王亞晴?王凈凈

摘要：新一代工業(yè)智能面臨的重大難題和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)是物理世界與信息世界的融合，關(guān)鍵是人、機(jī)、物的協(xié)同共生。日本基于CPS信息物理系統(tǒng)提出了社會(huì)5.0，“人”在信息和物理環(huán)境中的互相作用和映射的重要地位被重新鞏固，并特別強(qiáng)調(diào)操作員的執(zhí)行和現(xiàn)場作用，即是人與信息物理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互。在中國的工業(yè)智能轉(zhuǎn)型中，特別是大型生產(chǎn)實(shí)時(shí)調(diào)度與制造過程全流程監(jiān)控、核電廠實(shí)時(shí)跟蹤告警、武器裝備作戰(zhàn)指令實(shí)時(shí)傳輸、高鐵通信指揮實(shí)時(shí)調(diào)度等重大工業(yè)，如何通過人與信息物理系統(tǒng)的感知融合，達(dá)成“信息高效傳輸和人精準(zhǔn)決策的協(xié)同共生”，對于維系重大工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和穩(wěn)定性有著舉足輕重的作用，也是快速推進(jìn)中國作為第四次工業(yè)革命領(lǐng)軍者的工業(yè)智能轉(zhuǎn)型升級的重要核心問題。

關(guān)鍵詞：工業(yè)系統(tǒng);智能交互模式;人因工效;研究

引言

進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代后期，尤其是進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，人類科技水平開始掌握“時(shí)空統(tǒng)一、同步并聯(lián)、客戶拉動(dòng)、實(shí)時(shí)評價(jià)”的互聯(lián)網(wǎng)以及萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)，通過對極大量、完備性和多維度的大數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、加工和處理，大數(shù)據(jù)思維正在逐步取代依據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行判斷和推論的因果邏輯思維，從而進(jìn)入了數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代。

1航空航天領(lǐng)域的人機(jī)協(xié)同及智能化

在航天應(yīng)用領(lǐng)域，NASA從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和程序的層面上確立了人—系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)要求，并提出了“人即系統(tǒng)”的HAAS（Human-As-A-System）設(shè)計(jì)模型和基于“設(shè)計(jì)—測試—再設(shè)計(jì)模式”的以人為中心的HCDP（Human Centered Design Philosophy）設(shè)計(jì)理念;中國人因工程在航天領(lǐng)域的發(fā)展也取得了豐厚的成果，陳善廣等人（2015年）認(rèn)為，通過20余年的科學(xué)研究與工程實(shí)踐，我國已在該領(lǐng)域形成了一整套較為完善的人機(jī)工學(xué)評價(jià)技術(shù)、方法、程序與標(biāo)準(zhǔn)，并建立了我國獨(dú)具特色的航天人因工程體系。在智能化發(fā)展模式上，人與機(jī)器如何高效協(xié)同工作是人因工效學(xué)后續(xù)研究的重點(diǎn)。在人與機(jī)器人間交互技術(shù)的發(fā)展中，NASA的研究計(jì)劃也提供了人與自動(dòng)機(jī)器人整合項(xiàng)目，在綜合分析了以往的空間機(jī)械臂、特殊靈巧機(jī)械手和機(jī)器人2號（Robonaut2）等基礎(chǔ)上，構(gòu)建了與人的認(rèn)知能力相符的人機(jī)功能分配的高效人機(jī)交互模型，以非侵入式態(tài)勢感知和人因負(fù)荷測試作為關(guān)注重點(diǎn)。

2工業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展

2.1信息架構(gòu)設(shè)計(jì)

雷達(dá)顯控界面信息由目標(biāo)信息、狀態(tài)信息和操控信息等構(gòu)成，包括圖像、文本、控件和圖表等信息元素。信息架構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效改善雷達(dá)界面的整體導(dǎo)航性，提升操作效率，降低雷達(dá)操作員的認(rèn)知成本，是雷達(dá)顯控界面質(zhì)量的保證。首先要根據(jù)雷達(dá)探測的作戰(zhàn)場景、操作員的用戶角色、不同席位的功能劃分和任務(wù)目標(biāo)下對信息的不同使用需求，對界面信息進(jìn)行整理，確保不同階段獲取的信息完備清晰。獲取信息后，從信息分類、信息結(jié)構(gòu)和信息優(yōu)先級三個(gè)方面對信息進(jìn)行組織。在雷達(dá)顯控界面設(shè)計(jì)中，為了減少人因失誤，一般采用模糊分類與精準(zhǔn)分類相結(jié)合的方式對信息進(jìn)行分類。信息結(jié)構(gòu)方式一般采用層級結(jié)構(gòu)或矩陣結(jié)構(gòu)，根據(jù)信息的重要性進(jìn)行優(yōu)先級排序和布局。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)、標(biāo)簽系統(tǒng)和搜索系統(tǒng)決定著信息構(gòu)架的完整性和易用性。

