汽车设计过程中存在的有关人机工程方面的几大误区

newmaker    来源：汽车设计网论坛

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 本人一直从事汽车总体(总布置)设计方面的工作，结合本人亲身经历和对同行业的一些交流与观察，发现：在解决汽车设计和研发过程中有关人机工程的问题时，不管是专业人员还是决策者在有关使用和人机工程的价值方面都或多或少地存在一些误解，或者说是误区。 在此进行简单的总结，抛砖引玉，希望大家参与讨论，分享经验与教训。 误区一：设计满足我，因此也满足其他人 这一误区通常发生设计者（具有一定的所谓“权威”的设计者）或高级管理者或决策者身上。这种情况下所得到的设计有可能适合设计者或高级管理者或决策者，是否适合真正的使用者就只能画上一个大大的问号了。 误区二：设计满足平均人，因此它将满足其他任何人 非常不幸的是，对于我们汽车设计人员来说，没有平均的男人或女人或孩子。人的差异经常是设计者面临的问题。从人体体格来看，无论统计采样是什么变量，如尺寸或质量，采样统计平均值表示不了什么意义。 比如测量两个高矮不同的驾驶员的身高，也可以计算出他们身高的平均值。可没有一个人的身高正好是平均身高，他们的身高可能比这个虚构的平均身高高出或低出几厘米。如果使用这个平均身高设计车门，那么两位驾驶员中的一位将被排除在外，成功率只有50%。 有人（尤其是工程技术人员）说，从工程观点来看，均值是生产线每一项尺寸和质量的有用的预测值，以相同的规格生产，具有很高的互换性。这我承认，因为工业产品的差异性可以通过仔细选择材料和制造方法来消除。但是这种方法不适合人类生产，每个人都不一样。而我们为了销售更多的车辆，适应更多的人，作为设计者，就必须了解人类的差异性。描述和解决这种差异性的方法就是人机工程法。在产品设计中，设法满足这些差异，适应更多的人，因为人类的个体差异是无法消除的。 对于设计中一些具体的间隙、最小的伸及距离或最大的控制力等参数，绝不能选用平均值或第50百分位值作为标准值。 误区三：人的差异性如此大，以致在任何设计中无法得到满足，但由于人具有很强的适应性，因此这没有关系。 人具有适应性，但是有关研究结果显示人的适应性并不是足够强。人机工程讲师Samantha Porter博士曾进行多项研究，分析驾驶汽车与身体不适及因病休假的关系。结果清楚的表明：腰部疾病是长途驾驶员遭受的主要疾病，其每年因腰部疾病休假的天数，相比短途驾驶员增加了约6倍。博士从1975年到1992年，近20年的长期跟踪调查表明，开车时间占工作时间一半以上的人员患有急性腰椎间盘突出的可能性要高出3倍。其研究还发现，对于那些座椅高度可以调节和有自动变速器的汽车，患腰部疾病或因病休假的驾驶员明显减少（自动变速器减少对驾驶员的姿势的约束和姿势固定），这说明设计确实能有效的满足人的差异性。 误区四：人机工程是昂贵的。由于实际购买的是产品的外表和形式，可以随意忽略对人机工程的考虑。 如果说是事后的想法，人机工程可能是昂贵的，因为需要纠正开发后期或使用中发现的问题。所以，人机工程必须提早考虑，这需要人机工程师的积极参与，在设计的最初阶段，人机工程分析方法 人体模型CAD、专业分析软件系统等都可以对人机工程的设计提供必要的支持。 从另一方面看，人们越来越关注产品的安全性、可用性和对人的健康影响，购买产品时，已经不仅仅是外表和形式了。所以，在国外有人提出，有些汽车应在销售文字材料中注明健康警示。 误区五：人机工程是积极的想法，总是在心中用人机工程设计汽车，但凭感觉做、并依靠常识，所以不需要数据表。 只用感觉取得最优化的结果不可能始终成功，特别是当汽车设计师和工程师的个人偏见和爱好不完全与多数用户一致时，就更难成功了。 