人机工程学第6章+人的自然倾向与可靠性

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1、第6章 人的自然倾向与可靠性,6.1 习惯与错觉 6.2 精神紧张与躲险行动 6.3 人为差错 6.4 人的生理节律 6.5 人的可靠性,6.1 习惯与错觉,6.1.1 群体习惯 习惯是人长期养成而不易改变的语言、 行动和生活方式。 习惯分个人习惯和群体习惯， 群体习惯是指在一个国家或一个民族内部， 人们所形成的共同习惯。 ,6.1.2 惯用一侧 绝大多数人习惯用右手操作工具和做各种用力的动作。 他们的右手比较灵活而且有力， 所以对惯用右手的人来说， 右手也叫优势手。,6.1.3 视错觉 视错觉是指观察注意对象所得到的印象与实际注意对象出现差异的现象。 视错觉由人的生理心理现象决定， 但有些作

2、用机理目前仍没搞清楚。 图6 - 1所示为常见的形状视错觉。 视错觉是人所共知的， 常被建筑、 绘画、 雕刻、 设计、 舞台艺术、 服装设计等所利用， 以增强形象的鲜明性和艺术效果等。 但在人机系统设计中一般则要避免视错觉。,图6 - 1 常见的图形错觉,图6 - 1 常见的图形错觉,6.1.4 其他错觉 人们辨别声源方向， 经常发生错觉， 叫做声音定位错觉。 例如， 人的耳朵能够很好地辨别枪声是从左边还是从右边发出， 但若枪声来自正前方或正后方， 往往就难以准确地辨别出来。 正前方发出的枪声， 听起来像从后方发出的， 而后方发出的枪声， 又像从前方发出的。,6.2 精神紧张与躲险行动,6.2

3、.1 精神紧张 人在工作繁忙的时候， 常处于精神紧张状态， 甚至导致一时性血压升高或生理上出现其他反应。 但人体的生理机能有着惊人的稳定性， 能在任何一个机能系统中， 使失常的生理状态恢复正常。表6 - 1是紧张程度与作业对象、 作业性质、 作业方法等的关系。 ,表6 -1 紧张程度与各种作业因素的关系,6.2.2 慌张 慌张是作业者在某种心理状态下所出现的一种工作状态， 表现为着急慌忙， 工作急于求成， 而忙中又常出错。 着急慌忙有两方面的原因， 一是本人主观上的性格， 二是出于某种原因想尽快做完某件事情。 表6 - 是作业者在慌忙状态下和平静状态下的动作对比。,表6 - 2 慌忙与平静时的

4、动作对比,6.2.3 惊慌 在异常情况下， 尤其是在紧急危险状况下(例如发生火灾、 爆炸， 或即将发生房屋倒塌， 突然涌水等)， 多数人心理会骤然发生变化， 内心十分紧张， 一时失去正确的判断能力， 行动也随之失去常态： 或者惊呆不能动弹； 或者张皇失措， 行动不能自控； 也有的在生理上出现种种不正常现象， 如哆嗦、 皮肤起鸡皮、 上下牙齿振碰、 口吃、 心率加快、 血压升高、 大小便失禁等。,6.2.4 躲险行动 1. 对前方飞来物的躲避 当人静立而发现前方有物袭来时， 会立刻作出反应， 采取躲避行动。 至于躲向何侧， 有人曾做过试验统计， 其结果见表6 - 3。 由表可见， 躲向左侧的人数

5、大致为躲向右侧的2倍。 这是因为人体重心偏右， 站立时身体略向左倾， 而且右手右脚比较强劲有力， 所以在紧急时身体自然容易向左侧移动。 ,表6 - 静立时躲避方向的特点,2. 对落下物的躲避 对于从人所在位置的上方掉下物体时， 人们如何采取躲避行动， 也有人做过试验。 这个试验是让被测验者直立在楼房外面， 从其前方距地面7米的三楼窗户内， 大声喊叫他的名字， 在他听到声音向上仰望的同时， 从他的正上方掉落下一个物件， 并观察他躲避落下物的行动。 几乎所有的人在仰头向上的同时， 都能发现落下物而表现出各种反应(见表6 - )。,表6 - 躲避落下物的行动类型,3. 逃离行动 当出现危险情况时，

