人機工程學在工業(yè)設計中的重要性解讀

趙淑影

摘要：近年來，工業(yè)設計核心思想已經逐漸從形式美轉變成以人為本思想，突破了既有的功能主義思想約束，所以工業(yè)設計的切入點也從物轉變成了人，設計的目標也以人為主要目標。由此可見，工業(yè)設計屬于綜合性規(guī)劃活動，有效融合了技術和藝術，不僅會受到環(huán)境與社會形態(tài)的影響，也與文化觀念和經濟等存在緊密的聯(lián)系，所以說，工業(yè)設計統(tǒng)一了功能與形式、技術與藝術。而工業(yè)設計以人為中心的思想與人機工程學存在一定的共通性，特別是在人機工程學發(fā)展成獨立學科以后，不管設備先進性如何，都一定要和操作人員能力保持一致，只有這樣才能夠發(fā)揮其自身功用?；诖?，文章將人機工程學作為重要研究對象，闡述其在工業(yè)設計中的重要性，希望有所幫助。

關鍵詞：人機工程學;工業(yè)設計;重要性;解讀

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）05-0094-02

1 人機工程學和工業(yè)設計關系闡釋

在基本思想和工作內容方面，人機工程學與工業(yè)設計之間存在諸多相似之處，是對人和物之間關系進行研究的學科。人機工程學應用系統(tǒng)工程的觀點，從系統(tǒng)的高度，將人、機、環(huán)境看成是一個相互作用、相互依存的系統(tǒng)。將使用“物”的人和所設計的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。其中，人機工程學最基本的理論就是保證產品的設計與人生理因素、心理因素相適應。而工業(yè)設計則是為人們提供使用服務且創(chuàng)新產品類型的過程，同樣將人作為核心^[1]。

當前工業(yè)設計的核心內容是產品設計，每一件為人設計的產品都離不開創(chuàng)新，也離不開人機工程學。工業(yè)設計師們，作為人機工程學的應用者，在產品設計活動中，為了使產品達到使用操作更加安全、高效和舒適，一直在做著大量的努力。由此可見，所有的工業(yè)產品在設計方面都要將人的因素融入其中。而在工業(yè)設計中引入人機工程學并應用，能夠對工業(yè)領域的可持續(xù)發(fā)展與產品優(yōu)質效果產生直接的影響。從而更好地設計出綜合考慮人、經濟、技術與社會多方面需求的優(yōu)質產品。

目前階段，在科學技術進步與發(fā)展的背景下，企業(yè)之間的產品質量差異逐漸突顯出來，而工業(yè)設計中尤其是實用外觀專利也逐漸成為不可替代的知識產權。其中，產品不僅僅是要與功能以及美學方面的要求相適應，同樣也要與使用者舒適需求以及安全需求相滿足，達到環(huán)境保護的基本要求。在這種情況下，在人、機與環(huán)境三者之間尋求最為理想的匹配關系，在工業(yè)產品中深入探索設計理念、手段和方法逐漸發(fā)展成為產品品質與國際水平相互比肩的重要路徑，而這同樣也是現代工業(yè)設計工作關注的重點。

2 工業(yè)設計中應用人機工程學的重要作用

從本質上來講，人機工程學學科指的就是人體科學與環(huán)境科學向工程科學的有效滲透與交融。其中，人機工程學的研究內容及其應用于工業(yè)設計中的重要作用集中表現在以下三個方面：

2.1 工業(yè)設計使用對象能夠獲取必要的人體尺度參數

歷史上追朔到2000多年以前，人們開始對人體尺度感興趣，從而發(fā)現了人體各部分之間的關系。文藝復興時期，藝術家達·芬奇繪制出了著名的人體比例圖。在人機工程學中，產品的設計重點一般都在使用者方面。在人機工程學研究的過程中，使得工業(yè)設計可以更好地對人的因素加以考慮，并且可以獲得人體的結構、生理與心理尺度等方面的數據信息，進而在工業(yè)設計中科學合理地運用。例如在產品設計中，通常運用人體形態(tài)特征參數（靜態(tài)尺度和動態(tài)尺度）來進行具體設計。一把常用的椅子，涉及到人類解剖學、生理學、材料學等很多知識，對設計好的產品進行人機實驗研究分析，進而評價產品應用的好壞與否。設計師要全面考慮，同時結合人機工程學專著里有價值的圖表、數據和設計規(guī)范等參考資料，要有能力在各種制約因素中，找到最佳的平衡點。

