人机工程学论文范文
时间：2023-03-14 14:51:15
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篇1
本文就是想通过描述使用者使用削皮刀的整个过程来概述手握工具的设计准则问题。我们首先要做的就是“监视”削皮的过程，它能帮助我们认识到削皮过程中碰到的问题，并通过“设计”解决它。由于削皮刀的使用者是不受限制的，有男人、女人、小孩、老人，甚至左撇子等，所以本文要通过“普遍性”的思想来改善设计，从而达到完美设计。
我们可以用完整记录使用过程的方法找到真正的问题，并且在以后的设计中改进。本文的目的在于：
1.研究使用削皮刀的过程
2.使用削皮刀过程中的实质性问题
3.再设计
一、削皮过程研究
1．“使用者―工具―工作”的关系
此图是对消费者使用产品的图文说明。运用直观的图形形式帮助理解“消费者产品设计”的问题，帮助理解反馈控制系统的理论。
2．削皮刀使用目的
使用者使用削皮刀的目的也是我们设计的最终目的，这正是我们在设计过程中需要考虑的因素。人们使用手动工具的目的是：减少时间、力气、错误，增加性能、安全性、乐趣、满意度。
3．普遍的设计
普遍设计的原则：公平使用、使用过程中的适应性、简单和知觉性的使用方法、显而易见的信息、容忍性的误差、物理性适应度、动手处理使用过程中的范围和空间、整体设计。
为了找到使用者在使用削皮刀过程中碰到的实际问题，我们研究“使用全过程”的方法来找“使用者―工具―工作”之间的联系，来找使用者对削皮刀的真正需要。同时，通过普遍设计的原则来达到完美设计的标准。
二、做削皮实验进行研究
这个试验采用对使用者使用削皮刀整体过程的观察，用相机记录下被测者的行为和客观感受进行研究。
1．削皮刀分析
我们来分析目前市场上普遍流行的两种削皮刀，如下：
削皮刀包括四个部分：
a．刀片：作用是削掉水果和蔬菜的外皮
b．钻孔处：掏孔的作用
c．把手：手握的地方
d．挂孔：便于挂在钩子上
2．试验
我们选了10个人进行了这个使用削皮刀全过程的试验。
（1）受测者基本尺寸测量结果
量测项目
平均值
标准差
身高cm
177.6
4.2
体重kg
77.8
5.6
掌长cm
18.6
0.5
掌心长cm
10.4
0.5
虎口长cm
17.2
1.5
掌宽cm
9.6
0.5
肘指尖长cm
44.6
1.8
（2）使用全过程
我们使用了两种不同的削皮刀和三种不同的水果蔬菜，并且记录下了整个的试验过程，很清楚地了解到使用者在削皮过程中的想法。
经过分析那些数据，把使用两种削皮刀的情况根据工作效率和实际操作进行了分类。工作效率的那一类主要集中在使用者的手握技巧上，他们中的绝大多数都使用同样的方式，唯一不同的就是各自在技巧上的差别。实际操作的那一类目的在于区分那些使用者怎样手握和实际操作的方式。使用者会问一些使用方面的问题，因此通过这个试验，我们就可以把那些不同的方面分类总结并改进设计。
三、削皮试验结果
1．发现问题
通过使用削皮刀的过程分析，发现削皮的过程中，需要扩展的问题包括掌握把手的尺寸，舒适的角度，削皮的安全度，以下是我们提出的问题：
l操作的正确性
我们观察到即使用同一个削皮刀，每个人的把握和操作也是不同的。错误的把握会影响工作完成的效率，使用者会感到疲劳或者受到伤害。
l当把握削皮刀时手腕的角度
把握的正常的方式是：一只手握着把手，另一只手需要按着水果。所以在操作的过程中，从手腕处会产生一个角度。但是如果不正确的方式继续延伸，那么也许会扩展范围或者手腕的位置，导致使用者受到伤害。
使用者用一只手握住把手，这时产生一种力量，相同的压力会作用在手腕的肌肉上。另外，如果手的姿势不正确，就会产生酸痛感。
2解决问题
在整体调查中，可以把问题分成认知和操作。在把握的方式上，主要是使用者过去的经历和认知。另一些问题也许是不好的设计，为了改善这一点，我们可以从两个方向设计。一个是告诉使用者怎样把握，另一个是改进削皮刀，包括材料、把手、刀片、角度、安全感。
l削皮刀的设计应该使使用者只是从表面上正确把握。结构应该很简单，以便加工制作起来比较容易。
l削皮刀的把手应该沿着我们所把握的槽，因为人的手不是由直线构成的。
l大拇指必须放在一个点上，以便产生压力，证实使用者的想法。
l人们所合适的把握的长度
3．设计要点：
lA部分是大拇指所在的点,扩大控制的角度
lB部分是把手的槽,设计的目的是提供正确的把握方式和好控制
l全部的设计
1单一的结构容易加工2两侧没有沟槽,就不会积累污垢
3设计成曲线,是为了增加美感4为使用者设计合适的把手尺寸
四、手握式工具的分析
为了便于研究，我们首先要分析一下手的肌肉分布情况和一般手握式工具所存在和要解决的问题：
1．手部肌肉的名称及位置
A：拇指指压处肌肉B：拇指与食指之间虎口处（骨间肌）
C：食指外侧边缘肌肉D：拇指与无名指与手掌间肌肉
E：小指外侧边缘肌肉F：手掌外侧边缘肌肉
G：掌心部位H：鱼际I：腕部
2．手握式工具设计原则：
为了保证实用效率和健康，工具必须满足以下基本要求：有效地实现预定的功能；与操作者身体成适当比例。使操作者发挥最大效率；按照作业者的力度和作业能力来设计；适当考虑性别，训练程度和身体素质上的差异；工具要求的作业姿势不能引起疲劳。
1．避免静态肌肉复合
当使用工具时，臂部必须上举或长时间抓握，会使肩，臂及手部肌肉处于静态施力，导致疲劳，降低作业效率。
2．保持手腕处于顺直状态
手腕顺直操作时，腕处于正中的放松状态，但当手腕处于掌屈，背屈，尺偏等别扭的状态时，就会产生腕部酸痛，握力减小。
3．避免掌部组织受过大压力
操作手握式工具时，有时常要用手施相当大的力。如果工具设计不当，会在掌和手指处造成很大的压力，妨碍血液在尺动脉的循环，引起局部缺血，导致麻木，刺痛感等。好的把手设计应该具有较大的接触面，使压力能分布于较大的手掌面积上，减少压力；或者使压力作用于不太敏感的区域，如拇指与食指之间的虎口位。有时，把手上有指槽，但如果没有特殊作用，最好不留指槽，因为人体尺寸不同，不合适的指槽可能造成某些操作者手指局部的应力集中。
另外，从不同性别来看，男女使用工具的能力也有很大的差异。女性约占人群的48％，其平均手长约比男性短20mm，握力值只有男性的2/3。所以，设计工具时，必须充分考虑这一点。
五、讨论
通过观察使用者的削皮过程，我们发现，大多数使用者对于操作有不同的看法。所以，设计的主要焦点在于定向性操作。实验结果表明，一个再设计的削皮刀能提供给使用者正确的预言。虽然效率没有明显提高,然而这也许是由于我们对于实验中削皮刀的尺寸的欠缺。接下来我们应该做的是需要完善削皮刀的尺寸，这样是为了更好的提高效率。
篇2
人机工程学是指应用人体测量学、劳动心理学等学科的研究方法［1］，起源于欧洲，形成和发展于美国，20世纪50年代开始迅速发展的一门新兴边缘科学。它从人的生理和心里特性出发，研究人、机、环境的相互关系和相互作用的规律，该学科在其自身的发展过程中，逐步打破了各学科之间的界限，以优化人－机－环境的一门科学［2］。国外对垃圾桶设计研究较早，一些发达国家如德国、美国、荷兰等，其垃圾桶的设计大多考虑人机关系［3］，国内的垃圾桶设计与国外相比还存在差距，且对垃圾桶的设计很少考虑人机关系。该设计从垃圾桶的结构和功能出发，主要从垃圾桶外观、结构尺寸、自动打包收紧功能、自动推袋功能等方面进行垃圾桶的设计，力求使用的避免用手接触垃圾，有效防止细菌通过手传播，保持室内空气清新。并且垃圾桶的高度及其他尺寸符合人机工程学原理，色彩能与周围环境相和谐，成为环境的重要组成部分。其总体设计原理如图1所示。
2环保垃圾桶的创新设计
2．1垃圾桶的外形设计(1)外形尺寸设计要使垃圾桶与人之间达到最优化配合，使人不需大幅度改变自己的姿势就可顺利地将垃圾放到垃圾桶里。经研究与垃圾桶有关的人体尺寸有:立姿时的肘高、立姿时手的功能高度、立姿时双手功能上举高，手的长、宽等，见表1［4］。据人机工程数据图2、3，当人投垃圾时，保持身体正直，手腕处于顺直操作，腰部和腕关节处于相对放松的状态。当身体弯曲和腕关节处于一系列别扭状态时，会产生腰部及腕部酸痛、手的力量减小等，如长时间保持这个状态会引起一些腰部及腕部的综合症。根据对多款垃圾桶的调查及垃圾桶的尺寸人机分析表1，一般的家用便捷垃圾桶的高度应为400～550mm。考虑到自动打包套袋垃圾桶的功能实现机构主要安装在垃圾桶底部，将会占用一部分空间，占用的高度定位为100mm。所以垃圾桶的高度应取大一些，将垃圾桶的高度定位为500mm。垃圾桶的桶口直径不应过大，在实际生活中一般生活垃圾偏多，考虑到饮料瓶的投放，垃圾桶投入口的桶口直径应大于垃圾的投放尺寸，垃圾中废弃饮料瓶的高度一般小于300mm，考虑到自动打包套袋垃圾桶要实现自动打包，在垃圾桶投入口处将会有钢圈等打包机构，将会占用一小部分空间，所以垃圾桶的桶口直径也应取大一些，所以将垃圾桶垃圾投入口的直径定位为350mm。(2)外观设计垃圾桶桶身设计要求外观美观大方，有一定艺术性和观赏性，适合现代绿色环保的理念。在三维设计时，选用主流CAD软件Pro/E5.0，其三维外形图如图4所示。图4(a)垃圾桶的桶身正面设计有一个米老鼠图案。在米老鼠头像的下面，设计为一个内部齿轮传动的保护罩，而上部分就是用来装垃圾的。图4(b)桶身背面设计的图案是一动漫《喜羊羊与灰太狼》中灰太狼一家，卡通形象深受小朋友甚至是80，90后的喜爱，给人以温馨幸福的感觉，整个桶身的设计看起来比较新颖，颇有中西结合的感觉。满足现代年轻人的审美需求和有小孩家庭的氛围营造。垃圾桶的桶盖设计为帽子形状，易清洁，很有观赏性，桶盖上有个透视孔，可清楚地看到垃圾是否装满;盖上延伸部分，专门为开盖设计，另外，桶盖上有绿色环保标志，适合现代绿色环保理念。桶身的背面有两个踏板，左边是踏板一，主要控制打包机构，右边是踏板二，主要控制推袋机构。踏板的颜色与灰太狼一家的皮肤的颜色相近，颜色协调。
