基本概念研究對象和目的人因工程學的形成和發(fā)展課件

1、 第一節(jié) 人因工程學概論 - 基本概念、研究對象和目的 - 人因工程學的形成和發(fā)展 第二節(jié) 手工作業(yè)設(shè)計 - 人體能力和動作經(jīng)濟原則 - 動作研究 - 手工作業(yè)設(shè)計準則 第三節(jié) 工作場所、儀器和工具設(shè)計 - 人體測量學及設(shè)計 - 工作場所、儀器和工具設(shè)計原則 第四節(jié) 工作環(huán)境的設(shè)計 - 照明、噪聲、溫度、通風、振動、輻射等因素 - 輪班制與工作時間 - 職業(yè)安全與健康管理 第五節(jié) 認知工作的設(shè)計 - 人的信息處理模型 - 信息編碼：一般設(shè)計原則 - 視覺和聽覺信息的顯示：特殊設(shè)計原則作 業(yè) 設(shè) 計第三章 作 業(yè) 設(shè) 計目錄1）人類信息處理模型及其相關(guān)知識2）信息編碼：一般設(shè)計原則3）視覺和聽覺

2、信息的顯示：特殊設(shè)計原則作 業(yè) 設(shè) 計認 知 工 作 設(shè) 計 的 重 要 性 隨著職業(yè)和工作環(huán)境的不斷變化，不僅需要對工作的操作部分進行研究，而且 對工作的認知方面的研究也變得日益重要； 越來越復(fù)雜的工作環(huán)境，要求作業(yè)人員必須能夠認識和理解大量的信息，做出 關(guān)鍵決策并且能夠快速精確地控制相關(guān)機器或設(shè)備； 體力活動越來越減少，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) 計感 知 系 統(tǒng) 基 本 原 理 感知系統(tǒng)：人通過各種感覺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)進行決策和反應(yīng)選擇。 通過對輸入的刺激信息和存儲的知識之間的比較，而對信息進行分類。 - 刺激信

3、息的敏感度：可以通過更多的培訓和警戒、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。指先對較 小的知覺單元進行分析，然后再轉(zhuǎn)向 加大的知覺單元，經(jīng)過一系列連續(xù)的 加工而達到對感覺刺激的解釋； * 自上而下的加工：由有關(guān)知覺對象的一般知識開始的 加工。由此可以形成期望或?qū)χX 對象的假設(shè)。 非感覺信息越多，所需的感覺信息越少，因而自上而下的加工占優(yōu)勢；反之，相反。第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：感知系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計幾種主要感覺器官的刺激閾限感覺刺 激 閾 限 下 限觸覺聽覺視覺嗅覺味覺蜜蜂翅膀從1cm高處落到肩上的感覺；在寂靜場所從60m遠處能聽到的鐘擺走

4、動聲;在晴朗的夜晚距48m遠能看到的燭光（約10個光量子）；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) 認知工作的設(shè)計：感知系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計記 憶 系 統(tǒng) 記憶系統(tǒng)的三大部分：- 感覺存儲的短期記憶：非常短暫； - 工作記憶：也是一種暫時性的信息存儲，或者當信息為了做 出反應(yīng)而被處理的時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項目之內(nèi) （Miller法則）。 - 長期記憶：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， 以便在以后能通過學習過程很容易找回。 長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。正因為如此，培訓過程的 有效性就不能在程序之后馬上被評價。第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：記憶系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計決 策 和 反 應(yīng) 系 統(tǒng) 決策是信息處理真正的核心，是人們評價選擇一個最合適的過程。 遺憾的是人們并不是完美的決策者，經(jīng)常不會基于客觀的數(shù)字或者確實的信息做出合理 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)來做出決策，在這種情況下，各種偏差會影響到尋找信息、 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?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； - 無視實際的權(quán)重而給每個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； - 只用以確認信息去檢驗選定的假設(shè)； - 只有少量的反應(yīng)被選中。第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：決策和反應(yīng)系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計選擇-反應(yīng)時間試驗* 反應(yīng)時間=a+bH; 其中，H為信息量；a為截距；b為信息處理速率* 反應(yīng)時間隨著對應(yīng)的不同刺激的數(shù)目增加而增加，但不是線性關(guān)系，但是當決策復(fù)雜度量是通過bit傳遞的信息量來定量的話，反應(yīng)時間會變?yōu)榫€性關(guān)系。* 反應(yīng)時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) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：決策和反應(yīng)系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：決策和反應(yīng)系統(tǒng)第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：決策和反應(yīng)系統(tǒng)注 意 力 資 源 在信息經(jīng)過感知、決策、反應(yīng)的三個階段時，幾乎都離不開注意力。注意力的 重要功能是對外界的大量信息進行過濾、篩選，避開無關(guān)和干擾信息，使符合 需要的信息在大腦中得到精細加工。 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)差錯和發(fā)生事故。 時間工作量與精神工作量的衡量： - 一個將蘋果在傳送帶上分類的檢查員，對感知資源卻不做特別的要求； - 空中交通控制，在高峰時刻可能

