工程估算论文：工程设计估算方式探微范文

作者：徐进津王苹丽傅山单位：上海交通大学航空航天学院上海交通大学电子信息与电气工程学院

在实际工程中，标识起着提供指示信息，提醒工作人员和运行人员注意安全的作用。因此工程设计中就必须保证标识的有效性。在标识有效性的评价中，一方面对标识信息的位置和可见性进行评价，如在电气操作部门就规定，“禁止合闸，有人工作!”类似这样的标识牌应悬挂于一经合闸即可送电到工作地点的开关和道闸的操作把手上。这种依据标准规定进行静态效用评价的方法认为标识已达到悬挂位置的合理性和可见性要求。另一方面对信息可读性、可接受性进行评价，也是基于信息本身的功能，规定在满足可见性情况下，上述标识符合人的思维习惯。而实际中，这些经传统评价方法证实合理性的标识并不一定能引起人员注意，尤其是当操作员在实施具体任务或受外界干扰时，很可能无意地忽略了标识内容。因此这些评价方法没有正确反映标识在实际应用中的有效性。

任务是由一系列子过程组成，传统评价方法是将任务子过程独立出来，对其中目标对象的属性和功能等进行逐一静态评价。而基于任务的工程设计评价方法，是指在评价过程中要考虑对象实施者所在的环境及其任务，需要在整个任务实施过程中评价目标对象。

文中设计了“开门指示标识”的有效性实验，通过数据说明了基于行人具体任务及其所处环境的评价方法能更好地反映标识的有效性，从而进一步说明基于任务的评价方法的合理性。

实验设计

1实验目的

通过观察人们在标识信息变化和实施不同任务情况下进出门的推拉行为，揭示传统静态评价方法的局限性，验证以任务为导向的评价方法的合理性。

2实验布置

实验中假定出入门的行人操作受正常意识指导。为了使实验结果更易于实际推广，在任务、环境变化和被测对象的特征等方面有较理想的实验结果，本实验采用实地研究的方法，实验地点是上海交通大学航空航天学院。实验中所用标识为两张分别印有264号黑色宋体的“推”、“拉”的方形纸片(10X10cm2)。实验正门内外均可推拉，且受出入口门禁安全管理系统的控制，其中刷卡器和门禁开关分别为进门和出门的控制器。摄像监视器可清晰拍摄到正门出入情况，录像存储在控制中心。如图1所示，左图为进门正视图，进门需刷卡;右图为出门正视图，出门需按右墙上门禁开关。

3实验对象

特定时间段内任意进出航空航天学院正门的人，共214人，年龄在20～60岁不等，是完全的随机样本。

4实验步骤

1)将印有“推”字和“拉”字的方形纸片分别贴在正门两面的把手边。

2)利用摄像监视器记录中午11:00－12:00，下午5:00—6:00人们进出门高峰期时的推拉门行为。

3)回放录像并记录数据，数据包括进门推，进门拉，出门推，出门拉四种情况的人数，以及行人未按标识提示操作的原因。

4)将门上“推”字与“拉”字对换。

5)重复步骤2)和步骤3)。

实验结果

通过整理实验数据得到人们在标识变化的情况下推拉门的行为表现，如表1所示。行为指出门或进门，具体动作指推或拉，正确操作的人数比反映了标识有效率)从数据表中可以发现，对每一时间段内两列数据的水平方向进行比较，如11:00—12:00(am)期间出门情况下的四个数据，从贴“推”字改为贴“拉”字，推的人数比重从0．94降为0．76，而拉的人数比重从0．06升为0．24。这说明部分人们已经感知到了“推”“拉”这一标识的变化，并做出了行为的调整。此结论符合常理，验证了本实验方法的合理性。

依据传统的评价方法，从推拉标识信息所张贴位置及其可读性、一致性和可接受性等方面来评价，该标识符合可视性标准，预期的实验结果应是人们100%按照标识提示来操作。但从表1实验结果来看，人们在各种情况下的操作正确率都低于100%。这表明传统的评价方法并不能正确反映标识有效性。事实上，人们对标识的认知能力受环境及其进行任务的影响。