2．2垃圾桶的功能实现(1)打包收紧机构设计如图5所示，该传动机构由踏板一、连杆、棘轮、锥齿轮，直齿轮等部分组成，当打包踩踏踏板一时，人踩踏踏板的力量通过连杆变为动能，带动棘轮向左运动，从而带动与之相连的锥齿轮向内转动，进而带动后面的直齿轮作对应的方向的转动，最终将运动传递至垃圾桶上部的钢圈收紧部分，其主要零件如图6所示。(2)收紧扎口机构设计运动由上述踏板一传递至垃圾桶上部的钢圈收紧部分后，通过转动将钢圈慢慢收紧，最终收紧好的垃圾口部被挤压到V型卡槽中，对压缩好的垃圾进行扎扣处理，如图7所示。3)推袋机构的设计推袋机构如图8，通过踩踏踏板二，运动由踏板经过各个连杆机构传递至推板上，推板与连杆连接处为间隙配合，由销钉连接，在推出垃圾袋时不会翘起，整个过程保持版面竖直，垃圾也在水平方向被推出，效果图如图9。
篇3
大多数高职院校教师主要通过课堂讲授来实现知识的传授，而学生要做的就是被动地接受和记忆。但是这种填鸭式的教学会导致学生对于课程的兴趣全无，甚至产生反感。即使是非常认真的学生也是死记硬背，在应付考试之后基本就忘光了，根本不会将知识灵活运用在具体的设计里，而创新就更不可能了。学生是教学活动中的主体，教师不能代替学生完成知识的理解和转化。只有学生自己主动的去理解消化知识才能在日后的学习中合理地运用到具体设计中。由此可见，在教学中应发挥学生的积极主动性，适当减少课堂上枯燥的理论知识的讲解，加入更多的讨论环节让学生参与进来，让他们主动去思考，去学习。此外还可以借鉴“翻转课堂”的方法，提前布置学习任务并提出相应的问题，让学生带着问题课后去看书了解相应的知识点，并且通过查阅相关资料来解决教师提出的问题，在课堂上进行答疑和相关问题讨论，从而提高学生的学习兴趣和积极性，通过课题讨论和交流加深知识点的理解和运用。
2.课程内容进行有针对性的选择和调整
人体工程学包含的内容非常繁多，对于课程的内容应进行有针对性的选择与调整。高职院校室内设计专业的学生，应重点学习与室内设计联系较为紧密的内容，例如人体测量学和人体尺寸、家居设计尺寸、室内环境心理学和室内环境行为学等，而与其联系不大的人体生理学、人体解剖学等知识应该进行删减。此外，随着科学技术的不断发展，教师还应该注意收集相关领域的最新研究成果，将其添加到教学内容中。这样才能做到不生搬硬套教材内容，并且能激发学生学习的兴趣。对课程内容的科学选择和调整，能够使学生发现所学内容与自己专业之间的关系，从而更加了解课程的重要性，更愿意主动学习。
3.改进教学手段，采用多元化的教学手段与方法
（1）互动式教学法教学过程
中教师与学生要增加交流与沟通，在互动的过程中激发学生学习的积极主动性和学习兴趣，拓展创造性思维，以达到提高教学效果的最终目的。这种教学方法可以由教师引出一个主题，提出主题中的问题，学生进行思考讨论，之后学生之间展开辩论，最后教师进行总结归纳。这样能充分发挥学生的积极性、创造性。课程教学中一定要设置课堂的主题讨论环节，可以采取学生分组讨论、全班讨论及同伴教学等方法，让学生在课堂上除了“动眼”、“动耳”，更需要“动嘴”、“动脑”以及“动手”。例如：在家具尺寸这一章节中，可以让学生动手进行课桌椅的测量，之后参照知识点进行讨论，找出课桌椅设计的优缺点，而后动手进行改良设计。在设计过程中要灵活运用课程所学知识，之后教师对学生的设计进行相应的点评和讲解。这样既增强学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，又深化了教学内容，加深了学生对于知识的理解和认识。
（2）图表、案例式教学法
针对艺术生习惯于感性认识和图形化思维方式的特点，教师在教学过程中不能用过于理性和抽象的文字，应该要增加丰富的图案和表格以及相关视频。这样能够将知识点以更加生动、直观的形式呈现出来，有利于激发学生学习兴趣、加深理解。此外还要加入一些具体的设计案例，可以是一些优秀案例或者是存在问题的案例，让学生运用相关的人体工程学知识分析案例。人体工程学相对理性化，与我们的具体生活联系不是非常紧密，所以在教学中要特别注重生活案例引用。例如可以找一到两个在校园生活中经常用到的家具进行案例分析，让学生说出平时的使用感受，寻找使用时的问题及不合理的人体工程问题，然后结合人体工程相关知识进行分析，最终找到解决的方法。
（3）实验教学法
人体工程学中的很多数据和公式，其实都是根据相应的实验得出的结论，所以应该在课堂中加入一些相关实验。有条件的情况下，可以成立人体工程学实验室，购置相关的实验设备，在实验的过程中让学生自己去探索和发现。这样不仅有利于学生的自主学习，还可以提高学生的学习兴趣。即使没有相应的条件成立实验室，也可以在课程中增加一些小实验，例如在视觉章节中加入错觉实验、混色实验、眼动实验等等，通过实验帮助学生理解相关理论知识。
（4）体验式教学
采用模拟项目教学法：挑选网上设计招标项目，如家具、展厅或环境小品的设计等，让学生自组团队，设计投标，通过布置任务书的方法，要求学生在设计的时候从人体工程学角度出发进行思考和设计。此外还可以通过教师虚拟课题进行设计，运用这种方式能够很好地激发学生的学习热情，学生在做设计的时候能主动查找书上相关知识点进行设计，将理论与实践相结合。
4.灵活的课程设计与课程实践
人体工程学的教学不能单单是理论教学，要充分加入实践环节，让学生对现有设计进行调研，寻找身边的设计中与人体工程学相关的优缺点，进行调研报告的制作。在课程教学中应充分加入课题设计环节，初步阶段可以运用小课题设计让学生进行一些简单的家具单体等的设计。之后可以进行大课题设计，例如让学生进行一个小型空间室内的设计。在课程设计时灵活进行内容的调节，适当删减枯燥的理论知识，更多地增加实践设计，让学生在动脑、动手的过程中学习对应的知识点，通过实践帮助学生回顾并真正掌握相关的知识。
篇4
1人机工程学发展概述
1.1人机工程学的概念和发展历史
人机工程学是研究人、机、环境之间相互作用的学科，其研究目的是使机械系统或者人机环境系统能够在最大程度上符合人类的形态以及生理、心理的特点，保证人们可以利用机械设备安全、舒适并且高效地进行各种活动。人机工程学涉及心理学、医学等多个领域的知识，着重研究人和机器的相互关系，从而提高人机整体的工作能力。人机工程学从人学会制造工具开始就已经存在，具有悠久的历史，不过人机工程学作为一项独立学科出现只是20世纪的事情。人机工程学的发展历史主要分为三个阶段：第一阶段是人适应机器的阶段，在这个阶段主要是进行人机匹配，通过对人进行各种训练使人达到使用机器的水平。第二阶段，机器适应人的阶段，在这个阶段英国成立了人机工程学学会，标志着人机工程学成为一门专门的学科。在此阶段由于机械越来越复杂，对人进行严格训练也很难使人们达到适应机器的水平，因此研究者将更多的精力放在了机器适应人的研究当中。第三阶段，是以人为中心的系统阶段，人们将人、机和环境视为一个整体进行系统研究，并将许多新兴的科学理论，如系统论、信息论等应用到了研究之中，着眼于为人类创造更舒适、安全并且高效的工作环境。进入21世纪，人机工程学快速发展，人机交互技术更是被各个国家视为重要的研究内容。
1.2人机工程学在我国的发展
人机工程学在我国的研究历史并不长，直到20世纪80年代我国才正式对人机工程学进行研究。随着人机工程学在我国的快速发展，我国研究人员对于其的研究逐渐侧重于人机工程学的实际应用，如人机界面设计、作业环境及安全设置问题和操作者的疲劳程度等方面。根据近些年来我国研究人员在科学刊物上发表的论文来看，我国的人机工程学研究主要集中在工业技术、医药卫生、交通运输以及自动化、计算机技术等领域，这些领域的人机工程学相关论文占到了总量的一半以上。
1.3人机工程学在工业设计中的作用
人机工程学在工业设计中起到的主要作用是为工业设计提供科学依据，人机工程学在人、机和环境的相互关系上的研究进展，使工业设计在人机关系的设计上有了可靠的依据。在工业设计的策划和调研阶段，研究人员需要对与人相关的人机工程学数据做研究，这也是工业设计中最需要人机工程学理论的阶段。在工业设计中通常利用人机工程学理论对设计的产品进行改良。例如，人机工程学被利用于电脑键盘的设计之中，通过人机工程学的理论对键盘的布局、主键盘、数字符主键盘等的位置进行改进，从而使键盘的设计更加人性化，使人们提高了使用键盘时的效率。利用人机工程学理论可以完善目前许多多媒体控制台的缺陷，通过对控制台的结构、形状等条件进行理论分析，建立了一种坐、立两种姿势都可以使用的多媒体控制台，方便人们的使用，促进其使用效率的提升。
2工业设计中人机工程学的应用方法
2.1工业设计中常用的人机工程学方法
在工业设计中有许多人机工程学方法被应用，其中常用的方法有人体参数法、调查方法和模型方法等。人体参数法，主要是指设计人员根据人体的身体各方面的数据，如尺寸数据、结构数据和身体机能数据等对设计的产品进行改进，以提高产品对人的适应程度。调查方法，主要是指设计人员根据产品设定的销售人群进行人体的特征以及习惯的调查，从而改良产品的属性。模型方法，是指设计者通过利用计算机等技术构建三维模型的方式来测试产品是否符合人体工程学的原理，以便对产品的设计进行修正。下面将对人体工程学在工业设计中的具体应用进行简单的分析，我们以头脑侧面建立方法为例。首先，设计者对产品所面向的人群进行定位，并分析用户的群体属性，如年龄、学历、文化背景等，然后对用户处理数据的过程进行分析，通过分析结果确定产品信息的表示层次和方式，并由此来确定产品的形状、大小等参数，并对产品强调的信息、颜色等条件进行设定，最终确定产品的设计对应关系，之后对设计内容进行评价和验证，对设计内容进行修改和测试，最终确定整个设计体系。
2.2设计心理学理论的应用
