1、基于人機工程學的自動取款機分析學號：xxxxxxxxx院系： xxxxxxxx專業： xxxxxxxx姓名：xxxxxxxxx目錄摘要 2關鍵詞 21. 緒論21.1 研究背景及意義 21.2 ATM概述 21.3研究ATM應關注人機工程學知識 31.4 研究內容和目標 41.5 研究方法 42. ATM的人機尺寸分析與設計 42.1 ATM人體尺度的確定原則 42.2人體立姿活動范圍的確定 52.3 視野范圍的確定 53、ATM的具體尺寸設計 63.1 顯示控制部分 6 3.2 操作控制部分 73.3 屏幕的色彩設計 73.4 按鍵尺寸 93.5 照明設計 93.6 其他部分 94 總結 1

2、0致謝 10參考文獻 10基于人機工程學的自動取款機分析專業學生 xxx指導教師 xxx摘要：本學期學習了人機工程學這門課程，為了更加深入的理解專業知識，達到理論聯系實際，因此做了基于人機工程學的自動取款機（ATM）分析。ATM給人們的生活帶了極大方便，它拉進了人們和銀行之間的距離，以便捷高效的服務，為當今社會快節奏的生活提供了巨大幫助。ATM本身包含很多人機工程學知識，詳細分析它的尺寸與結構，可以深刻理解人機工程學的理論知識以及其在生活中的運用，更好的掌握這門課程。關鍵詞：人機工程學 自動取款機（ATM） 分析1. 緒論1.1 研究背景及意義ATM (Automatic Teller Mac

3、hine)即自動柜員機,又叫自動取款機,它是計算機控制的持卡人自我服務型的一種現代化金融專用設備,是銀行電子化的一個重要組成部分;它的推廣使用,打破了銀行營業時間的界限(ATM24小時運行),突破了銀行營業地點的限制,是銀行業務的擴展和延伸大大降低了銀行人力投入,有效提高了金融行業的效率和服務質量。據中國銀聯總裁2005年5月透露,我國已成為世界上銀行卡數量最多的國家,全國銀行卡總量已達8.27億張,有ATM機10萬多臺,銀行卡年交易額已達18萬億元;與此同時,針對ATM的各種犯罪活動日益突出,每年的損失均在億元以上,不僅嚴重侵害了持卡人和金融機構的財產權利,還擾亂、破壞了正常的金融管理秩序。

4、人機工程學概述人機工程學是研究人、機械及其工作環境之間相互作用的學科。其根本目的是通過揭示人、機、環境之間的相互關系，達到安全、健康、舒適和工作效率的最優化。因此，我根據本學期學到的人機工程學知識，對ATM人機工程學因素分析，研究它是怎樣為為人們提供安全、舒適、高效、便捷服務的，也加深我對本課程知識的掌握。1.2 ATM概述ATM是最普遍的自助銀行設備，可以提供最基本的銀行服務之一，即出鈔交易，有些全功能的產品還可以提供信封存款業務。在ATM自動取款機上也可以進行賬戶查詢、修改密碼和轉賬的業務。作為自助式金融服務終端，除了提供金融業務功能之外，ATM自動取款機還具有維護、測試、事件報告、監控和

5、管理等多種功能。ATM自動取款機系統，是一個有終端機，ATM系統，數據庫組成的應用系統。系統功能有用戶在ATM上提取現金、查詢賬戶余額、修改密碼及轉賬功能。 ATM自動取款機系統向用戶提供一個方便、簡單、及時、隨時隨地可以隨心所欲存取款的互聯的現代計算機化的網絡系統。可以大大減少工作人員，節約人力資源的開銷，同時由于手續程序減少也可以減輕業務員的工作負擔，有效地提高了整體的工作效率和精確度。 減少了用戶辦理業務的等待時間；用戶可以隨時隨地可以隨心所欲存取款，并且操作簡單易懂；用戶還可以選擇在柜臺辦理業務或自己在自動提款機和自動取款機辦理業務。調查發現使用ATM的多為年輕人，總結了幾點ATM設計

6、的缺陷。（1） 操作系統反應遲鈍、經常故障。（2） 界面程序顯示不合理（3） 很多人對使用ATM表示不放心。（4） 光線強烈時屏幕顯示不清晰。（5） 有的機器按鍵防護罩不方便輸入密碼、提示聲音過大。1.3研究ATM應關注人機工程學知識現有的人機工程學理論主要包括系統、人機界面以及人的作業效能。系統是人機工程學中最重要的概念和思想。人機工程學的特點：它不是孤立地研究人、機、和環境，而是從系統的高度，將人、機、和環境看成一個相互作用的、相互依存的具有特定目標的系統。人機工程學研究的內容包括以下三方面內容:（1）人因：主要包括人體生理心理人體測量及生物力學、人的可靠性。（2）機因：主要包括顯示器和控

