安全人機工程學
研究人、機械、環境三者之間的相互關係�探討如何使機械、環境符合人的形態學、
生理學、心理學方面的特性�使人一機械一環境相經協調�以求達到人的能力與作業活動要 求相適應�創造舒適、高效、安全的勞動條件的學科。安全人機工程學側重於人和機的安全、減少差錯、緩解疲勞等課題的研究。
人機工程學在歐洲是以勞動科學為基礎發展起來的�英國有歐洲開展人機學研究最早 的國家�於1950 年成立了英國人機學研究會�1957年創辦會刊《Ergonomics》。美國於 1957年成立人類因素工程學會�同時發行了會刊。日本於 1963 年成立日本人間工學研究 會。蘇聯、德國、法國、荷蘭、瑞典、丹麥、芬蘭、澳大利亞等國也先後開展了人機工程學 的研究。1960年成立國際人機學協會。我國進入 80年代以後�也開始人機工程學的研究。
關於人機工程學的研究命名�各國有所不同�側重點也各不相同。歐洲稱作 Ergonomics�人機學��美國稱作HumanEngineering�人類工程學�和 HumanFactors Engineering �人類因素工程學��日本稱為人間工學�目前普遍採用的是Ergonomics� 我國曾譯為人類工效學�人機工程學、人機學等。
安全人機工程學研空的內容大體包括�
1� 研究人機之間分工及其相互適應問題。分工要根據兩者各自特徵�發揮各自的優勢� 達到高效、安全、舒適、健康的目的。
2� 研究信息傳遞過程。人與機器在操作過程中要不斷傳遞信息�因此�機器上各種顯示 器、控制器要設計得適合於人使用。
3�研究作業環境�創造安全的條件。生產場所有各種各樣的環境條件�例如高温、高濕、振動、噪聲、空氣中的有害物質、工作地的狀況等。這些因素�都會影響人的健康。安全人 機工程學研究的目標�是要將這些因素控制在規定的標準範圍之內�使環境條件符合人的生 理和心理要求�從而使操作者感到舒適和安全。
4�研究安全裝置。許多設備都有“危區”�若無安全裝置、屏障、隔板、外殼、將危區與人 體隔開�便可能對人產生傷害。因此�設計可靠的安全裝置�是安全人機工程學的任務。
5�選擇合適的操作者。人的個體差異�使操作者對工作的適應程度不同。在人事安排上� 要研究人機關係的協調性�人適其職�才有利於安全生產。
6�研究生產過程中�操作者疲勞的特點以及減輕疲勞和緊張度的措施。
7�研究人機系統的可靠性�保證人機系統的安全。研究事故的預防和危險情況的控制。
安全人機工程學的研究方法主要有調查法、實驗法和模擬法。
人機工程學
人機工程學是運用生理學、心理學和醫學等有關科學知識�研究組成人機系統的機器和
人的相互關係�以提高整個系統工效的新興邊緣科學。
人機工程學研究在設計人機系統時如何考慮人的特性和能力�以及人受機器、作業和環 境條件的限制。人機工程學還研究人的訓練�人機系統設計和開發�以及同人機系統有關 的生物學或醫學問題。對於這些研究�在北美稱為人因工程學或人機工程學�蘇聯稱為工程 心理學�歐洲�日本和其他國家稱為工效學。
人開始使用機器就構成了人機系統。第二次世界大戰期間�人們認識到對製造出來的各 種高效能的新式機器和機器系統（生產、運輸、通信、武器和航空飛行器等）進行操縱和控制 時�整體系統的工作效率在很多情況下是由其中人的活動來決定的。如雷達運行時�要求操 縱人員接收和分辨出顯示器上顯示的各種信息�根據這些信息在很短時間內作出決策和進行 操作。若雷達設備的全部潛力沒有發揮出來�至少部分原因是操縱人員不能掌握這個電子設 備的複雜操作。
經驗和教訓提醒人們�有時飛機弄錯方向墜毀�炸彈誤中友船�就是因為設計時沒有考 慮人的各種長處和短處。電子計算機發展的初期�計算機運算速度很快�輸入數據、編制程 序和打印結果很慢�機器經常處於空閒狀態�也是因為沒有考慮和研究人機接口系統和人機 功能分配等因素引起的。
人的能力和機器的潛力很好地配合�能提高管理和控制效率。隨着機械化、自動化和電 子化的高度發展�人的因素在生產中的影響越來越大�人機協調問題也就越來越顯得重要� 人機工程學就是在這樣的背景下創立和發展起來的。
在人機系統中操縱人員被看作系統中的一個元件。操作人員通過感覺器官（視、聽、觸、嗅、味）接收來自機器的信息�瞭解其意義並予以解釋�或先進行計算�再把結果與過去的 經驗和策略進行比較�然後作出決策。
作出決策後�人通過控制器官（手、腳等）去操縱機器的操縱器�如開關、按鈕、操縱桿、操縱盤、光筆或呼口令等�來改變機器的運轉情況。機器隨即發出新的信息�如此重複不斷。 人機系統不是孤立存在的�而是存在於某種環境之中。環境特性影響人的效率和行為。環境 因素包括温度、濕度、噪聲、照明、加速、振動、污染和失重等。
設計人機系統時�要把人和機器作為一個整體來考慮�合理地或最優地分配人和機器的 功能�保證系統在環境變動下達到要求的目標。有些人機系統能用定量的系統分析和系統綜 合的方法進行設計。一個簡單系統�如一位操縱人員和一台機器構成的單參數跟蹤系統�操 縱人員被看作是系統中一個元件�可用定量方法�即用傳遞函數或其他數學方法近似表達操 縱人員的動態特性�建立操縱人員的準線性數學模型�用控制理論方法對操縱人員的傳遞函 數�和機器的傳遞函數進行綜合�便可得到調節品質合乎要求的穩定的人機跟蹤系統。
建立人機系統�必須考慮以下五個方面�人員選擇訓練（包括訓練設備）、設備設計、操作 程序和環境。建立複雜的人機系統�除了這五個方面外�還要考慮人機系統的系統性能、人 和機器的特性等�採用系統科學或信息科學的方法來設計和分析�然後進行系統試驗�檢查 系統性能和操縱人員操縱的難易程度。
一般説來�人機系統要反覆試驗和使用才能逐漸完善。人機系統中�操縱人員是人機系 統中的主體�設計和運用人機系統時應當充分發揮人在人機系統中的能動和主導作用。設計 人員要和操縱人員密切配合�使人機系統達到要求的性能和指標�同時保證操縱人員操縱簡
便。安全舒適和提高系統工效。
人機工程學是一門年輕的科學。人機系統中人的特性、能力和限制已經有大量測試數據 可查。從系統分析角度研究人機系統�在原有設備基本不變的情況下�由於考慮了人的動態 特性而進行系統分析�再適當改動設備�就能顯著提高工效。如手動控制系統�即操縱人員 直接參與的用手連續控制的系統�在飛機、火炮、雷達、汽車、艦船和航天飛機等方面已廣 泛應用�在工業生產中也得到廣泛應用。
人機接口系統�即人和計算機之間相互作用的系統�已是電子計算機發展的必不可少的 重要組成部分。人機接口系統不僅在硬件上�而且在軟件上也取得了進展-特別是在人機對 話（或人機通信）方面�已研究出許多高級語言�正在研究採用自然語言進行人機對話�加快 人機對話的速度�提高通信效果�發揮計算機的潛力。
人機接口系統中人承擔越來越多的功能�操縱人員執行許多操作�進行人機對話�處理 大量信息�作出各種決策。指揮控制通信系統是一種多操縱人員、多台機器的複雜的人機系 統。即使是一個非常簡單的設備�在操縱人員的問題上也會產生常規工程實踐無法解決的問 題。因此人機工程學具有重要的應用價值。
人機工程學的應用領域有電話、電傳、計算機控制枱、數據處理系統、高速公路信號、汽車、航空、航海 、現代化醫院、環境保護、教育等�人機工程學甚至可用於大規模社會 系統。
人機工程學論文
一、對傳統概念的質疑
