人因工程的研究方法

1. 人因工程的研究方法

2. 人體測計學 (anthropometry) 是結合希臘文anthropos (人類) 和metron (測量) 二字而得；其意為量度人員身體各項特徵的學問。廣義而言，這些特徵包括：直線距離 (如高度、寬度、長度、深度)、環圍、彎曲角度、體表面積、肌肉厚度、身體各部運動的可及範圍、肌肉強度、反應速度、能量消耗……等。 • 如果器具之設計並未考慮人體各種特徵 (如身體各部位尺寸、其運動的可及範圍)，使用起來必然費力、易錯，而影響工作績效。人體測計的資料不但可作為器具設計的指引，也是作業空間配置的基本根據。

3. 人體尺寸的大小，受到很多因素的影響；可以說沒有兩個人會完全相同人體尺寸的大小，受到很多因素的影響；可以說沒有兩個人會完全相同 • 影響身體尺寸大小的因素： • 年齡 • 性別 • 種族 • 年代 • 職業 • 其他：如地域 、運動、飲食、健康、姿勢、穿著、努力等，甚至測量係在一天的哪一時段進行也會有所影響。 基於以上認識，工程設計人員在應用或選取人體測計數據時，應特別謹慎，以免誤用。

5. 人體物理尺寸的測計，大致可分 • 靜態人體測計 (static anthropometry)： • 指受測者在靜止的標準化穩定姿勢下，依事前設定的測定點所測得的人體各部位尺寸。 • 動態人體測計 (dynamic anthropometry)： • 又稱為機能人體測計 (functional anthropometry)，係指人體執行各種操作或進行各種活動時處於活動狀態下的各部位尺寸之測量。 • 動態人體測計的主要理念，即認為活動中的人體各部位相互間並非獨立無關，而是協調支援與牽制妨礙兼而有之。 • 因此，吾人並不能「直接」引用靜態的人體測計資料來解決機具設計或作業空間設計有關的問題。

8. 人體測計各項目的名稱和表達都有慣用的專門術語 • 1. 高 (height)：表示身體或四肢測定點和地面或水平面間的上下垂直直線距離之量度。 • 2. 長 (length)：是指身體或四肢軸向而與某水平面無關的兩測定點間直線距離之量度，有時又稱為距 (distance)。 • 3. 寬 (breadth)：表示水平面的橫越身體或四肢的左右測定點和點之間直線距離的量度。 • 4. 深 (depth)：或稱為「厚」，表示身體或四肢矢狀面前後測定點和點之間直線距離的量度。 • 5. 曲 (curvature)：是指測定點和點間沿體表的曲線或輪廓之量度，此一曲線既非封閉曲線，亦非圓形曲線。

9. 圍 (circumference)：是指環繞身體或四肢的封閉曲線或輪廓之量度，此一環狀封閉曲線不一定是圓形。 • 及 (reach)：是指四肢以某關節為軸心的移動可及範圍之量度，此為動態測計相當重要的項目。 • 突 (prominence)：是指從某一基準點到人體突出部位的最高點之距離的量度。 • 重 (weight)：是指身體總重量或其各部位的重量。

11. 常用之立姿靜態尺寸

12. 常用之坐姿靜態尺寸

13. 手部尺寸

14. 腳部尺寸

15. 頭部尺寸

16. 人體測計依目的之不同，所採用的工具亦有所不同，人體測計依目的之不同，所採用的工具亦有所不同， • 在靜態測量時，常用成套的馬丁式人體量測器 • 特殊設計的量測器具 • 動態尺寸量測設備 • 高科技的量測設備，如3D量測儀、數位卡尺與數位捲尺等。

17. 馬丁式人體測量器

21. 人體人體資料的變異來源

22. 人體測計的誤差來源 • 在人體測計調查的過程中，有一些因素會影響其結果的正確性，吾人必須在事前加以充分認識及防範，以避免或減少這些誤差之造成。 • 誤差來源可分為兩類： • 系統誤差 (system error)： • 每具儀器都有其本身容許的公差 • 在量測前及量測過程中，應經常加以歸零校正，以確保儀器的公差在容許的範圍之內。 • 人為誤差 (human error)： • 由於量測員使用儀器的方法不正確或判讀的方式不一致 (如視線位置、測定點認定、光源位置等) 都會導致誤差。

