淺談人機(jī)工程在汽車工程中的應(yīng)用

程　琳,關(guān)太炎（長(zhǎng)城汽車股份有限公司,河北　保定　071000）

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淺談人機(jī)工程在汽車工程中的應(yīng)用

程琳,關(guān)太炎
（長(zhǎng)城汽車股份有限公司,河北保定071000）

摘 要：人機(jī)工程作為汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過程中的重要工具，在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)不能滿足于汽車的代步功能，對(duì)汽車的人性化設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文從人機(jī)工程學(xué)角度出發(fā)，對(duì)人機(jī)工程在汽車設(shè)計(jì)和汽車制造中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程；汽車設(shè)計(jì)；汽車制造；應(yīng)用

0　前言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，汽車作為當(dāng)今社會(huì)常用的交通工具發(fā)揮著越來越重要的作用。近年來，消費(fèi)者對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性提出了更高的要求。若解決此類問題就應(yīng)用到了人機(jī)交互原理，這樣由原來純粹的汽車研究轉(zhuǎn)向了人與汽車配合上來，一門新興的學(xué)科即人機(jī)工程應(yīng)運(yùn)而生。

人機(jī)工程既是一種設(shè)計(jì)理論，也是一種系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)，主要是運(yùn)用科學(xué)理論方法來處理人、機(jī)、環(huán)境三大因素之間的關(guān)系。汽車工程主要涉及到汽車設(shè)計(jì)和汽車制造兩個(gè)方面，其中汽車設(shè)計(jì)主要從乘坐舒適性、操縱方便性、目視裝置便捷性進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)，汽車制造則使用人機(jī)工程學(xué)解決整車裝配中的高頻重復(fù)性操作、工作環(huán)境差等問題。

1　人機(jī)工程概述

人機(jī)工程是一門新興的邊緣學(xué)科起源于20世紀(jì)50年代，以人的心理、生理特點(diǎn)為基本出發(fā)點(diǎn)，用于研究人、機(jī)、環(huán)境之間的相互關(guān)系和相互作用。人機(jī)工程學(xué)主要從人-機(jī)-環(huán)境之間的相互關(guān)系出發(fā)，創(chuàng)造最佳的作業(yè)環(huán)境與設(shè)備，保證人在工作環(huán)境中減少失誤和疲勞，進(jìn)而提高工作效率。人機(jī)工程學(xué)主要用于協(xié)調(diào)人、機(jī)器和環(huán)境三者之間的關(guān)系，涉及生理學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)等多個(gè)工程領(lǐng)域，通過各學(xué)科知識(shí)的運(yùn)用，來指導(dǎo)人對(duì)工作方式、工作環(huán)境的改造，創(chuàng)造安全、健康、舒適的作業(yè)方式。目前，人機(jī)工程學(xué)領(lǐng)域的研究主要包括以下幾個(gè)方面：人與機(jī)、環(huán)境、生態(tài)之間的關(guān)系；人的特性模型、人機(jī)系統(tǒng)定量描述人際關(guān)系；團(tuán)體行為、組織行為、心理狀態(tài)等。

在汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，人機(jī)工程設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要的作用。在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)汽車的市場(chǎng)定位，進(jìn)行合理的空間布置設(shè)計(jì)。這不但關(guān)系到車內(nèi)空間的有效利用及提高乘員乘坐的舒適性，并且會(huì)影響整車、內(nèi)外飾的尺寸參數(shù)，進(jìn)而影響整車性能降低了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，要獲得人性化的汽車產(chǎn)品就必須使用人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同樣，在汽車制造過程中的作業(yè)方式、作業(yè)環(huán)境也與人機(jī)工程息息相關(guān)。

2　人機(jī)工程學(xué)在汽車設(shè)計(jì)上的運(yùn)用

（1）在顯示裝置上的運(yùn)用。目前，汽車上顯示裝置主要為乘員艙內(nèi)儀表板及各種信號(hào)燈。從人機(jī)工程學(xué)角度上講，要求駕駛員能夠迅速、準(zhǔn)確識(shí)別顯示裝置位置，并且要求操作簡(jiǎn)單。儀表板設(shè)計(jì)時(shí)，體現(xiàn)數(shù)量信息的裝置一般使用數(shù)字顯示儀表設(shè)計(jì)，其能迅速讀取且占用面積??；監(jiān)控性能、調(diào)節(jié)性能等裝置使用運(yùn)動(dòng)型模擬顯示式儀表，能從指針位置直接判別。信號(hào)燈設(shè)計(jì)時(shí)，要求位置清晰醒目，并根據(jù)目的不同使用不同顏色信號(hào)燈進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。

