人因工程研究方法與過程演示文稿

人因工程研究方法與過程演示文稿當(dāng)前第1頁\共有38頁\編于星期日\18點優(yōu)選人因工程研究方法與過程當(dāng)前第2頁\共有38頁\編于星期日\18點

人因工程在很大程度上是一門實驗科學(xué)，其主要任務(wù)是把與人的能力和行為有關(guān)的信息及研究結(jié)果應(yīng)用于產(chǎn)品、設(shè)施、程序和周圍環(huán)境的設(shè)計中去。這些知識主要來源于實驗和觀察。

2.1人因工程研究過程、方法與工具當(dāng)前第3頁\共有38頁\編于星期日\18點2.1研究方法概述（1）從研究手段看：研究方法可以分為實驗性和非實驗性兩大類，即實驗法與非實驗法實驗法：是基于人為控制某些因素，通過實驗測試特定因素的影響非實驗法：通過調(diào)查法、觀測法（行為觀測）、測試法（心理測試、感覺評判法；身體測量、生理指征測量）等方法開展研究的（2）從研究結(jié)果看可分為描述性研究、試驗性研究與評價研究研究大致可分為描述性研究、實驗性研究和評價性研究，但不管哪種研究都會涉及如下內(nèi)容：研究情境的選擇變量的選擇受試者的選擇資料收集方法的選擇資料分析方法的選擇當(dāng)前第4頁\共有38頁\編于星期日\18點描述性研究描述性研究的目的是識別某些重要屬性，以描述某一母群體（事物、現(xiàn)象或人員）的特征，反映母群體的某參數(shù)（如平均數(shù)）描述性研究表面上看學(xué)問不大，但這些研究所提供的資料卻是許多物品與工程設(shè)計決策的重要基礎(chǔ)情境的選擇：決定此研究進行的場所，在實地或?qū)嶒炇易兞康倪x擇：標(biāo)準(zhǔn)變量（如身體特征、行為數(shù)據(jù)、主觀資料或生理指標(biāo)）和層次變量（如群體的年齡、性別或教育程度等）受試者的選擇：研究中往往花不少精力于抽樣計劃和受試者招募，但其中要特別注意的問題有，樣本的代表性、樣本的隨機性或樣本大小的選擇資料收集方法：實地或?qū)嶒炇沂占?、問卷或訪談等資料分析方法：一些基本的統(tǒng)計計算

當(dāng)前第5頁\共有38頁\編于星期日\18點實驗性研究實驗性研究的目的是檢驗?zāi)承┳兞繉π袨榈挠绊憽＿@些變量通常根據(jù)實際情境或理論預(yù)測來確定所關(guān)心的是某一變量對行為是否產(chǎn)生影響及其影響大小，反映不同條件下所造成的績效差異情境的選擇：實地情境（工作變量、環(huán)境及受試者都是真實情況）或?qū)嶒炇仪榫常ㄗ兞靠煽刂啤⒖芍貜?fù)且資料收集更精確）。通常采用實體或電腦模擬的方式進行變量的選擇：被操作的稱為自變量（如實驗內(nèi)容、實驗環(huán)境和被試特征），所測的行為稱為因變量（除身體特征外的其他想要的指標(biāo)）受試者的選擇：受試者所受自變量的影響是否與母群體相同，以控制誤差資料收集方法：可利用計算機或較復(fù)雜的方法，但要避免掉進浩瀚的資料海洋資料分析方法：常使用推論統(tǒng)計技術(shù)，主要檢驗統(tǒng)計顯著性當(dāng)前第6頁\共有38頁\編于星期日\18點評價性研究評價性研究一般探討的范圍更廣泛且更具整體性與實驗性研究相比，通?！白兞俊敝傅氖且幌到y(tǒng)或產(chǎn)品與描述性研究相比，試圖描述人使用一系統(tǒng)或產(chǎn)品的績效與行為當(dāng)前第7頁\共有38頁\編于星期日\18點（3）選擇研究方法時應(yīng)考慮的因素有：效果:該方法能達成研究目的之程度方便：研究方法運用上的簡便性成本：演技方法在經(jīng)濟、資料要求、設(shè)備、人力與時間上所付出的代價彈性：研究方法能適應(yīng)于不同場合與情況的程度范圍：研究方法所測量的現(xiàn)象、行為與事件之?dāng)?shù)量效度：研究方法所獲得資料與真實生活中所發(fā)生者的相似度信度：研究方法所獲得資料與歷經(jīng)時間遷移及多次應(yīng)用之間的一直程度客觀：研究方法之運用結(jié)果乃依憑據(jù)、程序資料，不因研究者之不同而異的程度保密、倫理、道德等因素也應(yīng)適當(dāng)考慮當(dāng)前第8頁\共有38頁\編于星期日\18點2.1研究方法概述2.2人因工程研究過程與原則2.3人因工程研究方法與工具2.4實驗倫理內(nèi)容目錄

