人因工程設計在工程項目中的應用探討

趙鵬祥?王文清

摘要：HFE是探討人類日常生活和工程中的人與工具、環境、設備、用戶、機器之間的交互作用的關系，以及如何去設計這些會影響人的事物和環境，以及人在使用這些關系時的心理和行為習慣。通過對人的行為、能力及操作過程的空間限制等因素的研究，對和工作有關的工具、機器、系統、任務和環境進行合理設計，從而達到提高生產率、安全性、舒適性和有效性的目的。

關鍵詞：人因工程;HFE;工程項目;設計

引言

近年來，由于其簡單的模塊化設計和靈活的安裝模式，該設備越來越受到越來越多的用戶的贊賞，并逐漸被用于航空、船舶和核能等領域的現代控制室。瓷磚設備由一系列標準設備和附件（例如安裝軸網）組成。裝配格線是固定瓷磚設備的網格框架。所有資產類型均具有與安裝組合格線的基準格線相對應的大小，因此可以根據設計需求重新定位或修改資產。瓷磚設備比傳統的預制面板設計提供了更大的靈活性，并在一定程度上減少了維護和修改導航面板的周期和成本。

1工程項目中的HFE設計的主要內容

一般在常規的工程項目中，HFE設計主要包含以下內容：（1）設備的操作：確保操作人員能夠方便及安全地操作按鈕及相關設備，觀察所有的設備顯示;（2）設備的維修：確保人員能夠安全及有效地對設備進行維修;（3）出入口的設計：在正常、突發、危險的情況下確保所有人員能夠在設備周圍所有的區域迅速及安全地疏散;（4）設備的搬運：確保設備的吊裝、拖拉等工作能夠充分考慮操作者的能力;（5）設備的說明/標記：確保設備配有操作和維修說明以及設備銘牌，便于工作人員的操作，可以降低人為錯誤;（6）可實施性：確保工作人員操作的便利和安全性。

2 HFE設計在工程項目中的應用

2.1優化設備關鍵組件

優化瓷磚設備關鍵部件主要涉及操作類設備的使用。其優化目標是提高瓷磚設備的舒適性和操作精度。所有操作設備類型的外觀尺寸范圍均在NUREG0700中詳細規定，可直接用作設計或選擇關鍵組件外觀的理論基礎，詳細設計結合實際操作經驗進行優化，從而提高了操作的舒適度和精度除了標準中明確規定的要求外，人性化設計是關鍵部件優化的最深方向，按鈕設備操作手柄旋轉中心位置的設置優化如下：如果旋轉位置在背面（即前手柄較長），則手柄的突出部分如果旋轉位置在中間，則夾點的中心與旋轉中心一致，并且更易于旋轉設備。如果旋轉位置在前面（即，后掣點較長），則旋轉資產可能會更容易，但資產方向不如前兩個設計清楚明了。

2.2工作空間設計

雷達顯控臺操作人員執行任務時的主要場所一般為雷達車的方艙、艦艇的船艙等，具有空間狹小、環境較差的特點。為確保操作人員安全、高效、舒適地完成各項操作任務，顯控臺工作空間設計應考慮顯控臺單席位及多席位時的布局關系，結合人體基本尺寸參數，為操作人員留有足夠的活動余量。雷達顯控臺自身的工作空間設計主要涉及臺面高度和容膝空間。顯控臺操作人員的工作狀態主要為坐姿操作，當人處于上臂自然下垂、前臂接近水平的狀態時最不易疲勞，因此臺面高度應與坐姿下人的肘高一致。容膝空間應保證人員腿部的自由伸展，由臺體的深度和臺面厚度決定。為保證大多數操作人員的使用需求，工作空間設計一般以男子第95百分位數（P95）尺寸來確定。

2.3通道設計

以某項目的通道HFE設計要求為例。該項目中安全通道寬度的要求，主安全逃生通道的寬度應不小于1219mm（48"）;次級安全通道為從主通道通往各個系統區域的通道，寬度不小于914mm（36"）;末端安全通道為設備及閥門周圍的過道，寬度不小于762mm（30"）。為了確保安全通道的寬度，其他專業的設計如托架，護管等的布置應充分確保安全通道的寬度，在設計階段應避開安全逃生通道區域。此外所有區域都應該為操作、維修及測試工作設計安全及有效的進出口通道。所有的通道和工作區域應該具有地漏排放和防滑設計。在設計階段，通道設計還應避免高度的變化，以免發生絆倒。

2.4操作性設計

設備的可操作性設計是雷達顯控臺設備工效性設計的重要方面，與坐姿狀態下人員的工作區間和視線區間密切相關。顯控臺工作區間設計應結合手操作區域和臺面設備操作頻率需求。鍵盤和鼠標為操作頻率最高的設備，布置在手的舒適操作區。觸控一體機、標準操控模塊、語音通訊終端操作頻率次之，布置于有效操作區內。坐姿顯控臺基準眼位是設計視覺條件和確定控制室盲區的基準，顯控臺視線區間應以基準眼位來設計。操作人員處于正直坐姿時，眼位在控制臺臺面前緣的垂直基準線上，其高度為座椅面高度和坐姿眼高之和。人的坐姿自然視線要與顯示器屏幕垂直，顯示器屏幕與垂直面夾角的最佳值為15度。

2.5梯子和欄桿的設計

本項目中所有梯子欄桿的設計都應符合HFE設計原則，充分考慮工作人員在使用梯子時的安全性及舒適性，主要設計要求如下：（1）任何樓梯踏板頂部與任何上方障礙物之間的最小間隙一般為2200mm;（2）樓梯間的垂直上升的距離最大一般為應為4880mm;（3）單級踏步一般允許300mm的最大上升高度;（4）樓梯前緣應防滑，并采用對比色，以增加可見度;（5）扶手周圍的最小手部間隙應為75mm;（6）樓梯平臺寬度應至少與樓梯寬度相同，且至少為600mm;（7）主逃生樓梯和需要擔架通道的樓梯平臺的長度至少應為1500mm;（8）次級樓梯平臺的最小長度應為900mm。

結束語

人因工程是新興的綜合性交叉學科，聚焦于解決“如何提升產品的好用程度”的工程問題。在智能化背景下，為解決傳統雷達顯控臺交互方式操作步驟多、操控時間長、控制不靈活等問題，多模態交互技術在顯控臺設計中的應用已成為未來發展趨勢，通過觸控、語音、手勢、眼控等多種方式完成交互操作，對視覺、聽覺、體感等多種感官進行融合，具有直接、快速、自然的交互特點。此外，伴隨人工智能技術的不斷發展，監視控制、信號檢測、目標監控等雷達顯控臺所需處理的任務極有可能由人工智能來完成。如何處理好人的主觀信息與機器的客觀數據之間的協調關系、實現人–智能相互融合將成為促進雷達顯控技術進步需要考慮的問題。

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