（2）在操縱裝置上的運(yùn)用。汽車設(shè)計(jì)中，操縱裝置種類較多分類方法也不盡相同，主要分為手控制和腳控制兩種類型。從人機(jī)工程學(xué)角度上講，開關(guān)控制一般采用按鈕、扳鈕和踏鈕，分級(jí)控制、粗細(xì)調(diào)節(jié)控制常采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)，快速調(diào)節(jié)裝置常采用扳鈕開關(guān)進(jìn)行操作。對(duì)于其他操縱裝置也應(yīng)遵循人機(jī)工程學(xué)原理，如手輪適用于微調(diào)、旋塞適用于無級(jí)調(diào)節(jié)、鑰匙適用于帶有安全裝置的部件，移動(dòng)幅度較大且精度較低的部件一般使用曲柄進(jìn)行操作等。相對(duì)于手動(dòng)控制操縱裝置，腳控制裝置運(yùn)用較少，如腳踏板裝置。

操縱裝置設(shè)計(jì)要盡量滿足人的心理特點(diǎn)和生理特點(diǎn)，并符合大多數(shù)駕駛員的駕駛習(xí)慣，如操作力度需按駕駛員的中下限能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)方向需同汽車的運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)，并且盡量利用人體操縱范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。操作裝置的形狀和功能應(yīng)便于識(shí)別，且適合人的手或腳進(jìn)行操作，同時(shí)也要適合駕駛員的邏輯和習(xí)慣。

（3）在駕駛空間上的運(yùn)用。汽車駕駛空間設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在駕駛艙的設(shè)計(jì)上，需綜合考慮人體測(cè)量學(xué)、布置空間等因素的影響，通過對(duì)駕駛艙的座椅、工作臺(tái)、環(huán)境進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)，為駕駛員和乘員提供一個(gè)良好的駕駛環(huán)境。根據(jù)顯示裝置和操縱裝置的使用頻次、使用順序、功能、重要性進(jìn)行分類，對(duì)于經(jīng)常使用的裝置盡量置于顯而易見且易觸碰的位置，并能保證迅速而準(zhǔn)確地響應(yīng)。

駕駛艙最重要的設(shè)計(jì)元素是駕駛座椅，其結(jié)構(gòu)型式以人體測(cè)量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，盡量和駕駛員坐姿下各種操作活動(dòng)范圍相匹配，使駕駛員在駕駛過程保持舒適、穩(wěn)定，并能進(jìn)行準(zhǔn)確控制及操作。優(yōu)秀的駕駛座椅設(shè)計(jì)能使駕駛員在駕駛過程中身體得到良好的支持，進(jìn)而保證駕駛員在駕駛過程中的舒適性。

3　人機(jī)工程在汽車制造中的應(yīng)用

在汽車制造過程中，總裝車間設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到整車的生產(chǎn)效率，人機(jī)工程學(xué)在制造過程中發(fā)揮著重大的作用?；谄嚨闹圃焯攸c(diǎn)，將人機(jī)工程學(xué)問題分為四種類型：即工作姿勢(shì)是否合理、用力是否合理、高頻次重復(fù)性操作、工作環(huán)境是否合理。其中，前兩種類型容易對(duì)人造成累積性損傷，在設(shè)計(jì)車間時(shí)需重點(diǎn)考慮人機(jī)工程在該方面的影響。

汽車整車裝配中，人與設(shè)備是一個(gè)不可分割的整體，兩者相互配合、相互協(xié)調(diào)、相互制約。在人機(jī)工程設(shè)計(jì)過程中，主要用于解決人機(jī)工程中的安全、經(jīng)濟(jì)、高效問題，特別是關(guān)乎人的工作效率、情緒、健康、安全等問題。因此人機(jī)工程的設(shè)計(jì)中必須充分考慮到人的因素，反映人的需要，從而在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下提高生產(chǎn)效率。如總裝車間受安裝空間和安裝高度的限制員工彎腰和仰頭操作較多，車身車間操作焊槍吊具用力較大，涂裝車間夏季噴房溫度高濕度大，沖壓車間的噪聲問題等。

4　結(jié)論

隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用的不斷深入，人機(jī)工程應(yīng)用在汽車設(shè)計(jì)和汽車制造中的方法也更加精確，人機(jī)工程學(xué)將更注重人的信息處理能力，更注重人-機(jī)-環(huán)境的完整研究，并運(yùn)用系統(tǒng)論、信息論等新興學(xué)科來研究該系統(tǒng)，以創(chuàng)造出更適合于人類使用的汽車，使人機(jī)工程的綜合效能達(dá)到最佳水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]江建，張文明.人機(jī)工程學(xué)在車輛安全性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車,2008(05).

[2]張立斌.人機(jī)工程學(xué)及其在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].汽車運(yùn)用,2009(07).

[3]趙占西，王小妍，于洽.人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用研究綜述[J].人類工效學(xué),2009(06).

作者簡(jiǎn)介：程琳（1987-），女，河北保定人，研究方向：整車總布置。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.063