脑力工作负荷课件.ppt

1、人因工程学人因工程学主要内容主要内容 第一节第一节 脑力负荷的定义及影响因素脑力负荷的定义及影响因素1 第二节第二节 脑力负荷测量脑力负荷测量(评价评价)方法方法2 第三节第三节 脑力负荷预测方法脑力负荷预测方法3 第四节第四节 应激应激4 第五节第五节 脑力疲劳及其消除脑力疲劳及其消除5人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素一、脑力负荷研究背景一、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：现代制造系统使：-人工作业系统人工作业系统-人是动力源，并控制整个过程人是动力源，并控制整个过程

2、 -机械化系统机械化系统-人机共动人机共动,人操纵作业人操纵作业 -半自动化系统半自动化系统-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。行某些调整或简单作业。-自动化系统自动化系统-人的作业为监视和管理人的作业为监视和管理体力劳动体力劳动 脑力劳动脑力劳动 操作型作业操作型作业 知识型作业知识型作业人因工程学 机械化系统机械化系统 冲床作业冲床作业 半自动化系统半自动化系统-高速火车驾驶高速火车驾驶 自动化系统自动化系统-电站控制室电站控制室 人机系统的发展人机系统的发展 人工系统人工系统-打铁作业打铁作业 人因工程学第一节第

3、一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素一、脑力负荷研究背景一、脑力负荷研究背景问问 题题 什么是脑力负荷？什么是脑力负荷？如何测量脑力负荷？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。动效率对人机系统效率的影响具有重要意义。实际例子实际例子: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

4、驾驶员协会认为劳工之间的一个重要议题。美国航空驾驶员协会认为DC-9DC-9型和波音型和波音737737在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。计要符合脑力负荷的标准。人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义

5、及其影响因素一、脑力负荷研究背景一、脑力负荷研究背景 1 1）19761976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谢尔顿教授的主持下召开了“监视行为和控制监视行为和控制”的专题会议，讨论的专题会议，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。力负荷的重要性。2 2）19771977年，北约组织的一些著名学者又召开了年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和测脑力负荷的理论和测量量”专题会议，系统

6、讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。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，之后，3030多年间关于脑力负荷的研究日益得到重视。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：主要围绕的问题是：脑力负荷的测量和预测方法，脑力负荷测量方法脑力负荷的测量和预测方法，脑力负荷测量方法的应用。的应用。人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素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？到哪去查脑力负荷评价研究文献？n 中国学术期刊全文数据库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中国优秀硕博士论文全文数据库 Elsevier ScienceEls

7、evier Science期刊期刊 Springer LinkSpringer Link全文数据库全文数据库 Wiley Interscience Wiley Interscience期刊数据库期刊数据库 ARLARL全文期刊与报纸数据库全文期刊与报纸数据库 美国计算机协会美国计算机协会ACMACM数据库数据库n检索关键词检索关键词 “脑力负荷脑力负荷”，“Mental WorkloadMental Workload”；脑力劳动，；脑力劳动，“Mental WorkMental Work”人因工程学国内外主要期刊和相关学者国内外主要期刊和相关学者人类工效学人类工效学系统工程学报系统工程学报工业

8、工程与管理工业工程与管理工业工程工业工程心理学报心理学报研究与发展管理研究与发展管理中国航空航天医学杂志中国航空航天医学杂志航天医学与医学工程航天医学与医学工程航空军医航空军医中华劳动卫生职业病杂志中华劳动卫生职业病杂志中国心理卫生杂志中国心理卫生杂志中国临床心理学杂志中国临床心理学杂志，各大学学报。各大学学报。国内刊物：国内刊物：人因工程学国内外主要期刊和相关学者国内外主要期刊和相关学者 国内学者：国内学者：廖建桥（华中科技大学管理学院）廖建桥（华中科技大学管理学院）刘宝善（空军航空医学研究所）刘宝善（空军航空医学研究所）董明清董明清 （第四军医大学航空心理学）（第四军医大学航空心理学）袁修

9、干和柳忠起（北京航空航天大学）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）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）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）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）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脑力负荷评价研究相关期刊 国外刊物：国外刊物：Applied Ergonomics、International Journal of Industrial Ergonomics、Theoretical Issues in Ergonomics S

10、cience、Human Factors、International Journal of Human-Computer Studies、Aviation,Space and Environmental Medicine、International Journal of Psychophysiology、International Journal of Neuroscience、IEEE transactions on systems,man and cybernetics 等等人因工程学脑力负荷评价研究相关期刊脑力负荷评价研究相关期刊 国外学者：国外学者：Moray N，T.B.Sherid

