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构建工效学标准化科研服务网络
来源:中国石油钻井标准化网     日期:2008/6/3 8:25:08
 

      人类工效学标准化建设对国民经济的快速发展和和谐社会的建设具有重要的意义。

      在发达国家,自二战以来,人类工效学就被视为工业的重要推动力之一,在资金、政策和舆论导向等各个方面得到政府和企业的极大关注与支持,其研究和实践都取得了丰硕的成果,被广泛应用于国防、制造、交通、信息、安全、能源、环境、建筑、体育和康复等诸多领域,取得了极为显著的经济和社会效益。在日本,主管日本工业标准的经济产业省,下设有人间福祉医工学研究所、数字人研究中心、人间生活工学研究中心等多个工效学研究机构,每年政府都会投入数亿日元的研究资金,对国民的体形分布特征、活动能力、视听能力、触觉特征以及认知能力等进行长期、深入地调查研究,绝大部分龙头企业都以不同的形式参与其中,其成果直接应用于企业产品设计,极大的提升了日本工业产品的竞争力,有力地拉动了日本经济的增长。

      我国成规模的人类工效学研究始于 80 年代,起步虽晚,但发展迅速,尤其是进入“十一五”后,在快速增长的社会需求刺激下,人类工效学领域正面临着一次实现跨越式发展的大好时机。一则国家确立了“以人为本”的发展战略,人在社会经济生活中的作用得到了越来越广泛的重视:二则随着我国经济的飞速发展,正逐渐由温饱型社会迈进小康型社会,人民对生活质量的要求亦日渐提高,由基本的功能性要求转向更高的舒适性、健康性和安全性要求;三则产品同质化日趋严重,安全、舒适、易用、高效的产品无疑将具有强大的市场竞争力,产品的宜人性已成为企业争取竞争优势的决胜关键。

      一、中国标准化院人类工效学领域简介

      人类工效学标准化是我院一个极其重要的基础标准化领域,二十多年来,我院主持制定人类工效学国家标准 40 余项,完成部级以上工效学科研项目 30 余项,获得国家科技进步三等奖 1 项,部级以上奖励 5 项,有力地促进了我国人类工效学标准化技术的发展。目前我院还承担着全国人类工效学标准化技术委员会 (SAC / TC 7 ,对口联系 ISO / TC l59) 秘书处工作,负责组织人类工效学国家标准的制修订工作。

      ( 一 ) 人类工效学实验室

      人类工效学相当程度上是一门实验科学,所有研究成果都必需建立在实验研究的基础上,实验能力的建设对人类工效学领域而言至关重要。因此中国标准化研究院“十一五”发展规划明确指出要继续完善和强化现有的人类工效学实验室,将之建成为真正能够为社会和产业发展服务的国家级实验室。

      2007 年,中国标准化研究院在国家质检质检总局的大力支持下,成功获得了“中央级科学事业单位修缮购置项目” 2007 年度 1800 余万元的资助,将在昌平科技园区建成一个全新的、开放型的人类工效学实验研究基地。本期建设将从人体测量、运动生物力学、人机交互、声环境、心理认知测评 5 个方面,多角度、系统地扩大和加强我院现有的人类工效学实验室,提升工效学基础数据采集处理服务能力和工效学实验研究能力。基地建成后,人类工效学实验研究的硬件条件将得到质的飞跃,达到国际一流水平,从而为我院人类工效学领域在“十一五”期间实现跨越式发展打下坚实的基础。 2008 年我院将继续申请“中央级科学事业单位修缮购置项目”的支持,建设虚拟现实仿真工效学实验研究平台,实现虚拟环境下对“人—机—环境”系统的工效学测评,进一步完善和提高实验室的工效学实验能力,以更好地服务于社会,切实履行本单位作为公益性标准化科研单位的职责。

      ( 二 ) 人类工效学领域当前研究方向

      1 .中国人类工效学标准化科学数据采集与应用

      人类工效学数据主要包括人体尺寸数据 ( 如臂长、坐高等形体特征参数 ) 、运动生物力学数据 ( 如人体各关节运动学参数、作业负荷能力等 ) 、人体感知特征数据 ( 人体视、听、触、嗅、味感官对各类环境因素的感知特征和耐受能力 ) 、心理认知工效数据 ( 如记忆能力、认知模型、习惯偏好等 ) 。人类工效学标准化科学数据是对一国国民生理、心理特征全面、准确、直观和权威的描述,是社会生产生活最基本的技术依据。如其中的人体尺寸标准,是服装号型设计、桌椅设计、机械设备控制台的尺寸及控制键布局设计、机车座舱设计及各类安全设计等诸多方面的设计基准。

      我国地域广阔,民族众多,人体特性数据的采集难度很高。缺乏权威性、系统性、完整性和科学性的中国人人体数据已是当前我国工效学研究的重大瓶颈问题,对相关行业的发展已造成了较大的影响。我院计划通过该项研究工作建立中国人类工效学标准化科学数据中心,为我国工业设计、各领域的科学研究及国家相关政策法规的制定提供多角度、多层次、细致、全面、整体化的人类工效学数据共享服务,以大幅提升我国的人本创新能力。

