基于人機(jī)工程學(xué)的ATM設(shè)計

1、基于人機(jī)工程學(xué)的ATM設(shè)計摘要: 自動取款機(jī)（ATM）給人們帶了極大方便的同時，也存在著許多不足，和非人性化的設(shè)計。本文運用人機(jī)工程學(xué)理論，結(jié)合本班同學(xué)人體尺寸，對ATM進(jìn)行了人機(jī)設(shè)計，使ATM機(jī)更人性化、舒適化、更安全化。關(guān)鍵詞:ATM 人機(jī)工程 設(shè)計 Abstract: Automatic teller machines (ATM) bring great convenience, at the same time, there are also many insufficiencies, and the dehumanized design. In this paper, the des

2、ign of the ATM man-machine, based on the human engineering theory, combined with this class classmate human body size, which makes the ATM machine more humane, comfortable change, more secure.Key words: ATM Man-machine engineering Design一、 概述ATM1(Automatic Teller Machine)即自動柜員機(jī),又叫自動取款機(jī),它是計算機(jī)控制的持卡人自我

3、服務(wù)型的一種現(xiàn)代化金融專用設(shè)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(yè)時間的界限(ATM 24小時運行),突破了銀行營業(yè)地點的限制,是銀行業(yè)務(wù)的擴(kuò)展和延伸大大降低了銀行人力投入,有效提高了金融行業(yè)的效率和服務(wù)質(zhì)量。據(jù)中國銀聯(lián)總裁2005年5月透露2,我國已成為世界上銀行卡數(shù)量最多的國家,全國銀行卡總量已達(dá)8.27億張,有ATM機(jī)10萬多臺,銀行卡年交易額已達(dá)18萬億元；1、 ATM概述自動取款機(jī)（Auto Teller Machine，ATM），ATM實質(zhì)是一種集光、機(jī)、電技術(shù)的銀行業(yè)自動化設(shè)備。ATM的結(jié)構(gòu)一般為如下所示：工作原理：(1)ATM機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸(見下圖)(2

4、)ATM機(jī)交易操作流程客戶將銀行卡插入ATM機(jī)，磁卡讀寫器檢查是該卡是否為合法的銀行卡;核對后進(jìn)入選擇語言界面，選擇自己所熟悉的語言;輸入密碼界面，客戶輸入密碼，ATM機(jī)對密碼進(jìn)行驗證，密碼輸入錯誤需從新輸入;密碼驗證通過則進(jìn)入功能選擇界面，選擇所需的服務(wù)，圖2.7介紹了查詢和取款的流程。選擇項目進(jìn)行相應(yīng)操作時，ATM機(jī)都會將這些請求信息發(fā)送到主處理機(jī)上進(jìn)行校驗，以確定其可執(zhí)行性，若主處理機(jī)對請求信息校驗無誤，則進(jìn)行相應(yīng)的賬務(wù)處理并向ATM機(jī)發(fā)出響應(yīng)信息，ATM機(jī)則根據(jù)主機(jī)的響應(yīng)信息進(jìn)行吐鈔、轉(zhuǎn)賬、打印憑單、吐卡等處理。 ATM交易流程圖（3）ATM的發(fā)展情況：國外銀行非常重視ATM，在美國平

5、均100萬人就擁有1100臺，2500張銀行卡就有1臺ATM。ATM在銀行支付方式中所占比例也越來越大，1998年，占交易比重的31。每年不斷上升。國內(nèi)1987年引進(jìn)首臺ATM，是為了樹立銀行高科技、現(xiàn)代化的嶄新形象，基本上處于閑置狀態(tài)。上世紀(jì)90年代，銀行競爭加劇，ATM開始快速發(fā)展， 我國各大銀行紛紛開始大規(guī)模投入使用自動取款機(jī)，據(jù)統(tǒng)計：2005年北京市有ATM約3200臺，平均6000人擁有1臺；廣州市2500臺，平均2900人擁有1臺。到目前為止，我國自動取款機(jī)的總數(shù)將近20萬臺。大部分銀行都建立了自己的自動取款機(jī)系統(tǒng)，而規(guī)模最大的是工商銀行和建設(shè)銀行。使用人數(shù)也呈逐年遞增趨勢，但由于

