论人的信息处理系统对人的工作效率的影响

经济管理学院xxxxx班

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200xxxxxxxxxx

摘要：随着人因工程学研究的不断深入，人因工程学的理论在工业设计、企业管理等领域中得到了广泛应用。在工作中，影响工作效率的因素很多，其中有人的因素，特别是人的信息处理系统对工作效率有着非常重要的作用。本文以人的信息处理系统的相关理论为基础，分别从人的信息处理的三个子系统出发，运用了分析、建模等方法，阐述了人的信息处理系统对工作效率的影响。

关键词：人 信息 系统 工作效率 影响

目 录

引言................................................................................................................................................................... ...4

1 人的信息处理系统的相关理论概述........................................................................................................... .4

1. 1 人的信息处理系统模型.........................................................................................................................4

1.2人的感觉子系统......................................................................................................................................5

1.2.1人的视觉系统..................................................................................................................................6

1. 2. 2人的听觉系统..................................................................................................................................6

1.3人的信息处理子系统..............................................................................................................................7

1.3.1决策............................................................................................................................................... ..7

1.3.2记忆............................................................................................................................................... ..7

1. 3. 3注意..................................................................................................................................................7

1.4人的反应子系统................................................................................................................................. ....8

2 工作效率的相关理论概述....................................................................................................................... .....8

2.1工作效率的概念......................................................................................................................................8

2.2工作效率的影响因素..............................................................................................................................8

3 人的信息处理系统对工作效率的影响.................................................................................................. ......9

3.1人的信息处理系统对工作效率影响的概述..........................................................................................9

3.2感觉子系统对工作效率的影响.......................................................................................................... ..11

3.2.1视觉系统对工作效率的影响................................................................................................. ....11

3.2.2听觉系统对工作效率的影响.....................................................................................................12

3.3信息处理子系统对工作效率的影响.....................................................................................................13

3.4反应子系统对工作效率的影响.....................................................................................................14

4 总结...............................................................................................................................................................15

参考文献..............................................................................................................................................................17

引言

人的信息处理系包括感觉子系统、信息处理子系统和反应子系统，它对工作效率的影响非常大，弄清楚人的信息处理系统对工作效率的影响对提高工作效率、科学管理和人机工程理论更好的应用都是非常重要的。

1 人的信息处理系统的相关理论概述

1.1人的信息处理系统模型

在人和机器发生关系的相互作用的过程中，最本质的联系是信息交换。因而必须对人的功能从信息理论的角度加以分析。人在人机系统中特定的操作活动上所起的作用，可以类比为一种信息传递和处理的过程。因而从人因工程学的观点出发，可以把人视为一个单通道的有限输送容量的信息处理系统来研究。该系统如图1.1所示。

有关机器状态的的信息，通过各种显示设备（视、听、触等显示设备）传送给人。人依靠眼、耳和其他感官接受这些信息，这些感官构成了一个感觉子系统。感觉子系统将这些信息通过神经信号传递给人脑中枢。在中枢的信息处理子系统中，将传入的信息加以识别，做出相应的决策，产生某些高级适应过程并组织到某种时间系列之中。这些功能都需要储存子系统中的长时记忆和短时记忆参加。被处理加工后的信息也可以贮入长时和短时记忆中。最后，信息处理系统可以发放输出信息，通过反应子系统中的手脚、姿势控制装置、语言器官等，产生各种运动和语言反应。后者将信息送入机器的各种输入装置，改变机器的状态，开始新的信息循环。

1.2人的感觉子系统

人通过自己的感觉器官获得关于周围环境的各种信息, 因此感觉是人的信息处理系统的输入子系统。感觉器官中的感受器是接受刺激的专门装置。在刺激物的作用下, 感受器的神经末梢发生兴奋, 兴奋沿神经通道传送到大脑皮层感觉区产生感觉。一般来说, 一种感觉器只对某种形式的刺激特别敏感, 这种刺激就叫该种感觉器的适宜刺激（表1.1）。 除适宜刺激外, 感觉器对其他刺激不敏感或根本不反应。例如可见光是眼的适宜刺激, 一定频率范围的声波是耳的适宜刺激。电或机械刺激虽然也能在眼内引起感觉, 但需要较大能量, 而且这种感觉是相当粗糙的。