2.2項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目設(shè)備的安裝設(shè)計(jì)不但需要充分考慮了工作人員設(shè)備操作和維修的便利性，還需考慮安全性，主要設(shè)計(jì)要求如下：（1）設(shè)備的安裝應(yīng)充分考慮設(shè)備部件包括閥門，儀表，顯示以及控制按鈕，測試，取樣等操作及維修的通道;（2）不便于拆卸的設(shè)備部件應(yīng)安裝在不阻擋通道的地方。容易損壞的部件應(yīng)該放置在其他拆卸部件過程中不會(huì)受到損壞的地方。（3）在操作和維修工作中如存在化學(xué)物質(zhì)危害的可能性，應(yīng)提供安全淋浴/洗眼站。安全淋浴器的位置應(yīng)設(shè)置在便捷且易見的地方，其地面應(yīng)設(shè)計(jì)成與外部地面齊平，使其本身不會(huì)造成絆倒危險(xiǎn)。（4）啟動(dòng)危險(xiǎn)操作的開關(guān)或控制裝置（例如設(shè)備移動(dòng)裝置）的操作應(yīng)要求設(shè)計(jì)鎖定控制裝置。（5）所有電動(dòng)裝置應(yīng)配備操作清晰的切斷裝置電源的裝置。在有啟動(dòng)控制裝置的每個(gè)位置，應(yīng)有一個(gè)紅色的停止控制裝置。所有啟動(dòng)控制裝置的位置應(yīng)確保不會(huì)發(fā)生意外操作。

2.3交互操作設(shè)計(jì)

雷達(dá)顯控交互操作設(shè)計(jì)的目標(biāo)是提高系統(tǒng)的可用性，提高用戶在使用過程中的流暢性?，F(xiàn)有雷達(dá)顯控界面交互一般以鍵鼠交互為主，也存在語音、觸控、手勢等交互方式。語音用于快速傳達(dá)或接收指令，觸控和手勢相比鍵鼠操作更符合人的生理習(xí)慣。通過多模態(tài)交互協(xié)同操作，可以幫助用戶更快適應(yīng)顯控界面操作，操作更加方便快捷，可提高人機(jī)工效。交互操作應(yīng)以簡單快捷為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。同類操作模塊關(guān)聯(lián)集成，常用操作入口清晰易找，多步操作提供操作引導(dǎo);操作步驟簡潔，提供及時(shí)的操作反饋;提供缺省值和快捷鍵，支持用戶快速輸入數(shù)據(jù)，以減輕用戶在操作過程中的記憶負(fù)荷;有時(shí)序要求或邏輯關(guān)系的界面操作，交互方式保持一致，以降低用戶學(xué)習(xí)成本;對于關(guān)鍵性操作，在執(zhí)行前提供操作確認(rèn)，以減少用戶誤操作。

結(jié)束語

綜上所述，由于項(xiàng)目各專業(yè)設(shè)計(jì)人員未能充分解讀HFE設(shè)計(jì)理念，而只考慮本專業(yè)的設(shè)計(jì)需求，導(dǎo)致諸如上文分析問題的出現(xiàn)。為避免類似問題，建議在工程項(xiàng)目前期，就項(xiàng)目HFE的設(shè)計(jì)要求對各專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行總體宣貫。此外，在項(xiàng)目建模階段要求各專業(yè)通過模型統(tǒng)一進(jìn)行“碰撞”檢查，根據(jù)項(xiàng)目HFE設(shè)計(jì)要求核實(shí)本專業(yè)設(shè)計(jì)是否滿足要求。此外還應(yīng)通過項(xiàng)目總結(jié)，加強(qiáng)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員對HFE設(shè)計(jì)理念的重視，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，只有這樣才能打造真正的“精品工程項(xiàng)目”。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亞玎，郭黎，張怡，王剛.機(jī)動(dòng)式雷達(dá)維修性與人因工程設(shè)計(jì)[J].人類工效學(xué)，2020，26（04）：76-79.

[2]劉俊艷，時(shí)蒙蒙，馬肖，秦頌.便攜式塑料水杯的人因工程分析與設(shè)計(jì)[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2020，41（04）：362-368.

[3]張麗.無人機(jī)地面站操控臺人因工程設(shè)計(jì)研究[D].上海工程技術(shù)大學(xué)，2020.