مهندسی فاکتورهای انسانی (ارگونومی)

بخش نوزدهم؛ مهندسی فاکتورهای انسانی (Human Factors Engineering)

مهندسی فاکتورهای انسانی یا ارگونومی، به گفته چاپانیس (۱۹۹۶) هرچند که با مفهوم فاکتورهای انسانی شباهت دارد اما با آن یکسان نیست. فاکتورهای انسانی مجموعه‌ای از اطلاعات در مورد توانایی‌، محدودیت‌ و ویژگی‌های انسانی است که با طراحی مرتبط است، در حالی که مهندسی فاکتورهای انسانی عبارت است از کاربرد این اطلاعات در طراحی ابزارها، ماشین‌ها، سیستم‌ها، وظایف، مشاغل و محیط هایی برای استفاده ایمن، راحت و مؤثر انسان.

بر اساس این تعاریف، فاکتورهای انسانی یک رشته علمی کاربردی است در حالی که مهندسی فاکتورهای انسانی به مهندسی و کاربرد اشاره دارد. مهندسی فاکتورهای انسانی، علاوه بر فاکتورهای انسانی از علوم زیست شناسی، فیزیولوژی و روانشناسی استفاده می کنند تا اطلاعات مربوط به تعامل بین انسان و سیستم های مهندسی را به دست آورد.

 هدف این بخش بررسی جامع مجموعه دانش فاکتورهای انسانی نیست، زیرا طیف گسترده ای از موضوعات را پوشش می دهد که خارج از محدوده این بخش است. منابع بسیار خوبی برای بررسی عمیق تر، مانند کتاب ویکنز و همکاران (۲۰۰۳) و یا سایر منابع مفید در مورد مهندسی فاکتورهای انسانی وجود دارد که خواننده علاقه مند می تواند به آنها مراجعه کند.

به طور کلی فاکتورهای انسانی موضوعات زیر را دنبال می کند:

۱- سیستم بینایی انسان (Human visual sensory system)؛ بیش از ۹۰ درصد اطلاعات توسط سیستم بینایی درک می شود. فاکتورهای انسانی، سیستم کره چشم انسان شامل اعصاب، عدسی و سیستم گیرنده بینایی را مطالعه کرده و اثرات محرک بینایی (نور) را بر قوه بینایی از قبیل محل تحریک، دقت، حساسیت، سازگاری، حساسیت به طول موج های مختلف و غیره را بررسی می کند.

ماحصل این مطالعات درک بهتر از توانایی و محدودیت های دید انسان ازجمله تشخیص کنتراست بین رنگ ها و دید در شب است. این درک تأثیر قابل توجهی در طراحی محصول دارد. به عنوان مثال می توان از این نتایج در طراحی بهتر سیستم هایی که نیاز به تشخیص بصری دارند استفاده کرد.

۲- سیستم شنوایی (Auditory system)؛ بعد از بینایی پرکاربردترین حس بدن است. سیستم شنوایی به محرک های صوتی پاسخ می دهد. مطالعه فاکتورهای انسانی در اینجا شامل مشخصات فیزیکی صدا، درک ماهیت صدا، ویژگی های دامنه و فرکانس است.

این مطالعات نیز نکاتی را برای طراحی محصول، از جمله سیستم های مرتبط با هشدار، ارتباطات و تشخیص گفتار، مدیریت و کنترل نویز و حفاظت شنوایی در صورتی که نویز بالاتر از استاندارد باشد، ارائه می‌کند.

۳- ادراکی (Cognition)؛ هدف در اینجا شناخت مکانیسم‌های است که انسان‌ از طریق آن پدیده های اطراف خود را درک کرده، راجع به آنها فکر می‌کند و به یاد می‌آورد. تمرکز روی مدل های رواشناسی است که بتواند این فرآیند را به خوبی توصیف کند. برای مثال یک مدل از پردازش اطلاعات در شکل (۱) نشان داده شده است.

شکل ۱- مدل پردازش اطلاعات (Wickens)

این مدل ها سعی دارند فرآیندهای دریافت اطلاعات، فرآیندهای ادراک (از جمله تحلیل از پایین به بالا، یا از بالا به پایین)، محدودیت ظرفیت حافظه کوتاه مدت و مکانیسم های حافظه بلند مدت (فراموش کردن و بازیابی اطلاعات) و اثر ارتباط بین محرک‌ها و اطلاعات زمینه‌ای را بررسی و توصیف کنند. این اطلاعات برای طراحی سیستم های بهتر ضروری است.

۴- تصمیم گیری (Human decision making)؛ پس از درک آنچه که در حال حاضر وجود دارد و درک معنای آن، باید در مورد نحوه و چگونگی پاسخ تصمیم گیری شود که بالاترین سطح رفتار شناختی انسان است و برای خودش دنیایی از مفاهیم و مدل ها را دارد.

