汪涵

武漢理工大學(xué)，武漢430070

一、工業(yè)設(shè)計(jì)及其設(shè)計(jì)的安全性

1.工業(yè)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)安全的含義

“工業(yè)設(shè)計(jì)”的概念是伴隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步而產(chǎn)生的，它最初是由美國(guó)的設(shè)計(jì)師約瑟夫·西納爾于1919年提出來的。從廣義上說，工業(yè)設(shè)計(jì)是指以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為立足點(diǎn)，以人的需求為根據(jù)，綜合運(yùn)用美學(xué)、色彩學(xué)、符號(hào)學(xué)、形態(tài)學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和人機(jī)工程學(xué)等理論來研究探討人與產(chǎn)品間的關(guān)系，從構(gòu)思開始直至成型一個(gè)使消費(fèi)者滿意的設(shè)計(jì)方案，從而提升人的生活質(zhì)量；從狹義上言，工業(yè)設(shè)計(jì)是指以消費(fèi)者的需求為導(dǎo)向，提出設(shè)計(jì)方案，包含選取制作材料、形態(tài)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)、裝飾設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)乃至產(chǎn)品的銷售等一系列的設(shè)計(jì)過程[1]。亦即該學(xué)科研究人與物之間的和諧關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了以人為中心的設(shè)計(jì)思想。

“安全”在《英漢大詞典》中的含義為“無損，穩(wěn)妥，保險(xiǎn)，無危險(xiǎn)”?？梢员欢x成一種不存在風(fēng)險(xiǎn)、使人處于一種被保護(hù)的狀態(tài)，能免于因意外而導(dǎo)致的不必要的傷亡[2]。安全是人類生存的基本條件。安全于產(chǎn)品而言，在宏觀上表現(xiàn)為在產(chǎn)品使用的過程中對(duì)事故的預(yù)防，消除或減少設(shè)備損壞的可能性，并且充分考慮綠色設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)等方面的內(nèi)容；微觀上表現(xiàn)為保障消費(fèi)者群體的健康安全、生命安全。

產(chǎn)品安全可提煉出兩層含義：

第一，產(chǎn)品本身不能對(duì)人形成危害。產(chǎn)品在使用的過程中，不能對(duì)人造成傷害，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在制作過程（含材料的加工、生產(chǎn)中廢棄物的排放、能源消耗）中，不排放對(duì)人有害的氣體、物質(zhì)等。如給兒童使用的生活用品必須無毒無害；材料上，如日用陶瓷餐具表面釉的含鉛量不可以超標(biāo)，室內(nèi)裝修和家居用品等的甲醛濃度要控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)；結(jié)構(gòu)上，如建筑的抗震材料要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。

第二，產(chǎn)品能夠幫助人類避免外來的威脅與危險(xiǎn)，即能延緩或阻止外在環(huán)境對(duì)人的傷害。兩者比較，后者較前者對(duì)產(chǎn)品的要求更高，也成了當(dāng)今設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。

2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)與安全的關(guān)系

（1）安全設(shè)計(jì)的重要性。產(chǎn)品的實(shí)質(zhì)是人類為了滿足自身需要設(shè)計(jì)的一種試圖控制原本無法控制的外在環(huán)境的工具[3]。產(chǎn)品誕生之后，就介入人與外在環(huán)境的復(fù)雜系統(tǒng)中，從某種程度上說，安全來自人類對(duì)外在環(huán)境的控制。人類安全可控的需要與無法完全控制的外在環(huán)境實(shí)質(zhì)上是對(duì)立的，其產(chǎn)品就是這種對(duì)立的產(chǎn)物。當(dāng)產(chǎn)品矛盾平衡時(shí)，是安全的，反之就是不安全的。這就對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的安全屬性提出了新的要求，安全甚至高于使用功能的屬性。一件產(chǎn)品可以沒有健全的使用功能，但不能存在安全隱患。

盡管看上去是一件簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，但也需要考慮系列的安全問題。比如服裝是與人最有緊密聯(lián)系的日常生活用品之一，它不僅具有美化人體的功能，而且還能體現(xiàn)安全的功能：一是保溫御寒、防風(fēng)、防雨、遮避陽光，使人能夠更好地適應(yīng)環(huán)境，在環(huán)境之中生存；二是保護(hù)人體，具體體現(xiàn)在防菌、防蟲、防毒以及防火等方面。服裝能夠在人體受到碰撞、摩擦造成的傷害或其他生物攻擊時(shí)也有相應(yīng)的防護(hù)功能，能讓肉體免受大的沖擊和傷害[4]。換言之，大至交通工具，小至零部件設(shè)計(jì)，安全第一是所有設(shè)計(jì)師必需遵循的最基本的設(shè)計(jì)原則之一。強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的使用安全，不僅有利于設(shè)計(jì)的長(zhǎng)足發(fā)展，甚至能夠起到穩(wěn)定與安寧社會(huì)的作用[5]。

