人因工程设计在工程项目中的应用探讨

赵鹏祥?王文清

摘要：HFE是探讨人类日常生活和工程中的人与工具、环境、设备、用户、机器之间的交互作用的关系，以及如何去设计这些会影响人的事物和环境，以及人在使用这些关系时的心理和行为习惯。通过对人的行为、能力及操作过程的空间限制等因素的研究，对和工作有关的工具、机器、系统、任务和环境进行合理设计，从而达到提高生产率、安全性、舒适性和有效性的目的。

关键词：人因工程;HFE;工程项目;设计

引言

近年来，由于其简单的模块化设计和灵活的安装模式，该设备越来越受到越来越多的用户的赞赏，并逐渐被用于航空、船舶和核能等领域的现代控制室。瓷砖设备由一系列标准设备和附件（例如安装轴网）组成。装配格线是固定瓷砖设备的网格框架。所有资产類型均具有与安装组合格线的基准格线相对应的大小，因此可以根据设计需求重新定位或修改资产。瓷砖设备比传统的预制面板设计提供了更大的灵活性，并在一定程度上减少了维护和修改导航面板的周期和成本。

1工程项目中的HFE设计的主要内容

一般在常规的工程项目中，HFE设计主要包含以下内容：（1）设备的操作：确保操作人员能够方便及安全地操作按钮及相关设备，观察所有的设备显示;（2）设备的维修：确保人员能够安全及有效地对设备进行维修;（3）出入口的设计：在正常、突发、危险的情况下确保所有人员能够在设备周围所有的区域迅速及安全地疏散;（4）设备的搬运：确保设备的吊装、拖拉等工作能够充分考虑操作者的能力;（5）设备的说明/标记：确保设备配有操作和维修说明以及设备铭牌，便于工作人员的操作，可以降低人为错误;（6）可实施性：确保工作人员操作的便利和安全性。

2 HFE设计在工程项目中的应用

2.1优化设备关键组件

优化瓷砖设备关键部件主要涉及操作类设备的使用。其优化目标是提高瓷砖设备的舒适性和操作精度。所有操作设备类型的外观尺寸范围均在NUREG0700中详细规定，可直接用作设计或选择关键组件外观的理论基础，详细设计结合实际操作经验进行优化，从而提高了操作的舒适度和精度除了标准中明确规定的要求外，人性化设计是关键部件优化的最深方向，按钮设备操作手柄旋转中心位置的设置优化如下：如果旋转位置在背面（即前手柄较长），则手柄的突出部分如果旋转位置在中间，则夹点的中心与旋转中心一致，并且更易于旋转设备。如果旋转位置在前面（即，后掣点较长），则旋转资产可能会更容易，但资产方向不如前两个设计清楚明了。

2.2工作空间设计

雷达显控台操作人员执行任务时的主要场所一般为雷达车的方舱、舰艇的船舱等，具有空间狭小、环境较差的特点。为确保操作人员安全、高效、舒适地完成各项操作任务，显控台工作空间设计应考虑显控台单席位及多席位时的布局关系，结合人体基本尺寸参数，为操作人员留有足够的活动余量。雷达显控台自身的工作空间设计主要涉及台面高度和容膝空间。显控台操作人员的工作状态主要为坐姿操作，当人处于上臂自然下垂、前臂接近水平的状态时最不易疲劳，因此台面高度应与坐姿下人的肘高一致。容膝空间应保证人员腿部的自由伸展，由台体的深度和台面厚度决定。为保证大多数操作人员的使用需求，工作空间设计一般以男子第95百分位数（P95）尺寸来确定。

2.3通道设计

以某项目的通道HFE设计要求为例。该项目中安全通道宽度的要求，主安全逃生通道的宽度应不小于1219mm（48"）;次级安全通道为从主通道通往各个系统区域的通道，宽度不小于914mm（36"）;末端安全通道为设备及阀门周围的过道，宽度不小于762mm（30"）。为了确保安全通道的宽度，其他专业的设计如托架，护管等的布置应充分确保安全通道的宽度，在设计阶段应避开安全逃生通道区域。此外所有区域都应该为操作、维修及测试工作设计安全及有效的进出口通道。所有的通道和工作区域应该具有地漏排放和防滑设计。在设计阶段，通道设计还应避免高度的变化，以免发生绊倒。

2.4操作性设计

设备的可操作性设计是雷达显控台设备工效性设计的重要方面，与坐姿状态下人员的工作区间和视线区间密切相关。显控台工作区间设计应结合手操作区域和台面设备操作频率需求。键盘和鼠标为操作频率最高的设备，布置在手的舒适操作区。触控一体机、标准操控模块、语音通讯终端操作频率次之，布置于有效操作区内。坐姿显控台基准眼位是设计视觉条件和确定控制室盲区的基准，显控台视线区间应以基准眼位来设计。操作人员处于正直坐姿时，眼位在控制台台面前缘的垂直基准线上，其高度为座椅面高度和坐姿眼高之和。人的坐姿自然视线要与显示器屏幕垂直，显示器屏幕与垂直面夹角的最佳值为15度。

2.5梯子和栏杆的设计

本项目中所有梯子栏杆的设计都应符合HFE设计原则，充分考虑工作人员在使用梯子时的安全性及舒适性，主要设计要求如下：（1）任何楼梯踏板顶部与任何上方障碍物之间的最小间隙一般为2200mm;（2）楼梯间的垂直上升的距离最大一般为应为4880mm;（3）单级踏步一般允许300mm的最大上升高度;（4）楼梯前缘应防滑，并采用对比色，以增加可见度;（5）扶手周围的最小手部间隙应为75mm;（6）楼梯平台宽度应至少与楼梯宽度相同，且至少为600mm;（7）主逃生楼梯和需要担架通道的楼梯平台的长度至少应为1500mm;（8）次级楼梯平台的最小长度应为900mm。

结束语

人因工程是新兴的综合性交叉学科，聚焦于解决“如何提升产品的好用程度”的工程问题。在智能化背景下，为解决传统雷达显控台交互方式操作步骤多、操控时间长、控制不灵活等问题，多模态交互技术在显控台设计中的应用已成为未来发展趋势，通过触控、语音、手势、眼控等多种方式完成交互操作，对视觉、听觉、体感等多种感官进行融合，具有直接、快速、自然的交互特点。此外，伴随人工智能技术的不断发展，监视控制、信号检测、目标监控等雷达显控台所需处理的任务极有可能由人工智能来完成。如何处理好人的主观信息与机器的客观数据之间的协调关系、实现人–智能相互融合将成为促进雷达显控技术进步需要考虑的问题。

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