脑力工作负荷.ppt

1、人因工程学,人因工程学,主要内容,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,一、脑力负荷研究背景 人机系统经历从手工作业到自动化系统发展过程,现代制造系统使：,-人工作业系统-人是动力源，并控制整个过程 - 机械化系统-人机共动, 人操纵作业 - 半自动化系统-机动为主，人是控制者，操纵机具设备，对系统进行某些调整或简单作业。 - 自动化系统-人的作业为监视和管理,体力劳动 脑力劳动 操作型作业 知识型作业,人因工程学,机械化系统 冲床作业,半自动化系统-高速火车驾驶,自动化系统-电站控制室,人机系统的发展,人工系统-打铁作业,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,一、脑力负荷研究

2、背景,问 题 什么是脑力负荷？ 如何测量脑力负荷？,劳动力结构：脑力劳动者在从业人口中所占的比例越来越大 如何预测和测量人在系统中的表现及脑力负荷，评价脑力劳动效率对人机系统效率的影响具有重要意义。 实际例子:世纪年代，脑力负荷是美国航空工业中管理阶层和劳工之间的一个重要议题。美国航空驾驶员协会认为DC-9型和波音737在工作的高峰期对两个驾驶员来说脑力负荷太高了，他们要求每架飞机上配三个驾驶员，而航空公司则坚称两个驾驶员就够了。美国国家航空局开始着手建立检验各种飞机的脑力负荷标准，美国空军也开始要求新飞机的设计要符合脑力负荷的标准。,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,一、脑力负荷

3、研究背景 1）1976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制” 的专题会议，讨论技术进步对人在系统中作用的变化。提出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要性。 2）1977年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。 之后，30多年间关于脑力负荷的研究日益得到重视。 主要围绕的问题是：脑力负荷的测量和预测方法，脑力负荷测量方法的应用。,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,到哪去查脑力负荷评价研究文献？, 中国学术期刊全文数据库 中国优秀硕博士论文全文数据库 Else

4、vier Science期刊 Springer Link全文数据库 Wiley Interscience期刊数据库 ARL全文期刊与报纸数据库 美国计算机协会ACM数据库 检索关键词 “脑力负荷”，“Mental Workload”；脑力劳动，“Mental Work”,人因工程学,国内外主要期刊和相关学者,人类工效学系统工程学报工业工程与管理 工业工程心理学报研究与发展管理 中国航空航天医学杂志航天医学与医学工程 航空军医中华劳动卫生职业病杂志 中国心理卫生杂志中国临床心理学杂志， 各大学学报。, 国内刊物：,人因工程学,国内外主要期刊和相关学者, 国内学者：,廖建桥（华中科技大学管理学院）

5、 刘宝善（空军航空医学研究所） 董明清 （第四军医大学航空心理学） 袁修干和柳忠起（北京航空航天大学） 朱祖祥和张智君（杭州大学心理系） 王东光（中国民航飞行学院航行系） 文治洪（第四军医大学航空航天医学系） 韩东旭（航空医学工程研究所）,人因工程学,脑力负荷评价研究相关期刊, 国外刊物：,Applied Ergonomics 、International Journal of Industrial Ergonomics、Theoretical Issues in Ergonomics Science 、 Human Factors 、International Journal of Huma

6、n-Computer Studies 、Aviation, Space and Environmental Medicine、 International Journal of Psychophysiology、International Journal of Neuroscience、 IEEE transactions on systems, man and cybernetics 等,人因工程学,脑力负荷评价研究相关期刊, 国外学者：,Moray N，T.B.Sheridan， Reid GB，Juergen Sauer， ODonnell RD， Young MS and Stanto

7、n NA， Guillermo M (墨西哥大学)， Hwa S. Jung，B.S. Moon，Shinji Miyake，Kilseop Ryu 等,人因工程学,二、脑力负荷定义（Mental Workload） 脑力劳动：运用知识、以脑力消耗为主工作称为脑力劳动。 脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。 （1）最初定义 形容人在单位时间人所承受的脑力活动工作量，形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,（2）1977年北约组织会议上学者从不同角度的定义 1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策速度和