 اینکه انسان ها در موقعیت های مختلف چگونه تصمیم می گیرند، چه عواملی باعث سوگیری و یا ساده سازی برخی تصمیمات می شود یا به عکس تصمیمات پیچیده چه فرآیندی را دنبال می کند برخی از جنبه های این مطالعات است. محصولات نرم افزاری و سخت افزاری مانند سیستم های پشتیبان تصمیم گیری (Decision Support System) و انواع نمایشگرهای بصری در همین رابطه طراحی و تولید شده اند.

۵- مهارت های حرکتی و کنترلی (Motor skills and control)؛ آخرین مرحله در مدل پردازش اطلاعات مربوط به پاسخ دهی بر اساس تصمیم اتخاذ شده است. معیارهای روانشناختی در این مرحله شامل زمان پاسخ دهی و دقت کنترل است. یکی از عوامل موثر بر زمان پاسخ دهی، پیچیدگی های موجود در تصمیم است.

مدل های تجربی زیادی مانند مدل هیک -هیمن (Hick–Hyman model) برای پرداختن به رابطه بین زمان پاسخ دهی و تعداد گزینه ها وجود دارد. برای کنترل نیز مدل های مختلفی وجود دارد که یکی از مشهورترین ها مدل یا قانون فیتس (Fitts’s law) است. این قانون رابطه بین زمان و سختی حرکت را مدل کرده است.

۶- آنتروپومتری (Anthropometry)؛ آنتروپومتری مطالعه ابعاد بدن انسان برای تطبیق هر چه بهتر ابعاد فیزیکی محصول یا محل کار با کاربران انسانی است. انسان ها از نظر سن، جنسیت، نژاد و شغل دارای تنوع زیادی هستند. یکی از مفیدترین ابزارها برای پرداختن به چنین متغیرهایی استفاده از علم آمار است.

برای مثال با استفاده از چندک ها به ویژه صدک ها و جدول توزیع نرمال استاندارد می توانیم مقدار صدک یک بعد خاص از بدن را توصیف کنیم. بیشتر این نتایج در حالت ایستا و بدون حرکت محاسبه شده اند و در حالتی که حرکت هم داشته باشیم لازم است تا این اعداد تعدیل شوند.

هنگام استفاده از داده‌های آنتروپومتری باید:

 ۱- ابتدا جمعیت کاربر محصول را تعیین کنید.

۲- ابعاد بدن و فیزیک مربوط به استفاده از این محصول مشخص شود (برای مثال ابعاد فیزیکی دست و حرکت مچ برای طراحی موبایل مورد توجه قرار می گیرد).

 ۳- مقدار صدک مورد استفاده برای این محصول را بر اساس الزامات طراحی محاسبه کنید.

۴- تنظیمات لازم را برای تطبیق هرچه بهتر با محیط کاری و یا محصول انجام دهید.

حوزه‌های کاربرد آنتروپومتری شامل تعیین محدودیت ها برای گروه‌های کاربری خاص ، اضافه کردن برخی قابلیت تنظیم به محصول، وضعیت بدنی و خط دید معمولی (برای مثال در خودرو)، چیدمان اجزا و طراحی محل کار (ارتفاع و شیب و غیره) با در نظر گرفتن شرایط محیطی است.

۷- بیومکانیک (Biomechanics)؛ وضعیت نامناسب بدن در هنگام استفاده از یک محصول تنها عاملی نیست که باعث آسیب می شود. گاهی اوقات، نیروهای ناشی از فعالیت نادرست نیز ممکن است باعث آسیب شدید بدن شوند. بیومکانیک به مطالعه اجزاء بدنی درگیر در کار فیزیکی انسان می پردازد و تاثیر نیروهای خارجی بر اجزای مختلف بدن را بررسی می کند.

با کمک بیومکانیک، شناخت و درک ما از سیستم اسکلتی و استخوانها، ماهیچه ها، عضلات و مدل های بیومکانیکی مرتبط با وظایف فیزیکی مانند استفاده از قانون نیوتن در مفاصل و ماهیچه های انسان افزایش می یابد.

 خروجی این مطالعات در تدوین استانداردهای مختلف مانند استاندارد مؤسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NOISH) که راهنمایی جامع بر اساس سه نوع معیار بیومکانیکی، فیزیولوژیکی و روانشناسی است کمک زیادی کرده و همچنین به طراحان کمک می کند تا راه های مختلفی را که ممکن است بدن توسط نیروهای خارجی آسیب ببیند مثل کمردرد، درک کنند.

