從德雷夫斯電話設計看人機工學在產品設計中的應用

肖人源　齊玲玲　李飛

摘 要：本文以人機工學為出發和立足點，通過對亨利·德雷夫斯電話設計的經典案例分析，闡述了人機工程學原理在產品設計中的必要性和重要性。并從基礎研究應用層面解讀了人機工程學在工業產品設計領域的具體研究方向和應用方向以及包含“人性化”理念的產品所需要涵蓋的具體人機工學要素。

關鍵詞：工業設計；人機工學；人機要素；德雷夫斯；人性化

1 引言

隨著科技進步和人類需求的不斷細分和延伸，產品的宜人、舒適性直接與產品進入市場所萌生的商業屬性發生聯系。現代人機工程學研究的方向是把人-機-環境系統作為統一整體來研究，以創造最適合人操作的機械設備和作業環境，使人-機-環境系統協調統一，以此獲得系統的最高綜合效能。隨著社會生產發展、科技進步以及人類物質生活水平的極大提高不斷為人類需求豐富、多樣化提供源動力。在功能滿足的前提下，產品的美觀、舒適、宜人性等內在特性，更受到越來越多消費者的關注和青睞。工業設計和人機工學均為近現代形成完整的知識理論體系，且從時間和地域上是西方歐美國家率先進行學科概念提出。本文以人機工程學奠基和創始人亨利·德雷夫斯所設計電話的經典案例入手進行對比分析，對闡釋人機工學和工業產品設計如何交感以及二者所形成的辯證統一關系具有代表意義。

2 電話機是近現代人機工學的發端

2.1 亨利·德雷夫斯與貝爾電話淵源

亨利·德雷夫斯是人機工學的奠基者和創始人。德雷夫斯堅持認為設計工業產品應該考慮“使用起來高度舒適的功能性”，提出“從內到外（from the inside out）”的設計原則。德雷夫斯一生都與貝爾電話公司進行合作，是影響現代電話形成和發展的最重要設計師。

貝爾發明電話以來的相當長時間，貝爾公司都保持著美國最大的電話壟斷地位。這為德雷夫斯可以比較少的考慮外觀帶來的市場影響，而更多精力集中在電話機的完美功能性設計方面創造了有利條件。1927年貝爾公司首次引進電話筒橫向放置，改變了以往縱放電話筒的設計。1937年德雷夫斯提出了從功能出發，聽筒與話筒合一的設計。基于這種聽筒與話筒合一的設計風格，直到二十世紀五十年代末，德雷夫斯設計的貝爾電話已完全進入了美國和世界的千家萬戶，成為現代家庭的基本設施。

2.2 電話機的人機工學解讀

2.2.1電話母機基本形態由來

早期的電話大多是蠟燭臺式為主（圖1），即：聽筒與話筒分離，使用時需用一手拿話筒，一手拿聽筒雙手操作。這種早期蠟燭臺式電話存在以下問題：機身容易傾倒、聽筒容易從掛勾處脫落、撥號盤置于底部操作不便等。

亨利.德雷夫斯認為：電話的外形應該從內到外進行改革，用一種簡單統一的形式來表達電話設備。這一成果體現在1937年302電話（圖2）設計中，此設計結合了當時最先進的通訊技術，將電話的聽筒和話筒集成在手柄上，而手柄的水平支架、撥號盤、及其它結構被集成在一個穩定厚重的底座上。手柄的設計最大限度滿足了使用者的需求，手柄上話筒到聽筒的距離考慮了人臉的形狀以及加權平均法計算得出。302型電話在商業上取得空前成功，作為現代電話的母機。

2.2.2 “母機”形態確立下電話設計中人機工學特征解讀

1949年500型桌面電話（圖3）誕生，新的設計有很好的易用性，形態更具有親和力。新材料的運用特別是塑料的運用，使得電話機整體重量得到很好控制，手柄形態允許使用者夾在肩膀上使用。500型桌面電話撥號盤的字符被設計到撥號盤外側，更加符合使用者的視覺習慣。手柄與底座之間的電話線改為具有收縮彈性的螺旋線。這款電話面市后相比302型電話取得更大的商業價值。

1959年亨利.德雷夫斯設計了只有手柄和撥號底座的新型電話，造型更加小巧和整體，非常適合年輕女性的使用，被稱為公主（Princess）（圖4）。

從具有代表性的302型電話，到500型桌面電話，到Princess型電話，不難看出亨利·德雷夫斯在設計過程中考慮滿足功能和人機性以外，更兼顧關注情感和個性化理念的體現。

3人 機工學在產品設計過程中的“先天”必要性

從德雷夫斯電話機設計上所取得的成功，使廣大設計師和設計教學者認識到人機工學在產品設計中具有其他學科無法取代的“先天”必要性，這是由產品的最終使用者，即：消費者決定的。隨著物質生活的極大豐富和多樣化，人們的需求有由理性向感性轉化的趨勢。當前形勢下，工業產品設計不單是對功能問題的簡單解決，更是對人們生活過程與情感體驗的深入回應。人機工學萌生于現在產品設計，而最終也必然回歸到現代設計當中。正是這樣“先天”的源流關系讓人機工學與現代產品設計之間密不可分。。

