一种适用于多场景的人因控制系统及建模方法

技术领域

本发明涉及人因控制系统技术领域，尤其涉及一种适用于多场景的人因控制系统及建模方法。

背景技术

无论作业设备多么精准智能，在人类仍起主要作用的作业系统中，人因因素的影响就不可忽视，作业姿势的合理与否和作业环境的舒适与否等直接影响作业人员的工作状态，且不可避免的会造成一定的操作失误，进而影响到整个作业系统的生产效率；作业人员是加工作业的重要参与者，因此很大程度上影响着系统的作业效率和作业质量；

因此人因可靠性分析成为一个复杂工业系统中的热门领域，对人的可靠性进行定性和定量分析和评价，以达到分析、预测、减少和预防人因实务的目的，降低系统错误；

人因工程作为人-系统整合中重要的维度，拥有多个解决问题的人因工程工具，现有技术中，针对人因工程方法越来越趋向于复杂多样；

现有技术的人因控制系统，针对不同的场景选用不同的人因工程方法进行控制，并且在应用不同控制系统时，每次都需要特异性的剔除相应的人因工程方法，极大增加了推广使用难度；现有的人因控制分析指标，相互之间无法进行比较，使得多种数据之间无法通用，极大降低了人因数据的可复用性；

并且现有技术还没有一种方法，能够适用于多场景的人因控制系统；都需要针对不同的场景进行相关的人因指标的特异性优化，执行复杂；

因此，本领域技术人员致力于开发一种适用于多场景的人因控制系统及建模方法，旨在解决现有技术中存在的适用于多场景的人因控制系统及建模方法存在的缺陷问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术中，针对不同的场景选用不同的人因工程方法进行控制，并且在应用不同控制系统时，每次都需要特异性的剔除相应的人因工程方法，极大增加了推广使用难度；现有的人因控制分析指标，相互之间无法进行比较，使得多种数据之间无法通用，极大降低了人因数据的可复用性；现有技术的人因控制系统；需要针对不同的场景进行相关的人因指标的特异性优化，执行复杂。

为实现上述目的，本发明一种适用于多场景的人因控制系统及建模方法，包括如下步骤：

步骤1、进行多场景人因工程控制类别与人因问题的映射；

步骤2、基于步骤1完成多场景人因控制系统与人因问题的映射模型；

步骤3、完成综合评价指标体系与权重的设计；

步骤4、基于上述步骤完成多场景人因控制系统的设计与实现；

所述步骤1，先进行人因控制工程方法集的构建，随后完成系统人因控制分析模型的确定，最后完成基于人因控制问题的方法类别映射；

所述步骤1中，通过构建控制方法集，能够为系统中的人因工程问题提供备选集合；

所述步骤1中，每类人因工程控制方法集，所解决的问题都具有一定的针对性，将控制方法集进行分析整合后分类，分类结果作为方法适应性分析中构建的人因工程方法集；

所述步骤1中，系统人因控制分析模型的确定，通过针对系统展开不同维度的分析，能够从不同的角度分析系统中可能存在的人因问题，从而进行方法的适应性分析以解决相应的人因问题；

所述步骤1中的基于人因控制问题的方法类别映射，能够将人因控制问题的备选集合迅速收缩到一个或较少几个方法类别；通过将人因控制系统方法集输入到映射模型，最终输出选定的人因控制系统类别；

步骤2、基于步骤1完成多场景人因控制系统与人因问题的映射模型；

所述步骤2首先进行多种场景人因控制系统方法集的构建，随后对人因问题进行获取，最后完成两者之间映射模型的建设；

所述步骤2中的多种场景，根据不同人因控制系统的要求，进行相应的转变；

所述步骤2中，利用分类的方法进行方法集的构建，根据与人的能力和限制相关的问题指出对应的人因工程方法；

所述步骤2中人因问题的获取，通过人员以及子系统的分析，来获取不同场景下可能存在的人因问题，并针对不同场景的人因问题按照一定的流程进行分析，并给出选用的人因工程的方法类别；

