基于人機(jī)工程學(xué)的ATM設(shè)計(jì)

1、基于人機(jī)工程學(xué)的ATM設(shè)計(jì)摘要: 自動(dòng)取款機(jī)（ATM）給人們帶了極大方便的同時(shí)，也存在著許多不足，和非人性化的設(shè)計(jì)。本文運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)理論，結(jié)合本班同學(xué)人體尺寸，對(duì)ATM進(jìn)行了人機(jī)設(shè)計(jì)，使ATM機(jī)更人性化、舒適化、更安全化。關(guān)鍵詞:ATM 人機(jī)工程 設(shè)計(jì) Abstract: Automatic teller machines (ATM) bring great convenience, at the same time, there are also many insufficiencies, and the dehumanized design. In this paper, the des

2、ign of the ATM man-machine, based on the human engineering theory, combined with this class classmate human body size, which makes the ATM machine more humane, comfortable change, more secure.Key words: ATM Man-machine engineering Design一、 概述ATM1(Automatic Teller Machine)即自動(dòng)柜員機(jī),又叫自動(dòng)取款機(jī),它是計(jì)算機(jī)控制的持卡人自我

3、服務(wù)型的一種現(xiàn)代化金融專用設(shè)備,是銀行電子化的一個(gè)重要組成部分；它的推廣使用,打破了銀行營(yíng)業(yè)時(shí)間的界限(ATM 24小時(shí)運(yùn)行),突破了銀行營(yíng)業(yè)地點(diǎn)的限制,是銀行業(yè)務(wù)的擴(kuò)展和延伸大大降低了銀行人力投入,有效提高了金融行業(yè)的效率和服務(wù)質(zhì)量。據(jù)中國(guó)銀聯(lián)總裁2005年5月透露2,我國(guó)已成為世界上銀行卡數(shù)量最多的國(guó)家,全國(guó)銀行卡總量已達(dá)8.27億張,有ATM機(jī)10萬多臺(tái),銀行卡年交易額已達(dá)18萬億元；1、 ATM概述自動(dòng)取款機(jī)（Auto Teller Machine，ATM），ATM實(shí)質(zhì)是一種集光、機(jī)、電技術(shù)的銀行業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。ATM的結(jié)構(gòu)一般為如下所示：工作原理：(1)ATM機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸(見下圖)(2

4、)ATM機(jī)交易操作流程客戶將銀行卡插入ATM機(jī)，磁卡讀寫器檢查是該卡是否為合法的銀行卡;核對(duì)后進(jìn)入選擇語言界面，選擇自己所熟悉的語言;輸入密碼界面，客戶輸入密碼，ATM機(jī)對(duì)密碼進(jìn)行驗(yàn)證，密碼輸入錯(cuò)誤需從新輸入;密碼驗(yàn)證通過則進(jìn)入功能選擇界面，選擇所需的服務(wù)，圖2.7介紹了查詢和取款的流程。選擇項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)操作時(shí)，ATM機(jī)都會(huì)將這些請(qǐng)求信息發(fā)送到主處理機(jī)上進(jìn)行校驗(yàn)，以確定其可執(zhí)行性，若主處理機(jī)對(duì)請(qǐng)求信息校驗(yàn)無誤，則進(jìn)行相應(yīng)的賬務(wù)處理并向ATM機(jī)發(fā)出響應(yīng)信息，ATM機(jī)則根據(jù)主機(jī)的響應(yīng)信息進(jìn)行吐鈔、轉(zhuǎn)賬、打印憑單、吐卡等處理。 ATM交易流程圖（3）ATM的發(fā)展情況：國(guó)外銀行非常重視ATM，在美國(guó)平

