八論以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì)：一個(gè)智能社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)新框架及人因工程研究展望

許 為

（浙江大學(xué)心理科學(xué)研究中心，杭州 310058）

1 引 言

人因工程（human factors engineering）主要研究人機(jī)交互、人機(jī)界面設(shè)計(jì)以及它們對(duì)系統(tǒng)績(jī)效的影響，不注重對(duì)宏觀社會(huì)、組織環(huán)境等影響因素的考慮。進(jìn)入智能時(shí)代，基于人工智能（AI）技術(shù)的智能系統(tǒng)在給人類(lèi)帶來(lái)益處的同時(shí)，也可能對(duì)人類(lèi)的工作和生活產(chǎn)生負(fù)面影響。目前，一些研究者開(kāi)始將智能系統(tǒng)研究從單純的技術(shù)性研究轉(zhuǎn)向包括社會(huì)、組織等因素的綜合研究（?gerfalk，2020；Asatiani et al.，2021）。

社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（sociotechnical systems，簡(jiǎn)稱(chēng)STS）理論由Trist 及其英國(guó)塔維斯托克研究所的同事在1950 年代提出。基于引入動(dòng)力機(jī)器對(duì)工作、組織、管理、勞資關(guān)系、員工生活、員工家庭、煤礦工人協(xié)會(huì)等方面的影響，Trist 等人發(fā)現(xiàn)組織既是一個(gè)社會(huì)系統(tǒng)，同時(shí)又是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，而技術(shù)系統(tǒng)對(duì)社會(huì)系統(tǒng)有很大的影響；個(gè)人態(tài)度和群體行為等方面都受到技術(shù)系統(tǒng)的重大影響（Hoffman&Militello，2008）。STS 理論提倡從社會(huì)和技術(shù)兩方面來(lái)考慮技術(shù)的影響，通過(guò)實(shí)現(xiàn)社會(huì)、技術(shù)、組織等子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和技術(shù)兩方面的協(xié)同優(yōu)化，從而達(dá)到最佳的整體系統(tǒng)績(jī)效（Eason，2011）。

任何一個(gè)新技術(shù)的推廣使用都是在一定的STS 環(huán)境中展開(kāi)。進(jìn)入智能時(shí)代，智能系統(tǒng)以及相應(yīng)的自主化新特征使得STS 變得更加復(fù)雜，采用STS 理論的系統(tǒng)化理念有助于智能技術(shù)研發(fā)和推廣使用（許為，2020；許為，葛列眾，2018）。一方面，越來(lái)越多的智能系統(tǒng)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生影響，例如，倫理道德、治理、社會(huì)文化等（Stahl，2021）；另一方面，目前從STS 角度來(lái)開(kāi)展這方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠（Borenstein et al.，2019；Behymer&Flach，2016；Jones et al.，2013）。人因工程研究和設(shè)計(jì)通常只是針對(duì)STS 中的一個(gè)部分：人機(jī)系統(tǒng)（Hodgson，et al.，2013），因此人因工程需要拓寬工作思路和范圍，在宏觀的STS 視野中開(kāi)展人因工程研究和應(yīng)用（Dainoff et al.，2020），從而在社會(huì)與技術(shù)的宏觀環(huán)境中優(yōu)化人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最大限度地發(fā)揮新技術(shù)在社會(huì)和組織中的作用。

“以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì)”理念強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)要遵循“以人為中心”的流程和方法，從人類(lèi)用戶(hù)的需求出發(fā)，通過(guò)有效的“以人為中心”的人因工程等方法來(lái)優(yōu)化人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（許為，2003，2017）。STS理論強(qiáng)調(diào)人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要考慮技術(shù)，而且要考慮處于社會(huì)、組織子系統(tǒng)環(huán)境中的人，優(yōu)化人與技術(shù)的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)“機(jī)器適應(yīng)人”而不是“人適應(yīng)機(jī)器”的解決方案，因此STS 理論在本質(zhì)上與人因工程學(xué)科分享“以用戶(hù)為中心設(shè)計(jì)”的理念。

本文基于“以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì)”理念，分析傳統(tǒng)社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（STS）理論在智能時(shí)代應(yīng)用的局限性以及智能時(shí)代所呈現(xiàn)的STS 新特征，提出一個(gè)針對(duì)智能時(shí)代的智能社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（intelligent sociotechnical systems，簡(jiǎn)稱(chēng)iSTS）概念框架，目的是充實(shí)STS 理論，助推智能系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。針對(duì)今后iSTS 研究和應(yīng)用，本文提出人因工程方法論和研究思路兩方面的建議，進(jìn)一步發(fā)揮人因工程在“以人為中心AI”系統(tǒng)研發(fā)中的作用（許為，2019；Xu，Dainoff et al.，2022）。