7、制器等物的設計。（3）環境因素：主要包括采光、照明、塵土、噪聲等對人身心產生的影響因素。認知心理學與界面設計通常在進行人機界面設計時，設計者更多的是上來就考慮如何編程實現界面功能，而忽略了對用戶認知特性的分析。事實上，了解并遵循人類認知規律是進行應用系統人機界面設計的基礎，它對人機界面的設計有很強的指導意義。基于此,我們在現代展示方式的主題檢索系統設計中，將從人類認知規律特性的角度出發，探討如何運用人機工程學原理來指導應用系統的人機界面設計。以認知心理學為基礎理論體系，人機界面衍生出如下一些指導界面交互設計的基本原則。（1）界面操作的一致性，界面操作的一致性通常表現在以下幾個方面：a.風格的一

8、致性：例如色彩搭配、系統術語、圖標與符號等；b.控件的一致性：將控件根據操作習慣和交互需要進行分類組合；c.操作的一致性：對于那些常用或重要功能，要保持操作方式的一致性，同時還要注意要符合用戶的使用習慣。（2）界面的總體布局，一個人機界面的屏幕布局要做到以用戶為主，力求呈現給用戶一個“簡潔、友好、一致”的人機界面。（3）界面色彩的使用，經過長時間的科學研究后發現，不同的色彩具有不同的感情特征，會對人造成不一樣的影響。我們界面設計的色調應該是統一的，協凋的。但是統一并不代表只能用一種顏色，我們可以通過調整明度、飽和度，小面積的使用對比色的方法豐富畫面效果。有認知心理學的指導，人機界面會在任務、信

9、息的表達界面控制操作方面與用戶熟悉的模式達到一致。1.4 研究內容和目標根據調查所得到的結果，通過對ATM的人機分析，主要對ATM進行與身體尺寸有關的分析、人際界面分析、ATM安全防護分析、操作環境分析，深入認識人機工程學在日常生活中的實際應用，更好的掌握本學期學到的人機工程學知識。1.5 研究方法課題主要采用了理論研究、實地調研、現場咨詢的方法。理論研究方面，綜合人機工程學原理和ATM自助取款機的相關知識，對ATM自助取款機進行與人機工程方面的分析。實地調研和現場咨詢主要是對學校周圍的ATM做相關的觀察和測量，以及對前來使用ATM的同學進行有關咨詢。除了上面所用的方法之外，還根據自己的生活經

10、驗和常識，做了相關分析。2. ATM的人機尺寸分析與設計人機工程學(Ergonomics)是從人本身和系統角度出發來研究人的特性和人機關系，從功能層面為界面設計提供相關理論和方法。人機工程學研究的對象是“人一機一環境”之間的相互關系;人機工程學研究的目的是如何達到安全、健康、舒適和效率的最優化。2.1 ATM人體尺度的確定原則人體尺寸數據在設計中的應用關系到所設計產品的適用性，使用的舒適性，操作的準確性以及顯示裝置的可辨性、易讀性和結構的宜人性，是一個非常重要而復雜的問題。ATM界面設計涉及人體尺寸，所以其各裝置尺寸的確定要依據是人體尺寸百分位數。GB/T12985一91標準中，依據產品使用者

11、人體尺寸的設計上限值(最大值)和下限值(最小值)對產品尺寸設計進行了分類。產品尺寸設計的類型、等級與人體尺寸百分位數的關系下表。表：人體尺寸百分位數的選擇ATM是為不具有專業知識的社會大眾服務的自助服務設備，根據上表可知其屬于I型產品尺寸設計的成年男女通用的一般工業產品。所以可選用男性的P95作為尺寸上限值的依據;女性的P5作為尺寸下限值的依據。此外不管是穿墻式ATM還是大堂式ATM都采用立姿操作，一般的測量數據是根據棵體或穿單薄內衣的條件下測得的，測量時不穿鞋或穿著紙拖鞋。而設計中所涉及的人體尺度應該是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽條件下的人體尺寸。因此：(1)考慮有關人體尺寸時，必須給衣服、鞋、帽

