金海明 萬(wàn) 方 姜 霄

（嘉興學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

設(shè)計(jì)類專業(yè)人機(jī)測(cè)試儀器的有效利用研究

金海明 萬(wàn) 方 姜 霄

（嘉興學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院，浙江 嘉興 314001）

在分析人機(jī)測(cè)試儀器使用概況以及運(yùn)行管理現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，從儀器采購(gòu)規(guī)劃、儀器驗(yàn)收、提高教師水平、構(gòu)建市場(chǎng)化管理模式等角度提出了提升人機(jī)測(cè)試儀器使用效率的途徑，最后運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論，構(gòu)建了人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)模型。

設(shè)計(jì)類專業(yè)；人機(jī)測(cè)試儀器；有效利用

隨著我國(guó)政府對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)類專業(yè)的重視，我國(guó)高校的設(shè)計(jì)類專業(yè)取得了快速發(fā)展，先進(jìn)的人機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)入日常的教學(xué)科研已逐漸成為常態(tài)。但是，由于設(shè)計(jì)類專業(yè)教師通常比較感性，往往缺少定量管理的概念，所以人機(jī)測(cè)試儀器的運(yùn)行與管理的難度大，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備利用率不高和教學(xué)效果不夠理想。人機(jī)測(cè)試儀器的有效利用研究是目前儀器管理的重要課題，儀器高效利用途徑和有效評(píng)價(jià)是人機(jī)測(cè)試儀器的高效利用機(jī)制的重要內(nèi)容。

1 人機(jī)測(cè)試儀器的運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 人機(jī)測(cè)試儀器使用概況

由于工業(yè)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)類學(xué)科科學(xué)研究的需要，加上中央財(cái)政、省級(jí)地方財(cái)政和地方政府對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)支持力度的不斷加大，各高校相繼建立了設(shè)計(jì)與藝術(shù)實(shí)驗(yàn)中心，其中人機(jī)測(cè)試儀器是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的重要儀器，也是人機(jī)設(shè)計(jì)與研究的重要手段［1］。以嘉興學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院人機(jī)實(shí)驗(yàn)室為例，現(xiàn)有主要人機(jī)測(cè)試儀器有壓力分布儀（如圖1所示）、肌電儀（如圖2所示）和眼動(dòng)儀（如圖3所示）等。

圖1 壓力分布儀

圖2 肌電儀

圖3 眼動(dòng)儀

壓力分布儀可以測(cè)試被試者在使用坐具或臥具等家具時(shí)的體壓分布情況，根據(jù)體壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析人體的體壓分布特點(diǎn)，揭示體壓分布規(guī)律，為坐具或臥具的舒適度設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

肌電儀可以測(cè)試被試者在使用手握式工具類產(chǎn)品時(shí)手臂和手掌相應(yīng)肌肉部位的微肌電流，通過分析所測(cè)的肌電信號(hào)，評(píng)價(jià)手握式工具時(shí)肌肉疲勞狀況，揭示肌肉疲勞的基本規(guī)律，為手握式工具人機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供定量評(píng)價(jià)依據(jù)。肌電儀還可測(cè)試被試者在坐姿、臥姿和站姿等不同狀態(tài)時(shí)人體不同肌肉的肌電流，通過分析其肌電信號(hào)，揭示坐姿、臥姿和站姿等不同狀態(tài)下相應(yīng)肌肉的疲勞規(guī)律，為坐臥類家具和憑依類家具的人體工學(xué)設(shè)計(jì)提供科學(xué)參考［2］。

眼動(dòng)儀可以記錄被試者在處理視覺信息時(shí)的眼動(dòng)軌跡，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，揭示被試者的注視點(diǎn)軌跡圖、眼動(dòng)時(shí)間和眼跳方向的距離等指標(biāo)的基本規(guī)律，為定量評(píng)價(jià)視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和用戶研究等方面的實(shí)際效果提供科學(xué)依據(jù)［3］。