۸- فیزیولوژی کار (Work physiology)؛ انسان برای انجام یک کار فیزیکی به انرژی کافی برای پشتیبانی از فعالیت های عضلانی نیاز دارد. فیزیولوژی مطالعه می کند که چگونه سیستم های فیزیولوژیکی انسان با هم کار می کنند تا انرژی مورد نیاز برای فعالیت های فیزیکی و ذهنی را برآورده کنند.

موضوع اصلی فیزیولوژی کار، مطالعه ساختار و متابولیسم درگیر در فعالیت‌های عضلانی، از جمله متابولیسم هوازی و بی‌هوازی، سیستم‌های گردش خون و تنفس به عنوان مثال قلب، عروق خونی و ریه‌ها است. معیار اساسی فیزیولوژی کار، محاسبه انرژی برای انجام کار است که بر حسب کالری در دقیقه اندازه گیری می شود.

 حجم فعالیت ها را می توان از نظر مصرف اکسیژن، ضربان قلب، فشار خون و تنفس و گاهی از طریق نظرسنجی و پرسشنامه ها اندازه گیری کرد. هدف اصلی مطالعه فیزیولوژی کار پرهیز از خستگی بدن در کوتاه و بلند مدت است، زیرا این خستگی اگر به درستی کنترل نشود، منجر به استرس و آسیب دائمی بدن در بلند مدت خواهد شد.

از دهه ۱۹۴۰، مهندسی فاکتورهای انسانی ارزش خود را در فرآیندهای طراحی سیستم ها نشان داده است. در اوایل، مهندسان و متخصصان فاکتور انسانی در طراحی محصولات دخالت نمی‌کردند تا زمانی که برخی از انواع نمونه‌های اولیه محصول توسعه داده شوند، زیرا نقش متخصصان عوامل انسانی به عنوان تأیید کننده و ارزیابی اولیه محصول تعریف شده بود.

اما به مرور وقتی محصولات یا سیستم های مورد نظر پیچیده تر شدند به دلیل پر هزینه بودن رفع اشکال و ایرادات در مراحل بعدی، نیاز بود که مهندسی فاکتورهای انسانی از ابتدای فرآیند طراحی بکار گرفته شود. به جای اینکه متخصصان فاکتورهای انسانی در مراحل انتهایی درگیر شوند، تیم طراحی باید از همان ابتدا همه ذینفعان و بازیگران مربوطه را شامل شود و همه الزامات را در همان مرحله طراحی مفهومی برای پیشگیری از مشکلات در نظر بگیرد.

در حال حاضر متخصصان فاکتورهای انسانی به صورت مجزا کار نمی کنند، بلکه با طراحان و مهندسان دیگر همکاری کرده و شکاف بین مشخصات فنی و تعامل کاربر با محصول را پر می کنند.

طراحی سیستم محل کار (Work System Design)

کیفیت محل کار تعیین کننده کیفیت و کارآیی انجام شده در آن مکان است. درست است که بیشتر انسان ها بخاطر کسب درآمد کار می کنند ولی ماشین نیستند. جنبه های دیگری فراتر از این نیاز اولیه نیز برای عملکرد کاری انسان ها و گاهی اوقات ایمنی و رفاه آنها در محل کار مهم است.

 این عوامل شامل احساسات، انگیزه ها، عزت نفس و نیاز به اجتماعی شدن است. کیفیت زندگی کاری را می توان با چندین عامل سنجید. این عوامل شامل شرایط فیزیکی کار و سیستم جبران خدمت (compensation) است. (Stevenson 2009).

۱-شرایط کاری (Working conditions)؛ شرایط فیزیکی کار نقش بسزایی در ایمنی، بهره وری و عملکرد کاری دارد. این عوامل عبارتند از دما، رطوبت، تهویه، روشنایی، نویز و لرزش. برای این عوامل  شرایط کاملاً تعریف شده و استانداردی وجود دارد که معمولاً در مقررات و استانداردهای مربوطه مشخص می‌شوند. به عنوان مثال استاندارد (OSHA) یک مرجع مهم در این زمینه است.

یکی از عوامل مهم ترک سازمان ها از سوی کارمندان همین عامل است قبل از اینکه کسی به شما درباره محیط کاری افتضاح توضیح دهد خودتان شرایط لازم را مهیا کنید. علاوه بر این، عوامل تنظیم‌کننده دیگری مانند تنظیم زمان کاری و استراحت نیز وجود دارد که بر سلامت پرسنل نیز تأثیر بسزایی دارد. مدت زمان کار و استراحت مناسب نه تنها باعث رفع خستگی اپراتور می شود، بلکه احساس آزادی و کنترل بر کار را نیز به فرد می‌دهد.

اقدامات لازم برای تضمین ایمنی کارگران و جلوگیری از وقوع حوادث، در درجه اول از طریق طراحی مراحل انجام کار و بعد محیط کاری انجام می شود. برای ایمن کردن کارها، بالا بردن آگاهی اپراتورها نسبت به بروز خطرات احتمالی، الزامی است.