2 社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（STS）理論

2.1 基本概念

STS 包括相互獨(dú)立但又相互依存的社會(huì)和技術(shù)兩個(gè)子系統(tǒng)，其中，社會(huì)子系統(tǒng)一般包括人員（如知識(shí)、技能、態(tài)度、價(jià)值觀和需求等）、角色、工作、文化和目標(biāo)，涉及組織（如變革、結(jié)構(gòu)、決策、獎(jiǎng)勵(lì)）等（Oosthuizen et al.，2019）；技術(shù)子系統(tǒng)一般包括物理基礎(chǔ)設(shè)施、工具、技術(shù)和流程等（Bostrom&Heinen，1977）。STS 強(qiáng)調(diào)各個(gè)部分之間的協(xié)同，系統(tǒng)績(jī)效依賴(lài)于技術(shù)子系統(tǒng)與社會(huì)子系統(tǒng)之間的協(xié)同優(yōu)化和互補(bǔ)（Davis et al.，2014；Meijer & Bolívar，2016；Pasmore et al.，2019），專(zhuān)注于STS 中一個(gè)子系統(tǒng)而排除另一個(gè)子系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體績(jī)效的下降（Flach et al.，2012）。

STS 的目的是達(dá)到“雙贏”的效果（Pasmore et al.，2019）。引進(jìn)新技術(shù)旨在促進(jìn)社會(huì)、組織環(huán)境內(nèi)新技術(shù)知識(shí)共享、學(xué)習(xí)和創(chuàng)新、優(yōu)化設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作和靈活性以獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，更容易適應(yīng)環(huán)境的變化，提升組織效益。但是，新技術(shù)可能會(huì)影響人們的工作和行為方式，可能導(dǎo)致他們的價(jià)值觀、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、工作和生活方式等方面發(fā)生變化，而優(yōu)化和可用的新技術(shù)有助于提升組織績(jī)效和員工的工作滿(mǎn)意度，最終提升人們的工作生活質(zhì)量（Oosthuizen et al.，2019；Walker et al.，2008）。

然而，研究表明，技術(shù)和社會(huì)維度之間復(fù)雜的相互依存關(guān)系經(jīng)常被忽視（Martin et al.，2018）。盡管STS 理論的研究和應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)展了幾十年，但是在一個(gè)大型復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境中，STS 理論和方法對(duì)于許多行業(yè)（比如設(shè)計(jì)和系統(tǒng)工程界等）來(lái)說(shuō)仍然相對(duì)較新（Norman & Stappers，2015；Topi &Tucker，2014）。近些年針對(duì)STS 理論的研究興趣日益濃厚，但并未得到廣泛的重視（Baxter&Sommerville，2011）。

2.2 STS 理論對(duì)人因工程的影響

STS 理論擴(kuò)寬了傳統(tǒng)人因工程研究和應(yīng)用的范圍。傳統(tǒng)人因工程通常強(qiáng)調(diào)在特定的環(huán)境中研究人機(jī)系統(tǒng)，以達(dá)到最佳的人-機(jī)-環(huán)境匹配。人因工程研究所考慮的環(huán)境通常是物理環(huán)境（照明、噪聲、振動(dòng)、溫度、微重力等）（葛列眾，許為，宋曉蕾，2022）。在過(guò)去的20 年中，STS 已經(jīng)開(kāi)始影響了人因工程和工效學(xué)一些領(lǐng)域工作的發(fā)展，特別是對(duì)宏觀工效學(xué)（macroergonomics）領(lǐng)域發(fā)展的影響（Waterson et al.，2015）。宏觀工效學(xué)提倡在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要在STS 環(huán)境中設(shè)計(jì)整個(gè)工作系統(tǒng)，要考慮如何優(yōu)化組織和管理等因素與技術(shù)之間的交互（Hendrick&Kleiner，2002）。Hendrick 和Kleiner（2002）定義宏觀工效學(xué)為“一種自上而下的STS 方法，用于分析和設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)以及人-工作、人-機(jī)和人-軟件界面的整體工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用”。宏觀工效學(xué)還強(qiáng)調(diào)與STS 理論分享系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)，追求STS 中對(duì)社會(huì)系統(tǒng)（包括人、組織等）和技術(shù)子系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，同時(shí)強(qiáng)調(diào)要優(yōu)化各類(lèi)“以人為中心”的界面，其中包括人機(jī)界面（硬件、設(shè)備等）、人-環(huán)境交互界面（環(huán)境照明、聲音、空氣質(zhì)量等）、人- 軟件界面（軟件人機(jī)界面、軟件認(rèn)知組件等）、人-組織環(huán)境界面（工作設(shè)計(jì)等）（Hendrik&Kleiner，2000）。

STS 理論的系統(tǒng)化方法論影響了一些人因工程新型領(lǐng)域的發(fā)展。例如，Hollnagel和Woods（2005）提出協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)理論，強(qiáng)調(diào)工作重點(diǎn)應(yīng)該放在人機(jī)協(xié)同的合作認(rèn)知系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中人因工程需要注重和優(yōu)化人類(lèi)操作員與技術(shù)系統(tǒng)之間的相互依賴(lài)關(guān)系。作為一門(mén)新興領(lǐng)域，韌性工程（resilience engineering）基于STS 理論從廣泛的認(rèn)知系統(tǒng)工程框架內(nèi)關(guān)注組織中的安全和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（Hollnagel，Woods，&Leveson，2006）。針對(duì)復(fù)雜STS 系統(tǒng)，認(rèn)知工作分析（CWA）從全工作領(lǐng)域的STS 角度出發(fā)，為領(lǐng)域工作需求定義、分析提供了一組分析建模工具和一個(gè)概念框架，開(kāi)始應(yīng)用在各種工作領(lǐng)域中（Vicente，1999）。在應(yīng)用上，人因工程研究開(kāi)始將STS 理論應(yīng)用在健康醫(yī)療和計(jì)算系統(tǒng)安全等復(fù)雜領(lǐng)域的研究和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中（Carayon，2006；Stedmon et al.，2016）。STS 理論給人因工程的一個(gè)重要啟示是，作為一門(mén)應(yīng)用性學(xué)科，人因工程的研究不能局限于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)閉門(mén)造車(chē)，需要在STS 的大環(huán)境中充分考慮影響人因工程解決方案的各種因素。

