ISO 15536-1:2005
(Main)Ergonomics — Computer manikins and body templates — Part 1: General requirements
Ergonomics — Computer manikins and body templates — Part 1: General requirements
ISO 15536-1:2005 establishes the general requirements for the design and development of computer manikins, body templates and manikin systems. It addresses their anthropometric and biomechanical properties, taking into account their usability and restrictions for structural complexity and functional versatility, and is also intended as a guide for the selection of manikins and manikin systems and for the evaluation of their accuracy and usability for the specified use. It specifies the documentation of the characteristics of manikins and manikin systems and their intended use, for the guidance of their users. It provides means for ensuring that computer manikins and body templates for the design of work space are appropriately accurate and reliable in their anthropometric and biomechanical aspects. It aims to ensure that users of manikins are able to choose an appropriate manikin system for particular design tasks and use it in an appropriate way. It sets requirements only on the static accuracy of the manikin, but provides recommendations on the other factors that can influence the accuracy of the analyses and determinations performed using them.
Ergonomie — Mannequins informatisés et gabarits humains — Partie 1: Exigences générales
L'ISO 15536-1:2005 établit les exigences générales relatives à la conception et au développement de mannequins informatisés, de gabarits humains et de systèmes de mannequin. Elle traite de leurs propriétés anthropométriques et biomécaniques, en tenant compte de leurs caractéristiques d'utilisabilité et de leurs restrictions en termes de complexité structurelle et de souplesse fonctionnelle. Elle est également destinée à servir de guide pour le choix des mannequins et des systèmes de mannequin et pour l'évaluation de leur précision et leur utilisabilité pour l'usage spécifié. Elle spécifie la documentation des caractéristiques des mannequins et systèmes de mannequin et leur utilisation prévue, pour orientation des utilisateurs. Elle fournit des moyens de garantir que les mannequins informatisés et les gabarits humains destinés à la conception des espaces de travail sont précis et fiables quant à leurs aspects anthropométriques et biomécaniques. Elle vise également à garantir que les utilisateurs sont à même de choisir un système de mannequin approprié à leurs tâches de conception et de l'utiliser de façon adéquate. Elle établit les exigences relatives, uniquement, à la précision statique des mannequins et formule également des recommandations au sujet d'autres facteurs qui peuvent avoir une influence sur la précision des analyses et des déterminations réalisées au moyen des mannequins.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15536-1
First edition
2005-05-01
Ergonomics — Computer manikins
and body templates —
Part 1:
General requirements
Ergonomie — Mannequins informatisés et gabarits humains —
Partie 1: Exigences générales
Reference number
ISO 15536-1:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 15536-1:2005(E)
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Published in Switzerland
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ISO 15536-1:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Accuracy. 2
5 Usability. 3
6 Documentation. 4
Annex A (informative) Factors affecting the anthropometric accuracy of manikins and of the
analyses and determinations performed using them . 7
Bibliography . 12
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ISO 15536-1:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15536-1 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 122, Ergonomics, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 159, Ergonomics,
Subcommittee SC 3, Anthropometry and biomechanics, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
ISO 15536 consists of the following parts, under the general title Ergonomics — Computer manikins and body
templates:
— Part 1: General requirements
The following parts are under preparation:
— Part 2: Structures and dimensions
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ISO 15536-1:2005(E)
Introduction
The structure of safety standards in the field of machinery is as follows.
a) Type-A standards (basis standards) give basic concepts, principle for design, and general aspects that
can be applied to machinery.
b) Type-B standards (generic safety standards) dealing with one or more safety aspect(s) or one or more
type(s) of safeguards that can be used across a wide range of machinery:
type-B1 standards on particular safety aspects (e.g. safety distances, surface temperature, noise);
type-B2 standards on safeguards (e.g. two-hand controls, interlocking devices, pressure-sensitive
devices, guards).
c) Type-C standards (machinery safety standards) dealing with detailed safety requirements for a particular
machine or group of machines.
This part of ISO 15536 is a type-B standard as stated in ISO 12100-1.
When provisions of a type-C standard are different from those which are stated in type-A or type-B standards,
the provisions of the type-C standard take precedence over the provisions of the other standards for machines
that have been designed and built according to the provisions of the type-C standard.
This part of ISO 15536 concerns requirements which are, to a great extent, independent both of the state of
the art in the currently rapidly developing field of computer manikins and body templates, and of the
availability of up-to-date, detailed and representative anthropometric data.