人機工程學的目的是“機宜人，人適機”，但我卻想對這個目的提出質疑，首先從這個目的出現背景來看，是因為出現了人類在操作機器時出現了問題，且問題是因為出於統計學上的工作效率低下而引起利益體的質疑從而發現出現的問題在於機器不適於人類操作。
從人機工程學的概念中我們可以很顯然的看到是以人類為中心提出的，這可能與歐美的人本主義價值觀有關。但是將定義的中心歸結到人身上會導致對於人的看法固化，將人當成“本質”般的存在，類似於柏拉圖的理念或者黑格爾的絕對精神，但都有着不可改變這一特性，所以我們在解決實際中的設計問題時，很難將人視為是會變化的個體，無論從行為角度還是心理角度，這樣做會使我們的在進行設計前的預想方案總是對於人這個“絕對主體”只思考接下來一到兩步的行為或心理範疇，偶爾也有會考慮到人類與產品之間的互動，比如交互設計，但我目前所見的交互設計的一些方案主要是體驗，而且對於人們使用產品的過程的描述也比較片面，只集中描述某些新奇的想法，事實上所描述的行為與心理的活動還是很少，可以説仍然沒有把對人類的認識從靜態轉向動態。
近年來的手機等電子產品的發展我比較感興趣，因為電子產品結構與功能的複雜性決定了它的設計者必須要對日後用户的使用作出預測，但事實上如果從手機（這裏以手機為例）的發展來看，我們的主要目的仍然是為了讓用户使用起來更舒服或者看起來更漂亮，對於人類的認識仍然沒有改變，雖然在用户使用產品的模擬中產生了一些行為或心理的改變，但在認識的不足與商業利益的共同約束下，對於手機的界面與功能的設計仍然不能讓我滿意。讓我不能滿意的原因是我們年輕一代的生活現狀，儘管他們在使用手機會感覺到很舒服，但是他們在對於手機的消費選擇與使用時間的規劃上讓人不能恭維。他們用着自己對其的結構與原理都毫不知情的機器在幹一些自己同樣説不出理由的事，當新款手機問世時，他們又毫不猶豫地將舊的拋棄轉而使用新的，儘管所做的事的性質與以前沒有什麼區別。
通過以上的説明，我想説的是這樣的手機滿足“機宜人，人適機”的概念嗎，我想應該是滿足的，因為毫無疑問，它可以打發它的主人的無聊的時間，雖然所做的事意義不明，但它可以使人感到“舒服”。那麼我想問了，這樣的產品真的是我們想要的嗎？我想任何一個有社會責任感的人都不會贊同。那難道説我們的定義錯了嗎？這個問題很有意思，因為無論回答“對”或“錯”，都等於你承認了這個問題是可以判斷對錯的。但是什麼是對錯呢？我們在這個問題上沒有明確的標準（我指的是常識中，邏輯學中有着儘管看起來正確卻會引人深思的規則）。我在這裏就這個問題而言，對或錯總是可以依據我們的目的來判斷的，就如同最前面所説，這個定義是因為發現了效率低下的問題，然後提出了機器應該更適合操作的想法，改進後效率確實提高了，所以歸納出了這麼一個定義。那麼從這個步驟來看，這個定義是對於兩件事之間的因果概括，儘管我們在其中仍有很多東西沒有搞清（比如人類認知或行為的生理基礎），但是在以上的過程中已經足夠總結出模糊的關係，即我們的機器需要更加適合人們操作，這樣才能提高效率（後來在定義中改成了使人感到舒服進而由此擴展到滿足人類需求）。於是我們的設計理論家在對設計實踐進行考察時就可以得出產品應該滿足“機宜人，人適機”的要求。
然後讓我們來仔細考察一下人機工程學中的要點。首先是生理上的，這裏以人體測量為主，我們對於人的各種尺寸進行了測量，當然也包括使用某些產品時的行為變化所產生的尺寸變化，這裏我想提出的問題是這個限制似乎將生理從心理上完全割裂了開來，也就是説這裏存在的心理變化被忽略了，比如説一個書架，我們的測量人員將人的手所能觸及的極限辛苦地測量了出來，然後他因為完美地完成了工作（他的目的正是完成尺寸測繪）而感到驕傲和滿足，隨後將數據交給了設計師，設計師或者用理性的直線或者用優雅的曲線將書架用圖形表現出來，然後書架被交付廠家生產最後銷售，最後到達顧客的手上。心理方面的因素我們先不討論，首先來看一看關於測量，我們的設計師將數據應用到了書架的造型設計上，然後推測我們的用户在日後的使用中可以隨時的拿到他想要的書或其它物品（這就是我説的“絕對的人”的預想概念，在我們的認知中，已經抽象出了“拿書”這一形式，並將其用於我們的設計中而不管這個行為的具體表現以及發生原因和所導致的後果），就如設計師所想的那樣，我們的用户可以很輕鬆地拿到他想要的東西。但是我們又追問過我們為什麼要拿書嗎？在哪種情況下會使用書架？拿了東西以後又要做什麼？似乎我們不會考慮這些問題，因為將繁雜的數據融入設計以及塑造一個漂亮時尚的形態已經夠費力了，而且教科書上不也是這麼要求的嗎？我們的先人們不也是通過一系列實踐從而得出了設計所該做的事嗎？關於我們先人的問題很有意義，因為我們這個時代的人總會在潛意識中把這個時代當成是比較完善的時代，也許是出於希望，也許是出於生活在這個時代，但我們是很難將歷史與未來與現代當成等同的時代。我們比起懷疑做的更多的是確定（因為實際生活中比起前者更需要後者），所以我們想要取得進步很難。
繼續書架的話題。剛才我們談到設計師認為問題已經被解決，因為從剛才關於使用的關係中可以很明顯地看出我們已經滿足了人對書架所能要求的大部分。但是這個結論來的太突然，就像前面關於手機的敍述，我們的年輕人在有了娛樂功能如此強勁的工具之後便愛不釋手，以至於很難再會去理會那些看起來就讓人不想去翻的書，所以即使我們的年輕人即使購買了這樣一套書架，他可能對它不管不顧，整天沉迷於其它東西，然後固定時間的書架打掃以及“時尚美麗”的造型所帶來的清潔死角反而會使他對這個書架產生厭惡之情。結果無論是測量、設計甚至材料都變成了不必要的浪費。也就是説，事情完全可能不會按照我們預定那樣的發展，設計思想雖然看起來很“美”但是在實際運用中卻可能會導致與我們思想相悖的結果。
有關人體測量的“實例”介紹完畢後再讓我們來看一看有關人機工程學的心理方面的內容。秉持着“機宜人，人適機”這一觀念，我們致力於做出能讓用户感到更加舒服的設計，而這裏的舒服就是一種心理上的概念，於是設計開始借鑑心理學的內容發展出了符號學、認知心理等內容。主要的目的是為了使得產品看起來更“美”，這裏我想説的同上面一樣，“美的東西是好的，好的東西是我們要的→美的東西是我們要的”，這麼一個推理成為了很多設計師的潛在信條，因為它看起來很正確，但是什麼是“美的東西”？什麼是“好的東西”？什麼是“我們要的”？如果你這樣提問，我估計沒有人能給出準確的答案，甚至會出現彼此互相矛盾的情況，那麼我們在此時還可以放心地用“美”來當作我們的批判標準嗎？這只是理論層面，從實際層面來看，就如我上面所説的書架的例子，也許那個書架可以稱為美的，但是它在實際生活中的表現卻不盡如人意。從心理角度來對設計做規定的還有一種信息傳達，它的思想是將某些思想如傳統文化通過它們的形式中的某些元素表現出來，就如同我上面所説的一樣，我們將本來是設計師們希望通過解決實際問題的途徑當成了目的來完成，而在學生的學業的衡量標準上，這種途徑的完成度已經取代了對實際問題的解決程度來作為學習好壞的標尺。
從理論層面上説，我們的問題似乎來自於對於人的看法的固化，所以我們對人，對設計的看法自然要有所改變，我在這裏介紹一下我自己所設想的一些概念，在下面對問題的分析中會提及這些概念。想象式與理性式：你是否會有時不想學習？是否會有時學了一會就覺得學不下去了？會不會沉迷於網絡論壇或者其它什麼而無法自拔？
二、新概念的提出
