Психология труда

3) человек и машина не могут рассматриваться как компоненты системы «человек -- машина»;

4) особенности способа функционирования человека в системе не позволяют представить его в виде поточной системы.

Легко заметить, что констатация этих положений дает чисто негативное решение одной из основных инженерно-психологических задач -- задачи распределения функций между человеком и техническими устройствами. Авторы концепции неизбежно приходят к заключению, что бессмысленно говорить о распределении функций между человеком и машиной. Способ функционального конструирования системы деятельности должен быть пересмотрен. Это заключение подразумевает далеко идущие следствия, основной смысл которых состоит в том, чтобы доказать необходимость реформы инженерно-психологического знания. По сути дела в антропоморфной концепции снимаются два первых постулата инженерной психологии. Требование реформы знания -- требование чрезвычайно ответственное и нуждается в серьезных обоснованиях. Между тем обоснования, высказанные авторами анализируемой концепции, по меньшей мере дискуссионны. В самом деле, по каждому из выдвинутых положений существует противоположная точка зрения.

Не вызывает сомнения, что один из центральных вопросов, составляющих краеугольный камень любой концепции ИПП,-- это вопрос о том, являются ли человек и машина компонентами системы «человек -- машина» или же ©ни не могут рассматриваться как таковые. Как мы видим, сторонники антропоморфного подхода дают на него отрицательный ответ. В то же время, по мнению ряда авторов, «изучение систем „человек -- автомат", „человек -- машина" как единого функционального целого может и должно осуществляться подобно изучению других сложных систем. Подход к человеку как к особому звену, включенному в систему автоматических устройств и машин, позволяет решить весьма важные вопросы, касающиеся повышения эффективности работы этой системы» [24, с. 47].

А. А. Крылов раскрывает содержание концепции человека-оператора [32, с. 5] в двух разных аспектах. Он характеризует автоматизированную систему управления как систему, включающую человека в качестве одного из своих звеньев, и рассматривает человека как звено системы управления, осуществляющее необходимую обработку информации.

Спорно и положение авторов антропоморфной концепции о том, что включение человека в информационно-управляющую систему превращает эту систему в объект, который уже не может быть представлен в виде «поточной» системы. Согласно современным системам представления, «любой объект можно рассматривать... в качестве преобразователя, в который поступают входные сигналы, или стимулы, и который отвечает на них. выходными сигналами-реакциями» [70, с. 28], т. е. именно как поточную систему. Подобные взгляды высказывают и многие видные представители зарубежной инженерной психологии. Утверждение о том, что человек наряду с машинами является звеном эргатических систем, по мнению президента американского общества инженерных психологов Д. Адамса, следует рассматривать как первую предпосылку инженерной психологии.

Уже на основе приведенных мнений можно поставить под сомнение действенность главного вывода о бессмысленности постановки проблемы распределения функций. Однако целесообразно высказать несколько замечаний непосредственно по этому вопросу.

В качестве достаточно веских аргументов в поддержку своей позиции по проблеме распределения функций авторы антропоморфной концепции выдвигают мнение Н. Джордана и У. Синглтона. Однако интерпретация ими мнений этих действительно крупных исследователей проблемы распределения функций не всегда оказывается правильной. Ведь из констатации Н. Джорданом принципиальных трудностей решения проблемы и формирования им концепции взаимодополнительности человека и машины никак не следует, что Н. Джордан отрицал важность и необходимость распределения функций. Анализируя работы Н. Джордана и У. Синглтона, авторы антропоморфной концепции не обратили внимания на одно существенное обстоятельство, имеющее в данном случае первостепенное значение. Отношение Н. Джордана и У. Синглтона к проблеме распределения функций явилось скорее всего следствием неэффективности приложения существующих в то время (начало 60-х годов) методов к ее решению, чем задачей ее дискредитации. Говоря иными словами, они проводили мысль, что методы решения неприложимы к практическому решению проблемы, распределения функций. Повторяем, что ни Н. Джордан, ни У. Синглтон не ставили перед собой цели установить истинность или ложность проблемы распределения функций. Как это ни парадоксально, но эти авторы считают, что инженерная психология направлена как раз на решение проблемы распределения функций. Недаром эта проблема остается для одного из них центральной и в настоящее время [62, с. 142--143].

То обстоятельство, что проблему распределения функций нельзя во многих случаях решить «прямой атакой», не должно вызывать сомнения в. необходимости этого этапа при ИПП. Целесообразность его подтверждена неоднократно.

Вышеприведенный анализ позволяет сделать одно общее замечание. Построение концепции ИПП -- сложнейшая задача, решение которой вряд ли возможно с помощью умозрительного конструирования. Такое конструирование может создать лишь видимость решения этой важной проблемы. Именно поэтому оказалось крайне трудно найти сколько-нибудь эффективное приложение антропоморфной концепции к решению конкретных задач инженерно-психологического проектирования. Представляется не случайным то обстоятельство, что реализация методических принципов этой концепции по существу свелась к работе, принципиально (и даже в деталях) не отличающейся от той, которая уже давно осуществлялась в рамках коррективной инженерной психологии и сводилась к реконструкции, а не к проектированию [6].

Вместе с тем не нужно недооценивать смысл идей, заложенных в антропоморфной концепции. Они не только способствовали определенной переориентации исследователей на проблематику ИПП, но и утвердили критический взгляд на него и связанные с ним задачи, исключив саму возможность сомнения в необходимости и целесообразности ИПП. Весьма существенно, что антропоморфная концепция, несмотря на отмеченные ошибочные выводы, продемонстрировала действенность применения в инженерно-психологических исследованиях системных идей.