23. 人體測計的統計量 • 「測」量所得的大量原始數據，需要再運用統「計」方法求出其統計量(statistics)，並以圖表表達，才便於應用。

24. 人體測計調查與資料庫 • 歐美日等先進國家，大多已建立有其國民的人體測計資料庫。例如美國航空太空總署 (NASA)，於1978年出版了三冊Anthropometric Source Book，乃彙總91件調查研究之成果，蒐錄有人體各部位尺寸973項，成為各行各業設計人員的最佳參考文獻。反觀我國，有關人體測計的各種調查研究則相當零散。 • 到1994年，在勞委會和國科會的支持下，王茂駿等人 (2002) 終於完成了台灣區域人體測計資料庫的建立工作，總共就9754位6～64歲受測者蒐集了265項人體測計數據

32. 人體測計資料之應用原則 • 人體測計資料應用於設計上:包括極值設計、可調設計與平均設計。 使用人體測計資料之設計步驟

33. 人體測計的應用 • 平均人與平均設計 • 各個測計項目均可求得平均數，然而完全合乎各項平均值的人，即所謂的平均人 (average man) • 「平均人」並不存在，他只是一種抽象的概念。 • 既然平均人只是一種理論上的概念，實際上並不存在；因此，產品設計如果以平均尺寸作為基準，通常都犯了錯誤。 • 但是在某些情況卻又有不得不以平均值來作為設計參考標準的必要，尤其是在可調式設計行不通，而極端設計又不適用的時候。

36. 極端設計 • 極端設計 (extreme design) 就是以兩極端的測計值作為設計的基準，以使母群體的最大部分能適合此一設計。 • 有下列兩種： • 最大母群體值 (maximum population value)：又稱高百分位數尺寸設計；係以人體測計資料的較高百分位數 (如 95th % le ) 的數值作為設計基準。 • 最小母群體值 (minimum population value)：又稱低百分位數尺寸設計，係依人體測計資料的較低百分位數 (如 5th % le ) 的數值為設計基準。

37. 可調設計 • 裝備和設施的人機介面部分最好是可調整式設計或可調設計 (adjustable design)，以便適合各種體型的人。

39. 一般設計應用原則 • 人體測計值之應用在機具裝備或作業空間設計時，所應注意的一般原則如下： • 不要遺忘「操作員」或「使用者」這一變項。 • 在系統開發過程中應儘早為操作員而設想。 • 應該視操作員為動態的、機能的、或機動的個體。 • 人與人之間在身體大小和生理體能上有極大的差異。 • 在尺寸的考量上亦應保留適當程度的安全係數。 • 必須在各種狀況下進行過周全的功能測試與評估。 • 避免全有或全無式的「明確」設計所導致的一些困擾。 • 不要忽略數據也有其時間性變動傾向。

43. 測計值的應用步驟 • 將人體測計資料應用於特定產品或系統的設計時，應依循下述程序： • 識別在該設計案牽涉到哪些測計項目。 • 瞭解該系統為哪些使用者所設計。 • 決定資料選用之準則。 • 決定適用群體的百分比。 • 找出使用者群體的人體測計資料圖表，檢索需用的數值。 • 最後加上某些必要的修正。包括： ① 衣物 ② 姿勢 ③ 安全係數 ④ 其他

44. 人體測計與工作空間設計 • 工作姿勢可分為立姿與坐姿兩種，而受到以下幾項因子的影響: • 人員身體穩定性之需要 • 肢體活動範圍大小 • 人員在工作區域中是否需要經常移動位置 • 腿部是否需踩踏板 • 是否需要較大的施力

45. 立姿工作面高度

46. 坐姿作業面高度

47. 手部水平工作區域 • 正常區域 • 最大區域

48. 座椅椅面高度 • 座椅設計 • 合理座椅面高度: 坐姿膝窩高，以此高度坐著時，大腿可保持水平而小腿可保持自然垂直之姿勢。

49. 安全欄杆設計 • 不安全的機械運動 • 往復與直線運動中之機件 • 轉動機件之咬合點：例如齒輪的咬合點 • 危險機件之操作點：例如鑽床的鑽頭旋轉處

50. 對欄杆裝置的建議項目