2. Основные цели и задачи, предмет и методы эргономики. Алгоритм деятельности оператора эргономика

Психология труда, управления, инженерная психология и эргономика

Алгоритм деятельности человека-оператора

алгоритм деятельности человека-оператора

логическая организация деятельности человека-оператора, состоящая из совокупности действий и оперативных единиц информации. Использование А. д. ч.-о. в инженернопсихологическом проектировании повышает надежность проектирования, снижает затраты, позволяет оптимизировать деятельность оператора. Алгоритмизация деятельности служит также основой для правильного построения обучения операторов. Следует различать предписанные и реализованные А. д. ч.-о. При проектировании СЧМ следует стремиться, чтобы предписанные и реализуемые алгоритмы были возможно ближе. Трудности достижения полной идентичности обоих видов алгоритмов обусловлены, во-первых, недостаточной изученностью внутренней организации действий оператора, что затрудняет их идентификацию, во-вторых, тем, что человек в определенных пределах может изменить способ достижения цели в зависимости от различных условий. В этом случае Г.В. Суходольский предлагает различить достоверный (жесткий) и вероятностный (стохастический, гибкий) алгоритмы. В первом случае речь идет об однозначной последовательности, в которой действия следуют друг за другом с вероятностью, равной единице. Во втором случае предполагается неоднозначная последовательность, в которой переход от действия к действию осуществляется с вероятностью 0

Вопрос-ответ:

2. Основные цели и задачи, предмет и методы эргономики

Цели.Первой и главной цельюэргономики являетсяповышение эффективности СЧТС,под которой понимается способность СЧТС достигать поставленной цели в заданных условиях и с определенным качеством. Снижение эффективности СЧТС свидетельствует в первую очередь о том, что она не в полной мере выполняет свое назначение. В этом случае ее производительность и качество производимого продукта оказываются ниже расчетных, а материальные, энергетические и психические затраты на обеспечение ее функционирования — выше запланированных.

Эффективность СЧТС невозможна без высокой работоспособности и надежности человека-оператора, которые строго определены в эргономике и за обеспечение которых несет ответственность эргономист. Работоспособность - это свойство человека-оператора, определяемое состоянием физиологических и психических функций и характеризующее его способность выполнять определенную деятельность с требуемым качеством и в течение требуемого интервала времени. Надежность - это свойство, характеризующее способность человека-оператора безотказно выполнять деятельность в течение определенного интервала времени при заданных условиях.

Эргономист должен поддерживать трудовые затраты человека-оператора при взаимодействии с технической системой на таком уровне, который позволял бы обеспечить оптимальные работоспособность и надежность оператора. В одних случаях эти трудовые затраты необходимо понижать за счет специального проектирования деятельности оператора, в других, наоборот, повышать их, чтобы поддержать готовность безошибочного и мгновенного реагирования на аварийные ситуации. Например, использование ЭВМ и робототехники значительно увеличивает эффективность трудовой деятельности, но может и резко повысить психофизические затраты работника в случае пренебрежения эргономическими анализом и проектированием рабочего места оператора, параметров дисплея. Известно, что уже через 15 мин работы на видеотерминале у человека-оператора наблюдается расстройство цветового зрения, появляются признаки утомления глаз. Необходимо учитывать, что он делает от 12 до 33 тыс. движений головой и глазами в течение рабочей смены, считывая при этом от 8 до 18 тыс. знаков в час. Большие трудовые затраты оператора снижают через некоторое время качество и производительность его работы, т. е. эффективность всей системы. Целью эргономики является не только уменьшение трудовых затрат оператора, но и в первую очередь повышение производительности и качества его труда за счет оптимизации его деятельности, совершенствования средств отображения информации, органов управления. Повысить эффективность труда оператора видеотерминала можно путем изменения соотношения яркости экрана и окружающего пространства от 3:1 до 5:1, увеличения минимальных размеров знаков на экране до 3,1-4,2 мм, снижения силы удара по клавише до 25—150 г, уменьшения длины пробега клавиш до 1-4 мм и т.д.

Безопасность трудаявляетсявторой цельюэргономики. В соответствии с трудовым правом охрана труда гарантирована совокупностью правовых норм, устанавливающих систему мероприятий, непосредственно направленных на обеспечение здоровых и безопасных условий труда. К системе техники безопасности относятся службы техники безопасности и производственной санитарии во всех отраслях народного хозяйства. Надзор и контроль за соблюдением правил по охране труда осуществляют специально уполномоченные государственные органы: Госгортехнадзор, Госэнерго-надзор, Госсаннадзор и др. Кроме них. эту работу ведут профсоюзы и состоящая в их ведении техническая инспекция труда. Служба надзора и контроля опирается на научно обоснованные, проверенные опытом технические требования, которые безусловно обеспечивают безопасность труда работников.

