在設計設備時，最重要的是要充分考慮這樣一個事實，即人類操作員在處理信息方面既有能力又有局限性，這些能力和局限性各不相同，並且存在於各個層面。 實際工作條件下的性能在很大程度上取決於設計在多大程度上關注或忽略了這些潛力及其限制。 下面將簡要介紹一些主要問題。 將參考本卷的其他貢獻，其中將更詳細地討論一個問題。

在人類信息處理的分析中，通常區分三個主要層次，即 知覺水平是， 決策層 和 運動水平. 知覺水平進一步細分為三個層次，涉及感覺處理、特徵提取和知覺識別。 在決策層面，操作員接收感知信息並選擇對其做出反應，最終在運動層面進行編程和實現。 這僅描述了最簡單的選擇反應情況下的信息流。 然而，很明顯，感知信息可能會在引發行動之前積累、組合和診斷。 同樣，可能需要考慮到感知過載來選擇信息。 最後，當有多個選項時，其中一些可能比其他選項更合適，選擇適當的操作就變得更成問題。 在目前的討論中，重點將放在信息處理的感知和決策因素上。

感知能力和限制

感官限制

第一類加工限制是感官的。 它們與信息處理的相關性是顯而易見的，因為隨著信息接近閾值限制，處理變得不那麼可靠。 這似乎是一個相當微不足道的陳述，但儘管如此，感官問題並不總是在設計中被清楚地識別出來。 例如，標誌張貼系統中的字母數字字符應該足夠大，以便在與採取適當行動的需要相一致的距離內清晰可辨。 反過來，易讀性不僅取決於字母數字的絕對大小，還取決於對比度，並且考慮到橫向抑制，還取決於標誌上的信息總量。 特別是，在能見度低的情況下（例如，在駕駛或飛行期間下雨或起霧），易讀性是一個需要採取額外措施的相當大的問題。 最近開發的交通路標和路標通常設計精良，但建築物附近和建築物內的路標通常難以辨認。 視覺顯示單元是另一個例子，其中大小、對比度和信息量的感官限制起著重要作用。 在聽覺領域，一些主要的感官問題與理解嘈雜環境或低質量音頻傳輸系統中的語音有關。

特徵提取

提供足夠的感官信息，下一組信息處理問題涉及從呈現的信息中提取特徵。 最近的研究表明，有充分的證據表明，對特徵的分析先於對有意義的整體的感知。 特徵分析對於在許多其他對像中定位一個特殊的異常對象特別有用。 例如，包含許多值的顯示器上的基本值可能由單一的異常顏色或尺寸表示，然後該特徵立即引起注意或“彈出”。 從理論上講，對於不同的顏色、大小、形式和其他物理特徵，存在“特徵圖”的共同假設。 特徵的注意力值取決於屬於同一類的特徵圖的激活差異，例如顏色。 因此，特徵圖的激活取決於異常特徵的可辨別性。 這意味著當屏幕上有許多顏色的幾個實例時，大多數顏色特徵圖都被大致相同地激活，這具有不會彈出任何顏色的效果。

以同樣的方式彈出一個移動廣告，但當視野中有多個移動刺激時，這種效果就會完全消失。 在對齊指示理想參數值的指針時，也應用了不同激活特徵圖的原理。 指針的偏差由可快速檢測到的偏差斜率指示。 如果這不可能實現，則可能會通過顏色變化來指示危險的偏差。 因此，設計的一般規則是在屏幕上只使用極少數異常特徵，並只為最重要的信息保留它們。 在特徵連詞的情況下，搜索相關信息變得很麻煩。 例如，很難在小的紅色物體和大小不一的綠色物體中找到一個大的紅色物體。 如果可能，在嘗試設計高效搜索時應避免連詞。

可分離與整體尺寸

當可以更改特徵而不影響對對像其他特徵的感知時，特徵是可分離的。 直方圖的線長就是一個很好的例子。 另一方面，整體特徵是指當特徵發生變化時，會改變對象的整體外觀。 例如，在不改變圖片的整體外觀的情況下，不能在面部示意圖中改變嘴部特徵。 同樣，顏色和亮度是不可或缺的，因為一個人不能在不同時改變亮度印象的情況下改變顏色。 可分離和整體特徵的原理，以及從對象的單個特徵的變化演變而來的湧現屬性的原理，被應用於所謂的 集成 or 診斷 顯示。 這些顯示的基本原理是，不是顯示單獨的參數，而是將不同的參數集成到單個顯示中，其總組成表明系統可能實際存在的問題。

控制室中的數據顯示仍然經常被每個單獨的措施都應該有自己的指標的理念所主導。 措施的零散呈現意味著操作員的任務是整合來自各種單獨顯示的證據，以便診斷潛在問題。 在美國三哩島核電站出現問題時，大約有 XNUMX 到 XNUMX 個顯示器出現某種形式的紊亂。 因此，操作員的任務是通過整合來自無數顯示器的信息來診斷實際出了什麼問題。 綜合顯示可能有助於診斷錯誤類型，因為它們將各種措施組合成一個模式。 然後，集成顯示器的不同模式可以針對特定錯誤進行診斷。

圖 1 顯示了為核控制室提出的診斷顯示的經典示例。它將許多測量值顯示為等長的輻條，因此正多邊形始終代表正常條件，而不同的扭曲可能被連接在這個過程中遇到不同類型的問題。

圖 1. 在正常情況下，所有參數值都相等，形成一個六邊形。 在偏差中，一些值發生了變化，產生了特定的失真。

並非所有積分顯示器都具有同等可辨別性。 為了說明這個問題，矩形的兩個維度之間的正相關會在表面上產生差異，同時保持相同的形狀。 或者，負相關會在保持相等表面的同時產生形狀差異。 整體尺寸的變化產生新形狀的情況被稱為揭示圖案的湧現特性，這增加了操作員辨別圖案的能力。 緊急屬性取決於部件的身份和排列，但不能用任何單個部件來識別。

對象和配置顯示並不總是有益的。 它們是不可或缺的這一事實意味著單個變量的特徵更難被感知。 關鍵是，根據定義，整體維度是相互依賴的，因此會混淆它們各自的組成部分。 在某些情況下，這是不可接受的，而人們可能仍希望從對象顯示的典型診斷模式屬性中獲益。 一種妥協可能是傳統的條形圖顯示。 一方面，條形圖是完全可分離的。 然而，當位於足夠近的附近時，條的不同長度可以一起構成可以很好地服務於診斷目的的類似物體的圖案。

一些診斷顯示優於其他顯示。 它們的質量取決於顯示器對應的程度 心理模型 的任務。 例如，如圖 1 所示，基於正多邊形變形的故障診斷可能仍然與域語義或發電廠過程操作員的概念關係不大。 因此，多邊形的各種類型的偏差並不明顯指的是工廠中的特定問題。 因此，最合適的配置顯示的設計是與任務的特定心智模型相對應的。 因此需要強調的是，當長度和寬度的乘積是感興趣的變量時，矩形的表面只是一個有用的對象顯示！

有趣的對象顯示源於三維表示。 例如，空中交通的三維表示——而不是傳統的二維雷達表示——可以為飛行員提供對其他交通的更好的“態勢感知”。 三維顯示已被證明比二維顯示要好得多，因為它的符號可以指示另一架飛機是在自己的上方還是下方。

退化條件

在各種條件下都會出現觀看效果下降的情況。 出於某些目的，如偽裝，物體被故意降級以防止它們被識別。 在其他情況下，例如在亮度放大時，特徵可能變得過於模糊以致於無法識別物體。 一個研究問題涉及屏幕上所需的最少“行”數或避免退化所需的“細節量”。 不幸的是，這種提高圖像質量的方法並沒有產生明確的結果。 問題在於識別退化刺激（例如，偽裝的裝甲車）在很大程度上取決於是否存在次要的特定對象細節。 結果是無法制定關於線密度的一般規定，除了隨密度增加而降低的微不足道的陳述。

字母數字符號的特點

特徵提取過程中的一個主要問題涉及共同定義刺激的特徵的實際數量。 因此，由於有許多冗餘曲線，像哥特字母這樣的華麗字符的可讀性很差。 為了避免混淆，具有非常相似特徵的字母之間的區別——比如 i 和 l和 c 和 e——應該強調。 出於同樣的原因，建議使升部和降部的筆劃和尾部長度至少佔字母總高度的 40%。

很明顯，字母之間的區別主要取決於它們不共享的特徵數量。 這些主要由直線和圓段組成，它們可能具有水平、垂直和傾斜方向，並且可能大小不同，如小寫和大寫字母。

很明顯，即使字母數字很好區分，它們也很容易在與其他項組合時失去該屬性。 因此，數字 4 和 7 僅共享幾個特徵，但在更大的其他相同組的情況下它們表現不佳（例如， 384 與 387) 有一致的證據表明閱讀小寫文本比大寫文本更快。 這通常歸因於小寫字母具有更明顯的特徵（例如， 狗, 貓 與 DOG, 貓). 小寫字母的優越性不僅適用於閱讀文本，也適用於路標，例如高速公路出口處用於指示城鎮的路標。

