中国迈背空间站时期 人果工程:年夜国重器面睛

 
来源:本站原创
更新时间:2018-02-10

人因工程:大国重器的点睛之笔

杭州良渚梦栖小镇进口的天桥上这多少天挂起一条宏大的横幅——“第发布届中国人因工程顶峰论坛”。

几乎贪图经过这里的人都要问:“什么是人因工程?”杭州人很奇异,为什么这4个字有那末大的魅力,能吸收来15位中国两院院士和3位国际宇航科学院院士?

“飞船、坦克、高铁都是复纯人机系统,因为人的参加使系统变得更加庞杂,系统运转存在某种不断定性和易以猜测的特色,系统安全性问题会更凸起。解决这一困难需要一门新兴的综开穿插学科的支撑,这就是人因工程(Human Factors Engineering),它努力于研究人、机器及其工作环境之间的彼此关系和影响,终极实现进步系统机能且确保人的安齐、健康和舒服的目标。”

不出所料,第二届中国人因工程高峰论坛主席、中国载人航天工程副总设计师、国际宇航科学院院士陈善广在论坛的开坛首讲,用一些重大事故案例进一步论述了人因工程观点及其重要驾驶,同时初次就复杂系统人因设计与测评的概念与方法进行了较为系统和深刻的商量。他另有一个重要身份,是人因工程国家级重点实验室主任、我国人因工程学科带头人。

揭幕式上的第三者士很快发明这样一个景象:院士、专家的谈话,开初局部谁皆能听懂,就是灾害、问题、窘境,尔后半段,跋及到解决的门路方式论才通俗起来,由于数学本相和学术名伺候开端退场。

傍边国尾个手动实现空间交会对接任务的“神九”航天员刘旺呈现在论坛上,现场一派躁动。他也是陈善广团队的研究人员,刚获得人因工程偏向的专士学位。刘旺在太空不慌不忙完成手动对接的出色表示,解释了人因工程的最大内在。“钱学森认为人体是一个开放的巨系统,复杂水平近远跨越早年科学研究的工具。”在这门正在中国崛起的学科中,刘旺不但被人研究,他也在研究自己、研究任务中人与航天器的关系。

中国载人航天走过了25年辉煌过程,高科技人才聚集,在国家载人航天方案、“973”筹划等名目收持下,中国航天员科研练习中心人因工程重点实验室,成为人因工程的领跑者。另外,大飞机、高铁、地铁、核电站等国家的重大规划和专项这些年暴发式的发展,与之响应的人因工程研究与利用也获得了一大量本创性的理论和研究的结果,对推进中国制制强国的建立和部队的现代化扶植、推动经济构造的转型进级,都施展了重要感化。

本届论坛以“人因设计创新中国”为主题,缭绕“人因设计、中国智造、军民融合、双赢同享”的核心议题,在更广范畴、更高档次、更深程度大将国防和军队现代化建设与社会经济发展联合起来,正如开幕式上,国防科工局总工、发展计划司司长龙白山说的,“推进国防科技工业军民融合深入发展,也是推进国家创新驱动发展战略,促进供应侧改造的迫切需要”。

因此,来自中国前沿科技的各方专家,分享了人因工程研究成果,研究人因设计发展计划,他们盼望人因工程在智能装备、翻新设计、调理健康、智慧乡村、互联网和国防安全等领域的探索,能起到引领与增进作用,尽力效劳于国家扶植和社会发展。

他们以为,中国的科技经过几十年的追逐,已在探索中找到了自负,在产业设计和工业制作中参加“人-机-情况”的深量互动研究,减进对人的心理和情感的周全关心研究,不只能助推中国科技的跃迁,也将背天下的前沿科技和经济收展奉献更保险牢靠的中国计划。

有若干灾难可以躲避 从米国4次撞舰事故提及

在劫难微风险眼前,人做甚么能力趋利避害,遁过一劫?有无系统的办法和手段?

