基于模糊理论的水下采油树人机界面评价..doc

基于模糊理论的水下采油树人机界面评价 丁磊1 董林1 曹超逸1 张一凡1 （1上海工程技术大学，机械工程学院，上海市，中国，201620） 摘 要: 水下采油树界面的评价变得日益重要，但由于界面本身的复杂性，使得对它的评价具有一定的困难。运用遗传算法来确定体系指标的权重，并结合模糊理论和灰色关联理论逐层向上对界面进行评价，最后以实验验证评价方法的有效性。 关 键 词 : 人机界面; 模糊理论; 界面评价; 评价模型 中图分类号：xx-xxxx-xx 文献标志码： A 文章编号： Evaluation on Man—machine Interface of Christmas tree Using Fuzzy Theory DING Lei1,DONG Lin1 ,CAO Chao-yi1 ,ZHANG Yi-fan1 （1Department of Mechanical Engineering，Shanghai University of Engineering Science，Shanghai 201620，China） Abstract:?The evaluation?of Christmas tree?interface??is becoming increasingly important.But?the complexity of the interface makes the evaluation?on it becomes?certain difficulty.?Application of?genetic algorithm to determine the weights of the index system,?and evaluate the interface layer by layer combining?with the fuzzy theory?and grey theory.?The experimental results show?the effectiveness of?the evaluation method. 0 引言 采油树的人机界面是人机交互最为频繁的场所，其人机界面设计的优劣与水下采油树的运行息息相关。水下采油树的应用环境更苛刻，工作压力更高，采用电、液控制。我国现在我国现行的水下采油树设计和建造经验相对匮乏，同样也无相关设备和系统的测试经验，更没有专用于水下生产系统测试基地[1,2]。 因此，对水下采油树人机界面的研究不仅具有较大的工程应用价值，而且可以带动国内水下生产系统的相关研究工作，产生明显的经济和社会效益。目前，很多学者在各种产品人机界面的可用性方面展开了研究 [3－4] 。 国际人机工程学会（International Ergonomics Association，-简称 IEA）对人机工程学所下的定义为：人机工程学是一门研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中、生活中和休息时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科[5]。评价方法可分为客观评价法和主观评价法两类。前者是通过测定一些与操作舒适性有关的物理量，然后与相应的标准比较进行评价，后者是根据试验者的操作感受来进行评价。但是对评价结果的数量化比较困难，离散程度也较大，随着科学技术的发展，新的理论和方法不断出现，使本来不够严谨的主观评价法不断地被充实和完善起来。本文采用模糊理论评价的方法评价水下采油树人机界面的性能。 1.评价内容 水下采油树的人机界面系统需要从监测信息显示模块，工艺流程动作模块，监控界面控制模块３个方面来进行评价。对水下采油树而言，适当地布置监测信息的现实，工艺流程安排的合理安排，和监控界面的实时报警是非常重要的。 1.1监测信息显示模块 监测信息的显示模块主要包括按照色彩工效学合理地匹配色彩，并根据操作员的工作习惯和界面结构来安排位置布局，并根据信息的重要性分配信息类别的关注度。在具体的人机界面设计中，重要性原则、操作频率原则、操作顺序原则、相关性原则和相容性原则是优化界面元素布局的基本原则[6]。界面的可用性质量会影响用户对产品的主观满意度 ［7］。 1.2工艺流程的合理安排 工艺流程的合理安排主要包括3D模型的效果对于现场的写实程度，动画模拟对于现场实际的延迟，长时间观看人机界面对于人眼所带来的疲劳程度。 1.3监控界面模块 监控界面模块主要包括操作员下达命令后的及时反应，操作员在日常运行人机界面的过程中出现的误操作率及操作员所需要监控的控制模块的数量。 多级模糊综合评判的理论与方法 多层次模糊评价的基本思想是：把众多的冈素划分为若干层