人类很早就意识到发明工具、利用器械提升能力的重要性。工业革命以来，越来越多的机械进入人类社会，随着智能化的出现，尤其是计算机技术的广泛应用，机械越来越复杂，越来越具有“智慧”，不仅与人类有物理接触，而日.深入心智范畴。这就需要进一步研究智能化机器与人类心智的匹配问题，确定在机械中的人类心智能力适用范围，这-工程应用称为认知上程，相关理论则称为认知学。
　　民航飞行是认知工程中一项极具挑战性的任务，需要保障飞行员正确地控制飞行器在立体空间运动，这种控制运动的技能往往造反人类在陆地环境长期进化所形成的下意识。例如，飞机发生高空失速时，正确的操作是压低机头，减小飞行攻角，使机翼恢复所需升力。但此时由于飞行高度急速损失，飞行员的本能反应是拉升机头，这将进一步加剧失速程度，甚至进入无法改出的境地。
　　在设计操控特性时应用认知工程，需要从三个方而入手。首先，根据飞机的设计功能和性能目标，获取完整而精确的飞行操作任务需求。其次，将这些操作任务精确分解到飞机系统的响应环节中。这个响应可以是物理关系（机械联系），也可以是某种功能。第三，正确设计飞行员的信息流程，也就是认知流程。
　　民航飞行由四大元素组成：操作、导航、通信和驾驶舱工作管理。在这些元素中，有机结合是认知过程的核心，在不同情景下，这些元素的合成必须提供合适的有机物—— 精确流畅的飞行信息体验。在欧美航空文化中，飞行员是认知工程中的核心环节，人的思维和举止决定了飞行安全目标的质量和水平。在非常不幸的情况下，人的认知失误导致操作失误，如果纠偏不当，就可能放大操作失误的后果，直至机毁人亡。
　　基于这种文化，欧美民机设计的操作原则是：飞行员具有最高操作权限，自动化系统承担操作纠偏的职能。一旦飞行员的操作出现偏差，自动化系统将利用视觉、听觉和触觉手段，对飞行员进行3个维度的告警。
　　典型的视觉告警功能通过指示器和显示器实现，扬声器和耳机装置实现音频告警，操纵杆的驱动力变化实现触觉告警。例如，突然显著的阻尼效果用于提醒飞行员注意操作量，通过抖杆振动提醒飞行员进入飞行极限等则是业内普遍应用的触觉告警手段。
　　2009年，法国航空公司一架A330飞机执行AF447航班任务时，因空速管结冰，飞行速度测量数据异常。虽然实际空速正常，但根据设计逻辑，自动驾驶仪自动解除，要求飞行员判断和操作。因失去目视监控的渠道，飞行员错误判断情况，操作飞机爬升，增加仰角，导致大幅度降低空速。
　　作为避免触发误警的设计手段之一，因飞行速度异常变动，告警系统暂停失速告警。尽管飞行员曾经正确操作，但告警系统因速度数据恢复到设计范畴，再次进行失速告警，这打击了飞行机组的信心。
　　为此，在缺乏目视判断手段的情况下，飞行机组只能加大发动机功率，保持迎角不变，导致飞机达到最高飞行高度，进入飞行极限状态，导致致命的深失速。因多次出现告警，飞行机组困惑于当前的操作策略，延误宝贵时机，飞机最终坠入大西洋，机上228名旅客和机组成员全部罹难。
　　从现有适航条例看，这款飞机完全满足适航要求，但从认知工程的角度分析，现有适航审定过程中的缺陷是十分明显的。
　　首先，在设计任务的分解过程中，认定“不可能发生高空飞行时低于常规低速”的假设是错误的。空速管结冰导致空速读数虚增，使真实空速大大低于低速门限值，空速管结冰还导致数据错误。正是这两种情况交替出现，告警功能提供了导致飞行员认知混乱的告警信息。
　　其次，基于现代欧美认知工程理论，适航条例认为“飞行员对飞行安全负有最高责任”的能力，以及“飞行员应正确反应和处置特情”的假设，都存在一定的缺陷。
　　飞行事故的数据统计分析表明，出现险情时，飞行员往往高度集中地关注某些方面，无法全面考虑问题。尤其是飞机进入最后的危险状态时，多项飞行参数达到安全极限，各种告警声纷至沓来，飞行员往往无所适从，导致进一步的思维、判断和操作混乱。在这种情况下，工作负荷远远超出正常条件下可承受的范围，本不应发生的悲剧由此变成残酷现实。
　　在AF447航班案例中，飞行员本有机会挽救飞机。在适航审定中假设飞行人员“应知应会”，在现实世界中，在不同的场景下，飞行员的实际表现与上述假设迥然不同。
　　基于认知工程理论，我国科技人员提出了一种新型告警方式，开始应用于工程项目中。这种新的方式旨在增加听觉告警的指向性，改进飞行安全。2015年1月，FAA正式批准立项，启动工作计划，吸纳包括我国在内的多国专家开展修订相关适航审定条例的技术研究，预计将在2017年形成行业性的指导意见。