工程估算論文：工程設計估算方式探微范文

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作者：徐進津王蘋麗傅山單位：上海交通大學航空航天學院上海交通大學電子信息與電氣工程學院

在實際工程中，標識起著提供指示信息，提醒工作人員和運行人員注意安全的作用。因此工程設計中就必須保證標識的有效性。在標識有效性的評價中，一方面對標識信息的位置和可見性進行評價，如在電氣操作部門就規(guī)定，“禁止合閘，有人工作!”類似這樣的標識牌應懸掛于一經(jīng)合閘即可送電到工作地點的開關和道閘的操作把手上。這種依據(jù)標準規(guī)定進行靜態(tài)效用評價的方法認為標識已達到懸掛位置的合理性和可見性要求。另一方面對信息可讀性、可接受性進行評價，也是基于信息本身的功能，規(guī)定在滿足可見性情況下，上述標識符合人的思維習慣。而實際中，這些經(jīng)傳統(tǒng)評價方法證實合理性的標識并不一定能引起人員注意，尤其是當操作員在實施具體任務或受外界干擾時，很可能無意地忽略了標識內(nèi)容。因此這些評價方法沒有正確反映標識在實際應用中的有效性。

任務是由一系列子過程組成，傳統(tǒng)評價方法是將任務子過程獨立出來，對其中目標對象的屬性和功能等進行逐一靜態(tài)評價。而基于任務的工程設計評價方法，是指在評價過程中要考慮對象實施者所在的環(huán)境及其任務，需要在整個任務實施過程中評價目標對象。

文中設計了“開門指示標識”的有效性實驗，通過數(shù)據(jù)說明了基于行人具體任務及其所處環(huán)境的評價方法能更好地反映標識的有效性，從而進一步說明基于任務的評價方法的合理性。

實驗設計

1實驗目的

通過觀察人們在標識信息變化和實施不同任務情況下進出門的推拉行為，揭示傳統(tǒng)靜態(tài)評價方法的局限性，驗證以任務為導向的評價方法的合理性。

2實驗布置

實驗中假定出入門的行人操作受正常意識指導。為了使實驗結果更易于實際推廣，在任務、環(huán)境變化和被測對象的特征等方面有較理想的實驗結果，本實驗采用實地研究的方法，實驗地點是上海交通大學航空航天學院。實驗中所用標識為兩張分別印有264號黑色宋體的“推”、“拉”的方形紙片(10X10cm2)。實驗正門內(nèi)外均可推拉，且受出入口門禁安全管理系統(tǒng)的控制，其中刷卡器和門禁開關分別為進門和出門的控制器。攝像監(jiān)視器可清晰拍攝到正門出入情況，錄像存儲在控制中心。如圖1所示，左圖為進門正視圖，進門需刷卡;右圖為出門正視圖，出門需按右墻上門禁開關。

3實驗對象

特定時間段內(nèi)任意進出航空航天學院正門的人，共214人，年齡在20～60歲不等，是完全的隨機樣本。

4實驗步驟

1)將印有“推”字和“拉”字的方形紙片分別貼在正門兩面的把手邊。

2)利用攝像監(jiān)視器記錄中午11:00－12:00，下午5:00—6:00人們進出門高峰期時的推拉門行為。

3)回放錄像并記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括進門推，進門拉，出門推，出門拉四種情況的人數(shù)，以及行人未按標識提示操作的原因。

4)將門上“推”字與“拉”字對換。

5)重復步驟2)和步驟3)。

實驗結果

通過整理實驗數(shù)據(jù)得到人們在標識變化的情況下推拉門的行為表現(xiàn)，如表1所示。行為指出門或進門，具體動作指推或拉，正確操作的人數(shù)比反映了標識有效率)從數(shù)據(jù)表中可以發(fā)現(xiàn)，對每一時間段內(nèi)兩列數(shù)據(jù)的水平方向進行比較，如11:00—12:00(am)期間出門情況下的四個數(shù)據(jù)，從貼“推”字改為貼“拉”字，推的人數(shù)比重從0．94降為0．76，而拉的人數(shù)比重從0．06升為0．24。這說明部分人們已經(jīng)感知到了“推”“拉”這一標識的變化，并做出了行為的調(diào)整。此結論符合常理，驗證了本實驗方法的合理性。

依據(jù)傳統(tǒng)的評價方法，從推拉標識信息所張貼位置及其可讀性、一致性和可接受性等方面來評價，該標識符合可視性標準，預期的實驗結果應是人們100%按照標識提示來操作。但從表1實驗結果來看，人們在各種情況下的操作正確率都低于100%。這表明傳統(tǒng)的評價方法并不能正確反映標識有效性。事實上，人們對標識的認知能力受環(huán)境及其進行任務的影響。

