基于人因視角的重點實驗室評估研究

葛少衛(wèi), 楊曉江

(1．南京航空航天大學 經(jīng)濟與管理學院，南京 210016； 2.江蘇省教育廳 研究生教育處，南京 210024)

·重點實驗室·

基于人因視角的重點實驗室評估研究

葛少衛(wèi)1, 楊曉江2

(1．南京航空航天大學 經(jīng)濟與管理學院，南京 210016； 2.江蘇省教育廳 研究生教育處，南京 210024)

從人因視角觀察重點實驗室評估工作，能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有重點實驗室評估體系中不夠詳細或缺失的部分。因此，從研究人因?qū)嶒炇业挠绊懡嵌瘸霭l(fā)，分析了人因在實驗室的規(guī)劃與建設，實驗室的運行模式，實驗室功能的實現(xiàn)和安全可靠性等4個方面的影響，研究實驗室人因評估中的先進性、舒適性、高效性和安全性4個要點，從定性和定量兩個角度探討了重點實驗室人因評估的方法，主要包括啟發(fā)式評估、數(shù)據(jù)包絡分析法以及綜合安全評估。

人因工程學； 重點實驗室； 評估

0 引 言

自1990年原國家計委和國家科委委托國家自然科學基金委開展國家重點實驗室評估工作以來，重點實驗室評估指標體系歷經(jīng)多次迭代，到2014年國家科技部印發(fā)《國家重點實驗室評估規(guī)則》[1]，評估指標體系逐步實現(xiàn)定性定量兼顧向定性為主的變化。然而，無論評估方式、指標體系權(quán)重如何調(diào)整，重點實驗室的運行管理工作都是評估工作開展的重要對象。管理水平高低也在一定程度上影響了實驗室的成果產(chǎn)出、學術氛圍、運行維護、學術交流和制度建設。綜觀國家重點實驗室評估指標體系(2014)[2]、教育部重點實驗室評估指標體系(2015)[3]、江蘇省重點實驗室評估指標體系(2014)[4]，實驗室開放(交流)與運行管理工作均是評估的一級指標，隊伍(團隊)建設、科學研究、人才培養(yǎng)等與人相關因素也成為評估體系的重要組成。

人因工程學是研究人—機—環(huán)境三者之間相互關系的學科，是近幾十年發(fā)展起來的一門邊緣性應用學科。為了實現(xiàn)人、機、環(huán)境之間的最佳匹配，把人的工作優(yōu)化問題作為追求的重要目標[5]。人的工作優(yōu)化是提高重點實驗室工作效率、管理水平的重要因素，因此，從人因角度觀察重點實驗室運行管理及其評估工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 人因視角中的評估指標體系

人是實驗室的重要組成部分，重點實驗室所承擔的科學研究、人才培養(yǎng)、學術交流工作都是通過人來開展，通過人與機器、內(nèi)外部環(huán)境的交互實現(xiàn)實驗室的功能。以國家、教育部、江蘇省3類重點實驗室評估指標體系為例，從人因角度，將指標體系相關內(nèi)容按照內(nèi)部環(huán)境、外部環(huán)境、工作負荷、人機交互指標分為4個方面(見表1)。

表1 重點實驗室評估指標體系歸類

傳統(tǒng)人因工程學的主要研究內(nèi)容包括人的生理和心理特性、人機系統(tǒng)總體設計、人機界面設計、工作場所設計和改善、工作環(huán)境及其改善、作業(yè)方法及其改善、系統(tǒng)的安全性和可靠性、組織與管理的效率等8個方面[5]。通過對比分析，上述重點實驗室的3套評估指標體系更為側(cè)重于實驗室的成果、結(jié)構(gòu)，對實驗室運行的過程管理方面主要側(cè)重于管理規(guī)章制度、崗位職責、激勵措施等方面，而對實驗室具體工作場所和環(huán)境、作業(yè)方法、安全性和可靠性、組織管理效率等尚未納入評估的考核內(nèi)容。

2 人因?qū)嶒炇业挠绊?/h2>

人因工程學的研究目標在于“以物就人”和“如何以物就人”,即研究如何使工業(yè)生產(chǎn)或工程技術產(chǎn)品能以“人因”為基礎,使其工作場所、環(huán)境與使用者的身心、行為特點相適應[6]。研究重點實驗室中的人因工程學問題，有助于促進隊伍成長、人才培養(yǎng)和科學研究。而重點實驗室中的人對實驗室的建構(gòu)和運行有眾多需求，因此首先需要明晰人因?qū)τ趯嶒炇业挠绊?，方能采取有針對性的策略滿足需求，并進而開展評估。