（2）產(chǎn)品安全的內(nèi)容。產(chǎn)品設(shè)計(jì)不可能一味遵循設(shè)計(jì)師的思路，設(shè)計(jì)師需要調(diào)查、研究使用者的行為習(xí)慣，并且要將其擺放在首要的位置。因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中要注意以下幾個(gè)問題。

第一，設(shè)計(jì)師必須考慮產(chǎn)品在正常使用時(shí)可能發(fā)生的潛在危險(xiǎn)，這被稱之為“主動(dòng)安全設(shè)計(jì)”，是指盡量避免安全事故的發(fā)生并消除安全隱患。如高速列車采取三部分自動(dòng)控制系統(tǒng)，分別為能收集列車運(yùn)行資料并控制其運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、根據(jù)實(shí)際情況確定列車運(yùn)行的最佳狀態(tài)的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和通過信號(hào)以控制列車運(yùn)行的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，這樣就保證了列車高速運(yùn)行的安全性。又如，宇宙飛船是設(shè)計(jì)師研究太空特性之后進(jìn)行一系列安全性設(shè)計(jì)的結(jié)晶。當(dāng)飛船高速通過大氣層，由于摩擦產(chǎn)生了5000攝氏度左右的高溫，若沒有耐高溫材料的保護(hù)，駕駛艙中的航天員將無法生還。因此設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一層安全裝置，即在外表加裝了一個(gè)燒蝕系統(tǒng)，旨在帶走大部分熱量而能有效保護(hù)艙體，避免高溫對(duì)航天員和航天器的傷害。

第二，在發(fā)生事故后能夠保證安全，這被稱之為“被動(dòng)安全設(shè)計(jì)”。因?yàn)椴荒芊乐购捅苊饽愁惏踩鹿实陌l(fā)生，但在事故發(fā)生時(shí)能夠最大程度地減輕傷害。如在汽車受到側(cè)面撞擊時(shí)，車門很容易變形而直接傷害車內(nèi)人員。為了提高安全性，在兩側(cè)門的夾層中間加裝一至兩根堅(jiān)固的鋼梁，這就是所謂的“側(cè)門防撞桿”。又如汽車的安全玻璃是由鋼化玻璃與夾層玻璃構(gòu)成，鋼化玻璃在熾熱狀態(tài)下能夠迅速冷卻，在遇到不可避免的撞擊時(shí)會(huì)碎成無銳邊的小塊，不易劃傷人。夾層玻璃有三層，中間層的韌性最強(qiáng)并具極大的粘合力，遭遇破壞時(shí)內(nèi)層和外層依然能夠緊緊地和中間層粘附，因其較好的安全性而被廣泛采用。還有，安全氣囊和安全帶也是佐證，在此不予贅述。

第三，防止用戶錯(cuò)誤使用時(shí)可能帶來的安全隱患。有些危險(xiǎn)是因用戶使用不當(dāng)引發(fā)的，如電冰箱沒有接上地線或始終處于潮濕的環(huán)境中，就容易短路而造成火災(zāi)。這也是設(shè)計(jì)師不能忽視的問題。所以，一個(gè)相對(duì)安全的產(chǎn)品也需要防止或者減小對(duì)人的可能傷害，這是現(xiàn)今產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

（3）產(chǎn)品的理性安全與感性安全。產(chǎn)品安全，主要是指產(chǎn)品的造型、材質(zhì)、色彩能給用戶造成一種心理慰藉，包括使用時(shí)的心理安全感亦即心理認(rèn)同感。也就是說，產(chǎn)品要讓使用者信任，能夠產(chǎn)生產(chǎn)品是值得信賴的、安全的感受和看法。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理性安全，指的是產(chǎn)品的外觀造型，即對(duì)部件的外部、結(jié)構(gòu)以及堅(jiān)固性的藝術(shù)化處理，也可以說是給使用者以理性的安全。它要求產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)合理、堅(jiān)實(shí)可靠、造型簡(jiǎn)單輕巧、線條清晰明確[6]。意大利著名設(shè)計(jì)師哈利·貝爾托亞的鉆石椅（見圖1）造型新穎，盡管在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，然而其所傳達(dá)的安全信息卻十分淡薄，原因是鏤空的金屬材料的外觀過于纖細(xì)；瑞典設(shè)計(jì)師喬納斯·伯林設(shè)計(jì)的Liv-collecting系列家具（見圖2）盡顯斯堪的納維亞風(fēng)格的簡(jiǎn)約美，同樣存在著類似問題，即關(guān)鍵性的支撐結(jié)構(gòu)從表面上看也是過于纖細(xì)——這些都不能給用戶帶來安全、可靠的感覺。而芬蘭設(shè)計(jì)師艾洛·阿尼奧的球椅（見圖3）似乎是傳達(dá)安全信息比較成功的例子，玻璃纖維與布質(zhì)的材質(zhì)散發(fā)著溫馨，并且半包裹的藝術(shù)處理及造型能給用戶帶來私密感與安全感。這就是所謂的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理性安全。