The physical characteristics of the human body are one of the starting points in the design of spaces, furniture,
machines and other equipment. Computer technology is advancing rapidly and allows the construction of
computer manikins to model the human body and to simulate human activities. Anthropometrically accurate
manikins or body templates can be used, for example, to visualize the geometric relationship between the
human body and the physical environment. Various functions of evaluation can also be integrated into the
manikin and manikin system, for example, indication of reach zones, visualization of viewing fields,
biomechanical calculation of required strength, and simulation of movements.
Computer manikins are intended to reduce the need for real test persons and the evaluation of physical
models and prototypes. However, real persons provide not only their true physical dimensions but also their
differing functional and perceptual capabilities as well as their assessment of the ease of performance,
comfort and other properties of the design (see ISO 15537).
The computer manikin permits quick, easy and early identification of possible dimensional shortcomings.
Critical dimensions restricting operations, such as fitting into a confined space or reaching objects can be
quickly assessed in relation to extreme body measurements. The dimensioning would otherwise require tests
with a large number of test persons.
In the use of manikins, several ergonomic aspects (e.g. anthropometric, postural, visual, strength-related,
dynamic) are addressed in one and the same test situation. As a universal design tool, the manikin is
particularly useful for entirely novel designs, when no recommendations on the dimensions exist and no
reference situations for full-scale evaluation are available. In the design process, the use of computer
modelling with a manikin facilitates information exchange and collaboration between different specialists and
users.
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ISO 15536-1:2005(E)
When used appropriately, computer manikins accelerate the entire design process and reduce the costs of
designing. The ergonomic design process is presented as a whole in EN 614-1.
The use of computer manikins does not ensure appropriate design solutions automatically, and they can even
be misused. The designer may use them inappropriately, for example, by permitting awkward postures, or by
providing too little space for movements. It is possible that he or she is not aware of the inherent limitations of
computer manikins, either in anthropometric, postural or biomechanical respects. As the complexity of the
manikin systems increases, the links to the data on these human characteristics can also become difficult or
impossible to trace.
The manikins and manikin systems available so far vary with respect to the functions and features they afford,
as well as to their accuracy and usability. At the present developmental stage, the most sophisticated manikin
systems may require powerful hardware and specially trained users, and they may be unavailable to many
designers. The most simple ones may be easy to use but are of restricted value for designing. The systems
may also differently emphasise such components as anthropometric accuracy, biomechanical capabilities,
graphical visualisation, geometric design, simulation and animation. The choice of manikin and the associated
design system is, to a great extent, a trade-off between these different features.
Broad experience of the field and a high level of care are necessary when choosing and using the manikin
system, and for controlling the effects of other external parameters, however sophisticated the manikin system
may be.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15536-1:2005(E)
Ergonomics — Computer manikins and body templates —
Part 1:
General requirements
IMPORTANT — The application of this part of ISO 15536 should be verified by practical tests with real
persons.
1 Scope
This part of ISO 15536 establishes the general requirements for the design and development of computer
manikins, body templates and manikin systems. It addresses their anthropometric and biomechanical
properties, taking into account their usability and restrictions for structural complexity and functional versatility,
and is also intended as a guide for the selection of manikins and manikin systems and for the evaluation of
their accuracy and usability for the specified use. It specifies the documentation of the characteristics of
manikins and manikin systems and their intended use, for the guidance of their users. It provides means for
ensuring that computer manikins and body templates for the design of work space are appropriately accurate
and reliable in their anthropometric and biomechanical aspects. It aims to ensure that users of manikins are
able to choose an appropriate manikin system for particular design tasks and use it in an appropriate way. It
sets requirements only on the static accuracy of the manikin, but provides recommendations on the other
factors that can influence the accuracy of the analyses and determinations performed using them.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7250, Basic human body measurements for technological design
ISO 9241-11, Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs) — Part 11:
Guidance on usability
ISO 12100-1, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 1: Basic
terminology, methodology
EN 614-1, Safety of machinery — Ergonomic design principles — Part 1: Terminology and general principles
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12100-1 and the following apply.
3.1
computer manikin
two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) graphical computer representation of the human body based
on anthropometric measurements, link and joint structure, and movement characteristics
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ISO 15536-1:2005(E)
3.2
computer manikin system
computer modelling system consisting of a computer manikin, tools for controlling and manipulating the
manikin (e.g. posture, anthropometric measurements), functions for mimicking human characteristics and
behaviour (e.g. biomechanical, strength, movements), and means to position the manikin in relation to the
computer model of the physical environment
3.3
body template
physical two-dimensional, usually articulated, contour model of the human body based on anthropometric
measurements
4 Accuracy
4.1 General
Several factors affect the accuracy of the analysis and determinations performed with the help of a manikin.