我對這些現象提出來一個假設性的解釋，首先讓我們來看一看學習過程中在我們身上究竟發生了什麼，我還要先假設兩種不同的學習狀態，一種是因為主體對於所學的內容有着極度強烈的好奇心，可以説是主動學習，我們稱其為初始狀態A，另一種是被迫學習，且主體對於所學的內容的好奇程度極低，低至不足以引發學習行為，我們稱其為初始狀態B。
在A狀態時，我們會產生強烈的學習慾望，有了慾望，我們自然就會去學，這時他的目的是獲得想要的知識，無論主體有沒有考察過學習的方式，他都會對學習的結果進行評價，那麼只要知道學習方式與結果有關，他都會嘗試去尋找更好的方式，所以現在，尋找方式成為了目標，但是因為獲得知識的目的是先發生的，且這個目的由生理（暫且稱為生理）慾望所引發，所以在有了新目的的同時，它仍然可以想起前一個目的，並且在完成了暫時目的後，又仍然會回到第一目的上來，這時第一目的等於是受到了強化，而且思考的心理過程現在可以看成是由意識接受目的信息，然後傳遞給潛意識，接着由潛意識給出記憶材料傳遞給意識成為經驗材料，或者潛意識可以對經驗材料進行有目的的組合再傳遞給意識，也就是説，我們所謂的“突然冒出來的想法”實際上可以理解成是接受了意識傳遞的目的的潛意識經某種組合後傳遞給意識的經驗材料。那麼，當我們獲得了知識後，會進一步刺激好奇慾望，使得第一目的再次被強化，而我們的大腦也會源源不斷地提供可以滿足或刺激慾望的經驗材料給我們，在沒有外來因素的影響下，這個過程可以一直持續下去。（如果你想問大腦的休息問題，我會告訴你這屬於學習方式中的內容，理性的人會懂得如何高效率地利用大腦。）從大腦所產生的經驗的從屬範圍來看，這些經驗都是用於達到目的，也就是説會被約束至達到目的這個過程的附近，我把這種狀態稱為理性式。
在B狀態時，我們又是個什麼狀況呢？因為此時我們被強迫學習不感興趣的知識，而且這個壓力大到很難反抗，那麼我們會去學，但生理上是什麼情況呢？我們的行為雖然是學習，但是我們的慾望卻是脱離這種狀態，這樣又會導致怎樣的結果呢？在這裏我同樣要區分兩種狀態，那就是有着強烈的虛榮心的狀態b1和有虛榮心但還不會強烈至引起學習行為的狀態b2，
在b1狀態下，生理上雖然有着脱離這種不“舒服”狀態的慾望，但生理上同樣有着不想被人看扁甚至要超越其他人的慾望，因為後者比前者強烈，所以行為自然會被有這個慾望所帶來的目的約束，主體會想方設法超越別人，同狀態A一樣，行為和經驗都會被約束至實現目的的這個過程附近，我雖然不認為這樣的過程是好的，但從這個角度來看，它也屬於理性式的範疇。
現在佔最大多數的人的狀態，也就是b2狀態，就如上面所説，這是一種矛盾的狀態，學習和不學習兩種過程都會有，這樣對於主體來説，在壓力比較大時，他會在表面上作出學習的樣子，也許在學習過程中會產生一些好奇或者虛榮的慾望以助過程的繼續，但慾望的不夠強烈卻註定了腦內所想的經驗不會完全被約束在目的附近，這時就會出現一種類似“忙裏偷閒”的狀態，也就是腦中所想象的內容偏離了目的，而是其它滿足機體慾望的內容，從原因上説，可能由於目的的不明確導致意識中的判斷標準時刻發生變化從而使得潛意識所受到的信號不從屬於一個目的，所以反饋的信息的種類比較雜亂。而當外部壓力變小的時候，比如上了大學的時候，可能引起機體慾望的事物種類變得更加複雜，而潛意識傳遞的信息種類也就越來越複雜，而且在表現上是越來越亂，且很難恢復經驗約束在實現一個確定目的的附近的狀態。我把這種思維經驗複雜度高，方向不明確的思維狀態稱為想象式。這種思維從有序向無序的轉變類似於熱力學第二定律，即混亂度會越來越大。保持有序所消耗的能量大於無序，這可能是機體難以從想象式轉化至理性式的原因。從大腦所產生的經驗的從屬範圍來看，想象式的思維模式中經驗從屬種類一直在變，當機體對很多種類的信息都感興趣時，就會發生前一分鐘還在看這一類的話題，後一分鐘就換成了另一個話題，這樣下去的結果就是這種行為被強化，主體的行為模式越來越靠近這種模式，即在無主要目的的引導之下，注意力也一直在不同的地方不停地跳轉，再想變成理性式卻因為沒有足夠的動力來源（慾望）而無法達到，反而有可能會在主體腦中留下“我辦不到”這樣的固有意識從而使得轉化變得更為困難。
以上對於這兩種狀態也只是較為概括地敍述了一下，並沒有把它們之間的必然聯繫表達出來，但是這種程度已經足夠讓我們回過頭來再審視設計，我在這裏就不分析某些案例，而是思考如何才能正確地確立設計的目的。對我個人而言，很簡單，那就是設計要其一定的道德作用，即在我們可瞭解的範圍內，我們需要保證我們的產品能夠使得人們變得更好而不是更壞。正如上一個世紀的設計師們因為察覺到技術所帶來的產品造型過於粗糙，根本不適合使用一樣。他們雖然引領了一個潮流，那就是對產品造型的再設計，但他們是覺得產品過於醜陋，儘管我不知道當時的人們到底對產品造型做何感想，但如果人們本來並無什麼意見，但在那些有着強烈藝術感的設計師心中，這樣醜陋的造型是無法容忍的，所以他們給出了更加漂亮的造型，而人們在選擇時自然會選擇漂亮的，就算他覺得漂亮與否無所謂，也同樣會在虛榮心的作用下而自覺追隨這個潮流（不選擇更漂亮的會被人們認為審美觀低下進而可能產生更壞的看法）。在這樣一種前提下，設計的造型運動轟轟烈烈地開展了，那麼這到底會對我們造成好的還是壞的影響還不好説呢。無論當時的情況如何，至少現在確實已經到了大部分人對於造型的感覺更加強烈，沒有經過設計的產品則很難被人們看中，但就如我所説的，對於並沒有多少美學知識（儘管我也不認為設計師們有多少）的用户來説增加了很多造型上的認識並不是一件好事，因為這樣會使得他們處於想象式的思維更混亂，更加難以回到理性式。所以從產品設計的角度來看，我們比起讓人們更加混亂和促進人們更加理性，我們應該選擇哪一種呢？我個人決定還是後一種更好，因為想象式的狀態比較混亂，如果這樣的狀態越來越嚴重或一直保持下去，對於個體來説是災難性的。在這種狀態下會產生迷茫、無聊以及煩躁等各種負面情緒，這種情緒實際上是從想象式轉向理性式的過程中一定會遇到的，因為這等於是逼着主體自主消滅這種狀態而轉向其它狀態，產生負面情緒正是在反思的後果，但是反思又很難解決這個問題，而且這個世界又過於多姿多彩，於是思維會繼續混亂下去。作為一個設計師，我們能做什麼呢？我覺得我們是可以做出引導主體進行狀態轉化的產品的，因為主體有反思就證明主體有着本身想要變好的慾望，我們所要做到就是強化它並引導它的走向。
人機工程學教學改革的探索
文章從長期教學實踐中對人機工程學的教學提出了一些改革意見，主要包括教學內容的研究、教學方法的'實踐、與現代化教學手段相結合的課件製作以及在新的教學環境下的教學方法的探討。通過以上改革措施的應用，在實際教學中取得了良好的效果。
作 者：何文波 吳豔葉 徐婕嬌 作者單位：河南科技大學藝術與設計學院 刊 名：中國集體經濟 英文刊名：CHINA COLLECTIVE ECONOMY 年，卷(期)： “”(12) 分類號：G71 關鍵詞：人機工程學 教學改革 教學方法 教學內容通過對人性化產品設計具體案例的分析來説明了人性化設計中所包含的人機工程學因素，並進一步闡述了在產品設計中的人機工程學的工作步驟，指出中國未來的產品設計必須以創意與革新為首要條件，符合人機工程學，使人性化的設計真正體現出對人的尊重和關心。同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，是人與產品完美和諧的結合。