8、决策的困 难程度。（工作要求） 2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度，即脑力负荷 与人在工作时所剩余的能力是负相关的。（资源占用）,人的信息处理系统的结构图,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑力负荷 与工作时感到的压力是相关的。（感受压力） 4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工 作时实际有多忙。 （行为表现）,最后结论为： 脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压 力，操作者的能力和努力程度，行为表现和其他许多因素。,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,（3）脑力负荷定义归纳（教材

9、中的定义）,脑力负荷+人的闲置未用的信息处理能力=人的信息处理能力,脑力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标,人的信息处理能力 （人的能力水平） 工作任务对人的要求（工作要求） 人工作时的努力程度（努力程度）,人的闲置未用的信息处理系统与下列因素有关：,因而脑力负荷也与这些因素有关。,人因工程学,第一节 脑力负荷定义及其影响因素,三、人的业绩与脑力负荷的关系。 体力作业中泰勒的铁铲实验?,低 脑力负荷 高,工作绩效与 脑力负荷强度的关系模型。,（TR工作在客观要求 的时间 TA-操作者实际提供的时间）反映操作要求强度,脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有

10、很大的影响。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,人体随承担脑力负荷大小变化会有哪些反应：自我体验、生理指标、业绩变化、完成辅助任务的能力。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（一）主观评价法,是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。该方法要求系统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验； 或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（二）主观评价法及其特点,（1）是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。,（2）一般在事后进行，不会对主操作作产生干扰 。,（3）使用统一的评定维度，不同情境的负荷评价结果可相互比较。,（4）

11、使用简单、省时。 数据收集与分析容易。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（三）主观评价法分类,常见方法：,古柏一哈柏 (Cooper-Harper)评价法 主观负荷评价法（SWAT量表） NASATLX量表等,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,古柏一哈柏 (Cooper-Harper)评价法，1969年提出,（1）古柏一哈柏提出主要目的,用于评价飞机驾驶难易程度的一种方法，用于飞机操纵特性的评定。,（2）建立依据,基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。,（3）具体方法,把飞机驾驶的难易程度分为10个等级，飞机驾驶员在驾驶飞机之后， 根据自己的感觉，对照各种困

12、难程度的定义，给出自己对这种飞机 的评价。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,表10-1 Cooper-Harper法的分级方法,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,在60年代后期，美国空军用CooperHarper方法评价新式飞机操 作的难易程度取得了很大的成功。,由于飞机操作的难易程度与脑力负荷极为相关，后来，人们 对CooperHarper方法进行了改进，把评价表中的飞机驾驶困难程度改 为工作的困难程度，使之适合评价一般任务的脑力负荷。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,“库柏-哈柏”方法应用举例 研究目的-验证量表可用性，对飞机性能进行评价 一、

13、研究对象 驾驶过歼A和歼B两种飞机的飞行员144名。年龄24岁-46岁； 飞行时间:歼A 100 h-2500 h；歼B 100 h-1100 h。 飞行技术均属优、良等级;身体、心理状况健康,飞行合格。 二、方法 1、划分10个等级 2、为统一评价标准，以双180大航线仪表飞行课目为评价标准。 三、问卷调查及数据处理 144名受试者对歼A和歼B飞机驾驶难度评价等级分布结果,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,结论：A飞机的驾驶性能明显差于歼B飞机,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,结论： （1）歼A飞机的驾驶性能为五级 - 六级,趋向六级,即飞机的驾驶性能存在重度的

14、不足,为了达到飞行大纲的要求,飞行时需要付出非常大的努力 （2）歼B飞机的驾驶性能为五级 - 六级趋向五级,即飞机的驾驶性能存在中等度的不足,为了达到飞行大纲的要求,飞行时需要付出相当大的努力。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（2）主观负荷评价法（ Subjective Workload Assessment Technique） SWAT法,SWAT法是美国空军开发的，由Reid等人建立。,1）主要考虑因素,Reid等人对脑力负荷的影响因素进行了系统的调查，经过必要的归纳和整理，认为脑力负荷可以看作是时间负荷 Time ，努力程度 Effort ，心理紧张压力负荷 Stre