В качестве альтернативы антропоморфной концепции в последние годы сформировалась концепция, определенная выше как процессуальная [28]. Если в антропоморфной концепции полемическое острие было направлено против исходных. постулатов инженерной психологии, то в процессуальной -- против самого предмета инженерной психологии и одного из ее основополагающих принципов -- принципа гуманизации. Весьма примечатлен фон, который предопределил появление этой концепции. С одной стороны, это резко подчеркиваемая практическая ориентация инженерно-психологического проектирования, с другой -- не менее резко выраженная критика системного подхода и отрицательное отношение к его применению в инженерно-психологических исследованиях. В качестве познавательного средства, на базе которого строится эта концепция, предлагается логико-статистический подход. Общую процедуру, основанную на этом подходе, предлагается определять как анализ процессов, в отличие от процедуры, основанной на системном подходе, которая определяется как анализ систем. При этом анализ процессов рассматривается как логико-математический метод, который основывается на диалектической логике и некоторых разделах математики (функциональный анализ и абстрактная алгебра).

Основываясь на развиваемых в рамках логико-статистического подхода положениях, авторы также подвергают ревизии исходные основания инженерной психологии. Они выступают против точки зрения, согласно которой предметом инженерной психологии является система «человек -- машина», и предлагают в качестве такого предмета рассматривать логические переходы между отдельными видами деятельности человека-оператора. Они доказывают также, что инженерно-психологические проблемы имеют тенденцию к центрированию, вследствие чего может быть выявлена новая центральная задача инженерной психологии. Такой новой ключевой проблемой (центральной задачей) инженерной психологии названа задача учета большого количества факторов, взаимодействующих между собой (ЗУБКФ). ЗУБКФ выступает как родовая (в терминах процедуры логического центрирования) проблема инженерной психологии, содержащая предельную неопределенность. Таким образом, основные трудности при решении задач ИПП (как и инженерной психологии в целом) вызывают проблемы критерия и принятия решения в условиях неопределенности. В рамках решения ЗУБКФ понимание ИПП весьма специфично: ИПП включает в себя три этапа: проектирование, испытание и эксплуатацию систем «человек--машина». Другими словами, под ИПП понимается обобщенный циклический процесс. В начале каждого цикла анализируются результаты эксплуатации существующих в настоящее время систем. Включение такого анализа в процесс проектирования объясняется тем, что только в процессе эксплуатации системы можно полностью выявить, проанализировать и оценить все ее качества как с точки зрения требований инженерной психологии, так и с точки зрения ее общих (основных) технических требований. При этом типовые методики и программы ИПП и оценки СЧМ должны создаваться на основе обобщения тех данных, которые получены в ходе многолетней работы коллективов проектировщиков, испытателей и эксплуатационников. Учет необходимости обобщения практических данных приводит авторов концепции к выводу, что основным средством решения проблем ИПП в математическом плане должна стать статистика, как описательная, так и математическая. Именно в этом и состоит одно из главных отличий процессуального подхода от системного, где главным научным орудием считается моделирование.

Включение в сферу ИПП этапов испытания и эксплуатации представляется нам нецелесообразным по целому ряду причин. Укажем на некоторые из них. Как отмечалось, сейчас высказывается идея о необходимости при решении инженерно-психологических задач исходить из принципа обслуживания деятельности человека машинами и соответственно учитывать прежде всего позитивные возможности человека как действительного субъекта труда, т. е. то, что составляет не недостатки его. а преимущества по сравнению с машиной. Процессуальная концепция, включающая в ИПП этапы испытания и эксплуатации, исходит из консервативной стратегии проектирования эргатических систем, где, как правило, отталкиваясь от предполагаемых (или получаемых в процессе испытаний и эксплуатации) технических возможностей машины, определяют место и функции человека-оператора (коллектива операторов). При этом учитывается преимущественно ограниченность возможностей человека. Например, один из авторов процессуальной концепции Б. А. Смирнов отмечает, что создание новых эффективных систем «человек -- машина» требует решения всего комплекса задач, связанных с определением требований, предъявляемых такими системами к оператору (коллективу операторов). Но такая стратегия проектирования, несмотря на постоянно подчеркиваемую авторами направленность на широкое практическое использование инженерно-психологических факторов, может, как показывают специальные исследования, на самом деле привести к противоположному результату -- к недоучету инженерно-психологических факторов при разработке и проектировании СЧМ.

Так, Д. Мейстером и его сотрудниками при исследовании влияния инженерно-психологической информации на процесс проектирования, в частности, было показано, что до тех пор, пока инженерно-психологическая информация будет представляться в виде ограничений на проект (ограничений, налагаемых человеческим фактором), разработчик будет стремиться эту информацию отвергнуть. Кроме того, на этапах испытания и эксплуатации мы имеем дело с уже спроектированной деятельностью, так как техническое устройство во многом предопределяет деятельность человека. Следовательно, в этом случае нужно говорить не об ИПП, а скорее об инженерно-психологической оценке спроектированной деятельности. Кстати сказать, практические рекомендации процессуальной концепции как раз и направлены на обследование и оценку систем «человек -- машина». Собственно проектирование деятельности ограничивают [28] весьма небольшим кругом вопросов и ему предпосылают наряду с другими этапы распределения функций между человеком и машиной и проектирования технических средств взаимодействия оператора и машины (рис. 4). Но это противоречит общепринятому еще в 30-е годы в советской психологии положению о предметности психических процессов, четко развитому применительно к инженерно-психологическому проектированию в работах Б. Ф. Ломова, В. П. Зинченко и др.

