基于人机工程学的ATM自动取款机的人机设计分析及改进报告

何钰菁，张冠奎，王艾嘉

（兰州理工大学 设计艺术学院，甘肃 兰州 730000）

人机工程学是研究将人——机——环境系统作为一个统一的整体系统来确保人使用的舒适性，考虑和把握人与产品的适应因素，为创造出最适合于人操作的机械设备及作业环境，研究ATM自动取款机的目的是剖析改善为合适人操作的机械设备，改善布局室内空间，做到较高的综合性高效率。除此之外，ATM自动取款机集成化人机工程学因素之后，可以改善客户体验，提升客户使用率。

1 ATM取款机的外观设计

设计ATM取款机的外观造型，一方面要使产品自身符合精确的制造标准，与此同时达到大家对美的完美追求；另一方面，人的因素在设计中是十分重要的条件，重视产品设计中“人的因素”，人机关系并不是单独存在的，环境是人和产品的媒介，产品更加适应于人，创造舒适的产品使用环境，适合人体各方面的因素。

传统的柜台人工取款，需要花较长时间排队办理服务，但使用ATM自动取款机就可以合理利用碎片化时间来办理所需业务。此次调查将以学校的工商银行ATM自动取款机为例，在达到便捷访问作用的同时，还兼顾个人隐私保护作用，语音的交互提醒在一定水平上保障了用户的运用安全性，给用户产生了充足的体验感。但也有许多地方存在问题，取款机在置入设计方案的历程中没有预留容脚的室内空间，因此站着的情况下近距离应用取款机很不方便。大白天光线明显时界面不清楚，用户难以区别按键位置。键盘上安装了防护罩，易遮挡视线，容易产生用户输入密码不便等问题。根据这次对ATM的调研，设计方案总体目标将在应用交互层面与用户本人安全管理系统开展改善，使网页页面人机对战交互更为一致，可以从视觉和触感得到，提高用户体验感。

2 调研范围

笔者将学校一号楼左侧室内ATM自动取款机进行了调查和测量，并且组内成员实际体验了取款、存款和查看余额等。使用ATM自动取款机真切体验使用感受，同时也体验了一号楼右侧的ATM取款机，多方面感受不同的机器。

而后笔者仔细地测量ATM自动取款机的基本尺寸，小到按键上的字母，大到使用空间，为后续工作做准备。

3 工商银行CRS ATM自动取款机人机分析

紧密联系实际状况，对ATM自动取款机使用者进行具体的行为分析。调研结果显示，产品实际操作高度应合适于操作者的身体尺寸及要完成的工作种类，操作面板设计成可以做到用户要想的身体姿态。换句话说，身体务必挺直，肘关节位于身体两边，手臂务必贴近水平。运用人体测量学对用户进行统计分析和测量，用其身体尺寸百分位数来表示身材； 一般以第95百分位数(P95)作为大身材，以第5百分位数(P5)作为小身材，第50百分位数(P50)则为平均身高。测量尺寸：取款机主体尺寸为1 510 mm×565 mm。ATM的页面要依据用户的视觉特点和人体的姿态限度设计制作。用户站着实际操作自动取款机时应具有舒适的操作效果。

3.1 ATM机操作台面高度分析

操作台面上设有存取钞口、NFC置卡台两个操作口，剩余的大面积台面便于用户操作。经测量，取款机操作台面高度为913 mm，根据参考文献《人机工程设计》人体尺寸表得到P5女性肘高为899 mm，得出结论为肘高加穿鞋修正量为929 mm，比操作台面高，符合人机工程设计。

3.2 ATM机立姿可视范围

依据人的眼睛对视觉数据信号的鉴别实际效果，好坏可分为三个视区：良好视区，有效视区和条件视区。良好方向视区：上下，各分为25 mm，是有效的视线。有效视区为左边25 ～左侧50、右边25 ～右侧50。别的地区是条件视区。竖直方位视区分为：从到0～30的良好视区。上边0 ～上方25、下边30 ～下方55是有效视区。因此得出结论：根据人机工程学的视力分析及调查数据表明，人体在实际操作ATM机时视力最好是处在竖直情况，人体视力与水平夹角为30°时，自动取款机的角度应设置成与水平夹角为60°，以方便用户的使用体验，减少因视觉分辨不良而产生的问题。

