人因工程－船舶设计及研究的新方向- 2005-11-19

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景 摘要

本文主要针对传统产业升级的必要之路之一－设计，为本地造船产业之未来竞争能力与人才培养，提出一个过去即使在先进工业国家也甚少被造船工程师与造船产业注意与严肃对待的方向：应用人因工程于船舶设计上。人因工程在过去数十年中，已经帮助许许多多工程领域设计与制造出更多更好的产品，而海事系统是属于非常紧密连结又中度互动的系统，也是必须考虑人因工程以提高安全性、附加价值与舒适性的工程活动。国内过去并没有将人因工程应用于海事活动与船舶设计的正式纪录，然而产业界逐渐提高的设计水准已慢慢察觉这方面研究的重要性。希望今后应用人因工程于船舶设计会成为提升此一产业的方向与重要基础之一。 1 引言

台湾非半导体相关的劳力密集代工产业，大多数也就是所谓的传统产业，在面对产业结构快速变化与相对优势快速丧失的情形之下，必须寻找新的利基，否则即面临被淘汰的命运。而经济学家对此问题的建议，通常是希望个别产业都能往产业发展的两个端点－创新研发与行销服务－来调整其利基，避免再以低成本的代工获利。这即是一般所谓传统产业升级的两个主要方向。

这两个方向中的行销服务与工程技术较无关联，但是也可运用其它工程领域发展的新技术来提升，我们欣见有关产业与学界都有开始往这方面努力。例如，统一游艇厂与成大教授开始在这些方面合作研究 (丘明贤、邵挥洲, 2002)。而在创新研发这另一个方向，传统产业升级的必要之路是好的设计与创意，也是受过工程或科学训练的研究者与工程师可以依靠过去的背景再加以努力的。过去，台湾的造船业与学术界均力求在制造技术与工程性能设计技术上能追上先进国家。这些年来，这方面与先进国家的水准在快速缩小中。但是，为了以后更长远的发展，台湾的船舶设计能力应该开始往性能设计以外的其它设计面向发展。以后才有可能为本地造船产业之竞争能力与人才培养厚植实力。

在这方面，已经有业界与学术界注意到，因而近几年来有一些关于船舶美学的探讨(陈重盛, 1999, 2000, 2001, 2002)。虽然这些研究还局限于美学应用在船上之方法论一类的探讨，距离有实质成果可供造船工程师设计时应用，也还有一些距离，但是无疑地，已经开启了一条新路。或许，以后渐渐成熟的造船设计会如建筑设计与桥梁设计般，一个好的设计师必须兼顾工程技术、美感与机能。除了美学之外，在提升产品的设计与价值上，另外有其它与工程技术较为相关的领域似乎还甚少被提及。

2 人因工程

因而，在此提出一个过去即使在先进工业国家也甚少被造船工程师与造船产业注意与严肃对待的方向：应用人因工程于船舶设计上。人因工程的开创其实远远落后于其它工程领域，直至第二次世界大战后才逐渐由美国军医方面向外扩散 (Sanders & McCormick, 1992)。由于其发展时间还不长，各学者专家对其定义与范围仍有些许差异。但是，至少人因工程可以说是在进行工程设计时将一切有关人的因素考虑进去时，所发展出来的工程设计方法。因此，人因工程也是将人，不论与工程设计的系统有何互动，都视为工程系统中的一部分，成为必须考虑的因素。所以，它至少包括了一般常听见的人体工学、人体计测、社会心理学在工程系统中的应用、考量人类的生理感官与心理认知特性、人的决策机制、人机接口…等等，范围可说相当广。也因此，在人因工程的实践当中，通常是集合了工程、心理、与生理各方面的专家的团队合作。

人因工程在过去数十年中，已经帮助许许多多工程领域设计与制造出更多更好的产品，小至电话键盘、个人计算机的软件接口与外型 (Norman, 1988)，大至飞机的操作接口与机组员的互动设计、核电厂的操作，在许多失败案例后借助人因工程的改良，可以使安全性与效率或附加价值大幅提高 (Krause, 2001; Perrow, 1999)。Perrow (1999) 曾经提及海事系统是属于较为非常紧密连结又中度互动的系统(见图一)，是需要一些限制的活动。因此，我认为也是必须加强考虑人因工程以提高安全性、附加价值与舒适性的工程活动，因为在所谓的紧密连结与互动中的主角，应该是从事海事活动的人，而非机器系统。

图一 各种系统之交互作用/相依图 (改绘自Perrow (1999))

但是在从事人因工程研究时必须注意的是，人因工程与其它工程技术不同的是其有独特的文化与人种差异必须考虑，因此不能将外国的研究成果直接加以学习、移植或抄袭，而必须有在地本土的研究。例如，各人种的体型身高不同，在应用人体工学于人机接口的设计上时，就必须依可能使用者的体型身高调整。又如，社会文化的不同，会影响人与人互动的模式及人在面临状况时决策判断的方法，因此可能会需要作所谓的“文化修正”(Kaplan, 1995)。这部分考量的重要性已在飞航安全调查失事因素时显现出来，如东方飞行员的失事率偏高，就被认为与文化因素的相关不亚于其它因素(景鸿鑫、彭上吉，1999)。台湾渔业及水上活动的伤亡率一向偏高，一般文化因素(社会大众)及特定群体(渔民)的文化因素是否扮演了重要角色，可能是非常有趣而且值得深思的问题。

3 国外之研究情况

在国外，过去于船舶设计上虽有一些考虑人因的部分，例如美国海军持续研究潜舰的住舱舒适度，以吸引优秀人才投入﹔但是较为注重应用人因工程于船舶设计上也是最近的事，例如第一届Human Factors in Ship Design and Operation 国际性会议于2000年在伦敦召开。而且应用人因工程于船舶设计被认为将来会越来越重要，只是过去的造船工程师教育极度缺乏这方面的训练 (Carnie, 2001)。

在传统上，一些船只性能上的考虑的确曾注意到人员的舒适性，例如船只运动性能对人员的影响如晕船 (Bittner & Guignard, 1985; Lawther, & Griffin, 1986; Lloyd, 1989) 或是视觉问题 (Prince, 1980)等。但是这些研究虽然是很好的开端，但并不够深入，也不广泛。例如对于晕船的详细机制与变因的探讨等研究，一直到近年来才又有一些较为深入的新发展 (Bles et al., 1998;

Wertheim, 1998; Wertheim et al., 1998; Yates et al., 1998; Bos & Bles, 2000; Bles et al., 2000; Haward et al., 2000)，不过都以白种人为样本，可能不适用于东亚人种，因为一些研究已指出东亚人种可能是对motion sickness最敏感的 (Stern et al., 1996)。因此我们将来也有对东亚人种的晕船机制进行较为详细实验研究的必要，以了解新设计给国人乘坐的船只应避免的运动状况与频率范围。