15、ss 3个要素的结合。 每个因素分为3个级别。,人因工程学,表10-2 SWAT描述的变量及水平,人因工程学,）使用方法 1）操作人员完成任务后对该任务的三个要素进行评价打分 2）操作人员对三个维度的重要性进行排序 3）将被调查者归入表中某一列 三个因素及每个因素三个状态，共形成333=27个脑力负荷水平。 4）任何一个评价结果一定是表中的某一个值。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,提出的问题 、一共有几种状态？ 、总分的范围？ 、各行的得分？学生计算 、分数有无相同？,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,）数值变换 将这27个脑力负荷水平定义为在0100之间。 当

16、三个因素都为1时，其脑力负荷对应的水平为0 当三个因素都为3时，脑力负荷水平为100。 其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用27张卡片分别代表27种情况，操作人员首先对这27张卡片根据自己的主观观点进行排序（有些卡片分数相等），然后研究人员根据数学中的合成分析方法把这27种情况分别与0100之间的某一点对应起来，如，(1，2，1)对应于15.2等。 ）根据确定的对应表查出脑力负荷的对应值。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,3）SWAT的优缺点,优点,运用了数学分析方法对操作人员给出的27种情况的排序数据进行了数学 处理，这样使得到的数据比简单的把27个点平均地确定在0100之间

17、更可靠些。,缺点,对27种情况进行排序，不仅需要相当的时间，而且排序的准确性也 很难保证。因此应用起来较难。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（3）NASA-TLX量表 美国航空和宇宙航行局下属AMES研究中心的Hart等人建立起来的。 主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。 Hart等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过大量调查研究之后，确定了六个影响脑力负荷的因素。分别为： a.脑力需求 b.体力需求 c.时间要求 d.努力程度 e.操作成绩 f.挫折水平,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,NASA-TLX量表： 脑力需求：这项工作是简单还是

18、复杂，容易还是要求很高？完成工作需要多少脑力或知觉方面的活动（如：思考、决策、计算、记忆、寻找等）？ 体力需求：需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动等）？这项工作是容易还是要求很高，是快还是慢？悠闲还是费力？ 时间需求：工作速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的速度是快还是慢，悠闲还是紧张？,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,努力程度：在完成这项任务时，你在脑力和体力方面做出了多大的努力？ 业绩水平：你认为你完成这项任务成功程度？你对自己业绩的满意度如何？ 受挫程度：在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲头十足，恼火还是满意，有压力还是放松？ 每个影响因素

19、在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显示出差异。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,NASATLX法的使用过程分三步：,1）确定因素权重,采用两两比较法，对每个因素在脑力负荷形成中的相对重要性进行评定。 六个因素的权数之和等于l。,2）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定,NASATLX主观评价方法要求操作人员在完成了某一项任务之后，根据脑 力负荷的六个因素在O100之间给出自已的评价。除业绩这一因素之外， 其他五个因素都是感觉越高，给分值也越高，而对业绩，感觉到自己的业 绩越好，则所给的分值越低。,3）确定了各个因素的权数和评估值之后，进行加权平均就可以求出

20、脑力负荷。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,NASATLX法的进一步研究 1、肖元梅等,结论：业绩水平应删除或修改,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（四）主观评价法的缺陷,（1）评价结果有偏差,主观评价是操作人员对某项工作的感觉。这种感觉不一定 就是脑力负荷。在执行许多任务时，大脑中进行的活动是感觉 不到的，我们所感觉到的东西只是我们意识到的东西，而人的 信息处理系统中的许多活动是我们意识不到的。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（2）评价结果容易混淆,1）主观评定一般反映脑力负荷和生理负荷共同作用的结果，这在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在