6、我國人口總量大，平均使用的自動取款機(jī)數(shù)量仍大大低于世界水平。自動取款機(jī)的生產(chǎn)廠商目前仍以外商為主，主要有西門子、NCR、IBM等，國內(nèi)生產(chǎn)和運營商所占的市場份額偏小。當(dāng)前ATM設(shè)計也存在很多不足，其中ATM的外觀設(shè)計不符合用戶的消費心理，首先要有吸引力，其次要有盡可能簡捷的操作和指示，要符合人體工程學(xué)。2、 人機(jī)工程學(xué)現(xiàn)有的人機(jī)工程學(xué)理論主要包括系統(tǒng)、人機(jī)界面以及人的作業(yè)效能。系統(tǒng)是人機(jī)工程學(xué)中最重要的概念和思想。人機(jī)工程學(xué)的特點：它不是孤立地研究人、機(jī)、和環(huán)境，而是從系統(tǒng)的高度，將人、機(jī)、和環(huán)境看成一個相互作用的、相互依存的具有特定目標(biāo)的系統(tǒng)3。人機(jī)工程學(xué)研究的內(nèi)容包括以下三方面內(nèi)容:（1）

7、人因：主要包括人體生理心理人體測量及生物力學(xué)、人的可靠性。（2）機(jī)因：主要包括顯示器和控制器等物的設(shè)計。（3）環(huán)境因素：主要包括采光、照明、塵土、噪聲等對人身心產(chǎn)生的影響因素。3、 認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)界面設(shè)計認(rèn)知心理學(xué)與界面設(shè)計通常在進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計時，設(shè)計者更多的是上來就考慮如何編程實現(xiàn)界面功能，而忽略了對用戶認(rèn)知特性的分析。事實上，了解并遵循人類認(rèn)知規(guī)律是進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計的基礎(chǔ)，它對人機(jī)界面的設(shè)計有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義?；诖?我們在現(xiàn)代展示方式的主題檢索系統(tǒng)設(shè)計中，將從人類認(rèn)知規(guī)律特性的角度出發(fā)，探討如何運用人機(jī)工程學(xué)原理來指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計。以認(rèn)知心理學(xué)為基礎(chǔ)理論體系，人機(jī)界面

8、衍生出如下一些指導(dǎo)界面交互設(shè)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(xiàn)在以下幾個方面：a.風(fēng)格的一致性：例如色彩搭配、系統(tǒng)術(shù)語、圖標(biāo)與符號等；b.控件的一致性：將控件根據(jù)操作習(xí)慣和交互需要進(jìn)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(xí)慣。（2）界面的總體布局，一個人機(jī)界面的屏幕布局要做到以用戶為主，力求呈現(xiàn)給用戶一個“簡潔、友好、一致”的人機(jī)界面。（3）界面色彩的使用，經(jīng)過長時間的科學(xué)研究后發(fā)現(xiàn)，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(shè)計的色調(diào)應(yīng)該是統(tǒng)一的，協(xié)凋的。但是統(tǒng)一并不代表只能用

9、一種顏色，我們可以通過調(diào)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(rèn)知心理學(xué)的指導(dǎo)，人機(jī)界面會在任務(wù)、信息的表達(dá)界面控制操作方面與用戶熟悉的模式達(dá)到一致。二、 ATM的人機(jī)設(shè)計與認(rèn)知心理學(xué)相比，人機(jī)工程學(xué)(Ergonomios)更多的是從人本身和系統(tǒng)角度出發(fā)來研究人的特性和人機(jī)關(guān)系，從功能層面為界面設(shè)計提供相關(guān)理論和方法。人機(jī)工程學(xué)研究的對象是“人一機(jī)一環(huán)境”之間的相互關(guān)系;人機(jī)工程學(xué)研究的目的是如何達(dá)到安全、健康、舒適和效率的最優(yōu)化。1、 ATM人體尺度的確定人體尺寸數(shù)據(jù)在設(shè)計中的應(yīng)用關(guān)系到所設(shè)計產(chǎn)品的適用性，使用的舒適性，操作的準(zhǔn)確性以及顯示裝置的可辨性、易讀性和結(jié)構(gòu)的宜人性