11、an，Reid GB，Juergen Sauer，ODonnell RD，Young MS and Stanton NA，Guillermo M(墨西哥大学墨西哥大学)，Hwa S.Jung，B.S.Moon，Shinji Miyake，Kilseop Ryu 等等人因工程学二、脑力负荷定义（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脑力劳动：运用知识、以脑力消耗为主工作称为脑力劳动。力劳动。脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。（1 1）最初定义）最初定义 形容人在单位时间人所承受的脑力活动工作量，

12、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。形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 （2 2）19771977年北约组织会议上学年北约组织会议上学者从不同角度的定义者从不同角度的定义 1)1)脑力负荷是人在工作时的脑力负荷是人在工作时的信息处信息处理速度理速度，即决策速度和决策的困，即决策速度和决策的困 难程度。（工作要求）难程度。（工作要求）2)2)脑力负荷是人在工作时脑力负荷是人在工作时所占用的所占用的脑力资源的程

13、度脑力资源的程度，即脑力负荷，即脑力负荷 与人在工作时所剩余的能力是负相关与人在工作时所剩余的能力是负相关的。（资源占用）的。（资源占用）人的信息处理系统的结构图人的信息处理系统的结构图人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 3)3)脑力负荷是人在工作中脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小感受到的工作压力的大小，即脑力负荷，即脑力负荷 与工作时感到的压力是相关的。（感受压力）与工作时感到的压力是相关的。（感受压力）4)4)脑力负荷是人脑力负荷是人在工作中的繁忙程度在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工，即操作人员在执行脑力工 作时实际有多忙。作时实际

14、有多忙。（行为表现）（行为表现）最后结论为：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。力，操作者的能力和努力程度，行为表现和其他许多因素。人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素（3 3）脑力负荷定义归纳（教材中的定义）脑力负荷定义归纳（教材中的定义）脑力负荷脑力负荷+人的闲置未用的信息处理能力人的闲置未用的信息处理能力=人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脑力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用

15、程度的指标 人的信息处理能力人的信息处理能力 （人的能力水平）（人的能力水平）工作任务对人的要求（工作要求）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：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。因而脑力负荷也与这些因素有关。人因工程学第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素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。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体力作业中泰勒的铁铲实验?低低 脑力负荷脑力负荷 高高 工作绩效与工作绩效与 脑力负荷强度的关系模型。

16、脑力负荷强度的关系模型。n（TRTR工作在客观要求工作在客观要求 的时间的时间nTA-TA-操作者实际提供的操作者实际提供的时间）反映操作要求强度时间）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很大的影响。康均有很大的影响。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法主观评价法主观评价法主任务测量法主任务测量法辅助任务测量法辅助任务测量法生理测量法生理测量法人体随承担脑力负荷大小变化会有哪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、业绩些反应：自我体验、生

17、理指标、业绩变化、完成辅助任务的能力。变化、完成辅助任务的能力。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（一）主观评价法（一）主观评价法是最流行也是最简单的脑力负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操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验；脑力负荷体验；或根据脑力负荷体验对操作活或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。动进行难度顺序的排列。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（二）主观评价法及其特点（二）主观评价法及其特点（1 1）是脑力负荷评价中唯一的

18、直接评价方法。）是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。（2 2）一般在事后进行，不会对主操作作产生干扰）一般在事后进行，不会对主操作作产生干扰 。（3 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。）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 4）使用简单、省时。）使用简单、省时。数据收集与分析容易。数据收集与分析容易。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（三）主观评价法分类（三）主观评价法分类常见方法：常见方法：古柏一哈柏古柏一哈柏 (Cooper-Harper)(Cooper-Harper)评价法评价法 主观负荷评价法（主观负荷

19、评价法（SWATSWAT量表）量表）NASANASATLXTLX量表等量表等人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n古柏一哈柏古柏一哈柏 (Cooper-Harper)(Cooper-Harper)评价法，评价法，19691969年提出年提出（1 1）古柏一哈柏提出主要目的）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。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 2）建立依据）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。基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。（3 3）具体方法）具体方法把飞

20、机驾驶的难易程度分为把飞机驾驶的难易程度分为1010个等级，飞机驾驶员在驾驶飞机之后，个等级，飞机驾驶员在驾驶飞机之后，根据自己的感觉，对照各种困难程度的定义，给出自己对这种飞机根据自己的感觉，对照各种困难程度的定义，给出自己对这种飞机的评价。的评价。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法飞机的特性飞机的特性对驾驶员的要求对驾驶员的要求评价等级评价等级优秀：人们所希望的优秀：人们所希望的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的1很好，有可忽略的缺点很好，有可忽略的缺点脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的2不错，只有轻度的不足