Однако еще большее возражение вызывает система методологических принципов, развитая в рамках обсуждаемого подхода. Она направлена против одного из основных принципов советской инженерной психологии -- принципа гуманизации. «Несостоятельность последнего в том,-- пишут авторы процессуальной концепции,-- что он требует создания наиболее благоприятных условий для работы человека без учета технических, экономических и прочих условий, что в конечном итоге снижает эффективность СЧМ в целом» i[28, с. 66]. Однако подобная интерпретация принципа гуманизации чрезвычайно узка и по сути неверна. Системный подход, против которого выступают авторы, как раз утверждает необходимость всестороннего рассмотрения всего многообразия факторов, определяющих эффективность системы, причем такого рассмотрения, которое на первый план выдвигает развитие творческого потенциала человека. Ошибка авторов процессуального подхода состоит в том, что они находятся на «аналитическом» уровне рассмотрения эргатических систем и не рассматривают все части системы в совокупности. Кардинальная же проблема состоит в том, чтобы найти, по образному выражению П. К. Анохина, ключ, который соединил бы уровень целостности и аналитический уровень.

Таким образом, если антропоморфная концепция инженерно-психологического проектирования приводила при практической ее реализации к тупику, то и «процессуальные» представления об инженерно-психологическом проектировании не могли быть основой для научного решения задач, возникающих при создании принципиально новых эргатических систем.

Совершенно естественным при таком положении представляется поиск других путей решения проблем инженерно-психологического проектирования. Этот поиск следует вести, опираясь, с одной стороны, на те научные принципы, которые были выработаны и оправдали себя на предшествующем этапе развития инженерно-психологической науки, а с другой -- на принципы, которые оправдали себя при развитии кибернетики, теории систем, системотехники. Конечно, применение последних должно связываться с учетом специфики реального объекта изучения -- эргатической системы. В настоящее время этим требованиям в значительной мере соответствует концепция ИПП, определенная выше как системно-антропоцентрическая.

§ 6. СИСТЕМНО-АНТРОПОЦЕНТРИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Системно-антропоцентрическая концепция ИПП, с одной стороны, основывается на психологической теории деятельности, утверждающей, что важнейшей характеристикой деятельности является ее предметность [38], а с другой -- позволяет уже на данном этапе предложить практически реализуемые и удобные в плане разработки эргатических систем методы проектирования деятельности.

Мы уже видели, что ИПП получает различную интерпретацию в зависимости от того, что принимается в качестве исходного момента. В частности, важное теоретико-методологическое значение приобретает, как отмечалось, конкретное понимание системы «человек -- машина». «Точное определение (системы) на этом этапе (изучения системы) имеет величайшее значение, так как всякая неясность здесь скажется на всем последующем анализе» -- это утверждение У. Эшби как нельзя лучше подходит к ИПП.

В результате анализа различных определений системы, полученных в контексте общей теории систем и в теории функциональной системы П. К. Анохина, с учетом известных положений психологической теории деятельности о том, что цель и полученный результат -- решающие факторы, определяющие деятельность, можно предложить следующую формулировку эргатической системы. Эргатическая система -- это комплекс, составленный из людей, прошедших профотбор и целенаправленную подготовку, а также из специально разработанных технических устройств, взаимодействие которых при достижении некоторой цели приобретает характер взаимосодействия.

Таким образом, в системно-антропоцентрической концепции человек рассматривается как компонент (ключевой, главный, решающий и т. д.) целостной эргатической системы и все методы решения проблемы ИПП должны вытекать из этого положения. В этом основное методологическое отличие рассматриваемой концепции от антропоморфной. Именно потому, что человек сам входит в качестве элемента в СЧМ, системный подход и может использоваться для описания деятельности человека [56].

Одной из наиболее важных сторон любой концепции является предлагаемая в ней схема процесса проектирования деятельности. В данной концепции собственно проектирование деятельности рассматривается как этап общесистемной разработки, а потому для определения места и значения этого этапа необходимо рассмотреть процесс проектирования эргатической системы.

В настоящий момент существуют достаточно многообразные представления об этом процессе, что может оказать и оказывает существенное влияние на собственно инженерно-психологическую работу. Но, как правило, эти представления не альтернативны, а находятся скорее в состоянии взаимодополнения. Последнее обстоятельство позволяет путем обобщения ряда представлений выработать идеализированные схемы процессов проектирования СЧМ. Согласно одной из таких схем, процесс разбивается на три этапа.

На первом этапе, который мы условно назовем системным синтезом, осуществляются следующие основные операции:

1) уточняются комплекс задач, возлагаемых на разрабатываемую систему, и совокупность критериев для оценки решения задач системой;

2) определяется класс, к которому должна принадлежать будущая система;

3) задается предварительная организация системы, включая совокупность иерархических соотношений между подсистемами.

Второй этап проектирования ЭС, этап функционального синтеза, характеризуется тем, что на данном этапе проектирования определяются место и роль каждого элемента и подсистемы (в том числе и человека) ЭС в решении поставленных перед нею задач. В частности, на этом этапе определяется необходимый уровень автоматизации, т. е. в общем виде решается вопрос о распределении функций между человеком и автоматическими устройствами.

