人机工程学教学改革的探索
文章从长期教学实践中对人机工程学的教学提出了一些改革意见，主要包括教学内容的研究、教学方法的'实践、与现代化教学手段相结合的课件制作以及在新的教学环境下的教学方法的探讨。通过以上改革措施的应用，在实际教学中取得了良好的效果。
作 者：何文波 吴艳叶 徐婕娇 作者单位：河南科技大学艺术与设计学院 刊 名：中国集体经济 英文刊名：CHINA COLLECTIVE ECONOMY 年，卷(期)： “”(12) 分类号：G71 关键词：人机工程学 教学改革 教学方法 教学内容人机工程学课程论文
本论文为《人机工程学》课程的考核环节，通过书写论文巩固课堂教学过程中所讲授的知识内容，掌握人机工程学在作业环境、操作系统等方面的应用。
二、论文选题：
论文题目为自选，应用人机工程学的知识对研究对象进行分析，确定其合理性；应用人机工程学的知识对研究对象进行设计，使其复合人机工程要求。（只选一个方面）
三、论文内容：
1、应用人机工程学的知识对研究对象进行分析，确定其合理性。研究对象可以为操作环境、操作系统、人及交互产品、日常用品等。
2、应用人机工程学的知识对研究对象进行设计，使其复合人机工程要求。研究对象可以为操作环境、操作系统、人及交互产品、日常用品等。
要求要有必要的图表说明。
四、论文要求：
1．时间：
论文上交日期为2011年1月10日。2．字数要求： 字数不少于3000字。3．提交文件：
同时提交打印稿和电子稿件。
五、评分原则
1．考核成绩(1)平时成绩20%；(2)论文70%。2．评分原则
课程论文（设计）中，最终的论文或设计说明书并不能完全反映学生的真实水平，因此，对同学的评分，特别要注意抓两头：一头抓平时，一头抓论文。可按下述原则作原则上的评定成绩：
成绩优秀的条件：
（1）设计或书写论文过程中表现有一定的独立工作能力，能按老师的指导的内容自己独立完成论文或设计；
（2）论文或设计中没有较大错误和较多的一般性错误（允许有个别非原则性错误）；
通过对人性化产品设计具体案例的分析来说明了人性化设计中所包含的人机工程学因素，并进一步阐述了在产品设计中的人机工程学的工作步骤，指出中国未来的产品设计必须以创意与革新为首要条件，符合人机工程学，使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合。
社会的发展、技术的进步、产品的更新、生活节奏的加快……等等一系列的社会与物质的因素，使人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”等方面的评价，也就是在产品设计中常提到的人性化设计问题。
所谓人性化产品，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的。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肌能，保护人体健康，从而提高生产率。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，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。
那么，对于一件产品是如何来评价它在人机工程学方面是否符合规范呢？以德国Sturlgart设计中心为例，在评选每年优良产品时，人机工程上所设定的标准为：
1)产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；
2)产品是否顺手和好使用；
3)是否防止了使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险；
4)各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认；
5)产品是否便于清洗、保养及修理。
一般情况下，在设计教育中常以上述第三项较为强调，而消费者在购买商品时，则是以产品的视觉效果、商场气氛及价值来决定购买行为的成立与否，但作为一名好的设计师应为产品长期使用的效果及舒适性负责，尤其是避免伤害与危险的防止更是不可忽视的考虑因素。如，在操作计算机的上机姿势中，在现行的上机条件下，操作员常常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。手臂的悬空形成了肩颈部的静态疲劳，使得操作员不得不将背部靠在椅子靠背上作业(后靠姿势会加大悬空的手臂的前伸程度，从而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩颈部的疲劳)，而当操作员脱离靠背又手臂悬空时，体重就全部需要由脊柱来承担，其结果或者是腰背的疲劳酸痛，或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，或者是把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。那么，要解决诸如此类的问题，设计师就必须充分考虑人机工程学的因素。
所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
人机工程学因素往往是企业提高其竞争力的手法之一。若说“人性化产品”是与“人”合为一体的产品设计，“人机工程因素”则是设计工业产品时的人机界面所必须考虑的因素。在我国即将加入WTO所面临的冲击下，中国的制造业无不是严阵以待，企图在竞争中保持优势。管理大师麦克·波特(MICHAELPORTER)曾说过，企业具备竞争优势的两个方式，一是扩大生产规模，走向规模经济，才能占有成本上的优势；另一个便是创造企业或产品的附加值，制造消费者趋之若鹜的心理。在现今产品和质量逐步提高，且消费者对商品品质要求越来越高的情况下，各产品制造商们无不力求突破，希望能出奇制胜，打动消费者的心。拿当今世界上提出的“健康”人机工程学的新要求为例，即是用某些考虑人机因素的辅助性产品，如：电动腰靠、紫外线阻隔(UV、CUT)等来提高产品人性化的层次，籍此创造其他品牌无法模仿的优势，而赢得消费者青睬的。
究竟什么样的产品需要人机工程呢？在设计上又如何表现，才能成为符合人机工程学的产品呢？
工业设计师指出，就电脑的相关部件和设备而言，如键盘、鼠标等输入装置，因使用者可能长时间利用其从事工作或娱乐，接触的时间较长，在使用时也可能十分投入。因此，人机工程学就成了设计上最主要的条件之一。
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、机、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。
系统设计的一般方法，通常是在明确系统总体要求的前提下，着重分析和研究人、机、环境三个要素对系统总体性能的影响，如系统中人和机的职能如何分工；如何配合；环境如何适应人；机对环境又有何影响等问题，经过不断修正和完善三要素的结构方式，最终确保系统最优组合方案的实现。这是人机工程学为工业设计开拓了新的思路，并提供了独特的设计方法和有关理论依据。