STS 理論也開(kāi)始影響智能時(shí)代人因工程研究和應(yīng)用的發(fā)展。進(jìn)入智能時(shí)代，人因工程目前所面對(duì)的研究對(duì)象是比以往任何時(shí)候更復(fù)雜的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)，比如智慧城市、智慧交通、智能制造、智能醫(yī)療等。智能時(shí)代的人機(jī)關(guān)系演化呈現(xiàn)出一系列人機(jī)交互新特征（比如人機(jī)協(xié)同合作關(guān)系），智能自主化技術(shù)也帶來(lái)了一系列新特征和新問(wèn)題（比如智能體的認(rèn)知能力）（Xu，2020）。智能時(shí)代的這些新特征和新問(wèn)題促使人因工程在更廣闊的STS 大環(huán)境中開(kāi)展研究。例如，智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要充分考慮人類(lèi)的各種新需求（如用戶(hù)隱私、法律和倫理、決策權(quán)、技能成長(zhǎng)等），超越以往僅注重人機(jī)用戶(hù)界面設(shè)計(jì)的點(diǎn)方案（point solution），追求端到端（end to end）的人因工程整體解決方案（許為，葛列眾，2018，2020）。近幾年，我們也試圖從STS 的角度來(lái)解決智能技術(shù)的一些人因問(wèn)題。例如，許為（2019）提出的“以人為中心AI”的理念，以及許為，葛列眾，高在峰.（2021）所提出的人-AI 交互（HAII）交叉學(xué)科新領(lǐng)域就是從宏觀的STS環(huán)境中考慮；針對(duì)智能人機(jī)交互的研究，許為（2022a）采用協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)理論分別分析了自動(dòng)駕駛車(chē)人機(jī)共駕的協(xié)同認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)；針對(duì)大型商用飛機(jī)駕駛艙單人飛行操作（SPO） 的智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，許為（2022b）提出了一個(gè)基于STS 視野的針對(duì)SPO 的協(xié)同認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)框架。

由此可見(jiàn)，STS 理論拓寬了傳統(tǒng)人因工程研究和應(yīng)用的范圍，影響了一些人因工程新型領(lǐng)域的發(fā)展，也開(kāi)始影響智能時(shí)代人因工程研究和應(yīng)用的發(fā)展。STS 理論的這些影響有助于人因工程學(xué)科超越傳統(tǒng)研究和應(yīng)用的思路和范圍，從而能夠從更廣闊的社會(huì)、組織等角度來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化人與新技術(shù)系統(tǒng)的交互和設(shè)計(jì)。然而，智能時(shí)代的STS 環(huán)境呈現(xiàn)出許多新特征，傳統(tǒng)STS 理論在智能時(shí)代的應(yīng)用中表現(xiàn)出它的局限性。為了更加有效地發(fā)揮STS 理論對(duì)智能系統(tǒng)研究和應(yīng)用的影響，STS 理論本身也需要進(jìn)一步發(fā)展。

3 智能社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（iSTS）

3.1 智能時(shí)代的STS 新特征

進(jìn)入智能時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)、智能社會(huì)、智能城市、智能交通等系統(tǒng)必將在各種因素相互依存的復(fù)雜社會(huì)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，這些智能系統(tǒng)本身就是基于智能技術(shù)的各種形態(tài)的STS，它們的開(kāi)發(fā)和使用也必將受到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中各種因素的影響。

從STS 技術(shù)子系統(tǒng)的角度看，如本系列文章（“五論以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì)：從自動(dòng)化到智能時(shí)代的自主化以及自動(dòng)駕駛車(chē)”“六論以用戶(hù)為中心設(shè)計(jì)：智能人機(jī)交互的人因工程途徑”）中所討論的（許為，2020，2022a），智能時(shí)代的新型人機(jī)關(guān)系和智能人機(jī)交互新特征已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)人機(jī)交互研究和設(shè)計(jì)的范圍。例如，智能技術(shù)以及所具有的自主化特征促進(jìn)傳統(tǒng)的計(jì)算技術(shù)從輔助人類(lèi)工作的簡(jiǎn)單工具轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)合作伙伴式的復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)，由此形成了新型的人機(jī)關(guān)系（Makarius et al.，2020；許為，2020）。這些新變化和新特征需要一種新思維和方法論來(lái)考慮如何更加有效地解決基于智能技術(shù)的人機(jī)交互等一系列新問(wèn)題（許為，2022a）。從STS 社會(huì)子系統(tǒng)的角度看，智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、引進(jìn)和使用引發(fā)了一系列新的問(wèn)題，比如AI 倫理道德，用戶(hù)需求（個(gè)人隱私、技能提升、決策權(quán)等），組織和員工對(duì)AI 技術(shù)的可接受度，基于AI技術(shù)的組織決策等等。因此，智能時(shí)代的STS 呈現(xiàn)出一系列新特征。表1 概括地比較了智能與非智能時(shí)代STS 之間的特征（許為，2020；許為，葛列眾，2018，2020；許為，葛列眾，高在峰，2021）。

