【国家标准(GB)】 工业过程测量和控制 系统评估中系统特性的评定 第6部分：系统可操作性评估

ICS25.040
中华人民共和国国家标准
GB/T18272.62006/IEC61069-6：1998工业过程测量和控制
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第6部分：系统可操作性评估
Industrial-process measurement and control---Evaluation of system propertiesfor the purpose of system assessment-Part 6 : Assessment of system operability（IEC61069-6:1998,IDT)
061214000116
2006-05-08发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2006-11-01实施
GB/T18272.6-2006/IEC61069-6：1998前言
规范性引用文件
术语和定义
可操作性特性
可操作性效率
可操作性的直观性
可操作性的透明度
可操作性的稳健性
复查系统要求文件(SRD)
复查系统规范文件（SSD)
评估程序
分析系统要求文件和系统规范文件设计评估计划
评估计划·
8评定技术
分析法评定技术
试验法评定技术
8.4影响条件
9评估的实施与评估报告的编写方法.
附录A（资料性附录）系统生命周期的阶段目
附录B（资料性附录）复查系统要求文件规定的可操作性要求时寻找各种因素的方法参考文献
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6：1998GB/T18272《工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定》由以下部分组成：第1部分：总则和方法学；
第2部分：评估方法学；
第3部分：系统功能性评估；
第4部分：系统性能评估；
第5部分：系统可信性评估；
第6部分：系统可操作性评估；
-第7部分：系统安全性评估；
第8部分：与任务无关的系统特性评估。本部分是其中的第6部分。
GB/T18272的本部分与GB/T18272其余各部分的关系以及本部分在各部分中的相对位置见图1。
本部分等同采用IEC61069-6：1998《工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第6部
分：系统可操作性评估》（英文版）。本部分等同翻译IEC61069-6：1998。本部分在制定时按GB/T1.1一2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T20000.2一2001《标准化工作指南第2部分：采用国际标准的规则》的有关规定做了如下编辑性修改：
删除IEC国际标准前言；
原引用标准的引导语按GB/T1.1一2000的规定改成规范性引用文件的引导语；“本标准”词改为“GB/T18272的本部分”。本部分的附录A、附录B为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第一分技术委员会归口。本部分由上海工业自动化仪表研究所、浙江中控技术股份有限公司负责起草。本部分参加起草单位：上海自动化仪表股份有限公司、清华大学自动化系、兵器工业系统总体部。本部分主要起草人：徐晓燕、李明华。本部分参加起草人：徐义亨、刘铁椎、杨佃福、李光沐、张庆军、刘华美。1
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6:1998引
GB/T18272的本部分论述了在评估工业过程测量和控制系统的可操作性时所采用的方法。所谓系统评估，就是根据各种迹象判断该系统是否适用于某一特定使命或者某一类使命。要想获取所有迹象，就需要全面地（即在各种影响条件下)评定与系统的特定使命或一类使命相关的所有各种系统特性。
但是这种做法不切实际，因此系统评估所依据的基本原理是：确定每一种相关系统特性的临界状态；-通过对评定各种特性的成本效益的研究，制定出评定系统相关特性的计划。在实施系统评估时，关键是要考虑必需以有限的经费和时间最大限度地提高系统适用性的置信度。只有在明确（或规定)了系统的使命或者能够假设系统使命的情况下，评估才能得以进行。没有使命就无法进行评估。但仍可以为其他部门开展的评估工作确定并实施各种评定（如GB/T18272.1所规定的评估活动）。
在这种情况下，由于评定是评估的组成部分，因此可以把本部分作为制定评定计划的指南，提供评定的实施程序。
GB/T18272的基本框架如图1所示。第1部分
总则和方法学