3.3 ATM机与人体视角尺寸

人进入ATM自动取款机房间，面对ATM取款机，站立在合适位置，目视屏幕。测量数据表明，显示屏长度为304 mm，视距为482 mm。根据参考文献：《人机工程设计》苏建宁版视距范围数据表，得知颜色辨别范围为60°，在482 mm视距下，屏幕长度应不大556.57 mm。结论：通过比较得出显示屏幕宽度在合理范围内，符合人机工程合理性，便于用户可以高效辨识屏幕信息。

3.4 ATM机与人体视距尺寸

测量数据：显示屏宽度为228 mm，视距为482 mm，以P95男性眼高数据=眼高＋穿鞋修正量-姿势修正量=1 679 mm，视线范围为0°～-45°。以P5女性眼高数据=眼高＋穿鞋修正量-姿势修正量=1 381 mm 视线范围为25°～-30°，在视距482 mm下，屏幕宽度应小于352.85 mm结论：通过比较得出显示屏幕长度在合理范围内，符合人机工程合理性。

3.5 ATM机反光镜尺寸使用分析

为了确保安全使用，在ATM自动取款机上设有反光镜，可以使用户更好地观察后方的情况来保证使用安全，但反光镜高度存在一些问题，所以要进行改进设计。测量数据：反光镜上沿距地面高度：1 493 mm，反光镜宽度：36 mm，参考文献：《人机工程学》（P22），人体高度P50的立姿眼高尺寸为(P50男性立姿眼高+P50女性立姿眼高)÷2=1 511 mm。结论：可能是因为视线的缘故，大家在使用ATM机时更重视显示屏。建议：反光镜的位置有些偏低，设计的位置不够合理。

3.6 ATM机出钞口尺寸分析

通过调查问卷得知，储钞口偏于左侧不符合大部分人的操作，并且大多数人惯用于右手，但经过测量发现出钞口位置偏左，所以应进行改进设计。测量数据：出钞口距离机体右侧面距离为199 mm，出钞口距离机体左侧面距离为：111 mm，出钞口距离机体左侧面距离为：70 mm，出钞口距离机体右侧面距离为：35 mm。分析：大部分人用右手，右侧出钞更便捷。建议将右侧面距离修改小于左侧面距离。

3.7 ATM机插卡口尺寸分析

测量数据：卡槽取卡处宽度为25 mm，根据人机手拿器具尺寸可知，人手食指宽在21 mm（人机工程设计P26；95%男性食指宽)，而该卡槽取卡处宽度为25 mm，因此该取卡槽处宽度的尺寸大于人手食指宽的尺寸。结论：该卡槽取卡处宽度符合人机设计的合理性。

3.8 ATM机密码按键尺寸及密码键盘颜色分析

测量尺寸：密码按键尺寸15 mm×19 mm。参考文献：根据(《人机工程设计》P112)按键尺寸矩形按钮边长为10～20 mm。结论：通过比较得出符合人机设计的合理性。

测量数据：取消：红色、更正：黄色、确认：绿色。系统中合理的颜色搭配会使显示的信息清晰、醒目。根据人的思维习惯，绿色代表安全、情况正常或允许进行，红色表示危险或取消行动。因此确定键采用为绿色，取消或删除键设置为红色。同时一些需要引人注意的按键，都可以采用红颜色，例如退卡等功能按键。结论：该键盘色彩符合人机设计。

3.9 ATM机密码框尺寸

测量数据：密码框最小宽度：89 mm，最大宽度：132 mm。参考文献：《人机工程设计》（P26 P99），男性手宽数据为91 mm。结论：通过比较得出密码框最小宽度在不合理范围内，不符合人机工程合理性。建议：将密码框最小宽度增大，适用于99%的人群。

3.10 ATM机屏幕字符尺寸分析及侧边按键尺寸分析

测量数据：桌面汉字：9 mm×6 mm，桌面字母：5 mm×4 mm。当人眼与目标的距离小于500 mm时，为了保证辨识效果，字符采用粗体字较好，笔画宽与字高狭长形的比例字形在白昼条件下容易辨别，采用1∶5为宜。对于人视觉特征的研究的高度比一般采用3∶2～5∶3的比例，这种眼睛视线沿水平方向横向运动比垂直方向竖直运动快，这些字符直径应大于3 mm，而且不易疲劳，所以界面中字体以水平方向排列为宜。结论：屏幕页面字符符合人机设计。测量尺寸：侧边按键间距为18 mm。参考文献：根据《人机工程学》(丁玉兰版P124)，按键间距一般为12.5～25 mm，最小不能小于6 mm。结论：通过比较得出，该按键间距合适，符合人机设计的合理性。

