新闻背景

　　座椅要多高坐着才舒服？药盒上的字体多大看着才清晰？服装鞋帽的尺码号型该如何确定？这些与日常生活息息相关的设计，都有赖于人类工效学基础数据的采集分析。经科技部批准设立的、国家科技基础性工作专项“中国成年人工效学基础参数调查”工作日前启动，计划于2018年完成。这标志着人性化产品和环境设计所需的中国人体数据调查开始实施。本报特约请参与此次调查的专家，向公众讲解相关知识。

　　人类工效学就是根据人的心理、生理和身体结构等因素，研究人、机、环境相互间的合理关系，为产品和环境的人性化设计提供技术和数据支持，以营造安全、健康、舒适、高效的工作生活环境。

　　作为20世纪50年代迅速发展起来的一门新兴的边缘学科，人类工效学的基础参数主要由人体形态、人体力学和人体感知(视、听、触)等各类与消费品、服装、工具、设备和环境设计相关的人体特性参数组成，是从工业设计的角度对特定人群生理、心理特征整体状况的科学描述。

　　座椅要多高？把手安在哪儿？

　　人体数据与产品设计息息相关

　　人类工效学基础参数与工业设计和社会生产、生活息息相关，它的应用几乎涉及了人类活动的大部分领域。例如：座椅要多高，大多数人坐着才舒服？药盒上的字体多大，老人才能看清楚？服装号型中身高和腰围的比例是多少，才能适体？这些与日常生活息息相关的设计，都有赖于人类工效学基础数据的采集分析。

　　例如，汽车座椅设计需要坐高、腿长、脊柱弯曲等人体尺寸数据，冰箱把手设计需要手指长短、粗细等数据。地铁刷票机设计需要人群的身高、臂长等数据，地铁上的拉手要符合成年人够得着的高度。交通标识与显示器的设计适合人的视觉特性，紧急指示牌应摆在显眼的位置等等。

　　用中国人的数据才能设计和生产出适合中国人的产品。根据人类工效学基础参数调查数据，可以得出中国人某项指标分布特点，告诉设计师什么尺寸适合最多的中国人。例如，由于缺乏中国人头型数据，眼镜企业生产的眼镜中不适合中国人头型的比例就比较大，极易造成货品严重积压。

　　人群的工效学基础数据与人种、区域、文化、经济社会发展水平等因素密切相关，具有显著的地区和文化差异。中国人与欧美人无论是在人体形态上、力量上，还是感知特征上都有一定的差异。例如：亚洲人头型圆，欧洲人头型扁，如果根据欧洲人的头模设计头盔、眼镜等产品，安全和舒适效果会大打折扣。中国成年人的臂长比德国人的臂长要短6至8厘米，躯干长均比德国人短6至9厘米，以欧美人的人体特征数据设计的汽车，其驾驶椅坐高不适合中国人的人体特征，身材矮小的女性在驾驶汽车时，会感觉不合适，不是方向盘离得远，就是脚踏不上离合器，看不到仪表盘的实时情况，会造成极大安全隐患。

　　175厘米男士要买180厘米衣服

　　近30年无数据更新造成很多空白

　　我国最早的一次全国规模的人体测量工作是在1986至1987年，中国标准化研究院在全国16个省市，采用直尺、马丁测量仪等手工测量技术对22000多成年人(18至60岁)进行了人体测量，采集了包括身高、腰围、臀围、足长、体重、握力等73项工效学基础数据，在此基础上发布了我国成年人人体尺寸的系列国家标准，提供了我国成年人人体尺寸的基础数值。该标准已经成为服装、家具、汽车等许多行业领域技术标准的基础标准。

　　人体尺寸数据具有较强的时效性，一般每10年就需修订一次，而我国现有成年人人体尺寸数据采集于1986年，近30年来，我国人民生活水平有了质的飞跃，身体体型发生了巨大变化，现有的成年人人体数据已无法准确反映当前我国国民的身体状况。2009年，中国标准化研究院曾采集了3000份中国成年人三维人体尺寸，发现中国人尤其是35岁以上人群明显变胖，成年男子身高增加2厘米、腰围增加5厘米。依据1986年采集的中国人体尺寸数据设计的服装显然不能很好适合现代人体型，这就是为什么有些身高175厘米的男士购买180厘米的衣服似乎更合身一些，因为有的服装尺码标准参考的还是20多年前的人体尺寸数据。