12、留下適當的余量，也就是在人體尺寸上增加適當的“著裝修正量”，如由于鞋子高度站姿眼高應加36mm。(2)在人體測量時要求軀干為挺直姿勢，而人在正常作業時，軀干則為自然放松姿勢，為此應考慮由于姿勢不同而引起的變化量，即“操作姿勢修正量”，如放松立姿下眼高應減10mm。(3)還需考慮實現ATM不同操作功能所需的修正量，即“操作功能修正量”，如按鍵設計時上肢前展長要減12mm。(4)另外，若要達到最佳功能尺寸還需考慮用戶的“心理修正量”。以下為用戶ATM功能尺寸的計算公式:最小功能尺寸二人體尺寸的分位數+功能修正量；最佳功能尺寸=人體尺寸的分位數+功能修正量+自理修正量；功能修正量=著裝修正量+操作姿

13、勢修正量十操作功能修正量。2.2人體立姿活動范圍的確定ATM界面設計必須要符合用戶的視覺特性和立姿人體立姿尺度，下邊著重分析立姿狀態下操作時手的活動空間范圍對ATM界面布局的影響。用戶站立操作ATM時，應有舒適的操作狀態，各種操作裝置應設置在人手的功能可及范圍內，因此ATM界面設計時要考慮到在軀干不動的前提下，人手的空間活動范圍。下圖為人在站立時，軀干不動，手臂在正前方向的活動范圍，大圓弧為手臂的最大能及范圍，小圓弧表示前臂的正常活動范圍，而陰影區表示最有利的活動范圍。 圖：人立姿時手活動范圍2.3 視野范圍的確定在頭部保持靜止,而眼睛正常活動的狀態下,在視野中,根據人眼對視覺信號的覺察效果的

14、優劣可分為3個區域:良好視區,有效視區和條件視區4。水平方向視區劃分:左右各25°為良好視區;左25°到左50°和右25°到右50°為有效視區;其他區為條件視區;垂直方向視區劃分:下0°到下30°為良好視區;上0°到上25°和下30°到下55°為有效視區;其他區為條件視區。具體劃分如下圖所示：水平方向視區劃分 垂直方向視區劃分3、ATM的具體尺寸設計3.1 顯示控制部分 測量了某種機型的尺寸，下面是主要尺寸數據及分析。（單位：mm） a. 取款機長度：470 分析：根據人體水

15、平尺寸表，長度根據90%的男子最大肩寬+穿衣修正量（13mm），計算可知長度應為473，基本相符，設計合理。b.取款機寬度：780830c.取款機高度（不包括頂部的存錢柜）：1585d.顯示屏幕上沿距地面高度：1378e.顯示屏幕上沿深度：182f.顯示屏幕下沿深度：110 分析：根據視野到屏幕的夾角14.4度以及操作屏幕上沿深度計算可知，視線到屏幕的距離為182*cos14.1=176.6。人體P50的立姿眼高為（P50男+P50女）/2=1523，計算顯示屏幕中間的深度為（182+110）/2=146，設計是合理的。g.顯示屏幕與鉛垂面的夾角：14.1度 分析：根據人體的最佳視野（直接視野

16、和眼動視野）可知，人在水平線下30度上下1525度的視線最佳，此角度滿足人機需求。視線到屏幕的距離為182*cos14.1=176.6（L屏幕的高度為225（D據視角和視距的關系，當D/L>1時，看的清晰，所以設計合理。h.顯示屏幕尺寸：295（長）*225（高）i.屏幕兩側按鈕尺寸：20*25 分析：按鈕為10*10有圓角的方形，材料是優質不銹鋼拉絲面板。 3.2 操作控制部分a.出鈔口距地面距離：780 分析：這屬于大尺寸設計，根據男子P90立姿手功能+穿鞋修正量+姿勢修正=787+25-10=802，根據上圖，陰影部分是最佳范圍，綜合兩圖，在10181370之間。小圓圈的范圍是人前

17、臂活動的正常范圍，在7501370之間。也就是說，操作部分在此高度范圍都是合理的。b.出鈔口長度：225c.出鈔口寬度：30d.出鈔口距機體左側面距離：70e.出鈔口距機體右側面距離：35 分析：大部分人用右手，右側更方便取錢，最大紙幣的長度為人民幣100元的長度130，每次取錢的上限為5000。f.鍵盤距地面高度：920 分析：在（平均立姿肘高平均立姿手功能高）+姿勢修正量+平均穿鞋修正量之間，計算得7351004之間，所以設計合理。g.按鍵臺與水平面的角度：11.6度 分析：當手腕部處于自然平伸狀態時，腕部損傷的發生率最小，但是在不輔助手腕轉動的情況下只能接觸三排按鍵，角度傾斜45度，可以