评估的依据
评估考患因素
影响条件
评估程序
确定目的
设计规划
评估报告
GB/T18272的基本框架
第2部分
评估方法学
评估目的分析
系统要求分析
系统规范分析
设计评估计划
专业知识
实施评估计划
监督和管理
系统功能性评估
第3部分：
第4部分：
系统性能评信
系统可借性评估
第5部务：
第6部分：
系统可操作性评值
第7部分：
第8部分：
系统安全性评估
与任务无关的系统特性评估
1范围
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6：1998工业过程测量和控制
系统评估中系统特性的评定
第6部分：系统可操作性评估
GB/T18272的本部分涵盖了工业过程测量和控制系统的可操作性的评估方法。GB/T18272.2所述的评估方法学适用于制定可操作性评估计划。GB/T18272的本部分分析了系统可操作性的子特性，同时对评估可操作性时需要考虑的评判依据做了说明。
GB/T18272的本部分提出了各种不同的可操作性辅助评定技术供参考2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T18272的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T18272.1-
法学（idtIEC61069
GB/T18272
一2000工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定1.1991)
第1部分：总则和方
2000工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第2部分：评估方法
学（idtIEC6106921993)
GB/T18272
工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定第3部分：系统功能
性评估（idtIEC61069-3：1996）GB/T18272
评估（IEC61069-
2006工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定1997DT)
第4部分：系统性能
2006工业过程测量和控制系统评估中系统特性的评定GB/T18272.8
第8部分：与任务无
关的系统特性评估（IE61069-8：1999，IDT）ISO9241-10：1996视频显示终端（VDTs)办公室工作的人体工程学要求第10部分：对话原理3术语和定义
下列术语和定义适用于GB18272的本部分3.1
可操作性operability
系统提供的操作工具能高效、直观、透明、稳健地完成操作人员任务的程度。3.2
操作人员
operator
利用系统履行使命的人员。
注：在GB/T18272的本部分中操作人员是一个通称，包括所有为完成使命而执行任何任务的人员。3.3
效率efficiency
系统提供的操作工具可使操作人员在规定条件下利用系统完成任务所需的时间和精力减至最少的1
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6：1998程度。
直观性intuitiveness
系统提供的操作工具可直接被操作人员理解的程度。3.5
透明度transparency
系统提供的操作工具显而易见地使操作人员与其任务建立直接联系的程度。3.6
稳健性robustness
系统采用明确的方法和程序正确理解操作人员执行的动作并做出响应，并通过提供适当的反馈消除歧义的程度。
4可操作性特性
4.1总则
对于一个可操作的系统，它必需通过人机接口向操作人员提供一个透明的、连贯的窗口来观察将要执行的任务。系统应具备能高效、直观、透明、稳健地与这些任务相互作用的手段。所达到的程度可以用可操作性特性来表示。
人机接口功能是系统的组成部分，使操作人员能监控和操纵系统本身、外部系统和整个过程。可操作性要求受到系统操作人员的技术、技能和人员组成的很大影响。在系统的生命周期内，要求系统根据GB/T18272.2-2000中5.2所述系统使命的各个不同阶段提供不同程度的可操作性。
系统生命周期各个阶段对可操作性的要求各不相同。这取决于某一阶段所要执行的任务及该阶段的持续时间。
当某-一阶段的持续时间较短且与系统使命的相关性较高时，可操作性要求就高。当某一阶段的持续时间较长，以致操作人员可通过长期使用系统学会某些操作所要求的动作的顺序时，要求就可低些。因此，应在系统要求文件中指明每一项任务对于使命的相对重要性以及执行这些任务的那些阶段的持续时间。