鑑定

最後的知覺過程與知覺的識別和解釋有關。 在這個層面上出現的人類限制通常與歧視和找到對感知的適當解釋有關。 視覺辨別研究的應用是多方面的，涉及字母數字模式以及更一般的刺激識別。 汽車剎車燈的設計將作為最後一類的例子。 追尾事故在交通事故中佔了相當大的比例，部分原因是剎車燈傳統位置靠近尾燈，難以辨別，因此延長了駕駛員的反應時間。 作為替代方案，已經開發出似乎可以降低事故率的單一燈。 它安裝在後窗中央，大約與眼睛水平。 在道路上的實驗研究中，當受試者意識到研究的目的時，中央剎車燈的影響似乎較小，這表明當受試者專注於任務時，傳統配置中的刺激識別會得到改善。 儘管孤立的剎車燈有積極的作用，但通過使剎車燈更有意義，給它一個感嘆號、“！”，甚至一個圖標的形式，它的識別性可能仍會進一步提高。

絕對判斷

在對物理尺寸進行絕對判斷的情況下，會出現非常嚴格且通常違反直覺的性能限制。 示例與對象的顏色編碼和聽覺呼叫系統中音調的使用有關。 關鍵是相對判斷遠優於絕對判斷。 絕對判斷的問題是代碼要翻譯成另外一個類。 因此，特定的顏色可以與電阻值相關聯，或者特定的音調可以用於後續消息所針對的人。 因此，事實上，問題不在於感知識別，而在於反應選擇，這將在本文後面討論。 在這一點上，只要注意不要使用超過四種或五種顏色或間距就足夠了，以免出​​錯。 當需要更多選擇時，可以添加額外的維度，如響度、持續時間和音調成分。

單詞閱讀

閱讀傳統印刷品中單獨的單詞單元的相關性已被各種廣泛經驗的證據證明，例如當省略空格時閱讀會受到很大阻礙，印刷錯誤通常未被發現，並且在交替情況下很難閱讀單詞（例如， 交替). 一些研究者強調了詞形在閱讀詞單位中的作用，並建議空間頻率分析儀可能與識別詞形有關。 在這種觀點下，意義將來自整個單詞的形狀，而不是通過逐個字母的分析。 然而，詞形分析的貢獻可能僅限於小的常用詞——冠詞和詞尾——這與小詞和詞尾中的打印錯誤檢測概率相對較低的發現一致。

小寫文本比大寫文本有優勢，這是因為大寫文本的特徵丟失了。 然而，在搜索單個單詞時，小寫單詞的優勢不存在，甚至可能被逆轉。 可能是字母大小和字母大小寫的因素在搜索中混淆了：較大尺寸的字母被更快地檢測到，這可能抵消了特徵不明顯的缺點。 因此，單個單詞在大寫和小寫下的可讀性大致相同，而連續的文本在小寫下閱讀速度更快。 在許多小寫單詞中檢測單個大寫單詞非常有效，因為它會引起彈出。 通過在 無所畏懼，在這種情況下，結合了彈出式和更具特色的優點。

編碼特徵在閱讀中的作用也從舊的低分辨率視覺顯示單元屏幕的易讀性受損中顯而易見，這些屏幕由相當粗糙的點陣組成，只能將字母數字描繪成直線。 共同的發現是，在低分辨率顯示器上閱讀文本或進行搜索比在紙質印刷品上閱讀或搜索要慢得多。 使用當今更高分辨率的屏幕，該問題已基本消失。 除了字母形式之外，紙質閱讀和屏幕閱讀之間還有許多其他差異。 行間距、字符大小、字體、字符與背景之間的對比度、觀看距離、閃爍量以及通過滾動在屏幕上切換頁面的事實都是一些例子。 人們普遍發現，在電腦屏幕上閱讀速度較慢——儘管理解力似乎差不多——可能是由於這些因素的某種組合。 當今的文本處理器通常在字體、大小、顏色、格式和样式方面提供多種選擇； 這樣的選擇可能給人一種錯覺，即個人品味是主要原因。

圖標與文字

在一些研究中，發現受試者命名印刷文字所花費的時間比命名相應圖標所花費的時間要快，而在其他研究中，這兩種時間都差不多快。 有人建議，文字比圖標閱讀速度更快，因為它們不那麼模糊。 即使是一個相當簡單的圖標，如房子，也可能會在受試者之間引起不同的反應，從而導致反應衝突，從而降低反應速度。 如果通過使用真正明確的圖標來避免響應衝突，則響應速度的差異可能會消失。 有趣的是，作為交通標誌，圖標通常比文字優越得多，即使在理解語言問題不被視為問題的情況下也是如此。 這種悖論可能是由於交通標誌的易讀性在很大程度上取決於 距離 在其中可以識別標誌。 如果設計得當，這個距離對於符號比對於文字更大，因為圖片可以提供相當大的形狀差異並且包含比文字更少的精細細節。 那麼，圖片的優勢在於識別字母需要大約十到十二分鐘的弧度，而特徵檢測是識別的初始先決條件。 同時很明顯，只有在以下情況下才能保證符號的優越性：(1) 它們確實包含很少的細節，(2) 它們在形狀上足夠明顯，並且 (3) 它們是明確的。

決策的能力和限制

一旦一條規則被識別和解釋，它可能會要求採取行動。 在這種情況下，討論將僅限於確定性刺激-反應關係，或者換句話說，僅限於每種刺激都有其固定反應的條件。 在這種情況下，設備設計的主要問題來自兼容性問題，即確定的刺激及其相關反應在多大程度上具有“自然”或良好實踐的關係。 在某些情況下，最佳關係會被故意中止，例如縮寫的情況。 通常收縮像 阿柏亭 比截斷更糟糕 縮寫. 從理論上講，這是由於單詞中連續字母的冗餘增加，這允許在前面的字母的基礎上“填充”最後一個字母； 截斷詞可以從這一原則中獲益，而縮略詞則不能。

心理模型和兼容性

在大多數兼容性問題中，存在來自廣義心智模型的刻板反應。 在圓形顯示中選擇零位就是一個很好的例子。 12 點鐘和 9 點鐘位置似乎比 6 點鐘和 3 點鐘位置更正得更快。 原因可能是顯示屏上部的順時針偏差和移動被視為“增加”，需要降低值的響應。 在 3 點鐘和 6 點鐘的位置，這兩個原則相互衝突，因此處理它們的效率可能較低。 在鎖上或打開汽車的後門時會發現類似的刻板印象。 大多數人都按照鎖定需要順時針方向移動的刻板印象行事。 如果鎖的設計方式相反，則最有可能導致在嘗試鎖門時不斷出錯和受挫。

關於控制運動，著名的 Warrick 兼容性原則描述了控制旋鈕的位置與顯示器上的運動方向之間的關係。 如果控制旋鈕位於顯示屏的右側，則順時針移動應該會將刻度標記向上移動。 或者考慮移動窗口顯示。 根據大多數人的心理模型，移動顯示的向上方向表明數值上升的方式與溫度計中溫度升高由更高的水銀柱指示的方式相同。 使用“固定指針移動刻度”指示器來實現此原則存在問題。 當此類指標的刻度向下移動時，其值旨在增加。 因此，與常見的刻板印象發生了衝突。 如果值是倒置的，則低值位於標度的頂部，這也與大多數刻板印象相反。

術語 鄰近兼容性 是指符號表示與人們對系統內功能甚至空間關係的心智模型的對應。 隨著情境的心智模型更加原始、全球化或扭曲，鄰近兼容性問題更加緊迫。 因此，複雜的自動化工業過程的流程圖通常是基於技術模型顯示的，而該技術模型可能與過程的心智模型根本不一致。 特別是，當過程的心智模型不完整或扭曲時，進展的技術表示對發展或糾正它幾乎沒有幫助。 鄰近兼容性差的日常生活示例是建築物的建築地圖，該地圖旨在用於查看者定位或顯示火災逃生路線。 這些地圖通常是完全不合適的——充滿了無關緊要的細節——尤其是對於那些只對建築物有一個全局心理模型的人來說。 地圖閱讀和方向之間的這種融合接近於所謂的“態勢感知”，這在空中飛行期間在三維空間中尤為重要。 三維對象顯示最近有一些有趣的發展，代表了在該領域實現最佳鄰近兼容性的嘗試。

刺激反應相容性

刺激-響應 (SR) 兼容性的一個例子通常出現在大多數文本處理程序的情況下，這些程序假定操作員知道命令如何對應於特定的組合鍵。 問題在於命令及其對應的組合鍵通常沒有任何預先存在的關係，這意味著必須通過配對關聯學習的艱苦過程來學習 SR 關係。 結果是，即使掌握了技能，任務仍然容易出錯。 該程序的內部模型仍然不完整，因為較少練習的操作很容易被遺忘，因此操作員根本無法做出適當的響應。 此外，屏幕上生成的文本通常在所有方面都與最終出現在打印頁面上的內容不一致，這是鄰近兼容性較差的另一個例子。 只有少數程序使用與刺激-響應關係相關的定型空間內部模型來控制命令。

已經正確地論證了空間刺激和手動反應之間存在更好的預先存在的關係——比如指向反應和空間位置之間的關係，或者像語言刺激和聲音反應之間的關係。 有充分的證據表明，空間表徵和語言表徵是相對獨立的認知範疇，它們之間幾乎沒有相互干擾，但也幾乎沒有相互對應。 因此，空間任務，如格式化文本，最容易通過空間鼠標類型的移動來執行，從而將鍵盤留給口頭命令。

這並不意味著鍵盤是執行口頭命令的理想選擇。 打字仍然是手動操作任意空間位置的問題，這基本上與處理字母不兼容。 這實際上是另一個高度不相容的任務的例子，只有通過廣泛的練習才能掌握，如果不不斷練習，技能很容易丟失。 對於速記寫作也可以提出類似的論點，速記寫作也包括將任意書寫符號與口頭刺激聯繫起來。 另一種鍵盤操作方法的有趣示例是和弦鍵盤。

