淺談基于人機工程的布局設計方法

周亞男

（西京學院，西安 710123）

淺談基于人機工程的布局設計方法

周亞男

（西京學院，西安 710123）

21世紀是一個全新的時代，在新的時代背景下，企業之間對市場份額的競爭愈演愈烈?，F階段，消費者對產品的需求和要求逐漸提高，為了更好地滿足人們的需求，企業越來越關注產品的宜人性。最能代表產品宜人性的就是人機工程，人機工程在產品設計領域得到了廣泛的應用。本文將人機工程和布局設計方法有效地融合到一起，在布局設計中充分考慮了人機工程因素。

人機工程；布局設計；可見度；可及度

0　引 言

目前，人機工程在產品設計過程中的應用主要體現在以下兩個方面：第一，對人機數據庫進行搜索處理；第二，對產品進行最終的人機評價。好多學者針對人機工程開展了相關研究，取得了大量的研究成果。有研究者以現代化的機械為研究對象，主要探討了人和機械之間的聯系，從而構建了人機一體化模型。還有研究者以CAD技術為研究工具，借助CAD構建了表征人體構造和設計過程的模型。通過調研筆者發現，研究者們對基于人機工程的布局設計方法的研究相對較少，對該領域的研究還存在很大的提升空間。于是本文圍繞這一問題展開了相關研究，筆者首先介紹了面向人機工程的布局設計過程，然后分析了布局設計中的人機工程約束模型，接下來提出了基于可見度和可及度的人機工程評價方法，最后通過實例對上述方法進行了驗證。

1　面向人機工程的布局設計過程

在產品設計過程中，布局設計是非常關鍵的一個環節，好多產品的設計流程都包含布局設計環節。布局設計環節一般出現在產品關鍵技術之后，具體來講，相關人員根據產品的設計要求明確相關關鍵技術之后，接下來就可以開展布局設計工作。所謂產品布局設計指的就是改變產品組件的布局，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。

假定一個產品中一共存在N個不同的布局單元，那么根據排列組合原理可以知道該產品一共存在N！種配置方式。上述結果說明對一個產品而言，可以實行的布局方案數量是十分巨大的。如果相關人員要對所有可行的布局方案開展人機評價工作，那么工作量也是十分巨大的，企業需要大量的人力和物力投入。在布局設計的后期融入人機工程因素是不太合理的，企業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計的開始時期就融入人機工程因素，借助人機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?？傊疚乃O計的基于人機工程的布局設計方法的主要流程如下。

第一，根據布局單元的輸入確定一系列的布局方案；第二，充分考慮人機工程因素，利用該因素對布局方案進行約束，從而去除一些不太合理的方案；第三，借助人機工程因素對剩余的布局方案進行有效的評價，并根據評價結果對方案進行再設計；第四，輸出最終的布局方案。

2　布局設計中的人機工程約束模型

基于人機工程的布局設計方法，本文將人機工程因素作為約束條件對布局設計方案進行不斷的處理。在前人的研究中，研究者并未特別考慮使用人機工程對布局方案進行約束。在約束過程中，筆者將整個約束模型劃分成了兩個部分：第一部分是單元間的約束；第二部分是布局單元的人機約束?；趦刹糠值募s束，本文所提出的方法實現了人機工程和布局設計的有效融合。

3　基于可見度和可及度的人機工程評價方法

在本文所提出的方法中，人機工程因素還體現在對布局方案人機評價中。在評價布局設計方案時，筆者選擇的兩個關鍵因素就是人機工程中的可見度和可及度?？梢姸仁侵改繕宋矬w可以被眼睛感知的程度，衡量可見度的指標有很多，主要包括：目標物體的稠密程度、目標物體的尺寸大小、目標物體所處環境以及環境中非目標物體的尺寸大小等?？杉岸仁侵冈谀骋还潭ǖ奈恢茫瞬粩嗟恼{整自己的手部或者是腳部的伸出長度以及站立方向，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。

4　實例研究

為了驗證本文提出的方法的有效性，筆者設計了計算機支持的摩托車協同布局設計系統。該摩托車主要包括5個組件，分別是車身、座椅、把手、儀表盤以及踏板，布局處理也是針對上述5個組件。通過本文提出的方法，筆者實現了對不同布局方案的動態評價，并從人機工程的角度得到了關于布局方案的優良度指標。

5　結 語

本文主要探討了基于人機工程的布局設計方法，將人機工程和布局設計有效的融合到一起，在布局設計中對布局方案進行人機工程約束和評價，希望可以為相關人員提供一定參考。

主要參考文獻

［1］孫守遷，唐明.面向人機工程的布局設計方法的研究［J］.計算機輔助設計與圖形學學報，2000（11）.

［2］唐明，孫守遷，潘云鶴.基于功能面的產品布局與人機工程協同設計的研究［J］.中國圖象圖形學報，2001（6）.

［3］劉占偉，滕弘飛.基于人智-圖形-計算的布局設計方法［J］.大連理工大學學報，2006（2）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.16.077

TP391.7

A

1673-0194（2016）16-0114-01

2016-07-02