Инженерная психология

Размещено на http://www.allbest.ru/

28

Контрольна робота

Інженерна психологія

Содержание

1. Основные понятия и определения в инженерной психологии

2. Показатели, по каким машина превосходит человека и их роль в конструировании

3. Структура инженерно-психологического проектирования (ИПП) и комплекс работ по учету человеческого фактора

3.1 Структура инженерно-психологического проектирования

3.2 Комплекс работ по учету человеческого фактора на различных стадиях проектирования

1. Основные понятия и определения в инженерной психологии

Инженерная психология есть научная дисциплина, изучающая объективные закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники с целью использования их в практике проектирования, создания и эксплуатации СЧМ. Процессы информационного взаимодействия человека и техники являются предметом инженерной психологии.

С давних пор при создании орудий и средств труда учитывались те или иные свойства и возможности человека. В начале интуитивно, а позже с привлечением научных данных решалась задача приспособления техники к человеку. Однако предметом анализа последовательно становились различные свойства человека.

На первых порах основное внимание уделялось вопросам строения человеческого тела и динамики рабочих движений. На основе данных биомеханики и антропометрии разрабатывались рекомендации, относящиеся лишь к форме и размерам рабочего места человека и используемого им инструмента. Затем объектом исследования становятся физиологические свойства работающего человека. Рекомендации, вытекающие из данных физиологии труда, относятся уже не только к оформлению рабочего места, но и к режиму рабочего дня, организации рабочих движений, к борьбе с утомлением. Предпринимались попытки оценить различные виды труда с точки зрения тех требований, которые они предъявляют человеческому организму.

Как самостоятельная научная дисциплина инженерная психология начала формироваться в 40-х годах нашего века. Однако идеи о необходимости комплексного изучения человека и технических устройств высказывались русскими учеными еще в прошлом столетии.

Русские ученые еще в конце прошлого века предприняли попытки разработать научные и теоретические основы учения о труде. Пионером в этой области явился великий русский ученый И. М. Сеченов, который первым поставил вопрос об использовании научных данных о человеке для рационализации трудовой деятельности. И. М. Сеченов занялся изучением роли психических процессов при выполнении трудовых актов, поставил вопрос о формировании трудовых навыков и впервые показал, что в процессе трудового обучения изменяется характер регуляции: функции регулятора переходят от зрения к осязанию. Он ввел понятие активного отдыха как лучшего средства повышения и сохранения работоспособности.

Инженерная психология возникла на стыке технических и психологических наук. Поэтому характерными для нее являются черты обеих наук.

Как психологическая наука инженерная психология изучает психические и психофизиологические процессы и свойства человека, выясняя, какие требования к отдельным техническим устройствам и построению СЧМ в целом вытекают из особенностей человеческой деятельности, т. е. решает задачу приспособления техники и условий труда к человеку.

Как техническая наука инженерная психология изучает принципы построения сложных систем, посты и пульты управления, кабины машин, технологические процессы для выяснения требований, предъявляемых к психологическим, психофизиологическим и другим свойствам человека-оператора.

Научно-техническая революция привела к существенному изменению условий, средств и характера трудовой деятельности. В современном производстве, на транспорте, в системах связи, в строительстве и сельском хозяйстве все шире применяются автоматы и вычислительная техника; происходит автоматизация многих производственных процессов.

Благодаря техническому перевооружению производства существенно изменяются функции и роль человека. Многие операции, которые раньше были его прерогативой, сейчас начинают выполнять машины. Однако, каких бы успехов ни достигала техника, труд был и остается достоянием человека, а машины, как бы сложны они ни были, являются лишь орудиями его труда. В процессе труда человек, используя машины как орудия труда, осуществляет сознательно поставленные им цели.

Следовательно, с развитием и усложнением техники возрастает значение человеческого фактора на производстве. Необходимость изучения этого фактора и учета его при разработке новой техники и технологических процессов, при организации производства и эксплуатации оборудования становится все более очевидной. От успешности решения этой задачи зависит эффективность и надежность эксплуатации создаваемой техники, функционирование технических устройств и деятельность человека, который пользуется этими устройствами в процессе Труда, должны рассматриваться во взаимосвязи. Эта точка зрения привела к формированию понятия системы «человек -- машина" (СЧМ). Под СЧМ понимается система, включающая человека-оператора (группу операторов) и машины, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Машиной в СЧМ называется совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности. СЧМ и является объектом инженерной психологии.