弗成否定,灾难和事故是人类最佳的先生。与事故棋战,是科学家必需做的。

在各行各业,面对安全问题,他们必须变身阿尔法狗的设计者,提早几步乃至几十步,预测出对方杀招的各类眉目,而后逐一剿灭之,同时乘机反扑,获得功能的最大化。

本年米国的舰艇持续4次发生撞船事故,简直都是人为身分惹起的。而第四次事故缺失最大:米国导弹驱赶舰麦肯恩号在新加坡东面海疆与一艘邮轮相碰,形成至多5人受伤,10人失踪。能够说,米国水师颜面扫地,所以对事故原因的逃踪至古稀级很高,大众无从晓得。但作为人因工程方面的科学家却在思考诘问,以便让中国的舰艇不犯这一类的过错。

为何舰上的装备这么进步,监测手腕也多,主动化的程度高,还无法躲免这些严重的事故?并且米国的国防部在人因工程方面已经采用了强迫的尺度,优越的设计已经防止了更为好转的状况。

据陈善广剖析,从现有情形来看,可能存在人机功效的调配不当、人机协同不顺畅、舰员心理和心理的疲惫、指挥判定和决策失误、构造和治理松散等人因问题。固然“傲卒多降,是牢不可破的真谛”。

他还举了一例:1988年两伊战役时期,米国导弹巡洋舰文森斯号把一架平易近航飞机击落了,290个无辜性命灰飞烟灭。原因是什么呢?

陈善广为人人复盘了灾害发生的症结导水索:一年之前米国的别的一艘舰艇在波斯湾战斗时代受到敌方战机的轰炸,其时出做出反映。文森斯号这个决策者一看到有一架飞机向本人飞过去,联推测前次兄弟舰艇吃的盈,就慌了,认为是敌国一架履行攻打义务的F-14战役机,“这是信息在通报过程中丧失,决议者认知背荷太重招致的断定失误”。

因而可知,人的要素在事故发生中起到了相当重要的作用。再比如,国际上包含民机和军机在飞行或试飞过程中,机毁人亡的事故还很多。究其原因,人的身分占65%以上。

而航天的风险更大,米国的挑衅者号和哥伦比亚号两次出事让14名航天员得到生命。挑战者号高温下发射、哥伦比亚号泡沫零落问题早有发现,穷究其因,带问题发射裸露出NASA重大的决策失误。还有苏联的惨剧:同盟11号,返回着陆前发作螺栓不测焚烧,压力平衡阀提前挨开,氧气鼓露减压,导致没脱压力防护服的航天员丧命。

陈善广指出,在惨剧的烘托下,阿波罗13号的超尽表现已被历史铭刻。他们登月途中,发生了办事舱的氧气罐爆炸,3位宇航员情急生智,采用了一系列准确自救推测,用那时的登月舱作为救生艇,最末安全返回地球。“涌现问题后,如果设计中充分认识了人的作用,人的决策在太空中长短常重要的。”陈善广说。

“欧洲对1980年~2009年欧洲27个国家重要轨道交通线路发生的重大事故进行分析发现,致使事故发生的人为因素占了74%。中国粹者经由过程对国表里乡市轨道交通运营过程中153起事故数据进行考察,论断是人为因素激起事故的比例为51%。”北交大轨道交通节制与安天下家重点实验室的方卫宁传授复盘了2011年甬温线的7·23事故。

当天的20面22分46秒,D3115次列车取体系和调换员落空接洽。24分,调度员确认永嘉站的D301次列车发车前去温州北站,26分12秒调度员得悉D3115失落。依照比拟稳当的措施,他应当告诉D301泊车。但他却前用了两分钟往搜查掉踪列车,等他获知掉联的车无奈开动和详细地位后,再紧迫呼唤后车刹车,所有都迟了。30分05秒悲剧产生。

与会的一名核电专家沉痛地说,“反思三里岛、切尔诺贝利、祸岛核泄漏惨剧,天灾问题比高铁有过之而无不迭”。他以三里岛为例,把持员爱德华面貌人类第一次核芯融誉的情况,方寸大治胡乱操作,不仅没有克制问题,反而减轻了事故效果。

他说,我们弄人因研究的,就是要从“看起来很多不幸事凑在一同了”的事变过程当中,挖掘风险的要害,而不是简单天批驳和处理草拟员。

因为,经验反应也是财产。

正所谓,丧失越沉重,伤悲越深,“工资失误”的研究就越急切越重要。好比三里岛核泄露事宜的操作者厥后成了教师,不断培训新秀,讲授和反思事故,让子弟汲取教训。

“不是技术先进了,散成了奢华了,全体后果就行了”,人类在装备崇拜、武器崇拜、技术崇拜这方面已经吃尽甜头,也做了很多反思。为什么美欧会对人因工程如此看重,列入法案呢?

