人机系统设计与评价
人机协同系统中的交互设计与质量评价
人机协同系统中的交互设计与质量评价在人机协同系统中，交互设计与质量评价是至关重要的。
交互设计是指将人与机器联系在一起的过程，使得用户能够方便地使用机器，并且使机器能够根据用户的需求进行操作。
质量评价是指在完成交互设计之后，对系统进行测试，以确保系统的功能和效率满足用户的要求。
本文将深入探讨人机协同系统中的交互设计与质量评价。
一、交互设计在人机协同系统中，交互设计需要考虑以下几个方面：1. 用户体验用户体验是交互设计的核心基础。
设计师应该从用户的角度出发，考虑用户的需求和体验。
用户体验需要满足以下几个方面：- 易用性：设计师应该尽可能地简化操作流程，提高系统的易用性。
- 可靠性：系统必须足够可靠，确保操作流程的顺畅和数据的安全。
- 响应速度：系统应该在极短的时间内响应用户的操作，提高用户的操作效率。
2. 设计风格设计风格是指设计师在设计过程中采用的风格和主题。
设计风格应该与应用场景相匹配，以满足用户需求。
一般来说，设计风格应该具备以下特点：- 统一性：整个系统的设计应该保持一致，符合用户的视觉习惯。
- 简洁性：系统的设计应该尽可能地简洁清晰，避免用户视觉亢余。
- 美观性：设计师应该注重系统的美观性，以吸引用户的注意力。
3. 交互设计交互设计是指在设计系统时，考虑到用户的交互需求，以设计出用户界面和用户流程。
交互设计应该满足以下要求：- 可操作性：用户操作流程应该尽可能地简化，以减少用户的学习成本。
- 可控性：用户应该有足够的控制权，以自由地选择不同的操作。
- 灵活性：系统应该灵活应对用户需求和错误操作，以提高用户体验。
二、质量评价在完成系统的交互设计后，需要对系统进行质量评价，以保证系统的功能和效率满足用户需求。
质量评价应该从以下几个方面进行：1. 易用性测试设计师应该进行易用性测试，以评估系统的易用性，发现存在的问题，以便及时修复。
易用性测试包括用户群体的选择、测试方案的制定等。
2. 性能测试性能测试是检验系统性能的标准，包括运行速度、效率和可扩展性等。
人因工程 第13章 人机系统
系统分析和 系统规划
选择最佳设想和必 要设计条件
人机系统的试验评价设想 与其他专家组进行权衡
设计时应考虑与人有关的因 预备设计（大纲的设计） 素
准备适用的人因工程数据 提出人因工程设计标准 关于信息与控制必要性的研究与实现方法 的选择和开发 作业性能的研究 居住性的研究 参与系统设计最终方案的确定 最后决定人机之间的功能分配 使人在作业过程中，信息、联络、行动能 够迅速、准确地进行 对安全性的考虑 防止作业者工作热情下降的措施 控制面板的配置 空间设计、人员和机器的配置 决定照明、温度、噪声等环境条件和保护 措施 决定使用说明书的内容和式样 决定系统的运行和保养所需的人员的数 量和质量、训练计划和器材的开展 设计图纸阶段的评价 模型或操纵训练用模拟装置的人机关系评 价 确定评价标准（试验法、数据种类、分析 法等） 对安全性、舒适性、工作热情的影响评价 机械设计的变动、使用程序的变动、人的 作业内容的变动、人员素质的提高、训练 方法的改善、对系统规划的反馈
（三）功能分配
3.人机功能分配的原则
（1）通常由“人”承担的工作 １）程序设计； ２）意外事件处理； ３）变化频繁的作业； ４）“机”的维修； ５）长时期大量贮存信息； ６）研究、决策、设计等。
（三）功能分配
（2）通常由“机”承担的工作 １）枯燥、单调的作业和笨重的作业； ２）危险性较大的作业。如救火、空间技术、放射环境 及有毒作业等； ３）粉尘作业； ４）喷漆、涂料、电镀、焊接、铆接等作业； ５）自动校正、自动检测、高精度装配等； ６）特殊目的作业。如病房服务、为盲人引路、壁行机 (用于船壳焊接)、象鼻机(仿象鼻运动搬运重物)等； ７）高阶运算； ８）快速操作； ９）可靠性的、高精度的和程序固定的作业。
性能要求
工业机器人搬运工作站系统设计任务评价标准
工业机器人搬运工作站系统设计任务评价标准工业机器人搬运工作站系统设计任务评价标准是指对工业机器人搬运工作站系统设计任务的质量和有效性进行评估的一套标准。
它是为了确保工业机器人搬运工作站系统能够有效地完成搬运任务，提高生产效率，减少人力成本，保障工人安全，促进工厂自动化生产而制定的。
1. 搬运工作站的任务需求分析在进行工业机器人搬运工作站系统设计之前，首先需要对搬运工作站的任务需求进行分析。
这包括对搬运物品的重量、尺寸、形状等进行评估，以确定所需要的工业机器人搬运工作站的类型和规格。
2. 工业机器人的选型根据搬运工作站的任务需求分析，选择适合的工业机器人型号。
考虑到搬运物品的特点，选择能够稳定搬运、操作灵活的工业机器人，并根据需要配备对应的传感器和控制系统。
3. 工作站布局设计合理的工作站布局设计对于工业机器人搬运工作站系统的运行效率至关重要。
优化的工作站布局可以减少机器人运动路径，提高搬运效率，减少能源消耗。
4. 安全防护设计安全是工业机器人搬运工作站系统设计中的重要考虑因素。