8、會非常需要感知資源； - 以上，對操作員身上的需求很難進行實際的量化。 目標：任務(wù)的數(shù)量和難度需要被最小化。第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：注意力資源第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：注意力資源警 惕 性 隨 時 間 推 移 而 減 弱認 知 工 作 評 估 檢 查 表第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：注意力資源認 知 工 作 評 估 檢 查 表第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：注意力資源第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：信 息 編 碼信 息 編 碼：一 般 設(shè) 計 原 則 需要表達的信息類型：- 靜態(tài)和動態(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、 表達性的、時間周期性的。 顯示模式：與5種不同的感官相對應(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：信息可以通過多種維度來編碼。 限制絕對判斷：- 相對判斷：可比較 - 絕對判斷：沒有比較。一個人根據(jù)絕對判斷能夠識別最多72個項目。 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 區(qū)別稱作剛剛能夠看出來的差異，并且發(fā)現(xiàn)其隨著刺激的等級而 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，從而使得錯誤 減少和反映時間更快。例如：口頭任務(wù)最好通過聽覺信號和言語信號。 空間任務(wù)最好使用視覺顯

10、示和手動響應(yīng)。 應(yīng)對緊急情況的冗余：當幾個維度以冗余的方式組合，會更加可能被正確地解釋并且發(fā) 生錯誤的可能性越小。 一致性維護：當編碼系統(tǒng)已經(jīng)被不同的人在不同的狀況下開發(fā)完成之后，維護其一致性 就顯得很重要。使用視覺模式使用聽覺模式信息長且復(fù)雜信息與空間的索引有關(guān)信息在隨后還會被引用不需立即處理不能使用聽覺模式（噪聲干擾）或超載操作員可以是固定的信息短且簡單信息與隨時間而發(fā)生的事件有關(guān)信息稍瞬即逝的需要立刻行動不能使用視覺模式或視覺超載操作者在移動中在什么情況下使用視覺或聽覺顯示模式 最常用的顯示模式是視覺和聽覺； 觸覺主要在控制設(shè)計方面非常有用； 味覺在非常有限的環(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) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：信 息 編 碼視覺信息的顯示：特 殊 設(shè) 計 原 則 表示定量信息的顯示類型的設(shè)計：- 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)； - 對于圓形顯示器，最好的兼容性由固定的標盤和 運動的指針顯示； - 對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； 刻度盤設(shè)計的基本特征和刻度盤面版的模式 工人信息負載最小化：人在讀取顯示信息時發(fā)生的錯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：指示燈或者警報燈在吸引

12、操作員對潛在危險的注意方面 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識：比如，基于51cm的視覺距離，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) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：視 覺 信 息第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：視 覺 信 息第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：視 覺 信 息第三章 作 業(yè) 設(shè) 計第五節(jié) 認知工作的設(shè)計：視 覺 信 息聽覺信息的顯示：特 殊 設(shè) 計 原 則 警告的聽覺信號：- 對聽覺信號的簡單反應(yīng)時間比視覺信號來說要快得多。 - 聽力是全方位的以及聲波是能穿越障礙物，聽覺信號在工人在 未知位置工作并且走動的時候尤其有用。 兩階段聽覺信號：- 因為聽覺系統(tǒng)被限制為短而簡單的消息，所以當復(fù)雜信息需要被 表示的時候應(yīng)該考慮兩階段信號。 - 第一階段應(yīng)該是關(guān)注需求信號以吸引注意；第二階段則是用于表 示更精確的信息 人的能力和限制：因為人的聽覺在大約1000Hz時最敏感，所以使用聽覺信號的頻率通 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； - 當需要長距離（超過1000ft)傳輸信號的時候使用信號頻率在1000Hz以下， 因為更高的頻率更容易被