PAGEV銀行自動取款機(jī)的人因分析和SolidWorks仿真研究摘要自動取款機(jī)是現(xiàn)代商業(yè)銀行不可或缺的服務(wù)設(shè)備，但是在用戶的使用過程中，它逐漸暴露出一些問題。目前，銀行自動存取款機(jī)的研究更多關(guān)注的是技術(shù)更新，在一定程度上忽視了其人機(jī)關(guān)系問題的改善。因此，對于銀行自動取款機(jī)人機(jī)界面的分析和改善工作是不可或缺的。本文以中國建設(shè)銀行的自動存取款機(jī)為研究對象，結(jié)合相關(guān)人因工程學(xué)理論，使用SolidWorks軟件進(jìn)行機(jī)體建模，并運(yùn)用Jack人因仿真軟件中的人機(jī)工程分析模塊，對銀行自動存取款機(jī)的操作過程進(jìn)行姿態(tài)仿真模擬及人體行為分析評估，驗(yàn)證其人機(jī)交互界面的合理性，同時(shí)對銀行自動存取款機(jī)的環(huán)境進(jìn)行人因分析。主要研究內(nèi)容如下：人機(jī)界面舒適性設(shè)計(jì)解析。對銀行自動存取款機(jī)取款的人機(jī)界面結(jié)構(gòu)和操作流程進(jìn)行分析，結(jié)合調(diào)研結(jié)果，指出其中存在的人機(jī)界面與人機(jī)操作問題；然后，對銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析需遵循的人因工程學(xué)要求進(jìn)行歸納總結(jié)，為后期分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)；最后，通過查閱和參考人體常用的人體測量數(shù)據(jù)及其適用情況，選定本文人體模型的尺寸和百分位數(shù)。銀行自動存取款機(jī)人機(jī)分析。通過實(shí)地調(diào)研與測量，在SolidWorks軟件中完成銀行自動存取款機(jī)三維模型建立；在Jack軟件中建立“銀行自動存取款機(jī)——人”的等比例三維立體模型，并且利用Jack軟件中可視域分析、可達(dá)域分析、生物力學(xué)分析模塊等人體行為分析功能，對使用顯示屏兩側(cè)按鈕、輸入密碼和取鈔票等常用且存在一定問題的操作展開人機(jī)操作分析，驗(yàn)證銀行自動存取款機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，結(jié)合人因工程學(xué)相關(guān)理論知識與機(jī)體各結(jié)構(gòu)尺寸功能提出改進(jìn)建議；基于人機(jī)交互界面理論對顯示屏界面的區(qū)域布局、按鈕、色彩等要素進(jìn)行分析，找出具體問題，并明確改進(jìn)方向；對銀行自動存取款機(jī)所放置的自助銀行進(jìn)行人因環(huán)境分析，找出不足并提出改進(jìn)思路。

改良方案設(shè)計(jì)與評價(jià)。根據(jù)人機(jī)分析結(jié)果對銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)問題進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；選擇使用關(guān)聯(lián)矩陣法對兩個(gè)人機(jī)交互界面方案進(jìn)行系統(tǒng)的評價(jià)，得到優(yōu)化結(jié)果。關(guān)鍵詞：銀行自動存取款機(jī)；人因工程學(xué)；人機(jī)交互界面；三維建模；人機(jī)操作分析目錄TOC\o"1-3"\h\u31786第1章緒論 7109021.1研究背景與意義 738501.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 7186151.3主要研究內(nèi)容與流程 91028第2章銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究理論 112042.1銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面現(xiàn)狀分析 1118832.2銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面相關(guān)的人因工程學(xué)要求 1387432.3銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究中的人體尺寸數(shù)據(jù) 1458322.4本章小結(jié) 1514474第3章銀行自動存取款機(jī)人機(jī)分析 15103113.1SolidWorks中銀行自動存取款機(jī)三維模型建立 1677333.2Jack軟件中人機(jī)操作的分析 19246823.3顯示屏交互界面分析 3649953.4人因環(huán)境分析 4171713.5小結(jié) 4212369第4章銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面優(yōu)化設(shè)計(jì)及方案評價(jià) 43287774.1銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面優(yōu)化 44260564.2方案評價(jià) 4678484.3銀行自動存取款機(jī)改良設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 48151654.4小結(jié) 486484第5章總結(jié)與展望 4818555.1總結(jié) 48311955.2展望 4911804參考文獻(xiàn) 50第1章緒論研究背景與意義銀行自動存取款機(jī)，其功能是向持卡人提供存取款、查詢余額、轉(zhuǎn)賬、打印賬單和理財(cái)?shù)确?wù)。自動存取款機(jī)是現(xiàn)代商業(yè)銀行不可或缺的服務(wù)行業(yè)，至今已有近50年的歷史。近30年來，我國各銀行業(yè)大量推出銀行自動存取款機(jī)等自助設(shè)備，自助設(shè)備能夠分擔(dān)銀行營業(yè)廳內(nèi)的部分業(yè)務(wù)，提高銀行服務(wù)效率。未來自動存取款機(jī)的功能不再局限于存取款等基本業(yè)務(wù)，銀行可以將ATM納入全行的渠道構(gòu)架，將大部分柜面業(yè)務(wù)改造到ATM上來完成，為客戶提供高質(zhì)量服務(wù)。但是近年來，銀行自動存取款機(jī)使用過程中產(chǎn)生越來越多的問題，所以，對于銀行自動取款機(jī)的分析和改善工作是不可或缺的。人因工程學(xué)是一門結(jié)合人的生理及心理特點(diǎn)對“人-機(jī)-環(huán)境”系統(tǒng)中人、機(jī)、環(huán)境的相互作用進(jìn)行分析的學(xué)科，其主要研究目的是提高效率、安全性和舒適性。人因工程學(xué)理論知識通過優(yōu)化銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面，能夠提高用戶使用過程的效率與舒適性。而人因工程的仿真軟件Jack對操作者使用銀行自動存取款機(jī)的主要操作動作進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而達(dá)到改善機(jī)體現(xiàn)存問題、提升銀行自動存取款機(jī)功能的目的。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外銀行自動存取款機(jī)發(fā)展?fàn)顩r銀行自動存取款機(jī)在銀行交易渠道中占據(jù)著重要的位置。ATM機(jī)最早出現(xiàn)在1967年。我國的自動存取款機(jī)隨著銀行卡業(yè)務(wù)的成長而逐步發(fā)展起來，銀行投資安裝ATM機(jī)，方便持卡人在銀行營業(yè)時(shí)間外也能夠存款、取款。21世紀(jì)后，我國ATM的數(shù)量迅猛增長。全球ATM機(jī)市場規(guī)模也不斷上升。