Система «человек -- машина» представляет собой частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром регулирования. При организации взаимосвязи человека и машины в СЧМ основная роль принадлежит уже не столько анатомическим и физиологическим, сколько психологическим свойствам человека: восприятию, памяти, мышлению, вниманию и т. п. От психологических свойств человека во многом зависит его информационное взаимодействие с машиной.

Под системой в общей теории систем понимается комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, предназначенный для решения единой задачи. Системы могут быть классифицированы по различным признакам. Одним из них является степень участия человека в работе системы. С этой точки зрения различают автоматические, автоматизированные и неавтоматические системы. Работа автоматической системы осуществляется без участия человека. В неавтоматической системе работа выполняется человеком без применения технических устройств. В работе автоматизированной системы принимает участие как человек, так и технические устройства. Следовательно, такая система представляет собой систему «человек -- машина» .

На практике применяются самые разнообразные виды систем «человек -- машина». Основой их классификации могут явиться следующие четыре группы признаков: целевое назначение системы, характеристики человеческого звена, тип и структура машинного звена, тип взаимодействия компонентов системы.

Целевое назначение системы оказывает определяющее влияние на многие ее характеристики и поэтому является исходным признаком. По целевому назначению можно выделить следующие классы систем:

а) управляющие, в которых основной задачей человека является управление машиной (или комплексом);

б) обслуживающие, в которых человек контролирует состояние машинной системы, ищет неисправности, производит наладку, настройку, ремонт и т.п.;

в) обучающие, т. е. вырабатывающие у человека определенные навыки (технические средства обучения, тренажеры и т. п.);

г) информационные, обеспечивающие поиск, накопление или получение необходимой для человека информации (радиолокационные, телевизионные, документальные системы, системы радио и проводной связи и др.);

д) исследовательские, используемые при анализе тех или иных явлений, поиске новой информации, новых заданий (моделирующие установки, макеты, научно-исследовательские приборы и установки).

Особенность управляющих и обслуживающих систем заключается в том, что объектом целенаправленных воздействий в них является машинный компонент системы. В обучающих и информационных СЧМ направление воздействий противоположное -- на человека. В исследовательских системах воздействие имеет и ту, и другую направленность.

По признаку характеристики «человеческого звена» можно выделить два класса СЧМ: а) моносистемы, в состав которых входит один человек и одно или несколько технических устройств; б) полисистемы, в состав которых входит некоторый коллектив людей и взаимодействующие с ним одно или комплекс технических устройств.

Полисистемы в свою очередь можно подразделить на «паритетные» и иерархические (многоуровневые). В первом случае в процессе взаимодействия людей с машинными компонентами не устанавливается какая-либо подчиненность и приоритетность отдельных членов коллектива. Примерами таких полисистем может служить система «коллектив людей -- устройства жизнеобеспечения» (например, система жизнеобеспечения на космическом корабле или подводной лодке). Другим примером может быть система отображения информации с большим экраном, предназначенная для использования коллективом операторов.

Системы «человек -- машина» относятся к классу сложных динамических систем, т. е. систем, состоящих из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов различной природы и характеризующихся изменением во времени состава структуры и взаимосвязей. Из этого следуют характерные особенности, присущие СЧМ как сложной динамической системе:

разветвленность структуры (или связей) между элементами (человеком и машиной); разнообразие природы элементов (в состав СЧМ могут входить человек, коллектив людей, автоматы, машины, комплексы машин и т.д.);

перестраиваемость структуры и связей между элементами (например, при нормальном ходе технологического процесса оператор лишь следит за ходом его протекания, т. е. включен в контур управления как бы параллельно; при отклонении от нормы оператор берет управление на себя, т. е. включается в контур управления последовательно);

автономность элементов, т. е. способность их автономно выполнять часть своих задач.