需要对工作站周围的环境进行评估，并设置有效的安全防护装置，确保在机器人搬运工作时不会造成人员伤害或设备损坏。
5. 控制系统设计控制系统是工业机器人搬运工作站系统设计中的核心。
需要根据搬运任务的复杂度和要求，设计可靠的控制系统，实现工业机器人的精准搬运、定位和操作。
6. 系统集成与测试在设计完成后，需要进行系统集成和测试。
通过对工业机器人搬运工作站系统的集成与测试，可以评估系统的稳定性和可靠性，以确保其在实际生产中能够正常运行。
7. 效果评估与优化运行一段时间后，对工业机器人搬运工作站系统的效果进行评估。
根据评估结果，对系统进行优化，进一步提高搬运效率和精度，降低运行成本。
针对工业机器人搬运工作站系统设计任务评价标准，我个人的观点和理解是，设计任务评价标准的其中一个关键点是确保工业机器人能够稳定、高效地完成搬运工作。
在评价标准中需要充分考虑工业机器人的选型、工作站布局设计和控制系统设计等方面的要求，在实际的设计过程中，还需要综合考虑安全性、可靠性和实用性等因素，以保证工业机器人搬运工作站系统能够有效地服务于生产任务。
人机工程学人因环课件教案第七章人机系统的设计与评价
人机系统的设计与评价
■人机系统概述 ■人机特征机能比较
■人机系统设计
■人机系统的分析评价 ■人机系统的可靠性分析
■工作系统设计的人机要求
1 人机系统概述
自然界中的许多物体都存在着相互之间的关联， 正是这种千丝万缕的关系，使它们相互以一定方式相 结合，构成不同的系统。无论在工作或生活中，人总 是要以某种方式与一些物体发生联系，形成一个不可 分割的整体，这个整体就称为人机系统。 人机系统作为一个完整的概念，表达了系统设 计的一种主体思想以及系统研究的对象和范围。 人—机—环境系统不仅要研究其中单项元素，而主 要是用联系方法研究三者之间的互相关系。对于工 业产品设计来说，人机系统的理论是设计的一种基 本思想、一种分析与解决问题的方法。
判断能力
耐久性
1.保养得好可耐长期使用 2.即使不适于生物生存的环境也不怕 1.决定于设计材料等技术如何 2.一般来说非常良好
1.有自我恢复性 2.记忆、熟练的结果有减退的情况 3.不能自发维持紧张，因此不善于从事单调作业 1.错觉多 2.熟练程度要看条件如何 3.紧急时有混乱情况，受情绪的强烈影响，情绪不安时低 下 4.无信心时低下 5.有时善于排除故障等意外事态 1.虽有语言、行动、表情等，但容量都较小 2.不善于量的输出 1.成为标准品成人大约要20年 2.人的要素附带有社会生活、家庭生活等复杂的系统
表7—2
系统设计 阶段 定义系统 目标和参 数
人机系统的设计步骤
阶段主要设 计内容 确定系统目 标 确定系统参 数 系统适用条 件 注意事项 使用者的要求和约束条件 设计内容 明确使用者的需求、特性，使用者群体特性
确定系统使用条件、人员要求、环境条件要 求 系统作业方式，使用者的素质、培训要求与 计划 对系统的功能进行分析比较
人机系统设计与范例分析
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12.5人机系统设计的评价
• 12.5.1人机系统评价方法
• 人机系统的评价方法通常分为3类:实验法、模拟装置法和实际运行测 定法。它们各自的优缺点见表12-3。
• 12.5.2检查表法(检核表法)
• 用检查表进行评价是一种较为普遍的、初步定性的评价方法。该方法 既可用于系统评价，也可用于单元评价。
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12.1人机系统设计的目标
• 2.按人机结合方式分类 • 按人机结合方式可分为人机串联，人机并联和人与机串、并联混合三
种方式: • (1)人机串联人机串联结合方式，如图12-3(a)所示。 • (2)人机并联人机并联结合方式，如图12-3(b)所示。 • (3)人与机串、并联混合人与机串、并联的示意图如图12-3(c)所示。
考。
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12.6控制中心设计要点分析
• 12.6.1以人为中心的设计方法
• 近年来，控制室或者控制中心在一些新领域得以应用。监控中心与安 全控制室是一个正迅速成长的应用实例。它们扮演的角色甚至要超过 在城市中商业区、居住区的保安。另一个应用领域是财政控制与贸易 中心，并正以超过前10年的整体速度迅猛发展。如今，大多数大公司 已拥有了属于自己的控制中心，以提高财务计划的质量和提供市场变 化的实时数据。
• ④信号显示的变化速率和方向应与主信息源变化的速率和方向相一致。 • ⑤在以观察和监视为主的长时间工作中，应通过信号和显示器的设计
与布置来避免过载及负载不足的影响。 • (2)控制器控制器的选择、设计和配置应与人体操作部分的特性(特 • 别是动作)相适应。应该考虑到技能、准确性、速度和力的要求，特
人机交互系统的设计与评价
人机交互系统的设计与评价随着信息时代的到来，人们对于人机交互的需求也变得越来越高，人机交互系统也得到了广泛的应用和发展。