在评估可操作性时，要关注系统处理操作人员提供给系统的信息（如指令和请求）的方式，以及系统提供给操作人员的信息的透明度，例如过程系统的状态和数值、趋势、报告等。在系统的设计和（或）维护阶段有时需要采取特殊的可操作性措施，这时的可操作性要求通常被认为是工业过程装置运行阶段所必需的要求。然而各阶段都有其重要性。在每一阶段都会由一组不同的操作人员操作系统，有不同的可操作性要求。
此外，有计划的、无计划的、或受干扰的装置运行会对运行计划有不同的要求，因而可操作性要求也不相周。
附录A列出了各个阶段、各个阶段使用系统的操作人员、他们的典型任务以及所用接口的类型。系统可操作性特性的性能（尤其是响应速度)会显著影响操作人员对系统可操作性特性的感觉，有关情况见GB/T18272.4--2006，系统的功能性特性见GB/T18272.3—2000。另见7.2.2。可操作性有四种子特性，其相互关系见图2。可操作性无法用一个简单的数字表示。通过分析子特性的人体工程学，测量完成指定任务所需动作的数量和所需时间（人机接口的效率），可以量化可操作性的某些方面，其他方面可以做定性描述。2
4.2可操作性效率
直观性
可操作性
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6：1998透明度
图2可操作性的子特性
稳健性
如果一个系统能使操作人员在可接受的时限内以最低的出错风险用最少的脑力和体力完成他的任务，这个系统就具有可操作性效率。衡量系统可操作性效率的标准是它所能达到的程度。在众多的因素中，可操作性效率取决于以下因素：作为操作工具支持人机接口的各种装置（键盘、鼠标、语音输人、专用按钮、屏幕、指示器等）的人体工程学设计；
地理布局，这些装置的数量及其在操作人员工作场所的相对位置；———操作人员工作场所的形状；检索信息、发布指令等的方式和程序。效率无法用一个单纯的数字来量化，但可以用包含一些定量成分的定性描述来表示，例如：覆盖系数：将系统提供的操作工具与系统要求文件和适用的人体工程学标准中规定的特定要求相比较后取得；以及
发出指令和请求信息所需的时间。4.3可操作性的直观性
系统提供的操作工具能使操作人员发送指令并向操作人员显示信息，这些操作工具不宜与利用系统提供的功能执行任务的操作人员的技能、受教育程度和一般文化相冲突。系统可操作性的直观性的衡量标准是操作工具符合一般工作实践需要的程度。直观性取决于下列因素：
“动作”元件的操作遵循标准通用程序、规则和方法的程度；向操作人员显示信息所遵循的惯例，例如用红色表示紧急状态等；发指令所遵循的惯例，例如顺时针转动旋钮为增大数值等。与其他特性不同，直观性并非是系统的固有特性。它只能依据特定的用户领域来表示。此领域可以依据文化、国际标准和(或)专业标准等加以确定。直观性无法用一个单纯的数字来量化，但可以用包含一些定量成分的定性描述来表示，例如采用将系统提供的操作工具与系统要求文件规定的特定要求相比较后取得的覆盖系数来表示。4.4可操作性的透明度
系统提供的操作工具使操作人员能发送指令同时可向操作人员显示信息，这些操作工具宜将完成所执行任务需要采取的动作（及这动作的顺序）的仿真图像提供给操作人员。衡量系统可操作性的透明度的标准是系统提供的工具的范围。透明度取决于下列因素：
表现过程的功能结构和地理结构所遵循的逻辑原理以及操作人员所要执行的任务；一利用标签和名称识别操作工具的方式，以及使用标签和名称的一致程度；一所有的任务和各级信息自始至终使用的色彩、名称、音响信号等的一致程度；一实际仿真任务的动态特性，使操作人员能“真实地”感知所要执行任务的方式等。3
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6：1998系统显示的信息应清楚、简洁、明确、不矛盾。如果信息本身缺乏描述，应在便于访问的文件中或帮助功能中用更为详细的描述加以说明。透明度无法用一个数字来量化，但可以用包含一些定量成分的定性描述来表示，例如采用将系统提供的操作工具与系统要求文件规定的特定要求相比较后取得的覆盖系数来表示。4.5可操作性的稳健性
系统提供操作人员发送指令的操作工具宜能正确理解和响应操作人员任何明确无误的操作，如果这些操作不明确，系统宜进一步请求提供补充信息以消除疑问。达到这一点的程度是衡量系统稳健性的标准。
稳健性取决于下列因素：
允许偏离标准一般规定的程度并对此做出解释，系统能够检测和通报偏离的程度，并要求为这些偏离提供进一步的信息等。稳健性无法用一个数字来量化，但可以用包含一些定量成分的定性描述来表示，例如采用将系统提供的操作工具与系统要求文件规定的检索数据和发送指令等特定要求相比较后取得的覆盖系数来表示。
5复查系统要求文件（SRD）
复查系统要求文件，核对文件是否提出并按GB/T18272.2一2000（尤其是其中第5章）所述的方式列出将由操作人员用系统执行的所有任务和这些任务的可操作性要求。可操作性评估是否有效，完全取决于对有关要求的说明是否全面详尽。特别要注意核对是否为每一项系统任务规定了可操作性要求：系统执行任务的生命周期阶段；每个阶段和任务的持续时间；