表1.1 感觉器的适宜刺激

人的感觉有视觉, 听觉, 肤觉, 嗅觉, 味觉等多种, 其中视觉和听觉是信息输入的主要感觉通道。每种感觉通道都有其特殊的功能和作用, 但也都有其局限性。这种局限性可能直接影响信息输入, 进而可能影响更高水平的信息处理。例如, 眼睛视网膜中视锥细胞和视杆细胞这两类感受器的感光特性限制了信息显示中颜色编码的使用范围。

感觉器官可接受外界刺激的范围被称为感觉阈限, 感觉阈限有绝对阈限和相对阈限两个概念。

外界刺激必须达到一定强度才能引起人的感觉。刚刚能引起感觉的最小刺激量, 叫绝对感觉阈限的下限。强度比这个值低的刺激不能引起人的感觉。感觉器官不仅有下限, 而且还有上限。能产生正常感觉的最大刺激量, 叫绝对感觉阈限的上限。作用于感觉器官的刺激强度若超过这个上限, 就会引起痛觉, 严重时甚至于造成感觉器官的损伤。

感觉的第二个阶段是把感受到的外界刺激与贮存有大脑中的信息进行比较, 也即是对外界刺激进行编码, 使它成为人的信息中心能够识别的形式。心理学把这一阶段的感觉叫知觉。

1.2.1人的视觉系统

视觉器官的外周感受器是眼睛。人的眼睛的特点是神经细胞高度发达, 具有完善的光学系统以及各种使眼睛转动并调节光学装置的肌肉组织。

如图1.2，人的眼睛的外形接近于球形, 所以也常被称为眼球。眼球被一层被称为眼球壁的一层组织包围。眼球壁由巩膜, 脉络膜和网膜组成。

图1.2 眼睛结构示意图

1.2.2人的听觉系统

人的听觉系统主要是听觉器官, 即人的耳朵。人的听觉器官包括外耳, 中耳, 内耳三个组成部分, 如图1.3所示。

图1.3 人耳构造示意图

1.3人的信息处理子系统

1.3.1决策

决策是人为了达到一定目标选择行动方案的过程。根据决策理论我们知道, 在进行决策时, 我们首先要确定目标, 找出可达到这个目标的各种方案, 比较各种方案的优缺点, 然后选出一个最优的(或满意的)方案。我们都知道在人进行决策时, 受到了决策者的感情, 性格, 价值观等许多主观因素的影响。

1.3.2记忆

大量心理学研究的结果表明, 人有三种不同的记忆：瞬时记忆、短期记忆、长期记忆。

瞬时记忆是在各感觉器官的后面, 贮存人感觉到的信息, 所以也被称为感觉信息存储。瞬时记忆是最短暂的记忆, 保持时间一般以毫秒计。短期记忆往往是人在即时活动中所要求的, 是操作性的, 因而也被称为操作记忆或工作记忆。长期记忆是保持一分钟以上到几年, 甚至于更长时间的记忆。人的知识经验, 就是保持在长期记忆中的信息。长期记忆的内容是以往信息加工的结果, 比较稳定, 具有备用的作用, 对人的活动不会增加过多的负担。人的长期记忆的容量很大, 几乎是无限的。

1.3.3注意

注意是人的心理活动对一定对象的指向。在人机系统中, 许多事故的发生都可以从注意上找原因。例如, 飞行员在追击敌机时可能由于没有注意到高度表指示的变化而发生毁机事故; 汽车司机可能由于只顾前方道路变化而没有注意到侧旁情况而碰到路旁的行人或车辆; 一个打字员会由于与人谈话而打错了字, 等等。注意也被认为是人的信息处理的一个瓶颈。注意主要从三个方面对信息处理过程发生影响: 即选择性, 集中性和注意分配。

