人因工程学与日常生活.ppt

返回目录 第十一章人因工程学的研究 人因工程学与日常生活 在日常社会生活中 人们对于身边发生的各种 人因学 灾难司空见惯 习以为常 关注很少 包括学术界的关注也不多 所以在中国大陆 人因工程学 的声音迄今还是太微弱 根本引不起公众的注意 管理者的注意和广大工业设计者的注意 我们对这个学科缺乏了解 更缺乏在设计中的 人本 理念 所以身边经常发生的 人因学 灾难并未激发我们去改变什么 我为什么把一些事件叫 人因学 灾难呢 因为这些事件本是可以避免的 只要我们在前期的工作中充分考虑了 人的因素 人因心理学 humanfactorspsychology 为心理学的分支 它所探讨的是工程设计中的人的因素 探讨人与工程系统的交互作用问题 比如人與機器的交互 man machineinteraction 它发展理论去预测人类使用机器或处在某种工程系统中的行为模式 并依据心理学的理论改善各种工程设计方法 使产品或系统设计配合人类认知能力 心理需要和行为方式的限制 使得人的生活和工作变得更为健康 安全和舒适 但是 工程设计不是只从人的心理因素出发 还包括其他生理因素等 所以因促进人因工程学的研究与发展 一 什么叫做人因工程学 三个几乎同意的词汇 工程心理学 engineeringpsychology 朱祖祥教授新近给出的定义是 工程心理学是一门心理学与工程技术交叉的学科 它从心理学的观点研究工程技术 制造和使用中人与技术的关系问题 人类工效学 ergonomics 是应用科学领域中的一门学科 研究个人受他所使用的工具 机器及其它装备 具体环境的影响 借以帮助人们更容易 更有效地进行工作 人因工程学 humanfactorsengineering 是将心理学 生理学 解剖学 管理学以及各种工程学知识与方法相结合 探讨人 工作和生活彼此关系的新领域 主要功能在于研究如何设计一个最适合人的生活及工作的新环境 从本质上说 人因工程学的研究目标在于 以物就人 和 如何以物就人 从词源上说 ergonomics 一词来自希腊文 其中的 nomo 是 准则 之意 ergo 是 工作 之意 组合起来就是指有 准则 的 工作 为此 ergonomics 应该提供具有前瞻性的設計 设计是工程范畴 而要使设计具有前瞻性 就必须以 人的因素 为基础 因此 我们倾向于使用 人因工程学 的概念 这一概念也有了自己更为直接的通用术语 human factorengineering 二 关注人因工程学的缘由 1 它是高等学校新兴的 工业设计专业 的应修课程 2 高校 应用心理学 专业的迅速成长 必将日渐显示出 人因工程 方向拓展的需要 3 频发的 人因学 灾难 事件一 滑梯 的游戏是几乎所有的儿童都喜欢的 但是11岁的她为此已经从我们这个生命世界里消失 可能发生便会必然发生 所以要让它不发生的根本方法就是消除它的发生的 任何可能性 改变电梯的安装和设计 为什么要改变 如何改变 考虑人的因素 把人的各种可能危险逐一列出 再以设计逐一排除 问题就能得到解决 只有如此 我们的生存环境才会越来越安全 越来越美好 事件二 他们在高危工作环境中兢兢业业地工作 但是因为 人为操作的错误 而导致切尔诺贝利核电厂四号机组的爆炸 震惊世界 他们自己也因此被关进监狱 四年后才被提前释放 1986年4月26日 切尔诺贝利核电厂爆炸事故中 31人当场死亡 8顿多强辐射物质倾泻而出 污染遍及居住着694 5万人的15万平方公里地区 320多万人直接遭受核辐射伤害 参加救援工作的83 4万人中 已有5 5万人丧身 7万人成为残疾 调查显示 