Some depend on the anthropometric, structural, functional and biomechanical accuracy of the manikin itself;
some on the knowledge and experience of the user of the manikin, for example, how appropriately the fine
adjustments of the posture are done, or how deep the manikin is set in a cushioned seat surface. The required
accuracy depends on the work tasks and the criticality of the dimensions (e.g. access, reach).
This part of ISO 15536 sets requirements only on the static accuracy of the manikin (see 4.2 to 4.3), but
provides recommendations on the other factors which can influence the accuracy of the analyses and
determinations performed with their help. These factors are described and discussed in Annex A.
4.2 Static accuracy of manikins
The structure and shape of the manikin shall conform with the shape and anthropometric measurements of
the human body (see 6.4). Particular attention should be given to the design of a manikin so that the
measurements of a manikin match the measurement of a human being in corresponding postures (e.g.
standing and sitting).
The conformity of a computer manikin with the available population data on anthropometric measurements
shall be checked by measuring the manikin in accordance with ISO 7250. By measuring horizontal or vertical
distances between selected points, the measurements of the manikin can be compared with population data
(or those presented for the European population in ISO 15534-3), and the accuracy in standard positions can
be determined (see 6.5).
4.3 Specific issues of anthropometric accuracy
4.3.1 Effect of slump
The standardised postures in which the anthropometric measurements are taken are erect, whereas in natural
postures the body is slightly slumped. The variation of the relevant measurements in standing and sitting
postures should be considered by allowing the relevant fine adjustment in the posture of the trunk, or by a
relevant slump factor (in upright postures this varies normally from 10 mm to 60 mm).
4.3.2 Soft tissue deformation
The body consists of both hard tissues such as bones which are rigid, and soft ones such as muscles and fat
which deform when the posture is changed, or when subjected to pressure. The manikin should have
provisions for taking account of deformable tissue, for example, in the area of the buttocks so that the height
of the trunk remains correct when changing from standing to sitting.
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ISO 15536-1:2005(E)
4.3.3 Joint movement
Joint mobility affects anthropometric accuracy. For example, the shoulder and the centre of rotation of the
shoulder joint are mobile, which greatly affects forward and upward reach. The user of the manikin should be
made aware of the type of reach of the manikin (e.g. convenient/maximal reach). Consideration of the
shoulder movement should be realized by the appropriate function of the manikin, or by providing the user of
the possibility to adjust the location of the joint rotation centre within the range of its movement. For more
information on joint movement, see A.3.3.
5 Usability
5.1 General
Computer manikin software systems shall be easy to use in order to be accepted and implemented into the
design process according to EN 614-1. The usability of the manikin systems also affects the accuracy of the
analysis performed with their help. Usability features of manikin systems are described in 5.2 to 5.8. General
requirements on the usability of software applications shall be according to ISO 9241-11.
5.2 Clarity
The structure and interface of the manikin system shall be clearly understandable to allow quick learning and
ease of use.
5.3 Consistency
The interface of the software, for example, dialogues and menus, should be as far as possible consistent with
other computer programs that are used by the designer, such as the design software (CAD), animation
software, and ergonomic/human factors application programs for evaluation.
5.4 Effectiveness
The software routines of computer systems should be short and simple. These include access routines
needed to move from one software application to another, or to transfer the manikin or the environment from
one application to another. Also, the number of steps in the user procedures should be limited and the
difficulty of choice in each step should be kept as low as possible.
5.5 Versatility
It has to be possible to manipulate the manikin (size, posture) and modify the environment within the same
software application. It is necessary that the manikin system also allows the user to specify and illustrate the
viewing fields, reach and angular limits, e.g. preferred and maximal working area (see ISO 14738). The
versatility of the manikin system is greatly affected by the architecture and design of the software (e.g.
modularity and open-system architecture, see A.7).
5.6 Ease of changing anthropometry
The anthropometric measurements of the manikin shall be readily changeable, e.g. by selecting the required
percentile of the measurement or by changing the measurements directly; in both cases the percentiles shall
be indicated to the user. Relevant to the design needs, the combinations of different body segment percentiles
shall be available, and be suitably explained. It shall be possible to adjust the anthropometric measurements
between the 1st and 99th percentile of the intended population (see A.5.2).
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ISO 15536-1:2005(E)
5.7 Ease of changing posture
The posture shall be easy to change for testing certain operations, e.g. for momentary reaching to an object
and reverting back to the initial posture. The manikin system shall allow easy selection of, or change to, basic
postures, e.g. standing, sitting, stooping and kneeling. The manikin shall also be easy to position, in order that
it either is or is not in contact with objects in the environment.