之后ATM機(jī)在歐洲、北美等高度發(fā)達(dá)國家消費(fèi)增長緩慢，但是在新興發(fā)展中國家如中國、印度等地增長較快。ATM機(jī)是銀行業(yè)務(wù)與電子技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物之一，它能夠拉近銀行和客戶之間的距離，為客戶提供全天、全方位的金融服務(wù)，降低銀行的經(jīng)營成本的同時(shí)提高銀行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量與綜合競爭實(shí)力。國內(nèi)ATM機(jī)的功能較少，一般只有七八種，，而有些發(fā)達(dá)國家將多種新技術(shù)應(yīng)用于ATM，使其功能多、更便利。用戶未攜帶銀行卡也可以通過虹膜、手紋等生物特征識別，從而進(jìn)行交易。部分ATM還具有打印彩色地圖、銷售電影票和郵票等業(yè)務(wù)。今后中國一定也會引入最新的ATM機(jī)。目前，全球ATM市場趨于飽和。近年來，科技的蓬勃發(fā)展和客戶行為變遷使ATM機(jī)的功能和服務(wù)面臨巨大沖擊。出于運(yùn)營成本角度的考量，眾多銀行正在減少自動存取款機(jī)數(shù)量，也在改變其發(fā)展方向，未來其主要走智能化發(fā)展路線。人因工程學(xué)發(fā)展情況人因工程學(xué)是近幾十年發(fā)展起來的一門邊緣性應(yīng)用學(xué)科，該學(xué)科涵蓋的知識廣泛，涉及生理學(xué)、心理學(xué)、人體測量學(xué)和管理學(xué)等眾多學(xué)科。其發(fā)展階段大致可以分為：（1）經(jīng)驗(yàn)人因工程學(xué)階段。機(jī)器與流水線生產(chǎn)的出現(xiàn)，改變了人們的工作形式。此時(shí)，泰勒為了提高人們的工作效率，提出了科學(xué)管理理論和方法，這些理論和方法為人因工程學(xué)提供了理論基礎(chǔ)。（2）科學(xué)人因工程學(xué)階段。第二次世界大戰(zhàn)期間，人因工程學(xué)的發(fā)展受到了戰(zhàn)爭推動。戰(zhàn)爭結(jié)束后，人因工程學(xué)開始朝工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。人因工程學(xué)的理念也正式被學(xué)術(shù)界認(rèn)可和接受，并在世界范圍內(nèi)廣泛傳播。（3）現(xiàn)代人因工程學(xué)階段。20世紀(jì)60年代以后，隨著歐美各國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的突飛猛進(jìn)，人因工程學(xué)迅速發(fā)展。人因工程學(xué)在工業(yè)領(lǐng)域和與制造方面得到廣泛應(yīng)用。我國引進(jìn)人因工程學(xué)的時(shí)間較晚，但人因工程學(xué)在國內(nèi)發(fā)展迅速。改革開放后，我國生產(chǎn)制造企業(yè)的增多也促進(jìn)人因工程學(xué)的迅速發(fā)展。目前，我國的人因工程學(xué)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)較為成熟的發(fā)展階段。人因工程學(xué)的應(yīng)用涉及非常廣泛的領(lǐng)域，其研究已經(jīng)不再局限于軍事、國防等領(lǐng)域，逐步進(jìn)入了工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)方面，未來我國人因工程學(xué)的發(fā)展將更加光明。銀行自動存取款機(jī)在人因工程學(xué)方面的研究現(xiàn)狀隨著銀行自動取款機(jī)在全球的普及率越來越高，它存在的操作繁瑣、易誤操作、安全性不足等問題需要被改進(jìn)。目前，運(yùn)用人因工程學(xué)理論對銀行自動取款機(jī)的人機(jī)界面進(jìn)行研究有了一定成果。有學(xué)者運(yùn)用人因工程的理論和方法對銀行自動取款機(jī)的可操作性、安全性和舒適性的角度進(jìn)行改善分析。接著，計(jì)算機(jī)仿真開始運(yùn)用于生產(chǎn)行業(yè)，計(jì)算機(jī)仿真軟件是人因分析的良好輔助工具。比如人體仿真與功效分析軟件Jack，它可以節(jié)省產(chǎn)品分析的時(shí)間與資金。目前，Jack在我國的軍事、交通等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但是它在人因功效分析方面有所欠缺。鑒于此，本課題將在運(yùn)用人因工程學(xué)對自動取款機(jī)的使用過程進(jìn)行理論分析的同時(shí)，以人因仿真軟件Jack為支撐工具進(jìn)行銀行自動取款機(jī)使用過程的功效分析，通過仿真分析辨識出研究對象工作中的人因缺陷，結(jié)合相應(yīng)的人因改善原則設(shè)計(jì)出相應(yīng)改進(jìn)方案并加以驗(yàn)證。主要研究內(nèi)容與流程本文調(diào)研的中國建設(shè)銀行的自動存取款機(jī)存在的主要問題包括：（1）部分人機(jī)操作不舒適；（2）顯示屏界面缺陷導(dǎo)致用戶讀識信息效率低。為了改善該銀行自動存取款機(jī)的這兩個(gè)主要問題，本文將結(jié)合人因工程學(xué)相關(guān)的理論知識并運(yùn)用三維建模軟件和人因仿真建模軟件進(jìn)行分析，找到問題產(chǎn)生的具體原因，提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，對方案進(jìn)行綜合評價(jià)，驗(yàn)證其可行性。具體研究內(nèi)容與流程如下：(1)銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究理論。該部分內(nèi)容分析銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面結(jié)構(gòu)和人機(jī)操作，由實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的主要問題，并明確銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析的人因工程學(xué)要求，然后通過查詢?nèi)艘蚬こ虒W(xué)中人體百分位數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則，確定本文的人體模型百分位數(shù)。(2)銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析。在SolidWorks軟件中建立銀行自動存取款機(jī)的等比三維模型，將三維模型導(dǎo)入Jack仿真軟件中，并選擇合適的人體模型。運(yùn)用Jack仿真軟件中的分析功能，對操作人員使用顯示屏兩側(cè)按鈕、使用密碼鍵盤和取鈔票動作進(jìn)行人體姿態(tài)的仿真與行為評估，驗(yàn)證銀行自動存取款機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；然后，對顯示屏、按鈕等布局進(jìn)行人因分析并明確改進(jìn)方向；最后，對該銀行自動存取款機(jī)的人因環(huán)境進(jìn)行分析，找出現(xiàn)存問題并明確改進(jìn)方向。(3)銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面優(yōu)化方案及其評價(jià)。應(yīng)用人因工程學(xué)的人機(jī)界面研究理論，針對上一章分析得到的具體人機(jī)界面問題進(jìn)行改善優(yōu)化，提出具有可行性的改良方案，使用關(guān)聯(lián)矩陣法對改良前后的兩個(gè)人機(jī)交互界面方案進(jìn)行系統(tǒng)的評價(jià)，得到優(yōu)化結(jié)果。