已有30万人因此次核污染死亡 这是一次最高级别的特大核事故 7级核事故 绿色和平组织在今年4月份公布的一项调查显示 有9 3万人因此次核爆炸而罹患癌症 事件三 由于 人为错误 而导致的交通 航空事故频频发生 事件四 烧伤科常常传来婴幼儿让人心痛的哭声 因为那种哭声充满彻骨的疼痛 充满不能动弹的无奈 充满来自幼小心灵深处的委屈 事件五 曾经不止一次的大火 烧掉了一个又一个的娱乐中心 也因此毁灭了多少个快乐的家庭 当看到那大门内侧因窒息死亡的一堆人 建筑设计师该想些什么呢 如此频繁的灾难 本是可以避免的 可还是发生了 而且是不断重复地发生着 原因在哪里 原因就在于人的有限性 我们不是超人 我们非常有限 可我们又没有对人的有限性有充分地认识 或者说认识了也不愿意承认 因为我们是 万物之灵 所以 不愿意低下高傲的头 我们不愿意承认 我们的体能是有限的 我们的智能是有限的 我们的情绪丰富但有时会将我们置于莫名其妙的愚蠢状态 三人非万物之灵 人类越来越成为地球上生命力最为脆弱的一个物种 她创造了了不起的技术世界 也使得自己成为技术系统中的一个分子 成为复杂系统中的一个功能单位 问题是 她所能担负的功能非常有限 她是一个信念系统 常常先入为主地设定世界的样子 因此导致了自己难以觉察的 或绝不承认的错误 心理学的研究发现 人有许多无法超越的有限性 有限性之一 人的情绪状态情绪带给我们丰富多彩的心理体验 但情绪也成为人类生活的累赘 人在激情和应激状态下所犯的错误或许是应该得到谅解的 但它所造成的严重后果有时却是无法挽回的 也因此应该和必须承担责任 按照情绪的发生速度 表现强度 持续时间 心理学将情绪的状态划分为三种 心境 激情和应激 这三种情绪状态都具有明显不同的特征 对人的影响也是完全不同 心境 发生缓慢 表现微弱 持续时间长 具有弥散性 感染性 具有积极的和消极的之分 具有增力的和减力的之分 激情 发生迅速 表现猛烈 持续时间短 因此被称为是 暴风骤雨 式的情绪状态 有积极和消极之分 大脑皮层的控制能力降低 认知范围缩小 应激 是当面临出乎预料的危机情境时 个体突然出现的一种高度紧张的身心状态 人们在应激状态下往往表现出完全相反的应对方式和反应能力 日本心理学家曾把人的心理状态划分为5个层次 0代表无意识的失神状态 1代表类似于打瞌睡那样的意识恍惚状态 2代表通常的松弛状态 3代表能力发挥最高的状态 4代表极度紧张状态或叫惊慌失措状态 据介绍 二战中在炮火前线的美军 心悸亢进的69 反胃的44 全身发抖的25 出冷汗的18 虚脱的14 胃痛的14 小便失禁6 大便失禁的5 技术设备的操作人员在极度紧张状态下 往往会出现 束手无策 茫然无所作为 眼睁睁看着事故发生 处于惊呆状态 动作错乱 不该开的开关往往打开 该刹车时往往加大油门 有限性之二 认知的有限性或不变性人就像计算机一样 也是一个信息加工系统 但他是一个有限的信息加工系统 在许多方面 他要比他自己的产品 计算机还差得远呢 他体能有限 智能也有限 按照simon的理解 人类信息加工系统具有一系列不变性特征 这是考察和分析人类认知活动的出发点 这些不变性特征主要表现在 注意的分配机制 记忆系统的限制性 记忆信息的组织方式 思维中的非逻辑性等 1 注意资源的有限性和分配机制 第一 人脑如果不能把大量作用于感官的刺激信息过滤掉 就不能进行有效的加工 第二 人在信息加工过程中 同时注意的事情只能有一件 这件事往往是重要的或是新奇的 所谓的注意分配其实是有条件的 第三 注意的分配存在自动性和控制性两种机制 2 记忆系统的有限性 求证误区 人们普遍存在一种求证误区 