个矮或女性驾驶员会经常经历这样的情景：当把座椅向前调整，以便容易够着踏板，可是这样会使方向盘离身体太近。与这样的问题类似，踏板设计者没有考虑许多女性可能穿着高跟鞋开车；座椅安全带不能充分调整而引起颈部或胸部擦伤；控制按钮设计没有考虑长指甲等等。为了量化这样一些问题，需要进行调查研究，多少比例的人认为踏板不合适，又有多少人抱怨安全带的位置等等，象这样的数据不断为设计的修改、优化提供必要的依据，直至设计令目标群体满意。 误区六：设计不令我满意，因此就不会使其他人满意 我们常在电视节目中看到类似这样的情景：某一试驾评论员对某一款车进行主观评价。腿长的他可能在抱怨坐垫不能充分支撑他的大腿，这表明坐垫太短（相对长腿的他）。但是，过长的支撑虽然会使“他”舒适，却对其他多数短腿的驾驶员将是灾难性的，他们会发现踩踏板困难或几乎不可能，或身体向前移动，坐姿懒散导致背疼。 误区七：百分位是非常简单和清楚地表示和使用关于人体尺寸信息的方法 百分位值的概念很容易理解，但同样，这样的数据使用也很容易产生误区。人体的尺寸相关性很差，即使有相同高度的人，但他们的腿长、背高等等明显不同。 从数学上讲，不可能有这样的事情：一个人或人体的所有部位的垂直尺寸和整个身高全都在第5百分位或第95百分位。但在制作一个某一百分位值的人体模型时并不存在这样的问题，因为只有分段长度的统计平均数可以一起相加等于平均总长度。这样的人体模型容易制造，因此也大量存在并应用。这一点，也给前面谈到的误区二，提供了一个虚假的支持。 在总布置分析中，我们常常应用第5百分位的女性人体模型和第95百分位的男性人体模型来分析确定方向盘的固定位置。似乎都认为，若固定位置的方向盘满足第5百分位的女性人体模型和第95百分位的男性人体模型，那么这表明固定位置的方向盘将适应于所有驾驶员。但是，前面已经提到“一个人或人体的所有部位的垂直尺寸和整个身高全都在第5百分位或第95百分位”。若考虑高个长腿短臂（相对其身高）的男性和短腿长臂（相对其身高）的女性，则需要进行更为复杂的分析，分析结果表明：“伸缩”可调的方向盘可更舒适地适应更多的驾驶员。 百分位值是单变量，每次只表示一个尺寸。若原始调整数据中，没有详细的年龄范围、民族和职业群等信息，绝不要使用百分位值。当然，调整数据也很重要，在北美和英国，每一代平均增长率隔12年增加10mm。 误区八： 用女性第5百分位和男性第95百分位身高尺寸设计将适合第95百分位的人 若设计方案只与一个尺寸有关，这将是对的，即单变量适合，如头顶垂直空间。然而，对于多变量适应，如次车驾驶舱需要同时适应众多尺寸时，这种说法就不对了。 人体各部分尺寸之间的相关性和差，因此由于头部空间的限制，按随机采样理论，若取第5百分位的男性，被排除的那些男性不一定是那些第5百分位手臂过长或第5百分位腿过长、臂过短的人。 英国人Roebuck是航空驾驶舱人机工程专家，他在详细分析航空机组人员选择标准的基础上，进行了大量采样分析，结果表明：若用从第5百分位到第95百分位的男性身高尺寸范围的人体测量数据设计机舱，将近50%的男性飞行员被排除掉，而不是预期的10%。 当然，值得庆幸的是，对于我们汽车设计来说，没有航空工业那么严格，不必考虑前上方众多仪表或控制装置、喷射式座椅以及经常受到大的重力加速度等等。可是，根据国外详细的交通事故统计分析表明：由于驾驶员坐下时眼过高或过低，或向前/向后远而导致视野过差，每年导致许多事故。相类似，安全带装配差和膝盖与仪表板接触，也增加了事故的严重性。 上面，初步罗列和讨论了在人机工程方面存在的8大误区。以供大家参考。也希望大家了解我们所存在的误区，就有可能在实际工作中有针对性的加以改进。 请相关专业人士，进行更充分的讨论，提出如何避免这些误区的方法和措施。(end)

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