1.4人的反应子系统

在决策做出之后, 人的信息处理的下一个阶段是反应, 也就是人的信息处理系统的输出。人的主要的信息执行器官有手, 脚, 口等。

一般认为, 人的反应是多渠道的, 即同时可以做一件以上的反应。如我们可以边走路边说话。但是如果反应需要中枢处理系统进行反馈控制, 则反应就变成单通道了, 这主要是受中枢信息处理系统的限制。

2 工作效率的相关理论概述

2.1工作效率的概念

工作效率，一般指工作投入与产出之比，通俗地讲就是在进行某任务时，取得的成绩与所用时间、精力、金钱等的比值。产出大于投入，就是正效率；产出小于投入，就是负效率。工作效率是评定工作能力的重要指标。提高工作效率就是要求正效率值不断增大。一个人的工作能力如何，很大程度上看工作效率的高低。

2.2工作效率的影响因素

工作效率的影响因素大致可因分为四类：个人因素、任务因素、管理因素、环境因素。具体如图2.1所示：

图2.1 工作效率的影响因素

3 人的信息处理系统对工作效率的影响

3.1人的信息处理系统对工作效率影响的概述

人机系统最基本的原则就是考虑到各种有关的因素，并加以统筹兼顾，作出合理的安排。所谓各种因素，主要是人的因素、物的因素和环境因素。有人把这几种因素综合为图3.1。

图3.1

图3.1可以概括地反映在人机系统中各种因素的交互作用。整个人机系统的工作效率是由多种因素所决定的，可把决定一个人机系统工作效率的各种有关因素列为一个方框图，形象地表现出各种关键性的因素的作用。

这些因素中有的与人的因素有关，有的与机器的性能有关，有的与环境条件有关，有的则是几种因素交互作用的结果。如果我们只看到机器、原材料等方面的问题而忽视了人的信息处理能力、工作的方法等，也不会得到最好最好的工作效率。下面我着重就人的因素特别是人的信息处理方面加以分析。

首先是人体自身的特点。主要是研究人的躯体特点，如上肢、下肢的长短，坐、立的角度与尺寸，人的手指的特点，握力大小等等。这些数据对于设计机器和工作地布置，人机系统的工作效率是有参考价值的。我们有些进口的机床主要是根据外国工人的身体特点设计的，有时由身材较小的女工操作时就感到困难，甚至够不到某些手柄或手轮，而不得不在地面铺上垫板。有些机床或仪表柜由于尺寸不合宜，使工人干了一天活之后感到十分疲劳。这些因素考虑不周到往往会降低工作效率，增加废品甚至引起事故。从管理的角度就不能忽视这些似乎是无关大局的小事。

第二是人的感觉子系统的特点。在一定的生产条件下，人和机器之间进行着信息的交换。机器从广义的理解，包括整个系统中各种物的因素，把它的信息通过各种显示装置(如仪表、声音信号、示波器、数码管等)通报给操作人员。人则通过视觉或听觉，甚至触觉接受这种种信息。经过头脑的加工之后，由人的运动(动作)来把信息传递给机器。这种运动可能是按一些电钮，也可能是旋动一些手轮和手柄，或是按电传打字机的键把信息输给一台电子计算机。而且近年来已实现了人—机对话，操作人员甚至可以用口头的指令来向机器传递信息。问题是人的感知觉和运动都存在着一定的限度，超过了这个限度就无法接受信息或使可靠性降低。例如，在视觉方面，人对于指针在直线刻度上位置的绝对辨认，可传递的信息为3比特左右（比特是信息计量单位：从两个等概率出现的对象选取一个，为1比特的信息量；从4个对象中选中一个，为2比特的信息量；从8个对象中选中一个，为3比特信息量；等等）。但如果辨别的对象的维量增加，例如一些属性的结合，把色彩、亮度、位置等也加进去，那么传递的信息可以多达4到6比特。在一些工程心理学的专著里，对这些限度都有专门的介绍。