作为一个全息系统的局部，一个产品中包括了我们这个商品社会中的全部信息。一件设计优良的产品，必然是人、环境、经济、技术、文化等因素巧妙融合、平衡的产物。开始一项产品设计的动机可能来自各个方面，有的是为了改进功能，有的是为了降低成本，有的是为了改变外观，强化“柜台效应”，以吸引购买者，更多的情况是上述几方面兼而有之。于是，对设计师的要求就可能来自功能、技术、成本、使用者的爱好等各种角度。不同的产品设计的重点也大不相同，暖水瓶的设计显然就要比香水瓶的设计考虑更多的人机问题；再以肇及设计所设计的电脑游戏遥感器为例，乍见此产品时，看似不符合人机工程学，但实际使用时却很合手，操控性良好，而且遥感器外型颇酷，用此摇杆玩空战游戏，有操控战斗机的味道。相比于市场上其他同类型的产品，即使售价比一般产品高出许多，也一样大受欢迎，足见其魅力所在。但也有这样一种产品，在市场上受到欢迎，是因其外型讨好且成本不高所致，但缺点是产品轻，因此，在使用时本来一只手操作很方便，却不得不双手并用才行，这就是该产品在人机工学上的不足之处；但在成本、售价及市场因素的考虑下，厂商还是推出此种产品。而对于专业用品就不同了，例如美发师每天所使用的吹风机，除草机工人所使用的修剪机就绝对不能轻视人机工程学在生理层面上的考虑。
然而，一个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作人机工程的发挥。以TEAGE为微软所设计的易用鼠标球而言，该鼠标是特别为儿童体验电脑而设计的，在方案决定之前对儿童的抓握方式进行了研究，黄白两色相间的鼠标球使儿童们在学习电脑时，增加了趣味性和功能性。该产品已经超脱了产品造型上的束缚，除让其更好用之外，也同时赋予了产品新的意义与想象空间。
除了一般的大众消费品之外，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。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，但又不那么显眼。
再以医疗设备来说，病床、医疗椅等产品，在设汁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”。
由于学科来源的多样性和应用的广泛性，人机工程学中采用的各种研究方法种类很多，有些是从人体测量学、工程心理学等学科中沿用下来的，有些是从其他有关学科借鉴过来的，更多的是从应用的目标出发创造出来的。其中常用于一般产品设计领域的方法有如下几类：
1，测量方法
测量方法是人机工程学中研究人形体特征的主要方法，它包括尺度测量、动态测量、力量测量、体积测量、肌肉疲劳测量和其他生理变化的测量等几个方面。
2.模型工作方法
这是设计师必不可少的工作方法。设计师可通过模型构思方案，规划尺度，检查效果，发现问题，有效地提高设计成功率。
3.调查方法
人机工程学中许多感觉和心理指标很难用测量的办法获得。有些即使有可能，但从设计师工作范围来看也无此必要，因此，设计师常以调查的方法获得这方面的信息。如每年持续对1000人的生活形态进行宏观研究，收集分析人格特征、消费心理、使用性格、扩散角色、媒体接触、日常用品使用、设计偏好、活动时间分配、家庭空间运用以及人口计测等，并建立起相应的资料库。调查的结果尽管较难量化，但却能给人以直观的感受，有时反而更有效。
4.数据的处理方法
当设计人员测量或调查的是一个群体时，其结果就会有一定的离散度，必须运用数学方法进行分析处理，才能转化成具有应用价值的数据库，对设计产生指导意义。
当今的工业设计师面临着多种活动和课题，例如：电视资讯、互动电视、通用遥控器等，与企业合作的范围也很广，在实施产品的人性化设计过程中，通常采用如下的设计程序：
1)建立并运用资料库(这在前面已有论述);
2)决定研究主题；
3)观察阶段：
x目标轮廓x访识/观察x使用模式/议题
4)发展阶段：
x关键议题x产品概念x测试与评估
在整个研究过程中，人机工程师和工业设计师都必须全程参与，但在各个阶段为主为辅的角色会有不同。例如：产品概念由工业设计师主导，测试则由人机工程师主导，每个步骤以剧本的形式来串连沟通。每件产品都有各自的在人机工程学上的特色，特别是消费性产品。以汽车内部设计来说，就有三个表达人机工程需求的方式：一是操控界面，如方向盘的设计；二是座椅及内装设计，如一些大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。对于大多数的中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有重新考虑中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。结果西方人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺；三是情报沟通系统，如导航系统设计及安全警报功能。
在新的世纪里，我们以新的方式来感知世界，人们越来越多的在追求一种新的生存环境和生存空间，毫无疑义，未来的人性化设计具有更加全面立体的内涵，它将超越我们过去所局限的人与物的关系的认识，向时间、空间、生理感官和心理方向发展，同时，通过现代高科技技术如虚拟现实、互联网络等多种数字化的形式而扩延。IDEO设计公司的数字化收音机正是基于这一观念上的最新数字广播概念设计，通过对使用者状况的设计构想，研究收音机的可能外观和操作方式。无论在造型上还是在界面设计上，都使人机交互关系达到物我两忘的状态。该收音机上的显示屏幕以图形界面来说明音频节目的内容。设计范围包括个人化家用收音机、个人可携式收音机和演艺工作者的专业收音机。
中国未来的产品设计必须以创意与革新为首要条件，唯有真正好用且务实的商品才能在市场上脱颖而出，让消费者感到贴心且实惠的产品方是企业制胜的绝佳利器。符合人机工程，人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合。使人性化的设计真正体现出对人的尊重和关心。
人机工程学论文
一、 对传统概念的质疑
人机工程学的目的是“机宜人，人适机”，但我却想对这个目的提出质疑，首先从这个目的出现背景来看，是因为出现了人类在操作机器时出现了问题，且问题是因为出于统计学上的工作效率低下而引起利益体的质疑从而发现出现的问题在于机器不适于人类操作。
从人机工程学的概念中我们可以很显然的看到是以人类为中心提出的，这可能与欧美的人本主义价值观有关。但是将定义的中心归结到人身上会导致对于人的看法固化，将人当成“本质”般的存在，类似于柏拉图的理念或者黑格尔的绝对精神，但都有着不可改变这一特性，所以我们在解决实际中的设计问题时，很难将人视为是会变化的个体，无论从行为角度还是心理角度，这样做会使我们的在进行设计前的预想方案总是对于人这个“绝对主体”只思考接下来一到两步的行为或心理范畴，偶尔也有会考虑到人类与产品之间的互动，比如交互设计，但我目前所见的交互设计的一些方案主要是体验，而且对于人们使用产品的过程的描述也比较片面，只集中描述某些新奇的想法，事实上所描述的行为与心理的活动还是很少，可以说仍然没有把对人类的认识从静态转向动态。