Системы «человек -- машина» относятся также к классу целеустремленных систем. В общем случае считается, что система действует целеустремленно, если она продолжает преследовать одну и ту же цель, изменяя свое поведение при изменении внешних условий. Существенной особенностью целеустремленных систем является их способность получать одинаковые результаты различными способами. Системы этого класса могут изменять свои задачи; они выбирают как сами задачи, так и средства их реализации. Целеустремленность СЧМ обусловлена тем, что в нее включен человек. Именно он ставит цели, определяет задачи и выбирает средства достижения цели.

Системы «человек -- машина» можно рассматривать и как адаптивные системы. Свойство адаптации заключается в приспособлении СЧМ к изменяющимся условиям работы, в изменении режима функционирования в соответствии с новыми условиями. Для повышения эффективности СЧМ необходимо предусмотреть возможность адаптации как внутри самой системы, так и по отношению к внешней среде. До недавнего времени свойство адаптации СЧМ реализовалось благодаря приспособительным' возможностям человека, гибкости и пластичности его поведения, возможности его изменения в зависимости от конкретной обстановки. В настоящее время, как отмечалось в гл. 1, на повестку дня ставится вопрос о создании СЧМ, в которых свойство адаптации реализуется путем соответствующего технического обеспечения. Речь идет о создании таких технических средств, которые могут изменять свои параметры и условия деятельности в зависимости от текущего конкретного психофизиологического состояния человека и показателей эффективности его деятельности.

И наконец, системы «человек -- машина» можно отнести к классу самоорганизующихся систем, т. е. систем, способных к уменьшению энтропии (неопределенности) после вывода их из устойчивого, равновесного состояния под действием различного рода возмущений. Это свойство становится возможным благодаря целенаправленной деятельности человека, способности его планировать свои действия, принимать правильные решения и реализовывать их в соответствии с возникшими обстоятельствами. Способность к адаптации и самоорганизации обусловливает такое важное свойство систем «человек -- машина», каким является их живучесть.

Из всего сказанного видно, что рассмотренные особенности СЧМ определяются наличием в их составе человека, его возможностью правильно решать возникающие задачи в зависимости от конкретных условий и обстановки. Это лишний раз показывает, что исходным пунктом анализа и описания СЧМ должна быть целесообразная деятельность человека.

Инженерная психология, являющаяся особой научной дисциплиной, пограничной для технических и психологических наук, возникла как ответ на нужды научно-технического прогресса. Ее объектом являются системы «человек -- машина», а предметом -- процессы информационного взаимодействия человека и техники.

Создание новых образцов техники и новых технологических процессов неизбежно сопровождается изменениями требований к человеку как субъекту труда; изменяются орудия и условия труда, формируются новые виды трудовой деятельности. Каждый новый шаг в развитии техники и технологии порождает и новые проблемы, требующие инженерно-психологического исследования. Это значит, что инженерная психология есть наука непрестанно развивающаяся. Ее развитие органически связано с научно-техническим прогрессом. С ходом научно-технического прогресса роль инженерной психологии возрастает.

В современном обществе инженерная психология, как и все другие науки, поставлена на службу человеку труда. Главная задача инженерной психологии -- это разработка оптимальных методов и средств разрешения противоречий между технологическими процессами и техникой, с одной стороны, и трудовой деятельностью человека -- с другой, возникающих в процессе развития производства. Ее цель -- повышение производительности труда путем гуманизации техники и технологии.

инженерный психология машина человек

2. Показатели, по каким машина превосходит человека и их роль в конструировании

Условия, в которых приходится работать оператору, весьма разнообразны. С развитием техники число возможных вариантов сочетания самых разнообразных компонентов окружающей среды (температурных, оптических, акустических и т.д.) непрерывно возрастает. Иногда приходится работать при повышенном и пониженном атмосферном давлении, при высоких и низких температурах, в условиях кислородного голодания, в условиях длительной изоляции от привычной социальной среды и т.д.

Круг задач, выполняемых оператором, также весьма многообразен. Решение некоторых из них предполагает переработку огромных потоков информации в течении ограниченного времени; другие, напротив, связаны с необходимостью вести непрерывное монотонное наблюдение и долгое время не получать никакой информации. Естественно, характер решаемых задач определяет динамику психических состояний человека.