了解到这个限度，使设计人员心中有数，就不会盲目地加重操作人员的负担，从而保证了人机系统工作的可靠性。但是也不能消极地来看待这个问题，还要想办法改进机器呈现信息的方式，来减轻人的感知觉的负荷，从而扩大向人传递的信息量。例如改进仪表的设计就是一个途径，在数量阅读时，采用指针式的仪表更合宜。仪表的分度、指针的形状、数字的形式等等都应仔细加以研究，使操作人员容易看，容易记。从运动方面看，就是要考虑控制器的设计。第一，控制器的设计要便于识别，如各按钮的形状、标志应有明显区分，以免错误的反应导致误操作。第二，操作的结果应有相应的反馈，使操作者及时了解自己操作的效果以便进行必要的调节。第三，控制器的设计应合乎习惯，例如向顺时针方向旋紧或关闭，逆时针方向为旋松或开启等。这方面的工作是大量的，为各种机器的设备的完善化提供了十分有用的依据。

第三是人的信息处理子系统的特点。上面提到感知觉是信息对人的输入通道，运动是人的信息输出渠道，这中间还有一个中枢神经系统对信息加工的过程，与此有关的要考虑注意、学习、记忆、判断、推理等。注意是最基本的信息加工形式，我们把一些对象从另一些对象中区分出来进入到意识的领域，这已是一种基本的信息加工。再进一步是短时记忆，在日常生活中我们都有这种体验，有些事物只需记住几秒钟，用过后就把它忘掉了。在生产中这种记忆很重要，如显示器上呈现的一些数据只需临时记一下。人一下能记住多少？能记多久？这些问题是设计人员应注意的。有些数据我们是保留在长时记忆中的，在记忆中把它们“提取”出来要花多少时间？有哪些因素可能影响“提取”的过程？这也是设计机器时要考虑到的人的因素。在过分紧张的情况下，人们本来记得的东西也会一时想不起来。一些熟练的动作也是这样，如果你已熟悉了一种操作，因工作需要改变了这种操作，在一般情况下，你也可以很熟练地适应这种新的操作程序，但在某些特殊情况下，可能不自觉地又把原来的操作拿出来了，往往由此而造成事故。所以在设计新机器时要考虑工人过去的习惯反应和一般的反应形式。在工程心理学中有一个名词叫“普遍性的动力定型”。这是设计人员应当注意的。

为了减轻人在信息加工方面的负担，工程设计人员作出了许多努力。例如在驾驶飞机时，有数以百计的仪表，有许许多多的数据，飞行员要根据这些来自许多仪表的信息判断自己飞机的位置、速度等，并根据情况的要求进行操纵，这里有异常复杂紧张的信息加工过程。随着飞机速度的日益增加，这种困难也愈来愈大。于是工程设计人员设计了一些专用的电子计算机，把有关的信息进行综合加工，然后用一个简单的显示器表示出飞行员应当进行操作的指标，飞行员只需推动驾驶杆，使表示反应的指示器追踪电子计算机控制的指标，能追踪上就完成了任务。这样就用电子计算机代替了人的部分的脑力劳动。

第四是人的反应子系统的特点。在人机系统中，操作者接受系统的信息并经中枢加工后，并对系统做出反应。系统中的这一环节称之为操作者的信息输出，信息输出是人对系统进行有效控制并使系统能正常运转的必要环节。是人机系统工作效率和安全的关键。

最后是要考虑人的经验、职业技能的训练水平。一个操纵者虽然具有较好素质，如敏捷的知觉—运动反应、强的记忆力、正确的推理和判断的能力等，但如果缺乏本专业的训练，仍不一定有很高的工作效率或者是胜任本职工作。所以在现代化的生产或国防体系中，对从事工作的人员都要进行严格的选拔与训练。选拔主要是针对候选人员的心理素质，如上所述感知觉、记忆、注意、思维等方面进行测验择优录用；训练则是针对本专业的需要对从事本工作的各类人员进行培训，使他们不但具有本行业的知识，而且掌握必要的技能。同时训练过程也是一个选拔过程，在较长的时间内，通过各种训练科目，观察受训人员是否具有培养前途，只有这样才能真正把符合需要的优秀人员选拔到工作岗位上来。这对于提高整个人机系统的工作效率与可靠性是十分重要的一个方面。