方卫宁说明,在二战时,米国飞机用了事先的最新技术,仪表盘无比多。结果动不动就自己失落下去,造成了非战斗加员。这是什么原因?“是因为机器与人的能力不婚配,仪表盘多了,报警的项目多了。人的信息处理才能无限,数据过量过滥让飞行员无法敷衍,疏散了留神力,结果事与愿违”。

越是行正在科技前沿的迷信 越没有会掩罪藏恶、讳道失利

“神舟七号出舱的时候,舱门开了一个缝儿又打开了。我的心格登一下,空中人员都很焦急——这就是我们日常平凡实验的时辰,无法完全模仿太空微重力环境,舱外服的操作工效没法完整摸浑酿成的。最后翟志刚在错误的辅助下借用了对象仍是把门翻开了。这件事也告知我们:绝对机器、自动化的设备而行,人的作用是十分关键的。”

中国载人航天工程总设计师周建平院士在追溯航天人研究人因的历史时,掀秘了昔时的“危急”。

越是高科技行业越是走在科技前沿的科学,越不会文过饰非、讳谈失败,已经发布进入中国空间实验室时代的载人航天更是如斯。

在会上,陈善广坦白地讲,中国航天本年也是不安静的,长征三号、长征五号发射失败,背地的问题正在深思。对航天人来讲,要时辰坚持忧患,他说,我们深知:“一次成功不等于次次成功,胜利不等于成生”“成果完好不即是进程完善”。实在载人航天是在人的保证、寰宇协同、前往着陆等方面一直总结经验经验中改良提高的。

不能不否认,中国制造在向中国智造过渡的近况时代,阻力不堪称不大。与会的很多专家反应,决策管理层只器重技术与硬件产物自身的先进性,只看到一个劲女地往前走,把技术搞得越先进越好,忘却了人的问题。工程专家看法过于强势,而疏忽了人因因素,成果很重大。

固然让人认识一个问题是需要过程的。但中国的突起太快、技术爆发性发展太快,“我们如果不重视人因研究,有可能就会成为中国人走出去、一带一路发展的阻碍。产品再好,没有考虑到用户安全、使用的方便和习惯,就会损失科技发展带来的盈余。”方卫宁对中国青年报·中青在线记者说。

他举例,轨道交通建设,以是市场需要为导向的。一其中等的主机厂,一年的机车产量相称于南非一个国家30年的需要量。“我们先期投入那么大,不走出去行吗?”方卫宁反诘。

但是,发达国家对车的人因指导要求很高,比如米国就有联邦律例的划定。

中国的工程设计人员到了米国一看,发现米国某些机车、地铁车辆品质没有中国的好,对开辟北美市场充斥信念。但是自得没多暂就被泼了一盆凉水:不是技术先进人家就让你中目的。

介入这个项目标方卫宁对在米国降地之难深有感想。“米国的项目,是过程管理,每个目标、分析方法、测试流程和测试设备都要满意美方要求,一个环顾过不了关,就走不到下一步。因为我们的产品设计研发历程与美方纷歧样,按照美方的要求,成本一下就加上去了。”比如,米国和澳大利亚等发动国家的铁路用户十分重视司机的用户体验,不论你的车有多先进,如果不知足用户的使用喜欢或司机在体验过程中感到不适,司机地点的工会拥有一票可决权,因而,在方案设计阶段完成后,很多出心发达国家的铁路车辆需要制造1∶1的模型供用户休会评估,评估通事后,方能制造和出产。这与海内比拟,增长了很多研发成本。

“我们的膏火是交了,但它不该只属于铁路系统,中国走出去是一个整体。如果能让更多的人重视人因环节的当时设计,就会削减弯路和不用要的损失了。”陈善广说。

幸亏,相对首届人因工程大会200多名来自军方和国家大工程的参会人员来说,一年当前的明天,良渚小镇来了470人,更多工业设计的专家参与个中。院士也从9位扩大为15位。

异样是中国的自豪——高铁。其顶层设计的设计者也把人因工程放在了重要位置。

中国科学技巧协会副主席、中国铁路总公司总工程师何华武院士,客岁加入了首届人因工程论坛,向预会者具体地分享了高铁的人因经验。往年,他又离开第二届论坛。他的发言,让人们意想到中国高铁的成功并数奇然,高铁未来的发展标的目的将加倍切近以工钱本。