操作員操作兩個鍵盤（一個用於左手，一個用於右手），這兩個鍵盤均由六個鍵組成。 字母表中的每個字母對應一個和弦響應，即鍵的組合。 對這種鍵盤的研究結果表明，獲得打字技能所需的時間顯著節省。 電機限制限制了和弦技術的最大速度，但是，一旦學會，操作員的表現仍然非常接近傳統技術的速度。

空間兼容性效應的一個經典示例涉及爐灶燃燒器控件的傳統佈置：2 ´ 2 矩陣中的四個燃燒器，控件在水平行中。 在這個配置中，burner 和 control 之間的關係並不明顯，學習也很差。 然而，儘管有很多錯誤，但在給定時間的情況下，通常可以解決爐子生火的問題。 當面臨未定義的顯示-控制關係時，情況會更糟。 在攝像機、錄像機和電視機的顯示控制關係中發現了 SR 兼容性差的其他示例。 結果是許多選項從未使用過或必須在每次新試驗中重新研究。 “手冊中已全部解釋”的說法雖然屬實，但沒有用，因為在實踐中，大多數手冊對普通用戶來說是難以理解的，尤其是當他們試圖使用不相容的語言術語來描述操作時。

刺激-刺激 (SS) 和反應-反應 (RR) 兼容性

最初 SS 和 RR 兼容性區別於 SR 兼容性。 SS 兼容性的一個經典例證涉及 XNUMX 年代後期嘗試通過視覺顯示支持聽覺聲納以增強信號檢測。 在水平光束中尋求一種解決方案，垂直擾動從左到右傳播並反映聽覺背景噪聲和潛在信號的視覺轉換。 信號由稍大的垂直擾動組成。 實驗表明，聽覺和視覺顯示的組合併沒有比單一的聽覺顯示更好。 原因在於 SS 兼容性差：聽覺信號被感知為響度變化； 因此，當以亮度變化的形式提供時，視覺支持應該最對應，因為這是響度變化的兼容視覺模擬。

有趣的是，SS 兼容性的程度直接對應於受試者在跨模態匹配中的熟練程度。 在跨模態匹配中，可能會要求受試者指出哪個聽覺響度對應於特定亮度或特定重量； 這種方法在縮放感官維度的研究中很受歡迎，因為它可以避免將感官刺激映射到數字。 RR 兼容性指的是同時運動和連續運動的對應。 有些動作比其他動作更容易協調，這為最有效地完成一系列動作（例如，連續操作控件）的方式提供了明確的約束。

上面的例子清楚地顯示了兼容性問題是如何遍及所有用戶機界面的。 問題在於相容性差的影響通常會因長期練習而減弱，因此可能仍未引起注意或被低估。 然而，即使不兼容的顯示控制關係得到很好的實踐並且似乎不影響性能，仍然存在較大錯誤概率的點。 不正確的兼容響應仍然是正確的不兼容響應的競爭者，並且可能偶爾會通過，具有明顯的事故風險。 此外，掌握不相容的 SR 關係所需的練習量巨大且浪費時間。

電機編程和執行的限制

在關於 RR 兼容性的評論中已經簡要提到了電機編程的一個限制。 人類操作員在執行不一致的運動序列時存在明顯的問題，特別是，很難完成從一個不一致的序列到另一個不一致的序列的改變。 運動協調研究的結果與雙手活動的控制設計有關。 然而，在這方面，練習可以克服很多困難，正如令人驚訝的雜技技巧水平所表明的那樣。

控制設計中的許多通用原則都源自電機編程。 它們包括在控件中加入阻力，並提供表明控件已正確運行的反饋。 準備運動狀態是反應時間的高度相關決定因素。 對意想不到的突然刺激做出反應可能需要多花一秒鐘左右的時間，這在需要快速反應時是相當可觀的——就像對領頭汽車的剎車燈做出反應一樣。 未準備好的反應可能是鏈碰撞的主要原因。 預警信號有利於防止此類碰撞。 運動執行研究的一個主要應用涉及費特定律，它與運動、距離和瞄準目標的大小有關。 這條定律似乎很普遍，同樣適用於操作桿、操縱桿、鼠標或光筆。 其中，它已被用於估計在計算機屏幕上進行更正所需的時間。

顯然，除了上述粗略的評論之外，還有更多要說的。 例如，討論幾乎完全局限於簡單選擇反應層面的信息流問題。 除了選擇反應之外的問題沒有被觸及，也沒有觸及在信息和運動活動的持續監測中反饋和前饋的問題。 提到的許多問題與記憶問題和行為計劃問題密切相關，這些問題也沒有得到解決。 例如，在 Wickens (1992) 中可以找到更廣泛的討論。

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在設計產品或工業流程時，人們會關注“普通”和“健康”的工人。 關於肌肉力量、身體柔韌性、伸展長度和許多其他特徵的人類能力的信息大部分來自軍事徵兵機構進行的實證研究，反映了對 XNUMX 多歲的典型年輕男性有效的測量值. 但可以肯定的是，工作人口包括男女和年齡範圍廣泛的人，更不用說各種身體類型和能力、體能和健康水平以及功能能力。 附錄中給出了世界衛生組織概述的人群功能受限的種類分類 文章“案例研究：人們功能受限的國際分類”。 目前，工業設計在很大程度上沒有充分考慮到廣大工人的一般能力（或無能），應該以更廣泛的人類平均水平為出發點，作為設計的基礎。 顯然，適合 20 歲的人的體力負荷可能超過 15 歲或 60 歲的人的承受能力。 設計師的職責是不僅要從效率的角度考慮這些差異，還要著眼於預防與工作有關的傷害和疾病。

技術的進步帶來了這樣的狀況，在歐洲和北美的所有工作場所中，60% 涉及坐姿。 現在工作環境中的平均體力負荷遠低於以前，但許多工作場所仍然要求體力負荷不能充分減少以適應人的體能； 在一些發展中國家，目前的技術資源根本無法在任何明顯程度上減輕人類的身體負擔。 而在技術先進的國家，設計師會根據產品規格或生產過程的限制調整其方法，忽視或忽略與殘疾和預防因工作量造成的傷害有關的人為因素，這仍然是一個普遍的問題. 就這些目標而言，設計師必須接受教育以關注所有這些人為因素，將他們的研究結果表達為 產品需求文檔 （珠三角）。 PRD 包含設計者必須滿足的需求系統，以達到預期的產品質量水平和生產過程中人類能力需求的滿足。 雖然要求產品在各個方面都符合 PRD 是不現實的，但考慮到不可避免的妥協需要，適合最接近此目標的設計方法是系統人體工程學設計 (SED) 方法，將在考慮後進行討論兩種可供選擇的設計方法。

創意設計

這種設計方法是藝術家和其他參與製作高度原創作品的人的特徵。 這個設計過程的本質是通過直覺和“靈感”得出一個概念，讓問題在出現時就得到處理，而不需要事前有意識地思考。 有時，結果與最初的概念並不相似，但仍然代表了創作者認為是他或她的真實產品。 設計失敗的情況也不少見。 圖 1 說明了創意設計的路線。

圖 1. 創意設計

系統設計

系統設計源於需要按邏輯順序預先確定設計步驟。 隨著設計變得複雜，它必須細分為子任務。 設計師或子任務團隊因此變得相互依賴，設計成為設計團隊的工作，而不是單個設計師的工作。 互補的專業知識分佈在整個團隊中，設計具有跨學科的特徵。

系統設計旨在通過選擇最合適的技術來優化實現複雜且定義明確的產品功能； 它成本高昂，但與組織性較差的方法相比，失敗的風險大大降低。 設計的有效性是根據 PRD 中製定的​​目標來衡量的。

珠三角製定規範的方式是最重要的。 圖 2 說明了 PRD 與系統設計過程的其他部分之間的關係。

圖 2. 系統設計

正如這個方案所示，用戶的輸入被忽略了。 只有在設計過程結束時，用戶才能批評設計。 這對生產者和用戶都沒有幫助，因為在糾正錯誤和進行修改之前必須等待下一個設計週期（如果有的話）。 此外，用戶反饋很少被系統化並作為設計影響導入到新的 PRD 中。

系統人體工程學設計 (SED)

SED 是一種系統設計版本，適用於確保在設計過程中考慮人為因素。 圖 3 說明了用戶輸入到 PRD 的流程。

圖 3. 系統人體工學設計

在系統工效設計中，人被認為是系統的一部分：設計規範的改變實際上是考慮了工人在認知、身體和心理方面的能力，這種方法本身就是一種有效的設計方法適用於任何需要人工操作的技術系統。

例如，為了檢查工人身體能力的影響，流程設計中的任務分配將要求仔細選擇由人類操作員或機器執行的任務，研究每項任務是否適合機器或人工處理。 顯然，人類工作者在解釋不完整信息方面會更有效； 然而，機器使用準備好的數據計算得更快； 機器是提升重物的選擇； 等等。 此外，由於用戶機界面可以在原型階段進行測試，因此可以消除設計錯誤，否則這些錯誤會在技術功能階段不合時宜地顯現出來。

用戶研究方法

不存在“最佳”方法，也沒有任何公式來源和確定的指導方針，應該根據這些方法為殘疾工人進行設計。 詳盡地搜索與問題相關的所有可獲得知識，並將其實施到最明顯的最佳效果，這是一項相當常識性的工作。

可以從以下來源收集信息：

• 研究成果文獻.