Второй этап проектирования ЭС, этап функционального синтеза, заключается в разработке операционных структур, определяющих способы выполнения элементами и подсистемами ЭС возложенных на них функций. Если на втором этапе выяснялось, что должны делать элементы и подсистемы ЭС, то на третьем этапе предопределяется, как они это будут делать, т. е. на этапе операционного синтеза определяются не только способы, но и средства выполнения функций элементами системы.

Следует учитывать, что процесс проектирования ЭС--это не однонаправленный процесс последовательного движения от этапа к этапу, а сложное «челночное» движение, при котором в зависимости от полученных результатов можно либо вернуться назад, либо идти дальше.

Итак, проблема проектирования деятельности возникает уже на этапе функционального синтеза и смысл ее заключается в том, чтобы получить ответ на три вопроса:

1. Где будет находиться человек?

2. Что и в какой последовательности он будет делать в эргатической системе?

3. Как и какими средствами он будет выполнять свои функции?

В процедуре проектирования деятельности также удается вычленить три фазы. Каковы же эти фазы?

Прежде всего, определяется позиция человека в эргатической системе. Дело в том, что даже самое общее рассмотрение позволяет различить крупные категории подсистем, такие как главные и обслуживающие, локальные и дистанционные. Главные подсистемы слагаются из всех элементов, непосредственно требуемых для получения заданной выходной характеристики ЭС. При этом не рассматривается вопрос об общей надежности системы. Обслуживающая подсистема составляется из элементов, с помощью которых достигается требуемая надежность. Поэтому определить позицию человека -- это, во-первых, определить, в главной или обслуживающей подсистеме эргатической системы он будет располагаться. Локальная подсистема непосредственно находится в среде, в которой функционирует система, а дистанционная удалена от нее. Определить позицию человека,-- это, во-вторых, определить, в локальной или дистанционной подсистеме он будет находиться. Далее, все элементы системы оказывается возможным распределить по трем категориям. Элементы первой категории таковы, что если элемент данного типа удалить из системы, она не сможет достичь поставленной перед ней цели. Эти элементы, следуя терминологии Прайса, будем называть мультипликативными элементами. Аддитивные элементы -- это элементы, обычно не участвующие непосредственно в работе системы, но вовлекаемые в работу по мере выхода из строя мультипликативных элементов и обеспечивающие нормальную работу системы (элементы защиты, снабжения, дублирования и фильтрации информации и т. п.). Наконец, контролирующие элементы определяют момент включения нужных аддитивных элементов, а также осуществляют принятие решения в особо ответственных ситуациях. Поэтому определить позицию оператора -- это значит установить, в-третьих, каким элементом системы он окажется -- мультипликативным, или аддитивным, или контролирующим. Известно, что человек как управляющая система обладает значительной структурной и функциональной избыточностью [ и поэтому может выступать в роли любого элемента системы.

Вопрос о позиции человека в ЭС обычно решается до того момента, когда инженерный психолог привлекается к разработке системы, и поэтому в инженерно-психологической литературе почти не нашел освещения. Между тем уже на этой фазе проектирования деятельности инженерный психолог может внести значительный вклад в дальнейшую разработку эргатической системы. Это хорошо видно на примере одного подхода к выбору позиции человека в ЭС, сформулированного, американскими исследователями X. Прайсом и С. Смитом. Выбор позиции, по мнению этих авторов, реализуется последовательным выполнением следующих шагов, которые удобно свести в шесть групп (I--VI):

Разработка локальной подсистемы

1. Определение антропометрических требований;

2. Анализ локальной подсистемы с точки зрения соответствия антропометрическим требованиям;

3. Анализ экологических факторов (условий окружающей среды, влияющих на деятельность человека: климат, атмосфера, вибрация, вредные воздействия, шум ,и т. д.);

4. Анализ конфигурации локальной подсистемы с точки зрения удовлетворения .антропометрических требований;

5. Поиск путей компенсации несоответствия между экологическими требованиями и требованиями со стороны человека (например, разработка специальных скафандров);

6. Определение критериев для оценки эффективности включения человека в систему (-сравнение затрат иа подготовку человека и на создание технического устройства для этой же цели, психофизиологические переменные,-надежность системы с человеком и без него и т. д.);

7. Выяснение вопроса о том, является ли присутствие человека в локальной подсистеме обязательным. Для выполнения этого шага необходимо воспользоваться данными, полученными для выполнения шагов 2, 5, 6;

8. Определение возможных путей для компенсации стрессовых условий при включении человека в локальную подсистему. Здесь необходимо воспользоваться результатами шага 5;

9. Принятие решения об использовании человека в локальной подсистеме;

//. Разработка главной подсистемы.

10. Оценка возможных технических средств для подсистем, где человек не может быть использован;

11. Оценка возможных средств для осуществления деятельности;

12. Поиск путей повышения эффективности деятельности человека (профотбор, тренировка, формирование мотивации т. д.);

13. Разработка задания на проектирование деятельности человека;

///. Максимизация эффективности подсистем

14. Оценка эффективности деятельности человека;

15. Проверка соответствия оценки эффективности и требований к оистеме;

16. Поиск путей оптимизации деятельности (тренировка, формирование мотивации);

17. При негативном решении в отношении пункта 16 -- разработка альтернативной подсистемы;

18. Разработка требований к техническим дредствам, направленных на оптимизацию деятельности человека. Модификация технических средств;

IV. Разработка обслуживающей подсистемы

19. Определение альтернативных и аддитивных возможностей человека;

20. Определение аддитивных технических средств;

21. Распределение функций внутри обслуживающей подсистемы;

22. Определение дополнительных требований к деятельности;

V. Достижение заданных надежности и эффективности функционирования системы

23. Синтез системы;

24. Требования к системе, обусловленные участием в ней человека (последовательность действий во времени, продолжительность и частота отдельных действий и т. д.);

25 " Синтез "всех требований к функционированию эргатическои системы;

26. Оценка общей надежности и эффективности деятельности человека в локальной подсистеме;

VI. Разработка дистанционной подсистемы

27. Описание экологических требований и ограничений для дистанционных подсистем;

28. Проверка совместимости требований со стороны человека и экологических требований;

29 Поиск путей компенсации (в случае их несоответствия];

30! Описание антропометрических требований и ограничений для дистанционной подсистемы; „

31. Принятие решения об использовании человека в дистанционной подсистеме.