何华武院士瞻望:高铁宾运现在达到每小时350千米,现在是人控为主,生生世世的铁路司机都支出了极其辛苦的休息,因为全部列车人员的生命安全都系于他一身。下一步要实现在国际上当先的智能高速铁路,标记性技术异常多,此中之一是时速350公里的高速列车实现无人驾驶,有人值守。

公家在享用技术发展带来方便的同时,也必须忍耐它的方便。这些中国科学家就是在尽力而为地交叉探索,为公寡不断迫近极限——既让人的作用充分展现,也让人更恬静更愉悦更安全。

究竟,中国经济经过30多年的高速发展后,工业结构正在阅历反动性的转型,“一带一起”“中国企业走进来”,这一切都在提示大师,不克不及再疏忽人因工程学科的存在——它毫不是一个大工程项目的包装纸,而必须走入核心设计环节。

正如国家天然科学基金委员会副主任、中科院院士沈岩所说,人的因素在工业生产中的重要意思和价值发现以及发挥它的作用,使得工业发展进入到一个新的更高的阶段,人因工程不仅涉及工程技术问题,也涉及到基本科学识题,比如对人的认识。

人是万物之灵,意识人是人因工程的基本。中国工程院副院长、中国工程院院士樊代明和中国工程院院士俞梦孙在讲演中也都强调了要以系统不雅来认识人的心理心理法则和安康问题。

“安全、高产、快活都是中国梦的构成部分。人因工程关乎每团体。便利了每一个用户,能让老庶民有满足感;采取人因理念的产物销量好了,能让工致有失掉感、成绩感。人因工程应进入国家策略,要让老百姓都听得懂,都用到自己的发域中来。”空军航空医学研究所郭小嘲笑倡议。

陈善广说,人因工程的实质,就是夸大“以工资中央设计”的理念,让科技回回以报酬本的初志,让我们发明的世界使人们取得平安感和下品德的生活。这样才干转变经济社会发展不均衡、不充分的近况,从而办事于宽大国民日趋增加的对美妙生活的需要,这也非常符合新时代“以人平易近为核心”的发展不雅。

中国迈向空间站时代 人因设计任重讲远

事先花一块钱,出错后要支付100元的价值。之前的那一起钱本钱您乐意付吗?现实证实,良多人不乐意。

违心为此收入成本的,常常是具备极微风险的行业。而无疑,中国航天走在了前面。这也是将人因工程的国家实验室放在航天员中央的起因。

周建仄先容,1968年航天医教工程研讨所建立时就设破了航天工效研究室。经由这些年的载人飞翔,航天员在太空中的感化愈来愈凸隐出来,人和机械的闭系重要性,处置大好人机关联,令人机融会在一路,当初成为工程设计中一个很主要的共鸣。

而事实上,人因工程的共识并没有进入一般企业,也没有飞入平常百姓家。更多与会者反映的是,人因研究在今朝企业的边沿状态。

在言论旋涡里回旋的,在媒体之间重复炒作的,是人工智能,是互联网+,似乎人类的未来,人类的现代化就是机器的古代化,就是阿我法狗扩大到方方面面,而人,将会酿成一段数码,一种比特的存在。

岂非人类祖祖辈辈乘风破浪供生计求发作,目的就是要被一群机械养起来?

本次论坛的专家们不断强调的就是“人的能动性,人的不成替换性”。人工智能的核心就是人,也只能是人。

回到远期目标:2022年,我国打算将空间站中心舱和试验舱Ⅰ、实验舱Ⅱ发射上天,届时将完成航天员历久在空间站驻留,并禁止各项科学真验。其间将有屡次载人飞止和货色运输,航天员要出舱工作。到2024年国际空间站服役时,中国可能成为寰球独一经营空间站的国家。