Весь комплекс условий окружающей среды и задач, с одной стороны, определяет психофизиологическую структуру деятельности оператора, а с другой - оказывает на компоненты этой деятельности (скорость переработки и передачи информации, оценка, раскрытие смысла и значимости воспринимаемой информации, принятие решений по выбору оптимальных или рациональных управляющих действий, точность реализации принятых решений и т.д.) заметное воздействие, вызывает в некоторых случаях отвлечение внимания, утомляемость, сонливость и т.д., что в конечном итоге может отрицательно сказаться на производственной деятельности. В свою очередь на машину окружающая среда и поставленные задачи никакого влияния не оказывают. При проектировании машины все эти факторы учитываются, т.е. машина приспособлена и оборудована таким образом, чтобы окружающая среда никак не повлияла на результат работ.

Функциональное состояние оператора зависит от особенностей оператора, которые определяются совокупностью ряда специфических качеств в структуре личности:

особенностями темперамента, в которых проявляются сила, подвижность и уравновешенность нервных процессов;

интересам кооператорской деятельности, стремлением совершенствовать своё мастерство;

настойчивостью, решительностью, смелостью в сочетании с инициативностью, сообразительностью и самокритичностью;

способностью к кратковременному большому напряжению при возникновении стрессовых ситуаций;

эмоциональной устойчивостью, особенно эмоционально-моторной и эмоционально-сенсорной устойчивостью;

широтой распределения, быстротой переключения и устойчивостью внимания;

скоростью и точностью сложных видов двигательных реакций, хорошей координацией движений, легкости образования и переделки двигательных стереотипов.

Исходя из перечисленных особенностей оператора, можно назвать несколько основных показателей, по которым машина превосходит человека:

1. эмоциональное напряжение;

2. показатели напряженности;

3. утомление.

Любая ответственная и опасная ситуация неизбежно вызывает эмоциональное напряжение. В поведении человека появляется общая собранность, повышается бдительность и осторожность, более четкими становятся действия, ускоряются процессы мышления, улучшается концентрация и переключение внимания, укорачивается период ответных реакций, усиливается мышечный тонус, повышается физическая работоспособность и т.д.

Эмоциональное напряжение входит составной частью в сложный комплекс адаптации как приспособительной реакции человека к внешней среде. Оно создает оптимальный уровень психофизиологических процессов, что способствует наилучшему использованию ресурсов организма в соответствии с требованиями ситуации. Вместе с тем механизм эмоциональной стимуляции имеет предел, превышение которого сопровождается дезинтеграцией физиолого-биохимических процессов, нарушением психической деятельности и поведении человека. Именно превышение этого предела и создает стресс. (Стресс(повышенная напряженность)-эмоциональное состояние характеризующиеся временным понижением устойчивости различных психических функций(памяти, внимания и др.), координации движений и работоспособности.) Стресс является весьма неблагоприятным состоянием, особенно для оператора. Такое состояние для машины невозможно, поскольку ей не присущи физиолого-биохимические процессы.

Эмоциональное напряжение оператора после выполнения высокоответственной работы, как правило, сопровождается психическим истощением (функциональной астенией) различной выраженности. При этом отмечается слабость процессов возбуждения (однообразие позы, малая подвижность, безразличие отношения к делу и товарищам, пассивность, замедленность мышления и т.п.) или торможение (умерено выраженное двигательное беспокойство, многословность, отсутствие глубины анализа в оценке событий и т.д.). Длительные и сильные состояния эмоционального напряжения отрицательно сказываются на операторской деятельности (особенно при управлении системами, требующими высокого уровня умственной и двигательной активности), вплоть до появления нервно-эмоционального срыва. Такие резкие изменения состояния оператора в условиях напряженности представляют угрозу надежности системы «человек-машина».

Наиболее простым и надежным показателем психической напряженности является повышение напряжения сердечно-сосудистой системы. Частота сердечных сокращений и артериальное давление хорошо отражают динамику напряженных состояний. Важную роль в учащении сердечных сокращений и повышении систолического давления играет эмоциональный фактор. Оценка напряженности, основанная на измерении динамики изменения физиологических показателей, приведена в табл.1.

Табл.1.Возможные изменения физиологических показателей работающего человека

Эта таблица - лишь пример. В действительности при оценке показателей нужно учитывать индивидуальные особенности людей и их состояние в момент измерения.