На рис. 5 показаны взаимосвязи между группами I--VI, а в табл. 1 приводится сводка использования инженерно-психологических данных по группам.

После того как позиция человека в эрратической системе будет определена, на второй фазе проектирования деятельности определяется коммуникативная структура ЭС относительно человека, т. е. вычленяются содержание и направление потоков информации, циркулирующих в системе и проходящих через человека. Диапазон участия человека в системе чрезвычайно широк. В условиях высокоавтоматизированного производства большинство функций по переработке информации передается техническим устройствам, а за человеком могут остаться функции прогнозирования, программирования, контроля и обслуживания. С другой стороны, многие функции по переработке информации могут быть по тем или иным причинам поручены человеку. Между этими полюсами имеется много переходных ступеней. Поэтому, как правило, удается разработать несколько вариантов коммуникативных структур, что позволяет выбирать такой вариант, который обеспечивает наилучшее функционирование системы в целом с точки зрения принятых на первом этапе системного проектирования критериев. Каждый вариант коммуникативной структуры отличается различными функциями человеческого и технического компонентов эргатической системы, и, следовательно, данная фаза проектирования деятельности может быть названа фазой распределения функций между человеком и автоматическими устройствами.

К задачам оценки вариантов коммуникативных структур ЭС близко примыкают задачи выбора тех параметров ЭС, которые обеспечивают согласование их элементов между собой в процессе функционирования. Эти задачи решаются на третьей фазе процесса решения ППД. Третья фаза связана с разработкой средств осуществления деятельности, с помощью которых человек может от системы сигналов осведомительной и вспомогательной информации переходить к рациональной системе сигналов, составляющих управляющую информацию, и, следовательно, она может быть названа фазой организации рационального сопряжения человека с техническими средствами.

Из сказанного выше также не следует делать вывод, что процесс ИПП имеет строгую последовательность, так что каждая дальнейшая- фаза может осуществляться лишь после того, как полностью завершается предыдущая. Разумеется, эти фазы перекрещиваются. Однако, как правило, приведенная логическая последовательность отражает ту последовательность действий, которая сложилась на практике.

Очерченная выше схема процесса проектирования деятельности не должна вводить в заблуждение своей кажущейся простотой. Стоит лишь обратиться к раскрытию реального содержания введенных понятий, как мы столкнемся с такими сложнейшими вопросами, как классификация ЭС, критерии эффективности ЭС, описание ЭС, возможность стандартизации в инженерной психологии и т. д. В инженерной психологии еще нет суммы готовых ответов на эти вопросы, хотя широкий поиск таких ответов уже начат. В значительной степени результат этого поиска будет определяться инструментарием, методами, которые привлекались для исследования. Поэтому анализ процесса ИПП является лишь одной (хотя и важной) стороной исследования проблемы инженерно-психологического проектирования.

Второй существенной стороной любой концепции ИПП является изучение методов, посредством которых могут быть разрешены задачи проектирования деятельности. Решение этого вопроса предполагает как исследование и оценку существующих методов, так и обоснованное предложение о перспективных методах решения ИПП.



Глава 3. МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

§ 7. КАЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ

Внимательный анализ литературы, посвященной проектированию деятельности, обнаруживает, что в процессе проектирования используются методы, заимствованные из арсенала, сложившегося еще до постановки проблемы проектирования деятельности.

Системно-антропоцентрическая концепция ИПП привела к необходимости более широкого, чем ранее, привлечения к исследованию методов моделирования, алгоритмизации, формализации и связанных с ними понятий. Мы не будем подробно рассматривать все те методы, которые нашли применение при ИПП (в рамках системно-антропоцентрической концепции). Некоторые из них широко использовались еще на коррективном этапе развития инженерной психологии и достаточно известны. Поэтому рассматривать их специально нет необходимости. Они будут описаны только схематично. Более подробно мы опишем те методы исследования, которые, по-видимому, найдут самую широкую область .приложений при проектировании деятельности. Формирование методов решения ППД зависело не только от особенностей деятельности человека как объекта исследования и проектирования, но и от методологической и технической вооруженности исследователя.

Для удобства дальнейшего изложения целесообразно подразделить рассматриваемые методы по признаку характера результата, поступающего в распоряжение исследователя, на качественные и количественные. Конечно, эти два типа методов -- не взаимоисключающие. На практике каждый из методов допускает как качественную, так и количественную интерпретацию результатов. Принятое деление подчеркивает особенности и возможности приложения того или иного метода.

Можно выделить по меньшей мере четыре качественных метода.

Первый из них -- метод традиций -- основан на том предположении, что всегда можно найти прототип если не всей системы, то отдельных ее подсистем. Следовательно, на человека нужно возложить те функции, которые он традиционно выполнял в других подобных эргатических системах. Обоснованность этого предположения вытекает из известного тезиса, что разработка любой системы на 90% представляет эволюцию и лишь на 10% революцию. Этот метод нашел довольно широкое приложение в современных инженерно-психологических исследованиях.