5.8 Ease of visual judgements
The adjustments of the measurements or postures shall be easy to perceive by the user and facilitated in
appropriate ways in order to achieve the required accuracy. This presupposes sufficient indication of the
surface or contour of the body, in addition to indicating the joints to be moved, and the direction and
magnitude of the movement. This may require the use of landmarks if the manikin has hair or wears clothing
and shoes, or reference lines showing the change of the joint angles.
In order to judge whether a posture or object to be reached is within acceptable limits, it should be possible to
display viewing fields, reach and comfort zones clearly when needed.
The positioning of the manikin in relation to the seating arrangements requires indication of certain reference
points, e.g. the seat index point (SIP).
6 Documentation
6.1 General
The developer of the manikin and manikin system is responsible for documentation of their characteristics and
intended use, as well as for the guidance to the user. Requirements for this documentation are presented in
6.2 to 6.9.
6.2 Intended use
The intended use of the manikin shall be documented, e.g. animation, anthropometric and bi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15536-1
Première édition
2005-05-01
Ergonomie — Mannequins informatisés
et gabarits humains —
Partie 1:
Exigences générales
Ergonomics — Computer manikins and body templates —
Part 1: General requirements
Numéro de référence
ISO 15536-1:2005(F)
©
ISO 2005
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ISO 15536-1:2005(F)
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 15536-1:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Précision. 2
5 Utilisabilité. 3
6 Documentation. 4
Annexe A (informative) Facteurs affectant la précision anthropométrique des mannequins et des
analyses et déterminations effectuées au moyen de ces derniers . 8
Bibliographie . 14
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 15536-1:2005(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15536-1 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 122, Ergonomie, du Comité européen de
normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 3,
Anthropométrie et biomécanismes, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN
(Accord de Vienne).
L'ISO 15536 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Ergonomie — Mannequins
informatisés et gabarits humains:
⎯ Partie 1: Exigences générales
La partie suivante est en cours de préparation:
⎯ Partie 2: Vérification des fonctions et validation des dimensions pour les systèmes de mannequins
informatisés
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 15536-1:2005(F)
Introduction
Dans le domaine de la sécurité des machines, les normes sont structurées de la manière suivante.
a) Normes de type A (normes fondamentales de sécurité), précisant des notions fondamentales, des
principes de conception et des aspects généraux relatifs aux machines.
b) Normes de type B (normes génériques de sécurité), traitant d'un ou de plusieurs aspects de la sécurité
ou d'un ou de plusieurs types de dispositifs conditionnant la sécurité, valables pour une large gamme de
machines:
⎯ normes de type B1, traitant d'aspects particuliers de la sécurité (par exemple distances de sécurité,
température de surface, bruit);
⎯ normes de type B2, traitant de dispositifs conditionnant la sécurité (par exemple commandes
bimanuelles, dispositifs de verrouillage, dispositifs sensibles à la pression, protecteurs).
c) Normes de type C (normes de sécurité par catégorie de machines), traitant des exigences de sécurité
détaillées s'appliquant à une machine particulière ou à un groupe de machines particulier.
La présente partie de l'ISO 15536 est une norme de type B, telle que définie dans l'ISO 12100-1.
Lorsque des dispositions d'une norme de type C diffèrent de celles indiquées dans une norme de type A ou B,
ces dispositions prévalent sur celles des autres normes, et ce pour les machines conçues et fabriquées
conformément aux spécifications de la norme de type C.
La présente partie de l'ISO 15536 concerne les exigences qui sont, dans une large mesure, indépendantes du
développement dans le domaine des mannequins informatisés, en évolution rapide actuellement, et de la
disponibilité de données anthropométriques à jour, détaillées et représentatives.
Les caractéristiques physiques du corps humain représentent l'un des points de départ pour la conception
d'espaces, de mobilier, de machines et d’autres équipements. La technologie informatique évolue rapidement
et permet l'élaboration de mannequins informatisés destinés à modéliser le corps humain et à simuler les
activités humaines. Il est possible, par exemple, d'utiliser des mannequins ou des gabarits humains
anthropométriquement précis pour visualiser la relation géométrique entre le corps humain et l'environnement
physique. Il est également possible d'intégrer différentes fonctions d'évaluation au mannequin et au système
de mannequin, par exemple l'indication des zones d'atteinte, la visualisation des champs de vision, le calcul
biomécanique de la force requise et la simulation de mouvements.
Les mannequins informatisés sont destinés à réduire le besoin d'essais avec personnes réelles et à limiter
l'évaluation de modèles physiques et de prototypes. Toutefois, les personnes réelles fournissent non
seulement leurs vraies dimensions physiques mais également leurs différentes capacités fonctionnelles et
perceptives, de même que leur appréciation en termes de facilité d'accomplissement, de confort et autres
propriétés de la conception (voir l'ISO 15537).