۲- پاداش و جبران خدمت (Work compensation)؛ عامل مهمی در ایجاد انگیزه در کارکنان برای افزایش بهره وری و کارآمدی است. حقوق و پاداش مناسب، بهترین افراد را برای کارفرما جذب و کارکنان شایسته را حفظ می کند. سازمان های مختلف از روش های متفاوتی برای جبران خدمت استفاده می کنند.

متداول ترین رویکردهای مورد استفاده سیستم های مبتنی بر زمان و دانش کارکنان هستند. سیستم های مبتنی بر زمان به کارکنان بر اساس ساعاتی که در محل کار می گذرانند، حقوق پرداخت می کنند که شامل حقوق اصلی و اضافه کاری است که یک روش ساده و آسان برای مدیریت است. البته بیشتر به درد کارهای اداری می خورد. در برخی موارد نیاز است  بر اساس خروجی و میزان تلاش یک فرد به او پرداخت شود. برای مثال یک برنامه نویس برای یک پروژه ممکن است کل شب و روزش را صرف پروژه کند تا خروجی مورد نظر بدست آید اینجا دیگه باید بر اساس نتیجه کار پرداخت شود.

با این حال،  پرداخت بر اساس نتیجه، پیش بینی هزینه تولید را برای مدیریت دشوار کرده و گاهی اوقات، از آنجایی که نسبت به سیستم مبتنی بر زمان انعطاف پذیرتر است، مشکلات زمان بندی را نیز افزایش می دهد.

سیستم پاداش مبتنی بر دانش برای پاداش دادن به کارکنانی که مهارت های بالاتری دارند استفاده می شود. با پیچیده تر شدن سیستم ها و درگیر شدن فناوری پیشرفته تر، کارمندان ماهری که قادر به انجام چندین کار هستند ارزشمندتر هستند. سیستم‌های پاداش مبتنی بر دانش به افراد با مهارت‌های بیشتر و تخصصی پاداش می‌دهند و آنها را تشویق می‌کنند تا مدام در حال آموختن بوده و بروز باشند.

کاربرد داده های پیکرسنجی (Application of Anthropometric Data)

یکی از مهمترین کاربردهای مهندسی فاکتورهای انسانی در مهندسی سیستم‌ و محصول، طراحی ابزار، تجهیزات و محیط‌ کاری و تناسب هر چه بهتر ابعاد فیزیکی طرح با ویژگی و محدودیت های فیزیکی کاربران است. یک منبع خوب استفاده از داده های آنتروپومتری است. آنتروپومتری که از دو واژه یونانی آنتروپوس به معنی انسان و مترون به معنای اندازه گیری گرفته شده، یک رشته علمی است که به مطالعه و اندازه گیری ابعاد بدن انسان می پردازد.

همانطور که قبلا ذکر شد، جوامع انسانی دارای تفاوت های زیادی در سن، جنسیت، نژاد و هستند. برای محاسبه صحیح این متغیرها از آمار استفاده می کنیم . در آنتروپومتری، از اصطلاحات زیر برای اندازه گیری ابعاد بدن انسان استفاده می شود (Wickens et al. 2003).

ارتفاع (Height)؛ اندازه گیری عمودی به صورت خط مستقیم و نقطه به نقطه.

عرض (Breadth)؛ اندازه گیری افقی به صورت خط مستقیم و نقطه به نقطه در سراسر بدن.

پهنا یا عمق (Depth)؛ یک اندازه‌گیری افقی به‌صورت خط مستقیم و نقطه به نقطه که از جلو و عقب در بدن انجام می‌شود.

فاصله (Distance)؛ اندازه گیری نقطه به نقطه خط مستقیم بین نقاط یا ویژگی خاصی از بدن (Body landmark).

محیط (Circumference)؛ اندازه گیری به صورت کانتور و نه دایره ای انجام می شود (Body contouring). برای توصیف تغییر شکل روی برخی از نواحی مانند کمر و ران ها استفاده می شود.

انحناء (Curvature)؛ اندازه گیری نقطه به نقطه خطوط انحناء بدن مانند گودی پشت کمر.

برخی از داده های جمع آوری شده برای آنتروپومتری که در ایالات متحده انجام شده در جدول (۱) آمده است. هنگامی که با داده های آنتروپومتری سروکار داریم، معمولاً از توزیع نرمال برای استخراج مقادیر صدک (Percentile) استفاده می شود. به دلیل تفاوتها، همه ابعاد اندازه گیری را به عنوان یک متغیر تصادفی  در نظر می گیرند.

جدول ۱- داده های آنتروپومتری ( کلیه ارقام بدون واحد به اینچ است)

Source: Chengalur, S.N., et al., Kodak’s Ergonomics Design for People at Work

وضعیت مربوط به اندازه گیری هر شماره را می توانید براحتی در شکل های زیر پیدا کنید.