设计心理学是工业设计中人机工程学应用的新理论，它基于心理学，是一门将人的心理状态及需求和产品设计联系在一起的一门科学，其研究目的是使实际的产品更加符合人们的心理需求。因此，这门学问不仅会研究设计对社会上潜在的消费人群的心理影响，同时也会研究设计者在设计过程中的心理变化，并将这些心理都反馈到设计之中，从而使设计更加符合人们的心理预期。这种理论的调查方式有很多种，如心理描述法、抽样调查法、访谈法和观察法等。笔者认为可以将虚拟现实技术应用到人们对设计的心理反应上，这种方式可以让人们对设计了解得更深入全面，得出的心理反应结果也更为准确。在设计中注重人心理的研究，是人机工程学在工业设计中应用发展的新趋势。
2.3计算机辅助人机工程设计方法
计算机辅助人机工程设计技术涉及计算机技术、人机工程学、生理学、工程技术等多种理论和技术，其中虚拟人体模型的方法是其在工业设计中主要的应用方法，通过虚拟人体模型技术可以让人们对设计进行更好的评测，使相关设计取得更好的效果。计算机辅助人机工程设计应用到工业设计中有许多优势，如可以在设计前期对设计的方案进行评测、缩短制造的周期、降低成本，还可以减少返工的概率。尤其是在一些危险领域，其中的实验项目具有很大的危险性，如汽车碰撞实验，此时计算机辅助人工设计就可以发挥作用。
3人机工程学的研究和发展趋势
目前，人机工程学发展趋势更加注重其实际应用。随着社会的不断发展，工业设计的理念也在不断发展，设计者从以往注重设计产品的形式，到现在更加注重人对产品的情感体验，给人机工程学提供了更广阔的利用空间。在人机工程学的理论研究上，人们开始注重研究感性工学，并基于新时代的背景，提出了“人机工程教育学”以及“参与式人机工程学”等新的理念，同时虚拟现实技术也是人机工程学研究的热点方向，其在人体工程学和工业设计中有很大的研究价值。在未来，人机工程学还会呈现出多学科交叉的趋势，涉及管理学、教育学、心理学和计算机科学等多种科学领域，并在设计师和使用者的心理研究方面继续探究，使设计出的产品为人们提供更加丰富的情感体验。
4结语
人机工程学经过几十年的发展，形成了比较成熟的理论体系，也出现了多种应用方法，对工业设计的发展起到了重要的辅助作用，促进了工业设计的不断发展。随着科学技术的不断发展，人机工程学理论不断的完善，工业设计也逐渐向人性化、情感化方向发展，使人们拥有越来越好的产品体验。
参考文献：
篇5
中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）21-0072-01
1 绪论
人机工程驾驶舱设计中的重要性：
科技的发展促使着各行各业都逐渐向自动化、智能化方向发展。在以前需要人为完成的工作在当今时代很大部分都能够由计算机来自动完成，而且比人工完成的速度更快、精确度更好，这就使得人机之间的关系发生了转变。在现今人工智能技术、自动化技术已经被人们熟练的应用机的操作中，但是不管技术如何先进，人依旧是操作的主体，在整个过程中依旧起着决定性的作用。因此，为了更好的将飞机的作用发挥出来，必须要对人的体力、心理、生理等对人们产生影响的因素做到充分的考虑，使飞机驾驶舱设计适合人的要求，构成以人为中心的统一的人-机-环境系统。
2 人机工程在驾驶舱设计中的应用
人机工程学是按照人的特性来设计和优化人-机-环境系统的科学。其主要目的是使人能安全、健康、舒适和有效地进行工作。
人机工程学与航空技术的结合，是人机工程学研究和应用的一个极其重要的方面。在航空技术（如飞机驾驶舱）的人机系统设计中，无论是人机分工、人机界面设计，引入人机工程学的原理和方法，并渗入到航空技术设计之中，进行分析、评价和设计，会进一步提高人机系统整体优化水平。
2.1 人机工程学发展概况
人机工程学作为一门科学，其建立和发展仅50余年。
第一次世界大战至第二次世界大战期间，由于军事的需要，使用了飞机、潜艇等现代化设备，开始重视兵员的选拔和训练，人机关系有所改善，主要是使人去适应已定型的机器装备。
第二次世界大战至20世纪60年代，由于新设计的武器装备不符合人的生理心理特点，即使经过严格训练的人也难以适应，并经常发生事故，从而促使人们把人机匹配的研究方向从过去的由人适应机器转向使机器适合于人。1959年，国际人类工效学学会（IEA）正式成立，标志着人机工程学已发展成为一门成熟的学科。
20世纪70年代后，人机工程已渗透至各个行业，且在高新技术领域中予以应用。1975年，国际标准化组织（ISO）成立了人类工效学标准化技术委员会（TC 159），标志着人机工程学的应用进入了一个新阶段。
人机工程学在我国起步较晚，20世纪70年代末才确立起来并获得蓬勃发展，1989年，中国人类工效学学会（CES）成立，并于1992年被国际人类工效学学会（IEA）接纳为正式成员，标志着我国的人机工程学已进入一个新的发展阶段。
2.2 人机工程设计
人机工程在飞机驾驶舱设计中应用的目的是提高驾驶员操作效率、减轻驾驶员工作负荷，以确保系统的安全可靠。飞机驾驶舱设计对人机性能有两方面的要求：1）客观的人机工程学设计原则;2）对这些设计原则的正确履行，使之在设计中转化为驾驶舱的布局、尺寸、形态等各项指标中合理的人机数据。
2.2.1 人机工程设计原则
人机工程设计中应遵循的原则是安全、高效、舒适，这三个要求是相辅相成的。
安全是人机界面设计的第一原则，评估人机界面的安全性主要从以下几个方面来进行：是否对飞行员有直接的生理伤害;是否易于造成飞行员的错误;提供一个友好的显示界面;飞行员要能够迅速有效地控制各个系统。
驾驶舱人机界面的舒适程度不仅仅关乎于驾驶人员的感觉，同时能够影响到他们的心理及生理。这对于驾驶人员能力的发挥有很大的影响，甚至间接的影响到飞行的安全问题，因此，对此我们必须加以重视。
在设计驾驶舱人机界面的过程中，设计人员通常首先考虑的都是高效原则，将设计的功能和性能作为首要问题进行考虑，而对安全以及舒适度放在了次位，或者没有做到足够重视。其实在整个设计的过程中，这三者之间是紧密相关、互相影响的。因此在设计时应该对三方面通盘考虑，突出重点。同时应该加大科研投入，设计出飞行员喜欢的人机界面。
2.2.2 人机工程在飞机驾驶舱设计中的应用
1）人体尺寸数据库及人体建模。
随着CAD、CATIA等计算机辅助绘图软件的飞速发展，在飞机驾驶舱设计中，越来越多的用到人体模型。人体模型的建立，需要广泛搜集人体尺寸数据，并建立人体尺寸数据库及相关标准。我国在2003年了飞行员专用标准《中国男性飞行员人体尺寸》GJB4856-2003。
利用飞行员的人体尺寸数据，可以在CATIA等软件中构建人体模型，来优化驾驶舱设计，使整个人机系统中的人和机器合理匹配。
2）操纵台、仪表板和座椅等设计。
驾驶员眼位确定后，在进行操纵台、仪表板和座椅等设计时需考虑驾驶员视野要求、驾驶员对操纵器件的可达性要求等。
在驾驶员眼位确定的前提下，应根据驾驶员坐姿身体尺寸设计操纵台、仪表板的位置及倾斜角度，将安全操作所需要进行观察辨认的所有显示器和控制器提供给驾驶员。使他们在需要观察一个控制器或显示器时不需要移去一个障碍物或重新调节座椅，满足第5百分位到第95百分位的驾驶员可视性、可达性要求。
飞机座椅属于工作用座椅，在座椅设计时，通过以往的飞机各元件人机工程设计原理和相关试验，按照驾驶员坐姿身体尺寸设计座高、座宽、座深、座面倾角、靠背、靠背倾角、扶手高度和坐垫，满足第5百分位到第95百分位的驾驶员可达性要求。
3）可达性、可视性评估验证。
采用电子模型与实体模型相结合的方法，供飞行员体验新飞机驾驶舱，对可视性和可达性进行评估验证，提高设计效率和质量。
利用CATIA等软件设计1：1的飞机驾驶舱模型，并用CATIA软件中的人机工程模块进行驾驶姿势评价、视域分析和可达性仿真验证，对驾驶舱的设计进行评估和完善，能够有效的缩短研制的周期并降低研制成本，给飞行员建立一个舒适、安全的飞行环境。
3 未来人机工程在驾驶舱设计中应用展望
尽管目前我们已经将CITTA等软件的人机工程设计与仿真验证应用于设计驾驶舱的过程中，但是就现实情况而言还不能够完全的满足驾驶员体验驾驶舱的要求，而且因为软件中生成的人体模型没有穿着衣物，这样对衣物尺寸的设计会有很大的影响。虚拟座舱的适时出现能很好的解决这一问题。
虚拟座舱是虚拟现实技术在航空领域的重要应用。虚拟座舱有临境性、交互性和想象力的特点，能使人进入一种封闭的虚拟环境，通过人机接口输出3维视觉、听觉和触觉信息，多通道刺激人的感官，从而使人在头脑中形成身临现实环境的感觉;同时，又能接受人的手指动作、话音、头眼指向等多通道控制信息，实现人机交互。
篇6
检 索：.cn
2010年爱尔兰皇家科学院孙大文院士在第六届世界华人论坛上提出了“低碳食品体系”的概念，即包括生产、加工、包装消费在内的各个主要环节建立具有最小温室气体输出的经济体系。其中食品包装作为一个重要环节，具有产量大、普及和更新换代快的特点。目前，绿色食品包装设计是包装设计的主流，涉及到社会、经济、文化、科技等诸多领域，在生产、流通、销售和消费领域中发挥着极其重要的作用，具有商品和艺术相结合的双重性。如何系统地对食品包装进行绿色设计，避免浪费和污染环境，已成为食品包装行业关注的焦点问题。因此，认识食品包装设计的绿色特征是保持食品包装行业可持续发展的重要环节。
一、注重环境保护
食品包装绿色设计要求从生产到使用乃至废弃、回收处理的各个环节都对环境无害或危害甚小，其评价按当代国际社会公认的环保标准进行，即企业在生产过程中选用清洁的原料、清洁的工艺过程，从设计上应保证用户在使用该产品的全过程中不产生环境污染或只有允许的微小污染，并同时保证产品在报废、回收处理过程中产生的废弃物最少。
