Психологические особенности проектирования систем «человек – машина».
В.П. Зинченко и В.М. Мунипов выделяют следующую типологию таких работников: 1) работающие с помощью автоматов (операторы); 2) с помощью машин, станков, механизированного инструмента; 3) работающие вручную при машинах и механизмах (подсобные рабочие, грузчики); 4) работающие преимущественно вручную с помощью немеханизированного (ручного) инструмента (ремонт, обслуживание):
Сами операторы подразделяются на следующие основные группы:
o операторы-технологи (непосредственно включены в технологический процесс, работают по четкой инструкции);
o операторы-манипуляторы (управляют различными механизмами-манипуляторами, где машина — усилитель мышечной энергии);
o операторы-наблюдатели, контролеры (различные диспетчеры транспортных систем, АЭС. ). Работают в реальном масштабе времени, т.к. готовы и к немедленному реагированию, и к отсроченному;
o операторы-исследователи (используют различные образно-концептуальные модели — это пользователи вычислительных систем, дешифровщики изображения);
o операторы-руководители (управляют не техникой, а другими людьми, в т.ч. и через специальные технические средства и каналы связи).
Выделяют следующие особенности труда операторов в современных условиях:
1) С развитием техники увеличивается число объектов (параметров), которыми надо управлять.
2) Развиваются системы дистанционного управления, человек все больше отдаляется от управляемых объектов — необходимость работать со знаковыми системами (с закодированной информацией).
3) Увеличиваются скорость и сложность производственных процессов — повышенные требования к точности действий операторов, к быстроте реакций и т.п.
4) Постоянно изменяются условия труда (часто это ведет к уменьшению двигательной активности).
5) Повышается степень автоматизации производственных процессов — требуется готовность к действиям в экстремальных ситуациях.
Ю.К. Стрелков выделяет следующие основные режимы работы оператора:
1) Нормальные условия (оператор просто следит за работой автоматики, не вмешиваясь в технологический процесс).
2) Аварийные ситуации (оператор работает в полуавтоматизированном или механизированном режимах; многое зависит от точности его сенсомоторных действий и умения оценивать ситуацию).
3) Технологический процесс еще идет в заданных пределах, но уже приближается к своим границам (задача оператора — удержать процесс в требуемых технологией параметрах, т.е. задача — стабилизировать управляемый процесс).
4) Оператор строит режим работы установки самостоятельно, но на новой основе (задача — расширение возможностей эксплуатационной системы, экономия материальной части, энергии и собственных сил).
Общая схема (и основные этапы работы) деятельности оператора СЧМ выглядит следующим образом:
1. Прием, восприятие поступающей информации, где выполняются следующие основные действия: обнаружение сигнала; выделение наиболее важных сигналов; расшифровка и декодирование информации; построение предварительного образа ситуации.
2. Оценка и переработка информации (в основе — сопоставление заданных и текущих режимов работы СЧМ), предполагают выполнение следующих действий: запоминание информации; извлечение из памяти нормативных информационных образцов; декодирование информации.
3. Принятие решения (во многом зависит от имеющихся альтернатив — от «энтропии множества решений»). При этом важную роль играет выделение оператором критерия правильного решения (критерия выбора одной из альтернатив), соответствующего представлениям оператора о цели и результате своей работы.
4. Реализация принятого решения, которая во многом зависит от готовности оператора быстро, на уровне автоматизма выполнять сложные действия в экстремальных условиях. Для поддержания такой (автоматизированной) готовности важную роль играют специальные занятия на тренажерах, где моделируются различные экстремальные ситуации.
5. Проверка решения и его коррекция (по возможности).
Особую роль в анализе операторского труда играет понимание сущности и концептуальной схемы принятия решений. «Принятие решений необходимо в ситуации, которая характеризуется неопределенностью, когнитивной сложностью и временным дефицитом. Степень неопределенности зависит от недостатка информации.
Само принятие решений — это «когнитивный процесс, протекающий на ярком эмоциональном фоне», т.е. это «горячий когнитивный процесс» — по И. Джпанису и Л. Манну.
Ю.К. Стрелков выделяет следующие основные стратегии поведения в условиях принятия решения:
o «сделать вид, что ничего не случилось»;
o применить стиль поведения, который всегда выручал в трудной ситуации;
o избегая решительных действий, которых требует назревшая ситуация, «реализоваться» в областях, где от тебя ничего не зависит;
o озадачившись ситуацией, приступить к сбору информации, необходимой для принятия решения, и делать это так полно, обстоятельно и долго, что в конце концов занятие станет особой самостоятельной деятельностью» (Там же. С. 115-116).