當(dāng)前第9頁\共有38頁\編于星期日\18點2.2人因工程研究過程與原則1、人因工程研究過程一個具體的研究有基本研究過程：選擇研究地點、選擇變量、選擇采樣主體、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)。研究地點選擇研究地點的選擇是第一個需要決定的問題，其內(nèi)容就是選擇實地研究，還是選擇在實驗室中進行研究。對于不同的研究方法有不同的選擇規(guī)則。自變量選擇描述性研究：標(biāo)準(zhǔn)變量、分層變量（預(yù)測）;

試驗性研究：獨立變量、非獨立變量;評價研究：為評價研究選擇變量，要求研究人員把被評價系統(tǒng)或設(shè)備的目標(biāo)轉(zhuǎn)化成具體的、可測量的標(biāo)準(zhǔn)變量。當(dāng)前第10頁\共有38頁\編于星期日\18點被測者選擇描述性研究代表性的抽樣、隨機抽樣樣本空間大小試驗性研究選擇具有代表性的、一般化個體評價研究選擇個體與描述性研究和試驗性研究考慮的因素一樣，被測對象必須能夠代表最終用戶群體數(shù)據(jù)收集描述性研究：可以在實地或?qū)嶒炇抑羞M行試驗性研究：常采用計算機輔助的方法評價研究：通過研究人員觀察或訪問使用者來收集數(shù)據(jù)

當(dāng)前第11頁\共有38頁\編于星期日\18點數(shù)據(jù)分析

描述性研究常采用基本的統(tǒng)計方法進行。如計算頻率分布、平均值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相關(guān)系數(shù)、百分位數(shù)等

試驗性研究

試驗性研究中的數(shù)據(jù)常用一些較為復(fù)雜的數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析，如方差分析、回歸分析等

評價性研究

評價性研究中的數(shù)據(jù)也常用一些較復(fù)雜的數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析因變量的分類系統(tǒng)因變量

反映整個系統(tǒng)基本性能，多用于評價研究，較少用于描述性研究和試驗性研究，比如設(shè)備的可靠性、耐磨損性、操作成本和維修性能，以及一些具體的特性，如最大轉(zhuǎn)速、重量等

任務(wù)變量

描述任務(wù)完成的情況。這樣的變量有①產(chǎn)出數(shù)量，如搬運土方數(shù)等；當(dāng)前第12頁\共有38頁\編于星期日\18點②產(chǎn)出質(zhì)量，如事故次數(shù)、設(shè)計好的路徑的偏差等；③完成時間，如在電路中找出錯誤的時間，任務(wù)開始時的延遲時間。人員變量

人員變量用于描述執(zhí)行任務(wù)時人的行為和反應(yīng)。常用績效測量、生理指標(biāo)、主觀反應(yīng)來度量。因變量的要求基本要求:

客觀存在與數(shù)量較多無突變與容易收集需要特別的數(shù)據(jù)收集技術(shù)消耗盡可能少的財力和實驗者的精力?？煽啃?是指對一個變量測量多次結(jié)果保持穩(wěn)定的特性正確性：如方向正確性、內(nèi)容正確性與體系正確性防止干擾因素的影響：因變量不能受那些與體系無關(guān)的變量的影響敏感性當(dāng)前第13頁\共有38頁\編于星期日\18點2、人因工程研究原則客觀性原則系統(tǒng)性原則當(dāng)前第14頁\共有38頁\編于星期日\18點2.1研究方法概述2.2人因工程研究過程與原則2.3人因工程研究方法與工具2.4實驗倫理內(nèi)容目錄

