人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化分析

吳雙雙 徐偉

摘 要：為更好地促進(jìn)人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中應(yīng)用，總結(jié)人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的文獻(xiàn)資料為研究對(duì)象，借助文獻(xiàn)分析工具CiteSpace進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化處理，挖掘人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展與研究熱點(diǎn)。結(jié)果表明，人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用受到家具行業(yè)發(fā)展、國(guó)家政策等因素影響，近5年在研究?jī)?nèi)容上集中于座椅、床墊等產(chǎn)品、老人、兒童等群體，在研究方法上注重?cái)?shù)字化的發(fā)展。提出人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中應(yīng)用具有研究主題細(xì)致化和研究方法信息化的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：人體工程學(xué);家具領(lǐng)域;發(fā)展趨勢(shì);數(shù)據(jù)可視化

中圖分類(lèi)號(hào)：TH 789?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-7312（2021）01-0064-05

Visualization Analysis of Application Data of

Ergonomics in Furniture Field

WU Shuangshuang1，XU Wei1，2

（1.College of Furnishings and Industrial Design，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China;

2.Think Tank Forestry Industry Development Center，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China）

Abstract：In order to greatly promote the application of ergonomics in the field of furniture，firstly，the paper summarizes the application status of ergonomics in the field of furniture.Then，it takes the literature of ergonomics in the field of furniture as the research object，and uses the literature analysis tool of CiteSpace for data visualization processing to tap the application development and research hotspots of ergonomics in the furniture field.The results show that the application of ergonomics in the furniture field is affected by the development of the furniture industry，national policies and other factors.In the past five years，the research content has focused on seats，mattresses and other products，the elderly，children and other groups，and the research methods have focused on the development of digitalization.The application of ergonomics in the field of furniture has a development trend of detailed research topics and informatization of research methods

Key words：ergonomics;furniture field;development trend;data visualization

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)的高速發(fā)展，人們物質(zhì)條件越來(lái)越高，對(duì)家具個(gè)性化、安全性、舒適性等需求越來(lái)越多元化[1]，對(duì)人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展也提出了更高的要求。

大數(shù)據(jù)技術(shù)下，可視化數(shù)據(jù)分析有助于更好地了解目前人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用，并歸納其應(yīng)用熱點(diǎn)并作出預(yù)測(cè)，有助于家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)學(xué)科的更好發(fā)展。

1 人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用

人體工程學(xué)，又稱(chēng)人類(lèi)工效學(xué)，人因工程等，是一門(mén)研究人、機(jī)器及其工作環(huán)境之間相互作用的學(xué)科。依托于20世紀(jì)初現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展才得以萌發(fā)，具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、應(yīng)用方法多元的特點(diǎn)，其目的是在研究人-機(jī)-環(huán)境關(guān)系的過(guò)程中，對(duì)三者關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，使工作系統(tǒng)更為完善，同時(shí)保障人的安全、健康和舒適。

人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的相關(guān)研究最先起源于歐美，但各有側(cè)重，美國(guó)偏向于工程學(xué)，歐洲偏向于人體適應(yīng)[2]。早在明代，我國(guó)家具設(shè)計(jì)就已經(jīng)形成了“人體適應(yīng)”的概念，如制作桌椅選取的口訣“尺七、二尺七，坐者正好吃”就是以人體實(shí)際尺寸得出的;明式圈椅的“S”型椅背及其與座面呈一定傾角的設(shè)計(jì)體現(xiàn)出“坐感舒適”的意識(shí)[3]。但在20實(shí)際80年代我國(guó)才開(kāi)始系統(tǒng)研究人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用。