本論文的總體研究框架如圖1.1：圖1.1論文總體研究框架圖第2章銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究理論本章是銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究的理論基礎(chǔ)。首先分析銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面結(jié)構(gòu)和人機(jī)操作，由實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的主要問題，并明確銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析的人因工程學(xué)要求，然后通過查詢?nèi)艘蚬こ虒W(xué)中人體百分位數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則，確定本文的人體模型百分位數(shù)。其框架圖（圖2.1）具體如下：圖2.1人機(jī)界面研究理論框架2.1銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面現(xiàn)狀分析中國建設(shè)銀行的自助銀行存在于城市的眾多區(qū)域，自助銀行內(nèi)的銀行自動存取款機(jī)也得到了客戶的廣泛使用，對其進(jìn)行人機(jī)界面分析有一定實(shí)用意義。本文的研究內(nèi)容包括人機(jī)操作分析和人機(jī)界面結(jié)構(gòu)分析，主要涉及的機(jī)體結(jié)構(gòu)有顯示屏、顯示屏兩側(cè)按鈕、密碼鍵盤、插卡槽、打印憑條槽、放取鈔票區(qū)等。對人機(jī)操作的研究需要從操作流程的分析入手，而對于人機(jī)界面結(jié)構(gòu)的分析又涉及可操作結(jié)構(gòu)和顯示屏交互界面兩部分內(nèi)容。2.1.1銀行自動存取款機(jī)人機(jī)操作分析使用銀行自動存取款機(jī)的取款過程時(shí)間較短，涉及的操作比較少，通常情況下，取款的流程為：插銀行卡--選擇業(yè)務(wù)--輸入密碼--取鈔票--取憑條--拔出銀行卡。為了更直觀清晰地進(jìn)行取款過程的人機(jī)操作分析，將取款過程各操作整理形成下表2.1：表2.1取款過程人機(jī)操作分析表操作相關(guān)結(jié)構(gòu)人體關(guān)聯(lián)部位動作動作描述插銀行卡插卡槽右手拇指、食指屈臂、捏、插操作者用食指和拇指將銀行卡插進(jìn)卡槽選擇業(yè)務(wù)顯示屏兩側(cè)按鈕右手食指屈臂、按壓操作者用右手食指按壓顯示屏兩側(cè)按鈕輸入密碼密碼鍵盤右手食指屈臂、按壓操作者屈臂并且用右手食指按壓密碼鍵盤上的按鈕取鈔票取鈔票區(qū)左手手掌、手指屈臂、握操作者用左手握鈔票并屈臂取出取憑條取憑條區(qū)左手拇指、食指屈臂、捏操作者用左手食指、拇指捏住并取下憑條拔出銀行卡插卡槽右手拇指、食指屈臂、捏、拔操作者用右手拇指、食指拔出銀行卡在該銀行自動存取款機(jī)對各操作動作進(jìn)行實(shí)際演示后，發(fā)現(xiàn)選擇業(yè)務(wù)、輸入密碼和取出鈔票這三個(gè)操作存在問題。所以本文將對使用顯示屏兩側(cè)按鈕、使用密碼鍵盤和取出鈔票這三個(gè)人機(jī)操作展開銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面分析。2.1.2人機(jī)界面結(jié)構(gòu)分析該銀行自動存取款機(jī)的主要組成結(jié)構(gòu)如圖2.2，其人機(jī)界面結(jié)構(gòu)包括可操作結(jié)構(gòu)和顯示屏交互界面。顯示屏兩側(cè)按鈕、密碼鍵盤、出鈔口是本文研究涉及的可操作結(jié)構(gòu)。而顯示屏交互界面是指顯示屏能夠傳遞信息給用戶，用戶又可以通過顯示屏兩側(cè)按鈕來對顯示屏信息進(jìn)行操作反饋。其中，顯示屏交互界面由頁面區(qū)域布局、色彩和按鈕等元素構(gòu)成。目前，該銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)包括：(1)銀行自動存取款機(jī)兩側(cè)有防偷窺擋板，機(jī)體上方有反光鏡與監(jiān)控，取款過程比較安全。(2)機(jī)體中間偏上處放置著顯示屏及其兩側(cè)按鈕，且顯示屏所在面板向上傾斜。(3)密碼鍵盤放置在顯示屏下方凹槽內(nèi)，能夠保障輸入密碼時(shí)的安全性，同時(shí)方便人體在直立放松狀態(tài)下操作密碼鍵盤。(4)使用彩色顯示屏，方便用戶獲取、識別信息。圖2.2銀行自動存取款機(jī)整體外觀結(jié)構(gòu)圖2.2銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面相關(guān)的人因工程學(xué)要求本論文主要對該銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面操作進(jìn)行人因分析，所以需要遵循相關(guān)的人因工程學(xué)要求。由前文內(nèi)容可知，該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分為可操作結(jié)構(gòu)與顯示屏交互界面。本小節(jié)也主要從這兩方面闡述該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面相關(guān)的人因工程學(xué)要求。為了滿足用戶操作的方便性和舒適性，該銀行自動存取款機(jī)的可操作結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的人因工程學(xué)要求包括：(1)尺寸要求。取款過程主要使用的人體部位是手部，所以各操作結(jié)構(gòu)的高度尺寸應(yīng)適應(yīng)人體身高和手部操作范圍等。顯示屏尺寸應(yīng)滿足人體視覺上的需求。按鈕尺寸也應(yīng)與對應(yīng)人體手指尺寸相適應(yīng)。(2）受力要求。無論是進(jìn)行業(yè)務(wù)的選擇、輸入密碼還是取出鈔票的操作，對應(yīng)的人體操作部位的受力都應(yīng)在其可承受范圍內(nèi)。為了提高用戶獲取信息的效率與準(zhǔn)確性，該銀行自動存取款機(jī)的顯示屏交互界面應(yīng)滿足的人因工程學(xué)要求包括：（1）明確性要求。銀行自動存取款機(jī)顯示屏界面顯示的信息應(yīng)明確無誤，也可以通過明確的提醒減少用戶的誤操作。（2）內(nèi)容精煉的要求。銀行自動存取款機(jī)顯示屏界面應(yīng)直接簡要地傳達(dá)信息，形式不可以大過內(nèi)容，傳遞信息的形式便于操作者理解和使用即可。（3）視覺舒適的要求。顯示屏界面的色彩搭配、圖形設(shè)計(jì)與分布等都以人體視覺上的舒適性為目的，在此基礎(chǔ)上也可以追求美觀性。2.3銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究中的人體尺寸數(shù)據(jù)由上一節(jié)內(nèi)容可知，銀行自動存取款機(jī)各操作結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足一定的尺寸要求，即產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與人體尺寸相適應(yīng)。本小節(jié)需要選定該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面所研究的人體尺寸數(shù)據(jù)，目前通過實(shí)際調(diào)研已知產(chǎn)品的尺寸，在此基礎(chǔ)上，參考產(chǎn)品尺寸分類表（表2.2）和產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸的確定原則（表2.3）選擇人體白分位數(shù)。