По сути дела метод традиций является отправным для процессуальной концепции ИПП. В определенной мере он повлиял на развитие структурно-обобщенного метода расчета надежности системы «человек -- машина», разрабатываемого А. И. Губиноким и его сотрудниками. Влияние идей метода традиций достаточно ясно прослеживается и в таких инженерно-психологических подходах к разработке систем «человек-- машина», как метод статистического эталона Ю. Г. Фокина и операционно-алгоритмический метод, сформулированный Г. М. Зараковским и его сотрудниками.

Второй метод основывается на том предположении, что оператору следует поручать только те функции, которые нельзя формализовать для их технической реализации. При этом не учитывается, что человек мог бы (или не мог бы) выполнить их более эффективно. Считается, что в качестве исходных данных для проектирования в этом случае необходимо иметь полную информацию об объекте, его составе, а также алгоритмы функционирования и управления как всем объектом, так и отдельными его звеньями. Распределение функций осуществляется, исходя из концепции максимальной автоматизации, на основе которой автомат должен выполнить все принципиально возможные для него функции.

Третий метод основан на использовании .принципа ответственности. Согласно этому принципу, человеку должны поручаться те функции, которые имеют наибольшую значимость и выполнение которых связано с наибольшей ответственностью. В пользу такого подхода свидетельствуют эмпирические данные о том, что: 1) если предоставленный человеку уровень ответственности или значимости будет меньше, чем тот, который он может оправдать, то надежность всей системы может значительно снизиться; 2) если необходимо использовать способность человека осуществить перестройку своей деятельности с связи с непредвиденными обстоятельствами, то разрешение новых проблем бывает более эффективным в случае предоставления человеку относительной свободы в выборе действий три соответствующей ответственности за их исход.

На этих отправных положениях в инженерной психологии основан описательный метод решения проблемы проектирования деятельности на фазе распределения функций и получены удовлетворительные результаты его приложения при предварительной разработке структуры одной из систем, предназначенной для космических исследований.

Четвертый метод в инженерной психологии получил широкое распространение. Этот метод основан на логическом сопоставлении преимущественных возможностей по тем или иным показателям человека и технического устройства при выполнении конкретных функций (см. гл. 1). На основе этого метода был получен ряд важных результатов. В частности, метод сравнения явился отправной точкой для чрезвычайно интенсивных исследований, результатом которых явилось создание так называемых индикаторов с убыстрением. В результате использования таких индикаторов было достигнуто резкое улучшение характеристик деятельности оператора. Однако данный метод не учитывает тех свойств, которые появляются при взаимодействии человека и технического устройства.

Все рассмотренные качественные методы в значительной мере субъективны. Вследствие этого они могут быть применены лишь для 'приближенного определения структур эрратических систем, так как полученные результаты дают основание для решения лишь частных задач согласования характеристик машин и человека в системах управления [42]. В настоящий момент ясно, что решение ППД возможно лишь при использовании и внедрении объективных количественных методов.

Внутренние закономерности развития инженерной психологии как науки, связанные с общим техническим прогрессом, требуют перехода от общих описательных методов к определению более точных характеристик деятельности человека-оператора. «В современных условиях автоматизации,-- отмечал в этой связи Б. Г. Ананьев,-- качественно изменяются связи между человеком и машиной... При изучении этих взаимосвязей между человеком и машиной в одной системе управления необходимо использовать количественные методы новейшей теории информации и общие законы управления и регулирования, составляющие предмет кибернетики» [2, с. 24].

§ 8. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ

В рамках разработки эрратических систем правомерность тех или иных методов количественного исследования определяется возможностями, которые получает исследователь для описания и анализа процессов в элементах различной физической природы при помощи единой количественной меры. В этом смысле познавательные возможности предложенных методов далеко не одинаковы. Ряд методов позволяет получить приближенные, не претендующие на абсолютную точность, характеристики и допускает лишь сравнительные оценки вариантов. Сюда можно отнести методы, основанные на подсчете некоторых критериев для отдельных классов функций или на вычислении некоторой номинальной оценки деятельности, учитывающей ее частные оценки по отдельным показателям и их относительную значимость.

Известное самостоятельное значение в инженерной психологии IB последнее время приобрел так называемый экспертный метод. Термин «экспертный метод» объединяет большую группу процедур, основанных «а переработке эвристической информации, полученной от специалистов [5], [29]. Сторонники этого метода опираются на интуицию, опыт и значения человека в той области, в которой этого человека можно считать специалистом. Опыт и знание экспертов не могут быть в полной мере формализованы, но, безусловно, они представляют несомненную ценность при решении задач ИПП. К сожалению, при решении сложных задач ИПП, где приходится иметь дело с обширной областью данных, подбор экспертов сам по себе представляет задачу значительной трудности.

При получении экспертных оценок принято рассматривать следующие этапы:

-- формулирование цели работы и набора альтернативных вариантов оцениваемых событий;

-- формирование экспертной группы в соответствии с целью работы;

-- формирование правил работы экспертной группы в соответствии с определенными принципами;

-- формирование правил выработки коллективного суждения группы;

-- формирование правил оценки компетентности экспертов;

-- .проведение экспертного опроса и коррекция коллективного суждения групп.