شکل ۱- وضعیت استاندارد اندازه گیری داده های آنتروپومتری (بخش اول)

شکل ۲- وضعیت استاندارد اندازه گیری داده های آنتروپومتری (بخش دوم)

 اگر فرض کنیم متغیر  تصادفی x به طور نرمال با میانگین μ و واریانس σ^۲ توزیع شده است، می‌توانیم متغیر تصادفی x را با استفاده از رابطه زیر به یک متغیر تصادفی معمولی استاندارد (با میانگین صفر و واریانس ۱) تبدیل کنیم.

سپس، با استفاده از جدول نرمال استاندارد یا با استفاده از اکسل و تابع (NORM.S.INV)، می توانیم مقدار Z را برای هر مقدار صدک Z بدست آوریم. در انتها مقدار x با استفاده از رابطه زیر بدست می آید:

برای مثال فرض کنید ما علاقه مند به دانستن مقدار صدک ۷۵ برای یک بعد از بدن هستیم. ما نمونه ای از این متغیر تصادفی را که x نام گذاری کرده ایم را اندازه گیری و تخمین زدیم که x دارای میانگین ۲۵/۵ و انحراف معیار ۳/۶ اینچ (هر اینچ حدود ۲/۵ سانت) است. صدک ۷۵ ام هم یعنی ۷۵ درصد از کل مشاهدات از این صدک مقدار کمتری دارند.

در ابتدا برای راحتی کار به جای جدول توزیع از اکسل استفاده می کنیم. کافی است از فرمول (NORM.S.INV) استفاده کنید. این فرمول تنها یک پارامتر را می پذیرد و ما هم مقدار ۰/۷۵ را وارد می کنیم که نتیجه برابر است با ۰/۶۷۴= z

در ادامه برای متغیر تصادفی x خواهیم داشت:

x = μ + Zσ = 25.۵ + (۰/۶۷۴) (۳/۶) = 27/۹۳ inch

مفهوم عدد بدست آمده این است که برای این مشاهدات، ۷۵ درصد نمونه ها مقداری کمتر از ۲۷/۹۳ دارند. با استفاده از این مراحل می‌توانیم هر مقدار صدکی را که انتخاب می‌کنید استخراج کنیم. با این حال، یک قانون کلی برای اعمال مقادیر صدک در طراحی، استفاده از محدوده ۹۵-۵ است.

 برای مثال، طراحی دستورالعمل‌های سیستم فضایی ناسا در سال ۱۹۹۵، طیفی از یک زن ژاپنی صدک ۵ تا یک مرد آمریکایی صدک ۹۵ را به عنوان داده‌ها انتخاب کرد. اینکه از صدک ۵ یا ۹۵ استفاده شود به ماهیت طرح یا به عبارتی حد پایین یا بالایی برای طرح بستگی دارد.

برای تعیین حد پایین طرح ساخت و تولید یک محصول، فرض کنید یک صندلی که باید وزن افراد مختلف را تحمل کند یا ارتفاع یک درب ورود و خروج از صدک ۹۵ استفاده می کنند تا برای طیف وسیعی از افراد قابل استفاده باشد. این حد پایین نشان دهنده این است که سایز محصول یا طرح مورد نظر نباید از این مقدار کوچکتر باشد وگرنه برای برخی کاربران غیر قابل استفاده خواهد شد.

از سوی دیگر، حد بالایی به حداکثر مقداری اشاره دارد که محصول مورد نظر نباید از آن تجاوز کند، در غیر این صورت یک کاربر با ابعاد بدنی ضعیف و کوچک، در استفاده از آن با مشکل مواجه خواهد شد. نمونه ای از حد بالایی مثلا وزن ابزاری است که باید توسط انسان حمل شود که باید کمتر از حد معینی (حد بالایی) باشد تا کاربری با جثه ضعیف بتواند آن را حمل کند. معمولاً از یک مقدار صدک پایین یعنی صدک ۵ برای تنظیم حد بالایی استفاده می شود.

دانستن تفاوت بین حد پایین و حد بالا، طراحان را قادر می سازد تا سطوح مناسبی از ویژگی های طراحی را برای رفع نیازهای کاربر مشخص کنند. یک طرح معمولی که شامل داده های آنتروپومتری است معمولاً شامل مراحل زیر است (Wickens et al. 2003):

۱-جمعیت کاربران مورد نظر را تعیین کنید. بر اساس الزامات طراحی، متوجه شوید چه کسی از محصول یا  محل کار مورد نظر استفاده خواهد کرد، متغیرهای درگیر برای گروه های کاربر هدف، از جمله جنسیت، سن، نژاد و ویژگی های شغلی را شناسایی کنید.