當(dāng)前第15頁\共有38頁\編于星期日\18點2.3人因工程主要研究方法與工具

-研究方法（1）調(diào)查法調(diào)查法是獲取有關(guān)研究對象材料的一種基本方法，包括訪談法、考察法和問卷法。訪談法：研究者通過詢問交談來搜集有關(guān)資料的方法。要求做到與被調(diào)查者進行良好的溝通和配合，引導(dǎo)談話圍繞主題展開，并盡量客觀真實?？疾旆ǎ撼Ｓ糜谘芯繉嶋H問題，通過實地考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實的人一機一環(huán)境系統(tǒng)中存在的問題，為進一步開展分析、實驗和模擬提供背景資料。要求研究者熟悉實際情況，并有實際經(jīng)驗，善于在人、機、環(huán)境各因素的復(fù)雜關(guān)系中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。問卷法：研究者根據(jù)研究目的編制一系列的問題和項目，以問卷或量表的形式收集被調(diào)查者的答案并進行分析的一種方法。問卷設(shè)計要能滿足信度、效度的要求；問卷提問要通俗易懂，回答標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力求簡潔明了。當(dāng)前第16頁\共有38頁\編于星期日\18點（2）觀測法采用各種各樣人為的觀測方法，對操作人員的動作和工藝流程等進行分析，研究人機系統(tǒng)中人機的動作狀態(tài)。觀測作業(yè)的動作或時間消耗，流水線生產(chǎn)節(jié)拍是否合理，汽車總裝的過程等。需要借助計時器、錄像機等儀器設(shè)備；要事先確定觀測目的并制定計劃，以避免發(fā)生誤觀測和漏觀測的現(xiàn)象；為了保證對客觀事物正確、全面地感知，不但要堅持客觀性、系統(tǒng)性原則，還要認真細致地做好觀測的準(zhǔn)備工作。

（3）實測方法指采用儀器設(shè)備對研究對象進行實際測量檢測的方法。用三維人體掃描儀進行人體靜動態(tài)參數(shù)的測量；用醫(yī)療儀器進行人體生理參數(shù)的測量和人機系統(tǒng)參數(shù)、作業(yè)環(huán)境參數(shù)的測量等。

當(dāng)前第17頁\共有38頁\編于星期日\18點（4）模擬和模型實驗法：模擬是指對各種技術(shù)和裝置的模擬。操作訓(xùn)練模擬器、人體模型、機械模型等這種模擬方法可對諸如飛行員夜航操作系統(tǒng)進行逼真的實驗，也可得到從實驗研究外推得到所需要的更符合實際的數(shù)據(jù)。

(5)仿真法：數(shù)據(jù)仿真是指在計算機上利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行仿真性實驗研究。人們可對設(shè)計階段的未來系統(tǒng)進行仿真，并對系統(tǒng)中人—機—環(huán)境要素的功能特點相互間的協(xié)調(diào)性進行分析，從而預(yù)知設(shè)計產(chǎn)品的性能；由于數(shù)值仿真研究成本低，周期短，已成為人因工程研究的先進方法。

(6)實驗法：在人為控制的條件下，系統(tǒng)地改變一定變量因素，以引起研究對象相應(yīng)變化來進行因果推論和變化預(yù)測的一種研究方法，是人因工程研究中是一種很重要的方法。其特點為可以系統(tǒng)地控制變量，使所研究的現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生，反復(fù)觀察，使研究結(jié)果容易得到驗證，并且可對各種無關(guān)因素進行控制。當(dāng)前第18頁\共有38頁\編于星期日\18點分為實驗室實驗和現(xiàn)場實驗；實驗室實驗是借助專門的實驗設(shè)備，在人為實驗條件下進行的。由于對實驗條件控制嚴格，故有助于發(fā)現(xiàn)事件的因果關(guān)系，并允許對實驗結(jié)果進行反復(fù)驗證；現(xiàn)場實驗也對實驗條件進行適當(dāng)?shù)目刂疲捎趯嶒炇窃诂F(xiàn)場正常的情況下進行的，因此，實驗結(jié)果比較符合實際。