2.1 影響規(guī)劃建設

人因?qū)嶒炇医ㄔO組織布局的影響能夠通過實驗室建設的外在形態(tài)表現(xiàn)出來。鑒于人體獨特的勞動形態(tài)特征、勞動生理特征、勞動心理特征和系統(tǒng)功能特征[7]，在實驗室的規(guī)劃建設之初需要考慮眾多的與人相關的因素。如：在國標GBT 5703-1999《用于技術設計的人體測量基礎項目》中，明確了人因工程中軀干和四肢部位經(jīng)常涉及的立姿、坐姿、手和足部、體重等多方面的測量項目，通過調(diào)查了解實驗室具體使用者的這些數(shù)據(jù)，在實驗室的規(guī)劃建設中能夠起到引導性的作用。盡管儀器設備的規(guī)格往往是既定的，但在實驗室建設中合理的實驗室布局、科學的實驗設施選擇、精確的定制或自研設備參數(shù)設置，能夠影響到使用者的舒適度、有效性和工作的順利開展。從另一方面看，實驗室的熱、光、聲、震動以及有毒環(huán)境更會對建設過程、建設標準提出一定的要求，需要在建設組織之初就要合理規(guī)劃，落實環(huán)?！叭瑫r”制度[8]。

2.2 影響運行模式

每個實驗室都有其運行范式或運行規(guī)范，這些管理規(guī)范的制訂目的主要是為了保證實驗室正常運行，規(guī)范對象一般是人以及在實驗室中的行為，最終落實到管理體制上。人的因素在實驗室的運行管理中有著相當大的影響。當特定管理體制主要起到指導或約束人在實驗室中的作業(yè)時，這樣的管理體制制訂就需要充分考慮到人體的具體狀況。如：在運行中，要充分分析人的系統(tǒng)功能特征，主要是人對信息的接收、分析處理和輸出的能力。由于人體系統(tǒng)的復雜性，接收系統(tǒng)中的視覺、聽覺技能會受到人體機能的制約；人體內(nèi)部信息的傳輸與處理也會受到身體構(gòu)造的影響，識別、記憶都需要一定的過程，受到一定的限制；而輸出系統(tǒng)涉及的反應速度以及肢體的運動速度、力量、準確性也會受到影響。那么在實驗室的流程制訂、設備選擇上就要充分考慮這些因素。

2.3 影響功能實現(xiàn)

作為實驗室的重要組成，人因會對實驗室的功能實現(xiàn)與否和實現(xiàn)大小起到重要影響。從個體角度看，人的感覺、知覺、記憶、思維影響人認識世界和改造世界的能力，而正面情緒或負面情緒的存在則對實驗室作業(yè)完成起到協(xié)調(diào)組織或是破壞瓦解的作用，個性傾向的需要、動機、興趣、理想、信念和價值觀則是開展實驗室作業(yè)的基本動力，個性心理特征中的能力、氣質(zhì)和性格對目標達成也能構(gòu)成相應的影響。從群體角度看，活動、相互作用和思想情緒三者相互聯(lián)系、相互作用，共同為實驗室工作目標達成和功能實現(xiàn)提供保障，通過群體間的集思廣益、分工配合、交流溝通，不斷提升實驗室人員和實驗參與者的理論和實際操作水平，滿足交流需求，協(xié)調(diào)人際關系，從而有助于實驗室功能的有效實現(xiàn)。

2.4 影響安全可靠

安全可靠是實驗室正常運行的重要保障和前提?？茖W合理的管理制度能夠在一定程度上防范安全問題和事故，但也不能完全避免事故的發(fā)生。導致這方面問題的主要成因在于沒有嚴格按照流程執(zhí)行，這其中個人的疲勞、能力、錯覺或是情緒占據(jù)重要因素。針對2001～2014年高校、科研院所和企業(yè)實驗室發(fā)生的100起安全事故研究表明：100起安全事故中，涉及人因的包括違反操作規(guī)程的27起，操作不慎或使用不當?shù)?1起，操作不當?shù)?2起，反應失控的4起，存儲不規(guī)范、處置不當?shù)?起，其中因違反操作規(guī)程和操作不當造成的人員傷亡接近80%[9]。另就2003～2013年間25起高校實驗室安全事故的研究，除去物和管理的因素外，人的不安全行為是事故的最直接的因素，約占80%；不良生產(chǎn)環(huán)境會影響人的行為和對機械設備產(chǎn)生不良的作用，而構(gòu)成事故的因素，約占5%[10]。