21、不错，只有轻度的不足为驾驶飞机需驾驶员需少量帑力为驾驶飞机需驾驶员需少量帑力3小但令人不愉快的不足小但令人不愉快的不足需要驾驶员一定的努力需要驾驶员一定的努力4 4中度的、客观的不足中度的、客观的不足为了为了达到要求达到要求需要相当的努力需要相当的努力5 5非常明显但可忍的不足非常明显但可忍的不足为达到合格的驾驶需非常大努力为达到合格的驾驶需非常大努力6严重的缺陷严重的缺陷要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大的努力，要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大的努力，飞机是否可控不是问题飞机是否可控不是问题7严重的缺陷严重的缺陷为控制飞机就需要相当大的努力为控制飞机就需要相当大的努力8严重的缺陷严重的缺陷为了

22、控制飞机为了控制飞机需要非常大的努力需要非常大的努力9 9严重的缺陷严重的缺陷如不改进，飞机驾驶时可能失控如不改进，飞机驾驶时可能失控10表表10-1 Cooper-Harper10-1 Cooper-Harper法的分级方法法的分级方法人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 在在6060年代后期，美国空军用年代后期，美国空军用CooperCooperHarperHarper方法评价新式飞机操方法评价新式飞机操作的难易程度取得了很大的成功。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，人们由于飞机操作的难易程度与脑力负荷极为相关

23、，后来，人们对对CooperCooperHarperHarper方法进行了改进，把评价表中的方法进行了改进，把评价表中的飞机驾驶困难程度改飞机驾驶困难程度改为为工作的困难程度工作的困难程度，使之适合评价，使之适合评价一般任务的一般任务的脑力负荷脑力负荷。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法“库柏库柏-哈柏哈柏”方法应用举例方法应用举例 研究目的研究目的-验证量表可用性，对飞机性能进行评价验证量表可用性，对飞机性能进行评价一、研究对象一、研究对象 驾驶过歼驾驶过歼A A和歼和歼B B两种飞机的飞行员两种飞机的飞行员144144名。年龄名。年龄2424岁岁-46

24、-46岁；岁；飞行时间飞行时间:歼歼A 100 h-2500 hA 100 h-2500 h；歼；歼B 100 h-1100 hB 100 h-1100 h。飞行技术均属优、良等级飞行技术均属优、良等级;身体、心理状况健康身体、心理状况健康,飞行合格。飞行合格。二、方法二、方法 1 1、划分、划分1010个等级个等级 2 2、为统一评价标准，以双、为统一评价标准，以双180180大航线仪表飞行课目为评价标准。大航线仪表飞行课目为评价标准。三、问卷调查及数据处理三、问卷调查及数据处理 144144名受试者对歼名受试者对歼A A和歼和歼B B飞机驾驶难度评价等级分布结果飞机驾驶难度评价等级分布结果

25、 人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 结论：结论：A A飞机的驾驶性能明显差于歼飞机的驾驶性能明显差于歼B B飞机飞机人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法结论：结论：（1 1）歼）歼A A飞机的驾驶性能为五级飞机的驾驶性能为五级 -六级六级,趋向六级趋向六级,即飞机的驾驶性能即飞机的驾驶性能存在重度存在重度的不足的不足,为了达到飞行大纲的要求为了达到飞行大纲的要求,飞行时需要付出飞行时需要付出非常大的努力非常大的努力 （2 2）歼）歼B B飞机的驾驶性能为五级飞机的驾驶性能为五级 -六级趋向五级六级趋向五级,即飞机的驾驶

26、性能存在即飞机的驾驶性能存在中等中等度的不足度的不足,为了达到飞行大纲的要求为了达到飞行大纲的要求,飞行时需要付出飞行时需要付出相当大的努力相当大的努力。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（2 2）主观负荷评价法（）主观负荷评价法（Subjective Workload AssessmentSubjective Workload Assessment Technique Technique）SWATSWAT法法SWATSWAT法是美国空军开发的，由法是美国空军开发的，由ReidReid等人建立。等人建立。1 1）主要考虑因素）主要考虑因素 ReidReid

27、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整理，认为脑力负荷可以看作是时间负荷时间负荷 Time ，努力程度，努力程度 Effort ，心理紧张，心理紧张压力负荷压力负荷 Stress 3 3个要素的结合。个要素的结合。每个因素分为每个因素分为3 3个级别。个级别。人因工程学表表10-2 SWAT10-2 SWAT描述的变量及水平描述的变量及水平维度水平维度水平描述描述时间负荷时间负荷 T T努力程度努力程度 心理紧张（压力）负心理紧张（压力）负荷荷 1 1 轻轻经常有空余时间经常有空余时间，

