混合自動化系統 (HAS) 旨在將人工智能機器（基於計算機技術）的能力與在工作活動過程中與這些機器交互的人員的能力相集成。 HAS 利用率的主要關注點涉及應如何設計人機子系統以充分利用混合系統兩部分的知識和技能，以及人類操作員和機器組件應如何相互交互以確保它們的功能相互補充。 許多混合自動化系統已經發展成為基於現代信息和控制的方法的應用產品，以自動化和集成通常複雜的技術系統的不同功能。 HAS 最初被確定為基於計算機的系統的引入，該系統用於核動力反應堆、化學加工廠和離散零件製造技術的實時控制系統的設計和操作。 HAS現在也可以在許多服務行業中找到，例如民航領域的空中交通管制和飛機導航程序，以及道路交通中智能車輛和高速公路導航系統的設計和使用。

隨著基於計算機的自動化的不斷進步，現代技術系統中人類任務的性質從需要感知運動技能的任務轉變為需要認知活動的任務，這些活動是解決問題、系統監控中的決策制定以及監督控制任務。 例如，計算機集成製造系統中的人類操作員主要充當系統監控器、問題解決者和決策者。 在任何 HAS 環境中，人類主管的認知活動是 (1) 計劃在給定時間段內應該做什麼，(2) 設計程序（或步驟）以實現既定目標集，(3) 監控進度（技術）過程，（4）通過人機交互的計算機“教導”系統，（5）如果系統行為異常或控制優先級發生變化，則進行干預，以及（6）通過系統的反饋學習監督行動（Sheridan 1987）。

混合系統設計

HAS 中的人機交互涉及利用人類操作員和智能機器之間的動態通信迴路——一個包括信息感知和處理以及控制任務和決策制定的啟動和執行的過程——在給定的功能分配結構內人類和機器。 至少，人與自動化之間的交互應反映混合自動化系統的高度複雜性，以及人類操作員和任務要求的相關特徵。 因此，混合自動化系統可以正式定義為以下公式中的五元組：

有= （T、U、C、E、I）

哪裡 T = 任務要求（身體和認知）； U = 用戶特徵（身體和認知）； C = 自動化特性（硬件和軟件，包括計算機接口）； E = 系統環境； I = 上述元素之間的一組相互作用。

交互集合 I 體現了所有可能的相互作用 T, U 和 C in E 無論其性質或關聯強度如何。 例如，其中一種可能的交互可能涉及存儲在計算機內存中的數據與人類操作員的相應知識（如果有的話）之間的關係。 相互作用 I 可以是基本的（即僅限於一對一的關聯）或複雜的，例如涉及人類操作員、用於實現所需任務的特定軟件以及與計算機的可用物理接口之間的交互。

許多混合自動化系統的設計者主要關注作為基於計算機技術的一部分的複雜機器和其他設備的計算機輔助集成，很少關注在此類系統中有效的人為集成的最重要需求。 因此，目前，許多計算機集成（技術）系統與人類操作員的固有能力不完全兼容，這些能力由有效控制和監視這些系統所需的技能和知識所表達。 這種不兼容性出現在人、機器和人機功能的各個層面，並且可以在個人和整個組織或設施的框架內定義。 例如，先進製造企業的人與技術整合問題，早在HAS設計階段就出現了。 這些問題可以使用以下交互複雜性的系統集成模型來概念化， I, 在系統設計者之間, D, 人工操作員, H，或潛在的系統用戶和技術， T:

我 (H, T) = F [ 我 (H, D), 我 (D, T)]

哪裡 I 代表在給定的 HAS 結構中發生的相關相互作用，而 F 表示設計師、操作員和技術之間的功能關係。

上述系統集成模型強調了這樣一個事實，即用戶和技術之間的交互是由兩個早期交互的集成結果決定的——即 (1) HAS 設計者和潛在用戶之間的交互，以及 (2) 設計者之間的交互和 HAS 技術（在機器及其集成級別）。 應該注意的是，儘管設計師和技術之間通常存在強烈的互動，但在設計師和操作員之間同樣強烈的相互關係的例子卻很少見。