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的因素，使人們在享受物質生活的同時，更加註重產品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”和“效率”等方面的評價，也就是在產品設計中常提到的人性化設計問題。
所謂人性化產品，就是包含人機工程的產品，只要是“人”所使用的產品，都應在人機工程上加以考慮，產品的造型與人機工程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(產品)之間和諧關係的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護人體健康，從而提高生產率。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上則會有更多的考慮，它比較偏重於生理學的層面；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為主。
那麼，對於一件產品是如何來評價它在人機工程學方面是否符合規範呢？以德國Sturlgart設計中心為例，在評選每年優良產品時，人機工程上所設定的標準為：
1)產品與人體的尺寸、形狀及用力是否配合；
2)產品是否順手和好使用；
3)是否防止了使用人操作時意外傷害和錯用時產生的危險；
4)各操作單元是否實用；各元件在安置上能否使其意義毫無疑問的被辨認；
5)產品是否便於清洗、保養及修理。
一般情況下，在設計教育中常以上述第三項較為強調，而消費者在購買商品時，則是以產品的視覺效果、商場氣氛及價值來決定購買行為的成立與否，但作為一名好的設計師應為產品長期使用的效果及舒適性負責，尤其是避免傷害與危險的防止更是不可忽視的考慮因素。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的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態疲勞，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的手臂的前伸程度，從而增大肩部所需要的平衡力矩，加快肩頸部的疲勞)，而當操作員脱離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔，其結果或者是腰背的疲勞痠痛，或者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。那麼，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。
所謂人機工程學，亦即是應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法，對人體結構特徵和機能特徵進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關係和可及範圍等人體結構特徵參數；還提供人體各部分的出力範圍、活動範圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習慣等人體機能特徵參數，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人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以及心理因素對工作效率的影響等。
人機工程學因素往往是企業提高其競爭力的手法之一。若説“人性化產品”是與“人”合為一體的產品設計，“人機工程因素”則是設計工業產品時的人機界面所必須考慮的因素。在我國即將加入WTO所面臨的衝擊下，中國的製造業無不是嚴陣以待，企圖在競爭中保持優勢。管理大師麥克·波特(MICHAELPORTER)曾説過，企業具備競爭優勢的兩個方式，一是擴大生產規模，走向規模經濟，才能佔有成本上的優勢；另一個便是創造企業或產品的附加值，製造消費者趨之若鶩的心理。在現今產品和質量逐步提高，且消費者對商品品質要求越來越高的情況下，各產品製造商們無不力求突破，希望能出奇制勝，打動消費者的心。拿當今世界上提出的“健康”人機工程學的新要求為例，即是用某些考慮人機因素的輔助性產品，如：電動腰靠、紫外線阻隔(UV、CUT)等來提高產品人性化的層次，籍此創造其他品牌無法模仿的優勢，而贏得消費者青睬的。
究竟什麼樣的產品需要人機工程呢？在設計上又如何表現，才能成為符合人機工程學的產品呢？
工業設計師指出，就電腦的相關部件和設備而言，如鍵盤、鼠標等輸入裝置，因使用者可能長時間利用其從事工作或娛樂，接觸的時間較長，在使用時也可能十分投入。因此，人機工程學就成了設計上最主要的條件之一。
人機工程學的顯著特點是，在認真研究人、機、環境三個要素本身特性的基礎上，不單純着眼於個別要素的優良與否，而是將使用“物”的人和所設計的“物”以及人與“物”所共處的環境作為一個系統來研究。在人機工程學中將這個系統稱為“人——機——環境”系統。這個系統中，人、機、環境三個要素之間相互作用、相互依存的關係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間的有機聯繫來尋求系統的最佳參數。
系統設計的一般方法，通常是在明確系統總體要求的前提下，着重分析和研究人、機、環境三個要素對系統總體性能的影響，如系統中人和機的職能如何分工；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，最終確保系統最優組合方案的實現。這是人機工程學為工業設計開拓了新的思路，並提供了獨特的設計方法和有關理論依據。
作為一個全息系統的局部，一個產品中包括了我們這個商品社會中的全部信息。一件設計優良的產品，必然是人、環境、經濟、技術、文化等因素巧妙融合、平衡的產物。開始一項產品設計的動機可能來自各個方面，有的是為了改進功能，有的是為了降低成本，有的是為了改變外觀，強化“櫃枱效應”，以吸引購買者，更多的情況是上述幾方面兼而有之。於是，對設計師的要求就可能來自功能、技術、成本、使用者的愛好等各種角度。不同的產品設計的重點也大不相同，暖水瓶的設計顯然就要比香水瓶的設計考慮更多的人機問題；再以肇及設計所設計的電腦遊戲遙感器為例，乍見此產品時，看似不符合人機工程學，但實際使用時卻很合手，操控性良好，而且遙感器外型頗酷，用此搖桿玩空戰遊戲，有操控戰鬥機的味道。相比於市場上其他同類型的產品，即使售價比一般產品高出許多，也一樣大受歡迎，足見其魅力所在。但也有這樣一種產品，在市場上受到歡迎，是因其外型討好且成本不高所致，但缺點是產品輕，因此，在使用時本來一隻手操作很方便，卻不得不雙手並用才行，這就是該產品在人機工學上的不足之處；但在成本、售價及市場因素的考慮下，廠商還是推出此種產品。而對於專業用品就不同了，例如美髮師每天所使用的吹風機，除草機工人所使用的修剪機就絕對不能輕視人機工程學在生理層面上的考慮。