При эмоциональной напряженности, вызванной дефицитом времени, трудностью выполнения задания, помехами и т.д., частота дыхательных движений возрастает, доходя в отдельных случаях до 40-60 движений в минуту.

Чувствительным показателем вегетативных сдвигов организма оператора, вызываемых эмоциональным напряжением, является кожно-гальваническая реакция (КГР), т.е. процесс потоотделения.

Среди других сдвигов вегетативного характера в состоянии эмоциональной напряженности операторов можно наблюдать изменение температуры разных участков кожи (увеличение или понижение в зависимости от характера раздражителя), увеличение количества миганий глаз, измеряемых методом бесконтактной регистрации.

В состоянии эмоционального напряжения у оператора наблюдается нарушение дозировки усилий. У некоторых это выражается в мышечном напряжении, а у других - в мышечной слабости. В условиях эмоционального возбуждения при дефиците времени происходит изменение дозировки усилия в сторону увеличения, а у эмоционально неустойчивых лиц, кроме того, плавные движение заменяются резкими. И опять, в показателях напряженности, мы наблюдаем превосходство машины над человеком.

Приспособление психофизиологических функций к рабочей деятельности обеспечивают высокий уровень работоспособности и соответствующее качество труда. Внешним выражением приспособления организма к работе является изменение физиологических показателей работоспособности, которые устанавливаются на определенный отрезок времени, соответствующий периоду высокой работоспособности (в течении 2-3 часов на протяжении рабочей смены).

Тяжесть и утомительность различных видов труда определяется следующими факторами: 1) затраты физических усилий; 2) напряжением внимания; 3) темпом работы; 4) рабочим положением; 5) монотонностью труда; 6) температурой и влажностью внешней среды; 7) запыленностью и загрязненностью воздуха; 8) шумом; 9) вибрацией, вращением и толчками; 10) освещением. Каждый фактор и его градации имеют условные измерители (баллы), которые могут быть выражены в процентах времени, необходимого для отдыха при работе под действием данного фактора.

Биологическим критерием тяжести и напряженности труда и его условий, кроме утомления, является заболеваемость работающих. Характер заболеваемости соответствует условиям труда: болезни органов дыхания (хронический бронхит, эмфизема легких, пневмосклероз и др.), легочно-сердечная недостаточность, заболевание нервно-мышечного аппарата (радикулиты, нейромиозиты). Причина утомления коренится в изменениях функционального состояния нервных центров.

Уменьшение скорости нервных процессов, проявляющееся в увеличении скрытого времени зрительно-моторной реакции и в уменьшении критической частоты слияния мельканий, снижает точность рабочих действий и нарушает слаженный в период врабатывания рабочий динамический стереотип. В конечном счете все описанные процессы приводят к уменьшению производительности труда и снижению качества работы.

В каждом конкретном виде труда необходимо принимать оздоровительные меры, которые могли бы в наибольшей степени соответствовать психофизиологическим процессам, развивающимся во время данного вида трудовой деятельности, в частности свойственному этому виду труда физиологическому механизму утомления. Установление у операторов тех или иных черт одного из психофизиологических механизмов производственного утомления является важным условием для выбора системы оздоровительных мер и для уточнения контроля и оценки их эффективности.

Наиболее эффективные средства предупреждения утомления при работе на производстве - это средства, нормализующие активную трудовую деятельность человека. Уменьшение плотности рабочего времени, наличие простоев на протяжении рабочего дня не только не отделяют развитие и наступление утомления, но могут и ускорить и углубить его.

Перерывы различаются по своему значению и продолжительности. Изменяя соответствующим образом число, продолжительность, расположение в течении смены и содержание дополнительных перерывов, специалист в области физиологии и психологии труда имеет возможность создать на конкретном участке производства такой режим труда и отдыха, который обеспечит достижение высокого и устойчивого уровня работоспособности, производительности труда и оптимальное приспособление физиологических и психических функций к текущей трудовой деятельности.