1.2 人機(jī)測(cè)試儀器的運(yùn)行與管理

人機(jī)測(cè)試儀器的運(yùn)用對(duì)提升設(shè)計(jì)類專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量和科學(xué)研究起到了十分重要的作用，人機(jī)測(cè)試儀器的高效運(yùn)行與管理是發(fā)揮最大效能的關(guān)鍵?，F(xiàn)有人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行與管理概況，可以總結(jié)為以下四個(gè)方面。

（1）儀器的采購(gòu)

人機(jī)測(cè)試儀器的采購(gòu)的一般流程為人機(jī)測(cè)試儀器項(xiàng)目立項(xiàng)后，先由相關(guān)負(fù)責(zé)人再調(diào)研論證并提供設(shè)備清單；然后進(jìn)行統(tǒng)一招標(biāo)；最后由中標(biāo)企業(yè)供貨。在項(xiàng)目立項(xiàng)前和準(zhǔn)備采購(gòu)前，調(diào)研需充分詳實(shí)，全面了解儀器的性能和價(jià)格，但是在實(shí)際的操作中，有時(shí)會(huì)追求過高的性能，造成不必要的浪費(fèi)。在統(tǒng)一招標(biāo)時(shí)，評(píng)標(biāo)的專家是保證儀器質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，專家需熟悉儀器的基本性能指標(biāo)，最好應(yīng)增加本領(lǐng)域的專家數(shù)量。中標(biāo)企業(yè)供貨，由于很多儀器是進(jìn)口設(shè)備，所以從招標(biāo)到供貨需要花費(fèi)很長(zhǎng)的周期。

（2）儀器的使用

高校實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的有效使用一直是實(shí)驗(yàn)室管理的一大難題，現(xiàn)有人機(jī)測(cè)試儀器的使用主要包括 3種模式。第一種模式，課程教學(xué)活動(dòng)中相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)需要做人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，比如椅子舒適度設(shè)計(jì)時(shí)需測(cè)試椅面的壓力分布和腰背部的肌肉疲勞度，這種模式下人機(jī)測(cè)試設(shè)備的利用率與課程安排實(shí)驗(yàn)的頻率有關(guān)。第二種模式，教師從事科學(xué)研究時(shí)進(jìn)行的人機(jī)試驗(yàn)，包括指導(dǎo)研究生的課題研究，這種模式下人機(jī)人機(jī)測(cè)試設(shè)備的利用率與相關(guān)教師的科研課題緊密相關(guān)。第三種模式，與企業(yè)合作共享人機(jī)測(cè)試設(shè)備，這種模式與高校產(chǎn)學(xué)研合作模式密切相關(guān)。

（3）儀器的更新與維護(hù)

隨著科技的發(fā)展，儀器設(shè)備的性能在不斷的提升，人機(jī)測(cè)試儀器到了一定的年限，也需要更新。人機(jī)測(cè)試設(shè)備的更新，應(yīng)從人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的實(shí)際需要出發(fā)，分類逐步更新。在實(shí)際操作時(shí)，有時(shí)會(huì)忽略實(shí)際需求，跟風(fēng)更新儀器，可能會(huì)出現(xiàn)新儀器的實(shí)際利用率很低。

人機(jī)測(cè)試儀器正常使用，肯定會(huì)產(chǎn)生磨損或損壞，需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室管理人員進(jìn)行維修與管理。在實(shí)際維護(hù)時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)室管理人員的水平與能力，往往缺少正常的維護(hù)，導(dǎo)致人機(jī)測(cè)試儀器過早的報(bào)廢或縮短其壽命。