目前，我国突出的环境污染是与食品有很大关联的“塑料垃圾白色污染”问题。为了促进低碳经济的发展，在保证商品使用、卫生和安全性能完好的前提下，在生产过程必须选用环境友好型材料进行食品包装，例如纸质包装材料、资源广阔的竹类包装材料、“零度包装”包装材料。这不仅有利于回收，而且符合可持续发展要求。另外，随着我国环保意识的增强，功能化、环保化及简便化的包装形式逐渐成为主流，发展具有制造工艺简单、使用方便、保鲜效果好、易降解、节约能源、安全、卫生等特点的新型食品包装材料将是今后的重点。
二、材料和资源的合理利用
我国《中华人民共和国循环经济促进法》规定：“发展循环经济应当在技术可行、经济合理和有利于节约资源、保护环境的前提下，按照减量化优先的原则实施。”在低碳环保时代，食品包装绿色设计应尽量减少材料、资源的消耗量，尽量减少使用材料的种类，使用减量化技术（即在生产、流通和消费等过程中减少资源消耗和废物产生），遵循“小就是美”，“少就是好”的原则，特别是稀有昂贵材料及有毒、有害材料的种类和用量。
长期以来，我国包装设计十分注重提高品牌吸引力以影响消费者对产品的购买，提高企业的经济效益，因此造成了产品过度包装的现象。例如，中秋节的月饼礼盒，其包装多数制作精美，材质各异，造型繁复，虽给人以赏心悦目的感觉，但节后其回收处理却成了棘手的问题，不但浪费资源，而且加大了回收的难度和成本，一些处理方法（如焚烧、填埋等）对环境造成了很大的危害。设计师应该高度关注这一类问题，进行包装设计时在保证产品包装使用功能的同时，不仅要严格依据美学法则做到构图布局合理，包装形象新颖独特，色彩鲜明且有感染力，造型美观而实用等，而且选材方面必须遵从可持续发展的原则，保证包装材料对环境的友好性。另外，相关部门也应借鉴发达国家的经验建立和完善相应的政策及法规来规范包装设计，摆脱包装行业“高投入、高消耗、高污染、低效益”的增长方式。
三、采用先进科学技术
食品包装绿色设计充分利用现代科技成果满足人类现代生活方式的需求，是赢得市场竞争的前提，并且具有如下优势：（1）保证实现用户要求的全部使用功能、性能和可靠性；（2）先进科技可以减少环境污染；（3）可避免原材料及自然资源的浪费；（4）由于环境也是生产力，先进工艺的应用会直接或间接带来社会效益和经济效益；（5）在竞争激烈的食品加工行业，能缩短研发周期，提高研发效率。因此，使食品包装设计具备绿色特征必须要因地制宜地走产、学、研相结合的技术路线，加强应用研究和管理，才能提高社会效益和经济效益。
四、确保消费者的人身安全及健康
绿色食品包装设计首先必须考虑的是食品的安全问题，包括结构设计、材料选择、生产制造和使用的各个环节上均采用先进、有效的安全技术，实现产品安全本质化，确保用户或使用者在使用产品时的人身安全和健康。
随着人们生活水平的提高，越来越注重食品的安全和卫生问题，尤其是作为保证食品安全及卫生重要手段的食品容器和食品包装材料更是得了广泛的重视。目前，我国食品包装时食品接触包装材料以及材料表面的涂层材料，合格包装容器设计及材料的选用，首先可以保护食品不受外界的污染，并使食品本身的水分、成分、品质等特性不发生改变。其次，由于包装材料本身的化学成分会向食品发生迁移，合格的包装材料不会破坏到食品的卫生。再次，与食品容器和包装材料相关食品用工具、设备也必须符合卫生标准和卫生管理办法的规定，进一步确保消费者人身安全及健康。除此之外，包装上的图案、文字及色彩的运用由于对消费者的心理会起到引导作用，因此这方面的安全性设计也不容忽视。
五、人机工程学和设计美学结合运用
现代社会需要的食品包装绿色设计必须将人机工程学与设计美学相结合，使其具有良好的人机和谐性和美的外观特性，使用户在使用该产品时感觉舒适、轻松愉快、误操作率小，具有最高综合工效。
（一）设计美学
设计美学是自然科学和社会科学发展的必然产物，不是经济领域、科学技术领域或单纯的形式美等单一性因素所决定的，它是与材料的发现、技术的进步、生产力的发展、作为主体的人在社会实践中表现的合乎规律性和目的性的自由创造，以及自然的任何过程中形成的自身审美能力等多种因素紧密联系在一起，也可以说是这些因素的统一。包装设计将材料的选用、结构和功能的定位、使用对象和使用方式，以及与环境的关系处理等方面都考虑在设计的范围内，必须符合科学技术的规律及使用功能。因此，对设计美的评价应该从多层次、多角度和多方面来考察[8]。
（二）人机工程学
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。人机工程学可以为食品包装绿色设计提供有关人和人机方面的理论知识和设计依据，可以从科学的角度指导设计，为设计出来的绿色包装更为科学、合理、适合人使用，能够把一切可能给使用者造成危险或不便等方面的因素消灭在设计的过程中。因此，食品包装绿色设计必须进行人机分析，涉及产品生产、销售和使用中的功能、成本、材料、工艺、生产、销售、使用、回收、形态和色彩等各种因素。
六、具备可拆卸功能及方便使用和运输
良好的可拆卸性在现代生产可持续发展中起着重要作用，已成为现代机械设计的重要分支。具备良好的可拆卸性设计的产品可大量、可重复利用零部件，避免浪费及废弃物处理不当造成环境污染。因此，是否具有良好可拆卸性是衡量一个产品绿色化程度的重要指标。
七、适应市场需求
食品包装绿色设计必须适应市场需求，随市场的发展而变化，设计制作成本达到最低，让消费者愿意买、买得起、用得起，甚至报废时扔得起，即具有面向产品全生命周期的最小的全程成本，具有良好的经济性。
八、拥有多生命周期
产品的生命周期是产品从其产生到完全失去使用价值而报废的时间过程，而绿色产品则拥有多生命周期，这是与传统概念的产品相区别的一大属性。普通产品的生命周期是指本代产品从设计、制造、装配、包装、运输、使用到报废为止所经历的全部时间，即是从“摇篮到坟墓”的所有阶段。而绿色产品的生命周期不但包括本代产品的生命周期的全部时间，而且还包括报废或停止使用以后、产品或其有关零件在换代或以后各代产品中的循环使用或循环利用的时间、简称“回用时间”，即从“摇篮到再现”的所有阶段。
结语
绿色食品包装设计是全面实现绿色产品各基本特征的设计，确保了环保要求和材料、资源、能源最优利用或重复利用等方面的并行设计，能够迎合时代的发展和市场的需求，是一项功在当代、利在千秋的光辉事业。
注释
1 张建华：《绿色产品的概念、基本特征及绿色设计理论体系》，84～85页，《东北林业大学学报》，2000-4（28）。
2 李新：《新型食品包装材料：零度包装》，89页，《中国包装》，2002-3（22）。
3 黄家莉：《果蔬包装材料研究进展》，111～113页，《包装工程》，2010-1（31）。
4 黄胜文：《格力空调包装设计在低碳环保时代中发展》，19～20页，《中国包装工业》，2010-11（191）。
5 宋萍：《包装设计评价体系研究》，济南，山东大学硕士论文，2010。
6 韩维生：《板式家具的绿色特征》，66～68页，《陕西林业科技》，2002-1（141）。
7 樊永祥：《国内外食品包装材料安全管理状况及对策分析》，342～345页，《中国食品卫生杂志》，2006-4（18）。
8 陆家桂：《设计概论》，北京，机械工业出版社，2004。
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引言
广义的来说设计就是人类的思维对事物的构思和计划，并通过一定的手段和方法使之视觉化的整个过程和结果。在当今时代，设计不再是那种毫无意义，毫无计划的改造了，也不是那种没有要素限制的设计。设计的基本要素是功能性、技术性、美学性、经济性。除此之外，在20世纪60年代逐渐被人们认知并日益重视起来的系统和环境要素。设计要从功能上考虑怎样解决生产生活实践当中遇到的问题。在解决问题的前提下还要解决人们使用上的问题，也即怎样才能更加方便快捷地从产品本身获得信息，以便使用者在自己的熟识记忆当中快速提取使用信息？这个过程涉及到心理“色彩”“造型”界面设计等设计元素的多方面。因此，就存在设计产品和使用者之间交流的问题。人们在选择产品使用的时候除了基本的功能满足之外，很重要的一方面是满足自己心理需要，这种需求可能是审美方面，也可能是心理方面等其他方面的要求。
1、信息互动的基本含义
信息互动，顾名思义，是一个信息双向传递的过程，是产品设计中信息的传递以及使用者对所传递信息'整理'反馈的过程。这个交流的过程能否顺畅保持一致是当今以人为本的设计思想的重要衡量标准。每件产品都有它的消费市场，既是与其对应的消费人群，或者其设计工程的对应客户，针对消费人群的爱好、需求和消费能力的心理做出合理的设计。这样才能够满足消费心理的需求，从而获得市场。消费者除了那些基本的技术性的要求和创新性的要求还有心理'情感'等需求。在医疗器械产品的设计中除了越来越高的技术含量，整个使用过程当中产品本身传达的信息以及受众对所传达信息的理解和感受也是设计更加人性化，合理化的一个重要标志。系统和环境要素造成的心理感受应该更值得人们重视。
2、设计以人为本
毫无疑问，设计是为人的设计。即满足人生理和心理的需要、物质和精神的需要。设计的主体是人，设计的使用者和设计者也是人，因此人是设计的中心和尺度。这种尺度既包括生理尺度，又包括心理尺度。而心理尺度的满足是通过设计人性化得以实现的。因为离开了对人心理要求的反映和满足，设计便偏离了正轨。李砚祖先生认为：“什么是好的设计？处于技术水平、市场需要、美学趣味等等条件不断变化的今天，很难有永恒评判的标准。但有一点则是不变的，那就是设计中对人的全力关注，把人的价值放在首位。李先生的观点正反映在了设计界对人性化的关注和重视。