圖1 鉆石椅

圖2 Liv-collecting系列家具

圖3 球椅

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的感性安全指的是產(chǎn)品的色彩、材料的質(zhì)感、材料的搭配與觸感等經(jīng)過藝術(shù)處理之后給人的感受。如今大多數(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)幾乎都注意到了形態(tài)、色彩、材質(zhì)給人的第一印象，即產(chǎn)品的色調(diào)和造型的趣味化也能讓使用者備感親切與安全。丹麥設(shè)計(jì)師維納爾·潘頓設(shè)計(jì)的潘頓椅（見圖4）以其富有雕塑感的造型而聞名，擬人化的形態(tài)，宛若一位穿著長(zhǎng)裙的少女，反映了設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品人文精神的表達(dá)。提高產(chǎn)品的感性安全也可以通過對(duì)外部材料藝術(shù)化的處理而實(shí)行。意大利設(shè)計(jì)師卡羅·巴特力設(shè)計(jì)的Tacta門把手（見圖5）造型圓潤(rùn)可愛，演示了生活的情趣，木質(zhì)的門把手以簡(jiǎn)潔流暢的造型傳遞了產(chǎn)品的功能，易于把握與發(fā)力，再加上金屬構(gòu)件所表現(xiàn)出材料的堅(jiān)固性，彰顯了安全可靠的氣息。這就要求設(shè)計(jì)師注重造型、色彩、材質(zhì)給人的第一感受，帶給用戶以更多的人文關(guān)懷。這就是所謂的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的感性安全。

圖4 潘頓椅

圖5 Tacta門把手

產(chǎn)品同時(shí)具備了理性安全與感性安全，就能給人以美的享受，同時(shí)也就凸顯了藝術(shù)設(shè)計(jì)中安全第一的理念。產(chǎn)品的安全不只是與可靠性相關(guān)，而且和美密不可分，產(chǎn)品的安全可以讓人享受設(shè)計(jì)[7]。一個(gè)好的、安全的產(chǎn)品，僅僅是功能的適用還是不夠的，還必須使人產(chǎn)生美的感受，這才是一種更高層次的安全產(chǎn)品。