人机交互系统旨在通过设计和评价用户界面，使人与机器之间的互动更加便捷和高效。
本文将探讨人机交互系统的设计和评价。
设计人机交互系统的设计过程一般分为需求分析、设计、开发、测试和发布。
需求分析是最基础的一步，它重点关注用户的需求和需求背景，并以此为基础制定出设计方案。
人机交互系统的设计要保证其具有易用性、可靠性、可扩展性和可维护性。
易用性是人机交互系统的基本要求之一。
用户能够很容易地上手使用并且能够快速地完成自己的任务。
易用性主要包括界面设计、交互设计、识别设计、反馈设计、帮助设计。
界面设计是用户看到和与之交互的界面设计。
界面的设计要美观大方、简洁明了、易于阅读、符合用户习惯，同时能够引导用户完成操作。
交互设计是实现人机交互的关键，包括指导用户如何完成操作。
在这一方面，考虑到不同用户的需求和经验，交互设计应该具备个性化和智能化的特点。
识别设计是负责系统的认知功能。
识别设计是指如何使用户能够在不同的组织结构下快速而准确地找到所需要的信息。
反馈设计是负责系统的反馈功能。
反馈设计是指系统在用户完成操作后，给予用户有效的反馈信息，反馈信息要及时而准确。
帮助设计是负责系统的指导功能。
帮助设计是指在用户遇到困难、不清楚操作流程或不理解系统的某些功能时，系统能够给予及时解决问题的支持和帮助。
评价人机交互系统的评价是指对系统的使用效果和用户体验进行评估。
评价内容包括效率、易用性、可扩展性、可维护性、安全性、可靠性和满意度。
效率是指用户在完成操作时所需的时间。
系统必须能够很快地响应，减少用户浪费的时间，提高效率。
易用性评估以用户为中心，从用户需求的满足程度来评价系统的易用性，让用户通过评价自身的使用经验记录，对人机互动过程中的问题和瓶颈进行评估。
可扩展性是指系统在不会有太大改变的情况下也能够适应新的需求。
人机交互系统的设计与评估方法
人机交互系统的设计与评估方法随着科技的不断发展，人机交互系统也变得越来越普遍。
人机交互系统是指人类与计算机之间的通信方式，涉及到用户界面的设计、信息交流的方式以及用户体验的优化等问题。
本文将介绍人机交互系统的设计与评估方法。
一、人机交互系统的设计方法1. 用户需求分析：在设计人机交互系统之前，首先需要进行用户需求分析。
这包括对目标用户群体的特点、使用环境的要求以及用户的期望等进行深入研究和理解。
只有充分了解用户需求，才能设计出符合用户期望的人机交互系统。
2. 用户界面设计：用户界面是人机交互系统中最重要的部分之一。
好的用户界面设计应该简洁、直观、易于理解和操作。
设计师们可以借鉴现有的用户界面设计原则，如一致性、可识别性、可学习性和效率等，以确保用户可以轻松而高效地与系统进行交互。
3. 交互设计：除了用户界面的设计，交互设计也是人机交互系统设计的重要方面。
交互设计考虑的是用户如何与系统进行有效的信息交流。
在设计过程中，应该采用合适的交互方式，例如按钮、手势、语音等，以及提供明确的反馈信息，使用户能够清楚地知道他们的操作是否成功。
此外，还可以运用人机交互的心理学原理，如提示、反转心理和激励等，来增加用户的参与度和满意度。
4. 可用性测试：设计完成后，进行可用性测试是必不可少的环节。
通过让真实用户使用系统，收集用户的反馈和建议，从而检验系统的可用性并做出相应的改进。
可用性测试可以有多种形式，如问卷调查、用户观察和用户群体研究等，可以帮助设计师了解用户的需求和问题，进一步完善人机交互系统的设计。
二、人机交互系统的评估方法1. 用户体验评估：用户体验（User Experience，UX）是指人们与产品、系统或服务进行交互时的主观感受和情感。
为了评估人机交互系统的用户体验，可以采用访谈、问卷调查和用户测试等方法。
通过这些评估方法，可以了解用户对系统的满意度、易用性、有效性和效率等方面的评价，以及对系统的改进建议。
第二讲自动化制造系统人机一体化设计与评价
三种显示方式传递得信息特征
39
仪表显示设计
仪表得类型
数字式显示仪表
刻度指针式仪表
读数用仪表 检查用仪表 警戒用仪表 追踪用仪表 调节用仪表
40
表盘设计
仪表刻度盘形状得选择,主要根据显示方式和 人得视觉特性
开窗式、圆形式、半圆形式、水平 直线式、垂直直线式
仪表刻度盘得大小对仪表得认读速
度和精度有很大影响。
28
5、基本测点及测量项目
测量项目 测点
(GB3975—83)
(GB3975—85测量方法)
头部测点
头部测量项目
(16个)
(12项)
躯干和四肢部 位测点
(22个)
躯干和四肢 部位测量项 目(69项)
29
6、人体测量得主要仪器
(1) 人体测高仪:
主要用来测量身高、坐高、 立姿和坐姿得眼高以及伸手 向上所及得高度等立姿和坐 姿得人体各部位高度尺寸。
6
(2)人—机—环境之间得关系:相互依存;相互 作用;相互制约。 (3)人机一体化工程得特点:学科边界模糊;学 科内容综合性强;涉及面广。 (4)人机一体化工程得研究对象:人—机—环境 系统得整体状态和过程。 (5)人机一体化工程得任务:使机器得设计和环 境条件得设计适应于人,以保证人得操作简便省 力、迅速准确、安全舒适,心情愉快,充分发挥 人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社 会效益。