表2.2產(chǎn)品尺寸分類Ⅰ型產(chǎn)品人體尺寸上限值選取大百分位，下限值選取小百分位Ⅱ型產(chǎn)品（1）能滿足身材高大者的使用需要就能滿足矮小者的使用需要，稱之為大尺寸設(shè)計(jì)，如門高度設(shè)計(jì)（2）設(shè)計(jì)只需考慮矮小者需要的小尺寸設(shè)計(jì)，如公交車上車的踏板Ⅲ型產(chǎn)品與使用者的人體尺寸關(guān)系不大，設(shè)計(jì)時(shí)選用50百分位表2.3產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸確定原則一般產(chǎn)品人體尺寸的上限值選取大百分位，下限值選取小百分位與人的身體健康和安全相關(guān)的產(chǎn)品大百分位數(shù)選擇P95或P99；小百分位數(shù)選擇P1或P5；成年男女通用的產(chǎn)品小百分位數(shù)選用女性的P10、P5、P1；大百分位數(shù)選男性的P90、P95、P99；對于Ⅲ型產(chǎn)品設(shè)計(jì)選用男女50百分位數(shù)人體尺寸的平均值。本論文中的銀行自動存取款機(jī)屬于一般的日用產(chǎn)品，與人的身體健康和安全相關(guān)性不大，最終選擇使用成年男子的50百分位數(shù)人體尺寸數(shù)據(jù)。另一方面，本文對該銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面研究主要包括人機(jī)操作研究和顯示屏交互界面研究，既需要人體靜態(tài)尺寸數(shù)據(jù)也需要人體動態(tài)尺寸數(shù)據(jù)。所以本文中選擇了人體立姿操作下的動靜態(tài)數(shù)據(jù)。2.4本章小結(jié)本章對銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面現(xiàn)狀進(jìn)行分析，闡述了目前銀行自動存取款機(jī)可操作結(jié)構(gòu)和顯示屏交互界面的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)該銀行自動存取款機(jī)中的現(xiàn)存問題：操作顯示屏兩側(cè)按鈕、操作密碼鍵盤和取出鈔票時(shí)不舒適。同時(shí)，本章的第二小節(jié)歸納明確了銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面相關(guān)的人因工程學(xué)要求。第三小節(jié)的結(jié)果是選擇使用成年男子的50百分位數(shù)人體尺寸數(shù)據(jù)、人體立姿操作下的動靜態(tài)數(shù)據(jù)。以上的內(nèi)容都屬于該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面研究的理論基礎(chǔ)，下一章將進(jìn)行具體的人機(jī)界面分析工作。第3章銀行自動存取款機(jī)人機(jī)分析本章的主要內(nèi)容包括：通過實(shí)地調(diào)研與測量，在SolidWorks軟件中完成銀行自動存取款機(jī)三維模型建立；在Jack軟件中建立“銀行自動存取款機(jī)——人”的等比例三維立體模型，并且利用Jack軟件中可視域分析、可達(dá)域分析、生物力學(xué)分析等工具，對使用顯示屏兩側(cè)按鈕、輸入密碼和取鈔票等操作展開人機(jī)操作分析，驗(yàn)證銀行自動存取款機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，結(jié)合人因工程學(xué)相關(guān)理論知識與機(jī)體各結(jié)構(gòu)尺寸功能提出改進(jìn)建議；基于人機(jī)交互界面理論對顯示屏界面的區(qū)域布局、按鈕、色彩等要素進(jìn)行分析，找出具體問題，并明確改進(jìn)方向；對銀行自動存取款機(jī)所放置的自助銀行進(jìn)行人因環(huán)境分析，找出不足并提出改進(jìn)思路。本章的具體研究流程如圖3.1所示。圖3.1人機(jī)界面分析流程圖3.1SolidWorks中銀行自動存取款機(jī)三維模型建立根據(jù)實(shí)際調(diào)研測量的數(shù)據(jù)，使用SolidWorks軟件建立比例為1:1的機(jī)體三維模型。其各個(gè)視圖與具體結(jié)構(gòu)圖如圖3.2、3.3、3.4、3.5所示：（b）（c）機(jī)體相關(guān)尺寸：整體高度1580mm；操作臺高度920mm；操作臺寬度440mm；（左視圖）底部寬度440mm。圖3.2銀行自動存取款機(jī)三維模型1.顯示屏；2.顯示屏兩側(cè)按鈕；3.打印憑條處；4.插卡處；5.密碼鍵盤；6.取鈔票處。圖3.3銀行自動存取款機(jī)結(jié)構(gòu) 圖3.4顯示屏面板結(jié)構(gòu)圖2.5凹槽及密碼鍵盤結(jié)構(gòu)其余結(jié)構(gòu)尺寸：屏幕（長度300mm，寬度220mm）；出憑條區(qū)/刷卡區(qū)（長度120mm；寬度60mm）；鍵盤槽（寬度100mm；長度170mm）；屏幕所在面板傾斜角度10°。3.2Jack軟件中人機(jī)操作的分析由于人因工程學(xué)是多學(xué)科交叉形成的，它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，通常將調(diào)查法、觀測法、實(shí)驗(yàn)法、心理測量法、心理測驗(yàn)法和圖示模型法等眾多方法研究運(yùn)用到其研究中。而本文選用的是計(jì)算機(jī)模擬仿真法，采用的是Jack人因仿真分析軟件。3.2.1Jack人機(jī)工程模塊概述Jack是重要的人因工程學(xué)仿真工具之一，其主要功能是能夠?qū)ο到y(tǒng)中的人、機(jī)器以及二者之間的配合聯(lián)系進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，它還具有強(qiáng)大的人機(jī)關(guān)系分析功能。Jack軟件中的主要工具包括：人體模型Human模塊、物體Object模塊、分析Analysis模塊、動畫系統(tǒng)AnimationSystem模塊，各模塊功能如下：人體模型模塊用于創(chuàng)建和編輯人體模型。該模塊下可操作工具主要包括：創(chuàng)建人體模型（Create），編輯特性（Properties），控制（Control），調(diào)整行為（Behaviors），視線（EyeView），視錐（ViewCones）。物體模塊用于創(chuàng)建實(shí)體，并且能夠調(diào)整物體特性。也可以從外部導(dǎo)入建立好的三維模型。（3）分析模塊的功能包括可視域分析、可達(dá)域分析、關(guān)節(jié)舒適度評價(jià)、下背部受力分析、脊柱受力分析和代謝能量分析等。從不同角度對人體狀態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)果更加準(zhǔn)確全面。（4）動畫系統(tǒng)模塊用于分析人員建立動態(tài)仿真過程，可以方便分析人員找出統(tǒng)計(jì)報(bào)告不能給出的結(jié)果，也可以仿真得出環(huán)境對人機(jī)操作的影響等。本節(jié)先建立“銀行自動存取款機(jī)--人”仿真分析模型，然后對具體人機(jī)操作進(jìn)行分析，并明確改進(jìn)方向。3.2.2Jack軟件中建立仿真分析模型3.2.2.1機(jī)體高度與顯示屏位置分析銀行自動存取款機(jī)在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂幂^為廣泛，但是結(jié)合實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)其操作中存在的問題，為了準(zhǔn)確定位其具體問題及產(chǎn)生原因，需要對人體行為進(jìn)行評估。每個(gè)銀行自動存取款機(jī)的高度、顯示屏放置點(diǎn)與各操作點(diǎn)高度等不同，人們的使用感受也不同。前期收集數(shù)據(jù)階段，已通過多次實(shí)地調(diào)研測量得到建設(shè)銀行自動存取款機(jī)的高度、顯示屏高度和其他操作結(jié)構(gòu)等各項(xiàng)尺寸，然后結(jié)合人眼觀看顯示屏的最佳視野以及手部操作的最佳作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行人因分析與計(jì)算，得出機(jī)體高度與顯示屏位置設(shè)計(jì)的合理性，然后在Jack中導(dǎo)入等比例銀行自動存取款機(jī)三維模型。