5、均100萬人就擁有1100臺(tái)，2500張銀行卡就有1臺(tái)ATM。ATM在銀行支付方式中所占比例也越來越大，1998年，占交易比重的31。每年不斷上升。國(guó)內(nèi)1987年引進(jìn)首臺(tái)ATM，是為了樹立銀行高科技、現(xiàn)代化的嶄新形象，基本上處于閑置狀態(tài)。上世紀(jì)90年代，銀行競(jìng)爭(zhēng)加劇，ATM開始快速發(fā)展， 我國(guó)各大銀行紛紛開始大規(guī)模投入使用自動(dòng)取款機(jī)，據(jù)統(tǒng)計(jì)：2005年北京市有ATM約3200臺(tái)，平均6000人擁有1臺(tái)；廣州市2500臺(tái)，平均2900人擁有1臺(tái)。到目前為止，我國(guó)自動(dòng)取款機(jī)的總數(shù)將近20萬臺(tái)。大部分銀行都建立了自己的自動(dòng)取款機(jī)系統(tǒng)，而規(guī)模最大的是工商銀行和建設(shè)銀行。使用人數(shù)也呈逐年遞增趨勢(shì)，但由于

6、我國(guó)人口總量大，平均使用的自動(dòng)取款機(jī)數(shù)量仍大大低于世界水平。自動(dòng)取款機(jī)的生產(chǎn)廠商目前仍以外商為主，主要有西門子、NCR、IBM等，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)商所占的市場(chǎng)份額偏小。當(dāng)前ATM設(shè)計(jì)也存在很多不足，其中ATM的外觀設(shè)計(jì)不符合用戶的消費(fèi)心理，首先要有吸引力，其次要有盡可能簡(jiǎn)捷的操作和指示，要符合人體工程學(xué)。2、 人機(jī)工程學(xué)現(xiàn)有的人機(jī)工程學(xué)理論主要包括系統(tǒng)、人機(jī)界面以及人的作業(yè)效能。系統(tǒng)是人機(jī)工程學(xué)中最重要的概念和思想。人機(jī)工程學(xué)的特點(diǎn)：它不是孤立地研究人、機(jī)、和環(huán)境，而是從系統(tǒng)的高度，將人、機(jī)、和環(huán)境看成一個(gè)相互作用的、相互依存的具有特定目標(biāo)的系統(tǒng)3。人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容包括以下三方面內(nèi)容:（1）

7、人因：主要包括人體生理心理人體測(cè)量及生物力學(xué)、人的可靠性。（2）機(jī)因：主要包括顯示器和控制器等物的設(shè)計(jì)。（3）環(huán)境因素：主要包括采光、照明、塵土、噪聲等對(duì)人身心產(chǎn)生的影響因素。3、 認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)界面設(shè)計(jì)認(rèn)知心理學(xué)與界面設(shè)計(jì)通常在進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者更多的是上來就考慮如何編程實(shí)現(xiàn)界面功能，而忽略了對(duì)用戶認(rèn)知特性的分析。事實(shí)上，了解并遵循人類認(rèn)知規(guī)律是進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它對(duì)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義?；诖?我們?cè)诂F(xiàn)代展示方式的主題檢索系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將從人類認(rèn)知規(guī)律特性的角度出發(fā)，探討如何運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理來指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。以認(rèn)知心理學(xué)為基礎(chǔ)理論體系，人機(jī)界面

8、衍生出如下一些指導(dǎo)界面交互設(shè)計(jì)的基本原則。（1）界面操作的一致性，界面操作的一致性通常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a.風(fēng)格的一致性：例如色彩搭配、系統(tǒng)術(shù)語、圖標(biāo)與符號(hào)等；b.控件的一致性：將控件根據(jù)操作習(xí)慣和交互需要進(jìn)行分類組合；c.操作的一致性：對(duì)于那些常用或重要功能，要保持操作方式的一致性，同時(shí)還要注意要符合用戶的使用習(xí)慣。（2）界面的總體布局，一個(gè)人機(jī)界面的屏幕布局要做到以用戶為主，力求呈現(xiàn)給用戶一個(gè)“簡(jiǎn)潔、友好、一致”的人機(jī)界面。（3）界面色彩的使用，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的科學(xué)研究后發(fā)現(xiàn)，不同的色彩具有不同的感情特征，會(huì)對(duì)人造成不一樣的影響。我們界面設(shè)計(jì)的色調(diào)應(yīng)該是統(tǒng)一的，協(xié)凋的。但是統(tǒng)一并不代表只能用

