結(jié)構(gòu)設(shè)計中的人機工程學(xué)：產(chǎn)品界面設(shè)計要求

1、本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了產(chǎn)品的人機界面設(shè)計的一般要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于有顯示和操作要求的產(chǎn)品的人機界面設(shè)計。1 評價規(guī)則1.11.21.31.41.51.6 滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求； 用戶對人機界面的滿意程度; 人機界面的標(biāo)準(zhǔn)化程度; 人機界面的適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性; 人機界面的應(yīng)用條件; 人機界面的性能價格比。2 一般要求人機界面設(shè)計，核心是設(shè)計分析。借鑒一些大公司的產(chǎn)品成功案例。首先不是去繪制美的形和考慮技術(shù)的進步，而是進行對象人的日常操作行為分析，作出方案和初樣進行評價。在什么場合需要操作、怎樣操作，從而為設(shè)計提供概念與目標(biāo)，進行設(shè)計分析。經(jīng)過分析，設(shè)計人員有了明確的概念與目標(biāo)，并隨信息的交互產(chǎn)生了創(chuàng)造力。另一方面

2、，對操作環(huán)境要進行深入的認(rèn)識與考察，對設(shè)計的產(chǎn)品的需求有明晰的認(rèn)識：符合人們的消費預(yù)期；感受到人們的審美知覺。所以，要設(shè)計好操作的人機界面，理性的認(rèn)識是首要的，其次就是創(chuàng)造性的，而且是現(xiàn)場實效性的分析、處理信息。2.1 人機界面的需求人機界面的研究主要包括三個方面：顯示（信息設(shè)計）；控制（操作系統(tǒng)設(shè)計）；顯示與控制的關(guān)系。3.1.1 顯示顯示是一種有目的的信息傳遞過程。人體接受信息主要有三個通道：視覺、聽覺、觸覺，而其中視覺通道是最重要的。要把復(fù)雜的信息組織成易懂的視覺的和文字的形式或其他聲光形式，運用圖形知識、寫作和人機因素知識確保需要的信息和得到的信息相匹配，因而在設(shè)計和選擇顯示時需分析：

3、3.1.1.1 傳遞什么信息；3.1.1.2 信息傳遞的目的和功能是什么；3.1.1.3顯示裝置的類型；3.1.1.4 信息傳遞的對象。3.1.2 控制控制是操作者用了改變系統(tǒng)狀態(tài)的裝置。人的控制輸入主要是通過動作和語言來完成的。 在設(shè)計和選擇控制時須分析：3.1.2.1 控制的功能；3.1.2.2 控制操作的要求（如操作精度）：3.1.2.3 控制過程的人機交流；3.1.2.4 作業(yè)人的負(fù)荷（體力和腦力）。3.1.3 控制與顯示的關(guān)系把使用者放在首位人機界面是產(chǎn)品信息的交流的核心。設(shè)計中要考慮；3.1.3.1 誰來接受這些信息；3.1.3.2 哪一類人使用這個產(chǎn)品；3.1.3.3 他或她的經(jīng)

4、歷如何；3.1.3.4 有什么特殊情況你必須考慮（如健康、年齡、視力等），盡可能想象產(chǎn)品的使用者可能出現(xiàn)的所有情形，使用者的要求，設(shè)身處地地為使用者考慮她或他最關(guān)心的問題。2.2 詳細(xì)設(shè)計要求明確產(chǎn)品如何被使用，將會發(fā)現(xiàn)一些改進借鑒產(chǎn)品的新思路。3.2.1 產(chǎn)品是一個使用者還是多個使用者；3.2.2 使用者的文化素質(zhì)如何；3.2.3 產(chǎn)品是否在壓力下使用；3.2.4 使用時的照明條件怎樣；3.2.5 有無環(huán)境噪音；3.2.6 使用者是否有使用相關(guān)產(chǎn)品的經(jīng)驗；3.2.7 有什么特殊情況需要考慮（健康、年齡、視力）；3.2.8 產(chǎn)品在什么溫度范圍內(nèi)使用；3.2.9 通過何種反饋可以顯示使用者是在進

5、行成功的操作；3.2.10 有無其他設(shè)備與產(chǎn)品同時使用；3.2.11 有無特別清洗要求；3.2.12 使用者能否從使用說明書上學(xué)會使用產(chǎn)品。3.2.13 寫出使用者對人機界面的提示，包括所有的設(shè)計者人機界面的信息，使用者對產(chǎn)品的要求和期望。2.3 人機界面設(shè)計常用結(jié)構(gòu)特征人機界面要向使用者傳達的信息，制定一些特征規(guī)則以幫助傳遞信息，特征的存在在于意義，而這些意義是需要易于被人理解的。3.3.1 凸起的圓形部分通常是按鍵；3.3.2 閃爍的燈表示“準(zhǔn)備使用”；3.3.3 持續(xù)亮著的燈表示“正在使用中”；3.3.4 綠顏色表示某些事情可以操作；3.3.5 紅顏色表示“停止或關(guān)閉及警報”。2.4 人

