淺析人機工程學與設計的概念以及其之間的相互關係

Abstract: By illustrating the conception and relationship of human-engineering and design， the essayfurther elaborates a superficial understanding to the relationship of the human-machine-enviornmentsystem and the function of human-engineering upon the design subject. It points out that the human-engineering provides new thoughts for the design subject. Meanwhile， it puts forward that thecontent of the design subject should be the design of human and makes design fitting for the principleand characteristics of human-engineering， which shows respect and concerning towards the human-beings.

Key words: human-engineering; design; system; human-machine-enviornment; the design of humannature

摘 要:通過對人機工程學與設計的概念及相互關係的解説，並進一步對人-機-環境系統各要素間的關係和人機工學的內容對設計學科的作用等作了闡釋。提出人機工程學為設計學科開拓了新的思路;同時指出未來應把工程學論文範文設計學科的內容提高到人性化設計的高度上來，真正使設計符合人機工程學的原理和特點，體現出設計對人的尊重和關懷。

關鍵詞:人機工程學;設計;系統;人-機-環境;人性化設計

一、人機工程學和設計學科的概念及相互關係

人機工程學，在美國稱之為人類工程學(Human Engieering)、人因工程學(Human Factors Engieer-ing)，在歐洲有人稱之為功效學(Ergonomics)，日本稱之為人間工學[1]。而我國目前除使用上述名稱外，還譯成宜人學、人體工程學等。人機工程學的命名已經充分體現了該學科是“人體科學”與“工程技術”的結合，實際上，這一學科就是人體科學、環境科學不斷向工程科學滲透和交叉的文化產物。

人機工程學就是研究人在一定的工作環境中所涉及的解剖學、生理學、心理學等諸方面因素，研究人-機(物)-環境系統中的交互作用着的各組成部分(效率、健康、安全、舒適等)，在具體的工作條件下，在家庭中和在休假的環境裏，如何達到最優化的問題[1]。顯然研究與應用人機工程學原理和方法已成為設計人員所面臨的新課題。

狹隘地説，設計是一種構思與規劃，並將這種構思與規劃通過一定的手段使之視覺化的過程。即通過設計構思賦予物品以規定的形狀與色彩，並用圖紙或模型予以表達。設計的本質是創造。廣義地説，設計就是設計一種生活方式，創造一種新的文化形態。在中國傢俱史上，從坐幾到憑几，從憑几到靠背椅，就決定了從席地而坐到垂足而坐的生活方式的演變;從太師椅到現代沙發就決定了從正襟危坐到舒適的靠坐的坐姿與生活方式的變化。因此設計是生活方式的設計，其含義不僅指物質生活的一面，它還是精神生活的反映[2]。

概而言之，設計作為一種文化現象，是一項綜合性的規劃活動，是一門技術與藝術相結合的學科，同時受環境、社會形態、文化觀念以及經濟等多方面的制約和影響，即設計是功能與形式、技術與藝術的統一。設計的門類有工業設計、環境設計、服裝設計等。任何設計的出發點是人，設計的目的是為人而不是產品，設計必須遵循自然與客觀的法則來進行，這些都明確地體現了現代設計強調“用”與“美”的高度統一和“物”與“人”的完美結合，把先進的技術和廣泛的社會需求作為設計風格的基礎。所以，設計的主導思想是以人為中心，着重研究“物”與“人”之間的協調關係[3]。

人機工程學與設計學科在基本思想與工作內容上有很多一致性:人機工程學的基本理論“設計要適合人的生理、心理因素”與設計的基本觀念“創造產品應同時滿足人們的物質與文化需求”，意義基本相同，側重點稍有不同;設計與人機工程學同樣都是研究人與物之間的關係，研究物與人交接界面上的問題。由於設計學科在歷史發展中融入了更多的美的探求等文化因素，工作領域還包括視覺傳達設計等方面，而人機工學則在勞動與管理科學中有更廣泛的應用，這是二者的區別。

二、人機工程學的內容特點和對設計學科的作用

人在工作或使用中與物、被使用的器具及外環境之間構成了一個相對開放的系統，這個系統叫人機系統。人機工程學就是研究“人-機-環境”系統中人、機、環境三個要素之間的相互作用、相互依存的關係，它決定着系統總體的性能。本學科的人機系統設計理論，就是科學地利用三個要素之間的有機聯繫來尋求系統的最佳參數。

因此，在設計中，人機工程學的應用首先應從系統的角度去考慮問題，設定問題環境，確立“人-機(物)-環境”的系統。人機工程學研究內容及其對於設計學科的作用可以概括為以下方面:

(1)為物質設計會考慮“人的因素”提供人體尺度參數 應用人體測量學、人體力學、生理學、心理學等學科的研究方法，對人體結構特徵、機能特徵進行研究，提供人體各部分的尺寸、體重、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時相互關係和可及範圍、動作速度、頻率、重心變化以及動作時慣性等動態參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺以及對肢體感覺器官的機能特徵，分析人在勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞程度以及對各種勞動負荷的適應能力，探討人在工作中影響心理狀態的因素[4]。人體工程學的研究，為各類設計全面考慮“人的因素”提供了人體結構尺度、人體生理尺度和人的心理尺度等數據，這些數據可有效地運用到各種物質設計中去。