（4）實(shí)驗(yàn)室的管理制度

完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度是實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)與實(shí)驗(yàn)儀器正常使用的保證。在人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，人機(jī)測(cè)試儀器的操作流程規(guī)范是人機(jī)測(cè)試儀器正常運(yùn)行的前提。壓力分布儀、肌電儀和眼動(dòng)儀等人機(jī)測(cè)試儀器都是高精設(shè)備，規(guī)范的實(shí)驗(yàn)流程是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的關(guān)鍵，也是降低儀器設(shè)備維護(hù)費(fèi)的重要途徑。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室管理中，往往會(huì)出現(xiàn)管理制度在墻上掛著，實(shí)驗(yàn)操作人員并沒有依章執(zhí)行，導(dǎo)致儀器設(shè)備過早損壞甚至報(bào)廢。

2 提升人機(jī)測(cè)試儀器使用效率的途徑

2.1 科學(xué)規(guī)劃儀器種類

在建立人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室時(shí)需要到國(guó)內(nèi)外高校充分調(diào)研，結(jié)合本校的學(xué)科與專業(yè)特色，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。在發(fā)展過程中，根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行不斷調(diào)整與完善。

人機(jī)測(cè)試儀器的配備，應(yīng)充分征求相關(guān)專家和教師的建議，合理購(gòu)置，以服務(wù)人才培養(yǎng)和進(jìn)行科學(xué)研究為最終目標(biāo)，切記追求大而全。以嘉興學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室為例，用眼動(dòng)儀來評(píng)價(jià)產(chǎn)品和家具等設(shè)計(jì)的外觀質(zhì)量，用肌電儀來判斷產(chǎn)品和家具等設(shè)計(jì)時(shí)的肌肉疲勞度，用壓力分布儀來評(píng)判坐臥類家具的人機(jī)舒適度，這三種人機(jī)測(cè)試設(shè)備可以從不同角度驗(yàn)證并優(yōu)化產(chǎn)品和家具的人機(jī)設(shè)計(jì)與研究。

2.2 規(guī)范驗(yàn)收流程

人機(jī)測(cè)試設(shè)備招標(biāo)完成后，中標(biāo)企業(yè)把相關(guān)儀器送到實(shí)驗(yàn)室時(shí)，根據(jù)驗(yàn)收制度，組織相關(guān)專家進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查與驗(yàn)收，還可增加本專業(yè)教師共同參與驗(yàn)收。

在實(shí)際的儀器驗(yàn)收過程中，有的中標(biāo)企業(yè)暗中降低儀器指標(biāo)，獲取不正當(dāng)利潤(rùn)。在驗(yàn)收檢查后，認(rèn)真填寫人機(jī)設(shè)備儀器名稱、規(guī)格型號(hào)和基本技術(shù)指標(biāo)等信息。

2.3 提高實(shí)驗(yàn)教師水平

任何儀器設(shè)備的使用都需要人來操作與指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教師水平的高低直接關(guān)系到人機(jī)測(cè)試儀器使用效率的高低。人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備專職實(shí)驗(yàn)教師，專門負(fù)責(zé)人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。專職實(shí)驗(yàn)教師必須通過專業(yè)培訓(xùn)、外出考察交流等途徑提高自身的專業(yè)水平，以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。相關(guān)課程教師，也應(yīng)提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí)、預(yù)實(shí)驗(yàn)，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能與操作規(guī)范。

2.4 構(gòu)建市場(chǎng)化管理模式

從課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教師的科學(xué)研究和產(chǎn)學(xué)研合作等多角度構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)室管理模式。傳統(tǒng)的課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理已不能滿足現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室管理的要求，先進(jìn)的人機(jī)測(cè)試設(shè)備可以為沒有該設(shè)備的其他研究機(jī)構(gòu)的科研人員提供相關(guān)服務(wù)，并建立相關(guān)的績(jī)效管理制度。同時(shí)，可以為產(chǎn)學(xué)研合作的相關(guān)企業(yè)實(shí)行先進(jìn)的人機(jī)測(cè)試儀器共享，構(gòu)建市場(chǎng)化的管理模式。從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的視角，提升人機(jī)測(cè)試儀器的利用率。