操作者進(jìn)行操作時(shí)的視野有直接視野、眼動視野和觀察視野，它們的具體視線范圍圖所3.6、圖3.7、圖3.8所示。三種視野具有各自的特征，采用直接視野時(shí)眼睛保持不動，采用眼動視野時(shí)，操作者的眼睛可轉(zhuǎn)動，采用觀察視野時(shí)，操作者頭部可轉(zhuǎn)動。 圖3.6直接視野觀察范圍圖3.7眼動視野觀察范圍圖3.8觀察視野觀察范圍然后觀察發(fā)現(xiàn)操作者操作銀行自動存取款機(jī)時(shí)，人體的頭部保持不動，注視前方的顯示屏，眼睛轉(zhuǎn)動。為了使顯示屏在操作者的視野觀察范圍內(nèi)，需要結(jié)合操作者視野范圍、操作者與顯示屏距離、人體低頭角度、手部最佳操作范圍和人體相關(guān)尺寸進(jìn)行計(jì)算分析。圖3.9是我國成年男子直立操作時(shí)最佳作業(yè)點(diǎn)尺寸范圍分布圖，首先選定操作者與顯示屏距離為300mm。假設(shè)人體與銀行自動存取款機(jī)顯示屏的距離為X，操作者視野范圍上、下界限分別為b上b上b下圖3.9我國成年男子直立操作時(shí)最佳作業(yè)點(diǎn)尺寸范圍分布圖圖3.10向下視野長度圖本文采用的是表3.1中百分位為50成年男子的尺寸數(shù)據(jù)，設(shè)其身高為H50男H50男表3.1人體尺寸年齡百分位測量項(xiàng)目男（18~60歲）151050909599身高1543158316041678175417751814眼高1436147414951568164316641705人體模型身高1678mm，眼高1568mm，將其設(shè)為H，則顯示屏所在區(qū)域范圍D為：D=（H?b該銀行自動存取款機(jī)整體高1580mm，操作臺高920mm，顯示屏尺寸為300mm*220mm，顯示屏傾斜角度為15°，顯示屏最高點(diǎn)距地面高度1430mm，顯示屏最低點(diǎn)距地面高度1210mm，顯示屏的范圍為1210mm~1430mm，在舒適的區(qū)域范圍內(nèi)，符合人機(jī)操作。3.2.2.2銀行自動存取款機(jī)模型的建立在Jack軟件中導(dǎo)入等比例三維模型，并調(diào)整機(jī)體位置。如圖3.11所示：圖3.11Jack中機(jī)體三維模型3.2.2.3人體模型選取完成銀行自動存取款機(jī)仿真分析模型后，進(jìn)行人體模型的選取，根據(jù)前面章節(jié)的人體尺寸數(shù)據(jù)的選定，研究對象是身高1678mm的成年男子。Jack仿真軟件提供了CHINESE人體模型，所以選擇它。如圖3.12所示，編輯人體模型參數(shù)，完成人體模型的創(chuàng)建。（a）人體模型參數(shù)編輯（b）人體模型圖3.12人體模型選擇3.2.3人機(jī)操作分析根據(jù)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在銀行自動存取款機(jī)的整個(gè)操作過程中存在問題，問題主要存在與使用顯示屏兩側(cè)按鈕、使用密碼鍵盤和取鈔票這三個(gè)操作動作中，為準(zhǔn)確定位銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)問題，先完成各操作姿態(tài)仿真模擬，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析。3.2.3.1人機(jī)操作姿態(tài)仿真在Jack中“銀行自動存取款機(jī)——人”仿真模型基礎(chǔ)上，編輯和調(diào)整人體模型的部位，是人機(jī)形成配合，通過不斷調(diào)整，得到以下三個(gè)姿態(tài)仿真結(jié)果。選擇業(yè)務(wù)時(shí)姿態(tài)如圖3.13。使用顯示屏兩側(cè)按鈕時(shí)，主要使用人體右手的上臂、前臂、手腕和食指，從圖中可以看出，操作者頭部向下傾斜，方便讀取顯示屏信息并確定按鈕位置，其余身體部位保持放松。輸入密碼時(shí)姿態(tài)如圖3.14。使用密碼鍵盤時(shí)，操作者左手放置在操作平臺上，右手放在密碼鍵盤上，主要使用右手食指操作按鈕，操作者頭部向下傾斜，方便確定按鈕位置，其余身體部位保持放松。取鈔票時(shí)姿態(tài)如圖3.15。取出鈔票時(shí)，操作者右手放置在操作平臺上，左手在取鈔票處上方，主要活動部位是左手的前臂、手腕和五個(gè)手指。操作者頭部向下傾斜，確定鈔票位置，左手手肘、手腕形成一定彎曲，拇指、食指與其他手指手指指腹對鈔票進(jìn)行抓取。圖3.13選擇業(yè)務(wù)人體姿態(tài)（a）（b）圖3.14輸入密碼人體姿態(tài)（b）圖3.15取鈔票人體姿態(tài)3.2.3.2可視域分析可視域分析運(yùn)用的是Jack軟件中的【VisionAnalysis】模塊，可以呈現(xiàn)出操作者左眼、右眼和雙眼的視野圖。顯示屏作為銀行自動存取款機(jī)的重要組成部分，操作者在完成各種操作時(shí)，它都最好處于操作者視野內(nèi)。如圖3.16所示，操作者進(jìn)行按鈕操作時(shí)，顯示屏和按鈕都處于可視域中，方便一邊獲取信息一邊使用按鈕進(jìn)行操作，滿足操作者視野需求，可知銀行自動存取款機(jī)的顯示屏與兩側(cè)按鈕布局合理。如圖3.17所示，使用密碼鍵盤時(shí)，操作者頭部向下傾斜，可以看見完整的密碼鍵盤，將密碼鍵盤放置在凹槽內(nèi)安全且滿足操作者視野需求，可知銀行自動存取款機(jī)的密碼鍵盤內(nèi)凹的布局安全且合理。如圖3.18為取鈔票時(shí)人體視野情況，該機(jī)體的鈔票出口在密碼鍵盤下方的內(nèi)凹區(qū)域，比較隱蔽安全，在此時(shí)人體姿態(tài)下，操作者能夠清晰地看見鈔票出口處，滿足操作者視野需求。圖3.16使用按鈕使視野圖3.17輸入密碼時(shí)視野圖3.18取鈔票時(shí)視野3.2.3.3可達(dá)域分析可達(dá)域分析運(yùn)用的是Jack中的【ReachZones】分析工具，它能用圖形顯示操作者的最大操作范圍。對該銀行自動存取款機(jī)的可達(dá)域分析中，分別以操作者左右手的食指指尖作為追蹤點(diǎn)，以操作者肩部為中心，得到的分析結(jié)果如圖3.19所示，在正常站立姿態(tài)下，銀行自動存取款機(jī)的按鈕和設(shè)備均在操作者可達(dá)域內(nèi)，操作者可以快速便捷的完成取款過程中的各項(xiàng)操作，操作舒適性良好。（a）（b）圖中綠色弧形區(qū)域代表人體左手食指指尖可操作最大范圍，紅色弧形區(qū)域代表人體右手食指指尖可操作的最大范圍?？梢?，人體左右手食指指尖可操作范圍包含了銀行自動存取款機(jī)的整個(gè)操作平臺與操作面板。圖3.19可達(dá)域分析結(jié)果3.2.3.4生物力學(xué)分析首先對各操作進(jìn)行OWAS（OvakoWorkingPostureAnalysis）分析。該項(xiàng)分析對指定的工作姿態(tài)進(jìn)行舒適度進(jìn)行分析和分等級評價(jià)。 如表3.2所示，取款時(shí)，操作者使用兩側(cè)按鈕時(shí)，其OWAS分析結(jié)果為1級，說明這個(gè)姿態(tài)舒適性良好；操作密碼鍵盤時(shí)，其OWAS分析結(jié)果也為1級，姿態(tài)舒適性良好；操作者取鈔票時(shí)，其OWAS分析結(jié)果為2級，該姿態(tài)會對人體肌肉和骨骼會產(chǎn)生有害影響，需要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。姿態(tài)仿真結(jié)果OWAS值影響操作兩側(cè)按鈕1無不良影響不需要調(diào)整操作密碼鍵盤1無不良影響不需要調(diào)整取出鈔票2該工作姿勢對肌肉和骨骼系統(tǒng)會產(chǎn)生有害影響，需要調(diào)整接著對人體姿態(tài)進(jìn)行下背部（LowerBackAnalysis）分析。