即总是倾向于寻求那些支持自己假设的证据 回避那些反驳自己观点的证据 这种倾向有时是有意识的 有时却是无意识的 它既是教育训练的结果 也是内在动机驱动使然 3 思维 启发式搜索 非逻辑性与求证误区 思维的机制 有限性之三 知识以图式表征 并指导人的心理和行为内部 图式 无时无刻不在指导人的行动 它让我们在不知不觉中完成着我们的工作 学习和日常生活 但也让我们不知不觉中犯着连我们自己都感到莫名其妙的错误 在拜访朋友时 你有时可能会不知不觉地把他办公桌上的钢笔随手插进自己的上衣口袋里 走进房间时 你忘记了换拖鞋 于是临出门时 就会很自觉地换上拖鞋走下楼去 某位先生打开房门走进去 随手拉动灯泡的开关 结果灯泡没有亮 于是他非常熟练地把手伸到挂着灯泡的地方 并且把手伸进灯头 那里已经没有灯头 他依然要把手指头插进去试试 有没有电 因为他有 探究 的本能图式 有限性与无限性人的体能虽然有限 智能虽然有限 欲望却在无限膨胀 挑剔也在无限膨胀 所以满足人们对舒适度的要求永远都是没有止境的 这也是人类创造性活动的基本驱力之一 三人的有限性是工程设计中最为突出的人的 因素 因为工业设计必须迎合人的这种身心有限性 以达到设计的可用性 安全性 舒适性和审美性等人性化目标 那么 人因工程学是如何发展起来的 四 人因工程学发展简史 第一阶段 19世纪末 20世纪初 美国学者泰勒 f w taylor 1856 1915 最早对人与工具匹配问题进行研究 19世纪末 他在伯利恒钢铁公司进行了一系列提高工作效率的试验 找到了一种能帮助工人最有效地铲运煤 铁矿石的铁铲型式 公司采用这种铁铲后 劳动效率提高了好几倍 随后 泰勒开创的时间研究与吉尔布雷思 f b gilbreth 1868 1924 开创的动作研究被合称为动作时间研究 不过 这一时期该领域更关注人员选拔与培训问题 真正属于人因工程范畴的研究还很少 1919年 国际劳工组织 internationallabourorganization 简称ilo 成立后 国际社会开始制订一系列保护劳工的法案 并对劳工工场进行规范 这被认为是人因工程实践的开始 第二阶段 二次世界大战及其后20年 这是一个人机匹配研究及其快速发展的时期 第二次世界大战期间 各种新式武器装备 大型战机开始主导世界战争格局 但是其使用者的能力有限 研究人员逐渐意识到 工具与机器的设计不是一个孤立事件 它必须考虑到使用者的能力限度 必须考虑到与人的特点最好的匹配 才能充分发挥其性能 于是 欧美参战各国开始把人因工程学运用在武器设计发展上 研究如何使武器的使用更为有效 安全 保养更为简便 如此看来 真正有系统地对人因工程进行研究 开始于第二次世界大战 战后 人因工程思想开始转移到各种生产管理 特别是生产线的设计与管理 第三阶段 20世纪80年代以后的快速发展 人因工程学思想的全面渗透与发展 20世纪70年代 国外人因工程学处于快速发展阶段 诸如居住 工作环境 消费品的设计 医疗 保健 娱乐 以及生产过程 品质监管都列入研究范围 逐渐呈现繁荣态势 而且这一时期的研究比以往更关注人类自身的因素 综合提升人类生活品质 工作舒适度 安全度 以此为前提来提高生产力 正是人因工程学应有之方向 3 中国大陆地区的人因工程学 20世纪30年代 清华大学开设了工业心理学课程 工业心理学概观 陈立 1935 是我国最早系统介绍工业心理学的著作 陈立当时在北京南口机车厂 无锡纱厂等处开展工作环境等问题的研究 50年代中期开始 中科院心理所 杭州大学等单位的心理学家在职工培训 操作合理化 预防工伤事故等方面做了许多工作 