随着人类认识水平的逐渐提高、深化和上升，人类认识将由“必然王国”走向“自由王国”，这是认识发展的必然规律。而人类的设计也必将随着自身认识的提高走向更的境界，即人类社会所孜孜以求的理想化、艺术化的造物方式和生活主式，由不自觉走向自觉，由追求物质需要为主到两者兼顾并以追求精神享受为主。由设计的“必然王国”通向设计的“自由王国”，“随心所欲而不逾矩”，这是设计师及消费者的共同梦想。设计的层次越高，其精神性的因素就越多、越圆满，物质性和精神性、理性化和人性化的结合就越完美、越融洽。从某种意义上说，设计的不断发展和提升的过程即是人的认识、思想和情感的不断完善的过程，人类设计是人类情感、文化精神及伦理道德的观照。可以预言，设计人性化将是未来设计的必然趋势和最终归缩，设计师的工作即是：使人们物的挤压和奴役中解放出来，使人的生存环境和物品更适合人性，使人们的心理更加健康发展，使人类感情更加丰富，人性更加完美，真正达到人物和谐，“物我相忘”的境界。
为病人设计时，实际上考虑的主要包括舒适、顺畅的动作等。病人被送入一台大型机器就能让人难受的人了，何况还要伴随着机器的抽搐、噪声和不舒适。由于病人的动作也需要考虑在内，所以机器设备上不应有任何可难缠住或勾住的东西，这很重要。另外，避免不必要的辐射泄漏也应该是考虑的重点。
3、人机工程是设计信息互动的表现
产品在一定程度上就是包含人机工程的产品，只要是“人”所使用的产品，都应在人机工程上加以考虑，产品的造型与人机工程无疑是结合在一起折。我们可以将它们描述为：以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物（产品）之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的机能，保护人体健康，从而提高生产率。在设计和制造时都必须把：“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。若将产品类别区分为专业用品和一般用品的话，专业用品在人机工程上则会有更多的考虑，它比较偏重于生理学的层面；而一般性产品则必须兼顾心理层面的问题，需要更多的符合美学及潮流的设计，也就是应以产品人性化的需求为主。人机工程学是为了解决“人--机--环境”只见关系的科学技术，所以其所包含的内容也就是人性化的技术手段。人机工程学的显著特点是，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。在人机工程学中将这个系统称为“人--机--环境”系统。这个系统中，人、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。本学科的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。
一项好的产品设计是可以涵盖形态和人机因素的，产品的外形一样也可以有机会做人机工程的发挥。除了一般的大众消费品之我，专为特殊族群所设计的产品在人机工程学上也有更多的考虑。例如残疾人用的瓷器套具，此套设计是专为残疾人做的餐具，又不让人直接看出它们是专为残疾人做的。故而，设计师在充分考虑了人机工程学的基础上，特别处理手把的凹凸，使患者拿在手里有一种心态上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那么显明。再以医疗设备来说，病床、医疗椅等产品，在设计上不只是考虑操作要符合人机工程学，在材料上也应力求人性化，增加产品的亲和力，以提高产品的“EQ”。
4、使用过程的心理反应
设计师在设计医疗系统时必须牢记顾客更多的心理和情感的反应也非常重要。我们试图设计可以激发人们某些特殊反应的产品。例如期，我们希望听到医院的管理者说：“这是我们多年来采购的最佳设备。”换句话说，性价比很高。我们希望听到说这个产品易于安装、维护和清洁（因此价格便宜），经过长年使用外观一直很好看。我们想从医疗团队身上得到这样的反应：“我几乎没注意到它在那儿。”换句话说，这是以一种安静而稳重的方式提供有效的服务，可以让医疗团队不受身旁科学仪器的干拢，把注意力集中在病人身上。我们还试图让产品具有直觉的的操作方式，医生和护士都觉得操作自然，就是说设备几乎就是团队的一部分，与医护从中央到地方和揩工作，而不是各自为政。我们希望医疗团队对设备的运行速度感到惊奇。减少干拢，不仅有益于病人，而且也有利于医护人员有更多的时间接受培训。我们也期望有这样的反应：“我们可以一整天都是用它。”这表明医疗设备的操作明确、感受良好、使用者不易疲劳。我们也把空间占据和美学考虑其中，让医护人员觉得他们的工作环境舒适愉快。我们希望从病人那里听到：“我得到了安全的照料，在这里一切都好。”换句话说，我希望他们在紧张恐惧的状况下，也能感到安心和放心。我们也希望病人像工作人员一样对医疗设备工作的速度和舒适程度感到惊讶。
5、我国医疗产品今后的设计方向
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中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0119-01
0 引言
随着计算机技术的发展，在概念设计阶段使用三维数字化人机工程设计是现代工业设计的必然要求。以人体参数为基础建立的数字人体模型是描述人体形态和力学特征的有效手段，是研究、分析、设计和评价人机系统不可缺少的测量和模拟工具。目前可进行人机工学分析的软件较多，本文尝试以SolidWorks和CATIA这两种三维软件为例来探讨计算机辅助技术在人类工效学方面的应用。
1 建立模型的思路
由于SolidWorks软件基于具体的尺寸绘制草图完成建模，然后通过在装配体文件中添加几何关系组成完整的人体模型。所以在创建之前需要计算出各个人体百分位所针对的主要部位尺寸。笔者首先进行了油田作业工人的人体测量工作，由于人体测量中所得到的测量值，都是离散的值随机变量，大多数都符合正态分布(高斯分布)规律，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数[1]。
通过实际测量，利用上述方法可以计算出对应人体尺寸百分位5%、10%、50%、90%、95%共5组模型尺寸。由于所有部位零件都使用了SolidWorks的配置功能，所得到的最终模型通过选择不同配置就可以改变各部位的尺寸比例。
CATIA与SolidWorks不同，它具有专门的人机分析模块，还提供了美国、加拿大、韩国、日本和法国的人体模型数据库，遗憾的是没有中国的人体模型。这里笔者依据韩国人人体模型的各部位比例和测量参数，通过修改模型库中韩国人的相关参数[2]，还可以建立针对目标人群的文件来实现，如图1所示，当定义完人体模型相关数据后导入CATIA的人体模型库，然后再确定要建立的人体模型的父系产品、人体模型名、性别、百分数，就能生成中国地区的虚拟人体模型[3]。
2 人机优化方法的不同
使用SolidWorks笔者建立了一个操作平台,这里对于操控域设置为站姿操作方式来进行设计。以空间分析为例，根据人机工学对站姿操作评估的需求，作业面高度同作业姿势有关。一般在站姿作业时，身体向前或向后倾斜以不超过10°～15°为宜，工作台高度一般为操作者身高的60％左右。当台面高度为900mm～1100mm时，台面处于最佳作业区内[4]。以此为依据，可以参考导入的人体模型对平台进行优化，将作业人员所处的作业空间尺寸设定为1100mm*900mm的空间，满足作业岗位中横向活动间距大于1000mm的要求，参考建立的人体模型还可以近一步设定操控台面的最低线距离操作站立面的距离为1135mm，由于操控台平面为坡面，最高处与最低处的高度差为111mm，则可以算得操控平面中线距离作业站立面的高度为1191mm，在身高60%的比例高度稍微偏高处，在软件中完全适合我们所测得的平均身高为1753mm的华北地区作业人员使用。操控台宽度为540mm，与虚拟人体模型肩宽接近，两侧各多出83mm。这样作业者作业时手臂减少横向的施力，可以降低肌肉疲劳。依据以上人机工学评价标准，我们最终完成的操控域的优化设计工作。
这里我们将修井机的操控域设计为室内坐姿作业方式。CATIA也具有独立建模的能力，首先对操控域进行建模，然后导入建立好的人体模型。在对现场作业姿势有了充分了解后，可以利用约束工具进行身体部位与其它虚拟物体的定位，利用干涉检查和终止干涉来避免虚拟人体模型的身体和虚拟物体的重合，使人体模型姿势符合作业姿势。
由于CATIA具有人体模型姿态分析（HPA）模块，所以我们可以直接针对这一坐姿，利用CATIA的姿态评估大腿与小腿夹角的舒适度为92.6%。同理对其他模型部位进行评估。以这一坐姿为依据，我们可以调整操控域的座椅以及作业台的具体尺寸，使得操控域满足作业人机舒适性的要求。
3 结论
在对操作平台操控域两种不同方案的人机优化过程当中我们可以得到以下结论：SolidWorks和CATIA虽然都能进行三维建模，但是在建模方面SolidWorks采用参数化驱动模型，用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程要更加简便易行，当发现不符合人机工学要求的尺寸时可以及时修改。其不足之处是当人体模型建立完成之后没有一个专门的人机分析模块对方案进行智能化分析，需要借助工程图和零件图依据人机工程学的人机评价标准来人工调整。而CATIA虽然在所建立模型的编辑和调整上不如SolidWorks便捷，但是它拥有专门的人体模型构造（HBR）模块和人体模型姿态分析（HPA）模块，可以很快地对所需作业姿势进行优化评价。评价结果以分数来显示清晰明了。
通过以上比较我们可以总结出这样的一个设计思路，如果结合两个软件各自的优势，利用SolidWorks对操作平台进行建模工作，然后使用CATIA软件确定最佳的作业姿势，最终以这一姿势所需要的具体人机尺寸来修改SolidWorks中建立的操控域模型，这样整个设计过程会更加便捷有效。
参考文献：
[1]载敏．基于人机工程的动态人体模型研究和应用．四川大学研究生学位论文．2004（5）：12-13.