5
(1)人—机—环境得具体含义:
人——指操作者或使用者;机——泛指人操作 或使用得物,可以就是机器。也可以就是用具、 工具或设施、设备等;环境——就是指人、机 所处得周围环境,如作业场所和空间、物理化 学环境和社会环境等;人—机—环境系统—— 就是指由共处于同一时间和空间得人与其所 使用得机以及她们所处得周围环境所构成得 系统,简称人—机系统。
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14
第二节 人机系统设计
一、概述 1、人机系统设计思想的发展 让人适应机器 让机器适应人 人与机器相互适应
在机器和人中间进行合理的功能分配，从 而达到系统的最佳匹配。
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15
2、人机系统设计在工程设计中的地位 工程设计，大都可分为六个设计阶段：
(1)原理设计，主要解决功能问题； (2)初步设计，具有总体设计的性质；
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24
2．机器优于人的功能 能平稳地运用巨大动力 信息传递、加工的速度快 精度高，误差可随机器精度提高而减小 做重复性工作，不存在疲劳和单调问题
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25
能同时完成多种操作，且可以保持较高 的效率和准确度
能在恶劣的环境条件下工作
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（三）人与机器的功能分配
动
化
系
统
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9
人 机 串
人 机 系
联
统
按
的 类
人 机
人 机
型 之
结
并
二
合
联
方
式
串
、
并
混
合
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10
人
机
系
开
统
环
的
按
类
有
型
无 反
之 三
馈
控
制
闭
环
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11
人 机 系 统 的 目 标
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12
人-机系统的功能 1、信息接受 2、信息加工 3、信息贮存 4、执行功能 5、信号反馈 6、输入与输出
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机器代替人的效果和成本。 设备原值*（折旧率+大修费率+银行利率） +能耗费+维修保养费 < 人工工资+工资附加费+社会保险费
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2、功能分配的内容
由“人”承担的工作 程序设计 意外事件处理 变化频繁的作业 “机”的维修 研究、决策、设计
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评价分为： 对现有的工业产品的人机系统进行评价 对人机系统规划和设计阶段的评价
方法：定性评价、定量评价
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二、评价目的与原则
（一）评价目的 根据评价结果，对系统进行调整，发
扬优点，改善不足，以达到系统的最优化。
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（二）评价原则
（1）评价方法的客观性 （2）通用性
感受刺激—大脑信息加工—做出反应
机器的子系统可概括为 CMD
控制装置—机器运转—显示装置
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7
三、人机系统的类型
1.按系统自动化程度分类 2.按人机结合方式分类 3.按有无反馈控制分类
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8
人 工 操 作
人 机 系
系
统
按
统
的
系 统 自
半 自 动
动
系
类 型 之
一
化
统
程
度
自
章人机系统设计与评价
1 1
人机系统概述 人机系统设计 人机系统评价 人机系统分析评价方法
2
第一节 人机系统概述
一、含义 系统 由相互作用、相互依存的要素（部分）组
成的、具有特定功能的有机整体。
3
人机系统---由相互作用、相互依存的人和机 器两个子系统构成的，且能完成特定目标的一 个整体系统。