3 人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)模型

高校人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及到多項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度也是不一樣的。而且，運(yùn)行效果評(píng)價(jià)往往是定性的，無(wú)法量化，本文從模糊數(shù)學(xué)角度，嘗試構(gòu)建運(yùn)行效果的定量化評(píng)價(jià)模型。其主要包括評(píng)價(jià)指標(biāo)、權(quán)重和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定。

人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)（記為 U）可以初步分為儀器的可行性論證（u1）、儀器的采購(gòu)（u2）、儀器的使用（u3）、儀器的更新與維護(hù)（u4）、實(shí)驗(yàn)教師水平（u5）、儀器的運(yùn)行成本（u6）和實(shí)驗(yàn)室收益（u7）等指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的有限集合為：U =｛ u1，u2，u3，u4，u5，u6，u7｝。每個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果（記為V）分為5個(gè)等級(jí)，用“很好（v1）”、“較好（v2）”、“一般（v3）”、“較差（v4）”、“很差（v5）”、評(píng)語(yǔ)表述，等級(jí)評(píng)語(yǔ)的有限集合為：V=｛ v1，v2，v3，v4，v5｝。

每個(gè)指標(biāo)與任何一個(gè)評(píng)語(yǔ)都有一定的數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可用矩陣R表示，R就是由U和V合成的模糊關(guān)系，是一個(gè)（7*5）的模糊矩陣［4］。

根據(jù)各個(gè)指標(biāo)重要程度，運(yùn)用層次分析法，來確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，可分別記為w1，w2，w3，w4，w5，w6，w7，權(quán)重指標(biāo)的有限集合為：W =｛w1，w2，w3，w4，w5，w6，w7｝。

因此，人機(jī)測(cè)試儀器的綜合評(píng)價(jià)模型為：

B=W*R=｛w1，w2，w3，w4，w5，w6，w7｝

評(píng)價(jià)結(jié)果B是V上的一個(gè)模糊子集，也是一模糊向量，或稱l*5的模糊矩陣。最后，根據(jù)最大隸屬度法，來評(píng)價(jià)人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

高校人機(jī)測(cè)試儀器的有效利用研究是人機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室管理的重要內(nèi)容，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際現(xiàn)狀，分析其中的原因，完善儀器采購(gòu)、驗(yàn)收的制度，加大專職實(shí)驗(yàn)教師的培養(yǎng)力度，修訂與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)的一系列管理制度，從而提高人機(jī)測(cè)試儀器的利用率。人機(jī)測(cè)試儀器運(yùn)行效果評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜工作，文中僅提出了初步的評(píng)價(jià)模型，后續(xù)研究還需結(jié)合實(shí)際進(jìn)行驗(yàn)證與完善。

［1］ 林曉蔚.產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的教學(xué)探討［J］.設(shè)計(jì)，2014（7）:29-31.

［2］ 申黎明.人體工程學(xué)［M］.北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2010.

［3］ 胡偉峰，張坤，張忠亞.基于眼動(dòng)追蹤技術(shù)的壓裂車外觀設(shè)計(jì)評(píng)估研究［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)，2015，32（6）:109-112.

［4］ 金海明，王以華，許錦泓，等.工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的探討［J］.包裝工程，2007，28（7）:151-152.

Study on the effective use of ergonomics test instrument in design specialty

Based on the analysis of usage profile of ergonomics test instrument and the present situation of operation management，the way to improve the efficiency in the use of ergonomics test instrument is put forward from equipment procurement planning，acceptance of the instrument， improvement the level of teachers， and the construction of market management mode perspective. Finally，using fuzzy mathematics theory， the evaluation model of the running effect of the ergonomics test instrument is established.

Design specialty； ergonomics test instrument； effective use

TP29

Α

1008-1151（2016）06-0046-03

2016-05-11

嘉興學(xué)院校級(jí)一般教學(xué)改革項(xiàng)目（70115023）。

金海明（1979-），男，浙江東陽(yáng)人，嘉興學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院副教授，博士，研究方向?yàn)楣I(yè)設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)和人體工程學(xué)。