28、各项活动之间很少各项活动之间很少有冲突或相互干扰有冲突或相互干扰 很少意识到心理努力，很少意识到心理努力，活动几乎是自动的，活动几乎是自动的，很少或不需注意力很少或不需注意力很少出现慌乱、危险、很少出现慌乱、危险、挫折或焦虑，挫折或焦虑，没感到没感到工作有压力。工作有压力。2 2 中中偶尔有空余时间偶尔有空余时间，各项活动之间经常各项活动之间经常出现冲突或相互干出现冲突或相互干扰扰 需要一定的努力或集需要一定的努力或集中注意力。中注意力。由于不确由于不确定性，不可预见性或定性，不可预见性或对工作任务不熟悉，对工作任务不熟悉，工作内容有些复杂工作内容有些复杂由于慌乱、挫折和焦由于慌乱、挫折和焦虑

29、而产生虑而产生中等程度的中等程度的压力压力，增加了负荷。，增加了负荷。为了保持适当的业绩，为了保持适当的业绩，需要相当的努力需要相当的努力3 重重几乎几乎从未有空余时从未有空余时间，间，各项活动之间各项活动之间冲突不断冲突不断 需要十分努力和聚精需要十分努力和聚精会神。会神。工作内容十分工作内容十分复杂，要求集中注意复杂，要求集中注意力力由于慌乱、挫折和焦由于慌乱、挫折和焦虑而产生虑而产生相当高的压相当高的压力力，需要极高的自我，需要极高的自我控制能力和坚定性控制能力和坚定性人因工程学 ）使用方法）使用方法1 1）操作人员完成任务后对）操作人员完成任务后对该任务的三个要素进行该任务的三个要素进

30、行评价打分评价打分2 2）操作人员对三个维度的）操作人员对三个维度的重要性进行排序重要性进行排序3 3）将被调查者归入表中某）将被调查者归入表中某一列一列三个因素及每个因素三个三个因素及每个因素三个状态，共形成状态，共形成3 33 33=273=27个脑力负荷个脑力负荷水平。水平。4 4）任何一个评价结果一定）任何一个评价结果一定是表中的某一个值。是表中的某一个值。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法提出的问题提出的问题、一共有几种状态？、一共有几种状态？、总分的范围？、总分的范围？、各行的得分？学生计算、各行的得分？学生计算、分数有无相同？、分数有无相同？

31、人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 ）数值变换）数值变换将这将这2727个脑力负荷水平定义为在个脑力负荷水平定义为在0 0100100之间。之间。当三个因素都为当三个因素都为1 1时，其脑力负荷对应的水平为时，其脑力负荷对应的水平为0 0 当三个因素都为当三个因素都为3 3时，脑力负荷水平为时，脑力负荷水平为100100。其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用2727张卡片分别代表张卡片分别代表2727种情况，种情况，操作人员首先对这操作人员首先对这2727张卡片根据自己的主观观点进行排序（有些卡片张卡片根据自己的主观观点

32、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分数相等），然后研究人员根据数学中的合成分析方法把这2727种情况种情况分别与分别与0 0100100之间的某一点对应起来，如，之间的某一点对应起来，如，(1(1，2 2，1)1)对应于对应于15.215.2等。等。）根据确定的对应表查出脑力负荷的对应值。）根据确定的对应表查出脑力负荷的对应值。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法3 3）SWATSWAT的优缺点的优缺点优点优点运用了数学分析方法对操作人员给出的运用了数学分析方法对操作人员给出的2727种情况的排序数据进行了数学种情况的排序

33、数据进行了数学处理，这样使得到的数据比简单的把处理，这样使得到的数据比简单的把2727个点平均地确定在个点平均地确定在0 0100100之间更可之间更可靠些。靠些。缺点缺点对对2727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。因此应用起来较难很难保证。因此应用起来较难。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（3 3）NASA-TLXNASA-TLX量表量表 美国航空和宇宙航行局下属美国航空和宇宙航行局下属AMESAMES研究中心的研究中心的HartHart等人建立起来的。等人建立起来的

34、。主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。HartHart等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。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：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.a.脑力需求脑力需求 b.b.体力需求体力需求 c.c.时间要求时间要求 d.d.努力程度努力程度 e.e.操作成绩操作成绩 f.f.挫折水平挫折水平人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法NASA-TLXNASA-TLX量表：量表：脑力需求：脑