По всем вышеперечисленным показателям мы наблюдаем превосходство машины над человеком. Машина не испытывает стресса, не устает, не теряет ритм работы, не реагирует на внешние раздражители и окружающую среду (при условии её правильного проектирования и изготовления), не требует частого восстановления сил и перерывов, а следовательно, не может допускать ошибок. Но всё же машина также как и человек может выйти из работоспособного состояния и в этом случае ремонт производит человек. И в незапланированных ситуациях решение принимает человек, а не машина. У каждой составляющей СЧМ есть свои преимущества и недостатки. Работая вместе, они компенсируют минусы друг друга. Поэтому можем сделать вывод, что в производстве человек и машина неразделимы.

3. Структура инженерно-психологического проектирования (ИПП) и комплекс работ по учету человеческого фактора

3.1 Структура инженерно-психологического проектирования

Инженерно-психологическое проектирование (ИПП) заключается в решении всех вопросов, связанных с включением человека в проектируемую систему. Одной из его основных задач является создание проекта деятельности человека аналогично тому, как задачей технического проектирования является создание проекта технической части системы. Однако только этим не ограничиваются задачи ИПП. Кроме создания проекта деятельности человека в его задачи входят согласование, стыковка технического и «человеческого» проектов и создание на основе этого обобщенного проекта системы «человек-машина».

Необходимо особо подчеркнуть значение последней задачи, ибо в ряде источников сущность ИПП определяется лишь как создание проекта деятельности человека без последующего учета влияния этой деятельности на характеристики системы в целом, без оценки того, насколько хорошо этот проект впишется в систему в целом. При этом происходит нарушение принципа системности, а само проектирование в такой постановке противоречит системному подходу, поскольку проект деятельности человека создается в отрыве от проекта системы в целом.

Возможная структура ИПП на примере системы «человек-машина» управляющего типа представлена на рис.1 и табл.1.

Проектирование начинается с анализа задач, которые должна решать система. Для этого проводится анализ статических и динамических характеристик объекта управления, анализ возможных потоков циркулирующей в системе информации, в общих чертах оцениваются возможности человека и техники по решению стоящих перед системой задач.

Следующим этапом является распределение функций между человеком и техникой по решению этих задач. Распределение функций ведется с учетом преимущественных возможностей человека и техники по отношению друг к другу и в целях оптимизации некоторого выбранного критерия эффективности системы, который может быть как к частным, так и общим. При оптимизации по частному критерию следует иметь в виду, что система, оптимальная с точки зрения одного критерия, может быть неоптимальной с точки зрения другого. Поэтому более целесообразным является оптимизация по обобщенному критерию при наложении целого ряда ограничивающих условий на частные критерии. Такая задача решается методами математического программирования (линейного, динамического, выпуклого и др.).

После того как определены исполнители (человек или техника) для каждой из задач, проводится проектирование групповой деятельности - распределение функций между отдельными операторами. При решении этой задачи нужно стремиться к максимально возможному упрощению структуры группы и связей между операторами. Однако при этом всегда нужно иметь в виду, что упрощение структуры группы в ряде случаев может привести к недопустимой информационной перегрузке отдельных операторов. Это следует исключить в процессе проектирования. В итоге на этом этапе должны быть решены следующие задачи: определены типы и количество рабочих мест, решаемые на каждом из них задачи, необходимые информационные связи между отдельными операторами.

После этого следует собственно проектирование деятельности оператора. Этот этап ИПП условно можно разделить на две фазы: проектирование внутренних средств деятельности оператора и проектирование технических средств его деятельности.

Необходимо отметить, что рассмотрение этого этапа ИПП в виде двух отдельных фаз является чисто условным. Фактически между ними невозможно провести четкую границу, они в значительной степени взаимосвязаны между собой и решаются одновременно, параллельно, но всё же с определённым опережением первой фазы по сравнению со второй.

Табл.1 Схема процесса комплексного проектирования систем «человек-машина»

Необходимость решения первой задачи определяет принципиальное отличие системного подхода от традиционного технического проектирования. В результате её решения определяются структура и алгоритмы деятельности оператора в различных режимах работы СЧМ, способы выполнения этой деятельности, требования к психофизиологическим характеристикам человека (объёму памяти и внимания, скорости реакции, эмоциональной устойчивости и др.), производится проверка выполнения предельно допустимых норм деятельности оператора. Вторая задача заключается в проектировании технических средств, с которыми взаимодействует оператор в процессе работы. При этом осуществляется разработка средств отображения информации, органов управления, производится общая компоновка рабочего места.