然而，一個好的產品設計是可以涵蓋形態和人機因素的，產品的外形一樣也可以有機會作人機工程的發揮。以TEAGE為微軟所設計的易用鼠標球而言，該鼠標是特別為兒童體驗電腦而設計的，在方案決定之前對兒童的抓握方式進行了研究，黃白兩色相間的鼠標球使兒童們在學習電腦時，增加了趣味性和功能性。該產品已經超脱了產品造型上的束縛，除讓其更好用之外，也同時賦予了產品新的意義與想象空間。
除了一般的大眾消費品之外，專為特殊族羣所設計的產品在人機工程學上也有更多的考慮。如，殘疾人用的瓷器套具，此套設計是專為殘疾人做的餐具，又不讓人直接看出它們是專為殘疾人做的。故而，設計師在充分考慮了人機工程學的基礎上，特別處理手把的凹凸，使患者拿在手裏有一種心態上的平衡感，既能看到，又能摸到，但又不那麼顯眼。
再以醫療設備來説，病牀、醫療椅等產品，在設汁上不只是考慮操作要符合人機工程學，在材料上也應力求人性化，增加產品的親和力，以提高產品的“EQ”。
由於學科來源的多樣性和應用的廣泛性，人機工程學中採用的各種研究方法種類很多，有些是從人體測量學、工程心理學等學科中沿用下來的，有些是從其他有關學科借鑑過來的，更多的是從應用的目標出發創造出來的。其中常用於一般產品設計領域的方法有如下幾類：
1，測量方法
測量方法是人機工程學中研究人形體特徵的主要方法，它包括尺度測量、動態測量、力量測量、體積測量、肌肉疲勞測量和其他生理變化的測量等幾個方面。
2.模型工作方法
這是設計師必不可少的工作方法。設計師可通過模型構思方案，規劃尺度，檢查效果，發現問題，有效地提高設計成功率。
3.調查方法
人機工程學中許多感覺和心理指標很難用測量的辦法獲得。有些即使有可能，但從設計師工作範圍來看也無此必要，因此，設計師常以調查的方法獲得這方面的信息。如每年持續對1000人的生活形態進行宏觀研究，收集分析人格特徵、消費心理、使用性格、擴散角色、媒體接觸、日常用品使用、設計偏好、活動時間分配、家庭空間運用以及人口計測等，並建立起相應的資料庫。調查的結果儘管較難量化，但卻能給人以直觀的感受，有時反而更有效。
4.數據的處理方法
當設計人員測量或調查的是一個羣體時，其結果就會有一定的離散度，必須運用數學方法進行分析處理，才能轉化成具有應用價值的數據庫，對設計產生指導意義。
當今的工業設計師面臨着多種活動和課題，例如：電視資訊、互動電視、通用遙控器等，與企業合作的範圍也很廣，在實施產品的人性化設計過程中，通常採用如下的設計程序：
1)建立並運用資料庫(這在前面已有論述);
2)決定研究主題；
3)觀察階段：
x目標輪廓x訪識/觀察x使用模式/議題
4)發展階段：
x關鍵議題x產品概念x測試與評估
在整個研究過程中，人機工程師和工業設計師都必須全程參與，但在各個階段為主為輔的角色會有不同。例如：產品概念由工業設計師主導，測試則由人機工程師主導，每個步驟以劇本的形式來串連溝通。每件產品都有各自的在人機工程學上的特色，特別是消費性產品。以汽車內部設計來説，就有三個表達人機工程需求的方式：一是操控界面，如方向盤的設計；二是座椅及內裝設計，如一些大客車座椅，或者老闆椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。對於大多數的中國人來説，這個凸包常常是頂在後腦勺，使得身體後靠在椅背時，不得不稍稍低頭。從設計上來説，這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處，使人的頭頸更舒服的。問題的出現是由於這些座椅的設計和生產直接從國外引進，而生產者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。結果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的後腦勺；三是情報溝通系統，如導航系統設計及安全警報功能。
在新的世紀裏，我們以新的方式來感知世界，人們越來越多的在追求一種新的生存環境和生存空間，毫無疑義，未來的人性化設計具有更加全面立體的內涵，它將超越我們過去所侷限的人與物的關係的認識，向時間、空間、生理感官和心理方向發展，同時，通過現代高科技技術如虛擬現實、互聯網絡等多種數字化的形式而擴延。IDEO設計公司的數字化收音機正是基於這一觀念上的最新數字廣播概念設計，通過對使用者狀況的設計構想，研究收音機的可能外觀和操作方式。無論在造型上還是在界面設計上，都使人機交互關係達到物我兩忘的狀態。該收音機上的顯示屏幕以圖形界面來説明音頻節目的內容。設計範圍包括個人化家用收音機、個人可攜式收音機和演藝工作者的專業收音機。
中國未來的產品設計必須以創意與革新為首要條件，唯有真正好用且務實的商品才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。符合人機工程，人性化的設計是最實在，同時也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現，是人與產品完美和諧的結合。使人性化的設計真正體現出對人的尊重和關心。
鄭州市公交車設計與改進
項目報告
鄭州公交車設計與改進
（一）前言
隨着城市的發展和現代化水平的提高，公交車作為城市公共交通的重要組成部分，不僅擔負着大眾日常交通的使命，而且從一個側面反映了該城市現代化的發展程度。公交車已經不再是簡單的代步工具，人性化、智能化成為新一代公交車發展的方向。如果公交車生產廠商能夠在設計之初就將人因工程的設計理念融入進去，那麼，其產品定會在激烈的競爭中脱穎而出，贏得客户的認可。
（二）項目介紹
此次項目結合鄭州公交車的現狀，對公交車內、外環境設計進行了基於人機工程學的研究，提出科學、合理、人性化的公交車設計新方法，方便市民生活。
針對公交車部位多研究面大的特點，我們從扶手、門窗、座椅及其他地方進行了一些改進與設計。
（三）具體內容
一、扶手
扶手是公交車上最常用的工具之一，也是發現問題最多的。下面將從高度、衞生、材料、顏色及美觀舒適等方面提出一些我們的想法，來做一些改進。（1）高度
目前，公交車車廂內扶手及欄杆基本上為無變化的豎直和水平佈置，不能滿足不同身高乘客的需要。靠近豎直欄杆的乘客相對好些，無論身材高矮都還“有杆可拉”，遠離豎直欄杆的乘客就只能拉扶水平欄杆，常會出現身材較小的人夠着費力甚至夠不着的情況，而身材較高的乘客在抓握相對較低的欄杆時也會出現“使不上力”的情況。這就導致較高或者較矮的乘客在手握水平欄杆時都容易產生疲勞，在緊急制動狀況下還可能造成腕部拉傷。
鑑於此種情況，建議採用以下2種設計方案：
一是漸變式欄杆設計。欄杆不是統一的高度，而採用漸變式設計。將欄杆設計為凹凸形狀，這樣，可以儘可能地使大部分乘客抓握到。另外，還可在車內靠近通道的2排座椅椅背上端安裝固定的拉手，以方便身材較矮的乘客抓握
二是可調節式拉手設計。在水平欄杆安裝若干個拉手（類似於地鐵拉手），拉手通過一段安全帶和欄杆相聯接。安全帶的長度設計成可以調節的，這樣就方便了不同身高乘客的需要，有效避免了因緊急制動等情況對人體的傷害。
在扶手設計時，應該做到，表面無尖角，末端圓滑，全車提供扶靠設施，防滑表面。在數據上，可以參考——直徑：30-45mm 水平扶欄高度175-180cm 垂直欄杆間距離150cm或每隔兩個座位提供。（2）衞生