В последние годы распределение причин несчастных случаев в промышленности изменилось. Так, среди причин тяжелых несчастных случаев 22% приходятся на нарушения технологического процесса самими работниками, 19% - на грубое нарушение правил техники безопасности пострадавшим, 16% - на плохую организацию рабочего места, 7% - на неисправность оборудования и 4,3% - на плохую обученность. Субъективные причины травматизма в промышленности (ошибки человека) начали доминировать над объективными (неисправности техники).

Деятельность человека-оператора стала столь сложна, что именно в ее организации и исполнении оказались сконцентрированными основные причины опасных ошибок, приводящих к травме. Во многих случаях деиствия человека-оператора являются опасными из-за невозможности их правильного и своевременного выполнения, из-за того что при проектировании технических устройств не учитывался человеческий фактор.

Деятельность человека в СЧТС является таким же предметом изучения и проектирования, как и ее техническая часть. Эргономист должен принимать во внимание: возможности психических процессов человека по приему, переработке информации и принятию правильного решения в конкретных условиях функционирования СЧТС; психические свойства и особенности оператора, проявляющиеся в склонности к более или менее рискованному поведению; его способность работать в состояниях утомления, эмоционального стресса, психической напряженности, монотонии и т. д.

Третьей цельюэргономики являетсяобеспечение условий для развития личности трудящегося в процессе труда.Основным путем ее достижения служит постепенное органическое соединение физического и умственного труда в производственной деятельности. Оно включает:

- последовательное повышение содержательности труда всех профилей, повышение его интеллектуальной насыщенности на основе совершенствования техники и технологии;

- повышение общеобразовательной и профессиональной подготовки работников;

- вовлечение трудящихся с учетом их знаний, интересов и склонностей в управление производством, общественными делами; создание оптимальных условий для сочетания профессионального труда с техническим творчеством в производственной и непроизводственной обстановке.

На достижение этой цели существенно влияет автоматизация производства Чтобы избежать отрицательных социально-психологических и экономических последствий СЧТС, необходимо повышать объем интеллектуальных, творческих операций при работе на ЭВМ, станках с числовым программным управлением, в гибких производственных системах и т. п. в результате целенаправленной деятельности конструкторов и эргономистов. Последние должны исходить из того, что продуктом СЧТС являются не только детали и расчеты, но и сам человек-оператор, растущий и совершенствующийся в процессе труда Целью СЧТС является не только производимая ею продукция, но и качества производящего ее человека.

Задачи.Рассмотренные выше цели эргономики определяют семь ее теоретических задач.

1. Разработка теоретических основ проектирования деятельности человека-оператора с учетом специфики эксплуатации им технических систем и окружающей среды.На этапе становления эргономики в ней преобладали аналитические исследования, оценивавшие те или иные отдельно взятые технические устройства (и их элементы) с точки зрения их соответствия также отдельно взятым психологическим характеристикам человека. Реальная деятельность человека-оператора в этих исследованиях редуцировалась к элементарным реакциям, поэтому накопленные данные имеют ограниченное значение. Позднее выяснилось, что на скорость обработки информации человеком влияют уровень его работоспособности, состояние, степень его тренированности, особенности мотивации и др. Это определило развитие «антропоцентрического подхода», т. е. подхода отчеловека к машине. Главным звеном при таком подходе становится проектирование деятельности человека-оператора. Проект деятельности выступает как основа решения всех других задач, связанных с разработкой системы «человек—техника—среда»: от общей задачи определения ее принципиальной схемы до конкретных частных задач—выбора типа органов управления, оформления панелей и шкал приборов и т. п. В результате не человек рассматривается как простое звено, включенное в техническую систему, а машина - как звено, включенное в деятельность человека, пользуясь, которым оператор решает поставленные перед ним задачи.

2. Исследование закономерностей взаимодействия человека с техническими системами и окружающей средой, определяющих качество его деятельности.Единой теоретико-методологической концепцией инженерной психологии и эргономики является концепция человека-оператора, которая реализуется в виде изучения закономерностей осуществления всех нервно-психических процессов в системе мозга как информационных.

В настоящее время изучены механизмы включения всех частных информационных процессов в единую систему общего информационного процесса. Эмпирическим основанием «гипотезы включения», сформулированной А. А. Крыловым, послужили закономерности изменения времени. нужного для выполнения действий типа простой сенсомоторной реакции, в зависимости от временного интервала между сигналами. Примером эмпирической закономерности служит также «закон независимости», согласно которому вероятность точного слежения за многомерным стимулом равна произведению вероятностей точного слежения за каждым из его параметров. Отсюда следует, что реакции на каждый из параметров не зависят друг от друга. Однако в ходе решения задачи и по мере тренировки наблюдаются все большие отклонения от этого закона и субъект начинает отвечать на многомерный стимул единым координированным движением.

Исследователями установлено более 70 эмпирических закономерностей восприятия и переработки информации, выражающихся в различного рода зависимостях, например зависимости получения и переработки информации человеком - от ее количества; зависимости критической частоты слияния мельканий - от яркости знака, его конфигурации и угловых размеров и др. Задача эргономистов на современном этапе состоит в систематизации этих закономерностей.