4 ATM自动取款机的改进设计方案

4.1 改进数据说明

此次改进主要针对用户在使用ATM自动取款机时遇到的问题进行改进设计。在此次改进设计中主要针对ATM自动取款机的出钞口位置、反光镜高度尺寸、密码框的尺寸及更加方便用户使用方面展开研究。在使用ATM自动取款机时，用户通常站在正对于自动取款机的位置，但原先的自动取款机没有预留容脚空间，使得用户在使用时感到站立不适，改进后预留容脚空间提高了用户在使用产品时的舒适性。将出钞口位置置于中间位置是参考了人们的日常生活习惯，偏左或偏右都会产生一些使用的生疏感，至于中间可以解决生疏感并提高了舒适性。反光镜的应用可以更好地保护用户的使用安全，在镜中可以观察到后方的情况，以免意外事件的发生。但反光镜过高过低都会产生使用的问题，所以参考大多数人的身高高度来调整反光镜高度来最大程度改善使用的问题，更好地保护用户的安全，使ATM自动取款机使用更安全、便捷、舒适。

4.2 ATM自动取款机改进效果展示及设计分析

ATM自动取款机整体结构设计大体参照并保留了原有的ATM自动取款机的结构设计并推陈出新，整体由触摸操控屏、操作台面、卡槽、密码键盘、出钞口等组成，主要改进设计集中在出钞口位置、反光镜高度尺寸、密码框的尺寸三处，改进后的ATM自动取款机效果图，如图1所示。

图1 改进后效果图

容脚空间：因ATM自动取款机原下方操作台无容脚空间，易使用户感觉站立不适，根据P95男性小腿长：403 mm，测量数据操作台高：913 mm，穿鞋修正量：22 mm。为满足P95男性有合适容脚空间，并满足自动取款机机体有一定容量放置储钱箱，改进设立容脚空间为513 mm，储钱箱为400 mm。P95男性＋穿鞋修正量=425 mm，满足容脚空间，符合人机设计。

密码框：根据《人机工程设计》得知P99男性手宽数据为91 mm，结论：通过比较自动取款机密码框尺寸得出密码框最小宽度为89 mm，故密码框尺寸在不合理范围内，不符合人机工程合理性。改进设计将密码框露于外处适用于99%人群。即将密码键盘外露，使用户可以更清晰看见按键键盘。键盘高度为1 050 mm，P5女性身高：1 484 mm、P5女性肩高：1 195 mm、P5女性肘高：899 mm。键盘高度低于P5女性高度。可以挡住键盘，此机器所处环境为单独隔间，具有一定封闭性，可以保护用户的财产安全。并且键盘高刚好处于肩高和肘高之间，符合人机设计。

出钞口位置：通过调查问卷得知，储钞口偏于左侧不符合大部分人的操作习惯，大多数人习惯用右手。原储钞机左侧为111 mm，原储钞机左侧为199 mm，将储钞机移动到中间位置，可适用于大多数人群。此位置小臂活动小于45°，在手臂活动范围内。不仅符合人机工程学也可方便人们更舒适地使用ATM自动取款机。

5 结束语

文中应用调查问卷取样和实地调研取证等方法，以工商银行CRS ATM自动取款机为分析目标，对现有产生的ATM自动取款机的相关问题进行人机工程学分析与改进设计，依据用户人群的真实需要和人机融洽的必须，对ATM的外型、功能键、密码键盘等开展人机剖析和改进设计方案，使得ATM自动取款机更加方便，操作更舒适。根据本次调研ATM自动取款机的分析与改进，充分认识到人机分析对设计的必要性，也深刻领会ATM自动取款机的设计原理构造，人机分析的目的是尽量满足舒适与安全的重要性，真正实现“以人为本”的人性化设计思想。人机工程学是将人——机——环境整个系统作为一个统一的整体来开展科学研究，为可以造就出最适合人类实际操作的机械设备和工作环境，如同研究调查改进的ATM自动取款机一样，也是将它分析改进为最适合于人操作的机械设备和更加舒适的环境，从而获得人机效率的大幅度提高。并且ATM自动取款机加入人机工程学因素可以提高产品竞争力，也能提高用户使用率，增强用户体验感。