能手机易滑易碎,柔性保护壳和钢化玻璃屏应运而生;新手司机容易混淆刹车和油门,两个部件的触感、位置设计有别,让人轻易区分。生活中,许多我们习以为常的事物,都与人因工程学(Human Factors Engineering)有关。陈善广校友做客珞珈讲坛137讲,做题为《人因工程和中国智造》的报告,带学子领略人因工程的科学奥妙。
人因工程是什么?
指示牌、语音导航、无障碍通道……陈善广首次用大量的生活案例解释“什么是人因工程?”
我国先后开展了载人航天工程,研制、实施,先后送了10名航天员上太空,5次载人发射,5次无人飞行,创造了非常辉煌的战绩。但是,成功不等于成熟,结果完美并不等于过程完美。在我们航天人的内部,每一次都要进行反思,包括人的保障,生活的保障,天地协同,舱门的开启,返回着陆都有很多隐含的安全的因素和人的问题没有处理好的情况,这些问题我们在每一次发射的时候还在不断改进,到现在为止也不能说就十全十美了。
刚才我们举的案例就基本诠释了“人因工程”,“人因工程”涉及的范围很宽,从军事到民用,小到我们日常生活的日用品的设计,大到非常复杂的战斗机、宇宙飞船的设计都涵盖人的因素问题。
人因工程的“人”
“如果考虑不周,不仅会使系统效能降低或失效,甚至会导致人员伤亡。”进而,他系统的介绍了人因工程的历史沿变、科学分支和主要特点。陈善广认为,一个好的设计应当考虑五个因素:人的特性与局限,人—机界面设计和交互方式等机的设计,人机功能分配,组织、文化与保障,人员选拔与培训。人是有局限性的,人是很娇贵的,但是人又具有智慧、具有能力。这些因素都要考虑的,还要考虑年龄段、性别、职业,还有不同的应用场合,他的特性会发生变化。比方说:在航天方面,由于宇宙失重,会导致人的生理、心理都会有各种变化。另外是一些人机交互,哪些由人来承担,哪些交给机器来做。
人因工程的特点
HFE有什么特点?第一:它特别强调以人为本的理念,人始终是系统的核心。第二个研究的对象,是研究人在系统中与其他系统因素之间的交互关系,在这里有一个基本认识,人是系统中最活跃、最灵动的。
第二个是系统工程的方法,这里面的因素包括很多了,所有的人造物,包括工作场所、产品等等,也包括系统中的操作者。在微观层面,比如我们把人作为一个使用工具或者是执行某个单个任务的时候这样一个单个的人的行为。在中间层面作为一个技术过程、组织的一个部分。还有宏观层面,它与我们某一个组织、一个地区、一个国家也可以说是全球的一个部分,比方说不同民族的特色、不同地域的特色。那么,另外一个在具体实施这个人与工程分析的时候,我们主要是针对特定的属性和层次。
第三个,这个学科最核心的地方是面向设计,刚才说“人因工程”它涵盖的很广泛,从你这一个活动刚开始,策划就要考虑人的因素,然后到设计、到研制实现和灵活、形成、改进。但是在这个里面,设计是最关键的,在设计里面我们要体现一个原则就是一次性把事情做好,这一点非常关键。人因工程设计强调系统相关人员,包括用户和人因专家应参与到设计和研发中来。人因专家应发挥广泛而独特的作用,比如,可以作为系统中人的因素的总代表,包括个体或团队属性从微观到宏观层面;要有良好的沟通能力,特别是与管理层和工程师,要把自己作为设计师与用户的桥梁。综合上述,这些直面设计的特性区分了HFE与社会学和人类学,尽管HFE可以综合应用这些学科的成果。
第四个特点是目标协调,讲究系统性能和人员状态最优。系统协调包括生产能力、效率、有效性、生产的质量还有它的创新性、灵便性、系统安全性、可靠性。
人因工程发展现状与启示
人-机关系本质上是人-人关系,因为任何设计本质上会打上人的烙印;因此人机关系就是设计者与使用者之间的关系,它是对立统一的。设计者常常把自己当成使用者,使用者常常抱怨设计者不满足需求,HFE架起了一座科学合理的沟通和方法学桥梁。
人因工程主要研究方向
人体工效学:与人体解剖学、人体测量学、生物力学相关
认知工效学:研究与人的思维相关的工效学问题
组织工效学:研究与社会、组织系统相关的人因问题
人的生理与心理特性:如人的感知特性、信息加工能力、传递反应特性;人的工作符合与效能、疲劳;人体尺寸、人体力量、人体活动范围;人的决策过程,影响效率的因素等。
人机交互与界面设计
人-机交互方式及原理;显示器与控制器;人-机协作;研究人机界面设计原则、人机界面的组成并使其优化匹配,产品就会在功能、质量、可靠性、造型及外观等方面得到改进和提高,这也会增加产品的技术含量和附加值。
工作场所设计和改善:工作场所设计包括工作场所总体布置、工作台或操纵台与座椅设计、工作条件设计等
针对人因工程的发展现状,陈善广概括指出,以人为本是核心理念,安全性是首要目标,兼顾系统各要素的和谐统一,同时包含人的审美诉求。
人因工程与中国工业展望
当人类步入以“智慧工厂”和“职能生产”为主题的工业4.0时代,更加强调你解放工人和提升创新能力。在此背景下,人因工程面临哪些新挑战?陈善广总结有以下几个方面:虚拟与增强现实技术应用,人—机器人协同效率和安全问题,人—机、人—人、人—组织关系均发生重要改变,自动化-信息物理系统,互联网+和物联网。
反观中国工业现状,陈善广表示,虽然我们是全球第一的制造业大国,但是现代化、信息化水平区域发展参差不齐,标准化程度低,总体处于工业2.0、工业3.0并存阶段,要想进入工业4.0,还需先补上2.0和3.0的“课”。
“但是,挑战越大,机遇越大。”他提出助推中国智造人因工程的行动建议:服务国家战略、加强顶层推动、加大科研投入、推动军民融合、强调人因设计、发展相关培训、制定人因标准、发挥学术团体作用。