人因工程 第10章脑力工作负荷

1、第十章 脑力工作负荷,主要内容,脑力负荷的含义、影响因素； 脑力负荷的测量方法； 单调作业及其消除。,第一节 脑力负荷定义及影响因素,第一节 脑力负荷定义及影响因素,第一节 脑力负荷定义及影响因素,第一节 脑力负荷定义及影响因素,第一节 脑力负荷定义及影响因素,（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） 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

2、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）,第一节 脑力负荷定义及影响因素,第一节 脑力负荷定义及影响因素,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,一、主观评价法 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。,第二节 脑力负荷的测量方法,（一）主观评价法特点 1）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。 2）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰。 3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负荷评价结果可相互比

3、较。 4）使用简单、省时。,第二节 脑力负荷的测量方法,（二）主观评价法分类 （1）库柏一哈柏 (Cooper-Harper)评价法 （2）主观负荷评价法（SWAT法） （3）NASATLX主观评价法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,2）使用方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,NASATLX主观评价法 脑力负荷有六个影响因素：脑力需求、体力需求、时间需求、操作业绩、努力程度、困惑程度 通过两两比较求出六个因素的权重 你认为下列两个因素

4、哪个因素对脑力负荷的影响大些？ 脑力需求 -体力需求 比赢一次得1分，最多可得5分 权重= N /15 通过打分求出每个因素值的大小（0100） 最后进行加权平均算出脑力负荷,第二节 脑力负荷的测量方法,（三）主观评价法的缺陷 （1）评价结果有偏差 （2）评价结果容易混淆 （3）方法应用存在局限性 （4）方法敏感性存在特异性,第二节 脑力负荷的测量方法,二、主任务测量方法 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。 任务越轻松，人的业绩就越好 人的业绩越好，说明任务越轻松，说明脑力负荷越轻 所以可以用业绩来反映脑力负荷 主任务测量法可以分为单指标测量法和多指标测量法。,第二

5、节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,第二节 脑力负荷的测量方法,三、辅助任务测量法 脑力负荷与剩余能力成互补 脑力负荷越重，剩余能力越小 如果能测量剩余能力，则可以测量脑力负荷,第二节 脑力负荷的测量方法,(一)辅助任务测量法的步骤 第一步测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，测得此时完成辅助任务的业绩指标。 第三步，将两步测得的指标值相减得到主任务实际占用的脑力负荷。,第二节 脑力负荷的测量方法,(二) 辅助任务的种类 辅助任务必须满足： 1）它必须是可以细分的； 2）它必须与主任务使用相同的

6、资源； 3）必须对主任务没有干扰或干扰很小。 常用的辅助任务：1）选择反应；2)追踪；3)监视； 4)记忆；5）脑力计算；6）复述；7）简单反应。,第二节 脑力负荷的测量方法,（三）辅助任务测量法缺点： 1）次任务对主任务肯定有干扰，谁也不敢在现实系统中用次任务； 2）能细分又能与主任务共享资源的次任务难找； 3）人的信息处理系统的能力是有差别的。,第二节 脑力负荷的测量方法,四、生理测量法 理论基础：动脑子时，人总有什么地方发生了变化 心跳与脑力负荷 P300 与脑力负荷 瞳孔的大小与脑力负荷,第二节 脑力负荷的测量方法,1. 心跳与脑力负荷 人紧张了心跳会加快 脑力负荷过高心跳也会加快 结

7、果：有时加快，有时不加快 心跳的变化率与脑力负荷有关 把心跳的数据做频谱分析 在频率为0.1赫兹的地方的振幅与脑力负荷有关 脑力负荷越高，0.1赫兹附近的振幅越高。,第二节 脑力负荷的测量方法,2. P300脑电波 脑受到刺激会产生反应 信号越新奇，P300电波越大 任务越难，P300波到来的时间越久 信号越新奇，说明脑力负荷越高,第二节 脑力负荷的测量方法,3. 瞳孔的大小 人们注意力增加时，瞳孔变大 注意力增加，表示脑力负荷增加 因此瞳孔可以用来测量脑力负荷 光线也影响到瞳孔的大小，而且影响比脑力负荷大多少倍,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

8、，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。 二、脑力疲劳的产生与积累 （1）高脑力负荷 （2）单调作业 （3）操作者对工作的态度、期望、动机及情绪状态,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。 只完成工作的一小部分，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。,第五节 脑力疲劳及其消除,三、单调作业及单调感觉 2.单调感觉对人的影响 （1）

9、在作业过程中变更作业或操作细节，改变作业节奏。 （2）工作质量下降，错误率增加。 （3）使作业能力动态曲线发生变化。 （4）对工作无兴趣，情绪不佳，注意力不集中，作业很难坚持下去。,案例： 单调作业,以六工位自动钻孔为例来分析机械加工中单调作业疲劳的形成机理、原因、因素。右图所示为六工位夹具, 操作者需要完成以下动作: 1) 要将工件的正面向上放入装工件位;2) 机床自动钻定位孔;3) 机床自动钻孔; 4) 机床自动扩孔; 5) 机床自动检查产品质量, 并将检查结果在显示器上显示出来; 6)操作者根据显示灯, 用左、右脚分别将合格产品和不合格产品分开卸装。然后, 当夹具从6 工位转到1 工位时, 再重复以上操作。,案例： 单调作业,从整个活动过程在操作者的意识控制下完成, 需要操作者精力集中, 保持高度警惕, 并尽可能快速做出反应; 整个机械加工过程中必须保持相对固定的姿势, 手操纵各种手柄, 脚踩各种踏板。这就造成操作者神经、局部肌肉紧张, 长时间维持这种状态, 就会造成综合精神疲劳和体力疲劳的操作疲劳。 其次, 另一些环境信息( 如机械的振动、车间室内的温度、空气质量、车间外景物的闪现、室内外噪声等) 使人体被动地接收,