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一、现代住宅室内的健康性设计方法研究
（一）基于空气质量控制的室内设计
一般来说，家居室内最容易产生空气污染，它主要来源于烹饪油烟、煤气燃烧所释放出的有害气体，而另外一部分污染较重的是卫生间，多数家庭的卫生间内空气质量都存在问题。如果希望改善室内空间空气质量，可以采用以下措施。室内在平面布局方面最好采用独立空间，比如独立式的书房、客厅、卫生间和厨房。由于家居结构一般都是封闭一体式的，它在空间分割上并没有太严谨的设计规格，像客厅这样的大面积空间很难达到独立式标准，但厨房由于空间小且较为封闭，是可以采用独立式设计的。对于厨房设计及装饰材料应该尽量选择绿色环保材料，而避免放射性有害及有毒材料的选用，提高厨房装修材料的再循环、可循环回收利用意识。
（二）基于光环境控制的室内设计
家居室内设计要以自然采光模式为主，如果自然光不能满足室内照射需求才考虑利用人工光辅助方法。现代家居空间利用天窗和侧窗来吸引自然光。而如果没有天窗设置，也可以尽量在普通窗口下布置低矮家居，保证室内各处的自然光线照射覆盖率。在现代空间设计中，阳台落地窗结合玻璃门也是不错的选择，它更加利于自然光的采光，而且设计时尚大方，符合现代人的审美风格。再者也可以利用平衡照明的采光方式，保持室内工作区与周围人工辅助灯光的光照平衡性，以保护室内住户的眼镜避免强光刺激作为基本原则。在一些日照较强的地区，室内设计可以安装透明度较低的窗帘或百叶窗，防止日光的直射入室，避免眩光效果的产生。而亚光材料的选用也可以利于对室内光环境的控制，相对而言，则要少用或不用光滑材料，防止反光现象。
（三）基于声环境控制的室内设计
在室内设计中，首先要保证平面规划的动静功能区分，它所遵循的目的是安静的室内空间不会受到相邻空间噪音的干扰。墙壁方面的设计则不宜过于光滑，因为过于光滑的墙壁会增加声音的回响率，进而提升噪音音量。
二、基于人机工程学及舒适性原则的室内设计研究
人在舒适的空间环境下其心跳、脉搏、血液、肌肉等生理机能才能运行舒畅，更加利于身心健康。住宅室内设计中有必要考虑各方面设计对于人的舒适性。因此，本文提出了基于人机工程学的室内设计理论，它主要以人的视觉、行为和触感等重要日常生理需要为核心，探讨了人在生理与心理变化中相对于室内环境设计的最适宜舒适感适配。可以说，这种理论所探讨的正是人——物——环境三者之间的相互关系，而其辅助的研究理论则包括了环境心理学、生理学、人体测量学等多个方面。人体行为的舒适度原则就是指室内空间规模与功能对于人体活动要求的适应度。在家居室内装修中除了书房、卧室等私密封闭空间，其他空间都属于相对的公共环境，它要为群体使用需求舒适度考虑，所以它的基本设计原则是能够满足群体间行为活动的最低功能使用区域空间。在人机工程学中，室内空间的制约因素无外乎两点：建筑构件的尺寸与建筑空间使用功能构造，而它们所影响的最终制约因素就是人体尺寸。介绍了人在几种动作环境下的合理空间尺寸范围。其中人体直立于某一空间的合理尺寸应该在500~700mm之间范围内，而女子的行走步幅约为620mm左右、男子的行走步幅为680mm，所以正常讲一间房间的最小空间范围应该在步幅的7~8倍以上长度，也就是人在室内可以走7到8步才不会由于空间小而感觉压抑。因此在有限的空间范围内，对室内空间的合理布局就是对使用者心理的合理布局。它涉及了人生活的舒适度、工作效率甚至室内的电能能耗等等。
三、结语
“人性化”问题一直是近年来现代住宅室内设计的关键探索元素，它改变了设计的评价标准，这也是基于人们生活理念和对生活质量的不断需求所带来的结果。以相对客观的标准并融入室内居住者所希望的风格和设计思维，才是现代住宅室内设计应有的发展方向。
参考文献：
篇10
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国仪器仪表学会办公自动化学会
出版周期：半月
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1007-001X
国内刊号：11-3749/TP
邮发代号：82-382
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1995
期刊收录：
核心期刊：
期刊荣誉：
篇11
关键词
工科类;工业设计;工程实验教学;大平台建设
我国高校工业设计专业设置主要分为两大类，艺术类工业设计和工科类工业设计，即艺术型和工科型。工业设计专业的课程设置也因各自之所长及倾向性不同而不尽相同。我国的工业设计教育已经走过了20多年的历程，从早期的美术教育体系中逐渐走了出来，向着综合型体系发展，工业设计中的工科类课程逐渐受到重视［1］。目前国内工业设计专业开设的课程可以分为学科基础课、专业基础课和专业课三大类。工科类课程，如力学、电工学、材料学、工艺学、机械设计等均属学科基础课，来自于工科学科基础课程教学大平台，其重要性随着我国工业设计的发展以及设计领域的扩大，越来越得到重视［2］。要培养学生的创造性思维、创新能力以及解决问题的能力，全面实现专业培养目标，就必须对长期以来工业设计工科类课程一般采用工程设计专业的教材和教学方法这一教学模式进行改革。
1工科工业设计专业工程实验教学大平台建设的重要性
工程理论课程教学改革成为研究的重点，而工程实验教学的改革却被忽视，特别是专业课中的工程实验教学，涵盖专业基础课和专业主干课，是工科学科基础课程教学大平台的重要教学补充，是深化学生应用工程知识提高产品创新设计能力的重要环节。打造专业课中的工程实验教学大平台(以下简称大平台)，是将工程理论知识和设计专业知识进行融合的关键实践渠道。该平台上包含众多实验课程，核心实验课程有产品模型制作，设计材料———设计材料认知实验，设计心理学———人类心理感知实验，人机工程学———人体尺寸测量及眼动仪实验，产品设计I———产品拆装工程实验，展示设计———产品新媒体展示实验等。工科院校的学科特点决定了学生只有更具实践操作能力才更具就业升学竞争力。区别于艺术院校工设专业学生重外观设计的美观性而轻视功能结构的工程可行性，工科院校工设专业学生依托工科背景的知识能力结构，在设计领域更具长足的发展优势。这种工科背景知识能力体系的建立，一方面需要在工科院校工科学科基础课程教学大平台的支持下，打下坚实的产品设计工程知识基础;另一方面则需要专业课中的工程实验教学大平台的拓展，提升产品的创新设计能力。对于工科工业设计专业，实验教学体系的架构及实验教学内容需要将工科特色和设计教育特点进行融合，既不能生搬硬套机械专业的实验教学模式，又不能完全抛弃工程类知识要点而流于形式上的设计。工程理论知识与产品设计的实际应用转化成为实验教学的关键，打造一个适合工业设计学生学习工程类知识，并能与产品创新设计实践结合起来的大平台极具实际教学意义［3］。
2专业课中的工程实验教学存在的问题
由于对实验教学重视程度不足，实验设备制约等原因，专业课中的工程实验教学存在诸多问题，特别是实验教学课程的工程理论知识与设计实践的结合性不强，实验设计针对性差，实验教学内容滞后于最新工程发展趋势，实验教学手段创新程度不够无法引起学生兴趣［4］。
2.1设备多有闲置
我们到相关院校走访调研，发现普遍存在的问题是工程实验设备多有闲置。在专业建设之初或进行专业评估时，院校会投入较多资金进行实验室建设，其中存在相当程度的盲目采购，为了视觉上的“高大上”而不是实际的实验课程需要。其次，受工业设计专业重外观轻实用的教学误区影响，存在部分教师和学生宁愿在电脑上出效果图纸上谈兵，也不愿通过工程实验检验产品可行性的错误的设计观念，导致实验教学中设备闲置情况时有发生，特别是在工程实验教学中的应用不够充分［5］。
2.2教学体系建设不完善
因设计专业的特殊性，部分工程实验课程无法从理论课程中分离出来，理论教学和实验教学由专业教师一把抓;而部分工程实验课程是由艺术教育背景的教师讲授，工科教育背景的专业教师没有完全发挥特长。专业课实验教学体系亟须改革，特别是工程实验课程需要根据设备及课程特点合理安排师资，科学开设课程进行实验教学［6］。