3.1 工業產品設計中人機工學研究的側重方向

人機工學現已發展為一門多學科、多門類的交叉性學科，研究方法和測評方法涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術等多個學科門類。人機工學從不同的學科、領域發源，最后又面向更廣泛領域的研究和應用，根本原因在于人機環境問題是人類生產和生活過程中普遍面臨的問題。因其發源學科、地域、社會條件等客觀條件存在差異性，導致其研究手段和側重方向也有所不同。在工業產品設計中人機工學的研究則更加側重于使用者在使用過程中的感知體驗。

3.2 人機工學在工業產品設計中的研究和應用前景

從工業產品設計的角度而言。人機工學研究和應用前景廣闊：

人體特征的分析與研究，把主要研究方向定位在設計中與人體有關的問題，包括使用者構成分析，使用者的生理狀態分析，使用者的行為方式分析。其中包括人體的形態數據、人體的肢體運動參數、人的感知特征、人的反應特性等。工作效能取決于物的效能和人的智能，兩方面協調得好，就能達到好的功能，反之就會事倍功半。人機系統的總體設計的優劣決定了人機系統中工作效能的高低。人的工作空間及行為方式的研究，人在工作時有一定的活動空間范圍，其設計是否合理直接關系到人的工作效率。因此，研究人的工作空間與人的行為活動，是為了最大限度地滿足人的定向動作和習慣動作，使設計物所占空間與人的行為方式更有效的配合，發揮好的工作效能。

4 人機工學在工業產品應用研究中存在的問題

縱觀世界人機工學領域，人機工學主要存在以下三個方面的問題：一、人機工學的研究在特殊群體方面研究的不夠深入，特殊群體如殘疾人、老年人、智障人士方面的研究資料還很少；二、人機工學在設計中的正確定位問題，過度地強調設計中對人體工程學的依賴，影響到設計的創新發揮，將設計思維引入機械的、刻板的、缺乏生機的導向；三、對人機工學的應用容易流于形式，只是對人的生理尺寸的簡單應用，沒有對人的生活過程與體驗的全面、細致和深入研究，對人的心理特征、行為特征在工業產品設計領域中應用較少。

5 人機工程學在產品設計領域的基礎研究方法

5.1 人體尺寸數據庫的建立及分類

一方面，收集相關的人體工程學資料，收集領域涵蓋機械、藝術、建筑、醫療等，并對資料進行分類整理，建立一套產品設計所需的人體工程學資料庫。另一方面，進行田野考察，對設計中存在人體工程學問題進行完善和補遺。

5.2 有針對性的基礎課題研究

所選課題，應具有代表性，不同年齡階段、不同文化背景，不同收入階層的各類群體，結合不同的研究方向，組成課題小組，進行應用研究。如老年人產品設計，就要針對了解老年人的文化水平、個人愛好、身體情況、生活經歷，即所需的生理及心理，行為等方面的資料，在此基礎上進行分析、整理。根據不同專業背景和設計目標，選擇具體的針對人群，作出設計方案。

5.3 體驗研究

在體驗經濟時代，生活變成一種感受體驗的過程，設計的目標與價值就是提供人們生活更豐富的體驗。設計不單是對功能問題的簡單回答，而是對人的生活過程與體驗的全面深入研究。具體實施就是讓客戶參與設計，設計師要設身處地的體會消費者需求，使設計不單是對功能問題的簡單回答，而是對人的生活過程與體驗的全面深入研究，不是從專業領域出發，而是通過關注人與物的基本關系出發，捕捉生活中的點滴現象來展開設計。符合人機工程學的人性化設計體現了人與產品的完美和諧。只有符合人性化的設計，才能真正體現出對人的尊重和關懷。

6 結語

在方興未艾的互聯網+時代，人機工學的發展必然向著信息化、智能化、網絡化的方向發展。人機工程學作為應用性學科，與人的工作生活息息相關，設計生產出更加人性化、高效能的設備、工具和日常生活用品是設計師努力的目標。以發展的眼光看，人機工程學又分為技術人性化和人的技術化兩個方面。但不管怎樣，人機工學與工業產品設計的聯系將會越來越緊密。

參考文獻

[1]何人可，工業設計史[M].高等教育出版社，2010；

[2]韓春明等. 工業產品造型設計[M]. 北京： 機械工業出版社，2002；

[3]袁修干、莊達民，人機工程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002；

[4]趙平勇，設計概論[M].北京：高等教育出版社，2003；

[5]謝慶森、牛占文.人機工程學[M].北京：中國建筑工業出版社，2005；

作者簡介

肖人源（1988-），男，重慶人，浙江大學自貢創新中心，研發工程師；主要從事工業產品設計研發、工業設計系統方法、產品創新方法研究。