Les mannequins informatisés permettent une identification rapide et aisée des éventuelles insuffisances
dimensionnelles. Il est possible d'évaluer rapidement les dimensions critiques qui restreignent des opérations,
telles que l'adéquation d'un espace confiné ou l'atteinte d'objets, par rapport aux mesures du corps humain.
Sans cela, le dimensionnement nécessiterait des essais avec un grand nombre de personnes.
L'utilisation de mannequins permet de prendre en considération, dans une seule et même situation d'essai,
plusieurs aspects ergonomiques (par exemple anthropométrique, postural, visuel, lié à la force, dynamique).
En tant qu'outil de conception universelle, le mannequin est particulièrement utile pour les conceptions
entièrement nouvelles, lorsque aucune recommandation relative aux dimensions n'existe et qu'aucune
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ISO 15536-1:2005(F)
situation de référence pour une évaluation en grandeur réelle n'est disponible. Dans le processus de
conception, l'utilisation de la modélisation informatique comportant un mannequin facilite l'échange
d'informations et la collaboration entre différents spécialistes et utilisateurs.
Lorsqu'ils sont utilisés de façon adéquate, les mannequins informatisés accélèrent le processus de
conception global et réduisent les coûts de ce dernier. Le processus de conception ergonomique est présenté
dans son ensemble dans l'EN 614-1.
Les mannequins informatisés ne garantissent pas automatiquement des solutions de conception appropriées;
ils peuvent également être mal utilisés. Le concepteur peut les utiliser de façon inadéquate, par exemple, en
permettant l'utilisation de postures contraignantes ou en fournissant trop peu d'espace pour les mouvements.
Le concepteur peut ne pas être conscient des limitations inhérentes aux mannequins informatisés, en termes
anthropométriques, posturaux ou biomécaniques. Étant donné la complexité croissante des systèmes de
mannequin, il peut également devenir difficile ou impossible de retrouver les liens avec les données sur les
caractéristiques humaines.
Les mannequins et systèmes de mannequin disponibles actuellement varient quant aux fonctions et aux
caractéristiques fournies, de même qu'en termes de précision et d'utilisabilité. Au stade actuel de
développement, les systèmes de mannequin les plus sophistiqués peuvent requérir un matériel informatique
puissant et des utilisateurs spécialement formés; ils peuvent être indisponibles pour de nombreux
concepteurs. Les systèmes les plus simples peuvent être faciles à utiliser mais présentent une valeur limitée
pour la conception. Les systèmes peuvent également représenter, avec des valeurs différentes, des
composantes telles que la précision anthropométrique, les capacités biomécaniques, la visualisation
graphique, la conception géométrique, la simulation et l'animation. Le choix du mannequin et du système de
conception associé représente, dans une grande mesure, un compromis entre ces différents éléments.
Une grande expérience du domaine et un niveau d'attention élevé sont nécessaires pour choisir et utiliser le
système de mannequin, ainsi que pour prendre en compte les effets d'autres paramètres externes, aussi
sophistiqué que soit le système.
vi © ISO 2005 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 15536-1:2005(F)
Ergonomie — Mannequins informatisés et gabarits humains —
Partie 1:
Exigences générales
IMPORTANT — Il est recommandé de vérifier les résultats de l'application de la présente partie de
l'ISO 15536 à l'aide d'essais pratiques réalisés sur des personnes réelles.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 15536 établit les exigences générales relatives à la conception et au
développement de mannequins informatisés, de gabarits humains et de systèmes de mannequin. Elle traite
de leurs propriétés anthropométriques et biomécaniques, en tenant compte de leurs caractéristiques
d'utilisabilité et de leurs restrictions en termes de complexité structurelle et de souplesse fonctionnelle. Elle
est également destinée à servir de guide pour le choix des mannequins et des systèmes de mannequin et
pour l'évaluation de leur précision et de leur utilisabilité pour l'usage spécifié. Elle spécifie la documentation
des caractéristiques des mannequins et systèmes de mannequin et leur utilisation prévue, pour orientation
des utilisateurs. Elle fournit des moyens de garantir que les mannequins informatisés et les gabarits humains
destinés à la conception des espaces de travail sont précis et fiables quant à leurs aspects anthropométriques
et biomécaniques. Elle vise également à garantir que les utilisateurs sont à même de choisir un système de
mannequin approprié à leurs tâches de conception et de l'utiliser de façon adéquate. Elle établit les exigences
relatives, uniquement, à la précision statique des mannequins et formule également des recommandations au
sujet d'autres facteurs qui peuvent avoir une influence sur la précision des analyses et des déterminations
réalisées au moyen des mannequins.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7250, Définitions des mesures de base du corps humain pour la conception technologique