6、人们在恐慌中为了谋求自身安全， 争先恐后地捕捉逃离机会， 难免出现混乱状态。 这在高层建筑物、 公共场所发生火灾时表现尤为明显。 根据有关方面调查， 发生火灾时人们避难的特点是， 选择通往避难出口的最短距离； 逃往远离烟、 火方向； 选择障碍最少的路线； 顺墙前进； 向左拐； 向明亮地方走； 从进来的方向返回； 走习惯了的、 有经验的路及入口； 随着人流走；,10从高层向低层走等。 关于沿着墙前进的倾向， 是由于黑暗或黑烟看不清周围情况， 失去了凭借视觉的坐标轴， 而选择了凭借触觉的坐标轴。 ,6.3 人为差错,人为差错是指人未能实现规定的任务， 从而可能导致中断计划运行或引起财产和设备的损坏

7、的行为。 人为差错发生的方式有： 人没有实现某一必要的功能任务； 实现了某一不应该实现的任务； 对某一任务作出了不适当的决策； 对某一意外事故的反应迟钝和笨拙； 没有觉察到某一危险情况。 ,6.3.1 人为差错的分类 按系统开发阶段， 人为差错可分为以下六类。 1. 设计差错 由于设计人员设计不当造成的， 如没有进行人机工程设计， 负荷拟定不当， 选材不当， 计算用的数学模型错误， 计算错误， 经验参数选择不当， 结构不妥等。,2. 制造差错 制造差错是指产品没有按照设计图样进行加工和装配。 3. 检验差错 检验手段不正确， 放宽了标准， 没有完成检验项目， 未发现产品的缺陷。 4. 安装差错

8、 安装差错是指未按照设计图样和说明书进行安装调试。 ,5. 维修差错 对设备未能进行定期维修或设备出现异常时， 没有及时维修和更换零部件。 6. 操作差错 操作差错是指操作人员错误地操纵机器和设备。 表6 - 5为根据迈斯特(DMeister)对可能发生的人为差错的研究， 经归纳整理后列出的人为差错类型。,表6 - 5 人为差错的分类,6.3.2 人为差错发生的原因 发生人为差错的机理， 目前尚不清楚， 但可以肯定， 人为差错是人、 环境、 技术、 机械和管理等诸多因素相互作用的结果， 可表示如下：,1. 人(Man) 人是指工厂工人或技术人员上、 下、 左、 右之间的人际关系。 若人际关系良

9、好， 即可很好地传递信息、 协同步调、 密切配合， 故不容易出现人为差错。 2. 机械(Machine) 机械是指在人机界面上， 显示、 控制系统的功能、 结构、 形状和配置是否符合人机工程学要求， 是否完全符合人的生理心理特性， 是否有安全装置等。 它是进行人机工程设计的主要方面。,3. 环境(Media) 环境主要指温度、 照明、 噪声、 振动等环境条件与作业方法和作业顺序等软件系统， 还应包括作业速度和休息的安排等。 4. 管理(Management) 管理主要指国家及企业的安全法规、 监督、 检验、 管理、 教育与培训措施等。 为了减少人为差错， 必须合理处理好上述各背景因素， 并从各

10、背景因素出发， 制定防止发生事故的对策。,6. 人的生理节律,6.4.1 日周节律 在日常生活中， 昼夜变化是人们经受的最急骤的变化， 人体对昼与夜的反应很不相同。 人们的日常生活节律基本上以24小时为周期， 故称之为日周节律(circadian rhythm)。,人的身体适于白天活动， 到了夜间， 各种机能下降，进入休息状态。 对于一天中人体机能状态的变化情况， Graft绘成如图6 - 2所示曲线。 在人机工程学中， 常用频闪融合阈限值表示大脑意识水平， 来说明人体的机能状况。 频闪融合阈限值越高， 大脑意识水平也越高； 相反， 精神疲劳或困倦时， 频闪融合阈限值变低。 一天中的频闪融合阈