9、一種顏色，我們可以通過調(diào)整明度、飽和度，小面積的使用對(duì)比色的方法豐富畫面效果。有認(rèn)知心理學(xué)的指導(dǎo)，人機(jī)界面會(huì)在任務(wù)、信息的表達(dá)界面控制操作方面與用戶熟悉的模式達(dá)到一致。二、 ATM的人機(jī)設(shè)計(jì)與認(rèn)知心理學(xué)相比，人機(jī)工程學(xué)(Ergonomios)更多的是從人本身和系統(tǒng)角度出發(fā)來研究人的特性和人機(jī)關(guān)系，從功能層面為界面設(shè)計(jì)提供相關(guān)理論和方法。人機(jī)工程學(xué)研究的對(duì)象是“人一機(jī)一環(huán)境”之間的相互關(guān)系;人機(jī)工程學(xué)研究的目的是如何達(dá)到安全、健康、舒適和效率的最優(yōu)化。1、 ATM人體尺度的確定人體尺寸數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用關(guān)系到所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的適用性，使用的舒適性，操作的準(zhǔn)確性以及顯示裝置的可辨性、易讀性和結(jié)構(gòu)的宜人性

10、，是一個(gè)非常重要而復(fù)雜的問題。ATM界面設(shè)計(jì)涉及人體尺寸，所以其各裝置尺寸的確定要依據(jù)是人體尺寸百分位數(shù)。GB/T12985一91標(biāo)準(zhǔn)中，依據(jù)產(chǎn)品使用者人體尺寸的設(shè)計(jì)上限值(最大值)和下限值(最小值)對(duì)產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)進(jìn)行了分類。產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的類型、等級(jí)與人體尺寸百分位數(shù)的關(guān)系下表。表：人體尺寸百分位數(shù)的選擇ATM是為不具有專業(yè)知識(shí)的社會(huì)大眾服務(wù)的自助服務(wù)設(shè)備，根據(jù)上表可知其屬于I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的成年男女通用的一般工業(yè)產(chǎn)品。所以可選用男性的P95作為尺寸上限值的依據(jù);女性的P5作為尺寸下限值的依據(jù)。此外不管是穿墻式ATM還是大堂式ATM都采用立姿操作，一般的測(cè)量數(shù)據(jù)是根據(jù)棵體或穿單薄內(nèi)衣的條件下測(cè)

11、得的，測(cè)量時(shí)不穿鞋或穿著紙拖鞋。而設(shè)計(jì)中所涉及的人體尺度應(yīng)該是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽條件下的人體尺寸。因此：(1)考慮有關(guān)人體尺寸時(shí)，必須給衣服、鞋、帽留下適當(dāng)?shù)挠嗔浚簿褪窃谌梭w尺寸上增加適當(dāng)?shù)摹爸b修正量”，如由于鞋子高度站姿眼高應(yīng)加36mm。(2)在人體測(cè)量時(shí)要求軀干為挺直姿勢(shì)，而人在正常作業(yè)時(shí)，軀干則為自然放松姿勢(shì)，為此應(yīng)考慮由于姿勢(shì)不同而引起的變化量，即“操作姿勢(shì)修正量”，如放松立姿下眼高應(yīng)減10mm。(3)還需考慮實(shí)現(xiàn)ATM不同操作功能所需的修正量，即“操作功能修正量”，如按鍵設(shè)計(jì)時(shí)上肢前展長(zhǎng)要減12mm。(4)另外，若要達(dá)到最佳功能尺寸還需考慮用戶的“心理修正量”。以下為用戶AT

12、M功能尺寸的計(jì)算公式:最小功能尺寸二人體尺寸的分位數(shù)+功能修正量；最佳功能尺寸=人體尺寸的分位數(shù)+功能修正量+自理修正量；功能修正量=著裝修正量+操作姿勢(shì)修正量十操作功能修正量。2、 所用人體尺度的數(shù)據(jù)及處理人體尺寸來源為班級(jí)34人的測(cè)量數(shù)據(jù)，如下表：班級(jí)同學(xué)人體尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)表運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)對(duì)用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用其身體尺寸百分位數(shù)來表示身材;一般以第95百分位數(shù)(P95)作為大身材,以第5百分位數(shù)(P5)作為小身材,第50百分位數(shù)(P50)則為平均身高。根據(jù)本班同學(xué)的測(cè)量數(shù)據(jù)下表：選取其中四個(gè)變量（眼高、肩高、肘高、手功能高）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：、均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、第a百分位對(duì)應(yīng)的人體測(cè)量尺寸 x