18、接觸5排，所以適當的抬高角度是符合人機的。一般角度在20度以內。h.鍵盤尺寸：123*91i.按鍵尺寸：20*15j.防護罩高度：70k.插卡口距地面高度：970l.收據口距地面高度：970 分析：取P50的人體立姿肘高和立姿手功能高。再加上功能修正量，計算可得高度應在735.51004.5之間，此高度設計合理。 3.3 屏幕的色彩設計根據班級同學測量的的彩色分辨視野范圍，可以知道人體的彩色視野范（主要是紅、綠、藍、黃色）如下圖所示：圖：雙眼色覺有效視區(a) 垂直方向；(b)水平方向（1）色彩辨識顏色本身就是一種輔助的信息形式，它可以引起用戶注意并產生關聯。在ATM界面設計時，為了達到最好的

19、顯示效果，避免造成用戶視覺認識困難，顯示器和控制面板上文字(字母或圖形符號)色彩與背景要有一定對比度，并且應使用有限的顏色，在顏色的選擇上必須符合交互需要和適應用戶的心理認知規律，顏色的搭配上應盡量美觀、協調并使用戶容易集中注意力。如果選擇了不適合的文字(字母或圖形符號)色彩和背景色彩的組合，就會延長文字(字母或圖形符號)的辨認時間，甚至產生差錯。研究人員發現兩種顏色匹配使用時，清晰度如下表。文字顏色不適合用藍色，字母和數字較適合用綠色、黃色、紅色和深紅色。但在實際應用中，由于顏色會受到人們主觀喜好程度的影響，清晰度最高的黑一黃配色的識別效率并不是最高的5。因此在實際設計的過程中要綜合考慮多方

20、面的因素。 表：顏色的匹配及清晰度（2）避免視覺干擾。視覺干擾指與刺激物無關的某方面引發的心理過程，干擾刺激物的相關方面的處理。主要按鍵操作區是ATM用戶輸入信息的最主要操作區域，也是用戶接觸最多最頻繁的操作區域。在設計過程中要避免指示文字內容與文字顏色的意義相沖突，比如紅色表示“停止”，綠色表示“確定”，黃色表示“修改”。在任務分析過程中，還發現輔助屏選按鍵經常由于與屏幕內提示文字“不對齊”，導致認知差異出現誤操作。所以在布置輔助屏選按鍵時候必須要求按鍵與屏幕提示文字分別對齊，避免指示不明。減少前攝干擾。前攝干擾指已存的記憶干擾當前操作。如：學習新語言時，試圖把母語語法運用到新語言中，就會出

21、現錯誤。在ATM自助系統使用過程中，發現誤操作最多的是在主要按鍵操作。目前市面上ATM主要鍵盤數字部分有2種形式：升序式排列,降序式排列，見圖4：此2種鍵盤數字排列方式差別容易被操作者忽略，由習慣性記憶為標準，導致操作過程效率下降或誤操作。主要鍵盤設計時候應該更注重使用者日常記憶和習慣，通過一般使用者的調查，95%以上有使用手機的經歷并經常使用。所以可以參照手機鍵盤設計的方式，采用升序式排列數字，更有助于用戶的感知與操作。3.4 按鍵尺寸ATM上按鍵的尺寸應根據人手指端的尺寸和操作要求而定，太大可能引起操作費力，太小則可能導致誤操作。一般來講，操作Al，M按鍵時常用食指，按鍵形狀多為方形和矩形

22、。食指按壓方形按鍵時，按鍵的邊長為10一20mm為宜，食指按壓矩形按鍵時，則矩形按鍵的邊長以10mmx15mln、15mmx20mLm為宜。3.5 照明設計人能感知到的光有兩個來源，一個是熱發光物體，如太陽、反光燈和火焰等;另一個是冷發光物體，如反射和夜光物體。照明光源主要采用點光源，包括熱輻射光源(如白熾燈、鹵鎢燈等)和放電光源(如熒光燈、汞燈)兩大類。照明光源通常要考慮光源的發光強度、發光效率和顏色三個要素。為滿足視覺工作和環境舒適性的需要，ATM光環境設計應遵循以下原則:(l)照明的強度、均勻性和穩定性要適宜，使人的眼睛感覺舒適和視覺優良；(2)避免光線直接照射眼睛，避免產生眩光；(3)光照均勻，避免產生干擾陰影，但要保留必要的陰影，使密碼鍵盤、出鈔口、插卡口、