所述步骤2中，在获取了人因类别的基础上，完成人因问题分析进行方法类别的确定，从而实现映射模型的建设；

所述步骤2的映射模型建设时，进行人因问题组件的分类，分类后分析问题元素的影响，最后提出不同类别问题元素的改善措施，最终实现映射模型的建设；

步骤3、完成综合评价指标体系与权重的设计；

所述步骤3的评价指标包括使用时间、人力成本、使用工具成本、相关方法数量、方法的信度和效度、可靠性、鲁棒性；

所述评价指标的分级中，需要将所有的评估指标的等级个数进行确定，

所述步骤3中，将综合评价指标的等级分为5个，将其等级划分为高、较高、中等、较低、低；

所述步骤3中，权重的设计通过指标隶属度函数进行确定；

所述步骤3中，定性的评价指标属于离散的变量，所述步骤3中的隶属度采用专家判定方法来进行；

所述步骤3中，对于定量的指标，其属于连续变量，采用公式的方法来进行判定，即能够建立代表隶属度和评估指标之间关系的隶属度函数；

所述步骤3中，将各个指标的实际测量值代入到隶属度函数中，即可根据结果给定评判等级；

所述步骤3中，将能够定量评价的指标带入下式中，即可得到各参数所对应的5个等级的隶属度，由此得到模糊评价矩阵；

所述模糊评价矩阵中，Y-为评价因子的隶属度、n-为一级评价指标的个数、m-为每个一级指标下的二级指标的个数、k-为待评价的方法的个数；

步骤4、基于上述步骤完成多场景人因控制系统的设计与实现；

所述步骤4中，人因控制系统包括人因指标选择模块的设计、指标选择模块的交互；

所述步骤4中，用户能够通过建设的模型完成人因指标选择模块的设计，通过文件导入功能，将指标数据存储到变量中，随着控制系统的运行，变量所积累的方差贡献率升高，使得公共因子的数量增多，最终输出的关键指标也较大，从而使得关键指标的数量减少；

所述步骤4中的指标选择模块的交互，在用户指定需要输出的指标后，控制系统会展现指标数据的均值方差散点图，从而客观的展示指标数据的实际数据情况；

采用以上方案，本发明公开的适用于多场景的人因控制系统及建模方法，具有以下优点：

(1)本发明的适用于多场景的人因控制系统及建模方法，通过人因工程方法集的构建，基于现有的人因工程方法集合进行整合，构建了完善的人因工程方法集合，采用本发明的人因控制系统，为分析人员在进行选择时考虑的更加全面，为方法的相关研究提供依据，使得能够广泛适用与多种现有人因控制系统场景；实现了针对多场景能够采用通用的一套控制系统进行建模；

(2)本发明的适用于多场景的人因控制系统及建模方法，采用了适应性分析流程，包含人因工程方法类别与人因问题映射以及基于模糊综合评价法的人因工程方法，其中方法类别与人因问题映射包含人因控制系统的人因问题识别，利用人因问题分析将其与方法类别的对应；使得人因数据能够被复用；并且基于模糊综合评价指标体系与权重的设计；为人因控制的建模提供了极大的便利；降低了人因控制系统的推广使用难度。

综上所述，本发明公开的适用于多场景的人因控制系统及建模方法，通过人因工程方法集的构建，基于现有的人因工程方法集合进行整合，构建了完善的人因工程方法集合，采用本发明的人因控制系统，为分析人员在进行选择时考虑的更加全面，为方法的相关研究提供依据，使得能够广泛适用与多种现有人因控制系统场景；实现了针对多场景能够采用通用的一套控制系统进行建模；本方法采用了适应性分析流程，包含人因工程方法类别与人因问题映射以及基于模糊综合评价法的人因工程方法，其中方法类别与人因问题映射包含人因控制系统的人因问题识别，利用人因问题分析将其与方法类别的对应；使得人因数据能够被复用；并且基于模糊综合评价指标体系与权重的设计；为人因控制的建模提供了极大的便利；降低了人因控制系统的推广使用难度。

以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明适用于多场景的人因控制系统及建模方法流程示意图。

具体实施方式

以下介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，这些实施例为示例性描述，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

实施例1、

如图所示，图1是本发明适用于多场景的人因控制系统及建模方法流程示意图；

首先进行步骤1、进行多场景人因工程控制类别与人因问题的映射；

所述步骤1，先进行人因控制工程方法集的构建，随后完成系统人因控制分析模型的确定，最后完成基于人因控制问题的方法类别映射；

所述步骤1中，通过构建控制方法集，能够为系统中的人因工程问题提供备选集合；

所述步骤1中，每类人因工程控制方法集，所解决的问题都具有一定的针对性，将控制方法集进行分析整合后分类，分类结果作为方法适应性分析中构建的人因工程方法集；

所述步骤1中，系统人因控制分析模型的确定，通过针对系统展开不同维度的分析，能够从不同的角度分析系统中可能存在的人因问题，从而进行方法的适应性分析以解决相应的人因问题，

具体实施时，在本实施例1的步骤1阶段，详细的分析人因问题是很复杂的，在具体实施时，研究人员模拟的系统的代表性和挑选的参与人员的代表性对控制系统的综合评价产生影响，因此具体实施时，对试验的干扰因素，系统的可接受性，可利用的资源、选择方法的效用；

