简论3种主要的工业设计思想_薛艳敏

简论3种主要的工业设计思想

薛艳敏,张春强,林文周

(西安理工大学,　西安　710048)

[摘要]　对“以机器为本”、“以人为本”、“以自然为本”这3种主要的工业设计思想进行了全面

的论述和深入的分析,指出:“以机器为本”的设计思想是许多不良设计的根本原因;“以人为本”考虑了人与机器的本质区别,力求创造出安全方便的设计保障;“以自然为本”反映了社会和人类的需求。

关键词:工业设计思想;以机器为本;以人为本;以自然为本

中图分类号:T B47;T B18　文献标识码:B 文章编号:1001-3563(2005)01-0184-03

收稿日期:2004Ο07Ο23

作者简介:薛艳敏(1974-),女,博士生,西安理工大学讲师,主要研究方向为机械设计理论与人机工程学理论与应用。

Th re e M a in In d u s t r ia l D e s ign Id e o log ie s

XU E Yan Οm in,ZHAN G Chun Οqiang,L I N W en Οzhou

(Xi’an University of Technol ogy,Xi’a n 710048,China )

A b s t ra c t:The three main industrial design ideol ogies were analyzed and discussed,which were ma 2

chine Οcentered,hu man Οcentered and nurture Οcentered .Machine Οcentered is the basic reas on of many bad de 2signs;Hu man Οcentered takes account of the differences bet w een hu man and machines t o create safe and con 2venient design;Nature Οcentered manifests the demands of s ociety and hu man .

K e y W o rd s:I ndustrial design ideol ogies;M achine Οcentered;Human Οcentered;Nature Οcentered

工业设计思想主要包括工业设计价值、目的、设计理论要点以及它的指导思想,它不仅是工业设计的基础,也是工程设计的基础[1]。同时,工业设计思想反映了一个国家工业发展的战略思想和技术发展指导思想,它不是少数精英创造出来的,而是社会文化传统的集中体现。从英国工业革命以来,各种设计思想经历了许多探索、变化以及斗争。其价值来源和设计目的各不相同,分别继承发展了文艺复兴以来各种艺术流派、科学理性传统、经济富裕思想、人道主义思想、社会主义思想以及中国传统的哲学思想。各种工业设计和工程设计理论无一例外地体现了这些设计价值和目的。这些设计思想的区别往往不在于设计什么对象,而是在于为什么目的设计和怎么设计,由这些价值和目的建立了各种设计知识、理论和方法。迄今为止工业设计思想总括起来大致有3种主要的设计思想线条[1]:以机器为本,以人为本,以自然为本。

1　工业设计思想

1.1　以机器为本

这是一种面向机器和技术的设计思想,以机器和技术效率为主要目的,把人看作机器系统的一部分,或者把人看成是一种生产工具,并要求人去适应机器。其产品设计的主要着眼点在于力学、电学、热力学等工程技术方面的原理设计上,在人机关系上是以选择和培训操作者为主,使人适应于机器:它把机

器看成是主动的,是中心,人是被动的,是从属者,用来弥补机器功能的缺陷,其价值标准为“机器”。这里举几个常见的工业产品的例子加以说明:某万能车床的控制器位置,只适合于身高1370mm,肩宽640mm,两臂平伸2350mm 的畸形人(个子矮小两臂很长,像猩猩一样)使用,与正常人体参数相差较大,使操作者必须进行全身运动,消耗很大体力才能控制各操纵器[2]。

生产第一线有不少人员伤亡正是因为一些看似简单的设计失误造成的。像机壳、罩、屏、门、盖等封闭式装置,这些看来非常必要且基本的装置在许多机器的设计上却并未考虑周全。例如1987年10月10日通化钢铁公司烧结厂的一位青工在运转着的无防护装置的皮带运输机的尾轮处用铁锹清理物料时,不慎被皮带机带入活活绞死。对皮带运输机安装了防护装置,该厂类似的伤亡事故再没有发生[3]。

最著名的一个例子是众所周知的1979年美国三哩岛核电站放射性物质外泻事故,它造成了高达30亿美元的巨大损失。其事故原因很大一部分与设计直接相关:1)显示器和控制器不全。例如:缺少显示反映堆内水位高低的仪表,反应堆已经缺水而操作者并不知晓。2)布局不良。例如:一些反映重要信息的显示器,被安装在墙角边和仪表板之后,一时难以发现。

3)没有为操作者设置“按规律排除故障”科目,因此一旦出了

事,便惊慌失措,手忙脚乱,发生错误操作,不但不能采取安全措施,反把自动安全系统关闭了。正是这项事故和1986年的

4

81包装工程　P ACK AGI N G E NGI N EER I N G Vol .26No 112005

苏联切尔诺贝利核电站事故等对工业设计思想产生了巨大的震动,使人们认识到以往的以机器为本的设计思想有严重缺陷,从而重新考虑人机设计准则和设计思想。

事实上,在这种设计思想中,人被完全看成机器人了。这种假设的实际恰恰忽略了人与机器的本质区别。在信息接受、储存、加工、输出和人机物理特性方面,人和机器的特征都有很大的不同[4],这里仅举出几个方面加以说明。

人的运动受动机控制,他的运动是主动的有目的的,人改变动机后就会立即中止当前行动开始新行动。这个转变过程是个无意识的过程,称为跳跃式的动机变化,而往往不考虑当前状态。机器运动是状态变化,必须首先要处理当前状态,然后才能转向所允许的状态。人机界面设计的关键目的是把人的行动方式转化为机器的行为方式,或反过来。

机器符合机械运动规律,而人对机械量感知准确度和精度很差,例如距离、速度、加速度、位置关系(平行、夹角)、温度、长度等等。这一点似乎人人明白,但是设计中往往忽略了这一点,婴儿用的奶瓶中所冲的奶粉何时是40℃呢?电熨斗设计时是否考虑了怎么让人感知温度?