6、機界面設(shè)計中最重要的是信息的組織應(yīng)辨別某一產(chǎn)品什么是最重要的信息進行歸納分區(qū)，并把它凸現(xiàn)出來傳遞給使用者。3.4.1 面板的分區(qū)顯示器與控制器件在面板上布置可按系統(tǒng)、功能、操作順序、主次等分區(qū)排列。 a. 按操作順序排列，即按從左而右的操作順序排列。b. 按主次排列，將主要控制器件和顯示器安排在面板中間，重要和需經(jīng)常操作的控制器件布置在緊靠主要控制器件的右側(cè)。2.5 建立約束通過在人機界面中建立約束，為使用者消除錯誤操作的可能性，幫助他找到正確的使用方法，這就是建立約束的意義。約束就是強迫、限制和減少。如：控制器的分級操作要求，不至于因誤操作而發(fā)生危險。強調(diào)人的特性，使人的因素貫穿設(shè)計過程是人

7、機工程學(xué)的一條主要設(shè)計哲理。設(shè)計人員建立了以人為中心的正確的約束，就建立了正確的操作和安全機制。2.6 人機界面的動作設(shè)計正確的動作設(shè)計應(yīng)該是很邏輯化的，操作起來使人愉快，并且容易記憶。對于任何形式的人體活動，要提高人體作業(yè)的效率，進行作業(yè)設(shè)計和工作空間設(shè)計都應(yīng)遵循人體工程學(xué)的基本設(shè)計原則。設(shè)計人機界面時，仔細(xì)考慮使用者操作時的一系列動作，設(shè)想操作動作的秩序和節(jié)奏。一般認(rèn)為手在身前作業(yè)，肘部自然放下，手臂內(nèi)收成直角時，作業(yè)速度最快，這個作業(yè)高度最有利于手操作的技能作業(yè)。手的運動方向相反或相對運動的操作，有利于大腦神經(jīng)控制。操作動作的設(shè)計均應(yīng)注意以下問題：3.6.1 動作盡量經(jīng)濟，避免不必要的動

8、作；3.6.2 使動作流暢而不笨拙；3.6.3 左手、右手習(xí)慣使用者都應(yīng)盡量考慮到；3.6.4 動作應(yīng)符合使用者自然邏輯感覺(如，滑動音量按鍵向上滑動表示音量升高)；3.6.5 設(shè)計動作方式應(yīng)使使用者記住應(yīng)該做什么和操作的正確順序；3.6.6 操作動作避免重復(fù)、受約束，并且要求是安全的。2.7 操作的基本特性設(shè)計控制件和處理控制件與作業(yè)者的關(guān)系時，必須遵循下列基本原則：3.7.1 控制件必須符合人體四肢的解剖結(jié)構(gòu)和解剖功能，手和手指適合于精確迅速的操作動作；手臂和腳適合于用力大的操作活動。3.7.2 用手操作的控制件應(yīng)容易定位和抓握，其位置應(yīng)在肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)之間完全可見，伸手可及。3.7.3

9、控制件之間的距離應(yīng)適應(yīng)人體尺寸和控制活動的要求。3.7.4 按鍵、轉(zhuǎn)臂開關(guān)，旋鈕適合于用力小、位移小、準(zhǔn)確度高的連續(xù)或間斷操作。3.7.5 長桿或操作桿、搖把、手輪、足踏器，應(yīng)適合用力大、精度低的控制。2.8 控制和顯示的關(guān)系應(yīng)與人的期望一致，包括空間協(xié)調(diào)性和概念協(xié)調(diào)性?？臻g協(xié)調(diào)性是指控制和顯示在空間位置上的關(guān)系與人的期望一致，包括顯示器控制器件在設(shè)計上存在相似的形式特征和對應(yīng)的邏輯特性。概念協(xié)調(diào)性是指顯示和控制在概念上與人的期望的一致，如綠色表示安全等。設(shè)計控制操作時，設(shè)計人員還應(yīng)注意習(xí)慣的差異，每種習(xí)慣模式的強度是不同的，個體之間可能存在差異，慣用右手的人與慣用左手的人就有習(xí)慣模式不一致的