• 在工作中直接觀察殘疾人並描述他或她的特殊工作困難. 這種觀察應該在工人的日程安排中預計他或她會感到疲勞的時間點進行——也許是一個工作班次的結束。 關鍵是任何設計解決方案都應適應工作過程中最艱鉅的階段，否則這些階段可能由於工人的身體能力超出而無法充分（或根本）執行。

• 面試. 人們必須意識到訪談中可能出現的主觀反應 本身 可能有引誘的作用。 將訪談技巧與觀察相結合是一種更好的方法。 殘疾人有時不願討論他們的困難，但當工人意識到調查員願意為他們付出特別徹底的努力時，他們的沉默就會減少。 這種技術很耗時，但非常值得。

• 問卷調查. 問卷的一個優點是它可以分發給大量的受訪者，同時收集人們希望提供的特定類型的數據。 調查問卷 必須的，, 但是，是根據與將要管理的組相關的代表性信息構建的。 這意味著所尋求的信息類型必須基於對樣本工人和專家進行的訪談和觀察，這些樣本的規模應該受到合理限制。 就殘疾人而言，明智的做法是在此類樣本中包括參與為殘疾人開出特殊輔助用品並檢查過他們的身體能力的醫生和治療師。

• 物理測量. 從生物儀器領域的儀器（例如，肌肉的活動水平，或在給定任務中消耗的氧氣量）和人體測量方法（例如，身體元素的線性尺寸，運動範圍）獲得的測量值四肢、肌肉力量）在以人為本的工作設計中具有不可或缺的價值。

上述方法是收集有關人員數據的各種方法中的一部分。 也存在評估用戶-機器系統的方法。 其中之一-模擬- 是構建一個逼真的物理副本。 一個或多或少抽象的系統符號表示的發展是一個例子 造型. 當然，當實際系統或產品不存在或無法進行實驗操作時，這些權宜之計既有用又必要。 模擬更常用於培訓目的和建模研究。 一種 實物模型 是設計工作場所的全尺寸三維副本，必要時由臨時材料組成，在測試擬議殘疾工人的設計可能性方面非常有用：事實上，大多數設計問題都可以用借助這樣的設備。 這種方法的另一個優點是，隨著員工參與設計他或她自己未來的工作站，他或她的積極性會增強。

任務分析

在任務分析中，對定義工作的不同方面進行分析觀察。 這些多方面的方麵包括姿勢、工作操作的路線、與其他工人的互動、處理工具和操作機器、子任務的邏輯順序、操作效率、靜態條件（工人可能必須長時間以相同的姿勢執行任務時間或高頻）、動態條件（需要大量不同的物理條件）、物質環境條件（如在寒冷的屠宰場中）或非物質條件（如壓力大的工作環境或工作本身的組織）。

因此，殘疾人的工作設計必須建立在徹底的任務分析以及對殘疾人功能能力的全面檢查的基礎上。 基本設計方法是一個關鍵問題：在不帶偏見的情況下詳細闡述手頭問題的所有可能解決方案比產生單一設計概念或有限數量的概念更有效。 在設計術語中，這種方法稱為製作 形態概述. 鑑於原始設計概念的多樣性，人們可以著手分析每種可能性在材料使用、施工方法、技術生產特徵、易於操作等方面的優缺點。 不止一個解決方案進入原型階段並且最終決定是在設計過程的較晚階段做出的，這並非史無前例。

雖然這似乎是實現設計項目的一種耗時方式，但實際上它所帶來的額外工作在開發階段遇到的問題更少，更不用說結果——一個新的工作站或產品——將得到補償。體現了殘疾工人的需求和工作環境的緊急情況之間的更好平衡。 不幸的是，就反饋而言，後者很少會從設計師那裡獲益。

產品要求文件 (PRD) 和殘疾

在收集了與產品相關的所有信息之後，應該將其轉化為不僅是產品的描述，而且是所有可能對產品提出的要求的描述，無論來源或性質如何。 這些要求當然可以按照不同的路線劃分。 PRD 應包括與用戶操作員數據（身體測量、運動範圍、肌肉力量範圍等）、技術數據（材料、結構、生產技術、安全標準等）相關的要求，甚至得出的結論的市場可行性研究。

PRD 形成了設計師的框架，一些設計師認為這是對他們創造力的不受歡迎的限制，而不是有益的挑戰。 鑑於 PRD 的執行有時會遇到困難，應始終牢記設計失敗會給殘疾人帶來痛苦，他們可能會放棄在就業領域取得成功的努力（或者跌倒殘疾情況進展的無助受害者），以及重新設計的額外費用。 為此，技術設計人員不應單獨進行殘疾人設計工作，而應與確保醫療和功能信息安全所需的任何學科合作，以建立一個集成的 PRD 作為設計框架。

原型測試

構建原型時，應對其進行錯誤測試。 錯誤測試不僅要從技術系統和子系統的角度來進行，還要結合用戶的可用性來進行。 當用戶是殘疾人時，必須採取額外的預防措施。 未受傷的工人可以安全地成功應對的錯誤可能無法為殘疾工人提供避免傷害的機會。

原型測試應根據與 PRD 匹配的協議對少數殘疾工人進行（獨特設計除外）。 只有通過這樣的實證檢驗，才能充分判斷設計滿足珠三角需求的程度。 儘管少數主題的結果可能無法推廣到所有情況，但它們確實為設計師在最終設計或未來設計中的使用提供了有價值的信息。

評估

技術系統（工作環境、機器或工具）的評估應該根據其 PRD 來判斷，而不是通過詢問用戶，甚至通過嘗試比較替代設計的物理性能。 例如，特定護膝的設計者根據顯示膝關節不穩定會延遲腿筋反應的研究結果進行設計，從而創造出一種產品來補償這種延遲。 但是另一個支架可能有不同的設計目標。 然而，目前的評估方法並沒有顯示出關於何時在什麼條件下為哪些患者開出什麼樣的護膝處方——這恰恰是健康專業人員在開具殘疾治療處方時需要的那種洞察力。

當前的研究旨在使這種洞察力成為可能。 康復技術可用性模型 (RTUM) 用於深入了解實際決定是否應使用技術援助或工作場所是否為殘疾工人精心設計和配備的那些因素的模型。 RTUM 模型提供了一個用於評估現有產品、工具或機器的框架，但也可以與設計過程結合使用，如圖 4 所示。

圖 4. 康復技術可用性模型 (RTUM) 與系統人體工程學設計方法相結合

對現有產品的評估表明，在技術輔助和工地方面，珠三角的質量很差。 有時，產品需求沒有正確記錄； 在其他情況下，它們沒有發展到有用的程度。 設計師必須學會開始記錄他們的產品需求，包括那些與殘疾用戶相關的需求。 請注意，如圖 4 所示，RTUM 與 SED 一起提供了一個包含殘疾用戶要求的框架。 負責為其用戶開具產品處方的機構必須要求行業在銷售這些產品之前對這些產品進行評估，如果沒有產品要求規範，這在本質上是不可能完成的任務； 圖 4 還顯示瞭如何做出規定，以確保最終結果能夠在產品預期的殘疾人或群體的幫助下（在 PRD 上）得到應有的評估。 國家衛生組織有責任鼓勵設計師遵守此類設計標準並製定適當的法規。

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文化和技術是相互依存的。 雖然文化確實是技術設計、開發和利用的重要方面，但文化與技術的關係卻極其複雜。 需要從幾個角度進行分析，才能在技術的設計和應用中加以考慮。 基於他在讚比亞的工作，金斯利（Kingsley，1983）將技術適應分為三個層面的變化和調整：個人、社會組織和社會文化價值體系。 每個級別都具有強烈的文化維度，需要特殊的設計考慮。

同時，技術本身也是文化不可分割的一部分。 它完全或部分地圍繞特定社會的文化價值觀而建立。 作為文化的一部分，技術成為該社會生活方式和思維方式的一種表達。 因此，為了讓一個社會接受、利用和承認技術是它自己的技術，它必須符合該社會文化的整體形象。 技術必須補充文化，而不是對抗文化。

本文將處理與技術設計中的文化考慮有關的一些複雜問題，研究當前的問題和問題，以及流行的概念和原則，以及如何應用它們。

文化的定義

術語的定義 文化 幾十年來，社會學家和人類學家一直在爭論不休。 文化可以用很多術語來定義。 Kroeber 和 Kluckhohn（1952 年）回顧了一百多個文化定義。 威廉姆斯 (1976) 提到 文化 作為英語中最複雜的單詞之一。 文化甚至被定義為人們的​​全部生活方式。 因此，它包括他們的技術和物質手工藝品——任何一個人成為社會正常運轉的成員所需要知道的任何東西（Geertz 1973）。 它甚至可以被描述為“人們體驗和表達意義的公開可用的符號形式”（Keesing 1974）。 總結起來，Elzinga 和 Jamison (1981) 在他們說“文化這個詞在不同的知識學科和思想體系中有不同的含義”時恰當地表達了這一點。

技術：文化的一部分和產物

技術既可以被視為文化的一部分，也可以被視為文化的產物。 60 多年前，著名的社會學家馬林諾斯基將技術納入文化的一部分，並給出了以下定義：“文化包括繼承的人工製品、商品、技術流程、思想、習慣和價值觀。” 後來，Leach（1965）將技術視為一種文化產品，並將“人工製品、商品和技術過程”稱為“文化產品”。