3 重點實驗室的人因評估要點

人因工程學把人、機、環(huán)境看作是一個系統(tǒng)的三大要素，既要研究要素各自性能和特征，更要強調(diào)系統(tǒng)的總體性能，來使整個重點實驗室系統(tǒng)形成最佳組合。人因角度對重點實驗室的評估需要強調(diào)規(guī)劃與建設的先進性、內(nèi)外部環(huán)境的舒適性、內(nèi)部運行的高效性以及日常管理的安全性(見圖1)。

圖1 重點實驗室人因評估要點

3.1 先進性

在重點實驗室的人因評估中，規(guī)劃與建設水平應該成為首先考慮的重要方面。重點實驗室開展的人才培養(yǎng)、科學研究等活動主要通過人操作儀器設備來完成，能否取得預期理想成效會受到規(guī)劃建設先進性程度的影響。儀器設備盡管沒有自發(fā)的創(chuàng)造能力，但可以通過程序的預設開展一定的創(chuàng)造性工作，對人的創(chuàng)造性工作完成起到重要的輔助作用。同時，在計算能力、記憶容量、反應時間、精密操作、程序履行等方面具有比較優(yōu)勢。因此，在重點實驗室的規(guī)劃和建設中，可以充分發(fā)揮機器在這些方面的優(yōu)勢，使機器為重點實驗室開展高水平研究和教學工作提供保障，這些特性是否在規(guī)劃和建設中得到了充分發(fā)揮應該成為重點實驗室人因評估的要點。

3.2 舒適性

在重點實驗室的人因評估中，實驗室布局和儀器設備的易用性、管理制度的人性化也是構(gòu)成實驗室舒適性評估的重要方面。從實驗室總體考慮，應該要保證實驗人員方便、準確的操作，遵循實驗室布置上的重要性排序、使用頻率排序、使用順序排序以及功能分區(qū)科學性。因此，通過切身的實地感受以及對實驗室使用人員的調(diào)查可以了解實驗室在布局方面的舒適度。另外，由于人與機器的差異在耐久上體現(xiàn)為人需要適當?shù)男菹ⅲ茈y長時間保持緊張狀態(tài)，在實驗室布置以及管理制度層面需要充分考慮操作人員的舒適度問題。在刺激性小、重復、單調(diào)乏味的工作上要注意調(diào)整流程、完善規(guī)范，同時營造較好的實驗室內(nèi)部環(huán)境，保證實驗室工作的順利開展。

3.3 高效性

高效性是實驗室運行的重要目標，人的效率問題是影響科研教學產(chǎn)出的關鍵因素。在教學科研活動的組織開展中，是否能夠在保證足夠舒適度的前提下提高人的工作效率是評價實驗室組織管理模式科學與否的重要課題。外界環(huán)境對重點實驗室有著大量的輸入，涉及實驗室與外界環(huán)境的交互問題；實驗室內(nèi)部也存在人、機和環(huán)境的關系處理問題，需要通過有效的制度約束來理順組織架構(gòu)、行事流程，從而提高工作效率。與此同時，管理工作的另一方面目標是降低成本，要評估在確保效益的同時是否實現(xiàn)了人力、時間、物質(zhì)資源等各類成本的有效控制，做到經(jīng)濟基礎上的高效，才能更為有效地配置資源，促進實驗室建設與管理的科學化。

3.4 安全性

安全性是實驗室正常運行的重要保障，人的因素是核心，也需要在評估中予以考慮。①需要評估實驗室內(nèi)部的安全控制問題，具體包括：實驗室人員自我安全控制能否實現(xiàn)自我檢查、自我糾偏，從而促進安全目標有效實施；逐級安全控制是否到位，安全規(guī)程是否制訂，規(guī)定落實是否有力，能否形成逐級檢查、逐級調(diào)節(jié)、環(huán)環(huán)相扣的控制鏈；關鍵點安全控制針對安全方面的重點目標、重點措施或重點單位是否有特殊專門控制舉措[7]。②需要評估實驗室內(nèi)部關于安全方面的協(xié)調(diào)問題，協(xié)調(diào)工作可消除實施過程中各階段、各部門間的矛盾，主要包括縱向協(xié)調(diào)、橫向協(xié)調(diào)，因此需要考察實驗室各部門、各級人員間的協(xié)作配合情況。

4 重點實驗室人因評估方法

重點實驗室評估體系歷經(jīng)定性定量結(jié)合向定性為主方向發(fā)展，削弱了人為設定單個指標權(quán)重的影響，但重視產(chǎn)出和人才的主導方向沒有發(fā)生大的轉(zhuǎn)變。在實驗室運行管理方面，也設置了一定的權(quán)重，這里嘗試從人因角度對運行管理的評估內(nèi)涵和方法進行完善。