人
机器的操作者或使用者
机器
人操作（使用）的机器、 设备、工具的总称
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4
例如： 人使用计算机 人驾驶汽车 人操纵机床 人控制自动化生产
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5
二、人机系统基本模式
由下列子系统 组成 ： 人的子系统 机器的子系统 人机界面
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6
人的子系统可概括为 SOR
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显示器与人的信息感觉通道特性的匹配 控制器与人体运动反应特性的匹配； 显示器与控制器之间的匹配； 环境条件与人的有关特性的匹配； 人、机、环境要素与作业之间的匹配
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33
第三节 人机系统评价
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一、评价的概念
指按照明确目标测定对象的属性，并把该属性 变成主观效用的行为，也即明确价值的过程。 对人因工程设计进行评价，就是查明设计方 案对于预定目标的“价值”及“效用”。 评价不能以单个因素作为目标来进行，必须 考虑多个因素即多个目标。
1.含义
指在人机系统中，为了充分发挥人与 机器各自的特长，互补所短，恰当地分配人 机任务，以达到人机系统整体的最佳效能与 总体功能。
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人机功能分配应考虑的问题 人进行规定操作所需的训练时间和精力限度； 人的个体差异的统计； 人与机器的性能、负荷能力、潜力及局限性； 对异常情况的适应性和反应能力的人机对比；
人 功能要求
因 工
人力资源分析
程 人员选择
专
家 人员训练
优
确定系统目标 人机功能分析 人机功能分配
机器设计
人机界面设计 作业辅助设计
系统分析评价
性能要求 工
结构设计 程
设
总体设计
计
施工设计 师
劣 试制评价
正式投产
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（一）人-机系统的目标 确定它作为一个整体所体现的目标。 系统应该具备什么功能。
• 由“机器”承担的工作：
枯燥、单调、笨重的作业 危险性较大的作业，如放射、有毒作业 粉尘作业 喷漆、涂料、电镀、焊接等作业 自动校正、自动检测 高阶运算 快速操作 高精度的、程序固定的作业
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人机应达到最佳匹配，使系统整体效能最优 人监控机器 机器监督人，以防止人产生失误时导 致整个系统发生故障。
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（二人与机器的功能分析
人在操作活动中的基本功能示意图
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1.人优于机器的功能 某些感官的感受能力比机器优越 能运用多种通道接受信息 具有高度的灵活性和可塑性，能随机应变，
采用灵活的程序。
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能长期大量储存信息并能进行分析和判断。 具有总结经验，除旧创新，改进工作的能力。 能进行归纳推理。 有感情、意识和个性，具有能动性。
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(3)人机系统的设计，解决人机关系的问题； (4)结构设计，解决结构形状、尺寸和工艺问
题； (5)造型设计，主要是整体外观造型的美观设
计问题； (6)完成阶段，包括施工图设计和试制问题。
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二、人机系统设计程序
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人员开发
应适应评价同一级的各种系统。 （3）综合性
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三、评价目标体系的建立
（1）技术评价目标 （2）经济评价目标 （3）社会评价目标
评价目标体系如图所示：
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总目标
整体性 技术性 宜人性 安全性
协调性、完整性
先进性、工艺性、 效率、维修性
美观、舒适 可靠性、稳定性