ISO 9241-11, Exigences ergonomiques pour travail de bureau avec terminaux à écrans de visualisation
(TEV) — Partie 11: Lignes directrices relatives à l'utilisabilité
ISO 12100-1, Sécurité des machines — Notions fondamentales, principes généraux de conception —
Partie 1: Terminologie de base, méthodologie
EN 614-1, Sécurité des machines — Principes ergonomiques de conception — Partie 1: Terminologie et
principes généraux
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 12100-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
mannequin informatisé
représentation informatique graphique en deux dimensions (2D) ou en trois dimensions (3D) du corps humain,
basée sur des mesurages anthropométriques, sur la structure des articulations et des liaisons et sur les
caractéristiques des mouvements
3.2
système de mannequin
système de mannequin informatisé
système de modélisation informatique qui se compose d'un mannequin informatisé, d'outils pour la
commande et la manipulation du mannequin (par exemple posture, mesures anthropométriques), de fonctions
permettant de simuler les caractéristiques et le comportement humains (par exemple biomécanique, force,
mouvements) et de moyens pour positionner le mannequin par rapport au modèle informatique de
l'environnement physique
3.3
gabarit humain
modèle bidimensionnel, généralement articulé, du contour du corps humain basé sur des mesures
anthropométriques
4 Précision
4.1 Généralités
Plusieurs facteurs affectent la précision de l'analyse et des déterminations effectuées à l'aide d'un mannequin.
Certains dépendent de la précision anthropométrique, structurelle, fonctionnelle et biomécanique même du
mannequin, d'autres de la connaissance et de l'expérience de l'utilisateur. Ces dernières incluent, par
exemple, la précision d'ajustement de la posture ou la façon dont le mannequin est enfoncé dans le coussin
d'un siège. La précision requise dépend des tâches et de l'importance des dimensions (par exemple accès,
atteinte).
La présente partie de l'ISO 15536 détermine des exigences relatives, uniquement, à la précision statique du
mannequin (voir 4.2 et 4.3) et fournit des recommandations sur les autres facteurs qui peuvent influencer la
précision de l'analyse et des déterminations effectuées. Ces facteurs sont décrits et détaillés dans l'Annexe A.
4.2 Précision statique des mannequins
La structure et la forme du mannequin doivent être conformes à la forme et aux mesures anthropométriques
du corps humain (voir 6.4). Il convient de porter une attention particulière à la conception du mannequin, de
sorte que les mesures du mannequin coïncident avec les mesures d'un être humain dans les postures
correspondantes (positions debout et assise, par exemple).
La conformité d'un mannequin informatisé aux données anthropométriques disponibles sur la population doit
être vérifiée en mesurant le mannequin en se basant sur les définitions de l'ISO 7250. En déterminant les
distances horizontales et verticales séparant les points sélectionnés, il est possible de comparer les mesures
du mannequin aux données réelles (ou à celles présentées pour la population européenne dans
l'ISO 15534-3) et de déterminer la précision pour les positions types (voir 6.5).
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4.3 Thèmes spécifiques de la précision anthropométrique
4.3.1 Effet de relâchement
Les postures types par rapport auxquelles les mesures anthropométriques sont déterminées sont des
positions redressées, alors que les postures corporelles naturelles sont légèrement relâchées. Il convient de
prendre en considération la réduction de stature et d'autres mesures applicables aux positions debout et
assise, en admettant un léger ajustement au niveau de la posture du tronc ou à l'aide d'un facteur de
relâchement correspondant (variation courante de 10 mm à 60 mm pour les postures verticales).
4.3.2 Déformation des tissus mous
Le corps humain se compose de parties rigides telles que les os et de tissus mous comme les muscles et la
graisse, qui se déforment lors d'un changement de posture ou sous l'effet d'une pression. Il convient que le
mannequin présente des dispositions afin de tenir compte du tissu déformable, par exemple au niveau des
fesses, de sorte que la hauteur du tronc reste correcte lors du changement de position (debout/assise).
4.3.3 Mouvement de l'articulation
La mobilité des articulations affecte la précision anthropométrique. L'épaule et le centre de rotation de
l'articulation scapulo-humérale, par exemple, sont mobiles, ce qui affecte dans une grande mesure l'atteinte
vers l'avant et vers le haut. Il convient que l'utilisateur du mannequin soit conscient du type d'atteinte
caractérisant ce dernier (par exemple atteinte confortable/maximale). Il convient de prendre en compte le
mouvement de l'épaule à l'aide d'une fonction appropriée du mannequin ou en offrant la possibilité à
l'utilisateur d'ajuster l'emplacement du centre de rotation de l'articulation dans la limite du mouvement. Pour
davantage d'informations sur le mouvement des articulations, voir A.3.3.
