周亞男

（西京學(xué)院，西安 710123）

淺談基于人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)方法

周亞男

（西京學(xué)院，西安 710123）

21世紀(jì)是一個(gè)全新的時(shí)代，在新的時(shí)代背景下，企業(yè)之間對(duì)市場(chǎng)份額的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。現(xiàn)階段，消費(fèi)者對(duì)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(lái)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(jī)工程，人機(jī)工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文將人機(jī)工程和布局設(shè)計(jì)方法有效地融合到一起，在布局設(shè)計(jì)中充分考慮了人機(jī)工程因素。

人機(jī)工程；布局設(shè)計(jì)；可見(jiàn)度；可及度

0　引 言

目前，人機(jī)工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，對(duì)人機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜索處理；第二，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行最終的人機(jī)評(píng)價(jià)。好多學(xué)者針對(duì)人機(jī)工程開(kāi)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(jī)械為研究對(duì)象，主要探討了人和機(jī)械之間的聯(lián)系，從而構(gòu)建了人機(jī)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(jì)過(guò)程的模型。通過(guò)調(diào)研筆者發(fā)現(xiàn)，研究者們對(duì)基于人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)方法的研究相對(duì)較少，對(duì)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(wèn)題展開(kāi)了相關(guān)研究，筆者首先介紹了面向人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)過(guò)程，然后分析了布局設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程約束模型，接下來(lái)提出了基于可見(jiàn)度和可及度的人機(jī)工程評(píng)價(jià)方法，最后通過(guò)實(shí)例對(duì)上述方法進(jìn)行了驗(yàn)證。

1　面向人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)過(guò)程

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，布局設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，好多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程都包含布局設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。布局設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一般出現(xiàn)在產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)之后，具體來(lái)講，相關(guān)人員根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求明確相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)之后，接下來(lái)就可以開(kāi)展布局設(shè)計(jì)工作。所謂產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)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(gè)產(chǎn)品中一共存在N個(gè)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(shuō)明對(duì)一個(gè)產(chǎn)品而言，可以實(shí)行的布局方案數(shù)量是十分巨大的。如果相關(guān)人員要對(duì)所有可行的布局方案開(kāi)展人機(jī)評(píng)價(jià)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(jì)的后期融入人機(jī)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(jì)的開(kāi)始時(shí)期就融入人機(jī)工程因素，借助人機(jī)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。總之，本文所設(shè)計(jì)的基于人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)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(jī)工程因素，利用該因素對(duì)布局方案進(jìn)行約束，從而去除一些不太合理的方案；第三，借助人機(jī)工程因素對(duì)剩余的布局方案進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)方案進(jìn)行再設(shè)計(jì)；第四，輸出最終的布局方案。

2　布局設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程約束模型

基于人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)方法，本文將人機(jī)工程因素作為約束條件對(duì)布局設(shè)計(jì)方案進(jìn)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(jī)工程對(duì)布局方案進(jìn)行約束。在約束過(guò)程中，筆者將整個(gè)約束模型劃分成了兩個(gè)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(jī)約束?；趦刹糠值募s束，本文所提出的方法實(shí)現(xiàn)了人機(jī)工程和布局設(shè)計(jì)的有效融合。

3　基于可見(jiàn)度和可及度的人機(jī)工程評(píng)價(jià)方法

在本文所提出的方法中，人機(jī)工程因素還體現(xiàn)在對(duì)布局方案人機(jī)評(píng)價(jià)中。在評(píng)價(jià)布局設(shè)計(jì)方案時(shí)，筆者選擇的兩個(gè)關(guān)鍵因素就是人機(jī)工程中的可見(jiàn)度和可及度。可見(jiàn)度是指目標(biāo)物體可以被眼睛感知的程度，衡量可見(jiàn)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。可及度是指在某一固定的位置，人不斷的調(diào)整自己的手部或者是腳部的伸出長(zhǎng)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(shí)例研究

為了驗(yàn)證本文提出的方法的有效性，筆者設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)支持的摩托車協(xié)同布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該摩托車主要包括5個(gè)組件，分別是車身、座椅、把手、儀表盤(pán)以及踏板，布局處理也是針對(duì)上述5個(gè)組件。通過(guò)本文提出的方法，筆者實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同布局方案的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，并從人機(jī)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(yǔ)

本文主要探討了基于人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)方法，將人機(jī)工程和布局設(shè)計(jì)有效的融合到一起，在布局設(shè)計(jì)中對(duì)布局方案進(jìn)行人機(jī)工程約束和評(píng)價(jià)，希望可以為相關(guān)人員提供一定參考。

主要參考文獻(xiàn)

［1］孫守遷，唐明.面向人機(jī)工程的布局設(shè)計(jì)方法的研究［J］.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2000（11）.

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.077

TP391.7

A

1673-0194（2016）16-0114-01

2016-07-02