      我院当前数据库中有我国最全的中国成年人人体尺寸数据和最新的中国未成年人人体尺寸数据。

      2 .针对弱势群体的无障碍工效学设计

      研究内容主要包括:年龄和身体残障程度对人行为能力的影响程度:针对这种影响,如何运用工效学的原理和方法扩展产品和环境的常规设计,以兼顾老年人和残障人士的特殊需求,实现通用化设计;主要关注消费品领域和信息领域的无障碍设计。

      我国人口结构老龄化日趋严重。 2005 年全国 1 %人口抽样调查显示我国 60 岁以上老年人人口为 1 . 44 亿,占总人口的 11. 03 %。人到老年后,随着年龄的增长,肢体的运动能力、感官感知能力、认知能力、记忆力、平衡能力和反应速度都会不同程度地衰退和下降。这种“功能障碍”常对老人们的日常生活造成严重影响,和残疾人的生理缺陷一样阻碍着这一庞大弱势群体平等、充分地融入现代社会。

      无障碍工效学设计遵循“普遍适用性”原则,将产品和环境的标准设计向功能残障人士延伸,兼顾他们的特殊需求,最大化能便利使用该产品的客户群。其设计理念为:“产品或环境能被功能残障者使用,一定更能让所有的人使用”。它可为广大老年人、残疾人、妇女、儿童等弱势群体创造一个机会均等的社会环境。

      3 .信息系统的可用性研究

      本项研究旨在根据用户的生理、心理特点以及用户的需求来设计和改善各类信息系统的人机交互界面,以提高其人性化程度,达到简单易学,快速高效、容错性好、满意度高的目标。

      可用性是信息系统最重要的质量指标之一,它以有效性、效率和满意度为指标,考核系统在特定使用背景下,为了特定的目标可为特定使用者使用的程度,即使用者能否用系统完成他的任务,完成任务的效率如何,主观感受又怎样。可用性实际上就是从使用者角度所看到的产品质量。

      4 .人类工效学标准的可视化和信息化研究

      本课题旨在为各类设计者提供一个内嵌中国三维标准数字人和人类工效学设计评价标准的智能化数字设计平台。设计者只需将所设计的产品调入该系统,就可对该产品实现准确、便捷的工效学测评。

      ( 三 ) 科研工作

      1 .国家科技基础平台重点工作项目《人类工效学国家基础数据及服装号型标准研究》

      该项目旨在通过全国规模的未成年人 (4 — 1 7 岁 ) 人体尺寸抽样调查,建立起一整套社会生产生活急需的,能客观、准确代表当前全体中国未成年人人体尺寸特点的国家基础数据标准 ( 包括“中国未成年人人体尺寸”、“中国未成年人足部号型”、 “中国未成年人头面部尺寸”、 ”中国未成年人手部号型”和“中国未成年人服装号型” ) 。此次调查是我国建国以来年龄跨度最大、抽样人数最多、地域跨度最大、技术最先进、测量项目最全面的一次未成年人人体尺寸测量。全国抽样测量总量达 2 万余人,抽样地区遍及十多个省市,测量的人体尺寸数据项目多达 170 余项,可基本满足服装、皮革、家具、文教体育用品、交通运输、建筑六大国民经济行业的数据使用需求。该项工作将极大地提高我国青少年儿童产品的标准化和规范化程度,改善我国未成年人的生活质量。

      2 .“十一五”国家科技支撑计划重大项目“关键技术标准推进工程”子任务《中国人人体尺寸关键技术标准研制》

      该项目旨在从测量项目、测量方法、人体模板设计和人体尺寸数据库规则四个角度更新和完善现有人体尺寸标准体系,主要内容包括:调研当前我国各行业对人体尺寸数据的具体需求,确定人体尺寸测量基础项目和相应的测量标准,研究并规范三维人体测量技术和人体模板设计技术,制修订一系列人体尺寸关键技术标准:开展一定规模的中国成年人人体尺寸抽样测量调查,建立三维人体尺寸数据库,深入研究当前中国人的人体尺寸结构特征,研制中国成年人数字化三维标准人体模型。此项目对规范我国人体尺寸测量工作,确保测量数据的科学性和一致性,以及加强人体尺寸数据的开发应用具有重要的现实意义,可使人体尺寸测量工作与社会需求紧密衔接,为我国的生产生活提供强有力的数据支持和技术支持。

      3 .质检公益性行业科研专项《无障碍设计标准体系研究》

      项目旨在应对我国越来越严重的人口老龄化问题,研究内容主要包括调研国内外在环境、消费品和信息领域的无障碍建设现状,分析我国现阶段存在的主要问题,提出适合我国国情的无障碍设计发展战略建议;设计合理的、具有前瞻性的无障碍设计标准化体系,提出无障碍设计标准制修订工作的规划预案;研究、整理、归纳国际上现有的无障碍设计方法和相关的技术标准,建立无障碍设计技术理论体系,为我国的无障碍设计研究提供技术参考。