近年来的手机等电子产品的发展我比较感兴趣，因为电子产品结构与功能的复杂性决定了它的设计者必须要对日后用户的使用作出预测，但事实上如果从手机（这里以手机为例）的发展来看，我们的主要目的仍然是为了让用户使用起来更舒服或者看起来更漂亮，对于人类的认识仍然没有改变，虽然在用户使用产品的模拟中产生了一些行为或心理的改变，但在认识的不足与商业利益的共同约束下，对于手机的界面与功能的设计仍然不能让我满意。让我不能满意的原因是我们年轻一代的生活现状，尽管他们在使用手机会感觉到很舒服，但是他们在对于手机的消费选择与使用时间的规划上让人不能恭维。他们用着自己对其的结构与原理都毫不知情的机器在干一些自己同样说不出理由的事，当新款手机问世时，他们又毫不犹豫地将旧的抛弃转而使用新的，尽管所做的事的性质与以前没有什么区别。
通过以上的说明，我想说的是这样的手机满足“机宜人，人适机”的概念吗，我想应该是满足的，因为毫无疑问，它可以打发它的主人的无聊的时间，虽然所做的事意义不明，但它可以使人感到“舒服”。那么我想问了，这样的产品真的是我们想要的吗？我想任何一个有社会责任感的人都不会赞同。那难道说我们的定义错了吗？这个问题很有意思，因为无论回答“对”或“错”，都等于你承认了这个问题是可以判断对错的。但是什么是对错呢？我们在这个问题上没有明确的标准（我指的是常识中，逻辑学中有着尽管看起来正确却会引人深思的规则）。我在这里就这个问题而言，对或错总是可以依据我们的目的来判断的，就如同最前面所说，这个定义是因为发现了效率低下的问题，然后提出了机器应该更适合操作的想法，改进后效率确实提高了，所以归纳出了这么一个定义。那么从这个步骤来看，这个定义是对于两件事之间的因果概括，尽管我们在其中仍有很多东西没有搞清（比如人类认知或行为的生理基础），但是在以上的过程中已经足够总结出模糊的关系，即我们的机器需要更加适合人们操作，这样才能提高效率（后来在定义中改成了使人感到舒服进而由此扩展到满足人类需求）。于是我们的设计理论家在对设计实践进行考察时就可以得出产品应该满足“机宜人，人适机”的要求。
然后让我们来仔细考察一下人机工程学中的要点。首先是生理上的，这里以人体测量为主，我们对于人的各种尺寸进行了测量，当然也包括使用某些产品时的行为变化所产生的尺寸变化，这里我想提出的问题是这个限制似乎将生理从心理上完全割裂了开来，也就是说这里存在的心理变化被忽略了，比如说一个书架，我们的测量人员将人的手所能触及的极限辛苦地测量了出来，然后他因为完美地完成了工作（他的目的正是完成尺寸测绘）而感到骄傲和满足，随后将数据交给了设计师，设计师或者用理性的直线或者用优雅的曲线将书架用图形表现出来，然后书架被交付厂家生产最后销售，最后到达顾客的手上。心理方面的因素我们先不讨论，首先来看一看关于测量，我们的设计师将数据应用到了书架的造型设计上，然后推测我们的用户在日后的使用中可以随时的拿到他想要的书或其它物品（这就是我说的“绝对的人”的预想概念，在我们的认知中，已经抽象出了“拿书”这一形式，并将其用于我们的设计中而不管这个行为的具体表现以及发生原因和所导致的后果），就如设计师所想的那样，我们的用户可以很轻松地拿到他想要的东西。但是我们又追问过我们为什么要拿书吗？在哪种情况下会使用书架？拿了东西以后又要做什么？似乎我们不会考虑这些问题，因为将繁杂的数据融入设计以及塑造一个漂亮时尚的形态已经够费力了，而且教科书上不也是这么要求的吗？我们的先人们不也是通过一系列实践从而得出了设计所该做的事吗？关于我们先人的问题很有意义，因为我们这个时代的人总会在潜意识中把这个时代当成是比较完善的时代，也许是出于希望，也许是出于生活在这个时代，但我们是很难将历史与未来与现代当成等同的时代。我们比起怀疑做的更多的是确定（因为实际生活中比起前者更需要后者），所以我们想要取得进步很难。
继续书架的话题。刚才我们谈到设计师认为问题已经被解决，因为从刚才关于使用的关系中可以很明显地看出我们已经满足了人对书架所能要求的大部分。但是这个结论来的太突然，就像前面关于手机的叙述，我们的年轻人在有了娱乐功能如此强劲的工具之后便爱不释手，以至于很难再会去理会那些看起来就让人不想去翻的书，所以即使我们的年轻人即使购买了这样一套书架，他可能对它不管不顾，整天沉迷于其它东西，然后固定时间的书架打扫以及“时尚美丽”的造型所带来的清洁死角反而会使他对这个书架产生厌恶之情。结果无论是测量、设计甚至材料都变成了不必要的浪费。也就是说，事情完全可能不会按照我们预定那样的发展，设计思想虽然看起来很“美”但是在实际运用中却可能会导致与我们思想相悖的结果。
有关人体测量的“实例”介绍完毕后再让我们来看一看有关人机工程学的心理方面的内容。秉持着“机宜人，人适机”这一观念，我们致力于做出能让用户感到更加舒服的设计，而这里的舒服就是一种心理上的概念，于是设计开始借鉴心理学的内容发展出了符号学、认知心理等内容。主要的目的是为了使得产品看起来更“美”，这里我想说的同上面一样，“美的东西是好的，好的东西是我们要的→美的东西是我们要的”，这么一个推理成为了很多设计师的潜在信条，因为它看起来很正确，但是什么是“美的东西”？什么是“好的东西”？什么是“我们要的”？如果你这样提问，我估计没有人能给出准确的答案，甚至会出现彼此互相矛盾的情况，那么我们在此时还可以放心地用“美”来当作我们的批判标准吗？这只是理论层面，从实际层面来看，就如我上面所说的书架的例子，也许那个书架可以称为美的，但是它在实际生活中的表现却不尽如人意。从心理角度来对设计做规定的还有一种信息传达，它的思想是将某些思想如传统文化通过它们的形式中的某些元素表现出来，就如同我上面所说的一样，我们将本来是设计师们希望通过解决实际问题的途径当成了目的来完成，而在学生的学业的衡量标准上，这种途径的完成度已经取代了对实际问题的解决程度来作为学习好坏的标尺。
从理论层面上说，我们的问题似乎来自于对于人的看法的固化，所以我们对人，对设计的看法自然要有所改变，我在这里介绍一下我自己所设想的一些概念，在下面对问题的分析中会提及这些概念。想象式与理性式：你是否会有时不想学习？是否会有时学了一会就觉得学不下去了？会不会沉迷于网络论坛或者其它什么而无法自拔？
二、新概念的提出
我对这些现象提出来一个假设性的解释，首先让我们来看一看学习过程中在我们身上究竟发生了什么，我还要先假设两种不同的学习状态，一种是因为主体对于所学的内容有着极度强烈的好奇心，可以说是主动学习，我们称其为初始状态A，另一种是被迫学习，且主体对于所学的内容的好奇程度极低，低至不足以引发学习行为，我们称其为初始状态B。