在實踐方面，借助人體測量學、心理學、人體力學以及生理學等多元化學科研究方法的靈活使用，能夠系統(tǒng)化地研究人體結構特征與機能特征，進而有效地提供人體不同部位體重、重心、體表面積以及尺寸等諸多參數^[2]。與此同時，還可以提供人體各個部位發(fā)力的范圍、動作速度、發(fā)生動作時的慣性、頻率以及活動范圍等諸多動態(tài)參數。在此基礎上，能夠對人體聽覺、嗅覺、視覺以及觸覺等諸多機能特征展開深入地分析，了解人體處于勞動狀態(tài)下的生理變化、疲勞程度、能量消耗與勞動負荷適應能力等等。最后，在人處于工作狀態(tài)下影響其心理狀態(tài)因素也能夠得到必要的探討?？傊瑢⒐I(yè)設計與人有關的諸多因素統(tǒng)一、協(xié)調考慮，在人的正常能力限度之內，力求人操作使用時的方便、舒適，讓機器和環(huán)境宜人，讓人適應機器和環(huán)境。

2.2 確保工業(yè)設計產品功能更為科學合理

在現代工業(yè)設計的過程中，特別是純物質功能創(chuàng)作活動，如果不對人機工程學需求做出必要的考慮，將直接影響創(chuàng)作活動開展的效果。在這種情況下，實現產品和人體各功能的優(yōu)化發(fā)展，創(chuàng)造能夠與人體生理機能、心理機能相互協(xié)調的產品也逐漸發(fā)展成當前工業(yè)設計功能工作關注的重點，必須要給予高度重視。

人機工程學幾乎涵括了人類工作和生活的各個領域?；谌藱C工程學這門學科來源的多樣性和應用的廣泛性，研究人和其他因素的相互作用，人機工程學的研究方法也很多。從應用的目標出發(fā)，運用相關理論、原理、數據和方法，優(yōu)化人機系統(tǒng)效能，目前常用于一般產品設計領域的方法主要有：測量法、觀察法、調查方法、模型工作方法、數據的處理方法、計算機數值仿真法等，力求實現在限定條件下，產品與操作人員取得最佳的身、心匹配。

不同產品的人機工程學要求各不相同。好的產品設計涵蓋了形態(tài)和人機因素，產品的造型同樣也有助于人機工程的發(fā)揮。產品設計人性化，實現產品的功能安全，提升產品價值，體現了設計師們對使用者的最基本的人文關懷，現已經成為產品設計是否科學、合理的最根本的評論標準。一件好產品的設計，能夠將產品使用者或者產品使用者的利益，在規(guī)范化使用狀態(tài)下，很大程度上避免了一些不必要的傷害及其損失。運用人機工程學中的人體尺寸、作業(yè)姿勢，研究產品的作業(yè)空間設計，采用計算機虛擬輔助分析手段，優(yōu)化人機系統(tǒng)，進行人機實驗，都將非常有助于人機整合方案的設計處理，以及產品使用效率的提高，這也正是設計師所需要考慮的一些主要問題。

2.3 工業(yè)設計環(huán)境因素具備設計準則依據

針對人體對于環(huán)境中不同物力因素的反應能力以及適應能力的研究，探討聲音、塵埃以及振動等環(huán)境因素對于人體生理、心理與工作效率產生影響的釀，明確人體處于生產與生活活動環(huán)境之下的安全范圍，能夠確保人體始終健康與安全，人機工程學都能夠為工業(yè)設計過程中的環(huán)境因素提供有價值的設計方法與準則依據^[3]。

從“以人為本”的設計觀念看，由于多樣化和多元化的發(fā)展，個體設計觀念不斷增強，人機工程學環(huán)境因素的具體研究內容，諸如物理環(huán)境、化學環(huán)境、生物環(huán)境，都給工業(yè)設計帶來了合理有效的設計準則，加強了產品與操作人員的聯(lián)系，提高了產品的可靠性和耐久性。