۲- مشخص کنید کدام ابعاد فیزیک بدن برای استفاده از محصول درگیر است. برای مثال در طراحی صندلی ابعاد اصلی به ارتفاع در هنگام نشستن، عرض لگن و طول پا مربوط می شود و یا برای طراحی موبایل در درجه اول اندازه دست و انگشتان در نظر گرفته می شود.

۳- مقدار صدک مناسب را برای ابعاد فیزیکی مشخص شده در گام دوم را تعیین کنید. اگر می خواهید تمام افراد از این محصول استفاده کنند آنوقت باید حد بالا و پایین را به ترتیبی که گفته شد محاسبه کنید در اصطلاح طراحی به آن (Design for extreme) گفته می شود.

 اگر گروه هدف خاصی باید از محصول یا خدمت مورد نظر استفاده کند در اینصورت رویکرد طراحی برای محدوده قابل تنظیم (Design for adjustable range) مناسب است، که در آن می توان طرح را در یک محدوده تنظیم کرد تا کاربران مختلف را در خود جای دهد. البته این نیاز به پیچیدگی بیشتری در طراحی دارد.

 اگر محدودیت‌هایی برای تنظیم طرح وجود داشته باشد یا امکان‌سنجی وجود نداشته باشد، رویکرد سوم از طراحی بر اساس میانگین (Design for the average) استفاده می‌کند، که از ارزش صدک ۵۰ برای تطبیق اکثر کاربران استفاده می‌کند.

برای مثال همه شما تجربه خرید از فروشگاه های هایپرمارکت را داشته اید، هنگام تحویل اجناس روی پیشخوان جلوی صندوقدار که به آن (checkout counter) گفته می شود برای پرداخت وجه، طراحی ابعاد این پیشخوان براساس میانگین است.

۴- تعدیل و اصلاحات لازم را برای مقدار صدک محاسبه شده انجام دهید. بسیاری از داده‌های آنتروپومتری در حالت ایده‌آل (یعنی با وضعیت استاندارد و حداقل لباس) اندازه‌گیری می‌شوند که برای اکثر طراحی ها واقع بینانه نیست. تنظیمات لازم برای مقدار صدک برای در نظر گرفتن حالتی که کاربر لباس پوشیده بخصوص در فصل سرما یا از وسایل حفاظتی استفاده می کند و مواردی از این دست ضروری است.

۵- طراحی را با استفاده از یک نمونه اولیه یا شبیه سازی آن آزمایش و ارزیابی کنید. قبل از نهایی کردن طرح با استفاده از داده‌های آنتروپومتری محاسبه‌شده، طراحی باید با استفاده از نمونه اولیه یا شبیه‌سازی تأیید شود تا مطمئن شوید که واقعاً الزامات را برآورده می‌کند.

بسیاری از بسته‌های نرم‌افزار طراحی مانند CATIA به طراحان اجازه می‌دهند تا تناسب فیزیکی کاربران را در پیکربندی محصول مورد نظر شبیه‌سازی کنند، تعامل کاربر را از دیدگاه‌های مختلف بررسی و سناریوهای مختلف را شبیه‌سازی کرده تا مشکلات احتمالی در طراحی و قبل از نهایی شدن محصول شناسایی و برطرف شود.

مهندسی کاربردپذیری (Usability Engineering)

حوزه دیگری که در آن مهندسی عوامل انسانی به طور گسترده در زمینه مهندسی محصول کاربرد دارد، مفهوم کاربردپذیری یا قابلیت استفاده است که اشاره به رابطه تعاملی کاربر با محصول دارد. قابلیت استفاده نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارد.

ما هر روز با ابزارها و تجهیزات مختلفی سروکار داریم از لوازم خانگی هوشمند شده بگیرید تا استفاده از تلفن همراه و انواع و اقسام نرم افزارهای جانبی. اینکه بتوانیم بسادگی نحوه استفاده را درک و آنرا به درستی اجرا کنیم بسیار ارزشمند است و به محصولی که دارای چنین ویژگی باشد در اصطلاح ueser- friendly گفته می شود.

به گفته نیلسن (۱۹۹۴) قابلیت استفاده محصول یک مسئله کیفی در رابطه با طراحی رابط کاربری است که دو معنای مجزا اما مرتبط دارد. اول اینکه در طول طراحی محصول به این مورد فکر شده است؟ و چه راهکارهایی برای این منظور در نظر گرفته شده است. نکته دوم اینکه آیا ارزیابی صحیحی از قابلیت ueser- friendly بودن محصول انجام گرفته است.