Последний этап проектирования - инженерно-психологическая оценка проекта и сравнение полученных результатов с требуемым техническим заданием на систему. Оценке подлежат основные характеристики СЧМ (надежность, быстродействие, стоимость и др.), условия работы оперативного и обслуживающего персонала, конструкция системы и особенности организации рабочих мест операторов и целый ряд других вопросов. В случае несоответствия каких-либо характеристик требуемым разработанный проект уточняется, пока не будет получен приемлемый результат.

Инженерно-психологическое проектирование представляет собой циклический процесс. Цикличность ИПП заключается в необходимости решения всех перечисленных задач на каждой из стадий проектирования (при разработке технического задания и предложения, на стадиях эскизного, технического и рабочего предложения, при различного рода испытаниях и т.д.). При этом на каждой последующей стадии разработанный проект уточняется и улучшается. Следовательно, в ходе проектирования осуществляется последовательная оптимизация проекта СЧМ. Если на начальных стадиях большинство задач проектирования решается приближенно, в основном лишь на качественном уровне, то на последующих стадиях эти же задачи решаются с большой точностью.

Табл.2. Степени детализации задач ИПП

Примечание. Номера задач в таблице соответствуют номерам на рис.1

Из сказанного следует, что все задачи в той или иной степени решаются на каждой из стадий проектирования. Однако уровень проработки решения этих задач на каждой из стадий проектирования может быть различным. Одни задачи могут решаться в общем виде, другие - детально, третьи уточняются после решения их на предыдущем этапе. Уровень и методы решения отдельных задач на различных стадиях проектирования, а также на этапах испытаний и эксплуатации приведены в табл. 2.

3.2 Комплекс работ по учету человеческого фактора на различных стадиях проектирования

В соответствии с принципами и структурой ИПП любая задача по учету человеческого фактора в той или иной степени должна решаться на каждой из стадий проектирования систем («человек-машина»). Поэтому представляется целесообразным более подробно раскрыть содержание работ по учету человеческого фактора на различных стадиях проектирования.

Основными вопросами учета человеческого фактора, подлежащими согласованию в тех.задании (ТЗ), является: эксплуатационная надежность системы в различных режимах с учетом работы операторов; количество и функции операторов, предлагаемый уровень их подготовки и сроки обучения, условия их работы; принципы построения, тип и требования к техническим средствам подготовки операторов (тренажерам); порядок испытаний и оценки соответствия выполненных работ по учету человеческого фактора требованиям ТЗ.

Методы выполнения этих работ могут быть различными: изучение и анализ документов, обосновывающих необходимость разработки системы; изучение характеристик объекта управления; изучение прототипа (если такой имеется); изучение и анализ результатов опроса и анкетирования лиц, эксплуатирующих аналогичную технику. Для решения перечисленных задач могут использоваться также методы экспертных оценок и математического моделирования. На этой стадии также проводится калькуляция средств, необходимых для обеспечения комплекса работ по учету человеческого фактора.

При разработке технического предложения проводится сравнительная оценка возможностей человека и техники по скорости, точности и надежности переработки информации и осуществляется предварительное распределение функций между ними. В итоге может быть составлен перечень задач, подлежащих автоматизации, и определена требуемая степень автоматизации системы.

В ходе дальнейшей работы решается задача предварительного распределения функций, решаемых системой, между отдельными операторами, определяются наиболее рациональные способы предъявления операторам информации и выдачи ими управляющих воздействий. Такая задача должна быть решена для каждого рабочего места в отдельности.

Уже на этом этапе проектирования необходимо провести предварительное определение требований к операторам, прежде всего к тем психофизиологическим характеристикам, которыми они должны обладать, и требуемой степени их квалификации. Это позволяет ответить на вопрос, нужно ли в создаваемой системе проводить профессиональный отбор операторов, а также определить требования к объёму и характеру обучения операторов.

В результате всей проделанной на данном этапе работы уточняются технические требования к проектируемой системе и разрабатывается ТЗ на эскизное проектирование.

На стадии эскизного проектирования уточняется количество и содержание информации, необходимой для обеспечения эффективного функционирования отдельных подсистем, а также те требования, которые должны быть предъявлены к способам и средствам представления этой информации. Тут же предусматривается возможность и необходимость резервирования информации.

