【文章內容簡介】 性別對群體人尺寸差別的影響也許是最大的 . 對比表 21和 22我們可以看出 , 男女之間的平均身高相差為 10 厘米以上 . 如果我們按男性 95% 設計的達到高度將有 50%以上的女性達不到 . 有趣的是在消費品的設計中我們常常能夠考慮女性的要求 , 如女式服裝 , 女式自行車 , 而在機器的設計中往往忽略了這個因素 , 如我們很少聽到有女式車床 , 女式辦公桌等 . 這大概是女性在消費 品的購買中有發(fā)言權 , 而在生產性的產品中沒有什么發(fā)言權的緣故 . 這個問題應當引起重視 . 不難想象 , 女工在為男工設計的機床上工作時要費力得多 . 甚至可以說女同志坐一天辦公室也會比男同志累 , 因為現(xiàn)在使用的桌子和椅子的高度更適合男同志的尺寸些 . 二 . 年齡 人在未成年之前 , 身體逐漸增高 . 成年后變得基本穩(wěn)定 . 進入中老年后開始委縮 . 表 24給出了人的身高隨年齡變化的情況 . 從表中我們可以看出 , 對于未成年的人來說 , 年齡對人的尺寸有很大的影響 . 對成年人來講 , 這個影響就很 . 一般來說 , 年齡對人的力量的影響比對身體尺寸的影響要大得多 . 表 24 身高隨年齡的變化 (cm) 年齡 (歲 ) 女性 男性 15 +36 +36 510 +28 +27 1015 +22 +30 1520 +1 +6 2035 0 0 3540 1 0 4050 1 1 5060 1 1 6070 1 1 7080 1 1 8090 1 1 三 . 國家 各國之間人的尺寸之間的差別也是很大的 . 表 25給出了幾個有代表性國家人的平均高度 . 表中美國人平均身高最高 (), 其次為原蘇聯(lián) . 日本人最低 ( ), 其次為中國 . 日本人與美國人之間相差達 10 厘米 . 日本 人最初出口到美國去的車子是按日本人的尺寸設計的 , 結果帶來許多問題 , 如離合器踏板與剎車踏板之間的距離對大多數(shù)日本人來說是合適的 , 但對許多美國人來說這個距離就太近了 , 因為美國人的腳要大些 . 許多美國人在踩離合器的同時也踩著了剎車 . 現(xiàn)在日本出口到美國的車都按美國人的尺寸進行設計 . 我國的產品如果要走向世界 , 必須得考慮這個問題 . 表 25 幾個國家的男子平均身高 (mm) 國別 美國 原蘇聯(lián) 西德 英國 瑞典 法國 意大利 中國 日本 身高 1772 1767 1755 1753 1741 1711 1710 1680 1667 四 . 地區(qū) 我們幅員遼闊 , 地區(qū)與地區(qū)之間人體的尺寸也有差別 .表 26給出了我國六個區(qū)域人的平均身高 . 從表中可以看出 , 我國東北地區(qū)和華北地區(qū)的人較高 , 男子平均身高為 米 , 女子為 米 ,而西南地區(qū)的人身材較矮 , 男子身高這 米 , 女子平均身高為 米 . 兩區(qū)域之間對應值相差 45 厘米 . 表 26 我國六大區(qū)域人體身高 (單位 : mm) 東北 ,華北 西北 東南 華中 華南 西南 男子 1693 1684 1686 1669 1650 1647 女子 1586 1575 1575 1560 1549 1546 五 . 時間 隨著生活水平的提高 , 人的平均高度也在增長 . 我們都感到現(xiàn)在的年輕人比過去的人要高 . 在這方面 , 日本人的變化更明顯 . 據(jù)統(tǒng)計 , 過去三十年 , 日本人的平均身高增加了八厘米之多 . 我國國家技術監(jiān)督局的統(tǒng)計結果表明我國的青少年的 身高也有一定的增長 , 雖然增加的幅度不是太大 . 第三節(jié) 人體尺寸的統(tǒng)計指標 一 . 概率分布 我們一般假定 , 人體尺寸的某一指標服從正態(tài)分布 . 正態(tài)分布的分布函數(shù)為 : 其中 , 為常數(shù) , 分別是這一指標的均值和均方差 . 正態(tài)分布也被通俗地稱為鐘型分布 , 其形狀如圖 22所示 . p │ │ │ │ │ │ │ └──────────── X 圖 22. 