（4）安全是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一屬性與改良媒介。中國(guó)古代思想家墨子強(qiáng)調(diào)過“衣必常暖，而后求麗，居必常暖，而后求樂”的觀點(diǎn)。暖、樂也是安全。安全，涉及人的健康和舒適。據(jù)《磁州窯的傳說》一書記載，一位工匠想解決碗底燙手的問題，一日工場(chǎng)突然著火，在滅火的過程中他發(fā)現(xiàn)鞋底因?yàn)橛幸粔K木頭墊子而沒有燒傷腳，于是得到啟發(fā)，就在碗的底部做了一層實(shí)心墊子解決了燙手的問題。后世的工匠將其改為圓圈，不僅減輕了重量，而且更便于散熱[8]。由此可見，人們很早就開始關(guān)注產(chǎn)品的安全問題，只不過是狹隘地將安全限制在肉體方面。可以說，安全是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一屬性，產(chǎn)品首先要保證使用者的安全。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)以實(shí)用為載體，以安全為前提，強(qiáng)調(diào)以人的需要為中心，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的人文精神。美國(guó)社會(huì)心理學(xué)家亞伯拉罕·馬斯洛在《動(dòng)機(jī)與人格》一書中提出了著名的“需求”理論，將需求分為五個(gè)層次，并從低級(jí)到高級(jí)排列，分別是生理需求、安全需求、社會(huì)需求、尊重需求、尊重以及自我實(shí)現(xiàn)的需求。徐德蜀認(rèn)為馬斯洛的需求層次理論應(yīng)該修訂，因此特意將人的生理需求和安全需求調(diào)換了位置，認(rèn)為安全才是一切活動(dòng)的基礎(chǔ)條件，并且需求是是客觀的、強(qiáng)烈的，故而強(qiáng)調(diào)了人對(duì)產(chǎn)品安全的需要[9]。產(chǎn)品設(shè)計(jì)考慮安全也是滿足使用者安全需求的重要途徑。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，提升安全性是設(shè)計(jì)師的首要任務(wù)。產(chǎn)品作為滿足人需求的物質(zhì)，需要不斷改良，通過設(shè)計(jì)以減少產(chǎn)品的不安全因素。比如，舊款電風(fēng)扇的前網(wǎng)罩是由稀拉的幾根鋼絲做成，人的手很容易伸入，所以不安全。在安全理念的驅(qū)動(dòng)下新式電風(fēng)扇應(yīng)運(yùn)而生，它比較好地解決了這個(gè)問題，即用密集的網(wǎng)罩隔離了扇葉，對(duì)風(fēng)也起到了良好的導(dǎo)向作用。老式的電線插座也存在安全問題，由鐵螺釘固定的外殼就有漏電的危險(xiǎn)，或是在沒有插緊的情況下人易觸電，這就給使用者帶來了隱患。設(shè)計(jì)師考慮了安全問題，通過隔離有害環(huán)境的辦法對(duì)其進(jìn)行了改良型設(shè)計(jì)：在插座的表面添加一層絕緣材料，并摒棄螺釘固定的習(xí)慣，從而提高了安全指標(biāo)。又如早期的剃須刀笨重又不鋒利，使用時(shí)容易刮破臉。安全的需要逼迫設(shè)計(jì)師不斷改進(jìn)，使其具有更大安全的使用功能。1777年佩雷特發(fā)明了只有刀刃才能和皮膚接觸的扁平剃刀，1928年謝菲爾德特意對(duì)刀刃加以保護(hù)，這就是安全剃刀的前身；美國(guó)設(shè)計(jì)師坎普·吉列對(duì)剃須刀再次改進(jìn)，即只留出刀刃剃須，而且刀片用鈍之后能夠更換，它是世界上第一把安全剃須刀[10]。剃須刀的例子證明了安全不僅是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，也是產(chǎn)品品質(zhì)提高、更新?lián)Q代的推動(dòng)力。

3.新時(shí)期產(chǎn)品依然存在安全問題

現(xiàn)今，電子產(chǎn)品與電器產(chǎn)品是工業(yè)產(chǎn)品蓬勃發(fā)展的一大種類，在人們的生活中占有舉足輕重的位置。近些年以電能為驅(qū)動(dòng)力的產(chǎn)品功能越來越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)也愈發(fā)復(fù)雜。在幫助人們解決生活問題的同時(shí)，故障的出現(xiàn)頻率大為增加，并且安全事故層出不窮。如洗衣機(jī)絞死兒童、電磁爐爆炸、燃?xì)庠畋?、手機(jī)充電器爆炸傷人的事件早就對(duì)安全設(shè)計(jì)敲響了警鐘。產(chǎn)品的安全設(shè)計(jì)需要滿足六大原則，即防電擊、防能量危險(xiǎn)、防火、防輻射、防熱與防機(jī)械傷害、防化學(xué)污染。以輻射對(duì)人體的危害為例：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類接觸視頻顯示終端的機(jī)遇激增，VDT（Visual Display Terminal）綜合癥也隨之頻繁出現(xiàn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界平均每天收看電視的已經(jīng)達(dá)到八億人次，工作中使用視頻終端的已經(jīng)超過三千萬人次。長(zhǎng)時(shí)間使用計(jì)算機(jī)顯示終端、電視、手機(jī)等電子產(chǎn)品會(huì)遭受電輻射與聲輻射，對(duì)人類的危害已被公認(rèn)。使用者過度使用會(huì)出現(xiàn)眼睛疲勞或是手、肩膀、腰部不適，這就是典型的VDT綜合癥。設(shè)計(jì)師應(yīng)該思考用戶過長(zhǎng)時(shí)間使用顯示終端的安全性問題，如在一定時(shí)間內(nèi)提醒用戶休息或者革新顯示終端，避免疲憊或者不適癥狀的出現(xiàn)。