　　目前，我国工效学基础参数数据缺失严重，我国成年人人体尺寸数据已严重滞后，力量、视觉、听觉等工效学基础参数数据基本空白，已严重影响到我国工效学研究和应用，以及工业设计水平的发展和人们生活质量的提高。

　　15秒钟几个动作搞定尺寸

　　人体扫描技术大大降低调查难度

　　本次工效学基础数据调查工作，将以18至75岁的中国成年人为对象，将全国区域划分为6个区，每个区内抽取4至6个测量点，在全国范围内测量和调查2万多个样本(人)。

　　与1986年的调查相比，此次调查除了人体尺寸参数从74项增加到120多项外，还将测量人体肌肉力量、视觉敏感度、声音敏感度、指端触觉等新项目，甚至还新增了腹厚的测量，这将为椅子和沙发的设计者提供更细致的数据。

　　本次人体测量将采用国际最先进的三维人体扫描技术，相比于传统的手工人体测量手段，具有许多技术优点。例如，三维人体扫描现场测量速度快，效率高，强度低，精度易控。传统手工测量耗时长，往往需要一支庞大的测量队伍。每名测量员一天中上下起立多达上百次，极易因疲劳而影响精度。而三维人体测量系统一次扫描时间不超过15秒，人体尺寸提取工作由计算机自动完成，人员培训相对简单。三维人体扫描能够提供完整的人体三维数据，可提供各种身体曲面、截面的特征，可直接用于产品的三维数字化设计，而手工测量只能获得一维人体尺寸。三维扫描人体数据再利用性高，手工测量结束后不可能加测新的数据项，而三维人体测量则由于保存了被测者完整的人体三维扫描图像，随时可以调出原始数据，测量新的项目。

　　我们的调查数据，会告诉产品设计者中国人某项指标分布特点，告诉设计师什么尺寸适合最多的中国人。比如，企业知道成年男子的腰围增加了，皮带打眼儿的位置就会变化，衬衫的胸围和腰围的比例也会发生变化；同样，西裤在设计时，在腰围和臀围的尺码设计上也会更为合理。此次调查工作完成后，将会提供中国人的基础数据，甚至细致到“女性打开冰箱门需要使用的力量参数”。

　　延伸阅读

　　调查人体数据包括5大类200多项

　　以此次调查来说，每个被试者将被采集和测量包括形态、力学、视觉、听觉、触觉5大类共200多项的人体工效学基础数据。

　　形态参数―人在静止状态下，对人体形态进行的各种测量得到的人体结构参数。人体测量姿势主要有立姿和坐姿，包括身高、眼高、腰围等立姿测量项目，坐高、坐深、膝高等坐姿测量项目，以及头面部、手部和足部尺寸等。人体尺寸数据是产品外形和空间布局设计的基本技术依据。

　　力学参数―人体各类动力学和运动学参数，主要包括人体关节活动度(颈、肩、肘、髋、腕、膝、踝、手指等的活动角度)、不同操作姿势和角度下的推力、拉力、提力、蹬踏力、握力、捏力、拉力、按压力、拧力等。人体力学参数是设计机械设备的操纵系统所必需的基础数据。

　　视觉参数―人机界面设计所需的视觉特性参数，主要包括视距、视敏度、视野等。视觉参数可为显示器、图形符号的设计提供依据。

　　听觉参数―人体对声音信号的听觉感知特性参数，主要包括声音信号的声压级和频率，以及听力阈值等，听觉参数是音响、广播等听觉显示器和建筑物声学设计的基础参数。

　　触觉参数―皮肤受到机械刺激而引起的感觉特性参数，包括触觉的空间感知阈值和字符感知阈值等，触觉参数将为操控器等的设计提供数据依据。(作者为中国标准化研究院研究员)