На стадии эскизного проектирования продолжается также процесс предварительного проектирования деятельности операторов. Это заключается в разработке рациональных методов и способов выполнения ими своих функций, определении характера и режима их работы.

Одновременно с этой задачей необходимо обосновать требования к органам управления, регулирования и ввода информации и разработать рекомендации по их проектированию. После определения требований к отдельным элементам рабочих мест (средствам отображения информации и органам управления) появляется возможность обосновать требования к организации рабочего места в целом, а также к тем условиям окружающей среды, в которых будет протекать деятельность операторов.

Для этого целесообразно составить перечень режимов функционирования системы и разработать предварительные алгоритмы деятельности оператора в каждом из этих режимов. Заканчивается эскизное проектирование уточнением требований к психофизиологическим характеристикам операторов, обоснованием методик их отбора и обучения.

На стадии технического проектирования обычно появляется возможность более обоснованного распределения функций между человеком и техникой, а также между отдельными операторами. Эти задачи могут быть решены уже с помощью количественных методик; необходимые исходные данные для этого, как правило, уже имеются.

После этого проектируются с подробной детализацией средства взаимодействия операторов с технической частью системы на всех рабочих местах. При необходимости целесообразно изготовить макет рабочего места, на котором можно проверить и уточнить расположение индикаторов и органов управления, а также расположение оператора за пультом управления и условия обитаемости (внешней среды).

Как показывает практика проектирования, на этой стадии следует приступить к разработке программы и методик испытаний и инженерно-психологической оценки проектируемой системы. Особое внимание нужно уделить оценке алгоритмов работы операторов - определению временных затрат, вероятного числа ошибок при выполнении каждой функции, степени и характера загрузки оператора, его производительности, реальных и предельно допустимых норм деятельности.

С помощью разработанных методик можно провести испытания на макете рабочего места. Результаты макетирования позволяют уточнить компоновку рабочего места и алгоритмы работы оператора.

На этой же стадии проектирования обычно разрабатываются проекты технического описания и инструкции по эксплуатации системы. При решении этой задачи нужно особое внимание обратить на обеспечение возможности легкого и быстрого изучения и освоения по ним техники. Параллельно с этим определяются требования к тренажерам, имитаторам, средствам контроля за деятельностью и состоянием оператора и другим вспомогательным устройствам.

Заканчивается техническое проектирование, как правило, оценкой пропускной способности системы и аналитическим расчетом надежности, точности, быстродействии и эффективности системы «человек-машина».

Рабочее проектирование начинается с разработки методических указаний на конструирование аппаратуры в соответствии с общими инженерно-психологическими требованиями. На этой же стадии обычно осуществляется изготовление опытного образца аппаратуры и намечаются программы испытаний с целью проверки соответствия его характеристик требованиям учета человеческого фактора. Для решения этой задачи желательно составить программы и методики оценки информационных потоков, определения ошибок операторов, оценка алгоритмов их работы, определение пропускной способности и надежности оператора, предельно допустимых норм его деятельности, системы приспособленности аппаратуры для обслуживания её человеком. Завершается эта работа определением затрат сил и средств при решении перечисленных задач, что необходимо для получения исходных данных для экономического анализа работы системы.

После того как будут разработаны необходимые программы и методики, можно приступать к проверке опытного образца на соответствие техническим требованиям. По результатам этой проверки представляется возможность получения рекомендаций по учету инженерно-психологических требований при создании серийных образцов аппаратуры.

Мероприятия по учету человеческого фактора, по проверке выполнения инженерно-психологических норм и требования должны проводится также при последующих испытаниях и эксплуатации систем «человек-машина». Данные, полученные на этих этапах, необходимы для оценки полноты и правильности учета инженерно-психологических норм и требований при проектировании системы. Анализ данных позволяет вскрыть имеющиеся недоработки и учесть их при модернизации данной системы и проектировании новых систем. Только такой всесторонний подход к учету человеческого фактора, охватывающий все этапы проектирования, испытаний и эксплуатации позволяет обеспечить наиболее высокую эффективность СЧМ.

Размещено на Allbest.ru