可以說，即使在自動化程度最高的系統中，人的角色對於在操作層面成功實現系統性能仍然至關重要。 Bainbridge (1983) 確定了一系列與 HAS 操作相關的問題，這些問題是由於自動化本身的性質造成的，如下所示：

1. 操作員“脫離控制迴路”。 人工操作員出現在系統中以在需要時進行控制，但由於“處於控制迴路之外”，他們無法保持在緊急情況下通常需要的手動技能和長期系統知識。
2. 過時的“心理圖片”。 如果人類操作員沒有非常密切地關注其操作事件，則他們可能無法快速響應系統行為的變化。 此外，操作員對系統功能的了解或心理想像可能不足以啟動或執行所需的響應。
3. 消失的一代技能。 新的操作員可能無法獲得足夠的關於通過經驗獲得的計算機化系統的知識，因此將無法在需要時進行有效的控制。
4. 自動裝置的權威。 如果實施計算機化系統是因為它可以比人類操作員更好地執行所需的任務，那麼問題就出現了，“操作員應該根據什麼來決定自動化系統正在做出正確或錯誤的決定？”
5. 自動化導致新型“人為錯誤”的出現。 自動化系統會導致新型錯誤，從而導致無法在傳統分析技術框架內進行分析的事故。

任務分配

HAS 設計的重要問題之一是確定應將多少功能或職責分配給人類操作員，以及將哪些功能或職責分配給計算機。 通常，應考慮三類基本的任務分配問題：(1) 人類監督員-計算機任務分配，(2) 人類-人類任務分配和 (3) 監督計算機-計算機任務分配。 理想情況下，分配決策應該在基本系統設計開始之前通過一些結構化的分配程序做出。 不幸的是，這樣一個系統化過程幾乎不可能，因為要分配的功能可能需要進一步檢查，或者必須在人機系統組件之間交互執行——也就是說，通過應用監督控制範例。 混合自動化系統中的任務分配應側重於人類和計算機監督責任的範圍，並應考慮人類操作員與計算機化決策支持系統之間交互的性質。 還應考慮機器與人類輸入輸出接口之間的信息傳遞方式以及軟件與人類認知問題解決能力的兼容性。

在混合自動化系統的設計和管理的傳統方法中，工人被認為是確定性的輸入輸出系統，並且傾向於忽視人類行為的目的論性質——即依賴於獲得的目標導向行為相關信息和目標選擇 (Goodstein et al. 1988)。 為了取得成功，高級混合自動化系統的設計和管理必須基於對特定任務所需的人類心理功能的描述。 “認知工程”方法（下文進一步描述）提出需要根據人類心理過程來構思、設計、分析和評估人機（混合）系統（即，自適應系統的操作者心理模型被納入帳戶）。 以下是 Corbett (1988) 制定的以人為本的 HAS 設計和操作方法的要求：

1. 相容性. 系統操作不應要求與現有技能無關的技能，而應允許現有技能發展。 人類操作員應該輸入和接收與傳統實踐兼容的信息，以便界面符合用戶的先驗知識和技能。
2. 透明度. 不了解系統就無法控制它。 因此，如果要促進學習，人類操作員必須能夠“看到”系統控制軟件的內部過程。 透明的系統使用戶可以輕鬆地建立系統可以執行的決策和控制功能的內部模型。
3. 最小震動. 系統不應該做任何操作員根據他們可用的信息發現意外的事情，這些信息詳細說明了系統的當前狀態。
4. 干擾控制. 不確定的任務（由選擇結構分析定義）應該在計算機決策支持下由操作員控制。
5. 易錯性. 人類操作員的隱含技能和知識不應在系統之外設計。 永遠不要讓操作員無助地看著軟件指導錯誤操作。
6. 錯誤可逆性. 軟件應提供足夠的信息前饋，以告知操作員特定操作或策略的可能後果。
7. 操作靈活. 該系統應為操作人員提供在不失去控制軟件支持的情況下通過改變操作策略來權衡需求和資源限制的自由。