В.Д. Небылицин выделяет следующие основные характеристики надежности операторского труда, важные для более полного анализа его деятельности:
o «долговременная» выносливость (сопротивляемость усталости к концу дня и, особенно, при монотонной работе);
o выносливость к экстренному напряжению и перенапряжению (например, при авариях необходимо выполнять максимальный объем работ за минимальные сроки);
o помехоустойчивость (устойчивость внимания);
o спонтанная отвлекаемость (устойчивость ко внутренним отвлекающим факторам, особенно в условиях пассивного наблюдения у операторов-контролеров);
o реакция на непредвиденные раздражители (в случае непредвиденного сигнала иногда наблюдается период «психической рефракторности», когда восприятие сужается и концентрируется лишь на источнике этого раздражителя, не замечая другие важные сигналы);
o переключаемость внимания (сокращение времени на «вхождение» в деятельность по выполнению новой задачи);
o устойчивость к действию факторов среды (температуре, давлению, влажности, вибрации, шуму, ускорению и т.п.).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Психологические особенности проектирования систем «человек – машина».
Психологические особенности проектирования систем «человек – машина».
Психологические особенности проектирования систем «человек – машина».
Система «Человек-машина»
Москва, 2005
На определенном этапе своего развития для удовлетворения своих все возрастающих материальных и духовных потребностей человек начинает создавать искусственные орудия труда — “машины”. Получив в свое распоряжение огромные запасы энергии, новую технику и технологии, он неузнаваемо изменил свою жизнь, но вместе с тем оказался перед сложнейшей задачей — обеспечить эффективное, устойчивое и безопасное управление этой техникой.
Система “человек-машина-среда” представляет собой сложную многофункциональную систему, включающую неживую, живую материю и общество.
Система “человек-машина-среда” структурно включает в себя:
· машины – все то, что искусственно создано руками человека для удовлетворения своих потребностей (технические устройства, информационное обеспечение и т.д.);
· человека — человека-оператора, который при взаимодействии с машиной выполняет определенные функции управления для достижения поставленной цели;
· среду, которую условно можно разбить на два вида – окружающую среду и социальную среду.
Окружающая среда характеризуется в основном такими параметрами, как микроклимат, шум, вибрация, освещенность, запыленность, загазованность и т.д. Социальная среда характеризуется социально–экономическими и политическими отношениями в обществе.
Человек и машина, при своем взаимодействии, составляют подсистему в рамках системы “человек-машина-среда”, которая называется система “человек-машина”.
СИСТЕМА «ЧЕЛОВЕК — МАШИНА» — сложная система, в которой человек-оператор (группа операторов) взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации и т.д. Система «человек-машина» является предметом исследования системотехники, инженерной психологии, эргономики [1].
Система «человек-машина» представляет собой частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром регулирования.
В основу классификации систем «человек-машина» могут быть положены четыре группы признаков:
· целевое назначение системы;
· характеристики человеческого звена;
· тип машинного звена;
· тип взаимодействия компонентов системы.
По целевому назначению системы «человек-машина» делятся на:
· управляющие, в которых основной задачей человека является управление машиной (или комплексом);
· обслуживающие — в которых задачей человека является контроль за состоянием машины (поиск неисправностей, настройка, ремонт);
· обучающие — предназначенные для выработки у человека определенных навыков;
· информационные — предназначенные для поиска, накопления или получения необходимой информации;
· исследовательские — предназначенные для анализа тех или иных явлений.
Особенность управляющих и обслуживающих систем заключается в том, что объектом целенаправленных воздействий в них является машинный компонент системы. В обучающих и информационных системах «человек-машина» направление воздействий противоположное — на человека. В исследовательских системах воздействие имеет и ту, и другую направленность.
По характеристикам человеческого звена системы «человек-машина» делятся на:
· моносистемы, в состав которых входит один человек;
· полисистемы, в состав которых входит целый коллектив и взаимодействующий с ним комплекс технических устройств.
Полисистемы можно подразделить на паритетные и иерархические (многоуровневые). В паритетных системах в процессе взаимодействия людей с машинными компонентами не устанавливается какая-либо подчиненность и приоритетность отдельных членов коллектива. В иерархических системах «человек-машина» устанавливается организационная или приоритетная иерархия взаимодействия человека с техническими устройствами.
По типу машинного звена условно можно выделить два вида признаков:
· информационные — машины, обеспечивающие обработку информации и решающие задачи духовного плана;
· материальные (инструментальные) – машины, обрабатывающие материальные носители и в состав которых в качестве технических устройств входят инструменты и приборы;
По типу взаимодействия компонентов системы в системах «человек-машина» выделяют два вида:
· информационное – взаимодействие, обусловленное передачей информации от машины к человеку;
· сенсомоторное – взаимодействие, направленное от человека к машине для выполнения поставленной цели.
Помимо этого, в основу классификации в системах «человек-машина» по типу взаимодействия человека и машины может быть положена степень непрерывности этого взаимодействия. По этому признаку различают системы непрерывного и эпизодического взаимодействия. Последние, в свою очередь, делятся на системы регулярного взаимодействия. Примером системы регулярного взаимодействия может служить система «оператор — ЭВМ». В ней ввод информации и получение результатов определяются характером решаемых задач, т. е. режимы взаимодействия во времени регламентируются характером и объемом вычислений. Стохастическое эпизодическое взаимодействие имеет место в таких системах, как «оператор — система централизованного контроля», «наладчик — станок» и т. п.