35、力需求：这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高？完成工作需这项工作是简单还是复杂，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）？等）？体力需求：体力需求：需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动等）？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？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：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

36、还是慢，悠闲还是紧张？还是慢，悠闲还是紧张？人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法努力程度努力程度：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？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？何？受挫程度受挫程度：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？十足，恼火还是满意，有压力还是放松？每个影响因素在脑力负荷形成中的权数

37、不同，且随着情境的变化而显示每个影响因素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。出差异。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法NASANASATLXTLX法的使用过程分三步：法的使用过程分三步：n1 1）确定因素权重）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。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六个因素的权数之和等于l l。n2 2）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定NASANASATLXTLX主观评价

38、方法要求操作人员在完成了某一项任务之后，根据脑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力负荷的六个因素在O O100100之间给出自已的评价。除业绩这一因素之外，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。绩越好，则所给的分值越低。n3 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脑力负荷。）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脑力负荷。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力

39、负荷的测量(评价评价)方法方法NASANASATLXTLX法的进一步研究法的进一步研究1 1、肖元梅等、肖元梅等结论：业绩水平应删除或修改结论：业绩水平应删除或修改人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（四）主观评价法的缺陷（四）主观评价法的缺陷（1 1）评价结果有偏差）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，而人的不到的，我们所感

40、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。信息处理系统中的许多活动是我们意识不到的。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 （2 2）评价结果容易混淆）评价结果容易混淆1 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）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，但在评价脑力负荷时却由在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在评价脑力负荷时却由于结果混淆而易产生错误。于结果混淆而易产生错误。2 2）评价者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以）评价者一般较难将外部需要与实际

41、努力分开，往往以“应该应该”而不是以而不是以“实际经历实际经历”的工作要求作为评定基础，因此可能出现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高估或低估工作负荷的倾向.3 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）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。评价偏差。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法

42、方法（3 3）方法应用存在局限性）方法应用存在局限性1 1）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如）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。（长的时滞，则很可能出现评定偏差。（需操作后立即测需操作后立即测试才好）试才好）2 2）主观评价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。）主观评价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法二、主任务测量方法二、主任务测量方法 以作业人员在工作时的业绩指

43、标来判断这项工作给操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：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（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，主要是用单项业绩指标测量脑力负荷的研究中，主要是用错误错误率或率或时间延迟时间延迟作为业绩指标作为业绩指标。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法例例：1 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）在监视类任务中研究信息

44、显示速度对人的正确反应率的影响 结论：结论：说明说明 ：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，脑力负荷增加，错误率可作为业绩指标 显示速度显示速度增加增加人的错误率人的错误率上升上升人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 2 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）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。目标上的停留时间对反应时间的影响。结论：结论：而眼睛的停留时间则没有什么影响。而眼睛的停留时间则没有什么影响。实验结果说明：实验结果说明：认真选取的单个业绩指标能够

45、反映脑力负荷的变化。认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。目标目标类型类型背景背景目标数量目标数量显著影响显著影响反应时间反应时间人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（二）多指标测量法（二）多指标测量法1 1）多指标使用的目的）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。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，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

46、出脑力负荷的变化，而用其他方法得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。但在另外一些场到的指标可以反映脑力负荷的变化。但在另外一些场合，至少某一个业绩指标又能反映脑力负荷的变化。合，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 人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（三）主任务测量法存在的问题（三）主任务测量法存在的问题（1 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）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

47、间的脑力负荷状况无法进行比较。数，因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。（2 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）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。荷的变化不敏感。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法三、辅助任务测量法三、辅助任务测量法(一一)辅助任务测量法的原理辅助任务测量法的

48、原理 应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员把应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。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。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（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；第一步：测量单独做辅

49、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。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。测量辅助任务测量辅助任务业绩指标业绩指标;第三步第三步:分析比较分析比较,确定脑力负荷大小确定脑力负荷大小人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法(三三)辅助任务的种类辅助任务的种类辅助任务必须满足这样几个条件：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第一，它必须是可以细分的,能够显示出操作者努力能够显示出操作者努力情况；情况；第二，它必须与主任务使用相同的资源第二，它必须与主任务使用相同的资源 第三，

50、必须对主任务没有干扰或干扰很小。第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。人因工程学第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 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。不同，下面是常用的辅助任务。(1)(1)选择反应选择反应反应时间反应时间,反应率。反应率。(2)(2)追踪追踪:临界追踪任务是一项比较困难的追踪任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。在单独刚好使追踪