在A状态时，我们会产生强烈的学习欲望，有了欲望，我们自然就会去学，这时他的目的是获得想要的知识，无论主体有没有考察过学习的方式，他都会对学习的结果进行评价，那么只要知道学习方式与结果有关，他都会尝试去寻找更好的方式，所以现在，寻找方式成为了目标，但是因为获得知识的目的是先发生的，且这个目的由生理（暂且称为生理）欲望所引发，所以在有了新目的的同时，它仍然可以想起前一个目的，并且在完成了暂时目的后，又仍然会回到第一目的上来，这时第一目的等于是受到了强化，而且思考的心理过程现在可以看成是由意识接受目的信息，然后传递给潜意识，接着由潜意识给出记忆材料传递给意识成为经验材料，或者潜意识可以对经验材料进行有目的的组合再传递给意识，也就是说，我们所谓的“突然冒出来的想法”实际上可以理解成是接受了意识传递的目的的潜意识经某种组合后传递给意识的经验材料。那么，当我们获得了知识后，会进一步刺激好奇欲望，使得第一目的再次被强化，而我们的大脑也会源源不断地提供可以满足或刺激欲望的经验材料给我们，在没有外来因素的影响下，这个过程可以一直持续下去。（如果你想问大脑的休息问题，我会告诉你这属于学习方式中的内容，理性的人会懂得如何高效率地利用大脑。）从大脑所产生的经验的从属范围来看，这些经验都是用于达到目的，也就是说会被约束至达到目的这个过程的附近，我把这种状态称为理性式。
在B状态时，我们又是个什么状况呢？因为此时我们被强迫学习不感兴趣的知识，而且这个压力大到很难反抗，那么我们会去学，但生理上是什么情况呢？我们的行为虽然是学习，但是我们的欲望却是脱离这种状态，这样又会导致怎样的结果呢？在这里我同样要区分两种状态，那就是有着强烈的虚荣心的状态b1和有虚荣心但还不会强烈至引起学习行为的状态b2，
在b1状态下，生理上虽然有着脱离这种不“舒服”状态的欲望，但生理上同样有着不想被人看扁甚至要超越其他人的欲望，因为后者比前者强烈，所以行为自然会被有这个欲望所带来的目的约束，主体会想方设法超越别人，同状态A一样，行为和经验都会被约束至实现目的的这个过程附近，我虽然不认为这样的过程是好的，但从这个角度来看，它也属于理性式的范畴。
现在占最大多数的人的状态，也就是b2状态，就如上面所说，这是一种矛盾的状态，学习和不学习两种过程都会有，这样对于主体来说，在压力比较大时，他会在表面上作出学习的样子，也许在学习过程中会产生一些好奇或者虚荣的欲望以助过程的继续，但欲望的不够强烈却注定了脑内所想的经验不会完全被约束在目的附近，这时就会出现一种类似“忙里偷闲”的状态，也就是脑中所想象的内容偏离了目的，而是其它满足机体欲望的内容，从原因上说，可能由于目的的不明确导致意识中的判断标准时刻发生变化从而使得潜意识所受到的信号不从属于一个目的，所以反馈的信息的种类比较杂乱。而当外部压力变小的时候，比如上了大学的时候，可能引起机体欲望的事物种类变得更加复杂，而潜意识传递的信息种类也就越来越复杂，而且在表现上是越来越乱，且很难恢复经验约束在实现一个确定目的的附近的状态。我把这种思维经验复杂度高，方向不明确的思维状态称为想象式。这种思维从有序向无序的转变类似于热力学第二定律，即混乱度会越来越大。保持有序所消耗的能量大于无序，这可能是机体难以从想象式转化至理性式的原因。从大脑所产生的经验的从属范围来看，想象式的思维模式中经验从属种类一直在变，当机体对很多种类的信息都感兴趣时，就会发生前一分钟还在看这一类的话题，后一分钟就换成了另一个话题，这样下去的结果就是这种行为被强化，主体的行为模式越来越靠近这种模式，即在无主要目的的引导之下，注意力也一直在不同的地方不停地跳转，再想变成理性式却因为没有足够的动力来源（欲望）而无法达到，反而有可能会在主体脑中留下“我办不到”这样的固有意识从而使得转化变得更为困难。
以上对于这两种状态也只是较为概括地叙述了一下，并没有把它们之间的必然联系表达出来，但是这种程度已经足够让我们回过头来再审视设计，我在这里就不分析某些案例，而是思考如何才能正确地确立设计的目的。对我个人而言，很简单，那就是设计要其一定的道德作用，即在我们可了解的范围内，我们需要保证我们的产品能够使得人们变得更好而不是更坏。正如上一个世纪的设计师们因为察觉到技术所带来的产品造型过于粗糙，根本不适合使用一样。他们虽然引领了一个潮流，那就是对产品造型的再设计，但他们是觉得产品过于丑陋，尽管我不知道当时的人们到底对产品造型做何感想，但如果人们本来并无什么意见，但在那些有着强烈艺术感的设计师心中，这样丑陋的造型是无法容忍的，所以他们给出了更加漂亮的造型，而人们在选择时自然会选择漂亮的，就算他觉得漂亮与否无所谓，也同样会在虚荣心的作用下而自觉追随这个潮流（不选择更漂亮的会被人们认为审美观低下进而可能产生更坏的看法）。在这样一种前提下，设计的造型运动轰轰烈烈地开展了，那么这到底会对我们造成好的还是坏的影响还不好说呢。无论当时的情况如何，至少现在确实已经到了大部分人对于造型的感觉更加强烈，没有经过设计的产品则很难被人们看中，但就如我所说的，对于并没有多少美学知识（尽管我也不认为设计师们有多少）的用户来说增加了很多造型上的认识并不是一件好事，因为这样会使得他们处于想象式的思维更混乱，更加难以回到理性式。所以从产品设计的角度来看，我们比起让人们更加混乱和促进人们更加理性，我们应该选择哪一种呢？我个人决定还是后一种更好，因为想象式的状态比较混乱，如果这样的状态越来越严重或一直保持下去，对于个体来说是灾难性的。在这种状态下会产生迷茫、无聊以及烦躁等各种负面情绪，这种情绪实际上是从想象式转向理性式的过程中一定会遇到的，因为这等于是逼着主体自主消灭这种状态而转向其它状态，产生负面情绪正是在反思的后果，但是反思又很难解决这个问题，而且这个世界又过于多姿多彩，于是思维会继续混乱下去。作为一个设计师，我们能做什么呢？我觉得我们是可以做出引导主体进行状态转化的产品的，因为主体有反思就证明主体有着本身想要变好的欲望，我们所要做到就是强化它并引导它的走向。
郑州市公交车设计与改进
项目报告
郑州公交车设计与改进
（一）前言
随着城市的发展和现代化水平的提高，公交车作为城市公共交通的重要组成部分，不仅担负着大众日常交通的使命，而且从一个侧面反映了该城市现代化的发展程度。公交车已经不再是简单的代步工具，人性化、智能化成为新一代公交车发展的方向。如果公交车生产厂商能够在设计之初就将人因工程的设计理念融入进去，那么，其产品定会在激烈的竞争中脱颖而出，赢得客户的认可。
（二）项目介绍
此次项目结合郑州公交车的现状，对公交车内、外环境设计进行了基于人机工程学的研究，提出科学、合理、人性化的公交车设计新方法，方便市民生活。
针对公交车部位多研究面大的特点，我们从扶手、门窗、座椅及其他地方进行了一些改进与设计。
（三）具体内容
一、扶手
扶手是公交车上最常用的工具之一，也是发现问题最多的。下面将从高度、卫生、材料、颜色及美观舒适等方面提出一些我们的想法，来做一些改进。（1）高度
目前，公交车车厢内扶手及栏杆基本上为无变化的竖直和水平布置，不能满足不同身高乘客的需要。靠近竖直栏杆的乘客相对好些，无论身材高矮都还“有杆可拉”，远离竖直栏杆的乘客就只能拉扶水平栏杆，常会出现身材较小的人够着费力甚至够不着的情况，而身材较高的乘客在抓握相对较低的栏杆时也会出现“使不上力”的情况。这就导致较高或者较矮的乘客在手握水平栏杆时都容易产生疲劳，在紧急制动状况下还可能造成腕部拉伤。
鉴于此种情况，建议采用以下2种设计方案：
一是渐变式栏杆设计。栏杆不是统一的高度，而采用渐变式设计。将栏杆设计为凹凸形状，这样，可以尽可能地使大部分乘客抓握到。另外，还可在车内靠近通道的2排座椅椅背上端安装固定的拉手，以方便身材较矮的乘客抓握
二是可调节式拉手设计。在水平栏杆安装若干个拉手（类似于地铁拉手），拉手通过一段安全带和栏杆相联接。安全带的长度设计成可以调节的，这样就方便了不同身高乘客的需要，有效避免了因紧急制动等情况对人体的伤害。