按家具類(lèi)型分類(lèi)，人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用主要涉及椅凳類(lèi)、桌案類(lèi)、床墊等。從研究方法有客觀(guān)測(cè)量、主觀(guān)評(píng)價(jià)、主客觀(guān)相結(jié)合等方法，客觀(guān)測(cè)量的方法由人體測(cè)量學(xué)、腦電儀、紅外探測(cè)儀、體壓分布等，主觀(guān)評(píng)價(jià)有量表法、語(yǔ)義法等[4]。從研究?jī)?nèi)容來(lái)看，一是用于探究人的生心理特點(diǎn)及其行為模式與家具尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、色彩等設(shè)計(jì)要素的關(guān)系[5-6]，從而進(jìn)行家具設(shè)計(jì)或改良，如基于嬰幼兒的生理特性從尺寸、外觀(guān)、墊層特性和功能4個(gè)方面分析嬰幼兒床墊的設(shè)計(jì)需求[7];基于人的心理需求探究辦公椅產(chǎn)品色彩、材質(zhì)、表面處理和人的五感之間的關(guān)系，以更好地掌握CMF在辦公椅產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)[8];根據(jù)老年人行為習(xí)慣進(jìn)行分類(lèi)，并重點(diǎn)分析自理型老人的家具需求[9]。二是用于探究人—家具—環(huán)境的舒適性問(wèn)題，如對(duì)人與座面[10]、人與床面等界面問(wèn)題的探索。由于人的感知是一個(gè)復(fù)雜多元的系統(tǒng)且人和人之間的差異性過(guò)大，因此主觀(guān)評(píng)價(jià)用于舒適性評(píng)價(jià)的科學(xué)性目前還存在爭(zhēng)議性。客觀(guān)地描述人的主觀(guān)舒適性是其研究重點(diǎn)。一方面通過(guò)更科學(xué)的方法對(duì)人群進(jìn)行分類(lèi)，從按照年齡、性別簡(jiǎn)單分類(lèi)，到根據(jù)BMI評(píng)價(jià)胖瘦、將人體體型納入人體測(cè)量指標(biāo)[11]的綜合考量，以更好地探討人的生理特征與座椅、床墊舒適度的關(guān)系。另一方面，廣泛應(yīng)用精密儀器進(jìn)行替代傳統(tǒng)測(cè)量，目前國(guó)內(nèi)廣泛利用體壓分布儀探究人體測(cè)量變量和各項(xiàng)壓力指標(biāo)的關(guān)系，從而對(duì)舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究[12];國(guó)外則結(jié)合實(shí)驗(yàn)室模擬法、腦電儀、面部識(shí)別技術(shù)等方法探究多重因素對(duì)人的舒適度影響[13-14]。此外，人體工程學(xué)在我國(guó)家具領(lǐng)域中還有一項(xiàng)特殊應(yīng)用——探究傳統(tǒng)家具，尤其是明式家具的美學(xué)性能，從而弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)[15-16]。如基于人體測(cè)量學(xué)，對(duì)明式椅類(lèi)功能尺寸、造型和用材中的人體工程學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納，為現(xiàn)代中式家具設(shè)計(jì)進(jìn)行拓展[17];通過(guò)眼動(dòng)追蹤手段和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)中式家具和新中式家具審美偏好進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和研究，為設(shè)計(jì)師提供更多有力的設(shè)計(jì)參考[18]。

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人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化分析

2.1 數(shù)據(jù)獲取

樣本文獻(xiàn)來(lái)源于中國(guó)知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索操作時(shí)間為2020年4月30日。根據(jù)人體工程學(xué)的定義及其在家具領(lǐng)域中的發(fā)展，以“人體工程學(xué)”“人體工效學(xué)”“人因工程”“家具”為主題詞，并添加與人體工程學(xué)密切相關(guān)的家具產(chǎn)品“座椅”“床墊”“辦公桌”等作為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間范圍為2015年1月1日至2020年4月30日。由于博碩士論文和期刊論文的條理性不同，期刊論文更能體現(xiàn)熱點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)廣告、書(shū)評(píng)等非研究條目無(wú)實(shí)際意義，因此刪除碩博士論文、書(shū)評(píng)、廣告等條目[19]，最終得到334條文獻(xiàn)結(jié)果。