認知人因工程

認知人因工程側重於人類操作員如何在工作場所做出決策、解決問題、制定計劃和學習新技能（Hollnagel 和 Woods 1983）。 可以使用 Rasmussen 的方案 (1983) 將在任何 HAS 中發揮作用的人工操作員的角色分為三大類：

1. 基於技能的行為 是在沒有意識控制的情況下發生的行為或活動中執行的感覺運動表現，作為流暢、自動化和高度整合的行為模式。 屬於這一類的人類活動被認為是為給定情況而組成的一系列技能行為。 因此，基於技能的行為是時空域中或多或少存儲的行為模式或預編程指令的表達。
2. 基於規則的行為 是一種以目標為導向的性能類別，它通過存儲規則或過程的前饋控制來構建——也就是說，一種有序的性能允許在熟悉的工作環境中組合一系列子程序。 該規則通常是從以前的經驗中選擇的，並反映了約束環境行為的功能屬性。 基於規則的性能基於關於使用相關規則的明確知識。 決策數據集包含用於識別和識別狀態、事件或情況的參考。
3. 基於知識的行為 是一種目標控制的表現，其中目標是根據對環境的了解和個人的目標明確制定的。 系統的內部結構用“心智模型”表示。 這種行為允許在不熟悉且因此不確定的控制條件下開發和測試不同的計劃，並且在技能或規則不可用或不充分時需要這種行為，因此必須調用問題解決和計劃。

在 HAS 的設計和管理中，應考慮工作者的認知特徵，以確保系統操作與描述其功能的工作者內部模型的兼容性。 因此，系統的描述級別應該從基於技能的人類功能方面轉移到基於規則和知識的人類功能方面，並且應該使用適當的認知任務分析方法來識別系統的操作員模型。 HAS 開發中的一個相關問題是在物理和認知層面上設計人類操作員和自動化系統組件之間的信息傳輸方式。 這種信息傳輸應該與在不同級別的系統操作中使用的信息模式兼容，即視覺、口頭、觸覺或混合。 這種信息兼容性確保不同形式的信息傳輸將要求介質與信息性質之間的不兼容性最小。 例如，視覺顯示最適合傳輸空間信息，而聽覺輸入可用於傳達文本信息。

人類操作員經常根據他或她的經驗、培訓和與給定類型的人機界面相關的說明開發描述系統操作和功能的內部模型。 鑑於這一現實，HAS 的設計者應該嘗試在機器（或其他人工系統）中構建一個人類操作員的身體和認知特徵的模型，即操作員的系統形象（Hollnagel 和 Woods 1983） . HAS 的設計者還必須考慮系統描述中的抽象級別以及人類操作員行為的各種相關類別。 這些用於在工作環境中模擬人類功能的抽象級別如下（Rasmussen 1983）：（1）物理形式（解剖結構），（2）物理功能（生理功能），（3）廣義功能（心理機制和認知和情感過程），（4）抽像功能（信息處理）和（5）功能目的（價值結構、神話、宗教、人類互動）。 設計人員必須同時考慮這五個級別，以確保有效的 HAS 性能。

系統軟件設計

由於計算機軟件是任何 HAS 環境的主要組成部分，因此在 HAS 開發的早期階段也必須考慮軟件開發，包括設計、測試、操作和修改，以及軟件可靠性問題。 通過這種方式，應該能夠降低軟件錯誤檢測和消除的成本。 然而，由於我們模擬人工任務性能、相關工作量和潛在錯誤的能力有限，因此很難估計 HAS 人工組件的可靠性。 過多或不足的腦力工作量可能分別導致信息過載和無聊，並可能導致人的績效下降，從而導致錯誤和事故發生的可能性增加。 HAS 的設計者應該採用自適應接口，利用人工智能技術來解決這些問題。 除了人機兼容性之外，還必須考慮人機相互適應的問題，以減少人的能力可能被超越時的壓力水平。