在扶手设计时，应该做到，表面无尖角，末端圆滑，全车提供扶靠设施，防滑表面。在数据上，可以参考——直径：30-45mm 水平扶栏高度175-180cm 垂直栏杆间距离150cm或每隔两个座位提供。（2）卫生
由于人流量大，接触的人多，扶手处很容易滋生细菌，因此扶手的卫生就显得很有必要了。可以在拉手下部设计一些喷孔，通过定时装置或触钮开关，消毒液就会直接将人们接触扶手的部位进行消毒，拉手中部可以设计成透明罐状，里面装消毒液，外部透明部分可以作为广告载体，既美观实用，具有广告性能，又可以快捷消毒，防止细菌病毒交叉感染，有利于公共卫生安全。可以设计一种公交车自动消毒多功能拉手，包括固定架、拉手，固定架连接有弧形连接装置，弧形连接装置与拉手间固定有罐体，罐体内装有消毒剂，与罐体连接的拉手内侧开有喷孔。拉手上设置有定时装置，可以控制喷孔定时喷射消毒液，也可以在拉手上设置触钮开关，控制喷孔手动喷射消毒液。罐体由内体和外壳两部分组成，外壳为透明塑料，内体表面为流动载体，上面设计有广告图案。为保证广告图案的连续性，罐体采用圆柱形。固定架的穿孔穿过公交车扶拉杆，从而将拉手固定在扶杆上。
（3）材料
栏杆材料：采用不锈钢复合管，这是一种新型材料，其外层采用不锈钢材料，内层采用普通碳钢材料，经特殊工艺复合而成。它既有纯不锈钢耐腐蚀、光亮等优点，又具有碳钢价格低、强度和钢度好等长处，是替代纯不锈钢的理想材料。
拉手材料：1.采用进口PC原料生产，韧性好，永不破碎，更坚固、更美观；2.连接带采用汽车安全带材料，四条纹高密度，两头无缝连接，更坚固、耐用；3.采用改进型倒挂式夹具设计，双螺栓，更牢固、更可靠；4.采用镀锌，防锈，防松螺母螺丝，更安全，更持久
（4）颜色
现在公交扶手大部分都是黄色。一般黄色有表示警示提醒之意，公交车的设计应注重人性化设计，黄色部位表示不宜接近部位，防止乘客夹伤等。以前小的客车用银色的只是起到防锈或美观作用，而现在用黄色，除了起到防锈，美观作用外，还有警示作用。(5)美观舒适
扶手的形状及色彩的丰富性对乘客有着很大的影响，美观、可爱的扶手总是会让乘客有一个好的心情。现在很多扶手上都有商家广告，可以利用这一点，比如说制造个性的扶手，如下图：
也可以装扮上可爱的图像，如下图：
这些不仅让乘客感觉而舒适，而且对商家的也是一种有效地宣传。
二、门窗
门窗是公交车最重要的地方，不仅涉及到乘客上下车及空气流通，更更重要的是在危急时刻能够顺利逃生。现在来往穿梭的空调公交车基本上都是全封闭的，只有少量的几个狭小的换气窗口，成人绝对是不可能钻出来的！而大幅面的钢化玻璃窗，在车内乘客遇险时是根本不可能砸开的！就算备有什么安全铁锤什么的，也没有用，当浓烟或火焰一下子腾起，谁能在几秒钟内取下锤子，而且还要完成一锤敲破钢化玻璃车窗的艰难任务！我想就是受过专业训练的人士也很难一锤敲出生之孔洞！何况普普通通的市民百姓呢！上面提到的安全锤其实只是一个很小的部分，但公交车的安全设备配备的问题之严重，是我们所有人都没有认真想过的。
除了从窗户逃生外，除了司机座位边上的那个门外，另两个门在出现燃烧等事故时，因为控制电路被烧坏，基本上就无法打开而成为逃生的出口。任何一个装载大量人员的车辆或建筑，首要考虑的必须是安全，安全中的一个最后的防线是人员撤离和逃生。因为当所有的安全措施都失效时，逃生就是一个最后的安全方案。但我们现在的各种公交车辆除了象征性的灭火器和敲碎玻璃的安全锤外，没有其他的了。
对于一些大型空调公交车，手动打开两个上下乘客的车门应该是一个基本配置，但事故发生的这辆车关火后，车门无法打开。而其他的公交车，所曾经发生车辆自燃的南京公交车当时的女司机介绍说，她当时先要放掉控制车门的气压，然后再怎么怎么，这些措施根本不实用。一个，在紧急情况下，根本没有时间做这种操作；二，如果没有专业人员，普通乘客根本就不知道这种操作。公交车门窗改进方案：
1、车窗全封闭，有必要改装成可推拉式车窗！
密闭式车窗要求车窗附近要配备安全锤，但安全锤失窃现象非常严重，对空调车车窗实施改造，最好将原有的固定式车窗改造为2至6个内置推拉式车窗，以适应紧急状态下乘客疏散需要。虽然窗口通过面积有所减少，但是根据我们的实验，一般情况下，成人用肘部撞击就可以打碎推拉式玻璃窗。
2、有些车门不能正常打开，有必要检查修理！
公交车必须有在紧急情况下，有类似于民航飞机上逃生安全门那样的设计，让乘客可以很快打开车门，在最短的时候内逃生的设计。而且很重要：这种逃生门不应该只有上下客的车门有，在车辆的另一侧也应该安排两个逃生门。公交车安全门
飞机的安全门
3、车内救生锤形同虚设，有必要按标准配齐！
按照原车辆的标准，每台车都将配齐8个消防锤。在消防锤后面加一条软钢丝，或者加一条链子，固定在车身上。长度既不影响救生时，需要砸碎相邻车窗玻璃的长度。又能防盗。若钢丝或链子长度过长，可以盘好用尼龙卡固定，既方便取用，又不影响美观。（如图）。四、一些栏杆扶手安装不恰当，应该撤除
所以说，车辆本身的安全配置，在城市公交车中是应该被认真考虑的问题，而这一点是怎么被我们的有关部门去思考的呢？乘客逃生是中国国内目前使用的所有公交车辆的一个通病。公交车在变大，核定载客人数在增加，几年前，当北京出现公交车的航母时我们曾经高兴与激动过，但安全的因素谁想过呢？希望通过这次事件，我们的公交车生产标准能把人的安全因素考虑得更多，特别是逃生装置的设计，希望有更多的逃命的保
三、座椅
公交车座椅分为驾驶员座椅和乘客座椅
驾驶员座椅是现有公交车辆最应该改进的部分，因为现有驾驶员座椅只是满足简单的坐的功能，长时间连续驾驶时驾驶员腰部很容易疲劳，多年驾驶公交的驾驶员很多因腰椎、胸椎得不到有效的支撑而患有程度不同的职业病。座椅设计的原则就是保证驾驶员在长时间驾驶过程中能够感到舒适，减少职业病和安全事故发生的概率。在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。根据人因工程研究的结果，根据人体数模结果，可得到高靠背椅的参数范围：靠背倾角（与水平面）范围为95°～110°，高度应达到肩部，范围为52～56 cm，宽度约为48 cm，且靠背角度、座椅高度均可调节，以满足不同身高驾驶员操作的需求。值得注意的是，不要一味考虑舒适而将座椅倾角随意加大，由于公交车车身高大，过大的靠背倾角将产生视野盲区，导致驾驶员看不见较低位置的路况和车况。
汽车总布置中提出的性能要求，如乘坐舒适性、视野性、操纵方便性、手伸及性、上下车方便性等，都是以人为中心提出的。而决定人的关键基准是H 点。由此可见，H 点在汽车布置中占有极重要的位置。H点的选取直接影响汽车的总体布置性能，是确定与驾驶员操作方便、乘坐舒适等相关的车内尺寸的基准。在我国，由于没有合适的人体数据及工具且缺乏设计经验，若要进行人体工程设计则只能借助于美国SAE 的方法和工具。但这种方法也有一定的缺点：
1、推荐的 H点位置的考虑因素是人体坐姿舒适性，考虑的因素单一。
2、推荐的H点位置是依据SAE公布的人体数据给出的，不适用于中国人体。
根据 A、B 两类汽车的适宜座椅位置计算公式即驾驶员H点离拇指基准点的水平距离X
