基本概念研究對(duì)象和目的人因工程學(xué)的形成和發(fā)展課件

1、 第一節(jié) 人因工程學(xué)概論 - 基本概念、研究對(duì)象和目的 - 人因工程學(xué)的形成和發(fā)展 第二節(jié) 手工作業(yè)設(shè)計(jì) - 人體能力和動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則 - 動(dòng)作研究 - 手工作業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 第三節(jié) 工作場(chǎng)所、儀器和工具設(shè)計(jì) - 人體測(cè)量學(xué)及設(shè)計(jì) - 工作場(chǎng)所、儀器和工具設(shè)計(jì)原則 第四節(jié) 工作環(huán)境的設(shè)計(jì) - 照明、噪聲、溫度、通風(fēng)、振動(dòng)、輻射等因素 - 輪班制與工作時(shí)間 - 職業(yè)安全與健康管理 第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì) - 人的信息處理模型 - 信息編碼：一般設(shè)計(jì)原則 - 視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信息的顯示：特殊設(shè)計(jì)原則作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)目錄1）人類信息處理模型及其相關(guān)知識(shí)2）信息編碼：一般設(shè)計(jì)原則3）視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)

2、信息的顯示：特殊設(shè)計(jì)原則作 業(yè) 設(shè) 計(jì)認(rèn) 知 工 作 設(shè) 計(jì) 的 重 要 性 隨著職業(yè)和工作環(huán)境的不斷變化，不僅需要對(duì)工作的操作部分進(jìn)行研究，而且 對(duì)工作的認(rèn)知方面的研究也變得日益重要； 越來(lái)越復(fù)雜的工作環(huán)境，要求作業(yè)人員必須能夠認(rèn)識(shí)和理解大量的信息，做出 關(guān)鍵決策并且能夠快速精確地控制相關(guān)機(jī)器或設(shè)備； 體力活動(dòng)越來(lái)越減少，而代之更多的信息處理和決策。本 節(jié) 主 要 內(nèi) 容作 業(yè) 設(shè) 計(jì)感 知 系 統(tǒng) 基 本 原 理 感知系統(tǒng)：人通過(guò)各種感覺(jué)器官接受外界的信息，然后把這些信息傳遞給中樞 信息處理系統(tǒng)進(jìn)行決策和反應(yīng)選擇。 通過(guò)對(duì)輸入的刺激信息和存儲(chǔ)的知識(shí)之間的比較，而對(duì)信息進(jìn)行分類。 - 刺激信

3、息的敏感度：可以通過(guò)更多的培訓(xùn)和警戒、工作站更好的照明等。 - 信息的加工方式：* 自下而上的加工：由外部刺激開始的加工。指先對(duì)較 小的知覺(jué)單元進(jìn)行分析，然后再轉(zhuǎn)向 加大的知覺(jué)單元，經(jīng)過(guò)一系列連續(xù)的 加工而達(dá)到對(duì)感覺(jué)刺激的解釋； * 自上而下的加工：由有關(guān)知覺(jué)對(duì)象的一般知識(shí)開始的 加工。由此可以形成期望或?qū)χX(jué) 對(duì)象的假設(shè)。 非感覺(jué)信息越多，所需的感覺(jué)信息越少，因而自上而下的加工占優(yōu)勢(shì)；反之，相反。第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：感知系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)幾種主要感覺(jué)器官的刺激閾限感覺(jué)刺 激 閾 限 下 限觸覺(jué)聽(tīng)覺(jué)視覺(jué)嗅覺(jué)味覺(jué)蜜蜂翅膀從1cm高處落到肩上的感覺(jué)；在寂靜場(chǎng)所從60m遠(yuǎn)處能聽(tīng)到的鐘擺走

4、動(dòng)聲;在晴朗的夜晚距48m遠(yuǎn)能看到的燭光（約10個(gè)光量子）；在30m的房間內(nèi)開始嗅到的一滴香水散發(fā)的香味；一匙白糖溶于9L水中初次能嘗到的甜味。第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：感知系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)記 憶 系 統(tǒng) 記憶系統(tǒng)的三大部分：- 感覺(jué)存儲(chǔ)的短期記憶：非常短暫； - 工作記憶：也是一種暫時(shí)性的信息存儲(chǔ)，或者當(dāng)信息為了做 出反應(yīng)而被處理的時(shí)候保持信息出于激活狀態(tài)的 方法。工作記憶的容量限制在72項(xiàng)目之內(nèi) （Miller法則）。 - 長(zhǎng)期記憶：如果以后還需要使用，工作記憶信息可以被傳遞 到場(chǎng)期記憶。這種傳遞必須以規(guī)律的方式完成， 以便在以后能通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程很容易找回。 長(zhǎng)期記憶在最初的幾天以最