由於許多混合自動化系統的高度複雜性，識別與這些系統的硬件、軟件、操作程序和人機交互相關的任何潛在危險對於旨在減少傷害和設備損壞的努力取得成功至關重要. 與復雜的混合自動化系統相關的安全和健康危害，例如計算機集成製造技術 (CIM)，顯然是系統設計和操作的最關鍵方面之一。

系統安全問題

混合自動化環境在系統干擾條件下具有控制軟件不穩定行為的巨大潛力，會產生新一代的事故風險。 隨著混合自動化系統變得更加通用和復雜，系統干擾（包括啟動和關閉問題以及系統控制中的偏差）會顯著增加對人類操作員造成嚴重危險的可能性。 具有諷刺意味的是，在許多異常情況下，操作員通常依賴於自動安全子系統的正常運行，這種做法可能會增加嚴重傷害的風險。 例如，一項與技術控制系統故障相關的事故研究表明，大約三分之一的事故序列包括人為乾預受干擾系統的控制迴路。

由於傳統的安全措施不能輕易適應 HAS 環境的需要，因此需要根據這些系統的固有特性重新考慮傷害控制和事故預防策略。 例如，在先進製造技術領域，許多過程的特點是存在大量的能量流，人類操作員無法輕易預測到這些能量流。 此外，安全問題通常出現在子系統之間的接口處，或者當系統干擾從一個子系統發展到另一個子系統時。 根據國際標準化組織 (ISO 1991)，工業自動化帶來的危害相關風險因特定製造系統中的工業機器類型以及系統的安裝、編程、操作和維護方式而異並修好。 例如，瑞典的機器人相關事故與其他類型事故的比較表明，機器人可能是先進製造業中使用的最危險的工業機器。 工業機器人的估計事故率為每 45 個機器人年發生一次嚴重事故，高於工業壓力機的事故率，據報導為每 50 個機器年發生一次事故。 此處應注意，在 23 年至 1980 年期間，美國的工業壓力機約佔所有金屬加工機械相關死亡人數的 1985%，其中動力壓力機在非致命傷害的嚴重頻率乘積方面排名第一。

在先進製造技術領域，有許多運動部件在人類操作員的視野之外以復雜的方式改變位置，對工人造成危險。 計算機集成製造技術的快速發展催生了研究先進製造技術對工人影響的迫切需要。 為了識別這種 HAS 環境的各種組成部分造成的危害，需要仔細分析過去的事故。 不幸的是，涉及機器人使用的事故很難從人為操作的機器相關事故的報告中分離出來，因此，未記錄事故的比例可能很高。 日本的職業健康和安全規則指出，“工業機器人目前沒有可靠的安全手段，除非對它們的使用進行規範，否則無法保護工人免受它們的傷害”。 例如，日本勞動省（Sugimoto 1987）對 190 家被調查工廠（4,341 台工作機器人）的工業機器人相關事故進行的調查結果顯示，有 300 起與機器人有關的騷亂，其中 37 起不安全行為造成的險情9起，傷亡事故2起。 其他研究的結果表明，基於計算機的自動化不一定會提高整體安全水平，因為系統硬件不能僅通過計算機軟件中的安全功能實現故障安全，而且系統控制器並不總是高度可靠的。 此外，在復雜的 HAS 中，不能完全依賴安全傳感設備來檢測危險情況並採取適當的危險規避策略。