其中应该注意的是：
1、A、B两类汽车是根据 H点高度和方向盘的直径来划分的
2、计算公式中未体现X 与方向盘尺寸的函数关系，然而汽车方向盘的大小是制约座椅设计的重要因素。
3、如果 H点设计高度Z=404mm 此时应该采用 A类汽车的计算公式，可得出H点距拇指基准点的水平距离为X=790mm如果 Z=405mm则应该采用B类汽车的计算公式，可得出H点距拇指基准点的水平距离为X=618mm，两个计算结果相差172mm，是高度差1mm的172倍。故可以说明此算法存在一定的缺陷。确定H点位置的行之有效的方法还有待进一步解决。
公交车驾驶员较小型汽车驾驶员的施力要大，受反作用力也就相对要大。如果不能保证力的有效传递，则驾驶员很易受到身体损伤。传统的座椅设计并没有考虑这个环节，如果H点的高度选取偏大，则X值较小，此时拇指基准点，膝关节点连线的延长线与座椅靠背的交点位于肩靠点之上，导致踩踏板时发挥不了肩靠的作用。
出于人机工程学的考虑，必须保证拇指基准点、膝关节点、坐椅靠背的肩靠点三点共线。乘客座椅
现有公交车乘客的座椅在腰部几乎没有设计。导致乘客在乘坐公交车时总有不舒适的感觉。应从人体坐姿舒适性入手来设计。最舒适的坐姿是臀部稍离背向前移，使上体略向后倾斜，保持体腿夹角在 90°~115°之间，小腿向前伸，大腿和小腿，小腿和脚面之间也有合适的夹角，如图所示。
乘客保持坐姿时，座椅各部位的受力合理分布
另外座椅的设计还应该保证乘客有良好的体压分布，在靠背上的体压分布：靠背上的体压分布应当是腰靠部位最高。所以设计座椅靠背时应保证腰靠区能为人体提供舒适的支撑，以减轻腰部疲劳。座垫上的压力分布应当是坐骨结节处最大，由此向外逐渐减小，直至与座垫前缘接触的大腿下平面压力最小，所以设计座椅座垫时，应保证坐骨下面的座面近似水平，使人体重量的大部分集中在坐骨结节处，达到最佳体压分布，减轻臀部疲劳。乘坐舒适性是一个系统的概念，座椅只是其中的一个环节，要达到很好的乘坐舒适性，还必须依靠舒适的底盘和舒适的车内布置等。另外座椅在颜色、造型等方面应满足整体式内饰的特点，应与乘客区内其他部分同时设计以达到浑然一体的效果。
乘客座椅设计：
在具体的设计原则和参数上同驾驶员座椅类似，但椅背倾斜度可稍小些。一方面，公交车乘客的乘坐时间相对较短，无需较大的倾角来倚靠休息；另一方面，较大的倾角势必造成前后座椅之间的距离增加，从而大大减少车厢内座椅的数量。另外，椅背和坐板边缘宜采用圆弧设计，尽量不要出现棱角，以免在紧急制动过程中导致乘客特别是站立乘客划伤
由于公交车底盘较低，使得车轮正上方形成较大的凸起，因此，车轮正上方的座椅可以适当加以调整，以方便乘客放脚。在宽大的车身中部，可以设置一竖排形同火车卧铺车厢座椅的可收缩座椅，面向车门，当乘客较少且有大件物品时，座椅就可以收缩起来，以方便存放物品，当乘客较多时，可将座椅放下，供乘客乘坐。而且这些地方可以照顾坐轮椅的残疾人。
四、其他方面的改进与设计
1、造型
有些造型师试图在公交车的外观造型设计上仿效高档旅游客车，过分追求流线外型，这不仅会增加制造成本，而且也是不必要的。主要原因是公交车运行速度较低“空气阻力相对较小。另外过大的前风窗后倾角不仅没有必要，还会减小车内空间。由于公交车地板高度较低” 所以侧窗下沿也较低" 侧窗高度较大，可以扩大乘客的视野。（侧窗上下沿高度可从满足乘客视野舒适性的要求加以确定）为了让驾驶员更好地观察站台乘客，特别是小孩情况，尽可能地消除盲区，乘客门玻璃几乎需要上下贯通。
2、外饰
公交车外饰是最能给人视觉冲击的，最能体现人性化。独特、美观的外饰图案现已成为用户的一个重要追求目标。公交车的色调设计应从城市自身特点出发，在城市整体规划的基础上设计出公交车的主要线路色调。例如北京、西安等城市的公交车是按照东西南北四个方向设计不同颜色的，上海是根据商业区，经济区等划分的。郑州的公交也应该有自己的特色。另外，需要注意的是，车尾最好无广告，即使有也应采用一些色彩不太鲜艳，或者不太吸引眼球的广告以免分散后方车辆驾驶员的注意力。
3、驾驶区设计
公交车驾驶室是一个典型的人—机—环境系统的交互界面，是驾驶员与汽车之间进行信息传递的通道。在此区域内，驾驶员通常必须长时间全神贯注的工作。在驾驶室中常会出现使驾驶员分心的事，特别是由于公交车的特殊性，驾驶员需久坐于驾驶室并且往返于同一条线路，极易产生疲劳和烦躁的情绪。为此，驾驶室中各种操纵器必须放在驾驶员能触及的范围内，并且容易识别，使用方便、轻巧。而显示器必须能使各种身材的人在任何时刻都能看得见。分布在地板上的各种踏板，不用眼即可找到并识别。座椅的设计，驾驶员的视野范围是否符合人机工程学原理等诸多因素都将直接关系到驾驶员的舒适、健康和安全，也就间接影响到乘客的安全。
4、乘客区设计 公交车乘客区是公交车的主体，是移动着的休息室，是乘客暂时休憩的场所，内部设置应体现人、车、环境的协调，美观大方，具有时代气息。地板和车门踏步的高度要尽可能低，以满足乘客安全、方便、快捷上下车的要求。另外乘客座椅、座椅布局、横梁、玻璃窗等的设计也是保证乘客舒适性和安全性的重要一环。
5、后视镜
后视镜是驾驶员观察次数最多的汽车部件，它充当着驾驶员“后眼”的角色；然而，现在很多公交车的后视镜设计并不合理，特别是远离驾驶员一方的后视镜。据调查，大部分驾驶员都需要将身体调整一定的角度（根据身高）才能不受右A柱的影响。虽然现在不少公交车都安装了电子摄像头，辅助驾驶员更好地观察后门乘客上下车的情况，但不少驾驶员还是习惯性地借助后视镜来判断。更重要的是，右后视镜是驾驶员观察进出站、乘客上下车情况及后面来车情况（公交车速度较慢，容易被超车）的主要工具，同时也是公交车及时避让它车超车、并线的工具。因此，后视镜的角度和大小应根据驾驶员的身体数据及驾驶习惯确定。由于公交车车身宽大，右后视镜应选用变弧度大面积的镜片，同时，应在仪表盘附近安装机械或者电子装置，使驾驶员在座位上就能够调节右后视镜的角度，方便不同驾驶员操作。另外，遇到下雨时，后视镜常常会被雨淋得很模糊，导致驾驶员只能看到后车的大致轮廓，且不易分清远近，造成一定的安全隐患。因此，在设计之初就应考虑这一情况，对于中低档公交车，可为其后视镜安装一个雨挡，材料和具体参数因车型而异，对于高档公交车，可使用 加热装置，通过加热将后视镜的水气蒸发掉，这种方式较前者有效，但成本较高。
6、空调
现在的公交车一般将空调通风口设计在乘客座椅的正上方，空调一旦开放，冷空气将直接吹向乘客的头部，时间一长，难免引起头部不适。若将通风口进行调整，势必会对周围的乘客产生影响。因此，可将通风口设计为面对中间过道，且开口可在水平面内360°调节。
7、一些小件的安放
随车的一些清扫工具如扫帚、拖把、垃圾箱在车内没有固定的存放()位置，特别是垃圾箱，在车身摇晃的时候会移动。其实，可在车内使用率很低的区域如靠近后门的座椅下部（无后排乘客），根据常用工具的尺寸单独设计储物仓及垃圾箱固定装置。
（四）总结
这次的项目，我们团队进行的详细的讨论及具体的分工，并查阅和参考了很多资料，共同完成了这篇项目报告。关于公交车改进的问题，只要我们留心去观察、去思考，还会发现很多。不仅公交车，生活中的其他物体都是一样的道理。以人为本，科学设计，才能使机器更好地为我们服务，更好的方便生活。善于思考，大胆创新，学为所用，并用之于实践中去，才是我们学习的目的。