在技​​術領域，“文化”作為技術產品或系統設計、開發和使用的一個重要問題，一直被許多技術提供者和接受者所忽視。 造成這種忽視的一個主要原因是缺乏關於文化差異的基本信息。

過去，技術變革導致社會生活和組織以及人們的價值體係發生重大變化。 工業化對許多以前的農業社會的傳統生活方式進行了深刻而持久的改變，因為這種生活方式在很大程度上被認為與工業工作的組織方式不相容。 在文化多樣性很大的情況下，這導致了各種負面的社會經濟後果（Shahnavaz 1991）。 現在一個公認的事實是，簡單地將一種技術強加給一個社會並相信它會通過廣泛的培訓被吸收和利用是一廂情願的想法（Martin et al. 1991）。

技術設計師有責任考慮文化的直接和間接影響，並使產品與用戶的文化價值體系及其預期的操作環境兼容。

技術對許多“工業發展中國家”(IDC) 的影響遠不止效率的提高。 工業化不僅僅是生產和服務業的現代化，在某種程度上也是社會的西化。 因此，技術轉移也是文化轉移。

文化除了作為技術設計和使用的重要參數的宗教、傳統和語言外，還包括其他方面，例如對某些產品和任務的特定態度、適當行為的規則、禮儀規則、禁忌、習慣和習俗。 所有這些都必須同等考慮以獲得最佳設計。

據說人也是其獨特文化的產物。 然而，事實仍然是，由於人類在歷史上的遷徙，世界文化在很大程度上交織在一起。 難怪世界上存在的文化差異多於國家差異。 然而，對於可能影響總體設計的社會、組織和專業文化差異，可以做出一些非常廣泛的區分。

文化的製約影響

關於文化對技術的約束影響的理論和實證分析以及如何將這個問題納入硬件和軟件技術設計的信息很少。 儘管文化對技術的影響已得到認可（Shahnavaz 1991；Abeysekera、Shahnavaz 和 Chapman 1990；Alvares 1980；Baranson 1969），但關於技術設計和利用方面的文化差異的理論分析信息卻很少。 量化文化差異的重要性並就如何在產品或系統設計中考慮文化因素提供建議的實證研究更少（Kedia 和 Bhagat 1988）。 儘管如此，從不同的社會學觀點來看，文化和技術仍然可以在一定程度上得到清晰的研究。

文化與技術：兼容與偏好

一項技術的正確應用在很大程度上取決於用戶文化與設計規範的兼容性。 兼容性必須存在於所有文化層面——社會、組織和專業層面。 反過來，文化兼容性會對人們的偏好和使用技術的傾向產生強烈影響。 這個問題涉及與產品或系統有關的偏好； 生產力和相對效率的概念； 改變、成就和權威； 以及技術利用的方式。 因此，文化價值觀可以影響人們選擇、使用和控制技術的意願和能力。 它們必須兼容才能成為首選。

社會文化

由於所有技術都不可避免地與社會文化價值觀相關聯，因此社會的文化接受度對於特定技術設計的正常運行來說是一個非常重要的問題（Hosni 1988）。 國家或社會文化有助於形成人們的集體心智模式，影響技術設計和應用的整個過程，從規劃、目標設定和定義設計規範，到生產、管理和維護系統、培訓和評估。 因此，硬件和軟件的技術設計都應該反映基於社會的文化差異以獲得最大利益。 然而，定義此類基於社會的文化因素以供技術設計考慮是一項非常複雜的任務。 Hofstede (1980) 提出了民族文化的四個維度框架變化。

1. 弱不確定性規避與強不確定性規避. 這關係到人們避免模棱兩可的情況的願望，以及他們的社會在多大程度上發展了正式的手段（例如規則和條例）來實現這一目的。 例如，Hofstede (1980) 給日本和希臘等國家的不確定性規避評分很高，而給香港和斯堪的納維亞半島的評分很低。
2. 個人主義與集體主義. 這涉及社會中個人與組織之間的關係。 在個人主義社會中，每個人都應該照顧自己的利益。 相反，在集體主義文化中，人與人之間的社會聯繫非常牢固。 個人主義國家的一些例子是美國和英國，而哥倫比亞和委內瑞拉可以被認為具有集體主義文化。
3. 小權力距離與大權力距離. 大的“權力距離”是那些文化的特徵，在這些文化中，權力較小的個人接受文化中權力的不平等分配，以及社會及其組織中的等級制度。 權力距離大的國家的例子是印度和菲律賓。 小權力距離是瑞典和奧地利等國家的典型特徵。
4. 男性氣質與女性氣質. 重視物質成就的文化屬於前一類。 那些對生活質量和其他不太有形的結果給予更多價值的人屬於後者。

Glenn 和 Glenn (1981) 還區分了特定民族文化中的“抽象”和“聯想”傾向。 有人認為，當具有聯想文化的人（如來自亞洲的人）處理認知問題時，他們會更加強調背景，採用全球思維方法並嘗試利用各種事件之間的關聯。 而在西方社會，更抽象的理性思維文化占主導地位。 基於這些文化維度，Kedia 和 Bhagat (1988) 開發了一個概念模型來理解技術轉讓的文化限制。 他們提出了各種描述性“命題”，提供了有關不同國家的文化差異及其對技術的接受程度的信息。 當然，許多文化都適度地傾向於這些類別中的一個或另一個，並且包含一些混合特徵。

消費者和生產者對技術設計和利用的看法直接受到社會文化的影響。 保護消費者的產品安全標準以及保護生產者的工作環境法規、檢查和執法制度在很大程度上反映了社會文化和價值體系。

組織文化

公司的組織、結構、價值體系、職能、行為等，在很大程度上是其經營所在社會的文化產物。 這意味著組織內部發生的事情主要是外部社會發生的事情的直接反映（Hofstede 1983）。 許多在國際數據中心運營的公司的主要組織受到技術生產國和技術接受環境特徵的影響。 但是，特定組織中社會文化的反映可能會有所不同。 組織根據自己的文化來解釋社會，他們的控製程度取決於技術轉讓的模式等因素。

鑑於當今組織不斷變化的性質，加上多文化、多樣化的勞動力，調整適當的組織計劃比以往任何時候都更重要，以實現成功運營（所羅門（Solomon，1989 年）描述了勞動力多樣性管理計劃的一個例子）。

職業文化

屬於某個專業類別的人可能會以特定的方式使用一項技術。 Wikström 等人。 (1991)，在一個旨在開發手動工具的項目中，已經註意到儘管設計師假設瞭如何握住和使用板股（即，向前握住並且工具遠離自己的身體），專業錫匠以相反的方式持有和使用板份額，如圖1所示。他們得出結論，應該在用戶群體本身的實際現場條件下研究工具，以獲得工具特性的相關信息。

圖 1. 專業錫匠在實踐中使用板共享工具（反握）

使用文化特徵進行優化設計

正如上述考慮所暗示的，文化提供身份和信心。 它形成了關於“人-技術系統”的目標和特徵以及它應該如何在給定環境中運行的意見。 在任何文化中，總有一些對技術進步有價值的特徵。 如果在軟件和硬件技術的設計中考慮到這些特徵，它們可以作為社會吸收技術的推動力。 一個很好的例子是一些東南亞國家的文化在很大程度上受儒家和佛教的影響。 前者特別強調學習和忠誠，並認為能夠吸收新概念是一種美德。 後者教導和諧和尊重人類同胞的重要性。 據說這些獨特的文化特徵為吸收和實施日本人提供的先進硬件和組織技術提供了合適的環境（Matthews 1982）。

因此，一個聰明的策略將充分利用社會文化的積極特徵來促進人體工程學的思想和原則。 根據 McWhinney (1990) 的說法，“事件必須嵌入故事中才能被理解並因此有效地用於投影。 一個人必須深入到不同的深度來釋放創始能量，使社會或組織擺脫壓抑的特質，找到它可能自然流動的路徑。 . . . 如果不將其有意識地嵌入到敘述中，計劃和改變都不會有效。”

在設計管理策略時文化欣賞的一個很好的例子是日本質量保證“七種工具”技術的實施。 “七具”是武士出征時必須隨身攜帶的最低限度的武器。 “質量控制圈”的先驅們將他們的九項建議改編為日本的環境，減少了這個數字，以利用一個熟悉的術語——“七種工具”——來鼓勵所有員工參與他們的質量工作策略（Lillrank 和 Kano 1989）。

然而，其他文化特徵可能不利於技術發展。 對婦女的歧視、對種姓制度的嚴格遵守、種族或其他偏見，或認為某些任務有辱人格，都是可能對技術發展產生負面影響的幾個例子。 在一些傳統文化中，男性被認為是主要的工資收入者。 他們習慣於以麻木甚至敵意的態度看待女性作為平等僱員的角色，更不用說作為主管了。 剝奪女性的平等就業機會和質疑女性權威的合法性不符合組織當前的需求，組織需要最優化地利用人力資源。

關於任務設計和工作內容，一些文化認為體力勞動和服務等任務是有辱人格的。 這可能歸因於與殖民時代有關“主奴關係”的過去經歷。 在其他一些文化中，對與“臟手”相關的任務或職業存在強烈偏見。 這些態度也反映在這些職業低於平均水平的薪酬水平上。 反過來，這些又導致技術人員短缺或維護資源不足（Sinaiko 1975）。