10、，是一個非常重要而復(fù)雜的問題。ATM界面設(shè)計涉及人體尺寸，所以其各裝置尺寸的確定要依據(jù)是人體尺寸百分位數(shù)。GB/T12985一91標(biāo)準(zhǔn)中，依據(jù)產(chǎn)品使用者人體尺寸的設(shè)計上限值(最大值)和下限值(最小值)對產(chǎn)品尺寸設(shè)計進(jìn)行了分類。產(chǎn)品尺寸設(shè)計的類型、等級與人體尺寸百分位數(shù)的關(guān)系下表。表：人體尺寸百分位數(shù)的選擇ATM是為不具有專業(yè)知識的社會大眾服務(wù)的自助服務(wù)設(shè)備，根據(jù)上表可知其屬于I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計的成年男女通用的一般工業(yè)產(chǎn)品。所以可選用男性的P95作為尺寸上限值的依據(jù);女性的P5作為尺寸下限值的依據(jù)。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(shù)據(jù)是根據(jù)棵體或穿單薄內(nèi)衣的條件下測

11、得的，測量時不穿鞋或穿著紙拖鞋。而設(shè)計中所涉及的人體尺度應(yīng)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(guān)人體尺寸時，必須給衣服、鞋、帽留下適當(dāng)?shù)挠嗔浚簿褪窃谌梭w尺寸上增加適當(dāng)?shù)摹爸b修正量”，如由于鞋子高度站姿眼高應(yīng)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(yè)時，軀干則為自然放松姿勢，為此應(yīng)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(yīng)減10mm。(3)還需考慮實現(xiàn)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(shè)計時上肢前展長要減12mm。(4)另外，若要達(dá)到最佳功能尺寸還需考慮用戶的“心理修正量”。以下為用戶AT

12、M功能尺寸的計算公式:最小功能尺寸二人體尺寸的分位數(shù)+功能修正量；最佳功能尺寸=人體尺寸的分位數(shù)+功能修正量+自理修正量；功能修正量=著裝修正量+操作姿勢修正量十操作功能修正量。2、 所用人體尺度的數(shù)據(jù)及處理人體尺寸來源為班級34人的測量數(shù)據(jù)，如下表：班級同學(xué)人體尺寸測量數(shù)據(jù)表運用人體測量學(xué)對用戶進(jìn)行統(tǒng)計分析,用其身體尺寸百分位數(shù)來表示身材;一般以第95百分位數(shù)(P95)作為大身材,以第5百分位數(shù)(P5)作為小身材,第50百分位數(shù)(P50)則為平均身高。根據(jù)本班同學(xué)的測量數(shù)據(jù)下表：選取其中四個變量（眼高、肩高、肘高、手功能高）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：、均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、第a百分位對應(yīng)的人體測量尺寸 x

13、a=x±(sD×k)其中K值如下表： 百分比k百分比k0.52.576700.52412.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.674992.326300.52499.52.576求各個百分?jǐn)?shù)下的數(shù)據(jù)，如下表所示：功能尺寸P5P50P95眼高136415541744肩高125413751496肘高90410531200手功能高6817508193、 人體立姿活動范圍的確定ATM界面設(shè)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

14、姿狀態(tài)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(yīng)有舒適的操作狀態(tài)，各種操作裝置應(yīng)設(shè)置在人手的功能可及范圍內(nèi)，因此ATM界面設(shè)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?；顒臃秶幱皡^(qū)表示最有利的活動范圍。 圖：人立姿時手活動范圍4、 視野范圍的確定在頭部保持靜止,而眼睛正常活動的狀態(tài)下,在視野中,根據(jù)人眼對視覺信號的覺察效果的優(yōu)劣可分為3個區(qū)域:良好視區(qū),有效視區(qū)和條件視區(qū)4。水平方向視區(qū)劃分:左右各25°為良好視區(qū);左25°到左5

15、0°和右25°到右50°為有效視區(qū);其他區(qū)為條件視區(qū);垂直方向視區(qū)劃分:下0°到下30°為良好視區(qū);上0°到上25°和下30°到下55°為有效視區(qū);其他區(qū)為條件視區(qū)。具體劃分如下圖所示： 水平方向視區(qū)劃分 垂直方向視區(qū)劃分5、 ATM具體尺寸的確定通過以上測量計算，并根據(jù)ATM尺寸確定的規(guī)則，可以確定具體的ATM機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)：（mm）a 取款機(jī)高度（不包括頂部的存錢柜）：1554b 取款機(jī)寬度：780830c 顯示屏幕上沿距地面高度：1300d 顯示屏幕上沿深度：182e 顯示屏幕與鉛垂面的夾角：141度分