當(dāng)今是一個(gè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的社會(huì)，因此產(chǎn)品都是以市場(chǎng)效益為導(dǎo)向，而忽略了設(shè)計(jì)的人文關(guān)懷的。如餐具是生活的必需品，一日三餐都是離不開的，其安全是使用者健康的保障。而有些設(shè)計(jì)卻只追求經(jīng)濟(jì)利益就使用了劣質(zhì)材料，使餐具存在安全隱患，尤其是給兒童帶來了巨大的傷害問題[11]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為了讓顏色更加亮麗鮮艷，四分之一的陶瓷彩繪餐具都含有助溶劑，其中的鉛、鎘等重金屬超標(biāo)嚴(yán)重，在使用的過程中毒性會(huì)有揮發(fā)。又如密胺餐具屬于仿瓷品種，具有輕巧、不易碎、導(dǎo)熱性低的優(yōu)點(diǎn)，但它是甲醛與三聚氰胺化合所得的一種高分子聚合物，劣質(zhì)一些的材料受熱之后其中的尿素與甲醛就易分離而會(huì)產(chǎn)生刺鼻的異味，能夠引發(fā)甲醛中毒，甚至經(jīng)過熱水的浸泡也會(huì)留下殘?jiān)?。這就嚴(yán)重威脅著使用者的健康與安全。因此設(shè)計(jì)要以人為本，使產(chǎn)品兼具安全性、實(shí)用性與藝術(shù)性特征。

二、產(chǎn)品安全與人機(jī)工程學(xué)

1.人機(jī)工程學(xué)概念

美國(guó)設(shè)計(jì)師亨利·德雷福斯所著《為人的設(shè)計(jì)》一書首次提出“人機(jī)工程學(xué)（Human Engieering）”概念，這是一種運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、心理學(xué)和生理學(xué)的方法研究“人-機(jī)器-環(huán)境”相互作用的邊緣學(xué)科，著力探求如何提高工作效率、保證健康、確保安全及考慮人類如何獲得舒適[12]。該理念在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，但所強(qiáng)調(diào)的依然是以人為核心的問題。

2.人機(jī)工程學(xué)與安全設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品不僅要滿足使用與審美的要求，更應(yīng)該滿足使用者的安全以及舒適的要求。人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用加強(qiáng)了產(chǎn)品的安全性能。大至交通工具的設(shè)計(jì)，小至日常用品的設(shè)計(jì)，人機(jī)工程學(xué)與產(chǎn)品的安全有著十分緊密的聯(lián)系。有效應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)是保證產(chǎn)品安全必不可少的條件，而且貫穿設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的始終。

人機(jī)工程學(xué)提供了人體尺度的參數(shù)[13]，而這些數(shù)據(jù)可以有效地運(yùn)用在設(shè)計(jì)之中。設(shè)計(jì)師通過人體的結(jié)構(gòu)特征、各部位的尺寸與重量比、動(dòng)作乃至作業(yè)空間，建立了一種人與物之間的和諧關(guān)系[14]。例如對(duì)樓梯的設(shè)計(jì)，要根據(jù)人的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)作幅度確定樓梯踏步的高度及梯面的寬度，達(dá)到安全省力的目的；剪刀的手柄要參照手的彎曲度、尺寸、形狀，使其與人的生理特征相吻合，這樣才能安全、高效地使用；曾獲日本優(yōu)良設(shè)計(jì)獎(jiǎng)的TAG CUP杯子，是設(shè)計(jì)師通過研究人拿、握杯子的姿勢(shì)，設(shè)計(jì)出獨(dú)特的鰭狀結(jié)構(gòu)以阻隔人與杯子的接觸，由于杯子的外形結(jié)構(gòu)符合人機(jī)工程學(xué)原理，這就為消費(fèi)者創(chuàng)造了一個(gè)安全使用的平臺(tái)。克拉克·威斯勒在《人與文化》一書中提到，大多數(shù)工具設(shè)計(jì)都與手部相適應(yīng)，手臂與手的肌肉組織就是工具依賴的基礎(chǔ)之一。由此可見，在人與產(chǎn)品的關(guān)系中人機(jī)工程學(xué)具有特別的地位。然而，違背了人機(jī)工程學(xué)原理的設(shè)計(jì)對(duì)人的安全就會(huì)造成隱患，無疑是反人性的、反倫理的?，F(xiàn)代人患有腰椎病的與日俱增，是因?yàn)樽斯ぷ鞯脑絹碓蕉?。研究表明，椅子?yán)重地影響了人身體的安全。早在19世紀(jì)瑞士和德國(guó)的研究人員就發(fā)現(xiàn)椅子靠背的造型是導(dǎo)致腰酸的禍?zhǔn)?。瑞典本科特·奧克赫姆于1948年出版的《椅子與座位》一書指出，當(dāng)人伏案工作時(shí)，椅子的靠背要向前、并向下傾斜以保護(hù)腰椎部位；休息時(shí)，靠背應(yīng)向后傾斜呈105度角以支持人的上半身。他認(rèn)為一個(gè)安全舒適的座椅必須保證腰椎部位的正常彎曲，并且是最為重要的設(shè)計(jì)原則。