由於一項新技術通常需要幾代人才能改變文化價值觀，因此在硬件和軟件設計中考慮文化差異，使該技術適應技術接受者的文化會更具成本效益。

產品和系統設計中的文化考慮

到目前為止，很明顯技術包括硬件和軟件。 硬件組件包括資本和中間產品，例如工業產品、機械、設備、建築物、工作場所和物理佈局，其中大部分主要涉及微觀人體工程學領域。 軟件涉及編程和規劃、管理和組織技術、管理、維護、培訓和教育、文檔和服務。 所有這些問題都屬於宏觀人體工程學的範疇。

下面給出了一些需要從微觀和宏觀人體工程學角度進行特殊設計考慮的文化影響示例。

微觀人體工程學問題

微觀人體工程學關注產品或系統的設計，其目標是創建“可用的”用戶-機器-環境界面。 產品設計的主要概念是可用性。 這個概念不僅涉及產品的功能和可靠性，還涉及安全、舒適和享受的問題。

用戶的內部模型（即他或她的認知或心理模型）在可用性設計中起著重要作用。 為了高效、安全地操作或控制系統，用戶必須對所用系統具有準確的代表性認知模型。 Wisner (1983) 指出，“因此，工業化或多或少需要一種新的心智模式。” 在這種觀點下，正規教育和技術培訓、經驗和文化是決定形成適當認知模式的重要因素。

Meshkati (1989) 在研究 1984 年 Union Carbide Bhopal 事故的微觀和宏觀人體工程學因素時，強調了文化對印度操作員工廠運營心智模型不足的重要性。 他表示，部分問題可能是由於“訓練有素的第三世界操作員使用先進技術系統的表現，這些系統是由其他教育背景、文化和社會心理特徵大不相同的人設計的。” 實際上，微界面級別的許多設計可用性方面都受到用戶文化的影響。 仔細分析用戶的感知、行為和偏好可以更好地理解用戶的需要和要求，從而設計出既有效又可接受的產品或系統。

其中一些與文化相關的微觀人體工程學方面如下：

1. 界面設計. 人類情感是產品設計的基本要素。 它與顏色和形狀等因素有關（Kwon、Lee 和 Ahn 1993；Nagamachi 1992）。 在產品設計方面，顏色被認為是影響人類情感的最重要因素。 產品的色彩處理反映了用戶的心理和情感傾向，因國家而異。 顏色的象徵意義也可能不同。 例如，紅色在西方國家表示危險，在印度是吉祥的象徵（Sen 1984），在中國則像徵著歡樂或幸福。 
2. 在公共設施的許多不同應用中使用的圖形標誌和符號與文化密切相關。 例如，西方的圖片信息很難被非西方人解讀（Daftuar 1975；Fuglesang 1982）。
3. 控制/顯示兼容性. 兼容性是衡量控制、展示行為或概念關係的空間移動如何滿足人類期望的指標 (Staramler 1993)。 它是指用戶對刺激-反應關係的期望，是產品或系統安全高效運行的基本人體工程學問題。 兼容系統是考慮人們常見的感知運動行為（即他們的人口刻板印象）的系統。 然而，與其他人類行為一樣，感知運動行為也可能受到文化的影響。 Hsu 和 Peng (1993) 比較了美國和中國受試者在四燃燒器爐子中的控制/燃燒器關係。 觀察到不同的人口刻板印像模式。 他們得出結論，關於控制/燃燒器聯繫的人口刻板印像在文化上是不同的，可能是閱讀或掃描習慣差異的結果。
4. 工作場所設計. 工業工作站設計旨在消除有害姿勢並提高與用戶的生理需求、偏好和任務要求相關的用戶性能。 來自不同文化的人可能喜歡不同類型的坐姿和工作高度。 在西方國家，工作高度設置在接近坐姿肘部高度的位置，以獲得最大的舒適度和效率。 然而，在世界許多地方，人們坐在地板上。 例如，印度工人更喜歡蹲著或盤腿坐著，而不是站著或坐在椅子上。 事實上，據觀察，即使提供了椅子，操作員仍然喜歡蹲下或盤腿坐在座位上。 Daftuar (1975) 和 Sen (1984) 研究了印度坐姿的優點和含義。 在描述了坐在地板上的各種優勢之後，Sen 表示，“由於世界市場上有大量人口涵蓋以蹲坐或坐在地上為主的社會，不幸的是，到目前為止還沒有設計出可以使用的現代機器通過這種方式。” 因此，在機器和工作場所設計中應考慮首選姿勢的變化，以提高操作員的效率和舒適度。
5. 防護用品設計. 穿防護服既有心理上的限制，也有身體上的限制。 例如，在某些文化中，需要使用防護服的工作可能被視為普通勞動，僅適合非熟練工人。 因此，在這種環境下的工作場所，工程師通常不會佩戴防護設備。 關於身體限制，一些宗教團體根據其宗教信仰必須戴頭巾（如印度錫克教徒的頭巾或穆斯林婦女的頭巾）發現很難戴，例如防護頭盔。 因此，需要特殊的防護服設計來應對這種保護人們免受工作環境危害的文化差異。

宏觀人體工程學問題

術語宏觀人體工程學是指軟件技術的設計。 它涉及組織和管理系統的適當設計。 有證據表明，由於文化、社會政治條件和教育水平的差異，工業化國家開發的許多成功的管理和組織方法無法成功地應用於發展中國家（Negandhi 1975）。 在大多數 IDC 中，以組織內權力結構的向下流動為特徵的組織層次結構是一種常見的做法。 它很少關注西方價值觀，如民主或決策中的權力分享，這些被視為現代管理中的關鍵問題，對於在智力、創造力、解決問題的潛力和獨創性方面適當利用人力資源至關重要。

封建社會等級制度及其價值體係也廣泛存在於發展中國家的大多數工業工作場所。 這些使得參與式管理方法（這對於靈活專業化的新生產模式和勞動力的積極性至關重要）成為一項艱鉅的任務。 然而，有報告證實即使在這些文化中也需要引入自主工作系統 Ketchum 1984)。

1. 參與式人體工程學. 參與式人體工程學是一種有用的宏觀人體工程學方法，用於解決各種與工作相關的問題（Shahnavaz、Abeysekera 和 Johansson 1993 年；Noro 和 Imada 1991 年；Wilson 1991 年）。 這種方法主要用於工業化國家，根據實施它的組織文化以不同的形式應用。 在一項研究中，Liker、Nagamachi 和 Lifshitz（1988 年）比較了美國和日本兩家製造工廠的參與式人體工程學計劃，這些計劃旨在減輕工人的身體壓力。 他們得出結論，“有效的參與式人體工程學計劃可以採用多種形式。 對任何文化中的任何植物而言，最佳方案可能取決於其獨特的歷史、結構和文化。”
2. 軟件系統. 在設計新軟件系統或在組織中引入變革時，應考慮基於社會和組織文化的差異。 關於信息技術，De Lisi (1990) 指出，除非網絡適合現有的組織文化，否則網絡功能將無法實現。
3. 工作組織與管理. 在某些文化中，家庭是一個非常重要的機構，以至於它在​​工作組織中扮演著重要的角色。 例如，在印度的一些社區中，一份工作通常被視為一種家庭責任，由所有家庭成員共同完成（Chapanis 1975）。
4. 維修系統. 維護計劃（預防性和定期性）以及內務管理的設計是工作組織應適應文化限制的其他領域示例。 在許多 IDC 中占主導地位的農業社會中的傳統文化通常與工業工作的要求和活動的組織方式不相容。 例如，傳統的農業活動不需要正式的維護編程和精確工作。 它大部分不是在時間壓力下進行的。 在野外，通常由大自然的循環過程來進行維護和清潔工作。 因此，工業活動的維護計劃和內務管理手冊的設計應考慮到這些文化限制，並提供充分的培訓和監督。

Zhang 和 Tyler（1990 年）在一項與美國公司（Essex 公司）在中國成功建立現代電話電纜生產設施有關的案例研究中指出，“雙方都意識到，但是，美國的直接應用由於文化、哲學和政治差異，埃塞克斯的管理實踐並不總是實用或可取的。 因此，埃塞克斯提供的信息和說明經常被中國合作夥伴修改，以適應中國現有的條件。” 他們還認為，儘管存在文化、經濟和政治差異，但他們成功的關鍵是雙方對共同目標的奉獻和承諾，以及超越他們之間任何差異的相互尊重、信任和友誼。

輪班和工作時間表的設計是工作組織的其他例子。 在大多數 IDC 中，存在與輪班工作相關的某些社會文化問題。 其中包括較差的一般生活和住房條件、缺乏支持服務、嘈雜的家庭環境和其他因素，需要設計特殊的輪班方案。 此外，對於女工來說，一天的工作時間通常遠遠超過八小時； 它不僅包括實際花在工作上的時間，還包括花在旅行、在家工作和照顧孩子和年長親屬上的時間。 鑑於流行的文化，輪班和其他工作設計需要特殊的工作休息時間表才能有效運作。

工作安排的靈活性允許文化差異，例如中國工人的午餐後小睡和穆斯林的宗教活動是工作組織的進一步文化方面。 在伊斯蘭文化中，人們每天必須休息幾次來祈禱，並且每年從日出到日落禁食一個月。 所有這些文化限制都需要特殊的工作組織考慮。