如表1 所列，相對(duì)于非智能時(shí)代的STS，智能時(shí)代的STS 呈現(xiàn)出一系列新特征和新問(wèn)題。智能系統(tǒng)將促使人、機(jī)、社會(huì)、組織之間的交互和協(xié)同合作更緊密。面對(duì)復(fù)雜社會(huì)環(huán)境下更廣闊范圍內(nèi)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，人機(jī)交互、人機(jī)智能協(xié)同等將以更加體系化的形式呈現(xiàn)（孫效華等，2020）。人因工程研究應(yīng)該探討如何有效地將智能系統(tǒng)嵌入當(dāng)前復(fù)雜的STS 環(huán)境中，以漸進(jìn)有效的方式促進(jìn)人與復(fù)雜、智能化STS 之間的融合。

表1 智能與非智能時(shí)代社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)的特征比較

3.2 iSTS 概念框架

綜上所述，我們有必要進(jìn)一步豐富傳統(tǒng)的STS 理論，這樣才能有效地解決復(fù)雜智能系統(tǒng)的一系列新特征和新問(wèn)題，從而發(fā)揮智能技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)和避免它對(duì)社會(huì)和人類(lèi)帶來(lái)潛在的負(fù)面影響。

已有研究者針對(duì)智能時(shí)代的STS 理論和方法開(kāi)展了一些初步研究。例如，Winby和Mohrman（2018）初步提出了一個(gè)針對(duì)數(shù)字化STS 的設(shè)計(jì)方法，但是沒(méi)有充分考慮智能技術(shù)的新特征。Steghofer 等（2017）認(rèn)為下一代STS 應(yīng)該以智能技術(shù)為基礎(chǔ)，STS的社會(huì)子系統(tǒng)要涉及受AI 影響的人類(lèi)行為變化、AI 潛在的決策不確定性、復(fù)雜的社會(huì)組織因素（如組織、文化、道德、倫理等）等。也有人從工程實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)角度提出了針對(duì)智能時(shí)代STS 的初步方案（Baxter&Sommerville，2011；Jones et al.，2013）。在Baxter 和Sommerville（2011）的社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)工程（STSE）框架中，他們將該框架建立在工作設(shè)計(jì)、信息系統(tǒng)、技術(shù)支持的人機(jī)合作和認(rèn)知系統(tǒng)工程研究之上，試圖彌合組織變革和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)之間的差距。針對(duì)智能時(shí)代STS 的異構(gòu)的、動(dòng)態(tài)的、不可預(yù)測(cè)以及弱可控等特性，Dalpiaz 等人（2013）提出了一種自適應(yīng)STS 的系統(tǒng)架構(gòu)，試圖通過(guò)執(zhí)行監(jiān)控- 診斷- 協(xié)調(diào)補(bǔ)償循環(huán)的機(jī)制，使得STS 具有自我重構(gòu)的能力。

盡管已有一些初步研究，但是目前還沒(méi)有完整的針對(duì)智能技術(shù)的STS 框架，以往所提出的這些STS 沒(méi)有系統(tǒng)地考慮智能時(shí)代STS 的新特征。針對(duì)智能技術(shù)和STS的新特征，本文初步提出一個(gè)智能社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（intelligent sociotechnical systems，簡(jiǎn)稱(chēng)iSTS）的概念框架（見(jiàn)圖1）。

圖1 智能社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（iSTS）的概念框架

如圖1 所示，iSTS 繼承了傳統(tǒng)STS 的一些基本特征。例如，iSTS 有一個(gè)內(nèi)部環(huán)境（獨(dú)立但相互依賴(lài)的技術(shù)和社會(huì)子系統(tǒng)），系統(tǒng)績(jī)效依賴(lài)于技術(shù)和社會(huì)子系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，專(zhuān)注于系統(tǒng)之一而排除另一個(gè)可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)績(jī)效下降等（Badham et al.，2000）；iSTS 同樣擁有一個(gè)宏觀的外部環(huán)境以及各類(lèi)智能社會(huì)形態(tài)。但是，與傳統(tǒng)STS相比，iSTS 有助于在社會(huì)、組織環(huán)境中有效地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用智能系統(tǒng)，并且具有以下一些新特征。

第一，“以人為中心”的理念。一方面，基于“以人為中心”的理念，iSTS 將人以及相應(yīng)的社會(huì)問(wèn)題的解決置于優(yōu)先地位，在實(shí)現(xiàn)智能技術(shù)與創(chuàng)新的同時(shí)，考慮教育、健康、交通等社會(huì)問(wèn)題，通過(guò)社會(huì)技術(shù)生態(tài)的融合，解決iSTS 中獨(dú)特的人機(jī)合作、AI 倫理道德等新問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和使用中人的參與、人類(lèi)與智能系統(tǒng)的協(xié)作合作和有效交互，最終提高人類(lèi)工作生活質(zhì)量。另一方面，不同于傳統(tǒng)STS，iSTS 強(qiáng)調(diào)智能系統(tǒng)將改變傳統(tǒng)的組織決策流程，AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)更加有效地輔助人類(lèi)和組織的決策，也可能呈現(xiàn)人機(jī)決策分享等應(yīng)用場(chǎng)景，但是系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要定義決策權(quán)限等級(jí)，必須保證人類(lèi)擁有最終決策操控權(quán)（Herrmann et al.，2018；Baxter & Sommerville，2011）。