操作工具和机器时,人可能会产生视觉错觉、手误动作或粗心。这可能产生致命结果。设计中应当考虑机器的“免疫”能力,例如对错误操作不反应,对致命操作必须先给出提示,并提供安全结构。例如向科学幻想电影《独立日》中那样,一个飞行员向按下飞机启动按钮,不料手误,于是机器告诉他:“你要投原子弹”。

从以上所举的几个方面不难看出,由于使用者的原因而造成的不便,事实上与人所操作的机器和环境的设计有直接的关系。“以机器为本”的设计思想只考虑了机器的正常运行而忽视了操作者的行为本质特点,是许多不良设计的根本原因。

1.2　以人为本

这是以人为中心的设计,面向人的设计思想,为人的需要而设计。其主要思想是使机器适应人的行为特点,适应知觉和认知、动作特性等,减少人的脑力负担,通过设计给人提供自然思维和行为条件,并弥补人的缺陷,其价值标准是“人”。

在20世纪,“以人为本”设计思想主要体现在下述几方面:以包豪斯和乌尔姆造型学院为代表的现代设计思想,以意大利为代表的新现代设计思想,他们的设计思想是依赖人本哲学和人道主义思想,通过工业设计发展新的大众社会生活文化。它面向大众需要进行设计,讲求实用、经济、质量、物美价廉、适应人的心情。针对以前“以机器为本”思想的忽视人机差别的弊病,“以人为本”的设计思想建立了人类社会学模型、生理模型和行为模型,主要设计思想是减少人的体力负担和职业病;改进设计工具和机器,使劳动组织和劳动方法适应人体生理,提高机器的安全性和可靠性。认知心理学、认识科学和各种心理学理论也被应用在各种思维工具(例如计算机)设计中。

从几个与机器设计相关的设计细节来说明此设计思想。

1)对于像冲床、冲剪设备的操作者,有些习惯于一只手放在按

钮上,准备启动及其动作,另一只手仍在工作台面上调整工件或试件,这样造成的工伤事故不在少数。双手控制按钮要求必须双手都离开台面同时动作才能启动机器,保证了安全。目前许多大型企业的压力机或冲压设备等还多数采用脚动开关,无意碰移或误操作也引起多项工伤事故的发生,必要的安全保护设计必须跟上,例如自动停机装置。2)自动停机装置。若身体的任何部位经过感应区进入机床作业空间的危险区域时,可以运用光电传感器、红外、超声、光电信号等感应方式或触发线、可伸缩探头、压敏杆、压敏电、电容装置等使机床或其零部件停止运行或保证别的安全状态,保护作业者免受意外伤害。但应确保检测信号准确无误。3)当作业者进入电源、动力源这类危险区时,必须确保先断开电源以保证安全,连锁装置的应用很有必要。

从对一项常见的工伤事故评价中可看出“以机器为本”和“以人为本”这2种思想的本质不同:操作冲床时会误伤手,若以机器和技术为价值标准的“以机器为本”思想来评价则是“操作员太不小心或是违反了操作规程”,若以人为价值标准的“以人为本”思想评价则认为是机器设计的错误,应当通过设计避免这种错误操作,改进方法根据具体情况有以下几种:

1)自动停机装置;2)双手控制按钮;3)把开关安装在远离机器

的地方;4)要避免使用脚踏开关。

工业产品设计的各项设计应从“以机器为本”向“以人为本”转变,以人为主线,将“以人为本”的设计理论贯穿于设计的全过程,把一切可能给使用者造成危险或不便的因素消灭在设计过程中,使系统能更安全高效的运作。

1.3　以自然为本

这是以整个生态环境为中心的设计,以“人Ο机Ο环境”的相互协调为主要目的。它把人类社会生活看成是整个自然环境中的一部分,考虑人类的长远未来的生存问题。

从1780年英国工业革命以来,经济发展速度超过了历史上任何时期,同时也出现了许多问题,包括人生态问题和环境生态问题。人生态问题指人与人关系(家庭关系、社会关系)变化、心理精神问题、职业病和工伤以及社会问题(人口爆炸、人口老化、无节制的消费和贫困)。环境生态问题则众所周知。生态问题使人类逐渐认识到不能只顾经济获利,必须从生态角度建立新的系统论和系统设计理论,改变以前的消费观念。

生态设计的含义从直观上想象似乎显而易见,但实际上很难定义,各种产品的侧重面不一样,有些产品的长期效果往往一时还看不出来。总而言之生态产品应当对人友好,对环境友好。对人友好的含义是指生理、心理和社会方面,它应当有利于人的身心健康,有利于改善人际关系、家庭关系、社会关系,精神心理问题和社会问题。对环境友好的含义应包含以下几个层面:第1层是核心产品,即传统的设计对象,过去设计师往往只考虑这个设计问题;第2层实形式产品,包括包装、标志和

5

81薛艳敏等　简论3种主要的工业设计思想