К числу основных принципов построения системы экспертных оценок относят:

-- ограничение разнообразия суждений экспертов за счет выравнивания информационной неоднородности, присущей экспертной группе, на этапе формирования каждым экспертом собственной модели причинно-следственных связей анализируемого явления;

-- ограничение разнообразия суждений экспертов за счет итеративного подхода к формированию коллективного мнения группы, периодически уточняемого на основе поступления новой -информации из внешней среды;

-- обеспечение циркуляции информации без искажений внутри экспертной группы за счет создания благоприятного психологического климата;

-- количественную измеримость оцениваемых явлений, характеризуемую устойчивым набором признаков, состояния которых могут быть обозначены некоторыми числами.

Приведенный перечень этапов и принципов экспертного метода свидетельствует о необходимости проведения значительной подготовительной работы перед его непосредственным использованием. Анализ литературы показывает, что основное внимание сейчас обращается на математическую обработку экспертных оценок. Центральный вопрос здесь -- формализация степени согласованности мнений экспертов, которая определяется коэффициентом согласованности. Этот коэффициент служит мерой величины существующей неопределенности и степени достоверности получаемых количественных оценок. Для получения коэффициента согласованности используется процедура, включающая ранжирование объектов, вычисление коэффициентов ранговой корреляции по Спирмену и Кендаллу для оценки согласованности мнений двух экспертов, оценку значимости коэффициентов ранговой корреляции, вычисление коэффициентов согласия, оценивающих согласованность высказываний экспертов о «ранжировании объектов по данному признаку. Используются также процедуры непараметрической статистики.

Важное значение имеет и оценка степени компетентности экспертов в исследуемой -проблеме. Для этой оценки может быть использован коэффициент ранговой корреляции рядов мнений экспертов. Оценка компетентности может быть также уточнена с помощью процедуры типа «экзамен» и тренировочных игр.

Для получения суждений экспертов в максимально систематизированной форме необходимо ставить им четко определенную задачу. Существует несколько методов сбора экспертных заключений.

1. Ранжирование. Каждого эксперта просят проранжировать ряд критериев: присвоить 1-е место критерию, имеющему наибольшую' важность, 2-е -- следующему по важности критерию и т. д.

2. Метод непосредственных оценок. Критерии располагаются по шкале от 0 до 10. Эксперта просят провести линию от каждого критерия к соответствующей точке на шкале (кточке веса). Допускается выбор дробных и равных значений.

3. Метод неполного парного сравнения I. Критерии сводятся в специальную матрицу и нумеруются. Эксперт указывает в каждой клетке матрицы, являющейся пересечением строк, в которые вписаны наименования сравниваемой пары критериев, номер более значимого критерия. Например, если в клетке 1--2 стоит число 1, то это значит, что критерий 1 важнее критерия 2.

4. Метод неполного парного сравнения II. Дается перечень всех возможных пар критериев. Каждый критерий сравнивается с каждым из остальных единственным образом. Эксперт обводит кружком тот член пары, который он считает более значимым.

5. Метод полного парного сравнения. Данный метод отличается от рассмотренного выше метода удваиванием перечня пар критериев, т. е. наряду с парой А--Б в перечне имеется и пара Б--А, что исключает появление ошибок.

6. Метод последовательного сравнения (метод Черчмена). Эксперт выполняет следующие преобразования: ранжирует критерии по степени их важности; присваивает значение V_i = l,0 наиболее важному критерию, а остальным --значения (V_i) от О до 1 соответственно степени их важности; решает, является ли критерий с оценкой 1,0 более важным, чем все остальные вместе взятые. Если да, то он увеличивает V₁ так, чтобы выполнялось следующее неравенство:

если нет, то он преобразует его так, чтобы число рассматриваемых критериев было

решает, является ли второй по значимости критерий с оценкой V₂ более значимым, чем все оставшиеся вместе взятые (следует повторение предыдущего процесса). Данный этап продолжается до (п-- 1) критерия.

Результаты экспериментов показывают, что все эти методы в равной степени пригодны для обора экспертных заключений, но метод ранжирования требует меньших затрат времени. Каждый из методов имеет свою процедуру обработки получаемых данных для сведения их к единой шкале.

Отметим, что экспертный метод становится сейчас весьма популярным в инженерной психологии. Очевидная его доступность и кажущаяся простота при поверхностном знакомстве создают иллюзию самых широких возможностей для решения с его помощью задач ИПП. Причем, к сожалению, обращают внимание не на принципиальные трудности использования метода в инженерной психологии, а на процедурные трудности. Именно поэтому, как отмечалось в литературе, в том числе относящейся и к инженерно-психологическим приложениям экспертного метода, основное внимание уделяется процедурам получения экспертных оценок и обработке результатов экспертного опроса, а не обоснованию их применимости к конкретной области исследования. По сути дела, в настоящее время намечены лишь некоторые отправные точки для эффективного использования экспертного метода в инженерной психологии. При этом работа ведется в двух направлениях: в направлении создания различных опросников и анкет и разработки нормативных шкал. Так, например, Г. В. Суходольский предложил шкалу экспертной оценки для оценивания средств контроля, управленияи рабочих мест операторов по совокупности «нженерно-психологических рекомендаций и результатов исследований:

Здесь x_ij -- конечное множество частных критериев мощности N, разделенное на я непересекающихся подмножеств мощностью k_i; k_i, n и N -- натуральные числа; ; х_ij принимает значение 1 или 0. Надо отметить, что аддитивный характер предлагаемой шкалы ограничивает возможности ее широкого использования для инженерно-психологических целей, ибо «постулат достаточности линейного описания», лежащий в основе шкалы, применим для ограниченного числа случаев.