13、a=x±(sD×k)其中K值如下表： 百分比k百分比k0.52.576700.52412.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.674992.326300.52499.52.576求各個(gè)百分?jǐn)?shù)下的數(shù)據(jù)，如下表所示：功能尺寸P5P50P95眼高136415541744肩高125413751496肘高90410531200手功能高6817508193、 人體立姿活動(dòng)范圍的確定ATM界面設(shè)計(jì)必須要符合用戶的視覺特性和立姿人體立姿尺度，下邊著重分析立

14、姿狀態(tài)下操作時(shí)手的活動(dòng)空間范圍對(duì)ATM界面布局的影響。用戶站立操作ATM時(shí)，應(yīng)有舒適的操作狀態(tài)，各種操作裝置應(yīng)設(shè)置在人手的功能可及范圍內(nèi)，因此ATM界面設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到在軀干不動(dòng)的前提下，人手的空間活動(dòng)范圍。下圖為人在站立時(shí)，軀干不動(dòng)，手臂在正前方向的活動(dòng)范圍，大圓弧為手臂的最大能及范圍，小圓弧表示前臂的正?；顒?dòng)范圍，而陰影區(qū)表示最有利的活動(dòng)范圍。 圖：人立姿時(shí)手活動(dòng)范圍4、 視野范圍的確定在頭部保持靜止,而眼睛正?；顒?dòng)的狀態(tài)下,在視野中,根據(jù)人眼對(duì)視覺信號(hào)的覺察效果的優(yōu)劣可分為3個(gè)區(qū)域:良好視區(qū),有效視區(qū)和條件視區(qū)4。水平方向視區(qū)劃分:左右各25°為良好視區(qū);左25°到左5

15、0°和右25°到右50°為有效視區(qū);其他區(qū)為條件視區(qū);垂直方向視區(qū)劃分:下0°到下30°為良好視區(qū);上0°到上25°和下30°到下55°為有效視區(qū);其他區(qū)為條件視區(qū)。具體劃分如下圖所示： 水平方向視區(qū)劃分 垂直方向視區(qū)劃分5、 ATM具體尺寸的確定通過以上測(cè)量計(jì)算，并根據(jù)ATM尺寸確定的規(guī)則，可以確定具體的ATM機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：（mm）a 取款機(jī)高度（不包括頂部的存錢柜）：1554b 取款機(jī)寬度：780830c 顯示屏幕上沿距地面高度：1300d 顯示屏幕上沿深度：182e 顯示屏幕與鉛垂面的夾角：141度分

16、析：根據(jù)人體的最佳視野(直接視野和眼動(dòng)視野)可知，人在水平線下30度上下15。25度的視線最佳，此角度滿足人機(jī)需求。視線到屏幕的距離為182*cosl41=1766，由于L屏幕的高度為225，根據(jù)據(jù)視角和視距的關(guān)系，當(dāng)DL>l時(shí)，看的清晰，所以設(shè)計(jì)合理。f 顯示屏幕下沿深度：110分析：根據(jù)視野到屏幕的夾角144度以及操作屏幕上沿深度計(jì)算可知，視線到屏幕的距離為182*cosl41=1766。人體P50的立姿眼高為(P50男+P50女)，2=1523。計(jì)算顯示屏幕中間的深度為(182+1 10)2=146，設(shè)計(jì)是合理的。g 顯示屏幕尺寸：295(長(zhǎng))*225(高)h 出鈔口距地面高度：8

17、20分析：這屬于大尺十設(shè)計(jì)，根據(jù)男子I'90立姿手功能+穿鞋修正量+姿勢(shì)修正=787+25一10=802，根據(jù)上圖。陰影部分是最佳范圍，綜合兩圖，在10181370之問。小圓圈的范圍是人前臂活動(dòng)的正常范圍，在7501370之間。也就是說，操作部分在此高度范圍都是合理的。i 鍵盤距地面高度：920分析：在(平均立姿肘高一平均立姿手功能高)+姿勢(shì)修正量+平均穿鞋修正量之間，計(jì)算得7351004之間，所以設(shè)計(jì)合理。j屏幕兩側(cè)按鈕尺寸：20*25分析：按鈕為10*10有圓角的方形，材料是優(yōu)質(zhì)不銹鋼拉絲面板。根據(jù)以上尺寸畫取款機(jī)的簡(jiǎn)圖如下：取款機(jī)的正視圖取款機(jī)的側(cè)視圖取款機(jī)的效果圖6、 屏幕的色