采用CiteSpace重點(diǎn)對(duì)人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的相關(guān)中文文獻(xiàn)研究進(jìn)行定量分析[20]，通過(guò)繪制關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜對(duì)人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化。

2.2 數(shù)據(jù)可視化分析

2.2.1 整體情況

作者合作網(wǎng)絡(luò)、機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜和突發(fā)性關(guān)鍵詞等是CiteSpace用于研究學(xué)科起源與發(fā)展的重要指標(biāo)。

作者和機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)能夠反映該學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)主要科研團(tuán)隊(duì)和機(jī)構(gòu)的合作廣度和深度，了解不同團(tuán)隊(duì)與機(jī)構(gòu)在合作網(wǎng)絡(luò)中的主次關(guān)系。目前，在此方面，家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)的應(yīng)用數(shù)據(jù)圖譜呈現(xiàn)作者合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分散、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)區(qū)域特性較弱的特點(diǎn)。相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)和機(jī)構(gòu)之間合作水平較低，且未形成廣泛聯(lián)系。因此，本研究基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜和突發(fā)性關(guān)鍵詞進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析，著重從研究?jī)?nèi)容和研究方法進(jìn)行闡述，以更好地分析人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展。

關(guān)鍵詞是對(duì)學(xué)術(shù)研究核心與主體的凝練，對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析可以揭示不同時(shí)段的研究熱點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)定時(shí)間切片為1年，發(fā)文閾值、字體大小、節(jié)點(diǎn)大小分別為3、6、20。在關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中共有216個(gè)節(jié)點(diǎn)，368個(gè)連接，網(wǎng)絡(luò)密度為0.015 8，如圖1所示。其中，節(jié)點(diǎn)的大小可以反映研究熱點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的顏色可以反映研究?jī)?nèi)容隨時(shí)間的變化。

通過(guò)詞頻分析，家具領(lǐng)域中與人體工程學(xué)密切相關(guān)的學(xué)科主要有家具設(shè)計(jì)和室內(nèi)設(shè)計(jì)。由圖1可知，人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的研究主題日益拓展和細(xì)化，目前人—機(jī)、機(jī)—環(huán)境已形成線(xiàn)性關(guān)系，但在人—機(jī)—環(huán)境的問(wèn)題中，尚未出現(xiàn)明顯的閉環(huán)。

關(guān)鍵詞中心度反映的是關(guān)鍵詞在共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，如表1所示的是近5年按照關(guān)鍵詞中心度降序排列的前30個(gè)關(guān)鍵詞，并根據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。

從學(xué)科角度來(lái)看，家具領(lǐng)域內(nèi)的人體工程學(xué)研究主要與室內(nèi)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)交叉。

從研究?jī)?nèi)容來(lái)看，近5年來(lái)，座椅和床墊是被廣泛關(guān)注的產(chǎn)品，兒童和老年人是廣泛得到關(guān)注的群體[21]，家具尺度、功能設(shè)計(jì)、人性化始終是持

續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的熱點(diǎn)主題，涉及產(chǎn)品、空間的設(shè)計(jì)要素。

從研究方法來(lái)看，腦電儀、眼動(dòng)儀、體壓分布等精密儀器是目前較為認(rèn)可的測(cè)試手段，可見(jiàn)信息化技術(shù)在研究中的地位日益突出，通過(guò)使用各類(lèi)儀器更為客觀(guān)地評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能是其研究方法重要的發(fā)展方向。

同時(shí)創(chuàng)新、發(fā)展等關(guān)鍵詞的出現(xiàn)，標(biāo)志著人體工程學(xué)學(xué)科的創(chuàng)新發(fā)展日益受到人們的關(guān)注[22]。

2.2.2 階段性熱點(diǎn)