同时使用人机接口执行任务的操作人员的最多和最少人数；相关操作人员的简介信息，例如操作人员的受教育情况、职责、作用、技能和知识等；采用的协议和方法，尤其是要求多位操作人员同时使用系统时所采用的协议和方法。附录B列出了系统要求文件应该提出的可能影响可操作性要求的各种因素。提出的可操作性要求要兼顾每一项单独的任务以及总的使命。6复查系统规范文件（SSD）
复查系统规范文件，检查文件是否按GB/T18272.2—2000（尤其是其中第6章）所述的方法列出每一项任务的可操作性要求。
应特别注意检查文件是否逐项任务提供有关下列各项内容的信息：推荐的支持每一项任务的可操作性的功能；支持每一项功能的模块和元件（包括软件和硬件）；注：说明每一项任务执行过程的详细程度和细分到模块和元件的范围只要能证明要求得到满足即可。一推荐的系统以装置、方法和程序向操作人员提供交互作用的方式；注：任务可能会得到两组可任意选择的功能的支持，可以要求任意选择人机接口上的操作顺序，这取决于系统的结构。
操作人员正确操作系统所需的技能和经验等，和提供的支持通过人机接口进行操作的工具：基本原理，推荐的系统是否符合要求，所推荐的替代案是否得到诸如标准、现场经验、试验报告、计算结果等数据的支持。
复查尤其要检查是否提供了每一个操作阶段的一组指定的操作人员如何执行规定任务的必要信息。
7评估程序
7.1总则
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6:1998评估应按GB/T18272.2—2000中第7章规定的程序进行。应明确规定评估的目的，GB/T18272.1一2000的4.1对此有详细说明。为保证可操作性评估的正常进行，系统要求文件和系统规范文件提供的信息必须完整和准确。若在评估的某一阶段有信息丢失或信息不完整的情况发生，应就有关问题与系统要求文件和系统规范文件的编制者取得联系，以获取所需要的补充信息。7.2分析系统要求文件和系统规范文件7.2.1核对文件资料
开展可操作性评估应接GB/T18272.2—2000中7.2的规定从系统要求文件和系统规范文件中摘录与可操作性有关的信息。
将系统要求文件提出的要求与系统规范文件给出的系统可操作性数据合在一起相互对照，汇编成
准确、简洁的说明，以定量和定性的方式并在可能的情况下以数值范围说明下列内容：一系统和每
顶任务所要求的可操作性特性，按系统生命周期相关阶段的顺序排列；一利用接口执行系统要求文件规定的每一项任务的操作人员的知识水平、经验和技能；一对于需要多位操作人员同时使用人机接口的任务，操作人员的人数和分组情况战只能在现有系统或运行中的类似系统上进行，这取决于系统生命周期的阶段。这些可操作性评估只
评估应包括对系统设计者、工厂轮班管理人员和系统维护人员等所具备的知识、技能和经验的评估。7.2.2可操作性的影响条件
GB/T18272Q-2000的4.4和GB/T18272.2—2000的5.5讨论了能影响系统特性正常发挥作用的内部和外部条件。
可操作性特性对下列外部因素特别敏感：任务：调试期间和紧急情况下等出现异常或偶发运行情况会影响子特性的效率和直观性。一人员：系统的可操作性本身不会受系统操作人员个人能力的影响。但是，对可操作性的要求则必需以一个资格例如技能、知识和素质达到规定的系统操作人员的平均水平为依据。偏离这些平均水平会影响子特性的效率、直观性和透明度。过程：过程线路引人的噪声会影响子特性的效率、透明度和稳健性。供源：源于各种供源的真和扰动会影响子特性的效率、透明度和稳健性。一环境：温度、电磁兼容、老化、安装、腐蚀性物质和灰尘会影响子特性的效率、透明度和稳健性。可操作性特性对涉及功能性和性能特性，尤其是时间响应和更新频率的系统内部因素也很敏感。因此，在评估和（或）评定可操作性特性之前总是要首先评估或者评定功能性和性能特性，除非已有先前的评估或评定结果。
7.2.3汇总经过核对的信息
按上述要求核对后的信息应以一定的形式汇编成册，供设计评估程序时使用。7.3设计评估计划
7.3.1比较系统要求文件和系统规范文件设计评估计划的第一步是分析按照7.2的规定从系统要求文件和系统规范文件中收集来的信息。按照7.2.1所述的方法将系统要求文件与系统规范文件进行比较后，编制一份按任务排列的清单，列出为达到可操作性要求而建议提供的所有功能和手段。这个清单中的每一项都是可能的评估项目。5
GB/T18272.6—2006/1EC61069-6:1998应核查每个可能的评估项目，确定此项目应评定到何种程度才能达到必要的置信度水平。7.3.2评估项目
按下列原则对清单上的评估项目进行筛选：一任务对于使命的重要性。