安全人机工程学
研究人、机械、环境三者之间的相互关系�探讨如何使机械、环境符合人的形态学、
生理学、心理学方面的特性�使人一机械一环境相经协调�以求达到人的能力与作业活动要 求相适应�创造舒适、高效、安全的劳动条件的学科。安全人机工程学侧重于人和机的安全、 减少差错、缓解疲劳等课题的研究。
人机工程学在欧洲是以劳动科学为基础发展起来的�英国有欧洲开展人机学研究最早 的国家�于1950 年成立了英国人机学研究会�1957年创办会刊《Ergonomics》。美国于 1957年成立人类因素工程学会�同时发行了会刊。日本于 1963 年成立日本人间工学研究 会。苏联、德国、法国、荷兰、瑞典、丹麦、芬兰、澳大利亚等国也先后开展了人机工程学 的研究。1960年成立国际人机学协会。我国进入 80年代以后�也开始人机工程学的研究。
关于人机工程学的研究命名�各国有所不同�侧重点也各不相同。欧洲称作 Ergonomics�人机学��美国称作HumanEngineering�人类工程学�和 HumanFactors Engineering �人类因素工程学��日本称为人间工学�目前普遍采用的是Ergonomics� 我国曾译为人类工效学�人机工程学、人机学等。
安全人机工程学研空的内容大体包括�
1� 研究人机之间分工及其相互适应问题。分工要根据两者各自特征�发挥各自的优势� 达到高效、安全、舒适、健康的目的。
2� 研究信息传递过程。人与机器在操作过程中要不断传递信息�因此�机器上各种显示 器、控制器要设计得适合于人使用。
3�研究作业环境�创造安全的条件。生产场所有各种各样的环境条件�例如高温、高湿、 振动、噪声、空气中的有害物质、工作地的状况等。这些因素�都会影响人的健康。安全人 机工程学研究的目标�是要将这些因素控制在规定的标准范围之内�使环境条件符合人的生 理和心理要求�从而使操作者感到舒适和安全。
4�研究安全装置。许多设备都有“危区”�若无安全装置、屏障、隔板、外壳、将危区与人 体隔开�便可能对人产生伤害。因此�设计可靠的安全装置�是安全人机工程学的任务。
5�选择合适的操作者。人的个体差异�使操作者对工作的适应程度不同。在人事安排上� 要研究人机关系的协调性�人适其职�才有利于安全生产。
6�研究生产过程中�操作者疲劳的特点以及减轻疲劳和紧张度的措施。
7�研究人机系统的可靠性�保证人机系统的安全。研究事故的预防和危险情况的控制。
安全人机工程学的研究方法主要有调查法、实验法和模拟法。
人机工程学
人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识�研究组成人机系统的机器和
人的相互关系�以提高整个系统工效的新兴边缘科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力�以及人受机器、作业和环 境条件的限制。人机工程学还研究人的训练�人机系统设计和开发�以及同人机系统有关 的生物学或医学问题。对于这些研究�在北美称为人因工程学或人机工程学�苏联称为工程 心理学�欧洲�日本和其他国家称为工效学。
人开始使用机器就构成了人机系统。第二次世界大战期间�人们认识到对制造出来的各 种高效能的新式机器和机器系统（生产、运输、通信、武器和航空飞行器等）进行操纵和控制 时�整体系统的工作效率在很多情况下是由其中人的活动来决定的。如雷达运行时�要求操 纵人员接收和分辨出显示器上显示的各种信息�根据这些信息在很短时间内作出决策和进行 操作。若雷达设备的全部潜力没有发挥出来�至少部分原因是操纵人员不能掌握这个电子设 备的复杂操作。
经验和教训提醒人们�有时飞机弄错方向坠毁�***误中友船�就是因为设计时没有考 虑人的各种长处和短处。电子计算机发展的初期�计算机运算速度很快�输入数据、编制程 序和打印结果很慢�机器经常处于空闲状态�也是因为没有考虑和研究人机接口系统和人机 功能分配等因素引起的。
人的能力和机器的潜力很好地配合�能提高管理和控制效率。随着机械化、自动化和电 子化的高度发展�人的因素在生产中的影响越来越大�人机协调问题也就越来越显得重要� 人机工程学就是在这样的背景下创立和发展起来的。
在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官（视、听、触、 嗅、味）接收来自机器的信息�了解其意义并予以解释�或先进行计算�再把结果与过去的 经验和策略进行比较�然后作出决策。
作出决策后�人通过控制器官（手、脚等）去操纵机器的操纵器�如开关、按钮、操纵杆、 操纵盘、光笔或呼口令等�来改变机器的运转情况。机器随即发出新的信息�如此重复不断。 人机系统不是孤立存在的�而是存在于某种环境之中。环境特性影响人的效率和行为。环境 因素包括温度、湿度、噪声、照明、加速、振动、污染和失重等。
设计人机系统时�要把人和机器作为一个整体来考虑�合理地或最优地分配人和机器的 功能�保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系统分析和系统综 合的方法进行设计。一个简单系统�如一位操纵人员和一台机器构成的单参数跟踪系统�操 纵人员被看作是系统中一个元件�可用定量方法�即用传递函数或其他数学方法近似表达操 纵人员的动态特性�建立操纵人员的准线性数学模型�用控制理论方法对操纵人员的传递函 数�和机器的传递函数进行综合�便可得到调节品质合乎要求的稳定的人机跟踪系统。
建立人机系统�必须考虑以下五个方面�人员选择训练（包括训练设备）、设备设计、操作 程序和环境。建立复杂的人机系统�除了这五个方面外�还要考虑人机系统的系统性能、人 和机器的特性等�采用系统科学或信息科学的方法来设计和分析�然后进行系统试验�检查 系统性能和操纵人员操纵的难易程度。
一般说来�人机系统要反复试验和使用才能逐渐完善。人机系统中�操纵人员是人机系 统中的主体�设计和运用人机系统时应当充分发挥人在人机系统中的能动和主导作用。设计 人员要和操纵人员密切配合�使人机系统达到要求的性能和指标�同时保证操纵人员操纵简
便。安全舒适和提高系统工效。
人机工程学是一门年轻的科学。人机系统中人的特性、能力和限制已经有大量测试数据 可查。从系统分析角度研究人机系统�在原有设备基本不变的情况下�由于考虑了人的动态 特性而进行系统分析�再适当改动设备�就能显著提高工效。如手动控制系统�即操纵人员 直接参与的用手连续控制的系统�在飞机、火炮、雷达、汽车、舰船和航天飞机等方面已广 泛应用�在工业生产中也得到广泛应用。
人机接口系统�即人和计算机之间相互作用的系统�已是电子计算机发展的必不可少的 重要组成部分。人机接口系统不仅在硬件上�而且在软件上也取得了进展-特别是在人机对 话（或人机通信）方面�已研究出许多高级语言�正在研究采用自然语言进行人机对话�加快 人机对话的速度�提高通信效果�发挥计算机的潜力。