5、快的衰退速度呈指數(shù)狀態(tài)衰減。正因?yàn)槿绱?，培?xùn)過(guò)程的 有效性就不能在程序之后馬上被評(píng)價(jià)。第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：記憶系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)決 策 和 反 應(yīng) 系 統(tǒng) 決策是信息處理真正的核心，是人們?cè)u(píng)價(jià)選擇一個(gè)最合適的過(guò)程。 遺憾的是人們并不是完美的決策者，經(jīng)常不會(huì)基于客觀的數(shù)字或者確實(shí)的信息做出合理 的決定。在經(jīng)典的決策理論里的合理方法是基于概率期望值的決策。 另外，人們通常使用各種啟發(fā)來(lái)做出決策，在這種情況下，各種偏差會(huì)影響到尋找信息、 賦值輸出和做出總體決策的方式。這樣的偏差可能來(lái)自： - 使用有限數(shù)量的提示或者少量條數(shù)的信息； - 早期提示賦予不適當(dāng)?shù)臋?quán)重； - 晚期提示的疏忽； -

6、 越突出的提示賦予的權(quán)重越大； - 無(wú)視實(shí)際的權(quán)重而給每個(gè)信息都賦予相同的權(quán)重； - 生成少量的假設(shè)； - 一旦假設(shè)被選定，稍后的提示則被忽略； - 只用以確認(rèn)信息去檢驗(yàn)選定的假設(shè)； - 只有少量的反應(yīng)被選中。第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：決策和反應(yīng)系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)選擇-反應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)* 反應(yīng)時(shí)間=a+bH; 其中，H為信息量；a為截距；b為信息處理速率* 反應(yīng)時(shí)間隨著對(duì)應(yīng)的不同刺激的數(shù)目增加而增加，但不是線性關(guān)系，但是當(dāng)決策復(fù)雜度量是通過(guò)bit傳遞的信息量來(lái)定量的話，反應(yīng)時(shí)間會(huì)變?yōu)榫€性關(guān)系。* 反應(yīng)時(shí)間受很多因素的影響：- 刺激類型； - 重復(fù)次數(shù)； - 精度要求； - 沖突信息；第三章

7、作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：決策和反應(yīng)系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：決策和反應(yīng)系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：決策和反應(yīng)系統(tǒng)注 意 力 資 源 在信息經(jīng)過(guò)感知、決策、反應(yīng)的三個(gè)階段時(shí)，幾乎都離不開注意力。注意力的 重要功能是對(duì)外界的大量信息進(jìn)行過(guò)濾、篩選，避開無(wú)關(guān)和干擾信息，使符合 需要的信息在大腦中得到精細(xì)加工。 人的注意力資源量是有限的。只有具備較高的注意力分配能力，才能提高工作 效率，防止出現(xiàn)差錯(cuò)和發(fā)生事故。 時(shí)間工作量與精神工作量的衡量： - 一個(gè)將蘋果在傳送帶上分類的檢查員，對(duì)感知資源卻不做特別的要求； - 空中交通控制，在高峰時(shí)刻可能

8、會(huì)非常需要感知資源； - 以上，對(duì)操作員身上的需求很難進(jìn)行實(shí)際的量化。 目標(biāo)：任務(wù)的數(shù)量和難度需要被最小化。第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：注意力資源第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：注意力資源警 惕 性 隨 時(shí) 間 推 移 而 減 弱認(rèn) 知 工 作 評(píng) 估 檢 查 表第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：注意力資源認(rèn) 知 工 作 評(píng) 估 檢 查 表第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：注意力資源第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：信 息 編 碼信 息 編 碼：一 般 設(shè) 計(jì) 原 則 需要表達(dá)的信息類型：- 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)； - 定量的、定性的、

9、狀態(tài)的、警告的、字母數(shù)字混合編制的、 表達(dá)性的、時(shí)間周期性的。 顯示模式：與5種不同的感官相對(duì)應(yīng)的是5種不同的被操作員感知的信息的顯示形式。 選擇合適的維度：信息可以通過(guò)多種維度來(lái)編碼。 限制絕對(duì)判斷：- 相對(duì)判斷：可比較 - 絕對(duì)判斷：沒(méi)有比較。一個(gè)人根據(jù)絕對(duì)判斷能夠識(shí)別最多72個(gè)項(xiàng)目。 增加編碼的可分辨性：兩種編碼被區(qū)分為不同之前，兩者之間有某種最小的區(qū)別。這個(gè) 區(qū)別稱作剛剛能夠看出來(lái)的差異，并且發(fā)現(xiàn)其隨著刺激的等級(jí)而 變化。 編碼規(guī)范的兼容：兼容性是指和人的預(yù)期一致的刺激和響應(yīng)之間的關(guān)系，從而使得錯(cuò)誤 減少和反映時(shí)間更快。例如：口頭任務(wù)最好通過(guò)聽(tīng)覺(jué)信號(hào)和言語(yǔ)信號(hào)。 空間任務(wù)最好使用視覺(jué)顯