目标很近也很甜美。但过程其实不苦蜜。

“我们曾经到了空间站研制阶段,当心许多人因问题借不获得很好处理。工程研造如果不克不及提早充分考虑人因,比及出了问题再返工,价格就年夜了。”陈善广如许说。

空军预警学院教学闫世强提出:“看我们各级指挥大厅的设计,大多是几排盘算机整整洁齐摆在后面。而米国、俄罗斯的指挥所是依据指挥员要求设计的,多个显著屏依据人机交互设计。”他由此履行,军改后,现在战区、作战系统的变更,要求各个指挥所的指挥法式和指挥界面设计,指挥员和作战系统之间的交互,都要随着进行修改,根据分歧批示席位进行人因工程设计。跟着交战系统从单装到体系,拆备体制的一体化设计与人因工程评价的问题凸显出来,增强兵器设备系统特殊是批示把持系统的人因工程设计有很大的发展余步,还答把艺术和人文理念更多地加进出来。

“设计是泉源。产品的品度是设计出来的。人因工程强调迭代式设计,更强调一次性把工作做到位。”陈善广表现,什么是人因设计?怎样发展人因设计与测评?目前业界也没有统一的认识和标准,还需进一步讨论,并在实践中精益求精完美。

人因设计是本届论坛的主题,强化人因设计对于提升人因工程位置和作用十分重要。陈善广认为,我们既要充分鉴戒先进国家的成功经验少走直路,又要有充足的文化自信,因为中国传统文化中的“天人合一”、“中庸”思维、整体观等与人因工程的理念很分歧。特别是我国以后正处在工业化发展最旺盛的阶段,人因工程恰遇其时,我们完全有能力在这个领域做出中国人的立异性贡献,为我国从制造大国向制造强国改变发挥重要的作用。载人航天具有引领与示范意义,理当走在前头。

航天的人因研究从实践到实际,波及死物力学、心思学、工程学等圆里,以是也让国度年夜工程的很多范畴可能疑手拈来,举一反三。但空间站是总是国力的表现,空间站时期又须要国家各个方面的工程设计火平的晋升。

景海鹏、陈冬在神船十一号和玉阙二号生涯和工作了33天,是到今朝为行中国在太空时间最长的人。而“空间站里的工作职员中临时驻轨要180天以上,空间站就成了航天员之家。我们若何将它的设计到达家的水平呢?”陈善广问。

而舱外设备的设计,假如不充足斟酌航天员在太空中恶浊的情况,带去的便不是简略的未便题目了。比方舱中功课应用的脚套,是充气的且有多层防护,很显明会硬套航天员的触感跟操控灵活性。从外洋的教训看,舱外装备的计划让航天员出舱维建时很不伏手,如许有形中推少了航天员舱外任务的时光,也增添了他们的工做度和危险。

同时,中国的空间站也将是未来人类战争应用太空的重要平台,确定要进行科学研究的国际协作。一方面各国科学家会进入中国的太空舱一路进行科学实验,太空舱也要在设计中加入合适他们文明配景与操作习惯的元素。另外一方面兄弟国家也把自己的舱段发射上太空,与中国的太空舱对接,这就要求有一体化的设计和同一的接口。

“外洋配合也对付咱们的人果工程程度提出了请求,我们要做有预感性的设想。”陈擅广道。

集会探讨经过了《发展人因工程,助推“中国制造2025”举动倡导书》,呐喊国家、行业、高校、企业及人因专家共同努力,从国家政策、行业树模、学科建设、人才培育、成果转化及应用等方面通力合作,促使人因工程研究和行业成果失掉更普遍的推行和运用,提降企业管理人员和生产人员的人因学认识,改良低效力高风险的生产环节,并经由过程新兴技术中信息的高效利用,提升企业和行业综合合作力,推动“中国制造2025”逾越发展。

论坛主席陈善广指出,将来野生智能必定会更频仍地走入我们的生活。我们将面对的是两个或多个超复杂的智能体之间的关系。未来人构造系将发生深入变化,这不仅是科学的问题了,可能也是社会、玄学的问题。就像苏格拉底曾说的:摸索哲学不是为了让我们在不确定的世界中找到确定的谜底,而是让我们在不肯定的现实中若何确定的生活。

兴许,对人的探索可以打消他日世界广泛存在的、因为现代化、互联网崇敬而发生的机器同化、拜金主义等都会病,为那些对未来发展胆怯到焦急烦闷的人类开出良方。

“安全感是排除不确定性而获得的,未来的发展,天然物的智慧提升必让人类自己心旷神怡,清除不确定性使人—智能系统运行可预测可掌握,是人因设计的重要的任务和目标。”陈善广说。(堵力)

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