10、現(xiàn)象。與控制件右旋被控量顯示增加相反，控制水和氣體等流體的開關(guān)，右旋通常為關(guān)閉，如作業(yè)者同時控制水和電流，兩種習(xí)慣模式就會發(fā)生矛盾，設(shè)計人員必須以系統(tǒng)安全為目的來解決這些問題。2.9 反饋與使用者交流在產(chǎn)品人機界面上，反饋是指物質(zhì)信息，它告訴使用者某一特定動作的結(jié)果或正確的操作順序。反饋有聽覺的（聲音），有視覺的（顏色、形狀、動作）有觸覺的（形狀、肌理），有認(rèn)識的（一種事物正常的整體感覺）。對一個產(chǎn)品，設(shè)計人員要考慮給予使用者何種可能的反饋：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等，不同的使用者的偏好是什么。通過列舉出現(xiàn)在操作中的反饋情況，考慮對于成功的操作哪種反饋是合適的。2.10 控制傳達設(shè)計人員的工作是

11、確保使用者在正確的時間，按正確的順序，得到正確的信息，把視覺的和聽覺的“噪音”限制在最小程度。如果人機界面上的每種因素產(chǎn)生不同的不確切的意義，就不會有清晰的信息傳達出來。3.10.1 仔細(xì)考慮你希望使用者理解產(chǎn)品的哪些方面。3.10.2 仔細(xì)考慮你希望使用者理解每種操作的哪些方面。3.10.3 幫助使用者區(qū)分哪些是重要的，哪些是次要的。3.10.4 排出操作順序，按使用者操作劃分種類：第一級，頻繁操作，如開關(guān)，條件等；第二級，時常操作；第三級偶爾操作。如此以便控制所有操作。第一級最容易看到、操作和理解。第二級自然與第一、三級有區(qū)別，操作可能在正常視野之外。第三級可與第一級區(qū)別稍大，甚至可能安置

12、在產(chǎn)品的背后。3.10.5 通過使用顏色、形狀、尺寸、興奮刺激（閃光、運行）、排列、布置、聲音等因素控制信息傳遞。有些元素看起來更重要。某些元素的操作是危險的或緊急情況下操作的。3.10.6 找出各個人機界面元素的相互關(guān)系，確認(rèn)工作重點，決定哪些操作將在你的儀表盤上，其中哪些是最經(jīng)常的、最重要的。依據(jù)不同的用途把它們在儀表盤上分成不同種類，調(diào)整這些元素以便于把重要的、經(jīng)常使用的放在操作者的位置。2.11 標(biāo)識和特征的理解應(yīng)有助于記憶設(shè)計人員用材料、造型、色彩等設(shè)計語言傳達訊息給使用者，這種設(shè)計語言包含了生理、心理和技術(shù)方面的知識。對于人機界面來說，認(rèn)識來源于對每個組成部分的理解。3.11.1

13、圖形的隆起部分是旋鈕還是燈；3.11.2 手柄是拉的還是旋的；3.11.3 最大的按鍵一般是最重要的或是常用的；3.11.4 最小的按鍵很難被按下，多為避免無意操作。2.12 操作的解釋使用說明書有些設(shè)計是以不選擇和培訓(xùn)操作人為限制條件的，例如銀行自動柜員機系統(tǒng)設(shè)計，地鐵無人售票系統(tǒng)設(shè)計等。因此編寫操作說明書是主要的輔助設(shè)計，說明書的質(zhì)量也必須通過實際測驗。在使用說明書中，設(shè)計人員必須向人解釋一個操作系統(tǒng)。成功的使用說明書要求好的信息設(shè)計，以便把產(chǎn)品的意義清晰地表達出來。使用說明書可以是文字，也可以是圖案，無論是哪種方式，最重要的是組織好所要傳達的信息，操作說明書就是這些信息的組織和介紹，包括

14、產(chǎn)品是什么，產(chǎn)品是做什么的，如何知道產(chǎn)品工作，產(chǎn)品通常做什么反饋，這些構(gòu)成了使用者與產(chǎn)品之間的聯(lián)系，人機界面是使用者與產(chǎn)品之間“交流的橋梁”，使用說明書是使用者與人機界面之間“交流的橋梁”。設(shè)計操作指南是總體系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分。在其 “操作或作業(yè)設(shè)計”中包括：3.12.1 制定作業(yè)者素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；3.12.2 設(shè)計操作者指南；3.12.3 作業(yè)輔助設(shè)計；3.12.4 培訓(xùn)方案設(shè)計。3 人機界面的設(shè)計要求3.1 人機界面的設(shè)計都是從可交互性、信息、顯示、數(shù)據(jù)輸入等方面進行設(shè)計考量。4.1.1 在同一產(chǎn)品人機界面中,所有的操作選擇、命令輸入、數(shù)據(jù)顯示和其他功能應(yīng)保持風(fēng)格的一致性。風(fēng)格一致的人機界面