人機(jī)工程學(xué)還為產(chǎn)品的安全與合理性提供了科學(xué)依據(jù)[15]?？偤笄诓寇娦柩b備研究所與中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與職業(yè)病研究所的科研人員從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)對(duì)軍用背包的肩帶寬度、內(nèi)背架進(jìn)行了認(rèn)真研究。因?yàn)檐娙诵枰?fù)重長(zhǎng)時(shí)間行軍，所以背包的安全舒適尤為重要。他們?cè)O(shè)計(jì)了六種相同質(zhì)地的背帶，負(fù)重均為20千克，寬度依次是30毫米、40毫米、50毫米、60毫米、70毫米和80毫米。實(shí)驗(yàn)表明，肩帶寬度為30至40毫米時(shí)，受試者肩部所受的壓力依次為5.45千克和4.05千克，行走不到一個(gè)小時(shí)肩部就有較深顏色的勒痕并出現(xiàn)比較強(qiáng)烈的疼痛癥狀；當(dāng)肩帶寬度為60毫米時(shí)，比30毫米所受的壓力要減少50%左右，約為2.728千克，其受試者僅有輕微的疼痛感，沒有勒痕；而當(dāng)肩帶加寬至70至80毫米時(shí)，肩部承受的壓力分別為2.091千克與1.454千克。實(shí)驗(yàn)表明，隨著肩帶寬度的遞增，背包的重量有減小的趨勢(shì)。由此看來，選用80毫米的背帶寬度似乎最為合適，但是過寬的肩帶也存在著不安全的問題，即一方面會(huì)壓迫和摩擦頸部而造成疼痛，另外一方面，容易約束手臂的擺動(dòng)。對(duì)比二者，寬度為60毫米的最為合適。提高軍用背包的安全性，還可以加置內(nèi)背架，這樣既能使受力均勻，減小單位面積的壓力，也可解決散熱通風(fēng)問題。所以，軍用背包合乎上述要求方可稱得上是人機(jī)工程學(xué)指導(dǎo)下的安全設(shè)計(jì)。因?yàn)槭褂眠@類背具，既能減輕背負(fù)者的負(fù)擔(dān)，獲得安全與舒適的效果，也可以提高工作效率[16]，在安全的前提下使使用功能達(dá)到最佳。

由此可見，符合人機(jī)工程學(xué)原理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是安全的、人性化的，也是工業(yè)設(shè)計(jì)最前沿的趨勢(shì)與潮流，體現(xiàn)著對(duì)人的尊重與關(guān)懷，符合“人本主義”的設(shè)計(jì)理念。

三、產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)的原則

1.備份設(shè)計(jì)

顧名思義，所謂的“備份設(shè)計(jì)”是指兩種以上不同的使用方式都可以完成同一命令。很好的例證是佳能PⅠXMA 1P4200型號(hào)的打印機(jī)設(shè)計(jì)了兩種進(jìn)紙方式，分別是頂部進(jìn)紙和底部進(jìn)紙，用戶可以隨意選擇，當(dāng)一種進(jìn)紙形式失效時(shí)也不會(huì)影響使用，這就克服了老式打印機(jī)一種進(jìn)紙方式出現(xiàn)故障而無法繼續(xù)使用的缺陷。

備份設(shè)計(jì)也可以理解成一種應(yīng)急設(shè)計(jì)，即將關(guān)鍵部件或易發(fā)生故障的部件備份，當(dāng)其失效時(shí)立即置換[17]。毋庸置疑，備份設(shè)計(jì)越多，產(chǎn)品的安全性能也就越高，由此可以歸類出一種安全設(shè)計(jì)原則。比如發(fā)生重大事故時(shí)的汽車、火車等交通工具的車門無法開啟，緊急疏散門的設(shè)計(jì)就能確保人員快速撤出，使其不會(huì)因?yàn)闊o法開啟車門而出現(xiàn)傷亡[18]；降落傘由主傘與副傘組成，副傘就是備份，這是一種簡(jiǎn)單、典型的備份設(shè)計(jì)。備份設(shè)計(jì)既方便用戶使用，又是一種行之有效的安全設(shè)計(jì)方式。在危險(xiǎn)系數(shù)較大的航空領(lǐng)域，這種設(shè)計(jì)必不可少。飛機(jī)的起落架一般都配有兩套裝置，通常情況下使用的是液壓裝置，緊急狀況下則以手動(dòng)扳下起落架，顯然后一種方式的可靠性更高。美國(guó)、俄羅斯和中國(guó)的載人飛船都采用了安全設(shè)計(jì)，有關(guān)逃生的關(guān)鍵部件至少配備了兩套裝置，以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。此種安全設(shè)計(jì)的原則十分適用于高安全要求的產(chǎn)品，所以在特殊領(lǐng)域已被廣泛使用。這種安全設(shè)計(jì)的原則還可以理解為某一產(chǎn)品在滿足用戶對(duì)功能的需求之后，還有另外的用途，即以多種方式實(shí)現(xiàn)更多種的功能。比如盛裝食品的鐵盒，食品食用完后可以盛放其他的物品，于是出現(xiàn)了新的使用功能。