18、彩設(shè)計(jì)根據(jù)班級(jí)同學(xué)測(cè)量的的彩色分辨視野范圍，可以知道人體的彩色視野范（主要是紅、綠、藍(lán)、黃色）如下圖所示：圖：雙眼色覺有效視區(qū)(a) 垂直方向；(b)水平方向（1）色彩辨識(shí)顏色本身就是一種輔助的信息形式，它可以引起用戶注意并產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。在ATM界面設(shè)計(jì)時(shí)，為了達(dá)到最好的顯示效果，避免造成用戶視覺認(rèn)識(shí)困難，顯示器和控制面板上文字(字母或圖形符號(hào))色彩與背景要有一定對(duì)比度，并且應(yīng)使用有限的顏色，在顏色的選擇上必須符合交互需要和適應(yīng)用戶的心理認(rèn)知規(guī)律，顏色的搭配上應(yīng)盡量美觀、協(xié)調(diào)并使用戶容易集中注意力。如果選擇了不適合的文字(字母或圖形符號(hào))色彩和背景色彩的組合，就會(huì)延長(zhǎng)文字(字母或圖形符號(hào))的辨認(rèn)時(shí)

19、間，甚至產(chǎn)生差錯(cuò)。研究人員發(fā)現(xiàn)兩種顏色匹配使用時(shí)，清晰度如下表。文字顏色不適合用藍(lán)色，字母和數(shù)字較適合用綠色、黃色、紅色和深紅色。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于顏色會(huì)受到人們主觀喜好程度的影響，清晰度最高的黑一黃配色的識(shí)別效率并不是最高的5。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中要綜合考慮多方面的因素。 表：顏色的匹配及清晰度（2）避免視覺干擾。視覺干擾指與刺激物無關(guān)的某方面引發(fā)的心理過程，干擾刺激物的相關(guān)方面的處理。主要按鍵操作區(qū)是ATM用戶輸入信息的最主要操作區(qū)域，也是用戶接觸最多最頻繁的操作區(qū)域。在設(shè)計(jì)過程中要避免指示文字內(nèi)容與文字顏色的意義相沖突，比如紅色表示“停止”，綠色表示“確定”，黃色表示“修改”。在任務(wù)

20、分析過程中，還發(fā)現(xiàn)輔助屏選按鍵經(jīng)常由于與屏幕內(nèi)提示文字“不對(duì)齊”，導(dǎo)致認(rèn)知差異出現(xiàn)誤操作。所以在布置輔助屏選按鍵時(shí)候必須要求按鍵與屏幕提示文字分別對(duì)齊，避免指示不明。減少前攝干擾。前攝干擾指已存的記憶干擾當(dāng)前操作。如：學(xué)習(xí)新語言時(shí)，試圖把母語語法運(yùn)用到新語言中，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。在ATM自助系統(tǒng)使用過程中，發(fā)現(xiàn)誤操作最多的是在主要按鍵操作。目前市面上ATM主要鍵盤數(shù)字部分有2種形式：升序式排列,降序式排列，見圖4此2種鍵盤數(shù)字排列方式差別容易被操作者忽略，由習(xí)慣性記憶為標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致操作過程效率下降或誤操作。主要鍵盤設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)該更注重使用者日常記憶和習(xí)慣，通過一般使用者的調(diào)查，95%以上有使用手機(jī)的經(jīng)歷并經(jīng)常使用。所以可以參照手機(jī)鍵盤設(shè)計(jì)的方式，采用升序式排列數(shù)字，更有助于用戶的感知與操作。7、 按鍵尺寸AlTM上按鍵的尺寸應(yīng)根據(jù)人手指端的尺寸和操作要求而定，太大可能引起操作費(fèi)力，太小則可能導(dǎo)致誤操作。一般來講，操作Al，M按鍵時(shí)常用食指，