突發(fā)性詞匯是對(duì)基于題目、摘要和關(guān)鍵詞中

隨時(shí)間變化頻率改變較為顯著的詞匯進(jìn)行分析，以揭示階段性的研究熱點(diǎn)。突發(fā)性強(qiáng)度大小往往能夠揭示因技術(shù)創(chuàng)新、階段性宏微觀(guān)條件變化、產(chǎn)業(yè)政策等對(duì)研究主題帶來(lái)的影響。持續(xù)時(shí)間則反映了學(xué)界對(duì)相關(guān)研究主題關(guān)注的時(shí)間窗口，揭示其對(duì)家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)的發(fā)展的持續(xù)性影響[23]。基于Citespace統(tǒng)計(jì)結(jié)果整理相關(guān)突發(fā)性關(guān)鍵詞，見(jiàn)表2，研究熱點(diǎn)涉及學(xué)科1項(xiàng)，研究?jī)?nèi)容11項(xiàng)，研究方法2項(xiàng)。

按照持續(xù)時(shí)間對(duì)突發(fā)性關(guān)鍵詞進(jìn)行分類(lèi)，主要分成2類(lèi)。一類(lèi)是開(kāi)始時(shí)間較早，目前不處于突發(fā)性階段的關(guān)鍵詞，如兒童、辦公家具等。這類(lèi)關(guān)鍵詞的特點(diǎn)是受產(chǎn)業(yè)變化、國(guó)家政策等影響較大。如“老年人”“兒童”等受人口老齡化、二胎政策開(kāi)放的影響，研究主要在于探究研究群體心理、行為變化對(duì)家具設(shè)計(jì)的影響[24];“傳統(tǒng)家具”“辦公家具”則是受到行業(yè)健康辦公[25]、中式家具潮流的影響。另一類(lèi)是突發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，目前仍處于突發(fā)狀態(tài)的關(guān)鍵詞，可以說(shuō)明目前家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)的研究熱點(diǎn)和方向。從研究?jī)?nèi)容來(lái)看，“人性化”標(biāo)志著人體工程學(xué)始終以人為中心，從家具的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)、功能等滿(mǎn)足人的健康、舒適等需求[26];從研究方法來(lái)看，“品牌調(diào)研”“體壓分布”揭示了目前人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中研究方法形式的多元化和信息化趨勢(shì)[27]，得到了廣泛關(guān)注。

2.2.3 發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)整體情況和突發(fā)性關(guān)鍵詞結(jié)果，總結(jié)人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

1）研究主題日益拓展和細(xì)化。政策變動(dòng)和家具行業(yè)的動(dòng)態(tài)極大地影響著人體工程學(xué)在其領(lǐng)域中的應(yīng)用，由此可以預(yù)測(cè)，隨著國(guó)家對(duì)全民健康的進(jìn)一步關(guān)注以及智能家居浪潮方興未艾，人體工程學(xué)在醫(yī)療家具和智能家具中的應(yīng)用將會(huì)成為研究熱點(diǎn)之一[28-29]。

2）研究方法信息化、系統(tǒng)化發(fā)展的長(zhǎng)足需求。隨著研究的進(jìn)一步細(xì)化和深入，人體工程學(xué)研究方法也在不斷地進(jìn)步與發(fā)展，但與國(guó)外相比，家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)的研究方法創(chuàng)新性、需求性不足，由突發(fā)性熱點(diǎn)也可以看出對(duì)家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)方法論的研究將是一個(gè)必然的研究趨勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

一方面，信息技術(shù)的快速發(fā)展，獲取信息的便捷和快速，勢(shì)必影響著人體工程學(xué)在家具領(lǐng)域中的發(fā)展。借助CiteSpace文獻(xiàn)分析軟件對(duì)家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，通過(guò)合作網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵詞、突發(fā)性觀(guān)檢測(cè)等圖譜闡明學(xué)科應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了家具領(lǐng)域中人體工程學(xué)的研究主題日益拓展和細(xì)化和研究方法更加信息化、系統(tǒng)化發(fā)展的發(fā)展特點(diǎn)。