自動化對人類健康的影響

如上所述，許多 HAS 環境中的工人活動基本上是監督控制、監視、系統支持和維護。 這些活動也可以分為以下四個基本組：(1) 編程任務，即對指導和指導機器操作的信息進行編碼，(2) 監控 HAS 生產和控制組件，(3) 維護 HAS 組件以防止或減輕機器故障，以及 (4) 執行各種支持任務等。最近許多關於 HAS 對工人福祉影響的評論得出的結論是，儘管在製造區域使用 HAS 可以消除繁重和危險的任務，在 HAS 環境中工作可能會讓工人感到不滿和壓力。 壓力來源包括許多 HAS 應用程序所需的持續監控、分配活動的有限範圍、系統設計允許的低水平工人互動，以及與設備不可預測和不可控制的性質相關的安全隱患。 儘管一些參與編程和維護活動的工人感受到挑戰的因素，這可能對他們的幸福產生積極影響，但這些影響往往被這些活動的複雜性和要求性以及壓力所抵消管理層施加壓力以快速完成這些活動。

儘管在某些 HAS 環境中，人類操作員在正常操作條件下遠離傳統能源（機器的工作流和運動），但自動化系統中的許多任務仍然需要與其他能源直接接觸來執行。 由於不同 HAS 組件的數量不斷增加，必須特別強調工人的舒適性和安全性以及製定有效的傷害控制措施，特別是考慮到工人不再能夠跟上此類系統的精密性和復雜性。

為了滿足當前在計算機集成製造系統中對傷害控制和工人安全的需求，ISO 工業自動化系統委員會提出了名為“集成製造系統安全”(1991) 的新安全標準。 這項新的國際標準是為了認識到集成工業機器和相關設備的集成製造系統中存在的特殊危險而製定的，旨在最大限度地減少人員在集成製造系統上或附近工作時受傷的可能性。 本標準確定的 CIM 中對操作人員潛在危害的主要來源如圖 1 所示。

圖 1. 計算機集成製造 (CIM) 中的主要危害源（根據 ISO 1991）

人為和系統錯誤

一般來說，HAS 中的危險可能來自系統本身、它與物理環境中存在的其他設備的關聯，或者來自人員與系統的交互。 事故只是危險條件下可能出現的人機交互的幾種結果之一； 附近事故和損壞事件更為常見（Zimolong 和 Duda 1992）。 錯誤的發生可能導致以下後果之一：(1) 錯誤未被注意到，(2) 系統可以補償錯誤，(3) 錯誤導致機器故障和/或系統停止，或 (4 ) 錯誤導致事故。

由於並非導致重大事件的每個人為錯誤都會導致實際事故，因此進一步區分結果類別如下是適當的：(1) 不安全事件（即任何意外事件，無論它是否導致傷害、損壞或損失），(2) 事故（即導致傷害、損壞或損失的不安全事件），(3) 損壞事件（即僅導致某種物質損壞的不安全事件），(4)未遂事故或“險些發生”（即意外地以微弱優勢避免了傷害、損害或損失的不安全事件）和 (5) 存在事故隱患（即可能導致傷害、損害的不安全事件, 或損失, 但由於情況的原因, 甚至沒有導致事故)。

可以區分 HAS 中三種基本類型的人為錯誤：

1. 基於技能的失誤
2. 基於規則的錯誤
3. 基於知識的錯誤。

這種由 Reason (1990) 設計的分類法是基於對上述 Rasmussen 的技能-規則-知識的人類績效分類的修改。 在基於技能的層面上，人類的表現取決於存儲的預編程指令模式，這些指令表示為時空域中的模擬結構。 基於規則的級別適用於解決熟悉的問題，其中解決方案由存儲的規則（稱為“生產”，因為它們是按需要訪問或生產的）管理的。 這些規則要求做出某些診斷（或判斷），或採取某些補救措施，前提是出現了需要適當響應的某些情況。 在這個層面上，人為錯誤通常與情況的錯誤分類有關，導致錯誤規則的應用或對後續判斷或程序的不正確回憶。 基於知識的錯誤發生在必須使用有意識的分析過程和存儲的知識“在線”（在給定時刻）計劃行動的新情況中。 此級別的錯誤源於資源限制和不完整或不正確的知識。