第二，人機(jī)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。圖1 中社會(huì)子系統(tǒng)與智能技術(shù)子系統(tǒng)兩個(gè)圓圈重疊的部分示意了兩子系統(tǒng)之間的協(xié)同合作關(guān)系，這是iSTS 區(qū)別于傳統(tǒng)STS 所特有的新型人機(jī)關(guān)系（許為，葛列眾，2020）。在iSTS 中，團(tuán)隊(duì)由人和智能系統(tǒng)機(jī)器組成，強(qiáng)調(diào)智能系統(tǒng)也是人機(jī)團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作的成員，而不僅僅是傳統(tǒng)STS 中支持人類(lèi)作業(yè)的簡(jiǎn)單工具，iSTS 中相互依賴(lài)的人機(jī)團(tuán)隊(duì)是分享共同目標(biāo)的團(tuán)體（Salas et al.，2008）。人類(lèi)與智能系統(tǒng)（機(jī)器代理）之間的團(tuán)隊(duì)合作、互信、信息和決策分享等應(yīng)該是iSTS 成功的重要因素之一。

第三，人機(jī)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的工作設(shè)計(jì)。實(shí)施AI 新技術(shù)會(huì)改變既定的工作系統(tǒng)，可能導(dǎo)致用戶(hù)陷入困境。iSTS 中的工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要將人類(lèi)和智能系統(tǒng)作為一個(gè)新型的工作系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)，根據(jù)人與智能技術(shù)之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，調(diào)整優(yōu)化人機(jī)之間的功能和任務(wù)分配，其中包括人機(jī)角色分配、工作流程、作業(yè)環(huán)境等，從而有助于制定人機(jī)團(tuán)隊(duì)的工作和任務(wù)，保證人機(jī)功能的最佳分配，提升整體系統(tǒng)績(jī)效。在引進(jìn)智能技術(shù)的同時(shí)，要充分考慮員工的崗位重新分配、公平、技能成長(zhǎng)等社會(huì)問(wèn)題。iSTS 強(qiáng)調(diào)在智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要人類(lèi)的協(xié)同參與，將人類(lèi)和技術(shù)無(wú)縫集成到優(yōu)化的iSTS 中（Behymer&Flach，2016）。

第四，人機(jī)代理的共同學(xué)習(xí)。在復(fù)雜智能化社會(huì)環(huán)境中，iSTS 中社會(huì)和技術(shù)子系統(tǒng)之間存在復(fù)雜的相互作用和關(guān)系，它們跨越了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和物理、人和機(jī)器的界限，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)（硬件、軟件和基于AI 自主化技術(shù)的機(jī)器代理） 和人類(lèi)代理（在個(gè)人、社會(huì)和組織層面）之間的動(dòng)態(tài)交互。智能代理是促進(jìn)iSTS 中社會(huì)和技術(shù)子系統(tǒng)之間動(dòng)態(tài)交互的新資源，這種交互在短期內(nèi)會(huì)調(diào)整智能代理自身的行為（基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法等），并且會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)使用和期望模式的長(zhǎng)期變化（社會(huì)學(xué)習(xí)）。同時(shí)，iSTS 的社會(huì)和技術(shù)子系統(tǒng)包含不同類(lèi)型和層次的人類(lèi)和智能代理自主權(quán)，從而使iSTS 的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)、靈活性和自適應(yīng)能力成為系統(tǒng)的基本特征。因此，iSTS 設(shè)計(jì)中必須考慮這種人機(jī)共同學(xué)習(xí)成長(zhǎng)、不斷共同發(fā)展的新特征，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)和治理，這些代理的交互和合作可以為提高系統(tǒng)級(jí)別的靈活性和自適應(yīng)能力創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)（Heydari et al.，2019）。

第五，智能人機(jī)交互?；贏I 技術(shù)的智能人機(jī)交互表現(xiàn)出一系列新特征，比如“人機(jī)雙向式”交互，“人機(jī)協(xié)同合作式”交互，“情境化”交互，“多模態(tài)模糊推理式”交互等（許為，2022a）。一方面，基于智能人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的智能系統(tǒng)將有效地增強(qiáng)人機(jī)交互的自然性和有效性、系統(tǒng)的決策能力等；另一方面，相對(duì)于傳統(tǒng)人機(jī)交互，智能系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)AI“黑匣子”效應(yīng)，導(dǎo)致系統(tǒng)輸出難以解釋和理解、決策透明度、不確定性、可解釋性等方面的問(wèn)題（許為，2019）。因此，iSTS 的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需要考慮在充分發(fā)揮智能人機(jī)交互潛力的同時(shí)，也要避免智能技術(shù)給智能人機(jī)交互帶來(lái)的潛在負(fù)面影響。