(7)分析法：分析法是指占有一定資料和數(shù)據(jù)后采用的一種研究方法。瞬間操作法：生產(chǎn)過程、人機之間的信息傳遞一般都是連續(xù)的，只能用間歇性的分析測定法，即采用隨機取樣法，對人機之間在每一間隔時刻的信息進行測定，然后用推理的方法進行整理，可獲得人-機-環(huán)境系統(tǒng)的研究數(shù)據(jù)。知覺與運動信息分析法：外界的信息先由人的感知器官傳到神經(jīng)中樞，經(jīng)大腦處理后，產(chǎn)生反應(yīng)信號再傳遞給肢體對機械進行操作，機械又將狀態(tài)信息反饋給操作者，形成一種反饋系統(tǒng)。知覺與運動信息分析法是對此反饋系統(tǒng)進行測定分析，并用信息傳遞理論闡明人機間信息傳遞的數(shù)量關(guān)系。動作負荷分析法：在規(guī)定操作所必需最小間隔時間的條件下，用計算機技術(shù)分析人連續(xù)操作的情況，從而推算人工作的負荷程度，此外，對在單位時間內(nèi)工作負荷進行分析，也可以獲得以單位時間的作業(yè)負荷率表示的全工作負荷。當(dāng)前第19頁\共有38頁\編于星期日\18點頻率分析法對人機系統(tǒng)中機械系統(tǒng)的使用頻率和人的操作動作頻率進行測定分析。也可以獲得作為調(diào)整操作人員負荷參數(shù)的依據(jù)。危象分析法：對事故或近似事故的危象進行分析，特別有助于識別容易誘發(fā)錯誤的情況，同時，也能方便地找出系統(tǒng)中存在的而又須用較復(fù)雜的研究方法才能發(fā)現(xiàn)的問題。相關(guān)分析法：指利用變量之間的統(tǒng)計關(guān)系對變量進行描述和推測，或者找出合乎規(guī)律的東西。例如，對人的身高和體重兩種變量進行相關(guān)分析，可以用身高描述人的體重。

(8)心理測驗法：心理測驗法是指以心理學(xué)有關(guān)個體差異理論為基礎(chǔ)，將操作者個體在某種心理測驗中的成績與常模作比較，以分析被試者的特點。心理測驗法可分為團體測驗和個體測驗；前者可在同一時間內(nèi)測量大批人員，可節(jié)省時間和費用，適合時間緊、待測人數(shù)較多的場合；后者則個別進行，能獲得更全面和更具體的信息，但時間較長；心理測驗按測試內(nèi)容分為能力測驗、智力測驗和個性測驗。

當(dāng)前第20頁\共有38頁\編于星期日\18點(9)感覺評價法：是運用人的主觀感受對系統(tǒng)的質(zhì)量、性質(zhì)等進行評價和判定的一種方法，即人對事物客觀量做出主觀感覺評價。感覺評價的對象可分為兩類：一類是對產(chǎn)品或系統(tǒng)的特定質(zhì)量、性質(zhì)進行評價，如對聲壓級、照度、亮度、空氣的干濕程度、長度、重量、表面狀況等的評價；另一類是對產(chǎn)品或系統(tǒng)的整體進行綜合評價，如對舒適性、使用性、居住性、滿意度、愛好、情緒、感覺、消費者態(tài)度等的評價。前者可借助計測儀器或部分借助計測儀器進行評價；后者依靠人的感覺進行評價。其主要目的：按一定標(biāo)準(zhǔn)將各個對象分成不同的級別與等級，評定各對象的大小和優(yōu)劣；按某種標(biāo)準(zhǔn)，度量對象大小和優(yōu)劣的順序等。

(10)圖示模型法：是指用圖形對系統(tǒng)進行掃描的方法，可直觀地反映各要素之間的關(guān)系，從而揭示系統(tǒng)本質(zhì)。三要素圖示模型是圖示模型法中常用的一種靜態(tài)圖示模型，如下圖所示；當(dāng)前第21頁\共有38頁\編于星期日\18點上圖中方框的大小和要素之間連線的粗細均表示重要程度；上圖示模型法多用于機具、作業(yè)和環(huán)境的設(shè)計與改進，特別適合于分析人機之間的關(guān)系。當(dāng)前第22頁\共有38頁\編于星期日\18點SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY人因工程的研究方法案例-

以眼動儀研究認知

Thesubjectintheexperimentbasedontheeyetrackingsystem.當(dāng)前第23頁\共有38頁\編于星期日\18點SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITYGoal-drivenStimulus-driven人因工程的研究方法案例-

以眼動儀研究認知當(dāng)前第24頁\共有38頁\編于星期日\18點SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY人因工程的研究方法案例-