15、會給人一種簡潔、和諧的美感。4.1.2 對所有可能造成損害的動作,堅持要求使用者進行確認(rèn)。4.1.3 操作界面應(yīng)能對用戶的決定做出及時的響應(yīng),提高對話、移動和思考的效率,最大可能的減少擊鍵次數(shù),縮短鼠標(biāo)移動距離,避免使用者產(chǎn)生無所適從的感覺。4.1.4 人機界面應(yīng)該提供敏感的求助系統(tǒng),讓用戶及時獲得幫助,盡量用簡短的動詞和動詞短語提示命令。4.1.5 合理劃分并高效使用顯示屏。僅顯示與上下文有關(guān)的信息。用窗口分隔不同種類的信息,只顯示有意義的出錯信息,避免因數(shù)據(jù)過于費解造成用戶煩惱。4.1.6 保證信息顯示方式與數(shù)據(jù)輸入方式的協(xié)調(diào)一致,盡量減少用戶輸入的動作,隱藏當(dāng)前狀態(tài)下不可選用的命令,允許

16、用戶自選輸入方式,能夠刪除無現(xiàn)實意義的輸入,允許用戶控制交互過程。3.2 設(shè)計原則：4.2.1 合理性原則，即保證在系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上的合理與明確。任何的設(shè)計都既要有定性也要有定量的分析，是理性與感性思維相結(jié)合。4.2.2 動態(tài)性原則，產(chǎn)品不僅是二維的平面或三維的立體，也要有時間與空間的變換。4.2.3 多樣化原則，即設(shè)計因素多樣化考慮。4.2.4 交互性原則，即人機界面設(shè)計強調(diào)交互過程。一方面是物的信息傳達，另一方面是人的接受與反饋，對任何物的信息都能動地認(rèn)識與把握。4.2.5 共通性原則，即把握三類人機界面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，功能、情感、環(huán)境不能孤立而存在。3.3 顯示符號與刻度為表示工作狀態(tài)，顯示器

17、上必須標(biāo)注有符號和刻度。4.3.1顯示符號顯示符號包括文字符號、圖形符號和數(shù)字符號。符號與背景的對比度、符號的高寬比、符號形體和高度、筆劃粗細(xì)程度等因素都會影響符號的清晰度。在設(shè)計選用時必須注意如下幾點：4.3.1.1 用直線組成的符號形體比用曲線組成的符號形體清晰度要高；4.3.1.2 符號的最小高度與照度條件和可視距離有關(guān)。反映了它們之間的關(guān)系。所以可根據(jù)上述條件選擇，通常符號的最小高度應(yīng)大于5，符號高寬比以32為宜；4.3.1.3 當(dāng)操作者有暗適應(yīng)要求時，面板和度盤應(yīng)采用白字黑底；否則，宜采用白（淺）底黑（紅）字；4.3.2.4 為保證符號的清晰度，白底黑字時的筆劃寬度以符號高度的六分之

18、一為宜；黑底白字時的筆劃寬度以符號高的七分之一到八分之一為宜；4.3.1.5 度盤背景的選擇：當(dāng)無防塵裝置時，宜選用略帶光澤的淺灰色作背景；有防塵裝置的小度盤，宜選無光色作背景。4.3.2 刻度度盤（或標(biāo)尺）上都有刻度。度盤（標(biāo)尺）上所標(biāo)的數(shù)碼稱標(biāo)數(shù)；兩相鄰主刻度線（一般都標(biāo)有數(shù)碼）之間的數(shù)值稱為標(biāo)數(shù)間值；兩個相鄰小刻度線之間的數(shù)值稱為分度值；同一圈或同一行上的最小標(biāo)數(shù)到最大標(biāo)數(shù)間的數(shù)值稱為標(biāo)度角或標(biāo)尺長度。為使操作者讀數(shù)簡捷精確，在刻度設(shè)計和選擇時應(yīng)注意：4.3.2.1 度盤（標(biāo)尺）提供的刻度信息應(yīng)符合所需的精度要求，即分度值應(yīng)符合讀數(shù)精度要求；4.3.2.2 標(biāo)數(shù)間和分度間值要易于計算和理