第六，開(kāi)放式生態(tài)系統(tǒng)。在非智能時(shí)代，傳統(tǒng)STS 中的分析單元通常是一個(gè)組織或整個(gè)組織的有界部分，并且相對(duì)獨(dú)立。在智能時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)、智能社會(huì)、智能城市、智能交通等各類(lèi)iSTS 的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)都存在于復(fù)雜的、相互依存的整個(gè)社會(huì)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中，智能時(shí)代的iSTS 與傳統(tǒng)STS 的區(qū)別之一在于智能機(jī)器代理的存在（Van de Poel，2020）。在動(dòng)態(tài)發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中，智能代理的存在會(huì)增加，智能系統(tǒng)中的不確定性和不可預(yù)測(cè)性比傳統(tǒng)STS 系統(tǒng)更高，智能技術(shù)的認(rèn)知學(xué)習(xí)、輸出的不確定性等自主化特征帶來(lái)了動(dòng)態(tài)和模糊的iSTS邊界。這些開(kāi)放性特征給iSTS 設(shè)計(jì)帶來(lái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)遇的同時(shí)，也給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)規(guī)則和價(jià)值觀等方面帶來(lái)了挑戰(zhàn)（Hodgson et al.，2013）。因此，iSTS 的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需要從一個(gè)開(kāi)放式的人類(lèi)、技術(shù)、社會(huì)、組織生態(tài)系統(tǒng)的角度考慮。

4 人因工程對(duì)今后iSTS 研發(fā)的學(xué)科支持

今后iSTS 的研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的工作需要包括人因工程在內(nèi)的跨學(xué)科協(xié)同合作，作為交叉學(xué)科的人因工程可以從方法論和研究思路兩方面提供學(xué)科支持。

4.1 人因工程的方法論支持

針對(duì)智能時(shí)代的iSTS 研究和設(shè)計(jì)，研究者已經(jīng)嘗試一些方法。例如，Jones 等（2013）強(qiáng)調(diào)針對(duì)社會(huì)子系統(tǒng)，建議采用抽象分析方法為計(jì)算框架的開(kāi)發(fā)提供社會(huì)層面的信息，為STS 的系統(tǒng)實(shí)施提供一個(gè)合適的平臺(tái)。Kafali 等（2019）進(jìn)一步提出了一個(gè)兩層次的STS 概念，由提供控制機(jī)制的技術(shù)層和表征利益相關(guān)者在規(guī)范方面需求的社會(huì)層所組成。不同于以往的方法，該研究采用智能代理作為計(jì)算實(shí)體，將社會(huì)維度納入了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程?；谠撃Ｐ偷默F(xiàn)場(chǎng)研究表明，該模型在一個(gè)智能代理環(huán)境中能夠有效地模擬醫(yī)院急診場(chǎng)景的應(yīng)用概念模式。針對(duì)復(fù)雜STS 的研究，Tsvetovat 和Carley（2014）認(rèn)為需要一種綜合的方法來(lái)解釋這些系統(tǒng)內(nèi)的心理學(xué)和社會(huì)學(xué)原理、交流模式和技術(shù)，并且采用多智能體系統(tǒng)的高保真模型方法，將分析模型與基于經(jīng)驗(yàn)的模型相結(jié)合，從而為研究復(fù)雜的STS創(chuàng)建一個(gè)初步的模擬工具箱。

從STS 開(kāi)發(fā)流程和多學(xué)科合作的角度看，F(xiàn)iadeiro（2008）提出了“參與式多學(xué)科研究”的途徑，Huang 等（2019）進(jìn)一步提出STS 的設(shè)計(jì)流程應(yīng)該是一個(gè)參與式的決策過(guò)程，需要用戶(hù)、開(kāi)發(fā)人員和其他利益相關(guān)者的積極參與，這樣的流程能夠保證新技術(shù)與社會(huì)和組織環(huán)境相匹配。本文提出的iSTS 框架強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作，iSTS 的設(shè)計(jì)不是一個(gè)純粹的技術(shù)項(xiàng)目，需要“以人為中心”的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)人因工程迭代式的原型化和測(cè)試設(shè)計(jì)流程來(lái)逐步優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建（Norman&Stappers，2015）。

近年來(lái)，人因工程中的許多領(lǐng)域采用了STS 理論和方法（Waterson et al.，2015），其中包括宏觀工效學(xué)（Hendrick & Kleiner，2002）、協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)（Hollnagel & Woods，2005）、韌性工程（Hollnagel，Woods，&Leveson，2006）等。這些理論和方法都試圖在傳統(tǒng)人因工程研究范圍和方法的基礎(chǔ)上考慮宏觀的社會(huì)、生態(tài)、組織和技術(shù)等因素。國(guó)際工效學(xué)協(xié)會(huì)（IEA）定義了組織工效學(xué)，它涉及與STS 及其組織結(jié)構(gòu)、政策和流程的優(yōu)化，其中包含STS 的許多方面，比如工作設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、參與式設(shè)計(jì)、組織文化、虛擬組織和質(zhì)量管理等（Mumford，2006；Baxter&Sommerville，2011）。