2.3以工程实验教学驱动产品创新设计的动力不足
多数设计院校专业教师重视从设计学科的角度以传统的造型方式探索设计的多种可能性，而在如何通过工程实验教学提升学生创造力方面意识淡薄。学生以工程知识驱动产品创新设计的意识不足，对工科课程整体不够重视，导致对专业课中的工程实验课程不够重视，轻视理论与实际的结合，造成产品设计中看不中用，鲜有通过机构创新、材料创新、人机交互方式创新的设计新作品。
3工程实验教学大平台的建设思路
3.1实验教学体系梳理
3.1.1调研工科类兄弟院校工设专业实验教学发展状况
团队教师在相关兄弟院校进行了广泛考察，对实验室建设、实验教学体系设置、实验课程设置、实验教学内容及方式，进行了全面的分析和比较，总结了各自特点和优劣势。针对专业课中的核心工程实验课的实验设计方法进行的学习，对实验教学方式进行的讨论，为河海大学机电工程学院工程实验教学大平台建设提供了参考。
3.1.2研究工科学科基础课程教学大平台中的实验课程
工科学科基础课程教学大平台的理论课程及实验，一般是由无任何设计教育背景的纯工科教师授课，必然存在讲授内容从工程理论出发而不涉及工业设计应用的问题;设计专业学生理论学习往往如看天书，而课程实验则是跑龙套走过场。这就要求研究工科学科基础课程教学大平台中的实验课程研究，使之适合设计专业学生学习，并与大平台中的实验课程顺利衔接。研究与设计相关联课程的设置合理性，使得教师从工业设计应用角度进行理论讲授和实验设计，并通过课程中的科学性及系统性的实验教学提升设计专业学生对于工程类知识的理解和应用水平，为后期专业课中的相关教学应用打好基础。
3.1.3研究大平台的核心实验课程的实验教学设计方法
大平台的核心实验课程是以专业课中的设计研究和应用为目标，结合工科学科基础课程教学大平台中的课程知识点和实验手段后凝练提升而成的。研究实验设计的方式方法，研究实验课题设置的科学性、合理性，对确保学生通过相关实验教学掌握工程知识，提升创新设计能力尤为重要。要求实验教师从教学内容、教学方法、课程作业、考核方式等多方面、多角度深入进行改革。
3.2搭建大平台设备基础
结合前期对兄弟院校的调研成果、本专业学生和相关教师的意见，从实验设备特点及团队教师特长出发，对大平台的建设进行规划，形成可行的平台建设方案。完成大平台的体系搭建、整体实验课程设置更新、实验教学内容方向确定等多项工作。机电工程学院已采购的实验设备包括激光非接触式三维扫描仪(逆向工程实验)、小型产品雕刻机(3D打印实验)、快速成型机(快速成型实验)。人机工程实验室(眼动测试、人体尺寸测量、人体反应度测试)和产品拆装工程实验室(产品内部工程结构认知)等工业设计核心实验室建设完成，并有多台套数位板及触摸屏(数字化产品快速表达、产品人机操作界面演示、产品新媒体展示)。现阶段机电工程学院设备覆盖了产品创新设计的全过程，形成了建设大平台的设备基础。
3.3整合教学师资力量
在机电工程学院可用于工程实验教学的设备基础上，对其能支撑的各种实验教学课程进行系统研究。组织相关教师根据科研方向和特长，对实验设备的操作流程和实验项目进行学习和探索，以兼有工科和设计教育双重背景的教师担任平台中核心实验课程教学。旨在传统实验教学的基础上针对工程实验教学进行改革创新，尝试在数字化设计大背景下进行实验教学的改革探索，搭建覆盖工业设计专业主干课的大平台，设置融会贯通相关工科知识的工程实验教学内容，以及巧妙结合我系设备的实验教学，以形成产品创新设计流程的全覆盖。
3.4建设支持产学研全面合作的大平台
在实验教学的基本功能基础上，挖掘出支持教师科研、支持学生素质与能力创新训练、支持研究所对外进行企业项目合作的诸多可能性，使得产学研有机融合，达到学生、教师、系所的全面能力提升。鼓励教师将科研项目引入该平台的工程实验教学环节，根据实验设备的科研使用现状，拓宽将科研项目引入实验教学的可能性及相关途径，形成基于科研项目的实验教学模式。通过开放性的工程实验教学平台，使学生能在该平台支持下进行相关素质能力训练和学科竞赛，进行创新创业训练等，达到该平台在实验教学之外的其他功能。最终将大平台延伸到校企合作环节，以建立产学研结合并创收的良好局面。
4工程实验教学大平台的建设效果
4.1完成大平台中核心工程实验课程教学设计
实验教学设计力求避免生搬硬套机械类专业的实验教学模式，正视设计专业学生对于工程实验的区别性需求，及针对学生特点选择实验课题，突出工程知识点和产品创新设计的融合。团队教师合作进行多门实验课程建设，编制实验教学大纲，撰写实验指导书，并进行相关实验教学实践。以48学时的“产品设计I”为例，专门拆出8学时进行产品拆装工程实验，由工科背景和设计背景兼有的实验教师进行实验教学组织，并邀请电动工具修理店师傅现场进行示范讲解;学生分组根据实验任务书进行产品拆装，并撰写实验报告书;同时进行PPT和视频，学生反馈良好。
4.2校级教改项目资金支持
大平台中核心工程实验教学课程依托的专业课程全部得到校级教改项目资金支持。以《工业设计创新教学团队建设》项目为依托，结合《产品设计I研究性教学课程培养》项目、《人机工程学核心课程的建设与实践教育教学研究课题》项目，及3个翻转课堂实践项目《设计材料及加工工艺》《产品设计II》《展示设计》，团队教师以产品创新设计为目标，在相关专业课程中进行了工程实验教学的初步探索，力求通过教学理念创新和授课方式革新提升实验教学质量。
4.3将教师科研项目渗透到实验教学设计中
以大平台为依托，团队教师将科研项目和研究方向渗透到实验教学设计中，建设了多支学生产品创新设计团队，如逆向工程创新设计团队、3D打印产品服务体系创新设计团队、人机工程实验眼动分析实验团队等。同时通过各种设计比赛、学生素质与能力项目培养及创新创业训练计划，摸索出以工程实验教学驱动产品创新设计的诸多教学方式。获得15项大学生创新创业训练计划资金支持，其中8项为国家级创新创业训练计划，课题均与教师科研方向相关，内容涵盖产品数字化虚拟展示设计、家具用品DIY设计、火灾救援逃生后装备产品服务体系设计、传统水利农具改良设计等，在大平台的支持下完成概念孵化和后期设计工作。在工程实验教学推动下，我系学生设计作品在国际级及国家级比赛中屡获殊荣。
4.4完成多本教材编写并出版发行
《产品造型设计材料与工艺》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)，获得江苏省精品教材称号。该书从设计专业学生角度出发，重新对知识体系进行构建，书中涉及大量产品设计材料与工艺实际应用案例。《工业设计创新实验训练》(普通高等教育“十二五”规划教材)，是基于机电工程学院部分工程实验设备进行的实验教学内容总结。书中涉及了产品拆装工程实验、逆向工程实验、快速成型实验及产品虚拟展示实验等工程实验教学重要环节。《产品改良设计》(高等院校设计艺术系列教材)总结了“产品设计I”授课教师多年的教学经验，集中展示了工程实验教学环节案例及学生成果。同时，团队教师在工程实验教学和相关工程研究领域发表多篇论文，成果显著。
5结束语
机电工程学院大平台建设周期长、工作任务重，其中也出现了部分问题，尚处于不断调整阶段。该平台建设需要学院领导高度的认同及支持，也需要本系教师自身科研水平和教学能力的提升，更需要团队持之以恒的实验教学实践才能初见成效。希望本文能为工科工业设计兄弟院校提供建设经验并诚恳期待交流。
作者：冯亚娟 周妍黎 严波 丁治中 单位：河海大学机电工程学院
参考文献
［1］屈文涛，岳治，徐剑波，等.工业设计专业实验教学平台建设的思考与实践［J］.石油教育，2010(6):89－91.
［2］胡玲凤.工业设计机械基础实验教学的设计与实践［J］.机械设计与制造，2005(12):8－9.
［3］韩霞，杨恩源.我校工业设计专业逆向工程实验的开发与研究［C］//北京高等教育实验室工作研究会2009年学术研讨会论文集.北京:北京高等教育实验室工作研究会，2009:213－218.
