2020年产品造型设计中的人机工程学的应用论文

产品造型设计中的人机工程学的应用论文 0引言设计无处不在，有人甚至说设计就是一切。工业设计是人类社会文明高度发展工程中，伴随着大工业生产的技术、艺术和经济相结合的产物。在工业设计中，与人有最密切和直观接触的就是产品造型设计，随着设计深入到如此多的我们看到并使用的东西，人与产品之间的关系日益密切。在传统设计流程中，人机工程学常作为设计前期生理数据应用于产品概念设计阶段。这容易导致在结构设计和工艺设计及后期模具设计中出现数据不足数据不符的现象，造成设计的变更和制造成本的提高，也远未满足“以人为本”的设计需求。本文通过总结产品造型设计的特点，针对性的提出从人机工程学应用要点出发，进行并行应用的思路。使人机工程学全方位为产品造型设计服务。 产品造型设计的特点主要体现在两个方面，一方面是技术与艺术的统一，另一方面是功能与形式的统一。其一，产品外观设计是产品形态是审美的创造，结合了设计师的艺术趣味与审美理解。它与产品的价值相关联，代表了产品的“气质”。设计师运用点、线、面等不同的形态元素表达了不同的设计理念，怀旧或前卫、正统或反叛、简洁或繁琐、直接或含蓄、理性或感性。这些呈现出现的形象特点形成产品的“风格”2。但我们也应该很明确的认识到产品不同于艺术品，产品设计不能是简单的设计师自身的直觉经验，而是系统地将多重功能和多重限制联系起来，其中有人的因素、经济的因素、工程的因素等等，设计师需要系统地将设计、创造、工艺、生产结合成整体，才能让创意更好地融入到产品之中。其二，功能是指产品所具有的效用，并被接受的能力，产品本身所具有的特定的功能能够体现其应用价值，因此才会被生产和销售。从另一个角度来讲，产品其实是功能的载体，产品设计的根本目的是实现某种特定的功能，产品的试题结构就是功能的载体。产品形态首先是为了表达产品的功能和性能特征，显示出在技术上的合理性，使人们对其功能有形象的认知。优秀的产品形式能够将产品的用途、用法、效果及公共价值准确无误地告诉消费者2。在生活中，产品的功能超越了纯粹的基本能力，呈现多元化趋势，如产品在基本使用功能外，还有能带来审美、娱乐等精神功能的作用。所以，好的产品造型设计是使用功能与精神功能相融合的外在表现，是形式和功能共存的产物。 从以上产品造型设计的特点中我们不难看出，优秀的设计最终是要获得一种使生产者和消费者都满意的整体，体现“以人为本”的设计价值观。这个设计价值观直接推动了人机工程学的发展。人机工程学是20世纪80年代左右开始在国内发展的一门新兴交叉学科，随着现代 _和科学技术的快速发展，其发展更是超出人们的预期。该学科的显著特点是研究人、机、环境三要素自身特性的基础上，不仅仅注重对单一要素的优化，而是将“人”、“机”、“环境”三要素纳入“人-机-环境”综合体中进行系统的研究，旨在充分利用这三要素之间的内在关联性探寻系统优化设计。人机工程学的研究对象主要是：在工业设计中与人体有关的问题3。例如，人体形态特征参数、人的感知特性、人的反映特性以及人在劳动中的心理活动等。基于该学科的特点，其理论和方法可为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度数据；可为设计中“机的功能”合理性提供科学依据；可为设计中考虑“环境因素”提供设计准则；可为“人-机-环境”系统设计提供整体思路；可为贯彻“以人为本”的设计思想提供可行方法。因而工业与工程设计成为人机工程学主要应用领域。在产品造型设计中，该学科理论与方法贯穿与设计的全过程，逐步将设计水平提升到人们所最求的高度。 在产品造型设计中考虑人机工程学也就是考虑人与产品的交互方式、交互界面的设计，运用人机工程学的基本原理分析产品中人的因素，从基本的生理要素、心理要素着手，并将人的因素的研究融入到产品造型设计的全过程中。 3.1生理要素应用 人体尺寸是产品设计的基本资料，通过人体测量可获得人体的静态尺寸和动态尺寸。人体的静态尺寸是结构尺寸，而人体的动态尺寸是功能尺寸，它包括操作者在工作姿态或某种操作状态下的测量尺寸。动态人体尺寸测量的重点是人在执行某种动作时的身体特征。动态人体尺寸测量的特点是在任何一种人体活动中，身体各部分协调而连贯的完成动作指令3。但是对于大小不一的人体尺寸，其指令也有差异，设计不可能全部实现。根据尺寸的性质，在同一个产品的各个部分，为了适应不同的人体尺寸，满足大部分的人体需求，必须参考不同的数据2。例如由PeterOpsvik设计的Balans凳，考虑到不同乘坐者年龄、坐姿。这款人体工程学椅子看上去似乎不稳想小孩玩的木马，但是坐上去却不是如此。坐上去以后椅子会子安前倾一个角度，保证你的脊柱是一条直线，脖子自然伸直，想弯都弯不了，而且肌肉完全不受力不紧绷。 3.2心理因素应用 根据用户的感觉、知觉特性、认识、学习和出错情况进行产品使用方式、操作界面的设计，以适应用户的职业需要、行动方式需要、认知需要和操作需要，以减少用户学习的时间，减少操作出错3。如：Nissan日产Pivo概念电动汽车设计，Pivo最特别的地方是革新式的360度车仓旋转功能及90度车轮旋转功能，当你驾驶Pivo时，从此不用再倒车入库，只要将车头做180度旋转，即可正向开车入库。这一操作方式的设计，完全从用户感知特性出发，做到轻松驾驶。 3.3产品造型设计流程中人机工程学的并行应用 传统的产品造型设计采用阶段性的流程进行，各阶段的工作按时间组织顺序进行。人机工程学被放在第一阶段的概念设计中作为基础数据使用，这容易导致在结构设计和工艺设计及后期模具设计中出现数据不足数据不符的现象，造成设计的变更和制造成本的提高。本文认为应将人机工程学的使用作为一个系统、集成的过程，在产品造型设计的各个阶段设计中同步进行，相互协同。从全局优化的角度出发，达到缩短产品开发周期、提高质量、降低成本的目的。 在市场竞争日益激烈，产