Следует отметить, что рассмотренная классификация систем «человек-машина» не является единственно возможной.
Однако, несмотря на большое разнообразие систем «человек-машина», они имеют целый ряд общих черт и особенностей. Эти системы являются, как правило, динамическими, целеустремленными, самоорганизующимися, адаптивными.
Системы «человек-машина» относятся к классу сложных динамических систем — систем, состоящих из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов различной природы и характеризующихся изменением во времени состава структуры и взаимосвязей. Из этого следуют характерные особенности, присущие системе «человек-машина» как сложной динамической системе:
— разветвленность структуры (или связей) между элементами (человеком и машиной);
— разнообразие природы элементов (в состав системы 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 систем «человек-машина» 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 системы «человек-машина» к изменяющимся условиям работы, в изменении режима функционирования в соответствии с новыми условиями. Для повышения эффективности системы «человек-машина» необходимо предусмотреть возможность адаптации как внутри самой системы, так и по отношению к внешней среде. До недавнего времени свойство адаптации систем «человек-машина» реализовалось благодаря приспособительным возможностям человека, гибкости и пластичности его поведения, возможности его изменения в зависимости от конкретной обстановки. В настоящее время разрабатываются системы «человек-машина», в которых свойство адаптации реализуется путем соответствующего программно-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 такие важные свойства систем «человек-машина», какими являются их быстродействие, надежность и живучесть.
Надежность системы «человек-машина» — долгосрочный показатель работоспособности технических систем, которые актуально обслуживаются людьми, во всевозможных условиях ее функционирования [2].
Надежность системы «человек-машина» — совокупная характеристика техники и обслуживающих ее людей, обеспечивающая функционирование этой системы в рамках установленных для нее требований, безотказность и восстанавливаемость технических средств, их периодическую профилактику, безошибочность действий оператора, его медико-биологическую надежность, удовлетворение потребности в отдыхе, возможность восстановления работоспособности, готовность технических средств и операторов к работе. В качестве общего показателя надежности системы «человек-машина» может использоваться вероятность своевременного безошибочного и безотказного применения (функционирования) антропотехнической системы. Надежность системы «человек-машина» зависит от условий и режимов работы людей, выполняемых ими функций, конструкции, режимов, а также особенностей функционирования технических средств.
Учет инженерно-психологических требований необходим для обеспечения рационального распределения функций в системе «человек-машина»: организации рабочего места; соответствия технических средств возможностям человека по приему и переработке информации и осуществлению управляющих воздействий, оптимальных для работоспособности человека.
Принципы согласования системы “человек-машина” построены на основе инженерно-психологических и эргономических требований к системам «человек-машина». Часть этих требований, определяемых характеристиками человека-оператора и машины, стандартизована [см. Приложение] и должна учитываются в процессе проектирования, производства и эксплуатации системы. Причем требования предъявляются как к различным элементам, так и к системе в целом.
Следует отметить, что с понятием система «человек-машина» связаны понятия человеко-машинного интерфейса (HMI – human machine interface) и языка «человек-машина» (MML — manmachine language) — cредства выражения, используемого при связи между пользователем и системой. Этот язык разработан Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ) для программно-управляемых систем и систем эксплуатации и техобслуживания.
Таким образом, рассмотренные особенности систем «человек-машина» 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 системы «человек-машина» должна быть целесообразная деятельность человека.
1. ГОСТ 21480-76 Система «Человек-машина». Мнемосхемы. Общие эргономические требования.
2. ГОСТ 21752-76 Система «Человек-машина». Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования.
3. ГОСТ 21753-76 Система «Человек-машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования.
4. ГОСТ 21786-76 Система «Человек-машина». Сигнализаторы звуковые неречевых сообщений. Общие эргономические требования.
5. ГОСТ 21829-76 Система «Человек-машина». Кодирование зрительной информации. Общие эргономические требования.
6. ГОСТ 21889-76 Система «Человек-машина». Кресло человека-оператора. Общие эргономические требования.
7. ГОСТ 21958-76 Система «Человек-машина». Зал и кабины операторов. Взаимное расположение рабочих мест. Общие эргономические требования.
8. ГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования.
9. ГОСТ 22613-77 Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели поворотные. Общие эргономические требования.
10. ГОСТ 22614-77 Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования.
11. ГОСТ 22615-77 Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели типа «Тумблер». Общие эргономические требования.
12. ГОСТ 22902-78 Система «Человек-машина». Отсчетные устройства индикаторов визуальных. Общие эргономические требования.
13. ГОСТ 23000-78 Система «Человек-машина». Пульты управления. Общие эргономические требования.
1. Большой Энциклопедический Словарь, http://edic.ptvs.net/
2. Психологический словарь
3. Основы инженерной психологии. (Под ред. Ломова), Москва, 1986г.
4. Шемакин самоорганизующихся систем. М.: Академический проект, 2003
5. Информатика (Под ред. Данчула), М.: РАГС, 2004 г.