اینکه نحوه ارزیابی دلالت بر کیفیت دارد بخاطر این است که شما می توانید به سادگی از تعدادی کاربر بخواهید محصول شما را استفاده کرده و نتیجه را به شما بگویند یا اینکه بخواهید از یک برنامه مشخص و مدون برای ارزیابی استفاده کنید که در این برنامه اهداف ارزیابی و بهبود، کاربران هدف، تعیین جنبه های کلیدی استفاده از محصول، نحوه اندازه گیری و جمع آوری داده ها مثل طراحی پرسشنامه یا مصاحبه و در نهایت تحلیل آنها به دقت تعریف شده باشد.

برای بهبود قابلیت استفاده محصول، هیچ الگوی از پیش تعریف شده و مشخصی وجود ندارد زیرا هر محصول دارای ویژگی های طراحی منحصر به فرد خود است. اما می توانیم خطوط کلی را بشناسیم و حداکثر تلاشمان را بکنیم تا در محصولاتمان بکارگرفته شوند. نیلسن (۱۹۹۳) پنج اصل کلی را برای بهبود قابلیت استفاده به شرح زیر معرفی کرده است:

۱-قابلیت یادگیری (Learnability)؛ وقتی کاربر بخواهد برای اولین بار از محصول استفاده کند آیا نیاز است که آموزش مفصلی داشته باشد یا با حداقل توضیحات می تواند به درستی از سیستم استفاده نماید. بعضی از سیستم های مهندسی بخاطر جنبه تخصصی بودن طبیعی است که نیاز به آموزش داشته باشد اما هر چه محصول عمومی تر می شود باید سهولت استفاده را درنظر گرفت.

۲-کارایی (Efficiency)؛ یعنی وقتی کاربران استفاده از محصول مورد نظر را  یاد گرفتند قادر باشند در کوتاه ترین زمان و با حداقل خطا فعالیت مورد نظر را انجام دهند.

۳- قابلیت به خاطرماندن (Memorability)؛ این مفهوم اشاره به این دارد که آیا کاربر باید برای هر دفعه استفاده از محصول سراغ دفترچه راهنما و غیره برود؟ یا اینکه همان آموزش اولیه در ذهنش مانده و می تواند برای دفعات بعدی هم از محصول استفاده کند حتی اگر فاصله زمانی زیادی بین دو استفاده باشد.

۴- خطا (Errors)؛ یک محصولی که خوب طراحی شده است احتمال خطا را به هنگام استفاده کابر به حداقل می رساند. و اگر هم خطایی رخ داد پیامی واضح نشان دهد تا کاربر بتواند علت را تشخیص دهد.

۵- رضایتمندی (Satisfaction)؛ مربوط به تجربه استفاده کاربر از محصول است. این رضایت می تواند شامل ظاهر جذاب رابط کاربری باشد و هم اینکه چقدر به لحاظ فنی توانسته نیاز کاربر را پوشش دهد و با آنچه که در ذهنش بوده مطابقت داشته یاخیر. رضایتمندی معمولاً استفاده از روش هایی مانند نظرسنجی (surveys)، پرسشنامه (questionnaires) و مصاحبه (interviews) سنجیده می شود.

در حال حاضر به عنوان بخشی از الزامات طراحی محصول با کیفیت، موارد مربوط به قابلیت استفاده در مراحل اولیه طراحی جمع آوری می شود و به تدریج به مشخصات طراحی تبدیل می شوند. کارکردهای تعامل کاربر با محصول مانند محل دکمه ها و اندازه آنها، منوها، کنترل‌ها و غیره با استفاده از سطوح مختلف نمونه‌سازی بارها و بارها تکرار و ارزیابی می شود تا به هدف مد نظر برسد.

علاوه بر آزمایش از طریق ساخت نمونه اولیه محصول روش هایی دیگری از جمله ارزیابی ابتکاری (Heuristic evaluation)، ارزیابی شناختی (Cognitive walk-through) و ارزیابی رقابتی (Competitive evaluation) هم وجود دارد.

در مواردی که ساخت نمونه اولیه پرهزینه و زمان بر باشد ارزیابی و آزمایش ابتکاری می تواند راهی سریعتر و مقرون به صرفه تر برای به دست آوردن نتایج اولیه باشد. در حال حاضر این رویکرد به عنوان یک آزمایش سیستماتیک از طراحی رابط کاربری تبدیل شده است. ارزیابی معمولاً توسط مجموعه کوچکی از ارزیاب‌های خبره با استفاده از اصول مهندسی کاربردپذیری انجام می‌شود. نیلسن (۱۹۹۳) ده معیار کلی ارزیابی ابتکاری را به شرح زیر ارائه کرده است:

۱-مشاهده وضعیت سیستم (Visibility of system status)؛ رابط کاربری باید همیشه کاربران را از آنچه در حال وقوع است مطلع کند و یک وضعیت قابل مشاهده برای عملکردهای سیستم از طریق یک پیام مناسب در یک بازه زمانی معقول ارائه دهد.