4.1 實驗室人因評估目的

對于重點實驗室的人因評估，主要是根據(jù)評價結(jié)果，使實驗室主管部門充分了解實驗室建設、運行、產(chǎn)出方面的存在問題，為后續(xù)開展相關建設、保障、調(diào)整工作提供依據(jù)，發(fā)揚優(yōu)點，改善薄弱環(huán)節(jié)，消除實驗室運行中的不良因素，實現(xiàn)精細化管理，達到實驗室系統(tǒng)的先進性、舒適性、高效性和安全性。并在此基礎上，充分發(fā)揮國家導向作用，使實驗室建設主體在規(guī)劃設計階段能夠有效預測存在不足并及時改進。

4.2 實驗室人因評估方法

重點實驗室人因評估主要針對的是實驗室的先進性、舒適性、高效性和安全性，這些仍然是停留在目標層面，要使人因評估在實驗室評估中具有現(xiàn)實可操作性，需要明確人因評估的具體評估方法，主要通過下列3種方法開展。

(1) 啟發(fā)式評估(Heuristic Evaluation)。主要針對規(guī)劃建設先進性、實驗室構(gòu)成舒適性，是一種“廉價可用性工程方法”。鑒于重點實驗室評估工作一般是在一段時間內(nèi)進校開展，在時間周期、人員數(shù)量方面會受到評估工作計劃的制約，因此，由幾個評價者根據(jù)通用的可用性原則和經(jīng)驗來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在的可用性問題[11]的方法相對可行。目前使用率較高的Nielsen所提出的評估準則可以為我們開展重點實驗室人因評估提供一定的參考，具體內(nèi)涵包括：系統(tǒng)狀態(tài)的可見性、系統(tǒng)與現(xiàn)實世界匹配、用戶控制和行動自由、一致性和標準、錯誤的預防、系統(tǒng)去識別而不是讓用戶記憶、靈活性和使用效率、簡約設計美學、幫助用戶識別診斷并從錯誤中恢復、幫助文檔等[12]。這一評估方法主要通過3～5位具有可用性和設計知識背景的評估專家依據(jù)相應的評估準則，以及對使用者背景的分析和研究，提出有針對性的建議和反饋，實現(xiàn)高效而低成本的評估。在這些評估準則中，已涉及一些實驗室效率或運行錯誤的判斷，但更多地體現(xiàn)為專家調(diào)查定性分析，具體效率和風險方面的定量評估仍然需要通過下面兩種方式進行。

(2) 數(shù)據(jù)包絡分析法(DEA)。主要針對實驗室的運行效率、投入產(chǎn)出情況進行分析。數(shù)據(jù)包絡分析法能夠分析實驗室教學科研活動的投入產(chǎn)出情況，評價資源的投入與產(chǎn)出效率[13]。在搜集完成實驗室投入和產(chǎn)出方面的多要素后，運用DEA的基本模型和超效率模型處理，可以得出實驗室的技術效率、純技術效率和規(guī)模效率，通過實驗室間的比較得出評估排序，并能加以進一步分析調(diào)整各類要素投入產(chǎn)出值實現(xiàn)效率的提升。

(3) 綜合安全評估(FSA)。主要針對實驗室潛在風險開展機構(gòu)化、系統(tǒng)化的分析。使用該方法需要綜合考慮影響安全的多方面因素，通過風險水平、費用及收益分析，盡可能提出全面合理并能有效控制風險的設計和管理要求。FSA方法的開展步驟包括危險識別、風險評估、風險控制方案、費用與收益評估、為決策提供建議[14]。首先，要依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，識別可能存在的人因安全風險，并賦予風險量化定義，構(gòu)建風險數(shù)學模型，建立風險矩陣予以排序。繼而開展風險評估即危害評估，建立人因故障樹，進行概率回歸。FSA方法的第三步是提出風險控制方案，于我們重點實驗室評估來說也就是評估該方案落實情況，進而開展費用收益評估、提供建議等。