Reason (1990) 提出的通用錯誤建模系統 (GEMS) 試圖定位基本人為錯誤類型的起源，可用於推導 HAS 中人類行為的總體分類。 GEMS 尋求整合錯誤研究的兩個不同領域：(1) 失誤和失誤，其中由於執行失敗和/或存儲失敗導致行為偏離當前意圖，以及 (2) 錯誤，其中行為可能按計劃運行，但該計劃不足以實現其預期結果。

CIM 中的風險評估和預防

根據 ISO (1991)，應在 CIM 中進行風險評估，以盡量減少所有風險，並作為確定安全目標和製定計劃或計劃的基礎，以創造安全的工作環境並確保以及人員的安全和健康。 例如，基於製造的 HAS 環境中的工作危險可表徵如下：(1) 操作人員在干擾恢復、服務和維護任務期間可能需要進入危險區域，(2) 危險區域難以確定，感知和控制，（3）工作可能是單調的，（4）計算機集成製造系統中發生的事故往往很嚴重。 應評估每個已識別的危險的風險，並應確定和實施適當的安全措施以將風險降至最低。 還應確定任何給定過程的以下所有方面的危害：單個單元本身； 單個單元之間的交互； 系統的操作部分； 以及整個系統在所有預期操作模式和條件下的操作，包括正常安全措施因編程、驗證、故障排除、維護或修理等操作而暫停的條件。

CIM 的 ISO (1991) 安全策略的設計階段包括：

• 系統參數限制的規範
• 安全策略的應用
• 危害識別
• 評估相關風險
• 盡可能消除危害或降低風險。

系統安全規範應包括：

• 系統功能說明
• 系統佈局和/或模型
• 為調查不同工作流程和體力活動的相互作用而進行的一項調查的結果
• 過程序列分析，包括人工交互
• 與輸送機或運輸線的接口的描述
• 工藝流程圖
• 基礎計劃
• 供應和處置設備的計劃
• 確定供應和處置材料所需的空間
• 可用的事故記錄。

根據 ISO (1991)，在系統安全規劃程序的設計中需要考慮確保 CIM 系統安全運行的所有必要要求。 這包括所有有效減少危害的保護措施，並要求：

• 人機界面整合
• 早期定義系統工作人員的位置（時間和空間）
• 儘早考慮減少孤立工作的方法
• 環境方面的考慮。

安全規劃程序應解決以下 CIM 安全問題：

• 系統運行模式的選擇. 控制設備應至少提供以下操作模式：(1) 正常或生產模式（即所有正常安全裝置連接並運行），(2) 一些正常安全裝置暫停運行，以及 (3) 在正常運行模式下運行哪個系統或遠程手動啟動危險情況被阻止（例如，在本地操作或電源隔離或危險情況的機械阻塞的情況下）。
• 培訓、安裝、調試和功能測試. 當需要人員進入危險區域時，控制系統應提供以下安全措施：（1）保持運行，（2）啟動裝置，（3）減速，（4）減小功率和（5） ) 可移動的急停裝置。
• 系統編程、維護和維修中的安全. 在編程期間，只允許程序員進入受保護的空間。 系統應有適當的檢查和維護程序，以確保系統持續按預期運行。 檢查和維護計劃應考慮系統供應商和系統各要素供應商的建議。 幾乎無需提及，對系統進行維護或修理的人員應該接受執行所需任務所需程序的培訓。
• 故障排除. 如果需要從安全空間內部排除故障，則應在安全斷開後（或者，如果可能，在啟動鎖定機制後）執行。 應採取額外措施防止危險情況的錯誤啟動。 如果系統的某些部分或相鄰系統的機器或機器在故障消除過程中可能發生危險，則這些機器也應停止運行並防止意外啟動。 對於不能完全觀察的系統部件，應通過指示和警示標誌注意排除故障。

系統干擾控制

在計算機集成製造領域中使用的許多 HAS 安裝中，通常需要人工操作員來執行控制、編程、維護、預設、維修或故障排除任務。 系統中的干擾導致工人必須進入危險區域的情況。 在這方面，可以假設干擾仍然是 CIM 中人為乾擾的最重要原因，因為系統通常是從限制區域之外進行編程的。 CIM 安全最重要的問題之一是防止干擾，因為大多數風險發生在系統的故障排除階段。 就安全性和成本效益而言，避免干擾是共同的目標。