1)经观察总结，实验中人们操作受环境因素影响:

a．人们刷完卡或按下门禁开关后，身体离门的水平距离很近，如果拉门出入，则需要先后退才能拉门，所以长时间以来很多人养成了进出门推的习惯。

b．进门刷卡器与出门开关均在离门把手约一米远的墙上，人们刷完卡或按下开关后可能未能完全注意到门上的标识，故多根据自己习惯和动作的方便程度来选择推拉动作(可参见图1)。因此，标识需要考虑标识本身所处的静态环境，以及环境使人养成的操作习惯。

2)人们推拉门的行为还与人们当前任务有关系。表2为人们在不同任务复杂度情况下进出门的行为情况，其中正确操作与错误操作比一栏中为实际人数比。此处任务复杂度高表示人们进出门过程有多余动作，如打电话，搬物品，多人一起聊天等，即除去单人直接推拉进出门的任务低复杂度情况。每个人在特定环境下的推拉门动作都是一个具体的任务，表2说明人们对信息的获取和执行受任务复杂度的影响。表中显示无论在“推”还是“拉”情况下，人们在任务复杂度低时的正确操作率都明显高于任务复杂度高时的正确操作率。因此，任务是评价过程中必须考虑的要素之一，在具体任务中来评价标识有效性更具合理性。

讨论

首先，本实验结果的合理性，得到了证实。从结果看，大部分人们感知到标识发生变化，并作出了行为调整，这符合常理。第二，指示标识的有效性须通过行人操作的正确率来反映，在上述推拉门操作任务的实验中，标识有效率低于100%，分析原因是人们受到了环境因素和任务的影响。而依据传统的评价体系，通过静态评价标识的字体、大小、颜色、张贴位置等满足标准与否，得出的结果可以达到100%，这说明基于任务的评价方法更合理地反映了标识实际有效率。

第三，实验中结果表明，任务复杂度高低会影响标识有效率高低，再一次反映出任务对评价结果的影响，证明在任务实施过程中来评价更为合理。由于这种方法涉及到任务，因此适合功能属性以及人机工效等的评价。任务是这种评价方法的核心，故在后续研究和应用中，具体任务场景的设计是关键。设计原则有:任务要涵盖待评测的子任务，或系统某一属性要在任务实施过程中得到体现;在任务的实施中，需要利用以往的单一属性评价方法，来为每一个待测评的系统或属性制定出在任务中的权值体现;任务的实施结果，要反映出待评系统或属性的评价结果。

传统的“以功能为导向”的评估体系，只是从系统本身功能和特征考虑，无法细致描述和评价其使用对象或服务对象与系统的交互细节过程，缺乏在交互过程中对人的任务进行全面综合考虑。当代工业设计标准要求系统设计所要解决的不是单个子系统的具体功能和形式，而是与其相关的完整“系统”。这就要求在系统的事后评价中，无论在选择评价方法或设计评价方法时，都要考虑到整体效应，不能单一静态地进行功能评价。

基于任务的评价方法在很多工业领域中有很重要的现实意义，如民用飞机驾驶舱人机工效评估。2008年，EASA颁布了＜CertificationSpec-ificationsforLargeAeroplanes:CS－25＞(简称25部)，其中的1302条款就引入了“以任务为导向”的设计理念，探讨了机组使用的系统和设备的人为因素问题。因此，在飞机适航评审中，通过设定飞行任务，根据飞行员完成任务情况来进行评价，可以更好地发现设计中隐藏的问题。

结论

本文通过实验说明了在评价工程设计合理性时，要考虑设计对象所在的环境，以及对象实施者的具体任务，论证了基于任务的动态的、对多个属性综合评价的方法更具实际意义。当前系统设计越来越复杂，基于任务的评价方法能够更好的满足系统评价要求。