篇12
人的行为是由动机支配的，而动机的产生主要是根源于人的需要，人们的行为一般而言都是带有目的性的。需要、行为、动机、目标构成了一个人类行为活动的结构。所谓需要主要是指人对某种目标的渴求和欲望，人的需要如同人的生命过程一样，处在一种不断的新生与变动中，需要是产生人类各种行为的原动力，是个体积极性的根源。
所谓动机，是指为满足某种需要而发生行为的念头或想法。它是促成人们行动的内部动力，是激发人们的行为以达到一定目的的内因即活动的动因。它不仅引发人们从事某种活动或发生某类行为，而且规定行为的方向。动机是在需要的基础上产生的，行为科学认为，当人的需要还处于萌芽状态时，它将不明显的模糊的形式反映在人们的意识中，导致不安之感的产生，这时就成为意向。需要和动机导致行为的产生。每个活动着的人都有行为，人与行为是一体的，有人就会有行为。二无论的理性人类学认为人由理性和理性所依赖的躯体生理所构成，只有理性才使我们成为人，在人的行为特点中，人的理性常显得较为清晰。
需要引起动机，动机支配行为，需要和动机成为行为的原因。而人的任何行为都表现出了一定的目的性，期望达到某种成就或结果，行为是需要和目的之问的过程和中介。因此，人的造物行为，首先伏根于人的生存和生活的需要，所谓“需要是发明之母”，人的造物行为是在入类需要的基础上产生的必然性的行为。从人类发展的历史来看，造物行为把人与动物区别开来。造物行为与人的需要相联系，而人与动物都有需要，有的动物也能简单地进行造物，但人的需要与动物的需要有本质的区别，人的造物与动物的造物也有根本的区别，动物的需要完全是天生的无意识的需要，而人的需要则是不仅来自身体天然的欲求，而且是人类自已创造出来的多种需要。人的造物不仅满足需要。而且创造需要。需要是人类进步和文明的动力。需要作为生物体的基本属性，它既是规范，又是一种自我适应。自我调节的机制。
人的需要是多方面的，它具有一定的层次性、阶段性，是发展和变化着的。心理学家亚伯拉罕·马斯洛在研究人类动机时，提出了著名的“需要理论”，他认为人的需要的层次，由最低级的需要开始，向高级的需要发展，呈阶梯形。可分为五个基本层次：生理需要、安全需要、社会需要（或谓归属和爱的需要）、尊重需要、自我实现需要。
1、生理需要，这是人对生存的需求，是人类需要中最基本、最强烈、最原始、最显著的一种需要。所谓“饮食男女”，“民以食为天”，人们需要食物、饮料、住所、睡眠和氧气，这是人类赖以生存的基本生理需要。生理需要是人类的基本需要，它是推动人们行动的最强大的而且是永恒的动力。
2、安全需要，在生理需要得到满足后，就希望满足安全需要。安全需要包括多方的安全，心理上的安全、生理安全、环境安全、经济安全等等。在这种心理要求下，人们一般都比较喜欢秩序和稳定。
3。社会需要又称作归属和爱的需要，在前两者需要满足后，社会需要开始成为强烈的动机。这时人希望得到别人的支持、理解和安慰；希望进行人与人之间的社会交往，保持友谊、忠诚、信任和互爱。
4、尊重需要，人们的尊重需要可以分成两类：自尊和来自他人的尊重。自尊包括对获得信心、能力、本领、成就、独立和自由等的愿望；来自他人的尊重即社会承认，包括威望、承认、接受、关心、名誉、地位和赏识等等。
5、自我实现的需要，人类的成长、发展、利用潜力的心理需要称之为自我实现的需要。这种需要是一种想要变得越来越象人的本来样子、实现人的全部潜力的欲望。
人的不同需要导致了人为了满足需要而进行的劳动生产和创造，人的造物行为和结果，不同程度地表现了上述五种需要的内在规定性。从人的需要的丰富性来看，人的高层次的需要往往是人自己创造出来的，是人自身本质力量的体现。人类的造物活动是一种充满人类理性精神和文化质的行为，虽然造物根源干人的需要，尤其是满足人生存生活的基本需要，但这种满足并未成为人进行造物的全部根据和限制。造物与人的需要之问有一种不断发展和变化的互动关系，这种关系亦是人的“文化性与生物性的互动关系”。
人作为社会的人、文化的人，生物性的满足并不是唯一的需求，精神等需求有时会走到前列而占据重要位置。不同形态的造物，反映着人需要的变化和多元。从一般实用工具用具生产到艺术质的造物——工艺品。工业设计产品的生产，这些不同层次的造物生产表现着人类上升着的需要和追求。人通过造物的方式实现需要的满足，这种满足的同时也意味着目标的实现，而目标的实现本身也是人的一种需要，我们在满足需要中实现了自我确证，造物和设计及创造本身的成功，构成了进一步活动的基础，也构成了新的创造活动的基础，并产生和满足着新的需要。
二、人的自然尺度
人是自然之子。自然尺度即人作为自然的人其生物体的尺度，包括人体各部分的尺寸、体表面积、肢体面积以及人体肌肉、组织的生物物理的特性等等的尺度。在人类工效学研究中，一般把这些复杂的系统归为感官、神经、肌肉、骨骼、功能五大系统，这亦是与设计密切相关的主要方面。
当人类产品的生产和设计发展到20世纪时，以人为主体的设计思想的确立，促使人对自身复杂的系统结构及人与物关系研究的开展，人机工程学是在理解和把握人体自然尺度的基础上，充分了解人类的工作能力及其限度，使之合乎人体解剖学、生理学、心理学特征的一门科学。人机工程学是研究人自然尺度的科学。工程人体测量学，是用一定的仪器设备和方法测量产品设计时所需要的人体参量，并将这种参量合理地运用到设计中，目的是为了在人－机－环境系统中取本论文由w整理提供得最佳的匹配。
设计是为人的设计，产品生产是为人的生产，因此，其中心是人而不是物。人机工程学的建立，从科学的角度为设计中实现人一机一环境的最佳匹配提供科学的依据，并使“为人的设计”落实到科学的实际的设计中，而不仅仅停留在口头上或理想中。对于设计而言，人机工程学是必备的条件之一。来自人的生理学、心理学的相关数据是设计必须遵循的主要数据。在人与机器系统进而到人与环境空间的系统关系方面，设计都需要人机工程学测量数据的支持。在工作空间和生活空间的设计中，特别是在一些空间条件有特殊限制的空间中，人体尺寸更是设计的重要依据。
人的自然尺度仅是人生理或心理尺度的一种综合反映，对干设计而言，人的自然尺度实际上规定或决定了一定的造物尺度和审美尺度，人是以自然尺度为基准去观看、去衡量、去设计和创造的。人的自然尺度与设计的关系表现在以下几方面：
1．人的自然尺度首先构成和决定了人的观察方式和接受方式，如人平行对称的双眼及其结构，决定了人的视野范围、视觉成像机制，并由此决定了人的观察方式。
2．人的自然尺度构成和决定了人观察的标准、接受或感受的标准，甚至审美的标准。人自然尺度中的对称、均衡往往同构于人审美感受中的对称与均衡。
3．人的自然尺度决定了造物的尺度和极限。
4．人的自然尺度是造物设计的基础，又是人超越的对象。
三、人的审美尺度
审美尺度即审美的价值尺度。审美价值属于精神价值范畴。人类的审美活动或者过程包括了客体和主体两方面，美首先来源于作为主体的自然界或事物（产品），但它又与主体的审美需要、审美心境相联系，是两者结合统一的产物，是客体的属性与主体的审美需求和审美心境之间的一种关系。审美价值是建立在主客观特殊关系上的一种特殊价值。这种价循具有客观性，客观性的主要表现是它与使用价值的联系以及它的物理属性。
在产品设计中，物的实用价值与审美价值的内在联系更为广泛。首先，产品的审美价值是在其功利价值的基础上产生的；一切产品的设计与生产直接表现为满足人的某种物质需要，因此，必须具备一定的使用功能，即有效性。功利价值作为入类社会中最早产生的价值形式，是由产品的实用功能性所体现的，可以理解为审美价值的客观性。审美价值在功利价值或者说在使用价值的基础上产生，并成为它的辩证对立面，也就是说审美价值具有相对的独立性，由感性感知可以接受的独特的完整形式体现出来，表现出对人和社会、对人与世界关系确证的综合意义。
艺术设计的产品是美与效用、审美价值与使用价值的统一体，审美价值与实用价值一起构成了产品的综合价值，审美价值是产品造型和色彩所体现并为人所感受的东西。产品美的形态与物的结构和功能密切相关，审美价值与使用价值、经济价值也是联系在一起的。
审美价值有两个基本的方面，第一是所谓的“感性现实”，即形成对象的外部形式、尺度大小。颜色、亮度、表面特征等自然性质。这种性质不仅为我们审美感知客体的纯自然现象所固有，也为具有审美价值的社会现象如艺术设计产品、艺术作品所固有。第二是位于这种感性现实后面的东西，它来自于人的认识与感受、人的审美感知、审美体验，即审美价值的规律与意义，是人与审美对象关系所表达的意义。
设计是为人的设计，这就是说人是设计的出发点和根本目的。然而在工业设计发展的过程中，或者说在设计存在的现实中，相当多的设计的出发点仅仅在于市场竞争、获取利润，设计成了获取更大利润的工具和方法，设计不再是为了人而是为了物。设计体现了人特有的互助心和责任感，设计行为本质上是一种社会化行为，设计师所从事的设计，不是为了自己设计，而是为了他人为众人设计，这就必然要求他对社会对人们负责。为人的设计体现了设计的全部价值或者说真正的价值。为市场竞争目的而进行的产品设计，其价值仅仅在于物，因而是不完整的、有限的。在一定的意义上，设计具有较强的道德价值，为人而设计的思想是设计必须具有的高尚道德的一部分。从本质上说，设计是为人服务的，高尚的道德是其本质特征之一。
为人的设计亦要求设计师具备为人民服务的思想，设计师的设计不是个人的设计，不是个人行为，不是个人艺术表现，而是以人的需要和目标为宗旨的，因此，设计只有为人的设计才能够最终成为优良的设计、好的设计。从设计的宗旨而言，设计师的社会意识和社会性可以说是本质的、必然的，为社会大众服务、为社会和时代的需求而设计，是设计师的天职。这也是设计师与艺术家的一个重要的区别之一。设计不是设计师的自我表述，设计不是表达与其特定的社会宗旨相矛盾的个人感情的场所。设计师的设计一旦作为产品或者以其他形式进入社会和人的生活，首先的他具有了一种社会责任和义务，成为一种本质的承诺、一种可以依靠的精神和物质存在，这是设计存在和为人们接受的根本保证。
设计的社会责任是提供某种服务，它使用公众易懂的语言和符号，是设计者站在使用者的立场上为使用者而言的，替使用者着想的，为使用者提供最大的方便。设计师是最好的“公务员”，是全心全意为人民服务的人。设计师应是最具有献身精神的人，他的艺术才智是通过艺术设计的创造奉献给大众的，他的艺术生命是与设计的创造与奉献联系在一起的。
参考文献
《工艺美术概论》李砚祖著中国人民大学出版社
《非物质社会》滕守尧译四川人民出版社