正態(tài)分布圖 二 . 平均值 平均值又被簡稱為均值 , 是數(shù)理統(tǒng)計中最常用的指標之一 . 用統(tǒng)計學方法計算的平均數(shù) , 能說明事物的本質和特征 , 可用來衡量一定條件下的測量水平和概括地表現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的集中情況 . 平均值在人體測量學和人類工效學中占有重要的地位 , 我們的許多設計標準就是根據(jù)平均值確定的 . 三 . 均方差 均方差 , 又被稱為標準差 , 表 明一系列變數(shù)距平均數(shù)的分布情形 . 方差變化大表示各變數(shù)分布廣大 , 遠離平均數(shù) , 方差小 , 表示各變數(shù)接近平均數(shù) . 方差常用來確定某一范圍的界限 . 對于服從正態(tài)分布的隨機變量 , 如人體的某一個尺寸 , 方差與其對應的區(qū)域或概率之間的關系為 : 表 27 正態(tài)分布方差與概率的關系 方差 概率 1 2 3 從表中我們可以看出 , 在平均值一個方差之內的概率為 , 即大約有三分之一的值落在距均值一個方差之內 , 而 %的值都在三個方差之內 . 一般說來 ,當我們知道了方差之后 , 就可以根據(jù)方差求出對應的概率 . 例如 , 假定某一測量的均值是 , 方差是 , 欲求可以滿足 90%的人的區(qū)間 . 我們很快可以求出 , 這一區(qū)間是 *, +*, 即 (, ). 四 . 百分位數(shù) 百分位數(shù)是指一個隨機變量 (某一人體 測量尺寸指標 )低于某一給定概率處的值 . 這是一個在設計中經常用到的概念 . 在設計中常用到的百分位數(shù)是 90%, 95%, 分別表示 90%和 95%的使用者可以達到 . 在這里我們應當特別注意是單側百位數(shù)還是雙側百位數(shù)的問題 . 例如雙側 95%對應于 , 而單側 95%對應于 . 第四節(jié) . 設計中可采取的方案 在設計時使用人體尺寸時有五種方案可供采用 : 一 . 按人體尺寸的分布 . 對于大量生產的機器 , 工具和消費品等 , 可以按照人的尺寸的分布來進行設計 .例如人的 衣服和鞋子就是按人的尺寸的分布來決定各種尺寸各生產多少的 . 使用這種方法 , 生產和管理費用較高 , 除非是需求量很大 , 否則經濟上是不合算的 . 在經濟上可行的情況下應盡量按人的尺寸的分布來進行設計 , 因為這樣可以把使用時的不適降到最低限度 . 二 . 按人的平均尺寸設計 當過大過小 , 或過高過低都會造成使用不方便時 , 這時可按平均尺寸設計 ,這樣可以把不適應的人減少到最低限度 . 當被設計物可以調整時 , 最初狀態(tài)也可按人的平均尺寸設計 . 例于廚房切菜工作面的設計可按人的平均尺寸設計 . 不可調 整的椅子或可調整椅子的最初狀態(tài) , 也可按人的平均尺寸設計 . 三 . 按某一百分比設計 這里有兩種情況 . 當設計不當只會給一個極端的人帶來不利時 , 可按單側百分比來設計 ,. 例如門框高度的設計 . 門框設計高了對矮個子人沒有影響 , 但門框設計低了對高個子人有影響 . 故門框的設計可考慮單側百分比 , 比方說 95%來設計 . 按照這一方案 , 95%過門的人進門時沒有問題 , 只有 5%較高的人進門時需要低頭 . 一般設計中最常用的百分比是 95%, 也常用較高的標準 , 99%. 當某一設 計會給兩個極端的人都帶來不利時 , 應按雙側百分比來設計 . 例如可調整高度的椅子設計 . 若調整區(qū)間有限 , 那么就可以考慮滿足中間一部分人 , 如 95%的人的要求 , 這時我們就應根據(jù)雙側百分點來設計 , 最高的 %和最矮的2. 5%就被排除之外 . 四 . 按某部分人設計 , 為另一部分人提供調整 當設計對某一極端的人的不利影響可以通過調整來消除 , 而對另一部分人的不利影響無法消除時 , 我們可以按后一類人的尺寸進行設計 ,為前一類人提供調整 . 