19、解，宜采用十等分分度方式，即分度間值為十分之一標(biāo)數(shù)間值；4.3.2.3 正常照明條件下，視距為700mm時，刻度間距不應(yīng)小于0.9mm，一般取1-2.5mm。否則易引起視覺疲勞、降低讀數(shù)精度或擴大度盤尺寸；4.3.2.4 正常照明條件下，刻度線寬度為刻度間隔的8%-10%，刻度線高度一般取刻度間隔的2-4倍為宜；在低照明條件下，刻度線的寬度可適當(dāng)增大（一般為刻度間隔的30%-50%），高度可適當(dāng)減小（一般為刻度間隔的1.5倍）；4.3.2.5 最好能從標(biāo)尺上直接讀出符合精度要求的準(zhǔn)確數(shù)值，必要時，可用內(nèi)插法讀4.3.3 度盤（標(biāo)尺）指針顯示的合理性4.3.3.1 度盤（標(biāo)尺）顯示方式度盤（標(biāo)尺

20、）的顯示方式有兩種：一是度盤（標(biāo)尺）全部暴露在面板外的敞開式度盤；另一種是度盤（標(biāo)尺）的面板后面，面板上的窗口只顯示部分標(biāo)尺的內(nèi)藏式度盤。4.3.3.2 度盤的標(biāo)數(shù)度盤上的標(biāo)數(shù)應(yīng)符合操作者的習(xí)慣，便于讀數(shù)。4.3.3.3 度盤（標(biāo)尺）和指針的運動方式度盤（標(biāo)尺）和指針的合理運動方向應(yīng)符合操作者的讀數(shù)習(xí)慣?；拘问剑?a）指針轉(zhuǎn)動 b）標(biāo)尺移動 c）度盤轉(zhuǎn)動 d）指針移動3.4 面板布局在面板上，通常要安裝控制器件、顯示器、接插元件、開關(guān)元件等，除上述作用外，面板還與機殼、機架聯(lián)接成機箱，起著保護和安裝內(nèi)部元件的作用。同時，面板又是電子電氣設(shè)備外觀裝飾的零件。4.4.1 面板布局的一般原則4.4

21、.1.1 面板布局必須滿足操作使用要求和內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求，做到內(nèi)外協(xié)調(diào)。設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與面板上元件的布置往往是一對矛盾，通過內(nèi)外協(xié)調(diào)解決這一矛盾，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的一大任務(wù)。當(dāng)內(nèi)部元件與面板上的控制器件、顯示器布置有矛盾時，如果變動內(nèi)部元件位置不影響整機的電性能時，則內(nèi)部元件的排列應(yīng)服從于面板布局；若內(nèi)部元件位置變動對整機性能有影響時，則面板的布局應(yīng)作適當(dāng)變動或通過一些機構(gòu)（如各種傳動機構(gòu)等）來控制內(nèi)部可調(diào)元件。4.4.1.2 顯示器應(yīng)布置在面板上最醒目的區(qū)域，主要顯示器應(yīng)布置在人的最佳視區(qū)，視距應(yīng)控制在300-700mm范圍內(nèi)，一般以500mm為最佳。安裝顯示器的面板一般應(yīng)與視線垂直。對于某些面積較大

22、而又重要的顯示器，其安裝位置應(yīng)稍偏上并向前傾；重要的顯示器應(yīng)放在面板中心區(qū)并偏上，以保證便于觀察和使讀數(shù)誤差最??；對那些不常用的指示裝置，可放在離中心區(qū)較遠(yuǎn)的地方。顯示器的安裝高度和安裝傾斜角，一般在坐著工作時，安裝高度應(yīng)在1.1-1.2m左右，傾斜角為15左右；當(dāng)站著工作時，安裝高度應(yīng)在1.45-1.5m左右；如顯示器的安裝位置低于水平視線時，顯示器的安裝面應(yīng)和水平面成70-90。4.4.1.3 控制器件應(yīng)安裝在最佳控制區(qū)，以保證操作者長時間工作不至于疲勞。根據(jù)人體生理特點，坐著操作時，其最佳控制區(qū)為座位以上250-500mm，即手肘和肩高之間；左右寬度以肩寬為界。對控制操縱位置的合理程度，隨其離開最佳控制區(qū)的距離增大而減小。為保證操作順利，對面板上的控制裝置，伸手可及的最大距離應(yīng)小于700mm，最小距離應(yīng)大于400mm。4.4.1.4 控制器件之間應(yīng)留有足夠空間，以便操作。4.4.1.5 控制器件與顯示器的布置要相對應(yīng)，便于觀察、讀數(shù)和操作。通常有直接聯(lián)系的控制器件和顯示器應(yīng)靠近布置，控制器件最好布置在相應(yīng)的顯示器下側(cè)或左、右下側(cè)，有時也可布置在左、右側(cè)。但要注意的是，右手操作的控