設(shè)計(jì)師應(yīng)該充分利用備份設(shè)計(jì)這種形式，以此提高產(chǎn)品的安全性能?，F(xiàn)如今，一些產(chǎn)品的安全問題依然存在，如高層建筑愈建愈多，電梯成了必需品，給使用者帶來方便的同時(shí)也帶來了潛在的風(fēng)險(xiǎn)，故障導(dǎo)致困于電梯內(nèi)的人窒息的事故屢有發(fā)生。設(shè)計(jì)師應(yīng)該考慮安裝能夠開啟電梯門的緊急開關(guān)，以應(yīng)對(duì)如此的事故。

2.提高產(chǎn)品的可靠性

可靠性是安全設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所有產(chǎn)品必須具備可靠性，否則設(shè)計(jì)就失去了意義。設(shè)計(jì)師應(yīng)該采取各種方法提高產(chǎn)品的可靠性。如家用小轎車就有許多保障可靠性的設(shè)備：防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)避撞系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)、安全氣囊以及安全帶等。但因汽車的前輪是主動(dòng)輪，后輪是從動(dòng)輪，在轉(zhuǎn)彎時(shí)容易出現(xiàn)不穩(wěn)或側(cè)傾，很容易引發(fā)事故，所以法國(guó)雪鐵龍公司研究出一種后輪隨動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)(PSS)。其技術(shù)是汽車在前輪轉(zhuǎn)向的時(shí)候，后輪不會(huì)隨著前輪一樣從動(dòng)，而是依照前輪的角度調(diào)節(jié)角度。應(yīng)用這一技術(shù)之后，車身轉(zhuǎn)向時(shí)平穩(wěn)了許多，避免了側(cè)翻的危險(xiǎn)——當(dāng)車輛高速轉(zhuǎn)彎或者變道時(shí)，后輪能夠根據(jù)前輪做出反向偏轉(zhuǎn)，并且可以通過增加轉(zhuǎn)向不足的方式以保持車身的穩(wěn)定。簡(jiǎn)而言之，雪鐵龍公司研制出的后輪隨動(dòng)技術(shù)，兼顧了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的動(dòng)力與穩(wěn)定性。

對(duì)用戶而言，提高產(chǎn)品的可靠性是指能夠限制其錯(cuò)誤或者不安全行為的發(fā)生，這在實(shí)質(zhì)上也是一種可靠的限制性設(shè)計(jì)。存儲(chǔ)卡是當(dāng)今數(shù)碼產(chǎn)品最為重要的配件，用戶的錯(cuò)誤使用可能造成卡槽磨損。設(shè)計(jì)師就只在其一面設(shè)置觸點(diǎn)，當(dāng)用戶將存儲(chǔ)卡以正確方式放進(jìn)卡槽時(shí)，手指會(huì)感受到柔軟的反作用力，提示卡的安裝正確。反之就會(huì)有強(qiáng)烈的反作用力，無法繼續(xù)插入。用反作用力給用戶傳達(dá)了安裝正、誤的信息，這樣就可以強(qiáng)迫用戶記住正確的使用方法，以減少錯(cuò)誤使用的可能。又如旅客列車上的三角形異型鎖在正常情況下外人無法開啟，這就增加了產(chǎn)品的安全性；手提電腦上的六角形異形螺釘帽被設(shè)計(jì)成弧邊，沒有專用的工具是很難開啟的，這就提高了產(chǎn)品的可靠性。

