人因工程设计及精彩案例解析

人因工程是设计学中一个重要的领域，与其密切相关的研究领域有工业工程学、人机工程学、交互设计学、设计心理学、人类工效学和人类行为学。这些研究领域互相深入支撑，互相发展，但又自成体系。因为工作关系，笔者曾到访过国内外很多著名高校，包括英国的拉夫堡大学、荷兰的代尔夫特大学等以设计工程学著称的重要学府。拉夫堡大学的设计学院深度融入体育科学，在与体育相关的产品开发和运动员的科学训练方面都进行了深入研究，也非常重视人因工程对设计学的促进和内涵建设，甚至认为这是设计工程学的核心内容，在参观的过程中，了解到学院甚至提供人因工程和交互设计的硕士学位，这在世界范围内也是罕有的。代尔夫特大学也非常重视人因工程的研究，笔者和同事也会定期参加Peter Vink 教授的国际舒适大会，在Ergonomics 等业内期刊上经常能看到代尔夫特大学的研究成果，为此我们也连续三年邀请设计学院的相关老师到东华大学机械工程学院开设相关主题课程。通过持续的合作交流，为我们的本科生和研究生也带来了新的知识。也希望本书可以教学相长，为大家做好知识服务。

本书结合多年的设计实践和教学经验，力求在保证科学性、知识性和实用性的前提下，从四个不同的切入点进行阐述。本书前四章以人体尺寸参数、人体感知与运动机能、人体生理及心理负荷几个方面为主要内容，从“人”的角度出发进行相关理论阐述，并用大量的设计案例解析这些人的因素对设计的指导与影响。第五章以人机交互为主要内容，从“人-机”的角度阐述人与产品关系的设计，包括设计目标和原则、界面设计等，另外将虚拟现实交互作为较为新型的交互方式进行设计案例分析。第六章从“人- 环境”的角度切入，人因工程学与空间环境设计中不仅关注人体舒适性、人的心理与空间环境的关系、人的行为与空间环境的关系，也关注了环境空间中的光、声、空气等安全因素设计的问题。第七章和第八章主要进行设计案例的分析。第七章主要以几款智能产品为例，从设计尺寸到交互方式的人因工程方面设计要点进行分析。第八章详细阐述一款分享行为启发的儿童玩具的整个设计思路和制作过程，设计过程和评估中运用到大量的人因工程学理论和方法。

本书具有以下三个特点。①可读性强。本书从知识和理论入手，在此基础上延伸到具体设计案例，图文结合，深入浅出，便于读者认知与学习，在后章节呈现多个设计案例，使读者对人因工程学在设计应用中的解读更为深入有效。②内容全面。本书内容涉及广泛，涵盖了人因工程学的若干主要方面，结合恰当的案例理论和方法的阐述，具有很强的指导性。③针对性强。本书主要针对从事工业设计的相关人员，书中的案例分析都是从工业设计相关的角度展开的。

人因工程学作为设计领域重要的基础理论学科，本书将是产品设计、工业设计专业学生及相关从业人员的指导用书。

本书由唐智负责主持编写，黄波编写了部分章节，杜嘉婧、徐昌、窦今侦、赵熠煊等研究生也参与了本书的部分工作，特别要感谢杜嘉婧同学，她的责任心和认真的做事态度保证了本书的出版进度。由于作者水平所限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。

唐　智

2019年12月

本书介绍了人因工程学的基本概念和相关理论，并用相关案例说明理论的运用方法。*后用具体完整的设计案例阐述人因工程学在设计过程及评估中的应用，使读者对人因工程学在设计中的应用有全面的了解。本书适宜从事工业设计的相关人员阅读。

唐智，男，1980年5月出生，博士研究生，教授，现任东华大学机械工程学院副院长，工业设计方向学术带头人，研究领域为高端装备的产品构型与数字化设计。主持过国家自然科学基金面上项目，上海市教育委员会创新科研项目，上海市科委创新行动计划科普项目，上海市人民政府发展研究中心决策咨询研究基地项目，纺织工业联合会科技指导性项目，上海市教育委员会产学研项目，江西省人力资源保障厅博士后科研基金；主持企业项目10余项，先后获瑞典利乐学术合作伙伴奖，上海汽车教育基金委员会优秀著作奖，上海市首席（创意类）技师等荣誉称号。

第1章　绪论                                                001

1.1　人因工程简介                                          002

1.1.1　人因工程发展简史                            002

1.1.2　人因工程学科体系的发展                      006

1.1.3　人因工程的研究内容                          008

1.1.4　人因工程的研究方法                          014

1.2　工业设计中的人因工程                                020

1.2.1　工业设计中的人因问题                        020

1.2.2　工业设计中人因工程的价值                    021

1.2.3　人因工程在工业设计中的应用                  024

第2章　人体尺寸参数与工业设计                        028

2.1　人体尺寸的获取                                        030

2.1.1　人体尺寸测量方法与设备                      030

2.1.2　人体参数的处理及运用方法                    032

2.1.3　儿童车在实际设计时的人体参数应用            041

2.2　人体尺寸参数在设计中的应用                          046

2.2.1　人体尺寸的应用原则                          046

2.2.2　人体测量参数的应用流程                      048

2.2.3　高铁座椅设计分析                            049

第3章　设计与人的信息加工                            054

3.1　信息输入与设计                                        055

3.1.1　视觉显示设计                                055

3.1.2　听觉感知设计                                063

3.1.3　触觉感知设计                                067

3.2　信息处理                                                069

3.2.1　记忆                                        069

3.2.2　思维                                        072

3.3　信息输出与设计                                        074

3.3.1　人体运动系统及机能                          074

3.3.2　人体操作动作分析                            083

3.3.3　动作与控制器设计                            088

第4章　设计与工作负荷                                  094

4.1　生理负荷                                                095

4.1.1　基本生理信息测试                            095

4.1.2　肌肉信号测试                                101

4.1.3　骨骼与关节                                  112

4.1.4　步态                                        119

4.2　心理负荷                                                124

4.2.1　脑电信号测试                  &nb