針對(duì)今后iSTS 的研發(fā)，表2 概括了一些優(yōu)先考慮的人因工程方法（Baxter &Sommerville，2011；許為，葛列眾，2020）。表2 同時(shí)還進(jìn)一步列出了這些方法與iSTS 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程階段之間的關(guān)系，并且示意了這些方法在iSTS 研發(fā)流程的各階段中能夠提供貢獻(xiàn)的相對(duì)程度，其中“++”表示貢獻(xiàn)程度高、“+”表示有貢獻(xiàn)、“N/A”表示該方法一般不適合該階段的工作。這些方法需要在今后iSTS 的實(shí)踐中進(jìn)一步優(yōu)化和充實(shí)。

表2 人因工程類(lèi)方法與iSTS 開(kāi)發(fā)階段的關(guān)系

4.2 人因工程的研究思路

Dul 等人（2002）在國(guó)際工效學(xué)聯(lián)合會(huì)（IEA）的人因工程（工效學(xué)）發(fā)展戰(zhàn)略建議中提出，人因工程的價(jià)值主張主要包含三個(gè)部分：（1）系統(tǒng)方法；（2）設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)；（3）績(jī)效和福祉的設(shè)計(jì)目的。本文提出iSTS 框架的目的是為了強(qiáng)調(diào)和優(yōu)化人與新技術(shù)之間的相互關(guān)系，提升人類(lèi)工作生活質(zhì)量。針對(duì)今后iSTS 的研究和應(yīng)用，本文提出以下一些策略和建議。

第一，發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)。針對(duì)人因工程交叉學(xué)科的特點(diǎn)，美國(guó)人因和工效學(xué)會(huì)（HFES）2016—2017 年度主席Nancy Cooke（2017）總結(jié)了人因工程學(xué)科成功的三大要素，呼吁領(lǐng)域?qū)I(yè)人員從三方面努力發(fā)揮學(xué)科的作用：（1）從“以人為中心設(shè)計(jì)”理念出發(fā)，找準(zhǔn)所要解決問(wèn)題的切入點(diǎn)；（2）從人-機(jī)-環(huán)境的角度出發(fā)，采用系統(tǒng)的思維和方法來(lái)全面考慮解決方案；（3）充分考慮人因工程交叉學(xué)科的特點(diǎn)，加強(qiáng)與其他學(xué)科的協(xié)同合作?；凇耙匀藶橹行摹崩砟?、立足于多學(xué)科合作、站在系統(tǒng)層面上的iSTS體現(xiàn)了這三大要素，因此開(kāi)展iSTS 研究和應(yīng)用將有助于推動(dòng)人因工程學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展。

第二，分享“以人為中心”的理念。作為一門(mén)應(yīng)用學(xué)科，人因工程必須能在應(yīng)用中解決社會(huì)的實(shí)際問(wèn)題。作為一門(mén)年輕的學(xué)科，人因工程要進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)科影響力。美國(guó)人因和工效學(xué)會(huì)（HFES）2000—2001 年度主席William Howell（2001）提出了“分享理念”的模型，即人因工程需要與其他相近學(xué)科共同分享“以人為中心設(shè)計(jì)”的理念，而不是獨(dú)自占有該理念的“封閉獨(dú)享”模型。過(guò)去的20 年，人因工程（包括工程心理學(xué)等）將該學(xué)科理念、方法和專(zhuān)業(yè)人才融入人機(jī)交互、用戶(hù)體驗(yàn)等領(lǐng)域的發(fā)展實(shí)踐中，有力地促進(jìn)了人機(jī)交互、用戶(hù)體驗(yàn)等新領(lǐng)域的興起和發(fā)展。這種實(shí)踐充分體現(xiàn)了“分享理念”模型的主張。在智能時(shí)代，“以人為中心的AI”和“人-AI 交互”新領(lǐng)域的提出正是對(duì)“分享模型”模型的進(jìn)一步實(shí)踐（Xu，2019；許為，葛列眾，高在峰，2021），而Xu和Furie 等（2019）提出的交互、流程、集成和 智 能（interaction，process，integration，and intelligence，IPII）的人因工程新方法以及該方法在智能化供應(yīng)鏈數(shù)字解決方案中的應(yīng)用，以及本文提出的iSTS 框架則是在更大的范圍內(nèi)分享和實(shí)踐“以人為中心”的理念。因此，開(kāi)展iSTS 研究和應(yīng)用將有助于進(jìn)一步分享人因工程的“以人為中心”學(xué)科理念，解決更多的人類(lèi)和社會(huì)的實(shí)際問(wèn)題。

