计应当考虑到人的因素,使设计出来的产品能够保障人的安全和健康,提高人的工作效率与质量,实现人的舒适与愉悦,乃至有利于人类长远发展的利益——以人为本,已经逐步为现代设计的核心思想之一。这一思想又必须通过工程手段才能得以落实,因此人机工程学可以说是现代设计的基础学科。二十一世纪人类步入了信息时代,人机工程学的发展必然向着信息化、智能化、网络化的方向发展。人机工程学作为应用性学科,与人的工作生活息息相关,通过人机工程学设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品将是工业设计努力的目标。
参考文献
吕杰锋.人机工程学[M].北京:清华大学出版社,2009.
谢庆森,黄艳群.人机工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3] 王保国.安全人机工程学[M].机械工业出版社,2007.

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