1)經(jīng)觀察總結，實驗中人們操作受環(huán)境因素影響:

a．人們刷完卡或按下門禁開關后，身體離門的水平距離很近，如果拉門出入，則需要先后退才能拉門，所以長時間以來很多人養(yǎng)成了進出門推的習慣。

b．進門刷卡器與出門開關均在離門把手約一米遠的墻上，人們刷完卡或按下開關后可能未能完全注意到門上的標識，故多根據(jù)自己習慣和動作的方便程度來選擇推拉動作(可參見圖1)。因此，標識需要考慮標識本身所處的靜態(tài)環(huán)境，以及環(huán)境使人養(yǎng)成的操作習慣。

2)人們推拉門的行為還與人們當前任務有關系。表2為人們在不同任務復雜度情況下進出門的行為情況，其中正確操作與錯誤操作比一欄中為實際人數(shù)比。此處任務復雜度高表示人們進出門過程有多余動作，如打電話，搬物品，多人一起聊天等，即除去單人直接推拉進出門的任務低復雜度情況。每個人在特定環(huán)境下的推拉門動作都是一個具體的任務，表2說明人們對信息的獲取和執(zhí)行受任務復雜度的影響。表中顯示無論在“推”還是“拉”情況下，人們在任務復雜度低時的正確操作率都明顯高于任務復雜度高時的正確操作率。因此，任務是評價過程中必須考慮的要素之一，在具體任務中來評價標識有效性更具合理性。

討論

首先，本實驗結果的合理性，得到了證實。從結果看，大部分人們感知到標識發(fā)生變化，并作出了行為調(diào)整，這符合常理。第二，指示標識的有效性須通過行人操作的正確率來反映，在上述推拉門操作任務的實驗中，標識有效率低于100%，分析原因是人們受到了環(huán)境因素和任務的影響。而依據(jù)傳統(tǒng)的評價體系，通過靜態(tài)評價標識的字體、大小、顏色、張貼位置等滿足標準與否，得出的結果可以達到100%，這說明基于任務的評價方法更合理地反映了標識實際有效率。

第三，實驗中結果表明，任務復雜度高低會影響標識有效率高低，再一次反映出任務對評價結果的影響，證明在任務實施過程中來評價更為合理。由于這種方法涉及到任務，因此適合功能屬性以及人機工效等的評價。任務是這種評價方法的核心，故在后續(xù)研究和應用中，具體任務場景的設計是關鍵。設計原則有:任務要涵蓋待評測的子任務，或系統(tǒng)某一屬性要在任務實施過程中得到體現(xiàn);在任務的實施中，需要利用以往的單一屬性評價方法，來為每一個待測評的系統(tǒng)或屬性制定出在任務中的權值體現(xiàn);任務的實施結果，要反映出待評系統(tǒng)或屬性的評價結果。

傳統(tǒng)的“以功能為導向”的評估體系，只是從系統(tǒng)本身功能和特征考慮，無法細致描述和評價其使用對象或服務對象與系統(tǒng)的交互細節(jié)過程，缺乏在交互過程中對人的任務進行全面綜合考慮。當代工業(yè)設計標準要求系統(tǒng)設計所要解決的不是單個子系統(tǒng)的具體功能和形式，而是與其相關的完整“系統(tǒng)”。這就要求在系統(tǒng)的事后評價中，無論在選擇評價方法或設計評價方法時，都要考慮到整體效應，不能單一靜態(tài)地進行功能評價。

基于任務的評價方法在很多工業(yè)領域中有很重要的現(xiàn)實意義，如民用飛機駕駛艙人機工效評估。2008年，EASA頒布了＜CertificationSpec-ificationsforLargeAeroplanes:CS－25＞(簡稱25部)，其中的1302條款就引入了“以任務為導向”的設計理念，探討了機組使用的系統(tǒng)和設備的人為因素問題。因此，在飛機適航評審中，通過設定飛行任務，根據(jù)飛行員完成任務情況來進行評價，可以更好地發(fā)現(xiàn)設計中隱藏的問題。

結論

本文通過實驗說明了在評價工程設計合理性時，要考慮設計對象所在的環(huán)境，以及對象實施者的具體任務，論證了基于任務的動態(tài)的、對多個屬性綜合評價的方法更具實際意義。當前系統(tǒng)設計越來越復雜，基于任務的評價方法能夠更好的滿足系統(tǒng)評價要求。