人體的下背部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要通過仿真軟件才能分析人體脊柱脊椎的實(shí)際受力情況。如圖3.20是使用顯示屏兩側(cè)按鈕時(shí)的下背部分析結(jié)果，圖3.21是操作密碼鍵盤姿態(tài)的下背部受力分析結(jié)果，圖3.22是取鈔票姿態(tài)的下背部受力分析。根據(jù)NIOSH標(biāo)準(zhǔn)，人體的下背部受力不應(yīng)該超過3400N?？芍?，使用顯示屏兩側(cè)按鈕、操作密碼鍵盤和取鈔票這三個(gè)姿態(tài)的下背部受力分別為449N、460N、679N，都符合標(biāo)準(zhǔn)。圖3.20使用兩側(cè)按鈕時(shí)下背部分析結(jié)果圖3.21操作密碼鍵盤時(shí)下背部分析結(jié)果圖3.22取出鈔票時(shí)人體下背部分析結(jié)果接著，對使用銀行自動存取款機(jī)過程中的人體進(jìn)行關(guān)節(jié)舒適度ComfortAssessment分析。舒適度是指特定姿勢下某些關(guān)節(jié)的彎曲范圍。本文選擇Dreyfuss3D舒適度數(shù)據(jù)作為參考。人體操作兩側(cè)按鈕、使用密碼鍵盤和取出鈔票時(shí)的舒適度分析結(jié)果如圖3.23、3.24、3.25所示。在分析結(jié)果時(shí)，High值和Low值為滿足舒適度要求的區(qū)間端點(diǎn)值；Value值（計(jì)算值）表示根據(jù)某一姿態(tài)計(jì)算得到的舒適度；Mode值表示舒適度的標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)Mode值趨向Low值或High值時(shí)，舒適度變差。AngleValueRelativetoMode表示計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差值，差值越小，舒適度越好。由圖3.23分析結(jié)果可以看出，在操作者操作顯示屏兩側(cè)按鈕姿勢下，右臂、右腿大腿、右腿膝蓋舒適度較差，其他關(guān)節(jié)較為舒適。圖3.24結(jié)果可以看出，操作者輸入密碼姿態(tài)下，其左右側(cè)大腿與膝蓋舒適度較差，其他關(guān)節(jié)較為舒適。圖3.25結(jié)果可以分析出，在操作者取出鈔票姿態(tài)下，左臂、兩側(cè)大腿、左右腿膝蓋、左右側(cè)肱骨的舒適性都較差，該操作動作下人體整體舒適性需要提高。3.23操作兩側(cè)按鈕舒適度分析圖3.24操作密碼鍵盤舒適度分析圖3.25取出鈔票操作舒適度分析3.3顯示屏交互界面分析區(qū)域布局、按鈕、色彩、信息反饋等都是顯示屏交互界面的重要組成元素。這些元素對顯示屏傳遞信息的效率有所影響，本小節(jié)將從上述各元素展開對該銀行自動存取款機(jī)顯示屏交互界面的人因分析，并找到問題，提出改進(jìn)意見，提高頁面信息的傳達(dá)效率。3.3.1顯示屏頁面區(qū)域布局分析人體的眼球具有一定的運(yùn)動規(guī)律，它的水平運(yùn)動速度比垂直移動速度快，所以在相同時(shí)間內(nèi)，眼球讀取的范圍長度大于寬度，因此，該銀行自動存取款機(jī)顯示屏是水平長度大于垂直長度的矩形，符合人體視覺運(yùn)動規(guī)律。本課題調(diào)研的建設(shè)銀行的自動存取款機(jī)是顯示屏幕尺寸為15:11的長方形，顯示屏的大小足夠，但是可以在此基礎(chǔ)上縮小顯示屏寬度，將顯示屏尺寸比例改為16:9，不僅能使顯示屏在人體視覺上更寬廣，也使其更清晰美觀。頁面區(qū)域布局分類如圖3.26所示。圖3.26四種顯示屏頁面區(qū)域布局分類區(qū)域布局是指將不同信息放置在頁面內(nèi)不同區(qū)域，形成明顯分界，使整個(gè)頁面層次分明，能夠降低操作者的誤操作率。四種頁面區(qū)域布局方式的優(yōu)缺點(diǎn)具體為：左上布局符合人的視覺習(xí)慣，但是需要將右手移動到左上角，操作不便。右下布局雖然便于操作，但是需要操作者低頭找尋信息，易造成操作者的疲勞。居中布局的頁面展示的信息多，但是缺乏層次感。整體布局便于信息的展示，但是信息之間沒有主次性。然后結(jié)合四種頁面區(qū)域布局方式的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)對銀行自動存取款機(jī)的頁面進(jìn)行具體分析。該銀行自動存取款機(jī)的整個(gè)操作過程中，其顯示屏頁面布局使用了居中布局和整體布局。主要用于展示信息、不需要過多操作的頁面，使用的是整體布局方式，如圖3.27所示，便于操作者讀取比較多信息。（a）（b）圖3.27整體布局頁面在銀行自動存取款機(jī)的操作過程中使用更多的頁面區(qū)域布局方式是居中布局。如圖3.28所示，銀行自動存取款機(jī)的顯示屏頁面較小，而且操作種類多，所以按操作步驟逐頁顯示頁面及信息，在整體布局的基礎(chǔ)上，將主體信息放置在頁面中心，而左右兩側(cè)是兩列按鈕功能顯示區(qū)，符合人的視覺習(xí)慣。（b）圖3.28居中布局頁面該銀行自動存取款機(jī)的頁面區(qū)域布局較為合理。但是圖3.29所示頁面中，按鈕功能顯示區(qū)和主體信息顯示區(qū)的間隔小，甚至出現(xiàn)重合的現(xiàn)象，使信息呈現(xiàn)不完整、頁面雜亂。可以通過將按鈕功能顯示區(qū)與主體信息顯示區(qū)進(jìn)行明顯的區(qū)域劃分（明顯的邊框界線、色彩的區(qū)別等），以及改善主體信息在頁面中心的布局，使頁面更加整齊、美觀。（a）（b）圖3.29不合理的頁面布局3.3.2按鈕分析首先進(jìn)行按鈕尺寸分析。使用按鈕的部位為人體各手指，所以按鈕尺寸需要與人體的手指端尺寸相適應(yīng)。用拇指操作的按鈕，其最小直徑建議采用19mm，而對于用除大拇指以外的手指尖操作的按鈕推薦的尺寸為10mm。操作者使用該銀行自動存取款機(jī)的按鈕時(shí)，主要使用食指指尖，其最小直徑建議采用10mm。該自動存取款機(jī)的按鈕有兩種，如圖3.30，顯示屏兩側(cè)按鈕20mm*14mm，密碼鍵盤按鈕20mm*12mm，二者尺寸都符合人的指尖操作需求。顯示屏兩側(cè)按鈕密碼鍵盤按鈕圖3.30設(shè)備按鈕形式然后分析按鈕高度。如圖3.31所示，該銀行自動取款機(jī)的按鈕凸出面板5mm，而且顯示屏兩側(cè)按鈕中心都有凸起的箭頭圖標(biāo)，便于操作者感知按下的位置是否準(zhǔn)確。圖3.31按鈕高度然后分析按鈕呈現(xiàn)形式。使用銀行自動存取款機(jī)的過程中，每次按下按鈕都會有提示音，便于操作者明確自己是否按鍵成功。除此之外，該銀行自動存取款機(jī)顯示屏上右下角有一個(gè)固定的“退卡”按鈕，該功能按鈕位置始終固定，便于操作者在緊急情況下立即退卡，保障了交易安全。然后進(jìn)行按鈕排列方式的分析。根據(jù)人因工程學(xué)手臂規(guī)律：人手部進(jìn)行豎直方向上的運(yùn)動時(shí)所費(fèi)的力氣比其在水平方向上運(yùn)動所費(fèi)力氣更大，注意力更集中。所以對于“取款”等涉及財(cái)產(chǎn)安全的重要按鈕采用豎排排列，操作時(shí)更費(fèi)力，也更加謹(jǐn)慎。如圖3.32，該銀行自動存取款機(jī)顯示屏兩側(cè)按鈕便采用了豎向排列，便于人們更加謹(jǐn)慎地進(jìn)行存取款活動。圖3.32按鈕排列方式經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)密碼鍵盤的按鈕尺寸與布局存在問題，按鈕適宜尺寸參考為按鈕之間間距為6mm左右，如圖3.33。而密碼鍵盤按鈕間距為4mm，間隔過小，影響操作且容易發(fā)生誤按。由于密碼鍵盤放置在機(jī)體中部的凹槽內(nèi)，加大密碼鍵盤尺寸困難，所以難以加大按鈕間距，因此需要采用其他按鈕布局形式。圖3.33按鈕適宜尺寸參考3.3.3色彩分析不同色彩具有不同的視覺效果，并且直接影響著人的情緒和心理狀態(tài)。合理地搭配頁面色彩可以使畫面更有秩序、和諧地組合在一起，使人視覺上感到舒適。該銀行自動存取款機(jī)界面主要使用了較深的藍(lán)色。