      目前项目组已与残联、老龄委、信产部泰尔实验室、清华大学等机构建立联系,共同进行无障碍设计标准体系研究工作。

      ( 四 )2008 年人类工效学国家标准制修订工作项目

      1 .视觉环境评价方法
      2 .室内空调至适温度
      3 .劳动防护服防寒保暖要求
      4 .视觉工效学原则室内工作系统照明
      5 .工作系统设计的人类工效学原则
      6 .人类工效学 险情和非险情声光信号体系
      7 .人类工效学 代谢产热量的测定
      8 .工作场所的险情信号 险情听觉信号
      9 .基于平板视觉显示器工作的人类工效学要求 第 2 部分:平板显示器的人类工效学要求中国未成年人足部号型
      10 .中国未成年人头面部尺寸
      11 .中国未成年人人体尺寸
      12 .中国未成年人手部号型
      13 .使用视觉显示终端 (VDTs) 办公的人类工效学要求 第 1 2 部分:信息显示
      14 .使用视觉显示终端 (VDTs) 办公的人类工效学要求 第 13 部分:用户指南
      15 .利用三维扫描方法进行人体测量
      16 .人类工效学 计算机模型和人体模板 第 1 部分:基本要求
      17 .人一系统交互人类工效学 以人为中心的生命周期过程描述
      18 .人一系统交互人类工效学 人—系统过程评估规范

      (五 )2008 年国际标准制修订工作项目

      1 ISO / NP 24500 ( ID 46170)
      Ergonomics—-—-Auditory signals on consumer products--Guidelines for all people including elderly persons and persons with disabilities
      2 ISO / NP 24501 ( ID 46171)
      Ergonomics----Auditory signals on consumer products--Guidelines on sound pressure levels of signals for all people including elderly persons and persons with disabilities
      3 ISO / NP 24502 ( ID 46172)
      Ergonomics--Specification of age--related relative luminance and its use in the assessment of light in visual signs and displays--Guidelines for all people including elderly persons and persons with disabilities
      4 ISO 10822
      Ergonomics--Guidelines for all people , including elderly persons and persons with disabilities--Marking tactile
dots Ergonomics--Guidelines for all people , including elderly persons and persons with disabilities--Packaging and
receptacles

      二、人类工效学标准化科研协作

      总体设想中国人类工效学标准化科学数据采集与应用联盟人类工效学标准化科学数据是对一国国民生理、心理特征全面、准确、直观和权威的描述,是社会生产生活最基本的技术依据,对国家的科技进步、经济与社会发展具有不可替代的作用,其潜在的社会效益和经济效益是不可估量的。但我国幅员辽阔、人口众多,地区差异较大,客观上为人类工效学标准化科学数据的动态采集和数据库的实时维护带来了极大的困难。因此如不能建立一个由中央到地方,政府、科研机构、企业多方参与的人类工效学标准化科学数据采集与应用体系,该项工作将举步为艰。中国未成年人人体尺寸测量调查的成功经验充分证明了这一点。

      鉴于此,我们建议成立一个由中国标准化研究院、地方标准院、高校科研机构和企业组成的中国人类工效学标准化科学数据采集与应用联盟。实现“采集一开发一应用”三位一体的人类工效学标准化科研服务体系,充分发挥各单位的技术优势,形成多方投入,利益共享的良性运转机制。

      (一)联盟构架

      联盟将在全国布点,实行节点负责制,由节点单位负责当地人类工效学标准化科学数据的采集与应用服务。

      (二) 联盟预期功能
 
     1 .全国性人类工效学标准化科学数据采集;
      2 .人类工效学标准化科学数据服务:
      3 .人类工效学标准宣贯
      4 .人类工效学标准研制。

      (三) 角色设计

      中国标准化研究院
      1 .总体协调和技术支持;
      2 .国家科研项目的策划和申请;
      3 .吸引我国相关产业的龙头企业加盟;
      4 .数据服务中心建设和可视化数据信息平台建设;
      5 .无节点地区的数据采集;
      6 .地方标准化研究院
      7 .采集与应用服务节点
      8 .申请地方科研资金
      9 .发展地方企业加盟企业
      10 .先期资金投入,提交需求;
      11 .享受相应数据服务。
      12 .高校科研机构
      13 .为采集和数据产品开发提供技术力量,享受相应的技术专利或技术服务收益。

      ( 四) 建设基础

      1 .中国标准化研究院已联合多个高校,初步建立了人类工效学科研协作网。
      2 .中国标准化研究院拥有最新的全国未成年人人体尺寸测量数据,和最全的全国成年人人体尺寸数据。

      (五) 启动模式

      1 .以国家项目为契机,多方投入,逐步扩大联盟;
      2 .与地方优势产业 ( 如服装、汽车 ) 的龙头企业合作,启动一到两个应用示范基地 ( 现阶段以人体尺寸数据应用为主 ) 。


 
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