因此，許多宏觀人體工程學設計特徵都受到文化的密切影響。 在設計有效運行的軟件系統時應考慮這些特性。

結論：設計中的文化差異

設計可用的產品或系統並非易事。 不存在絕對的適用性。 設計師的任務是在人類技術系統的四個基本組成部分：用戶、任務、技術系統和操作環境之間創造最佳和諧的相互作用。 一個系統可能完全適用於用戶、任務和環境條件的一種組合，但完全不適合另一種組合。 無論是單個產品還是複雜系統，一個可以極大地促進設計可用性的設計方面是對對用戶和操作環境都有深遠影響的文化方面的考慮。

即使盡職盡責的工程師設計出適用於給定環境的人機界面，設計師通常也無法預見不同文化對產品可用性的影響。 當產品在與其設計環境不同的環境中使用時，很難避免可能的負面文化影響。 由於幾乎沒有關於文化約束的定量數據，工程師使設計與文化因素兼容的唯一方法是在設計過程中積極整合用戶群體。

在設計中考慮文化方面的最佳方式是設計師採用以用戶為中心的設計方法。 誠然，設計師採用的設計方法是將立即影響所設計系統的可用性的重要因素。 產品或系統設計人員必須在設計生命週期的最開始就認識到這一基本概念的重要性並加以實施。 因此，以用戶為中心的設計的基本原則可以總結如下（Gould 和 Lewis 1985；Shackel 1986；Gould 等人 1987；Gould 1988；Wang 1992）：

1. 儘早持續關注用戶. 在整個產品開發生命週期（即預設計、詳細設計、生產、驗證和產品改進階段），用戶應該是設計團隊的積極成員。
2. 一體化設計. 該系統應作為一個整體來考慮，確保採用整體設計方法。 這意味著系統可用性的所有方面都應該由設計團隊並行改進。
3. 早期和持續的用戶測試. 在從早期開發階段到最終產品的真實環境中開展實際工作時，應使用原型或模擬來測試用戶反應。
4. 迭代設計. 定期重複設計、測試和重新設計，直到獲得令人滿意的可用性結果。

在全球範圍內設計產品的情況下，設計師必須考慮全球消費者的需求。 在這種情況下，為了採用以用戶為中心的設計方法，可能無法訪問所有實際用戶和操作環境。 設計師必須使用範圍廣泛的信息，包括正式和非正式的信息，例如文獻參考資料、標準、指南以及實用原則和經驗，對設計進行分析評估，並且必須在產品中提供足夠的可調整性和靈活性以滿足更廣泛的用戶群體的需求。

另一點需要考慮的是，設計師永遠不可能無所不知。 他們不僅需要用戶的意見，還需要參與項目的其他各方的意見，包括管理人員、技術人員以及維修和保養工人。 在參與式過程中，相關人員應分享他們在開發可用產品或系統方面的知識和經驗，並對其功能和安全性承擔集體責任。 畢竟，每個相關人員都處於危險之中。

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老年工人的地位因他們的功能狀況而異，而這本身又受到他們過去工作經歷的影響。 他們的地位還取決於他們所從事的工作崗位，以及他們所居住國家的社會、文化和經濟狀況。

因此，必須從事大量體力勞動的工人通常也是受教育最少和職業培訓最少的工人。 他們的工作條件非常疲憊，可能會導致疾病，而且他們面臨著發生事故的風險。 在這種情況下，他們的體能很可能會在他們活躍的生命結束時下降，這一事實使他們在工作中更加脆弱。

相反，那些擁有長期教育優勢的工人，隨後接受了使他們為工作做好準備的職業培訓，在一般實踐中，他們可以在這些行業中運用由此獲得的知識並逐漸擴大他們的經驗。 他們通常不會在最有害的職業環境中工作，隨著年齡的增長，他們的技能會得到認可和重視。

在經濟擴張和勞動力短缺的時期，年長的工人被認為具有“職業責任心”的品質，他們的工作有規律，並且能夠保持他們的專業知識。 在經濟衰退和失業時期，人們將更加強調他們的工作表現不及年輕人，以及他們適應工作技術和組織變化的能力較差。

根據有關國家的文化傳統和經濟發展模式和水平，對老齡工人的關懷和聲援或多或少會有所體現，對老齡工人的保護或多或少會有保障。

年齡/工作關係的時間維度

老齡化與工作之間的關係涵蓋了多種情況，可以從兩個角度考慮：一方面，工作似乎是工人在其積極生活中的一個轉變因素，這種轉變要么是消極的，要么是消極的。 （例如，磨損、技能下降、疾病和事故）或積極的（例如，獲得知識和經驗）； 另一方面，工作揭示了與年齡相關的變化，這導致老年工人被邊緣化，甚至被排除在生產體系之外他們的職業生涯，如果工作內容非常重視經驗。

因此，年齡的增長扮演著一個“向量”的角色，生活中的事件在工作中和工作之外都按時間順序記錄在上面。 圍繞這個軸是衰落和建設的鉸接過程，不同工人之間的變化很大。 為了在工作情境的設計中考慮到老年工人的問題，有必要考慮與年齡相關的變化的動態特徵以及這些變化在個體之間的可變性。

可以根據三重演變來考慮年齡/工作關係：

1. 工作不斷發展. 技術改變； 除其他因素外，機械化、自動化、計算機化和信息傳輸方法趨於或將趨於變得更加普遍。 新產品出現，其他產品消失。 新的風險被揭示或擴展（例如，輻射和化學產品），其他風險變得不那麼突出。 工作組織、勞動管理、任務分配和工作時間表都發生了變化。 一些生產部門發展，而另一些則下降。 從一代到另一代，工人在積極生活中遇到的工作情況、他們提出的要求和他們需要的技能是不一樣的。
2. 工作人口變化. 年齡結構根據人口變化、進入或退休的方式以及對就業的態度進行調整。 婦女在工作人口中的比例繼續發展。 真正的動盪發生在教育、職業培訓和進入衛生系統的領域。 所有這些轉變同時產生了代際效應和時期效應，這些效應對年齡/工作關係產生了明顯的影響，並且在一定程度上是可以預見的。
3. 最後——值得強調的一點——個體的變化貫穿於一個人的整個職業生涯，因此，特定工作的特徵與執行該工作的人員的特徵之間的調整經常受到質疑。

有機老化的一些過程及其與工作的關係

與工作有關的主要器官功能從 40 或 50 歲開始以明顯的方式下降，其中一些功能在 20 或 25 歲之前得到發展。

特別是，隨著年齡的增長，最大肌肉力量和關節運動範圍會下降。 15歲到20歲之間，力量下降幅度在20%到60%左右。但這只是總體趨勢，個體之間的差異性很大。 此外，這些是最大容量； 對於更溫和的體力需求，下降幅度要小得多。

對年齡非常敏感的一項功能是姿勢調節。 這種困難對於普通和穩定的工作姿勢（站立或坐著）來說不是很明顯，但在需要精確調整、強烈的肌肉收縮或極端角度的關節運動的不平衡情況下會變得明顯。 當工作必須在不穩定或打滑的支撐物上進行時，或者當工人遭受衝擊或意外顛簸時，這些問題會變得更加嚴重。 結果是隨著年齡的增長，由於失去平衡而導致的事故變得更加頻繁。

從 40 歲到 45 歲以後，睡眠調節變得不那麼可靠。 它對工作時間表的變化（如夜間工作或輪班工作）和乾擾環境（如噪音或照明）更為敏感。 隨之而來的是睡眠時間和質量的變化。

隨著年齡的增長，體溫調節也變得更加困難，這導致年長的工人在高溫下工作時遇到特殊問題，尤其是在必須進行體力勞動時。

感覺功能很早就開始受到影響，但由此產生的缺陷在 40 至 45 歲之前很少出現。視覺功能整體受到影響：調節幅度降低（可以通過適當的鏡片矯正） ，以及周邊視野、深度感知、抗眩光和透光性。 由此產生的不便僅在特定條件下才會明顯：光線不足、靠近眩光源、物體或文本尺寸非常小或呈現不佳等。

聽覺功能的下降會影響高頻（高音調聲音）的聽覺閾值，但在嘈雜的環境中辨別聲音信號尤其困難。 因此，在存在環境噪聲或強烈混響的情況下，口語的可懂度變得更加困難。

一般來說，其他感覺功能在生命的這個階段幾乎沒有受到影響。

可以看出，總的來說，隨著年齡的增長有機衰退是顯而易見的，特別是在極端情況下，在任何情況下都應該進行修改，以避免甚至對年輕工人造成困難。 此外，在工作條件和組織允許的情況下，年長的工人可以通過特定的策略來彌補他們的不足，這些策略通常是通過經驗獲得的：對不平衡的姿勢使用額外的支持，以減少極端努力的方式舉起和搬運負載，組織視覺掃描以查明有用的信息，以及其他方式。

認知老化：減速和學習

關於認知功能，首先要注意的是，工作活動一方面發揮了接收和處理信息的基本機制，另一方面發揮了一生中獲得的知識。 這些知識主要涉及物體、信號、詞語和情況的意義（“陳述性”知識），以及做事的方式（“程序性”知識）。

短期記憶使我們能夠將檢測到的有用信息保留幾十秒或幾分鐘。 該信息的處理是通過將其與永久記憶的知識進行比較來進行的。 衰老以各種方式作用於這些機制：（1）憑藉經驗，它豐富了知識，以最佳方式選擇有用知識和處理知識的方法的能力，特別是在相當頻繁執行的任務中，但是(2) 由於中樞神經系統老化和更脆弱的短期記憶，處理這些信息所需的時間延長了。