3.2感觉子系统对工作效率的影响

3.2.1视觉系统对工作效率的影响

首先体现为视敏度（眼睛辨别物体细节特征的能力, 也称为视力）。一般情况下要求越精细的工作，对视敏度要求越高。比如集成电路、仪表制造、仪表控制、绘画等。所以这类工作的工作效率受视敏度影响较大，视敏度的满足条件通常有光照条件、亮度比、曝光时间、物体运动速度等。因此在仪表设计时，要充分考虑用指针显示数据，还是用数字显示数据，仪表的色彩选择。在信号灯设计时，要成分考虑到信号灯的形状，颜色。在荧光屏设计时要考虑到目标亮度，目标运动速度，色彩对比度等。这些因素在设计如果考虑充分，对人机系统的工作效率都有很大提高。反之，将会降低工作效率。

第二是视野，它对飞行员、汽车驾驶员、大型机器的仪表控制员等的工作效率甚至是工作安全有非常大的影响。所以这要求仪表显示器要设计在工作人员的视野范围内。视野指人的头部固定不动时, 眼睛注视正前方所能看见的空间范围, 常用角度来表示。如图3.2所示，人的视野可以分为三个部分。最中间的部分, 即在眼睛焦点的1度之内, 人的眼睛看这个区域内的东西可看得特别清淅, 被称为内视野区或最佳视力区。从1度到40度被称为中部视野区。在这一区域东西开始变得模糊起来, 但人的眼睛可以发觉这一区域的运动目标和过高的对比度。外视野区指中视野区以外直到眼睛受到头部遮掩的地区, 这对应于40-70度。人眼对外视野内的物体很不敏感。所以对重要的仪表应该设计在最佳视力区，不是很重要的设计在中部视野区，这样会提高飞行员、汽车驾驶员、大型机器的仪表控制员等控制的准确度，提高他们的工作效率。

图 3.2 人的水平垂直视野

第三是视觉适应，它包括暗适应和光适应。暗适应是指当人们从明亮的环境转入到黑暗的环境时, 开始时视觉感受性很低, 然后逐渐升高, 这个过程称为暗适应过程。一个完全的暗适应过程约需30分钟以上。 光适应是指当人从黑环境转入光亮环境进时, 眼睛感受性降低的过程。人眼的光适应完成很快, 大约需要1分钟。视觉适应对夜间作战的士兵、井下矿工、医院X光检验师的工作效率都有明显的影响。如果眼睛需要频繁地适应各种不同亮度时，容易产生视觉疲劳，进而影响工作效率，而且也容易引起事故。为了满足人眼适应性的特点，要求工作面的光亮度均匀而且不会产生阴影。对于必须频繁改变亮度的工作场所，可采用缓和照明或一段时间佩戴有色眼镜，以避免眼睛频繁地适应亮度变化而引起视觉疲劳和工作效率降低。

3.2.2听觉系统对工作效率的影响

首先是声音的特征，不同的工作对声音响度，声压级，声音频率等的要求是不一样的。蜂鸣器的声压级最低，声音频率也较低，声音柔和，不会引起人的恐慌。警报器的声音响度要大，可传播很远，频率由低到高，要能抵抗噪音干扰，引起人的强烈注意。比如防空警报，救火警报等。铃声在设计时根据用途的不同，其声压级和频率有很大的差别，例如电话铃声的声压级和频率值稍大于蜂鸣器，主要是在宁静的环境下让人注意。而用作指示上下班的铃声和用作警报器的铃声，其声压级和频率就较高，可在有较高强度噪声的环境中使用。

第二是噪音，有些工作不适宜在强噪音的环境下进行，否则会大大影响工作效率，比如机关办公、科研实验、医疗等工作。这些工作要求低噪音，才能保证很好的工作效率。表3.1给出了几种常见的声源声级。

表3.1 长健声源声级

第三表现为听觉阈限，分别有上限和下限。比如音响调试员、电话接线员的工作效率就很大程度受到听觉阈限的影响，如果声音太小则听不见，如果声音太大，也听不到是什么甚至对听力产生不良影响。