CIM 系統中的干擾是偏離計劃或期望狀態的系統狀態或功能。 除了生產力之外，CIM 運行期間的干擾還會直接影響系統運行人員的安全。 芬蘭的一項研究（Kuivanen 1990）表明，自動化製造中大約一半的干擾會降低工人的安全。 干擾的主要原因是系統設計錯誤（34%）、系統組件故障（31%）、人為錯誤（20%）和外部因素（15%）。 大多數機器故障是由控制系統引起的，而在控制系統中，大多數故障發生在傳感器上。 提高 CIM 裝置安全級別的有效方法是減少干擾次數。 儘管受干擾系統中的人為行為防止了 HAS 環境中事故的發生，但他們也助長了事故。 例如，一項與技術控制系統故障相關的事故研究表明，大約三分之一的事故序列包括人為乾預受干擾系統的控制迴路。

CIM干擾預防的主要研究問題涉及（1）干擾的主要原因，（2）不可靠的組件和功能，（3）干擾對安全的影響，（4）干擾對系統功能的影響，（ 5) 材料損壞和 (6) 修理。 HAS 的安全性應在系統設計階段儘早規劃，適當考慮技術、人員和組織，並成為整個 HAS 技術規劃過程的組成部分。

HAS 設計：未來的挑戰

為確保上述混合自動化系統的最大優勢，需要更廣闊的系統開發願景，即基於人員、組織和技術集成的願景。 此處應應用三種主要類型的系統集成：

1. 人的整合，通過確保他們之間的有效溝通
2. 人機一體化，通過設計合適的界面和人機交互
3. 技術整合，通過確保機器之間的有效接口和交互。

混合自動化系統的最低設計要求應包括以下內容：(1) 靈活性，(2) 動態適應性，(3) 改進的響應能力，以及 (4) 激勵人們並更好地利用他們的技能、判斷力和經驗的需要. 上述還要求開發 HAS 組織結構、工作實踐和技術，以允許系統各個級別的人員調整他們的工作策略以適應各種系統控制情況。 因此，HAS 的組織、工作實踐和技術必須作為開放系統進行設計和開發（Kidd 1994）。

開放式混合自動化系統 (OHAS) 是一種從其環境接收輸入並將輸出發送到其環境的系統。 開放系統的思想不僅可以應用於系統架構和組織結構，還可以應用於工作實踐、人機界面以及人與技術之間的關係：例如，可以提到調度系統、控制系統和決策支持系統。 當一個開放系統允許人們有很大的自由度來定義操作系統的模式時，它也是一個自適應系統。 例如，在先進製造領域，開放式混合自動化系統的需求可以通過以下概念實現 人機一體化製造 (HCIM)。 在這種觀點下，技術設計應解決整體 HCIM 系統架構，包括以下內容：（1）組網絡的考慮，（2）每個組的結構，（3）組之間的交互，（4）支撐軟件的性質和（5）支撐軟件模塊之間的技術交流和集成需求。

與封閉系統相反，自適應混合自動化系統不限制人工操作員可以做什麼。 HAS 設計者的角色是創建一個系統，該系統將滿足用戶的個人喜好並允許其用戶以他們認為最合適的方式工作。 允許用戶輸入的先決條件是開發適應性設計方法——即允許在設計過程中實施啟用的、計算機支持的技術的 OHAS。 開發適應性設計方法的需要是在實踐中實現 OHAS 概念的直接要求之一。 還需要開發新水平的自適應人類監督控制技術。 這種技術應該允許人類操作員“看透”原本看不見的 HAS 控制系統的功能——例如，通過在系統控制和操作的每個點應用交互式高速視頻系統。 最後，還非常需要一種用於在混合自動化系統中開發智能和高度適應性、基於計算機的人類角色和人類功能支持的方法。

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