這些認知功能在很大程度上取決於工人生活的環境，因此也取決於他們過去的經歷、培訓以及他們不得不面對的工作環境。 因此，隨著年齡的增長而發生的變化表現為衰退和重建現象的極其不同的組合，其中這兩個因素中的每一個都可能或多或少地得到強調。

如果工人在他們的工作生涯中只接受過簡短的培訓，如果他們不得不執行相對簡單和重複的任務，那麼他們的知識將是有限的，並且在面對新的或相對不熟悉的任務時會遇到困難。 此外，如果他們必須在明確的時間限制下完成工作，他們的感官功能發生的變化和他們信息處理的減慢將阻礙他們。 另一方面，如果他們接受過長期的教育和培訓，如果他們不得不執行各種任務，他們將因此能夠提高他們的技能，從而消除與年齡相關的感官或認知缺陷。很大程度上得到了補償。

因此，很容易理解繼續培訓在老年工人工作狀況中所起的作用。 工作的變化使得越來越有必要求助於定期培訓，但年長的工人很少接受培訓。 公司通常認為不值得為即將結束積極生活的工人提供培訓，尤其是人們認為學習困難會隨著年齡的增長而增加。 工人們自己也對接受培訓猶豫不決，擔心他們不會成功，而且並不總是很清楚地看到他們可以從培訓中獲得的好處。

事實上，隨著年齡的增長，學習的方式也在改變。 年輕人記錄傳授給他的知識，而年長的人則需要了解這些知識是如何根據他或她已經知道的知識進行組織的，其邏輯是什麼，工作的理由是什麼。 他或她也需要時間學習。 因此，解決老年工人培訓問題的一個對策是，首先，根據每個人的年齡、知識和經驗，採用不同的教學方法，尤其是對老年人的培訓時間更長。

工作中男性和女性的老齡化

男女之間的年齡差異存在於兩個不同的層面。 在有機層面上，女性的預期壽命通常比男性長，但所謂的無殘疾預期壽命對於兩種性別來說非常接近——可達 65 至 70 歲。 超過這個年齡，女性通常處於劣勢。 此外，女性的最大體能平均比男性低 30%，而且這種差異往往會隨著年齡的增長而持續存在，但兩組的差異很大，兩種分佈之間存在一些重疊。

在職業生涯的層面上存在很大差異。 平均而言，女性在開始職業生涯時接受的工作培訓少於男性，她們通常擔任對資格要求較低的職位，她們的職業生涯回報也較低。 因此，隨著年齡的增長，他們擔任的職位受到相當大的限制，例如時間限制和工作的重複性。 如果不參考這種工作的社會背景，就無法確定認知能力隨年齡發展的性別差異。

如果工作環境的設計要考慮到這些性別差異，就必須採取行動，特別有利於女性的初始和持續職業培訓，以及構建能夠增加女性經驗和提升她們價值的職業生涯。 因此，必須在他們活躍的生命結束之前儘早採取這一行動。

勞動人口老齡化：集體數據的用處

針對勞動人口老齡化採取集體和量化方法至少有兩個原因。 第一個原因是，為了評估和預見老齡化對車間、服務、公司、部門或國家的影響，此類數據是必要的。 第二個原因是衰老的主要組成部分本身是受概率影響的現象：所有工人不會以相同的方式或以相同的速度衰老。 因此，有時會通過統計工具揭示、確認或評估衰老的各個方面。

該領域最簡單的工具是年齡結構及其演變的描述，以與工作相關的方式表達：經濟部門、貿易、工作組等。

例如，當我們觀察到一個工作場所的人口年齡結構保持穩定和年輕時，我們可能會問工作的哪些特徵可以在年齡方面起到選擇作用。 相反，如果這種結構穩定而古老，那麼工作場所就具有接收公司其他部門人員的功能； 這些流動的原因值得研究，我們同樣應該驗證這個工作場所的工作是否適合老齡化勞動力的特點。 最後，如果年齡結構有規律地變化，僅僅反映了招聘水平從一年到另一年，我們可能會遇到人們“在現場變老”的情況； 這有時需要特別研究，特別是如果年度招聘人數趨於下降，這將使整體結構向更高年齡組轉移。

如果我們有關於工作條件、工人目前擔任的職位以及（如果可能的話）他們不再擔任的職位的定量數據，我們可以加強對這些現象的理解。 工作時間表、工作的重複性、體力需求的性質、工作環境，甚至某些認知成分，都可能成為詢問（向工人詢問）或評估（由專家詢問）的主題。 這樣就有可能在當前工作和過去工作的特徵與相關工人的年齡之間建立聯繫，從而闡明工作條件可能在特定年齡產生的選擇機制。

還可以通過獲取有關工人健康狀況的信息來進一步改進這些調查。 該信息可以從工作事故率或病假率等客觀指標中得出。 但這些指標在方法論方面往往需要格外小心，因為儘管它們確實反映了可能與工作相關的健康狀況，但它們也反映了所有與職業事故和因病缺勤有關的人的策略：工人自己、管理層醫生在這方面可以有多種策略，但不能保證這些策略與工人的年齡無關。 因此，這些指標在不同年齡段之間的比較往往很複雜。

因此，在可能的情況下，將求助於工人自我健康評估產生的數據，或在體檢過程中獲得的數據。 這些數據可能與疾病有關，出於預測和預防的目的，需要更好地了解這些疾病的患病率隨年齡變化的情況。 但衰老的研究將首先依賴於對尚未達到疾病階段的狀況的評估，例如某些類型的功能退化：（例如，關節的疼痛和視覺和聽覺的限制，呼吸系統的）或某些類型的困難甚至無能（例如，爬高台階、做出精確的動作、在尷尬的位置保持平衡）。

因此，將有關年齡、工作和健康的數據關聯起來既有用又復雜。 它們的使用允許揭示各種類型的連接（或假定它們的存在）。 這可能是一個簡單的因果關係，隨著年齡的增長，工作的某些要求加速了一種功能狀態的下降。 但這不是最常見的情況。 很多時候，我們會被引導同時欣賞一個 積累 對一組健康特徵的限制，同時根據選擇機制的影響，健康狀況下降的工人可能會發現他們被排除在某些類型的工作之外（流行病學家稱之為“健康工人效應” ”）。

通過這種方式，我們可以評估這些關係的可靠性，確認心理生理學領域的某些基礎知識，最重要的是獲得有助於製定工作中衰老預防策略的信息。

某些類型的操作

為使年長工人繼續就業而不對他們造成負面影響而採取的行動必須遵循以下幾條一般原則：

1. 不能將這個年齡組視為一個單獨的類別，而必須將年齡視為活躍人口中其他多樣性的一個因素； 過於有針對性或過於突出的保護措施往往會邊緣化和削弱有關人口的地位。
2. 一個應該 預料 與年齡相關的個人和集體變化，以及工作技術和組織的變化。 人力資源管理只有隨著時間的推移才能有效地進行，以便為工作和培訓的適當調整做好準備。 然後，工作環境的設計可以同時考慮可用的技術和組織解決方案以及相關（未來）人群的特徵。
3. 應考慮整個職業生涯中個體發展的多樣性，從而創造工作生涯和情境的同等多樣性條件。
4. 注意力應該集中在有利於培養技能的過程和減弱衰退的過程上。

在這幾條原則的基礎上，可以首先定義幾種類型的立即行動。 行動的最高優先級將涉及能夠對老年工人造成特別嚴重問題的工作條件。 如前所述，姿勢壓力、極度勞累、嚴格的時間限制（例如，流水線工作或強加更高的產出目標）、有害環境（溫度、噪音）或不合適的環境（照明條件）、夜班和輪班工作就是例子。

系統地查明由（或可能）由老年工人擔任的職位中的這些制約因素，可以製定清單並確定行動的優先順序。 這種精確定位可以通過經驗檢查清單的方式進行。 同樣有用的是對工人活動的分析，這將使他們的行為觀察與他們對困難的解釋聯繫起來。 在這兩種情況下，努力或環境參數的測量可以完成觀察。

除了這種精確定位之外，這裡無法描述要採取的行動，因為它顯然會因每種工作情況而異。 使用標準有時可能有用，但很少有標准考慮到老齡化的具體方面，而且每個標準都與特定領域有關，這往往會導致人們以孤立的方式思考所研究活動的每個組成部分。

除了立即採取的措施外，將老齡化考慮在內還意味著要進行更長遠的思考，以在工作環境的設計中實現盡可能廣泛的靈活性。

這種靈活性必須首先在工作環境和設備的設計中尋求。 受限的空間、不可調節的工具、僵化的軟件，簡而言之，在執行任務時限制人類多樣性表達的所有情況特徵很可能會對相當大比例的老年工人造成不利影響。 對於更具約束力的組織類型也是如此：完全預先確定的任務分配、頻繁且緊迫的截止日期，或者太多或太嚴格的命令（當然，當存在與質量相關的基本要求時，必須容忍這些生產或安裝的安全性）。 因此，尋求這種靈活性就是尋求能夠促進老年工人成功融入生產系統的各種個人和集體調整。 這些調整取得成功的條件之一顯然是建立工作培訓計劃，為所有年齡段的工人提供並滿足他們的特定需求。

因此，在設計工作情境時考慮到老齡化需要採取一系列協調行動（全面減少極端壓力，使用所有可能的工作組織策略，以及不斷努力提高技能），這些行動效率更高，但效果更差如果它們是長期接管的並且事先經過仔細考慮，則成本很高。 人口老齡化是一個足夠緩慢和可預見的現象，因此採取適當的預防措施是完全可行的。

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