具体实施时，本实施例1中，标准集包括国际标准、国家标准、区域标准；

各层级的标准之间存在重合部分，每个标准针对不同的应用情况，细分程度也不同；并且也存在部分标准的使用领域不同；

具体实施时，如底层指标标准集：人体测量标准和生物力学标准组成中间标准集人体测量与生物力学标准；

如底层指标标准集：视觉显示标准和控制室设计标准组成中间标准集，人系统整合标准；

如底层指标标准集：热环境标准和视觉环境标准组成中间标准集，物理环境标准；

所述步骤1中的基于人因控制问题的方法类别映射，能够将人因控制问题的备选集合迅速收缩到一个或较少几个方法类别；通过将人因控制系统方法集输入到映射模型，最终输出选定的人因控制系统类别；

随后进行步骤2、基于步骤1完成多场景人因控制系统与人因问题的映射模型；

所述步骤2首先进行多种场景人因控制系统方法集的构建，随后对人因问题进行获取，最后完成两者之间映射模型的建设；

所述步骤2中的多种场景，根据不同人因控制系统的要求，进行相应的转变；

所述步骤2中，利用分类的方法进行方法集的构建，根据与人的能力和限制相关的问题指出对应的人因工程方法；

具体实施时，步骤2中限制相关问题包括人的身体特性、感知和认知的特性、居住与工作环境对人的影响等；

具体到本实施例1，本实施例1采用了从方法本身的特性出发进行人因工程方法的分类，将人因工程方法分为多个方法类别；

所述步骤2中人因问题的获取，通过人员以及子系统的分析，来获取不同场景下可能存在的人因问题，并针对不同场景的人因问题按照一定的流程进行分析，并给出选用的人因工程的方法类别；

具体实施时，不同场景下人因控制系统所存在的人因问题领域包括：人员、人力、培训、安全、环境、职业健康、人因工程；

具体实施时，根据不同的场景选取相应的人因问题领域；

所述步骤2中，在获取了人因类别的基础上，完成人因问题分析进行方法类别的确定，从而实现映射模型的建设；

所述步骤2的映射模型建设时，进行人因问题组件的分类，分类后分析问题元素的影响，最后提出不同类别问题元素的改善措施，最终实现映射模型的建设；

随后进行步骤3、完成综合评价指标体系与权重的设计；

所述步骤3的评价指标包括使用时间、人力成本、使用工具成本、相关方法数量、方法的信度和效度、可靠性、鲁棒性；

所述评价指标的分级中，需要将所有的评估指标的等级个数进行确定，

所述步骤3中，将综合评价指标的等级分为5个，将其等级划分为高、较高、中等、较低、低；

所述步骤3中，权重的设计通过指标隶属度函数进行确定；

所述步骤3中，定性的评价指标属于离散的变量，定性因子具有离散化的特征；

所述步骤3中的隶属度采用专家判定方法来进行；

所述步骤3中，对于定量的指标，其属于连续变量，采用公式的方法来进行判定，即能够建立代表隶属度和评估指标之间关系的隶属度函数；

所述步骤3中，将各个指标的实际测量值代入到隶属度函数中，即可根据结果给定评判等级；

所述步骤3中，将能够定量评价的指标带入下式中，即可得到各参数所对应的5个等级的隶属度，由此得到模糊评价矩阵；

所述模糊评价矩阵中，Y-为评价因子的隶属度、n-为一级评价指标的个数、m-为每个一级指标下的二级指标的个数、k-为待评价的方法的个数；

最后执行步骤4、基于上述步骤完成多场景人因控制系统的设计与实现；

所述步骤4中，人因控制系统包括人因指标选择模块的设计、指标选择模块的交互；

所述步骤4中，用户能够通过建设的模型完成人因指标选择模块的设计，通过文件导入功能，将指标数据存储到变量中，随着控制系统的运行，变量所积累的方差贡献率升高，使得公共因子的数量增多，最终输出的关键指标也较大，从而使得关键指标的数量减少；

所述步骤4中的指标选择模块的交互，在用户指定需要输出的指标后，控制系统会展现指标数据的均值方差散点图，从而客观的展示指标数据的实际数据情况；

具体实施时，相关人员即可根据输出展现的数据，根据系统的展现数据，对人因控制系统执行相应的调整；

综上所述，本专利技术方案，通过人因工程方法集的构建，基于现有的人因工程方法集合进行整合，构建了完善的人因工程方法集合，采用本发明的人因控制系统，为分析人员在进行选择时考虑的更加全面，为方法的相关研究提供依据，使得能够广泛适用与多种现有人因控制系统场景；实现了针对多场景能够采用通用的一套控制系统进行建模；本方法采用了适应性分析流程，包含人因工程方法类别与人因问题映射以及基于模糊综合评价法的人因工程方法，其中方法类别与人因问题映射包含人因控制系统的人因问题识别，利用人因问题分析将其与方法类别的对应；使得人因数据能够被复用；并且基于模糊综合评价指标体系与权重的设计；为人因控制的建模提供了极大的便利；降低了人因控制系统的推广使用难度。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员，无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。