人机接口系统中人承担越来越多的功能�操纵人员执行许多操作�进行人机对话�处理 大量信息�作出各种决策。指挥控制通信系统是一种多操纵人员、多台机器的复杂的人机系 统。即使是一个非常简单的设备�在操纵人员的问题上也会产生常规工程实践无法解决的问 题。因此人机工程学具有重要的应用价值。
人机工程学的应用领域有电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、 汽车、航空、航海 、现代化医院、环境保护、教育等�人机工程学甚至可用于大规模社会 系统。
汽车座椅设计
一．舒适驾驶首要在于座椅设计
通过对汽车座椅设计中的人机因素即尺度、形态、功能、色彩四方面的具体分析，人机工程学在汽车座椅设计中的作用主要体现在以下几方面：
1、为确定汽车车空间范围提供依据。
2、为设计汽车座椅提供依据。
3、为确定感觉器官的适应能力提供依据。 二．人（驾驶员）坐姿生理特性分析
1、坐姿脊柱形状
人坐着时，身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承，脊柱是构成人体的中轴，位于人体背部中央。只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态，才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，防止驾驶疲劳发生。 2.坐姿体压分布
当座椅上的人处于坐姿状态时，人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布。坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。
（1）坐垫上的体压分布
（2）靠背上的体压分布
靠背上的体压分布也以不均匀分布，压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。从这两个部位向外，压力应逐步降低。
图1 坐姿时坐垫上的体压分布
图2 坐姿时靠背上的体压分布
3、人体对车内震动，微气候的反应
（1）人体对震动的反应
驾驶员坐在行使中的汽车上所承受的振动属于全身振动的范畴。外界振动传入人体时所引起的增大或减弱效应与身体在振动系统中的姿势有关，一般来说，坐姿工作时，由于人腿的减振作用大大降低，抗振性要比站姿工作时差，特别是脊柱和胃部受到振动的损害，因此坐姿作业者容易产生脊柱损伤和胃病这两种职业病。
振动对驾驶员操作的影响主要表现为视觉作业效率的下降和操作动作准确性变差。另外人体在振动环境中会加速疲劳过程。当振动环境中的振动特性处于人体神经系统的敏感区域时，这种刺激频繁传入大脑皮质，引起大脑皮质细胞兴奋。当达到一定限度时，皮质细胞的工作强度将减弱，人就会感到疲劳，工作效率明显下降。
（2）环境变化对人的影响
驾驶员在驾驶状态下的舒适温度为18℃～23℃，舒适湿度为40%～60%，代谢量为1.0～2.0met。座椅对人体热环境的主要影响因素有：座椅表面的温度和湿度。座椅表面的温湿度特性将影响人体背部、臀部、下体等部位的散热性能及皮肤的呼吸功能，当其温湿度特性与人体生理机能不适应时将引起人体局部不快感，从而促使人体疲劳的形成。
三．汽车座椅的人机工程设计
汽车驾驶座椅的人机工程学分析，安全舒适的汽车驾驶座椅的设计必须满足以下要求：意识坐姿舒适性（静态舒适性）；二是振动舒适性（动态舒适性）；三是操作舒适性；四是安全性（包括主动安全性及被动安全性两个方面）。
1、座椅结构的设计:驾驶座椅结构设计的研究把注意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上，寻求最佳的座椅结构形式、尺寸、轮廓形状及材料选择。 （1）座椅结构设计
①座垫设计：座垫应坚实平坦。过于松软的椅面，使臀部与大腿的肌肉受压面积增大，不仅增加了躯干的不稳定性，而且不易改变坐姿，容易产生疲劳。
②靠背设计：在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支撑，即就是人体背部和腰部的合理支撑。。
（2）座椅材料选择
考虑2个方面：①振动舒适性以及座椅对人体热环境的主要影响。座椅材料是座椅的主要减振元件，必采用合适的座垫和靠背减振材料。 ②根据驾驶室的微气候环境，调整座椅表面的湿温度特性，可以适当调节人体代谢，达到减轻疲劳的目的。 2.座椅舒适性设计
长时间地承受高强度的全身振动对于人体健康的损害是相当严重的。主要是腰脊和相关的神经系统会受到影响。通常认为环境因素，如身体姿势、低温及气流会引起肌肉疼痛。 （1）座椅舒适度的指标
根据人机工程学原理，设计中应遵循以下原则：①座椅尺寸应与人体测量尺寸相适宜；②座椅应可调节，能使乘坐者变换姿势，并最大范围满足各类人体的乘坐要求；③座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑，使脊柱接近于正常弯曲状态。
（2）座椅舒适度的影响因素 ①座椅的几何尺寸②座椅的腰托③座椅的调节特性④压力分布
注：腰托的安装位置在座椅靠背结构设计中十分重要。乘员正常入座时，人体身躯与大腿的连接点—胯点(hip point)简称H点，H点的位置是决定驾驶员操作方便、乘坐舒适性相关的车内尺寸的基准。 （3）座椅舒适度的研究方法
建立定量模型，预测座椅的不舒适性能消除座椅不舒适性，模型有3种：利用模糊理论建立的模型、线性模型和神经网络模型。 3.座椅空间位置设计
座椅空间位置设计就是为了达到操作舒适性的目标，而进行驾驶室座椅空间位置设计以确保驾驶员有良好的视野，同时对汽车转向盘、脚踏板等操作部件有恰当的操作要求距离，以达到操作舒适性的最终目的。 4. 座椅安全性设计
主要包括以下几个方面:座椅强度的设计、座椅结构型式的设计、靠背的设计、坐垫的设计、头枕的设计。 （1） 座椅强度的设计
座椅强度的设计是安全性设计的首要内容。汽车行驶中，座椅要承受复杂的载荷。汽车座椅 必须有足够的强度，以确保座椅上的人所受的伤害最小；座椅的寿命应足够长，不致过早变形或损坏；受冲击载荷作用时，座椅不应发生断裂、严重变形等损坏现象。所以设计座椅时必须对汽车座椅的强度进行计算，尽量以最少的材料、最小的质量满足强度要求。 （2） 座椅结构型式的设计
座椅整体结构的安全性设计应考虑其对其他约束系统效能的影响及与其他约束系统之间的连接方式等。 （3） 靠背的设计
靠背的安全性设计应考虑靠背的强度、倾角、基本尺寸及其形状。靠背的强度设计不但应该在“追尾”等后部碰撞时给乘员提供良好的保护，而且也要考虑侧碰时对乘员的保护。而靠背倾角、基本尺寸及其形状对尾部碰撞的严重程度有很大影响。
（4） 坐垫的设计
坐垫一般不会造成对乘员的直接冲击伤害，但坐垫的结构可以影响到乘员运动过程约束力加到乘员身体上的方式及外部载荷（加速度、力等）的绝对值大小。坐垫深度设计的原则是在充分利用靠背的情况下，使臀部得到合理的支撑。坐垫深度不应该超过人的大腿长度。
（5） 头枕的设计
头枕是一种用以限制乘员头部相对于躯干向后移位的弹性装置，其作用是在发生碰撞时，减轻乘员颈椎可能受到的损伤。尤其是在汽车受到追尾碰撞时，可抑制乘员头部后倾，防止或减轻颈部损伤。现多采用模拟计算和试验验证相结合的研究方法。