16、析：根據(jù)人體的最佳視野(直接視野和眼動視野)可知，人在水平線下30度上下15。25度的視線最佳，此角度滿足人機(jī)需求。視線到屏幕的距離為182*cosl41=1766，由于L屏幕的高度為225，根據(jù)據(jù)視角和視距的關(guān)系，當(dāng)DL>l時，看的清晰，所以設(shè)計合理。f 顯示屏幕下沿深度：110分析：根據(jù)視野到屏幕的夾角144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*cosl41=1766。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+1 10)2=146，設(shè)計是合理的。g 顯示屏幕尺寸：295(長)*225(高)h 出鈔口距地面高度：8

17、20分析：這屬于大尺十設(shè)計，根據(jù)男子I'90立姿手功能+穿鞋修正量+姿勢修正=787+25一10=802，根據(jù)上圖。陰影部分是最佳范圍，綜合兩圖，在10181370之問。小圓圈的范圍是人前臂活動的正常范圍，在7501370之間。也就是說，操作部分在此高度范圍都是合理的。i 鍵盤距地面高度：920分析：在(平均立姿肘高一平均立姿手功能高)+姿勢修正量+平均穿鞋修正量之間，計算得7351004之間，所以設(shè)計合理。j屏幕兩側(cè)按鈕尺寸：20*25分析：按鈕為10*10有圓角的方形，材料是優(yōu)質(zhì)不銹鋼拉絲面板。根據(jù)以上尺寸畫取款機(jī)的簡圖如下：取款機(jī)的正視圖取款機(jī)的側(cè)視圖取款機(jī)的效果圖6、 屏幕的色

18、彩設(shè)計根據(jù)班級同學(xué)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(lán)、黃色）如下圖所示：圖：雙眼色覺有效視區(qū)(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(chǎn)生關(guān)聯(lián)。在ATM界面設(shè)計時，為了達(dá)到最好的顯示效果，避免造成用戶視覺認(rèn)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(yīng)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(yīng)用戶的心理認(rèn)知規(guī)律，顏色的搭配上應(yīng)盡量美觀、協(xié)調(diào)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(rèn)時

19、間，甚至產(chǎn)生差錯。研究人員發(fā)現(xiàn)兩種顏色匹配使用時，清晰度如下表。文字顏色不適合用藍(lán)色，字母和數(shù)字較適合用綠色、黃色、紅色和深紅色。但在實際應(yīng)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(shè)計的過程中要綜合考慮多方面的因素。 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(guān)的某方面引發(fā)的心理過程，干擾刺激物的相關(guān)方面的處理。主要按鍵操作區(qū)是ATM用戶輸入信息的最主要操作區(qū)域，也是用戶接觸最多最頻繁的操作區(qū)域。在設(shè)計過程中要避免指示文字內(nèi)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(wù)

20、分析過程中，還發(fā)現(xiàn)輔助屏選按鍵經(jīng)常由于與屏幕內(nèi)提示文字“不對齊”，導(dǎo)致認(rèn)知差異出現(xiàn)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(dāng)前操作。如：學(xué)習(xí)新語言時，試圖把母語語法運用到新語言中，就會出現(xiàn)錯誤。在ATM自助系統(tǒng)使用過程中，發(fā)現(xiàn)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(shù)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(shù)字排列方式差別容易被操作者忽略，由習(xí)慣性記憶為標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致操作過程效率下降或誤操作。主要鍵盤設(shè)計時候應(yīng)該更注重使用者日常記憶和習(xí)慣，通過一般使用者的調(diào)查，95%以上有使用手機(jī)的經(jīng)歷并經(jīng)常使用。所以可以參照手機(jī)鍵盤設(shè)計的方式，采用升序式排列數(shù)字，更有助于用戶的感知與操作。7、 按鍵尺寸AlTM上按鍵的尺寸應(yīng)根據(jù)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(dǎo)致誤操作。一般來講，操作Al，M按鍵時常用食指，