11、限值变动情况如图6 - 3所示。,图6 - 2 一天中身体机能的变化情况,图6 - 3 频闪融合阈限值及心搏动数日周节律,6.4.2 其他周期节律 有人以6天工作制的一个星期为周期对人的活动进行过研究， 发现频闪融合阈限值在每星期内也有周期节律。 例如， 在每天规定的时间测定办公室工作人员的频闪融合阈限值发现， 星期一和星期二没有多大差别， 从星期三起开始降低， 到星期五下午又开始回升， 星期六可达到星期三的水平。 他们认为， 每星期7天是人为规定的， 人们已适应这种工作时间段落的划分， 因而形成了后天性的节律。 ,6.4.3 PSI周期节律 图6 - 为出生于1955年6月1日的人在1991

12、年8月的PSI周期节律变化曲线。 PSI周期节律曲线的绘制步骤， 简要介绍如下(见图6 - )。 如试求生于1955年6月1日的人， 在1991年8月10日这一天的PSI三节律周期相位(即处于相应周期第几天)和8月份全月PSI三节律变化状况， 步骤如下： ,首先计算预测日期的节律周期相位。 第一步按阳历核准出生年、 月、 日。 若只知阴历出生日期， 则必须准确无误地换算成阳历， 否则作出的曲线毫无意义。 本例已给定阳历出生日期， 不需换算。 第二步按下列公式计算从出生日到预测日的总天数 X365ABC （6 - 1）,式中： X从出生日到预测日的总天数； A预测年份与出生年份之差； B预测年生

13、日到预测日的总天数(已过生日取“”， 未到生日取“”)； C从出生年到预测年所经过的闰年数 (CA， 取整数， 但要准确计算时， 须查新编万年历)。 ,本例总天数 X 365（19911955）（303110）（19911955）13220 第三步总天数分别被23、 28、 33除， 所得余数即 为预试日期的相应节律周期相位。 本例为 13 220235余18， P周期相位为第18天； 13 220282余4， S周期相位为第4天； 13 22033400余20， I周期相位为第20天。 ,最后， 根据预试日期的节律周期相位绘制生理节律曲线， 如图6 - 所示。 作图时， 应根据预试日期的相位

14、直接反推算， 确定各周期第一天的相应日期。 本例为 P周期的第一天为7月24日； S周期的第一天为8月7日； I周期的第一天为7月22日。,图6 - 即为所有1955年6月1日出生的人， 在1991年8月10日这一天的周期相位和8月份全月的生理三节律变化状态。,图6 - SPI周期节律曲线,6.5 人 的 可 靠 性,6.5.1 人的可靠性与压力 影响人的可靠性的一个极为重要的方面是人所承受的压力。 压力是人在某种条件刺激(在机体内部的或外部的)的作用下， 所产生的生理变化和情绪波动， 使人在心理上所体验到的一种压迫感或威胁感。,1 . 工作的负荷 如果工作负荷过重， 工作要求超过了人满足这些

15、要求的能力， 会给人造成很大的心理压力。 而工作负荷过轻， 缺乏有意义的刺激， 例如不需动脑的工作， 重复性的或单调的工作， 无法施展个人才华或能力的工作等， 同样也会给人造成消极的心理压力。 ,2. 工作的变动 例如机构的改组、 职务的变迁、 工作的重新安排等， 破坏了人的行为、 心理和认识的功能模式。 3. 工作中的挫折 例如任务不明确、 官僚主义造成的困难， 职业培训指导不够等， 阻碍了人达到预定的目标。,4. 不良的环境 例如噪声太大， 光线太强或太暗， 气温太高或太低以及不良的人际关系等。 在作业过程中， 由于超过操作者的能力限度而给操作者造成的压力以及其他方面给人增加的压力， 其表现如表6 - 6所示。,表6 - 6 给操作人员造成压力的类型,6.5.2 人的可靠性与意识水平 影响人的可靠性的因素极为复杂， 但人为失误总是人的内在状态与外部因素相互作用的结果。人的内在状态可以用意识水平或大脑觉醒水平来衡量。 人处于不同觉醒水平时， 其行为的可靠性是有很大差别的。,6.5.3 影响人操作可靠性的因素 影响人的操作可靠性的因素列于表6 - 7中。,表6 - 7 影响人的操作可靠性的因素,