(2)為物質設計中“產品(物)”的功能合理性提供科學依據 在現代各物質設計中，如搞純物質功能的創作活動，不考慮人機工程學的需求，那將是創作活動的失敗[4]。因此，如何解決“物”與人相關的各種功能的最優化，創造出與人的生理和心理機能相協調的“產品”，這將是當今設計中在功能問題上的新課題。人體工程學的原理和規律將是設計師在設計前必須考慮的問題。

(3)為物質設計會考慮“環境因素”提供設計準則 通過研究人體對環境中各種物理因素的反映和適應能力，分析聲、光、熱、振動、塵埃和有毒氣體等環境因素對人體的生理、心理以及工作效率的影響程度，確定了人在生產和生活中所處的各種環境的舒適範圍和安全程度，從保證人體健康、安全、舒適和高效出發，為物質設計方法會考慮“環境因素”提供了設計方法和設計準則[4]。

此外，人機系統設計理論在指導具體設計時，通常是在明確系統要求的前提下，着重分析和研究人、機(物)、環境三個要素對系統總體性能的影響，如系統中人和機(物)的職能如何分工、如何配合、環境如何適應人、機對環境又有何影響等問題，經過不斷修正和完善三要素的結構方式，最終確保系統最優化組合方案的實現。

三、人機工程學原理為設計學科開拓了人性化設計的新理念

社會的`發展、技術的進步、產品的更新、生活節奏的加快等等一系列的社會與物質因素，使人們在享受物質生活的同時，更加註重物質在“方便”“舒適”“可靠”“價值”“安全”和“效率”等方面的最優化評價，也就是在現今物質設計中常提到的人性化設計問題[3]。人性化設計理念的形成關鍵是人機工程學原理在設計學科中的充分運用。

所謂人性化設計，就是包含人機工程學特點的物質設計，只要是“人”所使用的產品，都應在人機工程學上加以考慮，產品的造型與人機工程學無疑是結合在一起的。我們可以將它們描述為:以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物及環境之間和諧關係的方式(“人-機-環境”的系統理論)，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的機能，保護人體的健康，從而提高生產效率。僅從工業設計這一範疇來看，大至宇航系統、城市規劃、建築設施、自動化工廠、機械設備、交通工具，小至傢俱、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產與生活所創造的“物”，在設計和製造時都必須把“人的因素”作為一個重要的條件來考慮。若將產品類別區分為專業用品和一般用品的話，專業用品在人機工程學上則會有更多的考慮，它比較側重於生理學的層面，而一般性產品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學及潮流的設計，也就是應以產品人性化的需求目的為主[5]。

總之，人性化要求設計師已不僅僅是在設計一個“物”，而在設計之前必須先考慮到人，設計師必須是把“為人而設計”的觀念直接體現在產品之上。設計時必須充分考慮人機工程學原理，確立“人-機(物)-環境”的系統，並運用生理學、心理學和其它相關學科的知識，系統地研究產品與人類動作的設計及人類物理環境改變對人類官能的改變與限制的知識，以期使人與產品有最好的配合，創造一種新的、更為合理的使用方式[3]。如在操作計算機的上機姿勢中，在現行的上機條件下，操作員常常是手臂向前懸空着來操作鍵盤和鼠標。手臂的懸空形成了肩部的靜態疲勞，使得操作員不得不將背部靠在椅子靠背上作業(後靠姿勢會加大懸空手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩部的疲勞)，而當操作員脱離靠背又手臂懸空時，體重就全部由脊柱來承擔，其結果或是腰部的疲勞痠痛，或是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背，或者

是把手腕抵在桌沿而引發腕管綜合症。要解決諸如此類的問題，設計師就必須充分考慮人機工程學的因素[5]。

由此可見，如果產品設計得不好，不能與人及環境相協調，不能為社會創造一個更科學、更符合人機工程學原理的新的使用方式(產品設計不符合人性化)，就不能很好地滿足現今競爭激烈的市場需求。那麼它或許帶給社會的是一系列的負面影響。可以説，人性化的產品設計理念是時代文明的呼喚。

中國未來的設計必須以創新與革新為首要條件，唯有真正好用且務實的物本站能在市場上脱穎而出，讓消費者感到貼心且實惠的產品方是企業制勝的絕佳利器[5]。符合人機工程學原理的人性化設計最實在，同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，是人與物品完美和諧的結合，使人性化的設計真正體現出對人的尊重與關懷。

[參 考 文 獻]

[1] 嚴 楊.人機工程學設計應用[M].北京:中國輕工業出版社，1993.

[2] 丁玉蘭，郭 鋼，趙江洪.人機工程學[M].北京:北京理工大學出版社，2000.

[3] 湯重熹，曹瑞忻.產品設計理念與實務[M].合肥:安徽科技出版社，1998.