۲- تطابق سیستم با دنیای واقعی (Match between system and the real world)؛ سیستم باید به زبان کاربران صحبت کند، با اصطلاحات، کلمات، عبارات و مفاهیم آشنا و قابل درک. طراحان باید مدل‌های ذهنی کاربران و انتظارات آنها را بشناسند و اطلاعات را به ترتیب در قالب طبیعی و منطقی ارائه کند.

۳- کنترل و آزادی عمل کاربر (User control and freedom)؛ هنگام مواجهه با مشکلات و خطا، کاربران بتوانند به سادگی به مرحله قبلی بازگردند و سیستم نیز مراحل قبلی را هم در حافظه داشته باشد و یا اینکه بتواند به سهولت و بدون عبور از مراحل متعدد از سیستم خارج شود.

۴-سازگاری و استانداردها (Consistency and standards)؛ سبک تعامل در سراسر سطوح رابط کاربری باید سازگار باشد. مراحل و عبارات غیرضروری و همچنین سردرگمی بین سطوح مختلف به حداقل برسد.

۵- پیشگیری از خطا (Error prevention)؛ یک رابط کاربری خوب همیشه به گونه ای طراحی می شود که از بروز مشکل در وهله اول جلوگیری کند. این باید شامل حذف شرایط مستعد خطا یا ارائه گزینه هایی به کاربران قبل از بروز خطا باشد. بودن این ویژگی برای تمام سطوح رابط کاربری مهم است به خصوص زمانی که پیچیدگی محصول افزایش می یابد.

۶- تشخیص به جای یادآوری (Recognition rather than recall)؛ یعنی به کاربر باید اطلاعات کافی برای انتخاب ارائه شود و همه گزینه به طور شفاف جلوی چشمش باشد نه اینکه مجبور باشد اطلاعات زیادی را به خاطر سپرده و آنها را از حافظه بازیابی کند.

۷- انعطاف‌پذیری و کارایی (Flexibility and efficiency of use)؛ یک رابط خوب باید انعطاف‌پذیری را برای کاربران مختلف فراهم کند تا متناسب با نیازهای آنها باشد. برای مثال، در حالی که یک کاربر مبتدی باید برای استفاده از محصول در ابتدا آموزش ببیند ممکن است یک کاربر باتجربه بخواهد از این آموزش ها صرف نظرکرده و مستقیماً سراغ بخش مورد نظر برود. یک رابط سیستمی خوب باید این انعطاف‌پذیری را داشته باشد و به کاربران اجازه دهد تا اقدامات خود را تنظیم کنند.

۸- زیبایی ظاهری (Aesthetic and minimalist design)؛ یک رابط کاربری خوب باید جذاب باشد. این مستلزم آن است که تمام عناصر و اجزا با یکدیگر تناسب داشته باشند. سادگی و به حداقل رساندن شلوغی، حداکثر نمودن وضوح دکمه ها و نوشته ها، استفاده از رنگ های خنثی یا حداقل رنگ و مواردی از این دست را در نظر داشته باشید.

۹- تشخیص و رفع هر گونه خطا (Help users recognize, diagnose, and recover from errors)؛ به کاربران کمک کنید خطاها را تشخیص داده و براحتی آنها را درست کنند. بروز خطا در هر سیستمی اجتناب ناپذیر است. هنگامی که خطایی رخ می دهد، سیستم باید پیام خطا را به زبان ساده (بدون کدنویسی) نمایش داده، ماهیت مشکل را دقیقاً نشان دهد و راه حل یا دستورالعمل هایی را برای حل مشکل ارائه کند.

۱۰- مستندات (Help and documentation)؛ یک سیستم خوب باید مستندات مربوط به کار با سیستم را ارائه دهد. چنین اطلاعاتی باید به راحتی قابل جستجو و دریافت باشد. این اسناد باید همیشه در دسترس باشد و اندازه آن خیلی بزرگ نباشد.

مطالعات زیادی وجود دارد که نشان داده است هم آزمایش محصول توسط کاربر و هم تحلیل ابتکاری در طراحی سیستم مورد نیاز است. این دو روش دارای نقاط قوت متفاوتی هستند و بهتر است در صورت امکان برای ارزیابی هر محصول بکار گرفته شوند. در مراحل اولیه طراحی که هنوز محصول توسعه پیدا نکرده رویکرد ارزیابی ابتکاری مفیدتر است چراکه انواع متفاوتی از مشکلات را شناسایی می کند. با تکمیل محصول در مراحل بعدی، ارزیابی های دقیق تر توسط کاربران انجام می شود تا مشکلات بالقوه بعدی شناسایی شود.

منبع :

Systems Engineering Design Principles and Models, Dahi Liu