这一时期的工作在方法上多采用调查 观察 现场试验等 到了60年代 我国工业生产中的各种装备由仿造为主发展到自行设计制造为主 要求心理学提供人机匹配的数据 促进了我国工业心理学的发展 一批工程心理学家先后在仪表设计 铁路信号显示 航空照明和显示等方面开展了大量研究 70年代后期 我国工程心理研究开始恢复和发展 中科院心理所 航天医学工程研究所 空军医学研究所 杭州大学 同济大学等单位先后建立了工效学或工程心理学研究机构 杭州大学还创建了工业心理学专业 招收和培养了第一批工程心理学的本科生 硕士生和博士生 一些高等学校开设了工程心理学或工效学课程 国家技术监督局和国防科工委分别组建了 全国人类工效学标准化技术委员会 和 军用人 机 环境系统工程标准化技术委员会 有关学科的专家为制定人类工效学标准开展了多方面的人 机 环关系问题研究 取得大量成果 4 中国台湾地区人因工程研究 在面临日益高度自动化 复杂化的操作系统下 作业人员心智负荷日益繁重 常导致人为疏失 影响系统安全 因此 人因工程致力于研究作业中的认知过程与影响作业绩效的因素 并将之应用于系统设计 以达到系统的高效化 可靠性及安全性 台湾工程学界较为充分地认识到了这一点 至少在以下大学建立了人因工程学实验室 台湾清华大学 台湾科技大学 台湾交通大学 中原大学 朝阳科技大学 华梵大学等 概括中国大陆和台湾地区的人因工程学研究的主要方面 以及实验室设备配备的基本模式 可以说 人因工程学的研究主要包括 人体测量与环境监测及工作场所的改良 人 机 环相互作用模式 包括界面设计的工效学问题 工作分析与人体生理心理能力的有限性问题 复杂人机系统事故中 人为因素 的分析与系统改良 安全 健康和舒适的工作场所的设计问题 为了对这些问题进行研究 人因工程实验室的常用设备包括四类 人体测量类 环境监测类 仿真实验类 心理与行为记录类 与台湾各大学人因工程实验室的规模和研究内容比 我们至少可以得到以下三点启示 第一 人因工程学发展与经济规模及经济竞争密切相关 第二 台湾几乎所有工程类大学都设立了人因工程学实验室 第三 人因工程学问题是与所有工程设计均有关的问题 也就是说 只要有设计 就必须研究其中的人的因素 五 人因工程学的主要方法 1 人体体形参数测量方法 人体主要尺寸立姿和坐姿人体尺寸人体水平尺寸人体头部尺寸 2 人体生理参数测量方法 体形测量为人因工程设计提供了基本的物理尺度 但是在人机相互作用与相互依赖过程中 人的身心状态的变化也是非常重要的 而心理变化有时又可以通过生理指标来反映 所以人因工程研究中的一项基本任务就是生理参数测量 主要包括血压及其变化范围 脉搏率及其变化范围 肺活量 脑电变化 皮肤电变化 抗撞击性等 生理参数测量设备主要包括 脑电记录仪 多导生理记录仪 血压计等 下面对脑电记录仪和多导生理记录仪作简单介绍 3 作业疲劳测量方法 生化法生理心理测试法 4 环境参数监测 5 人机系统的仿真实验 人因问题举例1 中国城市公交车的人因学分析 扶手的高度 既不适合于高个子旅客 也不适合于低个子旅客 顺向座位没有扶手 在车子启动和刹车时顾客就会向后或向前滑动或倾倒 上下车的台阶高度过高 台阶的棱多是直而尖 右后视镜不利于驾驶员观察车外情况 可以改为摄像头 然后把车外状况传送到驾驶员前面的面板上 人因问题举例2 出纳台的人因设计 1 目前普遍采用的 凹 形出纳台 2 改进方案 双通道出纳台人因设计 双通道出纳台的服务流程 3 道路设计缺陷与交通事故 交通学院何景华教授是城市交通研究专家 他说 我国汽车占有量是全世界的1 9 而事故发生率却是全世