以眼動儀研究認知當(dāng)前第25頁\共有38頁\編于星期日\18點2.3人因工程研究方法與工具-研究工具（1）研究工具體系當(dāng)前第26頁\共有38頁\編于星期日\18點（2）硬件工具：實驗基礎(chǔ)環(huán)境測量工具 實驗基礎(chǔ)環(huán)境測控主要是對實驗環(huán)境參數(shù)進行測量與控制，內(nèi)容包括溫度、濕度、光照、噪聲、輻射、空氣等環(huán)境參數(shù)，測量儀器包括溫度計、濕度計、照度計、噪聲計等

生理參數(shù)測量工具生理參數(shù)測量儀器主要針對實驗被試的基本生理參數(shù)進行測量，獲取被試的基本生理特征，包括三個小類：單維靜態(tài)生理參數(shù)測量儀器多維靜態(tài)生理參數(shù)測量儀器動態(tài)生理參數(shù)測試儀器心理參數(shù)測量工具心理參數(shù)測量儀器主要是結(jié)合認知心理學(xué)，測量反應(yīng)人類心理和認知過程的各種參數(shù)，主要分為感知覺類、記憶類、情緒和技能類等。當(dāng)前第27頁\共有38頁\編于星期日\18點感知類心理參數(shù)測量：主要有眼動儀、實體鏡、長度和面積估計器、動景器、深度知覺儀等。

記憶類測量儀器：記憶看作是對輸入信息的編碼、貯存和提取的過程。記憶類實驗儀器主要有注意力分配儀、速示器、記憶鼓、多重選擇器等。 情緒和技能類測量儀器：主要考查被試在不同作業(yè)狀態(tài)下的情緒和其表現(xiàn)出來的作業(yè)技能。主要儀器有動作穩(wěn)定器、簡單選擇反應(yīng)測試儀、選擇反應(yīng)測試儀等。當(dāng)前第28頁\共有38頁\編于星期日\18點（3）軟件類工具：數(shù)字人體模型與人機交互分析類軟件

通過在虛擬環(huán)境中較精確的定義不同尺寸的數(shù)字人體，建立人體數(shù)字模型，定義其完成指定的任務(wù)并分析相應(yīng)的性能。代表性的軟件有JACK、RAMSIS、ManneQuinPRO軟件等。

行為觀測與認知心理分析軟件

記錄被研究對象各種行為發(fā)生的時刻、持續(xù)時間和發(fā)生次數(shù)，然后進行統(tǒng)計處理。通過對操作者不同行為的統(tǒng)計結(jié)果分析人機交互過程中人的認知心理反應(yīng)過程。代表性的軟件有荷蘭Noldus公司的行為觀察分析系統(tǒng)等。

動作分析類軟件利用一種新穎的圖形用戶界面自動對作業(yè)過程中看到的行為進行時間、動作研究以及人因?qū)W分析的工具軟件。代表性的軟件有ArielDnymics公司開發(fā)的ArielPerformanceAnalysisSystem(APAS)動作分析系統(tǒng)等。當(dāng)前第29頁\共有38頁\編于星期日\18點（4）量表類工具：人因工程審計類量表：IEA核對表：一個綜合考慮體力負荷、感知負荷、腦力負荷與工人、環(huán)境、工作方法/工具/機器相關(guān)聯(lián)的邏輯框架。位置分析調(diào)查表（PositionAnalysisQuestionnaire）：面向操作者的結(jié)構(gòu)化的工作分析表，有187個問題，可用于操作者的人的行為特征分析。AET核對表：主要用于作業(yè)人員的個體特征分析，包括作業(yè)人員之間的協(xié)作特征分析，AET廣泛使用于需求分析、工作設(shè)計、人員管理、職業(yè)咨詢和研究等方面。認知心理量表：態(tài)度量表：如瑟斯頓態(tài)度量表、波哥達斯社會距離量表；自陳量表：如明尼蘇達多相人格量表、16種人格因素量表、愛德華個性偏好量表；壓力測試量表：如荷馬壓力量表、九十項癥狀自評量表。當(dāng)前第30頁\共有38頁\編于星期日\18點職業(yè)健康與安全類量表：上肢核對表（Upper-ExtremityChecklist）：主要用于引起人體局部（上肢）累積損傷的生物力學(xué)壓力問題。博格量表：評估實驗者明確的表達身體上的酸痛或不適，并也可對實驗的組合提出意見及評估，讓主試者可迅速且簡單的得到這些信息。OWAS姿勢分析量表(OvakoWorkingPostureAnalysisSystem)：主要功能在于可以界定出工作時的身體姿勢，并按