淺談基于人機工程的布局設(shè)計方法

周亞男

（西京學(xué)院，西安 710123）

淺談基于人機工程的布局設(shè)計方法

周亞男

（西京學(xué)院，西安 710123）

21世紀(jì)是一個全新的時代，在新的時代背景下，企業(yè)之間對市場份額的競爭愈演愈烈。現(xiàn)階段，消費者對產(chǎn)品的需求和要求逐漸提高，為了更好地滿足人們的需求，企業(yè)越來越關(guān)注產(chǎn)品的宜人性。最能代表產(chǎn)品宜人性的就是人機工程，人機工程在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文將人機工程和布局設(shè)計方法有效地融合到一起，在布局設(shè)計中充分考慮了人機工程因素。

人機工程；布局設(shè)計；可見度；可及度

0　引 言

目前，人機工程在產(chǎn)品設(shè)計過程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，對人機數(shù)據(jù)庫進行搜索處理；第二，對產(chǎn)品進行最終的人機評價。好多學(xué)者針對人機工程開展了相關(guān)研究，取得了大量的研究成果。有研究者以現(xiàn)代化的機械為研究對象，主要探討了人和機械之間的聯(lián)系，從而構(gòu)建了人機一體化模型。還有研究者以CAD技術(shù)為研究工具，借助CAD構(gòu)建了表征人體構(gòu)造和設(shè)計過程的模型。通過調(diào)研筆者發(fā)現(xiàn)，研究者們對基于人機工程的布局設(shè)計方法的研究相對較少，對該領(lǐng)域的研究還存在很大的提升空間。于是本文圍繞這一問題展開了相關(guān)研究，筆者首先介紹了面向人機工程的布局設(shè)計過程，然后分析了布局設(shè)計中的人機工程約束模型，接下來提出了基于可見度和可及度的人機工程評價方法，最后通過實例對上述方法進行了驗證。

1　面向人機工程的布局設(shè)計過程

在產(chǎn)品設(shè)計過程中，布局設(shè)計是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，好多產(chǎn)品的設(shè)計流程都包含布局設(shè)計環(huán)節(jié)。布局設(shè)計環(huán)節(jié)一般出現(xiàn)在產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)之后，具體來講，相關(guān)人員根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求明確相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)之后，接下來就可以開展布局設(shè)計工作。所謂產(chǎn)品布局設(shè)計指的就是改變產(chǎn)品組件的布局，主要包括三種不同的變換方式，分別是空間排列、配置方式和尺度變化。

假定一個產(chǎn)品中一共存在N個不同的布局單元，那么根據(jù)排列組合原理可以知道該產(chǎn)品一共存在N！種配置方式。上述結(jié)果說明對一個產(chǎn)品而言，可以實行的布局方案數(shù)量是十分巨大的。如果相關(guān)人員要對所有可行的布局方案開展人機評價工作，那么工作量也是十分巨大的，企業(yè)需要大量的人力和物力投入。在布局設(shè)計的后期融入人機工程因素是不太合理的，企業(yè)需要大量的成本投入。因此，筆者在本次研究中考慮在布局設(shè)計的開始時期就融入人機工程因素，借助人機工程工作人員可以在所有方案中去掉那些不太合理的方案，從而有效地降低布局方案的總量?？傊?，本文所設(shè)計的基于人機工程的布局設(shè)計方法的主要流程如下。

第一，根據(jù)布局單元的輸入確定一系列的布局方案；第二，充分考慮人機工程因素，利用該因素對布局方案進行約束，從而去除一些不太合理的方案；第三，借助人機工程因素對剩余的布局方案進行有效的評價，并根據(jù)評價結(jié)果對方案進行再設(shè)計；第四，輸出最終的布局方案。

2　布局設(shè)計中的人機工程約束模型

基于人機工程的布局設(shè)計方法，本文將人機工程因素作為約束條件對布局設(shè)計方案進行不斷的處理。在前人的研究中，研究者并未特別考慮使用人機工程對布局方案進行約束。在約束過程中，筆者將整個約束模型劃分成了兩個部分：第一部分是單元間的約束；第二部分是布局單元的人機約束?；趦刹糠值募s束，本文所提出的方法實現(xiàn)了人機工程和布局設(shè)計的有效融合。

3　基于可見度和可及度的人機工程評價方法

在本文所提出的方法中，人機工程因素還體現(xiàn)在對布局方案人機評價中。在評價布局設(shè)計方案時，筆者選擇的兩個關(guān)鍵因素就是人機工程中的可見度和可及度?？梢姸仁侵改繕?biāo)物體可以被眼睛感知的程度，衡量可見度的指標(biāo)有很多，主要包括：目標(biāo)物體的稠密程度、目標(biāo)物體的尺寸大小、目標(biāo)物體所處環(huán)境以及環(huán)境中非目標(biāo)物體的尺寸大小等?？杉岸仁侵冈谀骋还潭ǖ奈恢?，人不斷的調(diào)整自己的手部或者是腳部的伸出長度以及站立方向，在上述情況之下衡量人體可以接觸到該空間中物體的指標(biāo)。

4　實例研究

為了驗證本文提出的方法的有效性，筆者設(shè)計了計算機支持的摩托車協(xié)同布局設(shè)計系統(tǒng)。該摩托車主要包括5個組件，分別是車身、座椅、把手、儀表盤以及踏板，布局處理也是針對上述5個組件。通過本文提出的方法，筆者實現(xiàn)了對不同布局方案的動態(tài)評價，并從人機工程的角度得到了關(guān)于布局方案的優(yōu)良度指標(biāo)。

5　結(jié) 語

本文主要探討了基于人機工程的布局設(shè)計方法，將人機工程和布局設(shè)計有效的融合到一起，在布局設(shè)計中對布局方案進行人機工程約束和評價，希望可以為相關(guān)人員提供一定參考。

主要參考文獻

［1］孫守遷，唐明.面向人機工程的布局設(shè)計方法的研究［J］.計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報，2000（11）.

［2］唐明，孫守遷，潘云鶴.基于功能面的產(chǎn)品布局與人機工程協(xié)同設(shè)計的研究［J］.中國圖象圖形學(xué)報，2001（6）.

［3］劉占偉，滕弘飛.基于人智-圖形-計算的布局設(shè)計方法［J］.大連理工大學(xué)學(xué)報，2006（2）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.077

TP391.7

A

1673-0194（2016）16-0114-01

2016-07-02