На пути широкого использования экспертного метода в инженерной психологии имеется еще одно существенное препятствие. Дело в том, что экспертные оценки могут интерпретироваться и интерпретируются в статистическом смысле как вероятности выполнения известных инженерно-психологических норм при изготовлении данного изделия. Возможность же разработки научно обоснованных инженерно-психологических норм и требований к их стандартизации определяется достигнутым уровнем и масштабами инженерно-психологических исследований, а также накопленным опытом их внедрения в промышленность. К сожалению, приходится констатировать, что достигнутый уровень пока еще не позволяет составить сколько-нибудь полный перечень таких норм.

В методологическом плане установка на широкое использование экспертного метода несомненно будет способствовать развитию такого направления ИПП, которое связано с разработкой всевозможных требований, рекомендаций, нормалей, анкет и тому подобных документов. В определенной степени эта тенденция нашла свое отражение в процессуальной концепции. Экспертный метод в инженерной психологии наиболее широко будет использован для оценки уже спроектированной деятельности, в то время как возможности его использования для ИПП весьма ограничены.

Принципиально новые возможности для решения проблемы проектирования деятельности возникли в связи с использованием системного и кибернетического подходов. Конкретным выражением использования системных и кибернетических концепций является, в частности, применение моделей как средства теоретического и экспериментального исследования.

Кибернетика, вскрыв существенные черты сходства в функционировании объектов живой и неживой природы, открыла широкие перспективы для развития кибернетического моделирования, в частности моделирования деятельности человека. С методологической стороны специфику современного инженерно-психологического исследования как раз и должно составлять моделирование, ибо оно, во-первых, непосредственно связано с усилением интеграционных тенденций в инженерной психологии, а во-вторых, выступает в качестве одной из необходимых предпосылок дальнейшего развития этих тенденций, создавая эффективные каналы связи между смежными науками.

Метод моделирования деятельности человека хотя и связан самым непосредственным образом с ранее рассмотренными методами решения проблемы проектирования деятельности, однако обладает такими отличительными чертами, которые позволяют рассматривать его как особый самостоятельный метод исследования. Роль моделирования в современных научных исследованиях настолько велика, что математическое моделирование рассматривается наряду с дедуктивным методом и экспериментом в качестве третьего «интеллектуального орудия». Благодаря синтетической природе метод моделирования содействует интеграции различных сфер формализованного и содержательного знания, позволяя наиболее оптимально сочетать строгие формализованные и нестрогие интуитивно-содержательные приемы познания в исследованиях.

Моделирование целесообразно использовать для:

1) получения основных представлений о характере деятельности человека в эргатической системе и создания языка для адекватного описания этой деятельности. Здесь исследуются принципы управления и обработки информации человеком в отдельных подсистемах и ищутся оптимальные частные характеристики этих подсистем;

2) подтверждения принципиальной возможности создания эрратической системы по определенной схеме и сопоставления определенных типов схем с целью выбора наиболее перспективных. Здесь определяется структура деятельности человека, отрабатывается и коррелируется взаимодействие элементов и подсистем эргатической системы и проверяется ее работоспособность в комплексе;

3) имитирования деятельности в условиях, максимально приближенных к реальным.

Таким образом, посредством моделирования можно решать как задачи, связанные с обоснованием требований к элементам системы со стороны оператора, так и задачи получения комплексной оценки эффективности тех или других вариантов структуры системы. Именно моделирование помогает добиться наиболее адекватного решения проблемы проектирования деятельности.

При построении моделей деятельности необходимо учитывать основные требования к создаваемым моделям; в противном случае снижается ценность последних, возникают ошибки и погрешности. Требования эти в основном таковы:

а) модель должна быть непротиворечивой в рамках моделирования процессов, способной вписываться в более общую модель и быть основной для детализации частных моделей;

б) модель должна выполнять определенные информационные функции, нести новые знания о структуре моделируемых процессов, обеспечивать прогноз их функционирования, выявление новых свойств этих процессов;

в) при реализации модели должны быть использованы самые современные технические средства. Важное требование к моделям деятельности заключается в том, что они должны адекватно отображать существенные свойства реальной познавательной и исполнительной деятельности. Лишь при этом условии создаваемые модели окажутся пригодными для прогноза эффективности того или иного вида деятельности и затрат времени на нее.

Однако при реализации метода моделирования приходится сталкиваться с рядом методологических проблем:

1. Расчленение процесса проектирования приводит к расчленению процесса моделирования. Разделение модели является методологической проблемой: при наличии сложных взаимосвязей между подсистемами разделение может привести к потере информации;

2. Разработчики подсистем и разработчики системы пользуются различными моделями;

3. Исследование характеристик системы в целом выполняется на основе предварительного анализа характеристик подсистем. Вместе с тем требования к подсистемам также можно сформулировать, лишь исходя из свойств системы в целом. Выход из порочного круга усматривается в организации последовательных приближений. Процесс проектирования и моделирования сложной системы оказывается циклическим;

4. Данные, по которым строится модель на начальных циклах проектирования, зачастую получают после небольшого числа экспериментов или на основе экспертных оценок, и поэтому они неточны. На последующих этапах неопределенность уменьшается, но не исчезает. Таким образом, моделирование в целях решения ППД реализуется, как правило, в условиях неопределенности исходных данных.

Метод моделирования может быть реализован тремя способами: как физическое моделирование, как математическое моделирование или как разумное сочетание того и другого способов.