3.3信息处理子系统对工作效率的影响

首先是记忆，记忆分为瞬间记忆、短时记忆和长时记忆。良好的记忆能力无疑对个人工作效率的提高有着积极的作用。比如科研工作、会计、演讲的对记忆力都有着很高的要求。记忆力如果不好工作效率就会非常低。我们从遗忘曲线（图3.3）可以得出瞬间记忆、短时记忆容易遗忘，长时记忆比较牢固，所以，对于需要用到大量牢固记忆的工作，要不断的记忆，反复的记忆。实验表明动作记忆最易于长久保存，一项技能一年后只遗忘29%。其次是形象的材料和有意义的材料，然而抽象的，或者是无意义的材料最难记忆。所以，为了提高工作效率，就要适应工作，对工作产生兴趣，工作中要不断地复习，增加技能培训。

图3.3 遗忘曲线

第二是决策，在对信息进行了内部编码之后, 信息就进入了人的信息处理的下一阶段, 中枢信息处理阶段, 也叫决策阶段, 在这里, 人要对即时收到的信息和记忆中保存的信息进行分析, 综合, 作出决断。决策是人的信息处理过程中最复杂, 最富有创造性的工作, 也是人的信息处理系统的瓶颈。正是它极大地限度了人的信息处理能力。我们平常所谈到的"想", "思维", "思考"都发生在这里。决策对工作效率的影响非常大。有时甚至决定了工作的成败。

3.4反应子系统对工作效率的影响

首先是反应时间，反应时间（RT）又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间隔。人体不同部位、不同感觉的反应时间有所不同，人机系统在设计时应该考虑到这一点，根据人体各部位的不同反应时间，设计出不同反应时间要求的系统，这样才能有助于工作效率的提高。如表3.2和表3.3所示，各种感觉器官的反应时间（s）和各种感觉的反应时间（ms）。

表3.2 各种感觉器官的反应时间（s）

表3.3 各种感觉的反应时间（ms）

第二表现为定位运动，定位运动越快，对使用键盘、电钮、按键等工作的效率越高。另一方面要求仪表按钮、按键等的位置设计要合理。施密米特克实验表明：右手沿55°方向向右上方做定位运动时间最短，即速度最快。如图3.4手向各方向移动时间差异。

图3.4 手向各方向移动时间差异

第三是盲目定位运动的准确度，费兹实验表明，盲目定位的准确度一任的正前方为最高，右方稍高于左方。同一方位下方稍高于上方。如图3.5所示，以被试坐位脊柱平年为中心，分别从两侧的左、中、右和上、中、下方向选择21个点，图中圆越小，表示准确度越高。点越大表示定位运动达到的越多。这些实验数据对于控制台的设计以及合理安排工作提高工作效率都是很有帮助的。

图3.5 费兹实验

4 总结

在工作中，影响工作效率的因素很多，其中有人的因素，特别是人的信息处理系统对工作效率有着非常重要的作用。本文以人的信息处理系统的相关理论为基础，分别从感觉子系统、信息处理子系统和反应子系统——人的信息处理的三个子系统出发，运用了分析、建模等方法，阐述了人的信息处理系统对工作效率的影响。

人因工程学理论在工业领域有很广泛的应用，在人机系统的设计中发挥着非常重要的作用。在撰写论文的过程中我查阅大量的文献资料，使我从人因工程学的角度掌握了人的生理、心理特点，了解了人的行为方式、工作能力、作业限制等特点，使我对工具、机器、系统、任务和工作环境进行合理设计有了自己的看法，进而明白了从工效学角度怎样提高生产率、工作效率、安全性和有效性。

在本次论文撰写过程中也存在许多不足之处，由于我们所学的理论知识还不够深入，实践经验还不够丰富，所用的分析方法还是比较简单，分析的力度不够深刻，而且时间比较紧迫，收集到的资料数据可能不是很全面，所以，论文距离期刊发表还有一段距离。但是我会不断提高自己，不断学习，不断完善，追求更高的目标。

参考文献

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