10、示和手動(dòng)響應(yīng)。 應(yīng)對(duì)緊急情況的冗余：當(dāng)幾個(gè)維度以冗余的方式組合，會(huì)更加可能被正確地解釋并且發(fā) 生錯(cuò)誤的可能性越小。 一致性維護(hù)：當(dāng)編碼系統(tǒng)已經(jīng)被不同的人在不同的狀況下開發(fā)完成之后，維護(hù)其一致性 就顯得很重要。使用視覺(jué)模式使用聽(tīng)覺(jué)模式信息長(zhǎng)且復(fù)雜信息與空間的索引有關(guān)信息在隨后還會(huì)被引用不需立即處理不能使用聽(tīng)覺(jué)模式（噪聲干擾）或超載操作員可以是固定的信息短且簡(jiǎn)單信息與隨時(shí)間而發(fā)生的事件有關(guān)信息稍瞬即逝的需要立刻行動(dòng)不能使用視覺(jué)模式或視覺(jué)超載操作者在移動(dòng)中在什么情況下使用視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)顯示模式 最常用的顯示模式是視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)； 觸覺(jué)主要在控制設(shè)計(jì)方面非常有用； 味覺(jué)在非常有限的環(huán)境范圍內(nèi)使用：比如，藥物、

11、天然氣氣味等。第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：信 息 編 碼視覺(jué)信息的顯示：特 殊 設(shè) 計(jì) 原 則 表示定量信息的顯示類型的設(shè)計(jì)：- 控制器和顯示器之間的關(guān)系與人們的預(yù)期相一致； - 從左到右增大的刻度讀數(shù)； - 對(duì)于圓形顯示器，最好的兼容性由固定的標(biāo)盤和 運(yùn)動(dòng)的指針顯示； - 對(duì)于垂直或水平的顯示器，指針尖盡可能接近顯示 區(qū)且與控制器沿同一方向移動(dòng)； 刻度盤設(shè)計(jì)的基本特征和刻度盤面版的模式 工人信息負(fù)載最小化：人在讀取顯示信息時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤隨著每單位面積信息量的增加 而增多，因此一定要根據(jù)Miller法則來(lái)限制儀表提供的信息量。 使用指示燈以引起工人的注意：指示燈或者警報(bào)燈在吸引

12、操作員對(duì)潛在危險(xiǎn)的注意方面 尤其有效。 用大小合適的字母數(shù)字混編字符做儀表盤上的標(biāo)識(shí)：比如，基于51cm的視覺(jué)距離，字母 或者數(shù)字高度應(yīng)該至少是0.325cm、 筆畫寬度至少是0.055cm，而筆畫 的寬高比應(yīng)該是1：6等。第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：視 覺(jué) 信 息第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：視 覺(jué) 信 息第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：視 覺(jué) 信 息第三章 作 業(yè) 設(shè) 計(jì)第五節(jié) 認(rèn)知工作的設(shè)計(jì)：視 覺(jué) 信 息聽(tīng)覺(jué)信息的顯示：特 殊 設(shè) 計(jì) 原 則 警告的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)：- 對(duì)聽(tīng)覺(jué)信號(hào)的簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)間比視覺(jué)信號(hào)來(lái)說(shuō)要快得多。 - 聽(tīng)力是全方位的以及聲波是能穿越障礙物，聽(tīng)覺(jué)信號(hào)在工人在 未知位置工作并且走動(dòng)的時(shí)候尤其有用。 兩階段聽(tīng)覺(jué)信號(hào)：- 因?yàn)槁?tīng)覺(jué)系統(tǒng)被限制為短而簡(jiǎn)單的消息，所以當(dāng)復(fù)雜信息需要被 表示的時(shí)候應(yīng)該考慮兩階段信號(hào)。 - 第一階段應(yīng)該是關(guān)注需求信號(hào)以吸引注意；第二階段則是用于表 示更精確的信息 人的能力和限制：因?yàn)槿说穆?tīng)覺(jué)在大約1000Hz時(shí)最敏感，所以使用聽(tīng)覺(jué)信號(hào)的頻率通 常在500-3000Hz之間。 環(huán)境因素：- 聲波可以被工作環(huán)境分散或者削弱； - 當(dāng)需要長(zhǎng)距離（超過(guò)1000ft)傳輸信號(hào)的時(shí)候使用信號(hào)頻率在1000Hz以下， 因?yàn)楦叩念l率更容易被