人因工程学在产品设计中的原则应用

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1、航空人因工程学研究方法和产品设计应遵循的原则述评摘要：文章介绍了航空人因工程学的研究方法，并对各研究方法进行了比较评价。“人的因素”是飞机驾驶环境设计中不可忽视的一个因素，文章以飞机驾驶舱显示器为例，介绍了在显示器设计中应遵循的人因学原则，并总结了应用人因学进行设计的一些优点。文章最后展望了人因学在民航驾驶舱中的进一步研究应用。关键词：航空人因；研究方法；飞机驾驶舱；显示器；设计原则1.引言安全是航空运输的生命线，是民航工作的头等大事。随着信息和计算机技术以及民航事业的飞速发展，飞机驾驶舱内采用的新技术装备越来越多，飞行员需要处理的信息量逐渐增多，其作业工作负荷也逐渐加大。根据国际民航组织

2、（ICAO）对1988~~1997年间全球民用飞机解体事故的统计，70%左右的事故原因与机组的人误有关。由此可见，航空人因学在民机驾驶舱研发中占有不可忽视的重要作用。近年来，国内外在人体测量、视觉工效学评价、工作能力和工作负荷测量等方面开发了多种新技术，从人因学角度对飞机驾驶舱环境的安全性进行了研究[1]。本文主要介绍了航空人因工程学的研究方法，以及在飞机驾驶舱设计中应遵循的人因学原则。2.人因工程学主要研究方法人因工程在很大程度上是一门实验科学，其主要任务是把与人的能力和行为有关的信息及研究结果应用于产品、设施、程序和周围环境的设计中去[2]。这些知识主要来源于实验和观察。人因工程学把采

3、集的经验数据不仅应用于产品的设计中，而且用于评价设计的优劣。这样，人因工程在系统设计中具有双重任务：开始时是设计的基础，结束时是评估手段。从人因学的研究结果看，研究方法通常被分为三类：描述性研究、实验性研究、评价研究。现实中一个具体的研究往往涉及多个类别。虽然每一类都有不同的目标，使用不同的方法，但它们全都有相同的决策过程：选择研究地点、选择变量、选择采样主体、收集数据、分析数据[3]。72.1描述性研究描述性研究用于描绘人的某些特性，如人体尺寸的测量、不同年龄人的听力损失、能够抬多重的箱子等。常用的方法有观测法、调查和问卷法等等。虽然描述性研究比较枯燥，但它对于人因科学的意义非常重要，许

4、多设计决策都是基于描述性研究从而得到基本数据。另外，在方案给出之前，描述性研究还常用于确定问题的范围。比如，对操作者进行调查、了解他们对设计效率和操作问题的一些看法等。2.2实验性研究实验性研究的目的是为了检测一些变量对人的行为的影响，通常根据实际问题、有关系统理论和统计学方法来决定需要调查的变量和检测的行为。例如，评价手臂活动的时候需要研究肩部的负荷大小、人们的视野等。通常，实验性研究更关心变量是否对行为有影响以及如何影响的问题；描述性研究则更关心所描述对象的统计结果，如平均值、标准偏差和百分比等。2.3评价研究评价研究类似于实验性研究，但它的目的多是为了评价一个系统或产品，并希望事先了

5、解人们在使用系统或产品时的行为表现。评价研究比实验性研究更为全面和复杂。它通过比较目标的差异来评价一个系统或产品的各个方面。人因工程专家通过对设计优秀的系统评价提出改进建议。评价研究常用的方法是成本收益分析。在无法进行预测时，评价研究要特别注意选择数据的收集方法和设备。1.各研究方法的比较3.1研究地点的选择研究地点的选择是首要问题，即是选择实地研究，还是选择实验室研究？对不同的研究方法有不同的选择规则。（1）描述性研究描述性研究是为了收集某一个特殊群体的有关数据，如飞机驾驶员、机务维修人员等。实践中常使用实地研究方式来收集实际数据。（2）实验性研究实验性研究在选择地点时比较复杂。在实际环

6、境中进行任务变化、环境约束、被测者的特征等方面的研究比较理想，因为这样获得的结论更容易推广到现实中去；然而也有不利的一面，如成本高、被测者有一定的危险、不能进行实验控制等。由于受到资源限制，不能重复很多次实验，因此许多变量不能被有效控制，而且有时过程太分散，一些数据收集不到。7实验室中进行的实验在实验控制方面具有极大的优势。许多变量都能得到控制，实验能随意重复，数据的收集也更加精确，但可能过于理想化，失去了一定的普及性。一般认为，实验室研究的成果有时不太实用，在应用之前，必须经过现实世界的检验。理论研究最好在实验室进行，这样便于把多个变量分离开，观察它们的不同影响，这种精确度在不受控的现实

7、中是不可能实现的。而现实世界是应用研究结果的最终环境，往往有些变量在高度控制的实验室中非常有效，但在现实世界中因其它变量的影响，会完全失去作用。（3）评价研究要想检测一个系统或设备的性能，让被测物体在一个完全可以替代实际环境的情形下使用才比较真实。例如，对于飞机上用的计算机地图显示器，就应该在飞行中测量，这样在不同的航路下测量才能反映真实情况。在实验室中很好操作的设备，在天气恶劣、交通繁忙的情况下操作可能就比较困难。3.