根據以上研究與分析可以了解到，人機工程學應用于工業(yè)設計中，能夠使設計思路得以有效地拓展，并且提供更具獨特習慣的設計方法以及參考依據。伴隨社會的快速發(fā)展以及技術水平的提升，產品更新的速度明顯加快，生活節(jié)奏更快，使得產品質量觀念也隨之改變。在這種情況下，人們在評價產品方面，也更關注其方便性、可靠性、安全性以及舒適性等。另外，基于人機工程學等邊緣學科的進步與實際應用，也必然使得工業(yè)設計水平提升到全新階段。

3 基于數學角度闡釋人機工程學應用于ZDlk設計中的重要性

作為設計工作人員，如果隨意對產品用戶界面與功能進行決定，憑借個人的意愿與引導，很容易導致設計出的產品僅符合某一設計工程師亦或是技術專家的需求，難以與廣大使用者需求相適應。在這種情況下，設計工作人員會將人機工程學技術引入到設計環(huán)節(jié)，在產品設計中融入人的因素。其中，人機工程學技術集中涵蓋了方法與數據，而試驗方法、計算方法以及理論方法則是最常使用的方法。

眾所周知，任何東西的測量尺度都是人，所以產品的設計也一定要充分彰顯以人為本的思想。特別是在微型集成電路與其他微電子元件的形成與發(fā)展，被廣泛應用在工程項目當中，而且產品造型突破了原有結構的約束與制約。但需要注意的是，一旦缺少內在制約因素，很容易導致產品造型隨意發(fā)展。所以，作為設計工作人員，應在人與機關系當中主動探尋合理地造型，并獲取科學合理的參考依據 。如果出現孤立視角思考的情況，不管是人亦或是機器都難以提供具有參考價值的答案，直接影響產品造型的形式。由此可見，人與機之間的關系也就逐漸發(fā)展成人機工程學所學考慮的重點。

其中，人機系統(tǒng)內部組織部分之間只有通過特定方式互相聯(lián)系與發(fā)生作用的情況才能夠更具有效性。在設計工業(yè)產品的過程中，若忽視后期使用、控制以及監(jiān)測裝置人員的精神以及體力能力作用，將難以實現設計的目標。長期以來，在人類使用手工工具生產的發(fā)展階段，工具需要由人提供直接的能量才會發(fā)生動作，所以只要人停止工作，工具即可停止運作。但在產業(yè)革命以后，對機械能進行了有效地利用，形成了不同于人力的極大能量。這樣一來，就有必要重點思考將產品設計轉變成可以跟隨人意控制的方式。為此，一定更要在人與機器之間根據能力大小加以合理利用，以保證相關工作的順利開展。

由此可見，產品本身有效性不只是受到有效系數與生產率等諸多技術特性影響，同樣與操作人員對機械設備的操作難度以及準確程度存在緊密聯(lián)系。若將人機系統(tǒng)綜合效率設定成，而機械產品效率是，將人的效率設定為，即可將以上三者的關系表示成。根據此等式可以發(fā)現，實際的效率也就是人機綜合效率，并不僅僅只包括了機械設備產品自身效率[51。所以說，即便機械設備效率不低，如果受到人效率偏低的影響，也會直接影響系統(tǒng)整體的效率。若人效率得以提升，而機械設備效率始終不改變，那么系統(tǒng)實際效率也會顯著提高。根據以上數學形式同樣彰顯出人這一因素的重要作用。所以，人機工程學應用于工業(yè)設計中的重要作用是不容小覷的。

4 結語

綜上所述，人機工程學就是對人處于特定工作環(huán)境中的生理學、心理學以及解剖學等多方面因素的系統(tǒng)化研究，探討人、機械設備與環(huán)境之間的相互作用。所以，在工業(yè)設計的過程中，應高度重視人機工程學在其中應用的重要性。在上文中，針對人機工程學與工業(yè)設計關系及其在工業(yè)設計中應用的重要作用展開了全面探究，以供參考。

參考文獻

[1]岳涵，徐靖涵.基于CDIO模式的工業(yè)設計人機工程學課程教學改革[J].中國冶金教育，2018 （1）：27-28+31.

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[3]王璐.工業(yè)設計專業(yè)人機工程學課程教學方法探索[J].教育界，2016 （3）：105-105.

[4]戚基艷.應用型高校工業(yè)設計專業(yè)人機工程學課程的改進[J].美術大觀，2014 （11）：167.