21、评价脑力负荷时却由于结果混淆而易产生错误。,2）评价者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以“应该”而不是以“实际经历”的工作要求作为评定基础，因此可能出现高估或低估工作负荷的倾向.,3）主观评价技术的理论假设是，能量消耗的增加伴随主观努力体验的增加，但实际上两者可能出现脱节，而操作者又往往不能将实际能量消耗与主观努力体验区分开来，因而容易出现评价偏差。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（3）方法应用存在局限性,1）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如果要求操作者同时作几项评定，且操作与评价间存在较长的时滞，则很可能出现评定偏差。（需操作后立即测试才好）,2）主观评

22、价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,二、主任务测量方法 以作业人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类： （一）单指标测量法 单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。 单项业绩指标测量脑力负荷的研究中，主要是用错误率或时间延迟作为业绩指标。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,例 ：,1）在监视类任务中研究信息显示速度对人的正确反应率的影响 结论： 说明 ：显示速度增加，脑力负荷增加，错误率可作为业绩指标,显示速度 增加,人的错误率 上升,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(

23、评价)方法,2）在搜索性任务中两种不同类型的目标、背景目标的数量、眼睛在目标上的停留时间对反应时间的影响。 结论： 而眼睛的停留时间则没有什么影响。 实验结果说明：认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。,目标 类型,背景 目标数量,显著影响 反应时间,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（二）多指标测量法,1）多指标使用的目的,通过多个指标的比较和结合减小测量的误差，通过多个指标来找出脑力负荷产生的原因，可提高测量的精度。,多指标测量法的结果有成功的，也有失败的。在有些场合， 业绩指标反映不出脑力负荷的变化，而用其他方法得 到的指标可以反映脑力负荷的变化。但在另外一些场 合

24、，至少某一个业绩指标又能反映脑力负荷的变化。,速度和精确度用来反映脑力负荷的重要指标,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,（三）主任务测量法存在的问题,（1）各种操作性质各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。 （2）根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于得到充足资源的供应而并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,三、辅助任务测量法,(一) 辅助任务测量法的原理 应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两

25、件工作。操作人员把主要精力放在主任务上。当他有多余的能力时，尽量做辅助任务。主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的。主任务脑力负荷越大，剩余资源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。 （二）用辅助任务法测量脑力负荷步骤 第一步：测量单独做辅助任务时的业绩指标； 第二步：在做主任务的同时，在不影响主任务的情况下尽量做辅助任务。测量辅助任务业绩指标; 第三步:分析比较,确定脑力负荷大小,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,(三) 辅助任务的种类,辅助任务必须满足这样几个条件： 第一，它必须是可以细分的,能够显示出操作者努力情况； 第二，它必须与主任务使用相同的资源 第三，必须对主

26、任务没有干扰或干扰很小。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,不同的任务使用不同的资源，因而可使用的辅助任务也有很大的 不同，下面是常用的辅助任务。,(1)选择反应反应时间,反应率。 (2)追踪:临界追踪任务是一项比较困难的追踪任务，通过变换追踪的函数方程可以求出一个人能刚好使追踪目标稳定时函数方程的参数。在单独做追踪时，临界值会高些，当与主任务一起做这项任务时，临界值会下降。 通过临界值变化可以了解主任务的脑力负荷。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,(3)监视 监视任务一般要求被试判断某一种信号是否已经出现，业绩指标是信号侦探率。当被试者在完成主任务时，监视任务的

27、信号侦探率就会下降，下降的幅度就是人的大脑被占用的情况，即主任务的脑力负荷。 (4)记忆 给被试者几个数字（5、8、9），告诉他这是他应记住的内容。然后向被试者显示一个数字，被试者判断这个数是否属于应该记住的那几个数中的一个。如果是，就作出肯定的反应；如果不是，就做出否定的反应。测定正确率指标,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,(5)脑力计算 加法、乘法等运算。 (6)复述 复述任务要求被试者重复他所见到或听到的某一个词或数字。 (7)简单反应 要求被试一发现某一出现的目标，就尽快地做出反应，目标和反应方法都是唯一的 。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,四、生理测