3.考慮特殊群體的需要

特殊群體是指肢體殘疾、聾啞人、盲人等殘障人群以及老年人、嬰幼兒等弱勢(shì)群體，還指有內(nèi)在缺陷的人，他們都是產(chǎn)品的潛在用戶。一些有社會(huì)責(zé)任感的設(shè)計(jì)師結(jié)合他們的心理與生理特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出專用產(chǎn)品，無障礙設(shè)計(jì)及概念因此應(yīng)運(yùn)而生[19]。比如，拐杖應(yīng)用于老人與肢體殘疾這類群體，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，拐杖在平衡身體的同時(shí)也增加了行走過程中摔倒的風(fēng)險(xiǎn)，且概率高達(dá)11%，設(shè)計(jì)師就得關(guān)注這個(gè)問題。理論上，安全的拐杖應(yīng)該具備以下標(biāo)準(zhǔn)：第一，長(zhǎng)度適宜，使雙手能夠自然下垂；第二，材料要堅(jiān)硬而不會(huì)斷裂；第三，上部彎鉤形或斜把形，便于手握；第四，材質(zhì)的手感好。近些年流行的軟橡膠登山杖，就具有較好的護(hù)手功能；第五，輕重適宜，過重會(huì)增加使用者的負(fù)擔(dān)，過輕會(huì)出現(xiàn)漂浮感；第六，防滑，底端附加膠墊圈或用金屬加固，避免摔倒時(shí)對(duì)使用者造成傷害[20]。

近年來特別強(qiáng)調(diào)“普適設(shè)計(jì)”，提出不將那些特殊群體區(qū)別對(duì)待，設(shè)計(jì)出能讓更多人使用的產(chǎn)品，盡量避免他們?cè)谑褂卯a(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生特殊，使其能同正常人一樣被平等看待[21]，也就是在心理上給予他們更多的人文關(guān)懷。其將普適設(shè)計(jì)應(yīng)用于安全設(shè)計(jì)之中，已有許多的例證。美國(guó)后現(xiàn)代主義設(shè)計(jì)師邁克爾·格雷夫斯設(shè)計(jì)的不銹鋼熱水壺（見圖6），最突出的特點(diǎn)是壺嘴處有一只小鳥，當(dāng)壺中的水被燒開時(shí)，小鳥會(huì)發(fā)出鳴叫。這既能讓普通人免除守在灶臺(tái)旁等著水開的麻煩，而且兼顧了特殊人。

圖6 小鳥熱水壺

無論是無障礙設(shè)計(jì)或是普適設(shè)計(jì)，都要將增加產(chǎn)品的安全性作為基本的出發(fā)點(diǎn)，這不只是為特殊人群提供便利，更重要的是提供了一種安全生活方式。

4.綠色環(huán)保

生態(tài)危機(jī)已被世界公認(rèn)，有學(xué)者指出全球氣候變暖90%是因人類并正常活動(dòng)所致。針對(duì)這一問題，于是產(chǎn)品追求“綠色設(shè)計(jì)（Green Design）”。綠色設(shè)計(jì)亦稱“生態(tài)設(shè)計(jì)（Ecological Design）”，是指采用各種手段以減少污染和資源消耗。從本質(zhì)上講就是在設(shè)計(jì)中運(yùn)用生態(tài)學(xué)理念，即以生態(tài)為設(shè)計(jì)的核心，考慮產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響而成了設(shè)計(jì)師的共識(shí)[22]。所以安全設(shè)計(jì)的可靠性原則反映為關(guān)注在制作、使用、廢棄的過程中是否對(duì)環(huán)境造成危害，要盡量選擇消耗更少能量、使用更少材料的產(chǎn)品[23]。然而現(xiàn)今有些產(chǎn)品卻選用化學(xué)合成材料，在制造過程中容易產(chǎn)生有毒廢棄物，如造紙時(shí)的廢水若不經(jīng)過處理而排入江河，就會(huì)嚴(yán)重污染水體；一些產(chǎn)品在使用的過程中也能產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，如汽車尾氣中所含的一氧化碳、二氧化硫、煙塵微?？芍^是大氣污染的元兇；廢棄后的產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的危害也不容小覷，如一次性餐具的不可降解性，就是在燃燒的過程中也能產(chǎn)生大量有毒有害的氣體。

地球作為一個(gè)人類共有的生態(tài)圈，要求設(shè)計(jì)從可持續(xù)的高度向人類提供綠色產(chǎn)品，任何污染環(huán)境的材料、無節(jié)制浪費(fèi)資源的設(shè)計(jì)，都應(yīng)該遭受拋棄[24]。設(shè)計(jì)師在選取材料時(shí)，要盡量采用無毒無害、對(duì)環(huán)境污染小、方便降解的類型，優(yōu)先使用可再生資源，提高資源的再利用率，降低材料的消耗量。產(chǎn)品在滿足功能的前提下，要簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)與包裝以節(jié)約原材料；延長(zhǎng)使用期限，將保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的理念充分運(yùn)用到產(chǎn)品的安全設(shè)計(jì)之中。

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