5 Utilisabilité
5.1 Généralités
Les systèmes logiciels des mannequins informatisés doivent présenter une facilité d'utilisation de façon à être
acceptés et mis en œuvre dans le processus de conception conformément à l'EN 614-1. L'utilisabilité des
systèmes de mannequin influence également la précision de l'analyse effectuée. Les caractéristiques
d'utilisabilité des systèmes de mannequin sont décrites en 5.2 à 5.8. Les exigences générales relatives à
l'utilisabilité des applications logicielles sont décrites dans l'ISO 9241-11.
5.2 Intelligibilité
La structure et les interfaces du système de mannequin doivent être clairement compréhensibles afin de
permettre un apprentissage rapide et une facilité d'utilisation.
5.3 Cohérence
Il convient que l'interface du logiciel, par exemple dialogues et menus, soit, dans la mesure du possible,
cohérente par rapport à d'autres programmes informatiques utilisés par le concepteur, tels que les logiciels de
conception (CAO, conception assistée par ordinateur), les logiciels d'animation et les programmes
d'application de l'ergonomie ou des facteurs humains pour l'évaluation.
5.4 Efficacité
Il convient que les programmes utilisés soient courts et simples. Ceux-ci incluent des programmes d'accès
nécessaires au passage d'une application logicielle à une autre ou au transfert du mannequin ou de
l'environnement d'une application à une autre. Il convient également que le nombre d'étapes des procédures
suivies par l'utilisateur soit limité et que la difficulté de choix à chaque étape soit minimisée.
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5.5 Souplesse d'utilisation
Il doit être possible de manipuler le mannequin (taille, posture) et de modifier l'environnement dans la même
application logicielle. Il est également nécessaire que le système de mannequin permette à l'utilisateur de
spécifier et d'illustrer les champs de vision, les limites d'atteinte et les limites angulaires, par exemple zones
de travail privilégiée et maximale (voir l'ISO 14738). La souplesse d'utilisation du système de mannequin est
affectée, dans une grande mesure, par l'architecture et la conception du logiciel (par exemple modularité et
architecture à système ouvert, voir A.8).
5.6 Facilité de modification de l'anthropométrie
Les mesures anthropométriques du mannequin doivent être facilement modifiables, par exemple en
sélectionnant le centile requis du mesurage ou en modifiant directement les mesures; dans les deux cas, les
centiles doivent être indiqués à l'utilisateur. S'ils s'avèrent utiles pour les besoins de conception, les
combinaisons de centiles différents pour chaque segment corporel doivent être disponibles et expliquées de
er e
façon adéquate. Il doit être possible d'ajuster les mesures anthropométriques entre les 1 et 99 centiles de
la population prévue (voir A.5.2).
5.7 Facilité de modification des postures
Les postures doivent être faciles à modifier pour l'essai de certaines opérations, par exemple atteindre
momentanément un objet et revenir à la posture initiale. Le système de mannequin doit permettre une
sélection ou une modification aisée des postures de base, par exemple position debout, position assise,
position courbée, à genoux. Le mannequin doit également pouvoir être aisément placé, de sorte qu'il soit ou
ne soit pas en contact avec des objets de l'environnement.
5.8 Facilité de visualisation
Les ajustements de mesurages ou de postures doivent être faciles à percevoir pour l'utilisateur et être
présentés de façon appropriée afin d'atteindre la précision requise. Cela présuppose une indication suffisante
de la surface ou du contour du corps, outre l'indication des articulations à bouger, ainsi que de la direction et
de l'amplitude du mouvement. À cet égard, l'utilisation de points de repère si le mannequin a des cheveux ou
porte des vêtements et des chaussures, ou de lignes de référence indiquant le changement des angles des
articulations, peut être nécessaire.
De façon à juger si une posture ou un objet à atteindre se situe dans les limites acceptables, il convient qu'il
soit possible d'afficher clairement les champs de vision, les zones d'atteinte et de confort, lorsque cela est
nécessaire.
Le positionnement du mannequin par rapport aux configurations de siège requiert l'indication de certains
points de référence, par exemple le point de référence du siège (PRS).
6 Documentation
6.1 Généralités
Le développeur du mannequin et du système de mannequin est responsable de la documentation de leurs
caractéristiques et de leur utilisation prévue, de même que des principes directeurs destinés à l'utilisateur. Les
exigences relatives à cette documentation sont présentées en 6.2 à 6.9.