28、量法 （一）心率变异 正常情况下，人的心率是不规则的。研究发现，当人承受脑力负荷时（采用每分钟40个信号和70个信号两种情况），两种情况的心率平均值没有很大的提高，但心率变异明显下降，而且随着负荷强度（所处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。 （二）大脑诱发电位 大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分(知觉/认知负荷)较为敏感。其中，P300（是指刺激呈现后约300ms时出现的一个正向电位波动）尤为敏感。,人因工程学,第二节 脑力负荷的测量(评价)方法,生理测量法的局限： 1.生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的变化，但是其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化

29、； 2.不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理反应。一项生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法，目前的方法有时间压力模型、波音公司的方法、时间占有率模型以及Aldrich的脑力负荷预测方法。本课程主要介绍3种方法。,一、Siegel(西格尔)和Wolf(沃尔夫)的时间压力模型,Siegel和Wolf开发了一个以人为中心的人机计算机模拟系统。在这个模拟系统中，人的负荷情况是影响人一机系统效益的最主要的因素。该方法将影响脑力负荷的各种因素的作用以“压力”这个变量来表示。压力可受到下面几个因素的影响：,人

30、因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,一、Siegel和Wolf的时间压力模型,(1)操作人员的工作速度。如果速度快,能力强,则压力小. (2)一起完成某项工作的合作者工作不正常时，会使自己产生压力 (3)首次执行某项工作失败后，不得不重复一次或几次，在重复做这项工作时，操作人员也会产生压力； (4)操作人员不得不等着机器做出反应。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,一、Siegel和Wolf的时间压力模型,在开发这个计算机模型时，首先用工作分析的方法完成以下工作: (1)把工作任务分解成次级任务 (2)给出各个次级任务之间的相互顺序及影响关系，各个次级任务的重要性，执行各项任务所需要的时间

31、(随机分布的时间)，完成每项次任务成功的概率，若第一次完不成这个次级任务后可采取的措施(重做或忽略)等。 (3) 将上述分析结果输入计算机。把各个次级任务根据工作顺序和概率连接起来，给出不同的随机数值，就可以模拟人的行为，计算机可自动把一些有用的信息记录下来。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,一、Siegel和Wolf的时间压力模型,在这个模拟中的一个最基本的假定是人对还剩有多少时间可以用来完成任务的判断。这个判断的结果就是时间压力。时间压力影响到操作人员的操作速度。 Siegel和Wolf把时间压力定义为完成任务所需要的时间与给定的完成任务时间之比，通过试验发现，这样定义的时间压力，对

32、正常人时间压力的临界值在2.3左右，即当完成任务所需要的时间超出给定时间一半以上以后，操作员的行为才受到破坏性干扰。 时间压力模型用于模拟飞机驾驶员在航空母舰上的着陆问题。该模型也用来模拟其他类型的工作，如发射导弹、空中加油、空中拦截等。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,二、波音公司的方法,从波音737开始，飞机上开始用电子计算机显示和控制系统，评价飞行系统给人带来的脑力负荷就成为一个非常现实的问题。波音公司最后主要采用工作任务的时间分析来评价脑力负荷，这种方法与传统的时间和动作研究有些相似。 波音公司的研究人员Hickey首先提出了用时间研究的方法分析人的业绩的可能性问题。,人因工程学

33、,第三节 脑力负荷预测方法,接着，Stern等人把这种方法扩展到用操作人员的能力和剩余的能力来估算人的负荷比例。他们在做脑力负荷的估计时，也考虑到同时执行两项以上的任务和体力方面的影响。他们随意地把80%作为脑力负荷的上限，这样使操作人员能有一点剩余的能力(时间)，这点能力也可以用来检查自己的错误等等。这种方法产生的结果比较令人满意。,二、波音公司的方法,在与上面的研究人员同时进行的研究中，波音公司的 Smith提出用时间占有率作为负荷比例。 Smith在完善他的模型时，又考虑了认知性的任务。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,图10-3是按这种方法计算出来的当使用电子计算机之后，在执行1