5 結(jié) 語

本文研究了基于人因的重點實驗室評估需求和要點，立足人因工程討論人、機和環(huán)境的關系，將重點實驗室涉及的人員、機械和環(huán)境作為一個復雜系統(tǒng)，從定性、定量2個角度初步闡釋了重點實驗室人因評估的3種方法，尤其是將DEA和FSA方法運用到實驗室定量化的效率和安全評估，立足前期研究構(gòu)建形成基于人因工程的實驗室評估指標體系[15]基礎，為重點實驗室運行和管理方面的人因評估工作提供了一定的方法保證。基于上述指標體系與評估方法，在某重點實驗室的發(fā)展規(guī)劃與實驗室建設中充分運用，從而為實驗室的布局完善、建設科學、保障有力奠定了較好的基礎，并依據(jù)評估要點對實驗室薄弱環(huán)節(jié)提出了在編制設計要點、空間布置、儀器設備與人力資源配置等方面的建議。但評估工作更多的是方法，而非目的，運行管理評估的目的是希望重點實驗室在管理模式、組織架構(gòu)、安全保障等方面不斷創(chuàng)新，乃至建立科學合理的效率實時評價系統(tǒng)、風險預警系統(tǒng)，從而為教學科研工作提供更好的服務。

[1] 科技部關于印發(fā)《國家重點實驗室評估規(guī)則》的通知[EB/OL]. http://www.most.gov.cn/tztg/201405/t20140512_113073.htm.

[2] 國家重點實驗室評估指標體系[EB/OL]. http://www.most.gov.cn/tztg/201405/W020140512358118128320.doc.

[3] 教育部關于印發(fā)《教育部重點實驗室建設與運行管理辦法》和《教育部重點實驗室評估規(guī)則(2015年修訂)》的通知[EB/OL]. http://www.moe.edu.cn/srcsite/A16/s8232/s3338/201509/t20150907_206020.html.

[4] 省科技廳關于進一步加強江蘇省重點實驗室評估工作的通知[EB/OL]. http://www.jstd.gov.cn/zwgk/tzggg/20141215/134252312.html.

[5] 郭 伏, 錢省三. 人因工程學[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2006: 1-9.

[6] 王 江, 李樹根, 楊海英, 等. 在城市立交工程設計中引入“人因工程學”理念[J].城市道橋與防洪, 2007(11):14.

[7] 丁玉蘭. 人因工程學[M]. 上海：上海交通大學出版社, 2004: 17-121, 266-267.

[8] 中華人民共和國環(huán)境保護法(自2015年1月1日起施行)[EB/OL]. http://zfs.mep.gov.cn/fl/201404/t20140425_271040.htm

[9] 李志紅. 100起實驗室安全事故統(tǒng)計分析及對策研究[J]. 實驗技術與管理, 2014, 31(4): 212.

[10] 賴家美, 高家利, 田 源, 等. 基于過程模型分析高校實驗室安全事故致因[J]. 實驗科學與技術,2014,12(6):203-205.

[11] 馬咪咪. 基于用戶測試的啟發(fā)式評估研究[D]. 濟南: 山東大學, 2013: 2-4.

[12] 10 Usability Heuristics for User Interface Design[EB/OL]. http://www.nngroup.com/articles/ten-usability-heuristics/.

[13] 姜彤彤. 基于DEA方法的高?？蒲行试u價研究[J]. 高教發(fā)展與評估, 2011, 27(6):26-32.

[14] 王高陽, 唐文勇, 張圣坤. 人因綜合安全評估FSA方法在海洋結(jié)構(gòu)物事故中的應用研究[J]. 海洋工程, 2005,23(4):77-83.

[15] 葛少衛(wèi), 楊曉江. 基于人因工程的實驗室評估指標體系構(gòu)建[J]. 科技管理研究, 2016, 36(9):57-61.

Key Laboratories Assessment from the View of Human Factors Engineering

GEShaowei1,YANGXiaojiang2

(1. College of Economics and Management, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China; 2. Graduate Student Department, the Education Department of Jiangsu Province, Nanjing 210024, China)

The paper starts with watching assessment of key laboratories from the viewpoint of human factors engineering, and it can find that some parts have been ignored or not detailed enough of the assessment index system. Therefore, the paper studies the influence of human factors in planning, construction, operation mode, function realization, safety and reliability of laboratories, and then studies four key points of human factors assessment, which are advance, comfort, efficiency and safety. Following that, it discusses the methods to do human factors assessment of key laboratories from the viewpoints of both qualitative and quantitative, including heuristic evaluation, DEA and FSA.

human factors engineering; key laboratories; assessment

2016-09-05

江蘇省研究生教育教學改革研究與實踐課題(JGZZ16-008)；江蘇高校哲學社會科學研究項目(2016SJD880001)；江蘇省普通高校學術學位研究生科研創(chuàng)新計劃項目(KYZZ-0098)

葛少衛(wèi)(1981-)，男，江蘇鹽城人，博士、副處長，副研究員，從事教育管理研究。

Tel.：025-84893616; E-mail: gsgsw@nuaa.edu.cn

G 482

A

1006-7167(2017)04-0232-04