由於人流量大，接觸的人多，扶手處很容易滋生細菌，因此扶手的衞生就顯得很有必要了。可以在拉手下部設計一些噴孔，通過定時裝置或觸鈕開關，消毒液就會直接將人們接觸扶手的部位進行消毒，拉手中部可以設計成透明罐狀，裏面裝消毒液，外部透明部分可以作為廣告載體，既美觀實用，具有廣告性能，又可以快捷消毒，防止細菌病毒交叉感染，有利於公共衞生安全。可以設計一種公交車自動消毒多功能拉手，包括固定架、拉手，固定架連接有弧形連接裝置，弧形連接裝置與拉手間固定有罐體，罐體內裝有消毒劑，與罐體連接的拉手內側開有噴孔。拉手上設置有定時裝置，可以控制噴孔定時噴射消毒液，也可以在拉手上設置觸鈕開關，控制噴孔手動噴射消毒液。罐體由內體和外殼兩部分組成，外殼為透明塑料，內體表面為流動載體，上面設計有廣告圖案。為保證廣告圖案的連續性，罐體採用圓柱形。固定架的穿孔穿過公交車扶拉桿，從而將拉手固定在扶杆上。
（3）材料
欄杆材料：採用不鏽鋼複合管，這是一種新型材料，其外層採用不鏽鋼材料，內層採用普通碳鋼材料，經特殊工藝複合而成。它既有純不鏽鋼耐腐蝕、光亮等優點，又具有碳鋼價格低、強度和鋼度好等長處，是替代純不鏽鋼的理想材料。
拉手材料：1.採用進口PC原料生產，韌性好，永不破碎，更堅固、更美觀；2.連接帶採用汽車安全帶材料，四條紋高密度，兩頭無縫連接，更堅固、耐用；3.採用改進型倒掛式夾具設計，雙螺栓，更牢固、更可靠；4.採用鍍鋅，防鏽，防鬆螺母螺絲，更安全，更持久
（4）顏色
現在公交扶手大部分都是黃色。一般黃色有表示警示提醒之意，公交車的設計應注重人性化設計，黃色部位表示不宜接近部位，防止乘客夾傷等。以前小的客車用銀色的只是起到防鏽或美觀作用，而現在用黃色，除了起到防鏽，美觀作用外，還有警示作用。(5)美觀舒適
扶手的形狀及色彩的豐富性對乘客有着很大的影響，美觀、可愛的扶手總是會讓乘客有一個好的心情。現在很多扶手上都有商家廣告，可以利用這一點，比如説製造個性的扶手，如下圖：
也可以裝扮上可愛的圖像，如下圖：
這些不僅讓乘客感覺而舒適，而且對商家的也是一種有效地宣傳。
二、門窗
門窗是公交車最重要的地方，不僅涉及到乘客上下車及空氣流通，更更重要的是在危急時刻能夠順利逃生。現在來往穿梭的空調公交車基本上都是全封閉的，只有少量的幾個狹小的換氣窗口，成人絕對是不可能鑽出來的！而大幅面的鋼化玻璃窗，在車內乘客遇險時是根本不可能砸開的！就算備有什麼安全鐵錘什麼的，也沒有用，當濃煙或火焰一下子騰起，誰能在幾秒鐘內取下錘子，而且還要完成一錘敲破鋼化玻璃車窗的艱難任務！我想就是受過專業訓練的人士也很難一錘敲出生之孔洞！何況普普通通的市民百姓呢！上面提到的安全錘其實只是一個很小的部分，但公交車的安全設備配備的問題之嚴重，是我們所有人都沒有認真想過的。
除了從窗户逃生外，除了司機座位邊上的那個門外，另兩個門在出現燃燒等事故時，因為控制電路被燒壞，基本上就無法打開而成為逃生的出口。任何一個裝載大量人員的車輛或建築，首要考慮的必須是安全，安全中的一個最後的防線是人員撤離和逃生。因為當所有的安全措施都失效時，逃生就是一個最後的安全方案。但我們現在的各種公交車輛除了象徵性的滅火器和敲碎玻璃的安全錘外，沒有其他的了。
對於一些大型空調公交車，手動打開兩個上下乘客的車門應該是一個基本配置，但事故發生的這輛車關火後，車門無法打開。而其他的公交車，所曾經發生車輛自燃的南京公交車當時的女司機介紹説，她當時先要放掉控制車門的氣壓，然後再怎麼怎麼，這些措施根本不實用。一個，在緊急情況下，根本沒有時間做這種操作；二，如果沒有專業人員，普通乘客根本就不知道這種操作。公交車門窗改進方案：
1、車窗全封閉，有必要改裝成可推拉式車窗！
密閉式車窗要求車窗附近要配備安全錘，但安全錘失竊現象非常嚴重，對空調車車窗實施改造，最好將原有的固定式車窗改造為2至6個內置推拉式車窗，以適應緊急狀態下乘客疏散需要。雖然窗口通過面積有所減少，但是根據我們的實驗，一般情況下，成人用肘部撞擊就可以打碎推拉式玻璃窗。
2、有些車門不能正常打開，有必要檢查修理！
公交車必須有在緊急情況下，有類似於民航飛機上逃生安全門那樣的設計，讓乘客可以很快打開車門，在最短的時候內逃生的設計。而且很重要：這種逃生門不應該只有上下客的車門有，在車輛的另一側也應該安排兩個逃生門。公交車安全門
飛機的安全門
3、車內救生錘形同虛設，有必要按標準配齊！
按照原車輛的標準，每台車都將配齊8個消防錘。在消防錘後面加一條軟鋼絲，或者加一條鏈子，固定在車身上。長度既不影響救生時，需要砸碎相鄰車窗玻璃的長度。又能防盜。若鋼絲或鏈子長度過長，可以盤好用尼龍卡固定，既方便取用，又不影響美觀。（如圖）。四、一些欄杆扶手安裝不恰當，應該撤除
所以説，車輛本身的安全配置，在城市公交車中是應該被認真考慮的問題，而這一點是怎麼被我們的有關部門去思考的呢？乘客逃生是中國國內目前使用的所有公交車輛的一個通病。公交車在變大，核定載客人數在增加，幾年前，當北京出現公交車的航母時我們曾經高興與激動過，但安全的因素誰想過呢？希望通過這次事件，我們的公交車生產標準能把人的安全因素考慮得更多，特別是逃生裝置的設計，希望有更多的逃命的保
三、座椅
公交車座椅分為駕駛員座椅和乘客座椅
駕駛員座椅是現有公交車輛最應該改進的部分，因為現有駕駛員座椅只是滿足簡單的坐的功能，長時間連續駕駛時駕駛員腰部很容易疲勞，多年駕駛公交的駕駛員很多因腰椎、胸椎得不到有效的支撐而患有程度不同的職業病。座椅設計的原則就是保證駕駛員在長時間駕駛過程中能夠感到舒適，減少職業病和安全事故發生的概率。在坐姿狀態下，支持人體的主要結構是脊柱、骨盆、腿和腳等。根據人因工程研究的結果，根據人體數模結果，可得到高靠背椅的參數範圍：靠背傾角（與水平面）範圍為95°～110°，高度應達到肩部，範圍為52～56 cm，寬度約為48 cm，且靠背角度、座椅高度均可調節，以滿足不同身高駕駛員操作的需求。值得注意的是，不要一味考慮舒適而將座椅傾角隨意加大，由於公交車車身高大，過大的靠背傾角將產生視野盲區，導致駕駛員看不見較低位置的路況和車況。
汽車總佈置中提出的性能要求，如乘坐舒適性、視野性、操縱方便性、手伸及性、上下車方便性等，都是以人為中心提出的。而決定人的關鍵基準是H 點。由此可見，H 點在汽車佈置中佔有極重要的位置。H點的選取直接影響汽車的總體佈置性能，是確定與駕駛員操作方便、乘坐舒適等相關的車內尺寸的基準。在我國，由於沒有合適的人體數據及工具且缺乏設計經驗，若要進行人體工程設計則只能藉助於美國SAE 的方法和工具。但這種方法也有一定的缺點：
1、推薦的 H點位置的考慮因素是人體坐姿舒適性，考慮的因素單一。
2、推薦的H點位置是依據SAE公佈的人體數據給出的，不適用於中國人體。
根據 A、B 兩類汽車的適宜座椅位置計算公式即駕駛員H點離拇指基準點的水平距離X
其中應該注意的是：
1、A、B兩類汽車是根據 H點高度和方向盤的直徑來劃分的
2、計算公式中未體現X 與方向盤尺寸的函數關係，然而汽車方向盤的大小是制約座椅設計的重要因素。
3、如果 H點設計高度Z=404mm 此時應該採用 A類汽車的計算公式，可得出H點距拇指基準點的水平距離為X=790mm如果 Z=405mm則應該採用B類汽車的計算公式，可得出H點距拇指基準點的水平距離為X=618mm，兩個計算結果相差172mm，是高度差1mm的172倍。故可以説明此算法存在一定的缺陷。確定H點位置的行之有效的方法還有待進一步解決。