34、0多分钟的任务时某操作人员的脑力负荷随时间的分布。,图10-3 某操作人员脑力负荷随时间分布情况,图中的实线代表平均负荷，虚线代表脑力负荷的标准(临界值)。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,从图中可看出，操作人员在这段时间内的脑力负荷在20%100%之间变动，这段时间内的平均负荷为60%，有13次脑力负荷超过了图中虚线，但每次超过的时间都非常短。,人因工程学,第三节 脑力负荷预测方法,三、Aldrich(奥德里奇)的脑力负荷预测方法,Aldrich等人开发的脑力负荷预测方法与前面提出的方法有些相似，但又增加了新内容。该种方法开发分为如下阶段。 （1）工作分析阶段。 系统使命阶段使命功能任

35、务行为-人的工作部位 （2）估计每项任务所需时间。 （3）确定人的各部位被占用情况.工作系统(视觉听觉触觉,认知反应),建立各种负荷表,根据各部位使用情况确定负荷.,Aldrich模型也存在一定的问题，该模型还没有接受实践检验，系统的负荷值为专家的主观值，在一定程度上影响了结果的客观性，另外，负荷的计算是各子系统负荷系数的简单相加，把8确定为脑力负荷过度的判断标准还缺乏科学的根据。,人因工程学,第四节 应激,1.应激的含义 当操作者面临超出适应能力范围的工作负荷时，就会产生所谓“应激”的现象。较为普遍的观点认为，应激是一种复杂的心理状态。每当系统偏离最佳状况而操作者又无法或不能轻易地校正这种偏

36、离时，操作者呈现的状态即为应激。 2应激现象产生的原因 （1）系统偏离最佳状况。 （2）环境要求与操作者能力不匹配。 （3）动机因素的作用。,一、应激及其产生原因,人因工程学,第四节 应激,二、应激源 能引起应激现象的因素称为应激源。主要应激源如下： （1）工作因素。 （2）环境因素。 （3）组织、社会因素。 （4）生理节奏与其他因素。 三、应激效应 在应激状态下，操作者的身心会发生一系列变化。这种变化是应激引起的效应，表现为以下四类： (1)生理和身体的变化。 (2)心理和态度的变化。 (3)工作绩效的变化。 (4)行为策略和方式的变化。,人因工程学,第四节 应激,四、应激的控制 (1)采取

37、某些行动来控制或减少应激源的强度水平，使它落入到可 接受的范围内。例如，通过改进工作和环境的设计，或者通过改进组织和人际关系，至少能够缓和某些应激源产生的效应。 (2)人们可以通过物理或社会环境等因素的改变来减轻它的不利效应，但不能完全消除它。完全消除应激源也是没有必要的。研究应激的主要目的是努力将应激效应限制在一个合理的范围内，从而有利于操作者进入到一个最佳或接近最佳的工作状态。,人因工程学,第五节 脑力疲劳及其消除,一、脑力疲劳的含义 脑力疲劳一般指人体肌肉工作强度不大，但由于神经系统紧张程度过高或长时间从事单调、厌烦的工作而引起的第二信号系统活动能力减退，大脑神经活动处于抑制状态的现象。

38、 二、脑力疲劳的产生与积累 脑力疲劳的产生与下列因素有密切关系。 （1）高脑力负荷。 （2）单调作业。 （3）操作者对工作的态度、期望(终末激发现象)、动机及情绪状态(消极积极情绪)。,人因工程学,第五节 脑力疲劳及其消除,三、单调作业及单调感觉 1.单调作业 作业过程中出现许多短暂而又高度重复的作业，称为单调作业。 单调作业一般具有以下特点： 作业简单、变化少、刺激少，引不起兴趣。 受制约多，缺乏自主性，容易丧失工作热情。 对作业者技能、学识等要求不高，易造成作业者消极情绪。 只完成工作的一部分，对整个工作的目的、意义体验不到。 能量消耗不多，却容易引起疲劳。,人因工程学,第五节 脑力疲劳及其消除,三、单调作业及单调感觉 2.单调感觉 单调作业使操作者知觉到的对系统的“控制”程度减至最低水平，因而产生不愉快，枯燥、缺乏兴趣和挑战、压抑以及觉得工作永无止境等消极情绪，这种由单调诱发的消极情绪称为单调感。 单调感对人的影响可从下列方面反应出来： （1）在作业过程中，变更作业或操作