藍(lán)色波長較短，給人以信賴、深邃和思考，能讓人內(nèi)心冷靜，并且體現(xiàn)出科技感，利于用戶理性使用界面，并且降低用戶的視覺壓力。根據(jù)人的色視野范圍（圖3.34），該銀行自動存取款機(jī)采用了黃色、藍(lán)色進(jìn)行色彩搭配。人體對于黃藍(lán)的感知范圍較寬，藍(lán)黃二者搭配的頁面能夠提高人讀取界面信息的速度和舒適度?？芍?，銀行自動存取款機(jī)的顯示屏頁面色彩較為合理。圖3.34人的色視野3.4人因環(huán)境分析3.4.1照明環(huán)境分析照明影響人體的視覺疲勞程度和工作效率，環(huán)境照明的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循功效學(xué)原則。本論文使用光度計(jì)APP對銀行自動存取款機(jī)營業(yè)廳進(jìn)行照度測量。銀行自動存取款機(jī)所在區(qū)域照明設(shè)置包括三部分：自助銀行頂部照明，ATM機(jī)上方照明，自動存取款機(jī)內(nèi)面板照明。而本課題測量的是自助銀行內(nèi)部整體的照度。測量結(jié)果是0.75高度處照度為528lx。然后以圖書館珍善本閱覽室為參考（如圖3.32），自助銀行的照度符合標(biāo)準(zhǔn)。圖3.35公共建筑一般照明標(biāo)準(zhǔn)值3.4.2環(huán)境安全分析銀行自動存取款機(jī)屬于日常生活機(jī)器，但是涉及人們的財(cái)產(chǎn)安全，所以銀行自動存取款機(jī)的分析與優(yōu)化以操作者的舒適性為目標(biāo)外，更應(yīng)該注重用戶使用過程的安全保障。圖3.36為該銀行自動存取款機(jī)的現(xiàn)狀。該銀行自動存取款機(jī)的安全設(shè)計(jì)包括：銀行自動存取款機(jī)機(jī)體左右的擋板；自動存取款機(jī)的上方有一長方形后視鏡；輸入密碼的鍵盤在內(nèi)凹的槽內(nèi)；顯示屏的每個(gè)操作頁面左下角都放置著退卡選項(xiàng)。以上的設(shè)計(jì)能夠保障用戶進(jìn)行操作時(shí)的安全，注意周圍的情況，防偷窺，并且方便操作者在緊急情況下退卡。該銀行自動存取款機(jī)的安全保障設(shè)計(jì)比較合理全面。但是該銀行自動存取款機(jī)也可以考慮為每一臺自動存取款機(jī)設(shè)置一個(gè)能夠內(nèi)部上鎖的門，更加能夠保障夜間的存取款安全。圖3.36銀行自動存取款機(jī)周邊情況3.5小結(jié)本章具體分析結(jié)果如下：（1）該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)操作分析。操作顯示屏兩側(cè)按鈕、操作密碼鍵盤和取出鈔票三個(gè)操作的視野分析與可達(dá)域分析結(jié)果良好，當(dāng)前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足人體的視野需求與操作范圍需求。對三個(gè)操作的生物力學(xué)分析結(jié)果為：各姿態(tài)的OWAS分析結(jié)果為1級，無不良影響；各姿態(tài)的下背部分析結(jié)果良好，下背部受力值未超過標(biāo)準(zhǔn)值；各姿態(tài)的舒適度分析中，都存在舒適性較差的部位，操作者操作顯示屏兩側(cè)按鈕姿勢下，右臂、右腿大腿、右腿膝蓋舒適度較差，操作者輸入密碼姿態(tài)下，其左右側(cè)大腿與膝蓋舒適度較差，不方便操作，需要改進(jìn)。（2）該銀行自動存取款機(jī)顯示屏交互界面分析。把顯示屏比例尺寸改為16:9，人體視覺運(yùn)動規(guī)律。區(qū)域布局需不同信息進(jìn)行明顯的界線劃分，密碼鍵盤的按鈕間距過小，需要改變按鈕類型，色彩選用黃色和藍(lán)色搭配，能夠提高人讀取界面信息的速度，比較合理。（3）人因環(huán)境分析結(jié)果。銀行自動存取款機(jī)所處環(huán)境的照明符合標(biāo)準(zhǔn)值，其安全保障良好，可以通過為每一臺自動存取款機(jī)加一個(gè)從內(nèi)部上鎖的門保障用戶夜間存取款的安全。第4章銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面優(yōu)化設(shè)計(jì)及方案評價(jià)經(jīng)過對該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析發(fā)現(xiàn)存在的問題：（1）在該銀行自動存取款機(jī)進(jìn)行取出鈔票的操作舒適性較差；（2）顯示屏界面存在缺陷。其按鈕形式、色彩飽和度以及顯示屏頁面尺寸比例需要改進(jìn)。本章將針對上述問題逐一進(jìn)行優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)，并對比改良前后的方案，最后得出結(jié)構(gòu)。本章具體思路框架如圖4.1所示：圖4.1人機(jī)界面優(yōu)化設(shè)計(jì)及評價(jià)框架圖4.1銀行自動存取款機(jī)的人機(jī)界面優(yōu)化4.1.1區(qū)域布局優(yōu)化由上一章的頁面區(qū)域布局分析可知，（如圖4.2）顯示屏實(shí)際比例為15:11，尺寸為L=300mm，H=220mm，將顯示屏擴(kuò)大為比例16:9，尺寸為L=320mm，H=180mm，更加方便操作者讀取信息并進(jìn)行操作。針對部分頁面出現(xiàn)重合，使信息呈現(xiàn)不完整、雜亂的現(xiàn)象，可以將按鈕功能顯示區(qū)與主體信息顯示區(qū)進(jìn)行明顯的區(qū)域劃分（明顯的邊框界線），并且改善主體信息在頁面中心的布局，使頁面更加整齊、美觀。改良后頁面如圖4.3。 （改良前）15:9（改良后）16:9圖4.2顯示屏比例（1）銀行名稱、圖標(biāo)；（2）按鈕功能顯示區(qū)；（3）主體信息區(qū)。圖4.3改良后頁面布局4.1.2按鈕優(yōu)化由前文的按鈕分析可知，密碼鍵盤的按鈕間距不符合標(biāo)準(zhǔn)值，其間距過小，并且密碼鍵盤放置在機(jī)體的凹槽內(nèi)，不便于擴(kuò)大按鈕間距和增大鍵盤尺寸，所以通過改變按鈕類型來改良此問題。對于排列密集的按鈕，可以做成下圖4.4形式，使手指端觸面之間互相保持一定距離。圖4.4排列密集按鈕4.1.3色彩優(yōu)化頁面色彩以藍(lán)色和黃色搭配為主，便于操作者識別讀取信息，在此基礎(chǔ)上，可降低顏色明度，如圖4.5將深藍(lán)色背景置換成飽和度更低的藍(lán)色，飽和度低的色彩能夠營造寧靜感，并且使用戶獲得視覺上的舒適感。圖4.5色彩改良4.1.4取出鈔票操作的生物力學(xué)優(yōu)化由上一章人機(jī)操作分析工作中的生物力學(xué)分析結(jié)果可知，操作者的取鈔票操作姿態(tài)會對人體肌肉和骨骼產(chǎn)生有害影響，并且該姿態(tài)下人體的整體舒適性差，需要對該姿態(tài)進(jìn)行糾正和改進(jìn)。操作者取鈔票姿態(tài)的特征包括：大腿、小腿彎曲；人體背部向前彎曲；人體頭部向下傾斜，看向出鈔票區(qū)；人體左臂伸向前方，左手手肘彎曲，抬起左手小臂；左手腕放松，使手掌向下接近鈔票；左手各手指去抓取鈔票。再結(jié)合該姿態(tài)下人--機(jī)仿真圖觀察到，出鈔票區(qū)在機(jī)體的操作平臺上，操作臺較高，取鈔票區(qū)域在凹槽內(nèi)，操作者左手需要抬高并向前伸，為了看見鈔票，操作者又需要曲腿、彎腰、低頭，操作難度大，操作姿態(tài)不舒適。因此，該銀行自動存取款機(jī)的出鈔票區(qū)位置需要改進(jìn)，可以參考中國銀行的自動存取款機(jī)形式，把出鈔口設(shè)置在顯示屏下方較便攜位置，具體形式如圖4.6。圖4.6出鈔口改良4.1.5其他優(yōu)化在對銀行自動存取款機(jī)本身的人機(jī)分析基礎(chǔ)上，也需要結(jié)合銀行自動存取款機(jī)的外界發(fā)展環(huán)境進(jìn)行分析，從而進(jìn)行功能等方面的優(yōu)化?；ヂ?lián)網(wǎng)支付和移動支付方式的盛行，使銀行自動存取款機(jī)的發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)，未來銀行自動存取款機(jī)將更加重視其智能化發(fā)展。