公交車駕駛員較小型汽車駕駛員的施力要大，受反作用力也就相對要大。如果不能保證力的有效傳遞，則駕駛員很易受到身體損傷。傳統的座椅設計並沒有考慮這個環節，如果H點的高度選取偏大，則X值較小，此時拇指基準點，膝關節點連線的延長線與座椅靠背的交點位於肩靠點之上，導致踩踏板時發揮不了肩靠的作用。
出於人機工程學的考慮，必須保證拇指基準點、膝關節點、坐椅靠背的肩靠點三點共線。乘客座椅
現有公交車乘客的座椅在腰部幾乎沒有設計。導致乘客在乘坐公交車時總有不舒適的感覺。應從人體坐姿舒適性入手來設計。最舒適的坐姿是臀部稍離背向前移，使上體略向後傾斜，保持體腿夾角在 90°~115°之間，小腿向前伸，大腿和小腿，小腿和腳面之間也有合適的夾角，如圖所示。
乘客保持坐姿時，座椅各部位的受力合理分佈
另外座椅的設計還應該保證乘客有良好的體壓分佈，在靠背上的體壓分佈：靠背上的體壓分佈應當是腰靠部位最高。所以設計座椅靠背時應保證腰靠區能為人體提供舒適的支撐，以減輕腰部疲勞。座墊上的壓力分佈應當是坐骨結節處最大，由此向外逐漸減小，直至與座墊前緣接觸的大腿下平面壓力最小，所以設計座椅座墊時，應保證坐骨下面的座面近似水平，使人體重量的大部分集中在坐骨結節處，達到最佳體壓分佈，減輕臀部疲勞。乘坐舒適性是一個系統的概念，座椅只是其中的一個環節，要達到很好的乘坐舒適性，還必須依靠舒適的底盤和舒適的車內佈置等。另外座椅在顏色、造型等方面應滿足整體式內飾的特點，應與乘客區內其他部分同時設計以達到渾然一體的效果。
乘客座椅設計：
在具體的設計原則和參數上同駕駛員座椅類似，但椅背傾斜度可稍小些。一方面，公交車乘客的乘坐時間相對較短，無需較大的傾角來倚靠休息；另一方面，較大的傾角勢必造成前後座椅之間的距離增加，從而大大減少車廂內座椅的數量。另外，椅背和坐板邊緣宜採用圓弧設計，儘量不要出現稜角，以免在緊急制動過程中導致乘客特別是站立乘客劃傷
由於公交車底盤較低，使得車輪正上方形成較大的凸起，因此，車輪正上方的座椅可以適當加以調整，以方便乘客放腳。在寬大的車身中部，可以設置一豎排形同火車卧鋪車廂座椅的可收縮座椅，面向車門，當乘客較少且有大件物品時，座椅就可以收縮起來，以方便存放物品，當乘客較多時，可將座椅放下，供乘客乘坐。而且這些地方可以照顧坐輪椅的殘疾人。
四、其他方面的改進與設計
1、造型
有些造型師試圖在公交車的外觀造型設計上仿效高檔旅遊客車，過分追求流線外型，這不僅會增加製造成本，而且也是不必要的。主要原因是公交車運行速度較低“空氣阻力相對較小。另外過大的前風窗後傾角不僅沒有必要，還會減小車內空間。由於公交車地板高度較低” 所以側窗下沿也較低" 側窗高度較大，可以擴大乘客的視野。（側窗上下沿高度可從滿足乘客視野舒適性的要求加以確定）為了讓駕駛員更好地觀察站台乘客，特別是小孩情況，儘可能地消除盲區，乘客門玻璃幾乎需要上下貫通。
2、外飾
公交車外飾是最能給人視覺衝擊的，最能體現人性化。獨特、美觀的外飾圖案現已成為用户的一個重要追求目標。公交車的色調設計應從城市自身特點出發，在城市整體規劃的基礎上設計出公交車的主要線路色調。例如北京、西安等城市的公交車是按照東西南北四個方向設計不同顏色的，上海是根據商業區，經濟區等劃分的。鄭州的公交也應該有自己的特色。另外，需要注意的是，車尾最好無廣告，即使有也應採用一些色彩不太鮮豔，或者不太吸引眼球的廣告以免分散後方車輛駕駛員的注意力。
3、駕駛區設計
公交車駕駛室是一個典型的人—機—環境系統的交互界面，是駕駛員與汽車之間進行信息傳遞的通道。在此區域內，駕駛員通常必須長時間全神貫注的工作。在駕駛室中常會出現使駕駛員分心的事，特別是由於公交車的特殊性，駕駛員需久坐於駕駛室並且往返於同一條線路，極易產生疲勞和煩躁的情緒。為此，駕駛室中各種操縱器必須放在駕駛員能觸及的範圍內，並且容易識別，使用方便、輕巧。而顯示器必須能使各種身材的人在任何時刻都能看得見。分佈在地板上的各種踏板，不用眼即可找到並識別。座椅的設計，駕駛員的視野範圍是否符合人機工程學原理等諸多因素都將直接關係到駕駛員的舒適、健康和安全，也就間接影響到乘客的安全。
4、乘客區設計 公交車乘客區是公交車的主體，是移動着的休息室，是乘客暫時休憩的場所，內部設置應體現人、車、環境的協調，美觀大方，具有時代氣息。地板和車門踏步的高度要儘可能低，以滿足乘客安全、方便、快捷上下車的要求。另外乘客座椅、座椅佈局、橫樑、玻璃窗等的設計也是保證乘客舒適性和安全性的重要一環。
5、後視鏡
後視鏡是駕駛員觀察次數最多的汽車部件，它充當着駕駛員“後眼”的角色；然而，現在很多公交車的後視鏡設計並不合理，特別是遠離駕駛員一方的後視鏡。據調查，大部分駕駛員都需要將身體調整一定的角度（根據身高）才能不受右A柱的影響。雖然現在不少公交車都安裝了電子攝像頭，輔助駕駛員更好地觀察後門乘客上下車的情況，但不少駕駛員還是習慣性地藉助後視鏡來判斷。更重要的是，右後視鏡是駕駛員觀察進出站、乘客上下車情況及後面來車情況（公交車速度較慢，容易被超車）的主要工具，同時也是公交車及時避讓它車超車、併線的工具。因此，後視鏡的角度和大小應根據駕駛員的身體數據及駕駛習慣確定。由於公交車車身寬大，右後視鏡應選用變弧度大面積的鏡片，同時，應在儀表盤附近安裝機械或者電子裝置，使駕駛員在座位上就能夠調節右後視鏡的角度，方便不同駕駛員操作。另外，遇到下雨時，後視鏡常常會被雨淋得很模糊，導致駕駛員只能看到後車的大致輪廓，且不易分清遠近，造成一定的安全隱患。因此，在設計之初就應考慮這一情況，對於中低檔公交車，可為其後視鏡安裝一個雨擋，材料和具體參數因車型而異，對於高檔公交車，可使用 加熱裝置，通過加熱將後視鏡的水氣蒸發掉，這種方式較前者有效，但成本較高。
6、空調
現在的公交車一般將空調通風口設計在乘客座椅的正上方，空調一旦開放，冷空氣將直接吹向乘客的頭部，時間一長，難免引起頭部不適。若將通風口進行調整，勢必會對周圍的乘客產生影響。因此，可將通風口設計為面對中間過道，且開口可在水平面內360°調節。
7、一些小件的安放
隨車的一些清掃工具如掃帚、拖把、垃圾箱在車內沒有固定的存放()位置，特別是垃圾箱，在車身搖晃的時候會移動。其實，可在車內使用率很低的區域如靠近後門的座椅下部（無後排乘客），根據常用工具的尺寸單獨設計儲物倉及垃圾箱固定裝置。
（四）總結
這次的項目，我們團隊進行的詳細的討論及具體的分工，並查閲和參考了很多資料，共同完成了這篇項目報告。關於公交車改進的問題，只要我們留心去觀察、去思考，還會發現很多。不僅公交車，生活中的其他物體都是一樣的道理。以人為本，科學設計，才能使機器更好地為我們服務，更好的方便生活。善於思考，大膽創新，學為所用，並用之於實踐中去，才是我們學習的目的。
汽車座椅設計
一．舒適駕駛首要在於座椅設計
通過對汽車座椅設計中的人機因素即尺度、形態、功能、色彩四方面的具體分析，人機工程學在汽車座椅設計中的作用主要體現在以下幾方面：
1、為確定汽車車空間範圍提供依據。
2、為設計汽車座椅提供依據。
3、為確定感覺器官的適應能力提供依據。 二．人（駕駛員）坐姿生理特性分析
1、坐姿脊柱形狀
