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广东深圳专业医用仪器产品工业产品设计国外产品设计安全理论述评
-国外产品设计安全理论述评
2019/03/05
随着安全问题日益为人们所重视,安全理论的研究也随之兴起,在产品设计领域,安全只是人机工程学的一个方面,而最新的研究表明人机工程学也要因为安全问题而拓展它的范围。
近些年国外工业设计界出现了产品设计中应对安全隐患的新方法,并在此基础上形成了相应的理论,本文介绍和评述了国外特别是位于产品安全科学研究最前沿的欧美国家的关于产品设计安全理论的新进展。

  关键词:产品设计;设计安全;人机工程
  中图分类号:J5O 文献标识码:A
  
  安全问题一直是伴随着人类繁衍的大问题,正因为其无所不在,人们习以为常而往往忽视它。
美国911事件之后,世界各国都更加关注安全科学的发展,在艺术设计领域,产品设计由于其与工业生产密切的联系,它的安全问题也日益受到关注。
但是传统上产品设计的安全内容属于人机工程学研究的领域,而以往人机工程学多关注于产品使用的舒适度研究,产品安全还居于次要的位置。
这几年,对安全的关注渐渐多起来,也促使人们深入研究产品设计中的安全理论,并探究如何将其运用到实际设计过程中,较新的进展主要有以下几个方面:
  
  一、并行设计的理念
  
  现在欧美工业产品设计领域发展出一种新的设计模式,主要是出于对用户安全的考虑,在产品设计中采用了与以往不太一样的人机工程学运用方式,广东深圳专业医用器械产品工业产品设计浅谈手工艺与工业设计的关系使得设计出来的产品在安全性和舒适度上有了提高,这就是“并行设计”的理念。
“并行设计”也称作“协作设计”、或“整合设计”,不同于传统的线性流程的产品研发,这种设计模式是一种网络状、多线程并行的流程,这使得设计效率提高了,更重要的是设计考虑的因素更加全面。
这种方法不仅降低了设计成本和产品的危险因素,而且改善了产品质量、使用价值和产品安全。
产品设计也由过去对产品坚固性的追求转变为一种多目的诉求的设计流程,并联系到制造、售后服务以及可再生循环使用等问题。
这其中通过产品设计获得使用安全是一个极其重要的内容,为了产品达到更高的可靠性和安全,“并行设计”理论要求把人机工程学的研究和理论结合到实际设计的每个阶段和每个步骤当中,即广东深圳专业中药熏蒸治疗仪产品设计公司研发遗梦在设计最初的可行性研究和概念设计中就要将安全因素整合到产品中。

  这种整合传达出这样的信息,即国外人机工程学专家对于产品广东深圳专业医用器械仪器外观工业产品设计机械设备设计运行过程中的安全人机工程学设计安全隐患的态度,他们认为这是导致用户抱怨、事故灾难、职业疾病以及生产力和产品质量低下、成本增加的根源,没有将用户作为一个可靠性和安全的因素来考虑,而只有社会和工程科学的综合才能很好地将人因考虑到产品设计中。
在这里人机工程学属于工程科学的范畴,它主要可以解决产品的生理安全和舒适度等问题,而用户心理和环境伦理、用户行为等就属于社会科学的范畴,它主要解决产品的心理安全和生态安全等问题。

  在如何运用人机工程学研究结果的问题上,“并行设计”理论与传统的要求有所不同,一方面它像传统一样,利用人机工程学研究成果兼顾人和产品两方面的特点和需要;另一方面它要求“人的研究”不能像以往那样孤立地考虑功能,而是要动态地看待人机关系,把姿态、视野等人在使用产品时的种种行为也考虑进去。
这样人机工程学从传统静态的人机工程研究发展到动态的人机工程研究,它将更多地解决安全、健康、舒适和人-机系统中如何提高效率等问题。

  
  二、人机工程专家在设计安全中的新角色
  
  传统上人机工程专家只是在产品设计师需要的时候,提供自己的意见,例如在用户使用产品时是否舒适等等,而最新的趋势是人机工程专家在整个产品设计过程都发挥着很重要的建议者的角色,他们不仅仅告诉设计师各类用户的差别,而且积极地基于“对潜在使用者行为的预测”的方法帮助设计师更好地把握设计产品最终的使用效果,这样,人机工程学在产品设计中不仅像以往为产品提供更好的安全和舒适的建议,它还成为一条产品创新设计的道路。
人机工程专家则由以往单一层面的角色向多层面的角色转变,一方面他们担任顾问咨询的角色,不仅在在个体和群体层面关注用户的行为和认知过程,而且关注设计师的行为,通过认知和社会的角度分析设计师行为及潜在的认知过程;另一方面他们还是产品研发过程积极的参与者,在设计中成为直接的合作设计师。
人机工程专家不再只是依据人体测量文献的资料,更重要的是在具体的产品设计中考察充分有代表性的样例,掌握第一手的、自己的测量数据,这些数据应该包含社会文化的内容,诸如技能训练、生活方式、文化模式等,对潜在使用者的生理数据评估也不仅是人体测量学的内容,还有健康条件、生理特征等内容,这样人机工程专家让设计师意识到人的能力和局限以及接受信息的潜在方式等等,更好地让设计师了解和预测使用者、产品、场所、环境之间的关系。
这种在设计最初就介入的方式,使得设计师可以设计出适应潜在使用者特点的产品,而增进安全是其中重要的内容。