例如 , 對于桌子高度的設計 , 我們可以按高個子進行設計 , 而給矮個子提供腳踏板 . 如果按矮個子設計 , 高個子的腳就沒有地方放 . 五 . 為某些特定的人設計 對于某些非常昂貴的系統(tǒng) , 我們可以根據(jù)特定的使用者來設計 , 這樣可以在保證使用方便的同時降低制造成本 . 例如飛機駕駛艙就是根據(jù)駕駛員的身體尺寸設計的 . 第五節(jié) 設計程序 一 . 確定設計對象和目標 在設計中我們首先要考慮的是設計的對象和所要達到的目的 , 是設計一輛自行車 , 一個機床 , 還是一個椅子 ? 若是設計一個椅子 , 那么設計這個椅子的目的是什么 , 是一個豪華型的椅子 , 還是 一個大眾型的椅子 . 若是豪華型的椅子 , 我們的各項尺寸就可以定的松一些 . 若是大眾型的椅子 , 從成本的角度出發(fā) , 我們也許應把尺寸定得稍緊些 . 二 . 確定使用對象 我們已經看到不同類的人的尺寸差異是比較大的 , 因此我們在設計中就應該考慮使用對象 : 誰將使用這一產品 ? 是男的還是女的 , 是老的還是少的 , 是在國內銷售還是出口 , 若出口 , 到哪個國家 ? 一件產品對某一類的使用者是適合的 , 對另一類使用者可能就是不合適的 , 如我們上面已經提到的日本汽車出口到美國的例子 . 三 . 確 定相關的人體尺寸 不同的產品涉及到人體的不同的尺寸 . 如各種勞動工具涉及到人手的尺寸 .在設計座椅時 , 我們要考慮到人的膝高 , 坐深 , 臀寬 , 坐姿肘高等 . 這些尺寸的重要性也是不同的 , 有時甚至是相矛盾的 , 這需要在設計時統(tǒng)籌考慮 . 四 . 決定極限百分比 這是我們上面已經討論過的設計方案問題 . 是按平均尺寸設計 ? 還是按高個子或矮個子設計 ? 這需要根據(jù)具體的產品來定 . 設計中常用的兩個百分度是90% 和 95%. 隨著人們生活水平的提高 , 現(xiàn)在提倡盡量提供可調整的產品 , 如可調整高度的椅子等 , 當然 , 這樣制造成本就增加了 . 五 . 根據(jù)查表或測量確定所需要的數(shù)據(jù) 人體尺寸數(shù)據(jù)在各類設計手冊中可以查到 , 一般的手冊都給出均值和均方差 . 這時我們可以根據(jù)正態(tài)分布的假定 , 算出設計要求對應的百分比度 . 若設計手冊中沒有設計中的涉及的人口分布的數(shù)據(jù)或沒有設計中涉及到的尺寸 , 那么就只有通過實際測量的方法獲得需要的數(shù)據(jù) . 用實測的方法 , 數(shù)據(jù)的適用性增加 , 但時間和費用也增加 . 當涉及到的人數(shù)量很大時 ,可能不得不只對有限的樣本進行測量 , 這時就應該用統(tǒng)計的方法控制樣 本的偏差 . 六 . 向有關設計人員提供數(shù)據(jù) 獲得了需要的數(shù)據(jù)后 , 可向產品的硬件的設計者提供數(shù)據(jù) . 產品的設計者也許會根據(jù)技術要求對某些數(shù)據(jù)提出修改意見 . 一般說來 , 在硬件的設計者與人類工效學專家的意見相左時 , 后者往往處于不利地位 , 但讓硬件設計者事先知道人類工效學方面的建議比在產品生產出來以后才發(fā)覺有問題還是要好得多 . 當產品的設計者把產品設計出來之后 , 讓他為了使使用者操作起來更方便而修改整個方案幾乎是不可能的 , 這不僅使成本增加 , 也影響設計人員的自尊心 . 相反 , 在設計的初級階段 , 讓設計人員注意產品的使用方便問題是不難的 . 因為這樣設計出來的產品 , 不會增加產品的成本 , 而且若使用方便 , 設計者也會感到十分高興 . 所以重要的是人類工效學者的意見應盡早地讓設計人員知道 . *, 那么就只有通過實際測量的方法獲得需要的數(shù)據(jù) . 用實測的方法 , 數(shù)據(jù)的適用性增加 , 但時間和費用也增加 . 當涉及到的人數(shù)量很大時 ,可能不得不只對有限的樣本進行測量 , 這時就應該用統(tǒng)計的方法控制樣本的偏差 . 六 . 向有