對于該銀行自動存取款機(jī)，可以增加銀行APP掃碼存取款、識別虹膜存取款等便攜取款方式，便于用戶在未攜帶銀行卡時(shí)進(jìn)行交易。4.2方案評價(jià)上一節(jié)基于對該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)操作和顯示屏交互界面的分析結(jié)果及具體優(yōu)化內(nèi)容。本節(jié)將對改良前后的銀行自動存取款機(jī)的使用體驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)，檢驗(yàn)該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面改良成果。根據(jù)銀行自動存取款機(jī)的使用特點(diǎn)，結(jié)合人因工程學(xué)、心理學(xué)方面的要求選定以下評價(jià)指標(biāo)：清晰性：要求該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面的各信息區(qū)域劃分清晰、簡潔；顯示屏整體頁面設(shè)計(jì)簡單清晰，主次分明；易學(xué)性：該銀行自動存取款機(jī)各操作形式簡單，，且對操作者操作時(shí)的注意力集中程度無過高要求，無記憶負(fù)擔(dān)；（3）美觀性：視覺上有足夠的吸引力，并且使用戶能夠感到舒適。（4）方便性：操作過程和方式符合用戶生活習(xí)慣。（5）一致性：人機(jī)界面中的操作模式等具有固定的表達(dá)方式，操作者不用重新學(xué)習(xí)；為了確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，本次研究進(jìn)行了問卷調(diào)查。將改良的具體內(nèi)容附加在問卷內(nèi)，邀請?jiān)撱y行自動存取款機(jī)的用戶根據(jù)自身存取款體驗(yàn)填寫問卷，并對改良后情況進(jìn)行打分評價(jià)。各指標(biāo)的重要程度相互比較得到每項(xiàng)的權(quán)值，如表4.1所示。表4.1各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)權(quán)值評價(jià)指標(biāo)比較次數(shù)得分權(quán)值12345678910清晰性111140.4易學(xué)性011130.3美觀性000000方便性001120.2一致性001010.1合計(jì)1111111111101為了使評價(jià)結(jié)果更加直觀，將每個(gè)指標(biāo)的評價(jià)分為五個(gè)等級，并且用分?jǐn)?shù)指代等級?！皹O差”為1分，“較差”為2分，“一般”為3分，“較好”為4分，“極好”為5分。評價(jià)結(jié)果如表4.2所示。表4.2評價(jià)結(jié)果方案清晰性易學(xué)性美觀性方便性一致性改良前一般較好一般一般一般改良后較好較好較好較好較好綜合評價(jià)值運(yùn)算公式為Vi式中：Wj指該指標(biāo)的權(quán)重；V由上述公式得銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面改良前后的綜合分值，如表4.3。表4.3各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)權(quán)值方案清晰性易學(xué)性美觀性方便性一致性綜合評價(jià)值排序0.40.300.20.1改良前343333.32改良后4444441由上述評價(jià)結(jié)果可知，改良后方案更佳，所以此次改進(jìn)是可行的。4.3銀行自動存取款機(jī)改良設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)基于本次對該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面的分析、改良，總結(jié)出了以下的銀行自動存取款機(jī)人因分析參考經(jīng)驗(yàn)：（1）設(shè)備的操控機(jī)構(gòu)尺寸應(yīng)與對應(yīng)人體部位的尺寸相適應(yīng)，保證人體的可操作性。（2）重要的設(shè)備結(jié)構(gòu)，應(yīng)放置在人的最佳視野和可操作范圍內(nèi)。（3）操控機(jī)構(gòu)在使用過程中應(yīng)省力，操作力應(yīng)在受力標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。4.4小結(jié)本章基于之前對銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面問題的分析結(jié)果，并做出相應(yīng)的具體改良方案，然后方案的評價(jià)使用的是系統(tǒng)工程學(xué)中的關(guān)聯(lián)矩陣法，確定方案可行性。具體內(nèi)容如下：針對銀行自動存取款機(jī)顯示屏存在的人機(jī)界面問題，作了以下改進(jìn)：改善顯示屏比例與尺寸，便于提高用戶信息讀取效率；優(yōu)化區(qū)域布局，明確劃分不同信息區(qū)域，提高頁面清晰程度；色彩上采用低飽和度藍(lán)色，營造寧靜感，并且使用戶獲得視覺上的舒適感。借助問卷調(diào)查法，并應(yīng)用關(guān)聯(lián)矩陣法對改進(jìn)前后的方案進(jìn)行評價(jià)和選擇，得到結(jié)果：改進(jìn)后方案更優(yōu)，具有可行性。（3）總結(jié)出對該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)。第5章總結(jié)與展望5.1總結(jié)銀行自動存取款機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钏柽M(jìn)行存取款等交易的設(shè)備，它擁有數(shù)量龐大的用戶，被使用頻率非常高，但其本身存在人機(jī)界面操作不便、顯示屏信息傳遞效率低和操作時(shí)舒適性低等人因工程學(xué)方面的問題。因此，本文以中國建設(shè)銀行的銀行自動存取款機(jī)展開研究，結(jié)合人因工程學(xué)理論知識探究該銀行自動存取款機(jī)存在的各種人機(jī)界面與人機(jī)操作問題。本文的主要研究內(nèi)容集結(jié)論如下：對該銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面現(xiàn)狀進(jìn)行分析，由實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的主要問題，并明確銀行自動存取款機(jī)人機(jī)界面分析的人因工程學(xué)要求，然后通過查詢?nèi)艘蚬こ虒W(xué)中人體百分位數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則，確定本文的人體模型百分位數(shù)。運(yùn)用SolidWorks軟件建立銀行自動存取款機(jī)三維模型，然后導(dǎo)入Jack仿真軟件中，同時(shí)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)人體模型，完成“銀行自動存取款機(jī)--人”三維仿真模型的建立。在Jack軟件中分析選擇業(yè)務(wù)、輸入密碼和取出鈔票這三個(gè)存在問題較多的操作，驗(yàn)證銀行自動存取款機(jī)結(jié)構(gòu)的合理性，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。①可視域分析結(jié)果。操作顯示屏兩側(cè)按鈕、操作密碼鍵盤和取出鈔票三個(gè)操作的視野分析結(jié)果良好，滿足人體的視野需求。②可達(dá)域分析結(jié)果。整個(gè)機(jī)體的顯示屏與各操控結(jié)構(gòu)都在人體可達(dá)范圍內(nèi)，滿足各操作的操作范圍