人坐着時，身體主要由脊柱、骨盆、腿和腳支承，脊柱是構成人體的中軸，位於人體背部中央。只有座椅的結構和尺寸設計使駕駛員的脊柱形態接近於正常自然狀態，才會減少腰椎的負荷以及腰背部肌肉的負荷，防止駕駛疲勞發生。 2.坐姿體壓分佈
當座椅上的人處於坐姿狀態時，人的身體重量作用於座墊和靠背上的壓力分佈稱作坐姿的體壓分佈。坐姿體壓分佈包括座墊上的體壓分佈和靠背上的體壓分佈兩部分。
（1）坐墊上的體壓分佈
（2）靠背上的體壓分佈
靠背上的體壓分佈也以不均勻分佈，壓力相對集中在肩胛骨和腰椎兩個部位。從這兩個部位向外，壓力應逐步降低。
圖1 坐姿時坐墊上的體壓分佈
圖2 坐姿時靠背上的體壓分佈
3、人體對車內震動，微氣候的反應
（1）人體對震動的反應
駕駛員坐在行使中的汽車上所承受的振動屬於全身振動的範疇。外界振動傳入人體時所引起的增大或減弱效應與身體在振動系統中的姿勢有關，一般來説，坐姿工作時，由於人腿的減振作用大大降低，抗振性要比站姿工作時差，特別是脊柱和胃部受到振動的損害，因此坐姿作業者容易產生脊柱損傷和胃病這兩種職業病。
振動對駕駛員操作的影響主要表現為視覺作業效率的下降和操作動作準確性變差。另外人體在振動環境中會加速疲勞過程。當振動環境中的振動特性處於人體神經系統的敏感區域時，這種刺激頻繁傳入大腦皮質，引起大腦皮質細胞興奮。當達到一定限度時，皮質細胞的工作強度將減弱，人就會感到疲勞，工作效率明顯下降。
（2）環境變化對人的影響
駕駛員在駕駛狀態下的舒適温度為18℃～23℃，舒適濕度為40%～60%，代謝量為1.0～2.0met。座椅對人體熱環境的主要影響因素有：座椅表面的温度和濕度。座椅表面的温濕度特性將影響人體背部、臀部、下體等部位的散熱性能及皮膚的呼吸功能，當其温濕度特性與人體生理機能不適應時將引起人體局部不快感，從而促使人體疲勞的形成。
三．汽車座椅的人機工程設計
汽車駕駛座椅的人機工程學分析，安全舒適的汽車駕駛座椅的設計必須滿足以下要求：意識坐姿舒適性（靜態舒適性）；二是振動舒適性（動態舒適性）；三是操作舒適性；四是安全性（包括主動安全性及被動安全性兩個方面）。
1、座椅結構的設計:駕駛座椅結構設計的研究把注意力集中在人體生理結構特點對駕駛舒適程度的影響上，尋求最佳的座椅結構形式、尺寸、輪廓形狀及材料選擇。 （1）座椅結構設計
①座墊設計：座墊應堅實平坦。過於鬆軟的椅面，使臀部與大腿的肌肉受壓面積增大，不僅增加了軀幹的不穩定性，而且不易改變坐姿，容易產生疲勞。
②靠背設計：在座椅靠背設計時應保證有靠背兩點支撐，即就是人體背部和腰部的合理支撐。。
（2）座椅材料選擇
考慮2個方面：①振動舒適性以及座椅對人體熱環境的主要影響。座椅材料是座椅的主要減振元件，必採用合適的座墊和靠背減振材料。 ②根據駕駛室的微氣候環境，調整座椅表面的濕温度特性，可以適當調節人體代謝，達到減輕疲勞的目的。 2.座椅舒適性設計
長時間地承受高強度的全身振動對於人體健康的損害是相當嚴重的。主要是腰脊和相關的神經系統會受到影響。通常認為環境因素，如身體姿勢、低温及氣流會引起肌肉疼痛。 （1）座椅舒適度的指標
根據人機工程學原理，設計中應遵循以下原則：①座椅尺寸應與人體測量尺寸相適宜；②座椅應可調節，能使乘坐者變換姿勢，並最大範圍滿足各類人體的乘坐要求；③座椅應能使乘坐者保持舒適坐姿，靠背結構和尺寸應給腰部充分的支撐，使脊柱接近於正常彎曲狀態。
（2）座椅舒適度的影響因素 ①座椅的幾何尺寸②座椅的腰託③座椅的調節特性④壓力分佈
注：腰託的安裝位置在座椅靠背結構設計中十分重要。乘員正常入座時，人體身軀與大腿的連接點—胯點(hip point)簡稱H點，H點的位置是決定駕駛員操作方便、乘坐舒適性相關的車內尺寸的基準。 （3）座椅舒適度的研究方法
建立定量模型，預測座椅的不舒適性能消除座椅不舒適性，模型有3種：利用模糊理論建立的模型、線性模型和神經網絡模型。 3.座椅空間位置設計
座椅空間位置設計就是為了達到操作舒適性的目標，而進行駕駛室座椅空間位置設計以確保駕駛員有良好的視野，同時對汽車轉向盤、腳踏板等操作部件有恰當的操作要求距離，以達到操作舒適性的最終目的。 4. 座椅安全性設計
主要包括以下幾個方面:座椅強度的設計、座椅結構型式的設計、靠背的設計、坐墊的設計、頭枕的設計。 （1） 座椅強度的設計
座椅強度的設計是安全性設計的首要內容。汽車行駛中，座椅要承受複雜的載荷。汽車座椅 必須有足夠的強度，以確保座椅上的人所受的傷害最小；座椅的壽命應足夠長，不致過早變形或損壞；受衝擊載荷作用時，座椅不應發生斷裂、嚴重變形等損壞現象。所以設計座椅時必須對汽車座椅的強度進行計算，儘量以最少的材料、最小的質量滿足強度要求。 （2） 座椅結構型式的設計
座椅整體結構的安全性設計應考慮其對其他約束系統效能的影響及與其他約束系統之間的連接方式等。 （3） 靠背的設計
靠背的安全性設計應考慮靠背的強度、傾角、基本尺寸及其形狀。靠背的強度設計不但應該在“追尾”等後部碰撞時給乘員提供良好的保護，而且也要考慮側碰時對乘員的保護。而靠背傾角、基本尺寸及其形狀對尾部碰撞的嚴重程度有很大影響。
（4） 坐墊的設計
坐墊一般不會造成對乘員的直接衝擊傷害，但坐墊的結構可以影響到乘員運動過程約束力加到乘員身體上的方式及外部載荷（加速度、力等）的絕對值大小。坐墊深度設計的原則是在充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐。坐墊深度不應該超過人的大腿長度。
（5） 頭枕的設計
頭枕是一種用以限制乘員頭部相對於軀幹向後移位的彈性裝置，其作用是在發生碰撞時，減輕乘員頸椎可能受到的損傷。尤其是在汽車受到追尾碰撞時，可抑制乘員頭部後傾，防止或減輕頸部損傷。現多采用模擬計算和試驗驗證相結合的研究方法。
人機工程學課程論文
本論文為《人機工程學》課程的考核環節，通過書寫論文鞏固課堂教學過程中所講授的知識內容，掌握人機工程學在作業環境、操作系統等方面的應用。
二、論文選題：
論文題目為自選，應用人機工程學的知識對研究對象進行分析，確定其合理性；應用人機工程學的知識對研究對象進行設計，使其複合人機工程要求。（只選一個方面）
三、論文內容：
1、應用人機工程學的知識對研究對象進行分析，確定其合理性。研究對象可以為操作環境、操作系統、人及交互產品、日常用品等。
2、應用人機工程學的知識對研究對象進行設計，使其複合人機工程要求。研究對象可以為操作環境、操作系統、人及交互產品、日常用品等。
要求要有必要的圖表説明。
四、論文要求：
1．時間：
論文上交日期為2011年1月10日。2．字數要求： 字數不少於3000字。3．提交文件：
同時提交打印稿和電子稿件。
五、評分原則
1．考核成績(1)平時成績20%；(2)論文70%。2．評分原則
課程論文（設計）中，最終的論文或設計説明書並不能完全反映學生的真實水平，因此，對同學的評分，特別要注意抓兩頭：一頭抓平時，一頭抓論文。可按下述原則作原則上的評定成績：
成績優秀的條件：
（1）設計或書寫論文過程中表現有一定的獨立工作能力，能按老師的指導的內容自己獨立完成論文或設計；
（2）論文或設計中沒有較大錯誤和較多的一般性錯誤（允許有個別非原則性錯誤）；
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