  
  三、采用设计模拟器研究产品安全
  
  模拟产品在使用当中的环境,研究较真实环境中用户使用产品的状况,这在产品设计的研发中早就存在,但是以往的环境模拟比较简单原始,一是模拟环境粗糙,离真实环境较远;二是往往在产品设计后期,才让人机工程专家加入模拟测试。
最新的设计模拟器与此不同,特别是在一些重大项目中,这些模拟器都是全尺寸,与最终产品完全相同的产品,我国神舟系列飞船和美国NASA的火星探测项目中“机遇”号和“勇气”号都有地面的全尺寸设计模拟器,以便于工程师随时研究解决不可预知的紧急情况。
这种模拟器已不仅仅是以往概念中的先制造出一个与产品等大的、逼真的样品来研究产品可能出现的安全隐患,甚至包括产品在实际使用中的环境的模拟。
这就使得对于产品安全性的考察不再是孤立的、理想的状态,而是把它作为一个系统中的组成来看待,更接近实际工作的状态,其对产品的评估和把握广东深圳专业三维彩超产品设计公司“医疗办公大楼”也更客观。

  另一方面,“参与设计”、“协作设计”的理念已经让设计师、人机工程专家、执业医生和使用者组成为一个设计团队。
这样一来,设计师不再像以往那样独自地闭门造车,等到产品原型出来以后再接受所谓人机工程的检验,而是让使用者随时在设计过程中使用产品,验证产品安全等设计的作用,并随时提供反馈意见。
人机工程专家则将使用过程量化整理,并依据自己的研究成果预测令潜在使用者安全、愉悦、舒适的使用行为,设计师据此调整设计方案之后,再在产品设计模拟器中检验方案的效果,这对于提高未来定型产品的安全非常有帮助。
在法国新一代的高速列车TGV―NG机车驾驶室的研发当中,设计模拟器的运用起到了显著的效果。
在这个项目中人机工程专家不但建造了一个真实的驾驶室,而且还采用虚拟现实技术在驾驶室前方的玻璃窗外逼真地再现机车运行时的各种景象,这是为了机车驾驶员有身临其境的沉浸感。
而为了研究驾驶员实际工作中的行为动作,他们用法国达索公司的计算机辅助设计软件包CATIA虚拟出使用者的三维动态模型,有助于直观地研究使用者的使用姿势和姿态,在模 拟器上的录像可以让专家研究驾驶员使用当中随时出现的差错,分析使用者姿态、视线、说话等行为,并且将剪辑的录像用KRONOS软件分析,比较出不同驾驶员的驾驶习惯的差异。
从中可以看出,最新的产品设计手段已不仅仅是完全依靠虚拟现实技术的虚拟设计了,它是虚拟技术与实际产品的结合,产品本身的物质实在性(包括可见、可触摸、可操作等等)使得使用者(设计过程中就是参与设计的操作者)具有和平时使用产品完全相同的感受,因此,他们提出的安全建议和使用意见也更具体、可靠,产品设计师改进设计的依据性也就更强。

  
  四、未来行为预期和环境适应理论
  
  1992年达尼埃卢(Daniellou)的工作产生了“未来行为预期”的研究领域,也就是对于潜在使用者在安全、健康、舒适和效率等方面可能出现的行为进行预测。
这里面包括将来成型产品人一机系统中人和机器之间工作的分担问题以及产品使用中人的地位问题,这种预测当然是随着项目的进展、产品设计的深入而不断做出的,它是一个连续的过程,并且具有一定的模糊性,不可能是完全准确的。
这种对于潜在使用者行为的预测可以使产品对使用环境具有更强的适应广东深圳专业喉镜产品设计公司移动医疗梦能力。
1996年阿马博蒂(Amalberti)提出环境适应理论,他称之为“ecolog-ical security”,这里他指的并不是国内意义上的生态安全及环境保护,而是主要研究产品适应场所和环境的问题。
这种观念导致产品设计中加强对于使用者的安全保护机制,帮助他们应对偶然突发的事件并且修正他们的失误。
这就要求在产品内部构件系统之间以及产品与外部环境形成的系统之间的有用信息能够发生积极地转移,这一点十分重要,信息的及时性、准确性与可知性是产品使用安全的重要保证。
如果设计之初,大多数设计师对于人(使用者)的可靠性不信任,认为使用者在可靠性、安全等方面与系统是个弱连接的话,他们就会明白设计复杂的产品系统要考虑操作模式和使用者行为习惯的重要性。
在世界范围来看,欧洲的工业设计界基本是持这种观点,因此他们的产品设计师总是努力地将产品设计得可靠,安全设施很完备,尽一切可能去预测使用者可能的误操作和错用,然后在设计中采取措施防止它,即使增加产品的成本也在所不惜。
然而在其他地区的工业设计界并不这样认为,例如日本的产品设计师在对一个存在危险的系统的控制中有自己的手段,他们认为使用者不应该被看成是安全和执行功能的限制因素,如果人因在设计初期就很好地整合到研发过程中,使用者就可以看成是任何人机系统中的强连接。
此外,日本的工业设计界还认为使用者是可以通过培训来掌握正确的操作产品的方式,应该注重对使用者的教育和培训,这也许与日本工业界特别注重节约产品的成本有关,但不可否认也是解决产品安全性的另一条途径。