第三，堅(jiān)持方法創(chuàng)新。人因工程研究和應(yīng)用的方法要與時(shí)俱進(jìn)（許為，2017，2018；許為，葛列眾，2020）。iSTS 框架強(qiáng)調(diào)的是在智能時(shí)代開(kāi)展人因工程研究和應(yīng)用的一種設(shè)計(jì)新思維和新途徑。針對(duì)iSTS 框架的有效研究和應(yīng)用實(shí)踐需要?jiǎng)?chuàng)新的方法。近些年，人因工程涌現(xiàn)出一些新方法并且越來(lái)越多地被采用。例如，認(rèn)知工作分析（Vicente 1999）、協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)（Hollnagel &Woods，2005）等方法從不同的角度為分析和設(shè)計(jì)STS 提供了有效的方法。作為實(shí)例，基于認(rèn)知工作分析的認(rèn)知工程方法對(duì)大型商用飛機(jī)自動(dòng)化駕駛艙中人-自動(dòng)化交互這一STS 環(huán)境的分析獲得了有效的研究結(jié)果（Xu，2007）；針對(duì)自動(dòng)駕駛車(chē)人機(jī)共駕和大型商用飛機(jī)駕駛艙單人飛行操作的協(xié)同認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)框架為人因工程解決方案提出了一種新的工作思路（許為，2022a，2022b）。我們需要更多有效的能夠系統(tǒng)化地分析和設(shè)計(jì)人、社會(huì)、組織以及技術(shù)因素的方法，幫助更好地了解人類(lèi)、社會(huì)和組織因素如何影響開(kāi)發(fā)和使用智能新技術(shù)，最終設(shè)計(jì)出優(yōu)化的iSTS。

第四，充實(shí)iSTS 理論。本文所提出的僅僅是一個(gè)初步的iSTS 概念框架，需要在今后的研究和應(yīng)用中進(jìn)一步充實(shí)。iSTS 框架本身還有許多問(wèn)題需要解決。例如，在智能時(shí)代，在社會(huì)和技術(shù)子系統(tǒng)之間動(dòng)態(tài)交互的基礎(chǔ)上兩者如何協(xié)同演化？人與智能系統(tǒng)的交互將如何影響社會(huì)和組織環(huán)境中的人類(lèi)行為、組織變革、組織學(xué)習(xí)、組織認(rèn)知等？如何有效地開(kāi)展iSTS 的集成設(shè)計(jì)和治理？另外，我們還可以借助其他的理論來(lái)豐富iSTS 框架，比如采用基于協(xié)同認(rèn)知系統(tǒng)理論的協(xié)同認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)研究范式對(duì)自動(dòng)駕駛?cè)藱C(jī)共駕、大型商用飛機(jī)單人飛行操作的STS 宏觀環(huán)境的研究分析就是實(shí)例（許為，2022a；許為，2022b）。

第五，開(kāi)展基于iSTS 的人因工程研究和應(yīng)用。人因工程研究和應(yīng)用要超越傳統(tǒng)的人機(jī)交互和人機(jī)界面設(shè)計(jì)的視野，在更廣闊的STS 視野中開(kāi)展系統(tǒng)化的研究。我們面對(duì)的智能系統(tǒng)是復(fù)雜的，所處的STS環(huán)境也是復(fù)雜的。在人因工程研究和應(yīng)用中如何運(yùn)用iSTS 還有許多問(wèn)題需要解決。例如，如何將iSTS 框架的理念有效地應(yīng)用在智能系統(tǒng)的具體研發(fā)中？如何深入研究智能技術(shù)對(duì)人機(jī)交互、社會(huì)和組織的影響，尤其是智能系統(tǒng)對(duì)組織決策的影響（Pasmore et al.，2019；Keding，2021）。iSTS 框架強(qiáng)調(diào)從宏觀角度出發(fā)，通過(guò)從文化、心理、組織、社會(huì)、技術(shù)等多學(xué)科角度來(lái)研究倫理化AI，人因工程如何為倫理化AI 治理做出 貢 獻(xiàn)（Chopra & Singh，2018；Fiore，2020）？未來(lái)智能社會(huì)形態(tài)正在形成，例如，“工業(yè)4.0”（Sony&Naik，2020），“社會(huì)5.0”（周利敏，鐘海欣，2019），網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)（cyber-physical system，CPS）（Kant，2016），人因工程應(yīng)該如何在智能時(shí)代發(fā)展傳統(tǒng)的STS 理論并且應(yīng)用iSTS 框架來(lái)作出學(xué)科貢獻(xiàn)？

5 總 結(jié)

（1）人因工程通常強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互和人機(jī)界面等方面的研究和設(shè)計(jì)，不注重宏觀社會(huì)、組織環(huán)境等因素。進(jìn)入智能時(shí)代，智能技術(shù)在給人類(lèi)帶來(lái)益處的同時(shí)，也可能對(duì)人類(lèi)、社會(huì)、組織等方面帶來(lái)影響。社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（STS）理論有助于從宏觀的角度綜合研究智能技術(shù)與各種因素之間的交互和協(xié)同優(yōu)化。

（2）智能時(shí)代的STS 呈現(xiàn)出一系列新特征和新問(wèn)題。基于“以用戶(hù)為中心”的理念，本文提出一個(gè)針對(duì)智能時(shí)代的智能社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)（iSTS）概念框架。該iSTS 框架突出了一些新特征，其中包括“以人為中心”的理念、人機(jī)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、人機(jī)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的工作設(shè)計(jì)、人機(jī)代理的共同學(xué)習(xí)、智能人機(jī)交互以及開(kāi)放式生態(tài)系統(tǒng)。

（3）今后iSTS 研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的工作需要包括人因工程在內(nèi)的跨學(xué)科協(xié)同合作。本文從人因工程方法論和研究思路兩方面提出建議，希望通過(guò)充實(shí)智能時(shí)代的STS 理論，開(kāi)拓智能時(shí)代人因工程研究和應(yīng)用的新思路。