6.2 Utilisation prévue
L'utilisation prévue du mannequin doit faire l'objet d'une documentation, par exemple animation, évaluations
anthropométriques et biomécaniques, accompagnée de toute limitation d'utilisation, particulièrement du point
de vue anthropométrique. Les types d'analyses et d'évaluations auxquels est destiné le système de
mannequin doivent être précisés également, par exemple:
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⎯ fonctions d'évaluation automatisée ou évaluation uniquement visuelle;
⎯ animation des mouvements ou présentation graphique immobile uniquement;
⎯ analyses des relations géométriques telles que vue, accès, atteinte et collision;
⎯ évaluation des exigences relatives à la force, sur la base de calculs biomécaniques.
Le groupe d'utilisateurs doit également faire l'objet d'une documentation, par exemple ingénieurs, experts
dans le domaine de l'ergonomie. Le domaine de conception doit être indiqué, par exemple conception de
machines, conception architecturale. Il faut également documenter les exigences concernant l'expérience
dans les domaines de l'anthropométrie, de la conception de postes de travail et des techniques informatiques,
afin d'utiliser la pleine puissance du logiciel dans les applications complexes.
6.3 Sources des données
Les sources des données anthropométriques utilisées doivent être indiquées. Si les données sont combinées
à partir de différentes sources ou représentent des données totalisées par sexe, les données résultantes
e e e
doivent être spécifiées et présentées en tableaux sous la forme de valeurs de 5 , 50 et 95 centiles au moins.
6.4 Précision anthropométrique pour les positions types
Pour l'évaluation de la précision statique du mannequin informatisé (voir 4.2), les mesures anthropométriques
de base présentées dans le Tableau 1 doivent être déterminées au minimum. Pour chaque mesure, les
données initiales (source, originales, combinées ou totalisées), telles que spécifiées en 6.3, doivent être
indiquées. En outre, les mêmes mesures doivent être déterminées directement à partir du mannequin lorsqu'il
e e e
représente les 5 , 50 et 95 centiles. La différence entre ces valeurs doit également être indiquée sous forme
de pourcentage de la valeur initiale. Le Tableau 1 montre une façon dont il est possible de présenter cette
comparaison. La comparaison montrera les différences inhérentes dues aux compromis sur la stature et aux
choix possibles concernant les types corporels. Pour certaines applications, il convient également d'utiliser les
er e
1 et 99 centiles (voir A.5.2).
6.5 Hypothèses et corrections — Posture
Toute hypothèse et correction concernant les différences dimensionnelles entre les postures types et réelles
du mannequin doivent être explicitées, par exemple corrections dues à l'effet de relâchement (voir 4.3.1) et
mouvement de l'articulation de l'épaule (voir 4.3.3). Si elles représentent une caractéristique intégrée au
mannequin, il convient de les prendre en compte dans les comparaisons requises en 6.4.
6.6 Hypothèses et corrections — Vêtements
Toute hypothèse et correction concernant les vêtements doivent être précisées (par exemple hauteur du talon
de chaussure).
6.7 Autres caractéristiques influençant la précision anthropométrique
Toutes les caractéristiques du mannequin qui influencent la précision anthropométrique ou biomécanique,
mais qui ne sont pas visibles ou évidentes, doivent être précisées. Elles incluent la structure interne, de même
que le type de système de coordonnées utilisé pour décrire l'orientation des membres et les contraintes
éventuelles.
Il est important que les points suivants, au moins, soient indiqués:
⎯ la façon dont la géométrie anthropométrique du mannequin est représentée (par exemple le type de
structure utilisée pour représenter la surface, le squelette interne);
⎯ si une base de données des mesures anthropométriques d'une population spécifique est fournie;
⎯ si d'autres bases de données peuvent être intégrées;
⎯ s'il est possible d'utiliser les mesures d'un individu isolé.
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Tableau 1 — Comparaison entre les données initiales et les mesures directes sur le mannequin
pour les positions types
Mesures P5 P50 P95
anthropo-
Donnée Mesure du Différence Donnée Mesure du Différence Donnée Mesure du Différence
métriques de
a
initiale mannequin % initiale mannequin % initiale mannequin %
base
1 Stature
(hauteur
corporelle)
2 Taille en
position
assise
(redressée)
3 Distance
fonctionnelle
de
préhension
(atteinte vers
l'avant)
4 Largeur aux
épaules
(bideltoïde)
5 Largeur aux
hanches
(position
assise)
6 Épaisseur du
thorax (sujet
debout)
7 Épaisseur du
corps (sujet
debout)
8 Largeur
thoracique
(sujet
debout)
9 Hauteur du
coude (sujet
debout)
10 Longueur
é
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.