  
  五、关注用户的理念
  
  这是设计出发点的真正转变,以往产品设计也是注重用户使用的,可是在大工业生产的背景下,适应机器生产,降低生产成本始终还是放在第一位的。
但在当今全球生产力已经极大发展的时期,关注用户安全、健康和舒适度等的要求日益受到生产厂商和设计师的重视,这股服务内容压过生产内容的风潮已经让他们意识到不把关注用户的意识贯彻到产品设计的全过程,企业的经济效益一定会受到损害。

  2004年欧洲的一份关于设计行为的调查分析表明安全的目标就像嫁接到设计上的,这说明关注用户的理念还没完全整合到产品设计中,多数设计师显然还有着习惯的惯性影响。
安全装置嫁接作为一个外部的实体或额外的存在,或多或少存在机会主义的缺陷,这种机会主义导致了另一种结果,即不充分地考虑因安全增加的构件在工作条件或用户行为中的影响,这暗示了设计师潜意识中认为安全一开始不是清晰明确的设计目标,只是安全专家的事情,还显示企业给设计师的产品研发最初要求中可能也没有将安全作为一部分进行考虑。

  关注用户的理念则强调安全和人机工程研究一开始就整合进产品设计之中,至少有两种途径和形式,第一种是基于外在、清晰的方式,通过标准和其他的正式文件、规范来操作,也就是产品设计需要遵循一些强制性的安全标准和规范;第二种是基于内在、个人的方式,通过个人的知识、经验等方面来操作,即产品设计师完全依靠个人从事产品设计的经历和经验去直观地判断产品的安全性。
其实产品设计中,用户实际使用中的反馈意见很重要,而对产品设计的考察发现很少有全新的设计,往往还是改良设计,或是旧的解决方法的再利用,所以收集不适合使用的、有安全隐患的设计信息是设计师必须掌握的。

  
  六、自然游移理论
  
  在设计阶段整合安全和人因是目前的世界工业设计界的新动向,这还因为研究表明在设计师前瞻性的理论可靠性和观测到的实际操作可靠性之间存在明显的差异,这种期望的工作和实际的工作之间的差别被认为是最主要的危险的来源。
除了将实际使用的情形尽量考虑整合进产品系统中,设计师并不能把握所有的安全隐患,他们只能尽量做好前一阶段的工作,而使用者则往往需要能够应对设计阶段没有预测到的一些情形。

  安全防护是个复杂性领域,它与经济相关联,并且需要公众的理解,单纯地依靠立法只会让复广东深圳专业医疗设备器械工业产品设计骑行感受最美深圳杂性增大。
事实说明不管怎样引进新技术,怎样丰富法规和技术标准,安全余量的不足和残留的危险总是存在。
这有三方面的原因:产品系统边界的移动、设计没有整合基于人机工程学的安全处理、极少参考使用经验的反馈。
任何产品系统都要经历从设计到第一个用户的移动(漂移一转换一适应),拉斯姆森(Rasmussen)发展形成“自然游移”理论,认为所有存在物有种“朝向可接受的操作行为边缘的自然游移”,一些事故和灾难的分析表明事故的原因仅仅研究技术和人的失误是发现不了的,而是强大的外界复杂因素影响下,系统的行为游移。
要了解这种影响,就有必要考虑系统中多个影响因子的互动和它们在一个普通工作中的效果。
法迪耶(Fadier)在此基础上提出在一系列因素影响下,从设计到安装,从安装到使用都存在限制,而这些限制的转移又常常被所有的使用者无奈地接受,这是因为在产品的使用广东深圳专业医疗电子产品外观工业产品设计利用高性能模拟器件简化便携式医疗设备设计  阶段必然有因上游原因产生的超出使用者控制的内容,他据此提出“使用容忍的边界条件”(BCTU)的理论。
这个理论认为任何产品在使用中不是状态静止的,它的状态在游移,一般是在使用容忍的边界以内。
如果产品的状态超出这个边界,操作产品就被认为是对使用者不安全的。
设计师的任务不在于使产品的状态固定不动,这是办不到的,而在于使之在使用容忍的边界以内游移,不要移出安全边界。
这是看待产品状态的辩证法,它认识到人机系统运动关联的绝对性,并且使设计师可以利用它去改进设计中安全防护的手段。
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