注：在考虑任务的指定相对重要性的加权时必需注意到，在系统生命周期中的几个特定阶段，可操作性要求对于某些任务来说会比较高，阶段的持续时间较短并且任务与系统使命的相关性较高（见4.1）。原有知识基础上的现有置信度水平。它可以建立在以往系统成功执行类似或相同使命、对制造商的了解程度以及用户对同一类型或类似系统的了解程度等基础上。注：由于系统的支持程度较高，原先对系统运行的了解程度较低可通过短期学习加以弥补。一一总体布局，不同的任务使用不同的接口和（或）使用相同的接口的标准化程度。一技术评估的制药因素，诸如体积、质量、供源条件、试验环境的控制。7.3.3评估工作
清单经7.3.2筛选后在每一个项目上添加下列内容，就成为一份评估工作清单：一所需分析和试验的类型；
一一每一项分析和(或)试验所需的知识和技能；一可操作性的其他特性试验可能对评估进度表的制约；一挑选出的可用试验人员；
一挑选出来执行不同任务以观察可操作性的一组可用操作人员；分析、试验和观察所需的工具和设施；—预计每项分析、试验和观察所需的成本和时间；一一各项评估工作的优先等级。按照7.3.1和7.3.2确定的原则，可能需要考虑几种可以互补的评定技术。可操作性特性的评定有时可作为其他系统特性评定，例如系统功能性评定的部分。利用此评估工作清单，结合为评估其他特性确定的类似清单，就可形成一个最终的系统评估计划。7.4评估计划
最终的评估计划至少应规定和(或)列出下列要点：7.1所述的评估目的；
.7.3.2所述需要考虑的原则；
—7.3.3形成的评估工作；
一要求达到的置信度水平；
一评估进度表，要考虑到试验可能产生的永久性影响。8评定技术
8.1总则
8.1.1引言
宜选用可以将评定结果与系统要求文件规定的要求作定性和（或）定量比较的评定技术。所选用的技术可以是只需根据系统文件进行分析，也可以是需接触实际系统以实验为依据的技术。表1为各种评定方法的概述。
客观观察
定量法
建议的覆盖系数：
对照系统要求文件
对照人体工程学标准
—特殊操作活动：
分级级数
表1评定方法概述
主观观察
GB/T18272.6—2006/IEC61069-6:1998定性法
与人体工程学相关的因素，例如：操作工具的可及性
可观察性
·可读性
一个动作的正常反馈
完成一项任务和（或）一个动作所需的步骤.
数和时间
·熟悉接口所需的学习时间
·必需的体力/智力技能
显示器与控制器之间的兼容性
—心理方面：
·操作人员的满意度
操作人员的态度
实际上，选用的评定技术必须是利用系统文件和系统模块的（有限)组合，分析与实际试验相结合的技术。这是因为心理因素只能在被评估系统的物理模型上进行测量和观察。为此，就需要挑选系统功能组成一个系统模型，足够逼真地模拟需要执行的任务，详细说明人机接口上提供的双向通信手段。GB/T18272.4--2006附录C中C.1描述了这种模型的一个实例。GB/T18272的本部分推荐了几种评定技术。也可以采用其他方法，但不管采用何种技术，评估报告都应该提供论述所采用技术的参考文件。评估结果应按第9章的规定写成报告，并应辅以图、表和（或)矩阵图，存在不足之处时应作明确的陈述。
GB/T18272的本部分建议采用8.2和8.3的技术评估可操作性。8.1.2用满意度衡量可操作性
可操作性可以用满意度来衡量。满意度是操作人员对系统可操作性的主观印象，换言之，它是操作人员对人机接口可接受性的衡量标准。但应该指出，以满意度作为衡量标准所描述的是整个系统对于操作人员的舒适性和可接受性，并非只局限于可操作性特性。满意度只能通过询问有代表性的操作人员以定性的方式确定，有时可采用态度等级量表和在系统的工作寿命期间通过计算使用期间收集到的肯定意见和否定意见的数量以统计法进行量化。操作人员对系统可操作性的可接受程度取决于以下几点：向系统提出的请求和操作应该是可执行的；一系统响应请求和操作所提供的信息应该正确并可被操作人员所接受；信息、请求和操作的一致性应合理，系统对其的处理应合乎逻辑并符合操作人员的期望；一系统对操作人员的要求宜限制在与操作人员的智能和体能相适应的可接受的范围内。为了取得满意度衡量标准，需要挑选出一组操作人员进行评定，针对这些操作人员提出的问题应该措辞严谨，并且只能涉及系统的可操作性问题。用满意度进行衡量可以显示出操作人员对可操作性的感觉，即使它不可能衡量出有效性或者效率。8.1.3设计评估时考虑的操作人员条件其目的是评估可操作性这一系统特性而并非是执行任务的操作人员的条件，但在设计评估时应考虑操作人员的条件。
下列能力和状况构成并影响操作人员的条件：身体能力，如眼的灵敏度（光信号，色盲，字符和符号的高度等）、耳的灵敏度（声信号，可听范围）、手脚的大小、身高（机械作用，按钮的大小等）等；一智力能力，如才能、教育程度、经验等；7
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