3. Формулирование принципов создания СЧТС и алгоритмов деятельности в ней человека-оператора.К числу общих принципов относятся следующие принципы:

- системной эргономичности, которая состоит в том, что эргономическое проектирование должно быть нацелено на достижение наивысших показателей эффективности СЧТС при одновременном соблюдении допустимых или оптимальных условий деятельности человека по социальным, психологическим, физиологическим и медико-гигиеническим критериям;

- адаптивной эргономичности, заключающейся в том, что по мере развития и совершенствования информационно-программно-технических средств СЧТС эргономические требования должны пересматриваться в направлении улучшения их от допустимых к оптимальным;

- научной эргономичности, состоящей в том, что вопросы эргономического проектирования должны решаться на основе объективных количественных оценок, получаемых на начальных стадиях эргономического проектирования путем расчетно-аналитических, модельных и экспертных оценок, проверяемых опытно-экспериментальным путем на последующих стадиях;

- информационной эргономичности СЧТС, требующей, чтобы информация об объекте, обслуживаемом СЧТС, не только была полной, достоверной, актуальной, т. е. соответствовала истинному состоянию объекта, но и представлялась в виде, удобном для принятия решения человеком;

- программно-интеллектуальной эргономичности, обеспечивающей устойчивую тенденцию разумного освобождения человека от рутинных функций, т. е. монотонных, утомительных, нетворческих операций, и создания условий для максимальной реализации творческого потенциала человека, усиленного интеллектуальными возможностями программного обеспечения, что будет способствовать формированию и развитию личности оператора.

Эти общие принципы в совокупности представляют основу концепции эргономического проектирования.

Конкретные принципы непосредственно связаны с работой человека-оператора. К ним относятся:

- принцип соответствия функций, первое условие которого - родство однопорядковых элементов - оказывается несостоятельным, так как человек и технические звенья являются разнопорядковыми элементами; второе условие соответствия - общность свойств элементов и свойств системы -выполняется полностью, но только в том смысле, что и оператор, и технические устройства способны к осуществлению информационного процесса:

- принцип актуализации функций, позволяющий рассматривать организацию СЧТС как непрерывный процесс становления функций, в котором система приобретает все новые свойства и все больше свойств становится функциями' системы. Этот принцип справедлив для периода, когда обучение и тренировка оператора еще не закончены;

- принцип сосредоточения функций, полностью проявляющийся в организации информационного процесса и в звене «человек—оператор», и в целом СЧТС. Этот принцип отражает иерархию процесса, зависимость осуществления функций более общего уровня от реализации функций менее общего уровня;

- принцип лабилизации функций, отражающий возможность перехода живой системы на качественно новый уровень за счет изменения отношения устойчивости структуры к подвижности функции. Этот принцип связан с изменением взаимодействия элементов информационного процесса в период обучения и тренировки оператора вследствие нахождения им новых способов решения оперативных задач;

- принцип стабилизации функций, означающий, что все свойства информационной системы существуют в качестве функций, реализация которых упорядочена во времени и в пространстве;

- принцип компенсации функций, обусловливающий возможность передачи функций вышедших из строя технических устройств и элементов СЧТС, неспособных к самовосстановлению, человеку;

- принцип активизации информационных функций, означающий, что в СЧТС активизация информационных функций осуществляется за счет активного по своей природе поведения самого человека-оператора и за счет введения человеком определенных программ в информационный процесс технической подсистемы.

4. Выдвижение и проверка гипотез о перспективах развития труда человека и связанных с ним технических систем, факторов внешней среды.Известно, что автоматизация меняет взаимоотношения человека и техники в процессе трудовой деятельности. Человек, непосредственно осуществлявший раньше технологический процесс, становится его регулировщиком, наладчиком, программистом. В связи с этим повышаются требования к квалификации и интеллектуальной подготовке кадров; увеличивается доля высококвалифицированных рабочих и специалистов, занятых обслуживанием автоматической техники и технологии; растет производительность труда. Высвобождающиеся трудовые ресурсы «перекачиваются» в другие сферы человеческой деятельности.

Ученые высказывают мнение о том, что массовая компьютеризация обучения, труда и быта может изменить свойства интеллекта, сделать человека рациональнее, сузить его духовный мир, привести к переоценке нравственных ценностей. Но до сих пор не установлена точно возможность таких изменений в психологии человека, мера влияния на нее существующих моделей взаимодействия с компьютерами, отсутствуют рекомендации по проектированию деятельности человека в роботизированных системах.

Недостаточная эффективность эргономического прогнозирования приводит к тому, что упускаются из виду психологические проблемы, связанные как с организацией непосредственного взаимодействия человека с ЭВМ, так и с внедрением средств автоматизации в уже сложившиеся организационные структуры человеческой деятельности. Очевидна необходимость разработки специальных эргономических мероприятий по преодолению психологического барьера человека при общении с машиной, по улучшению профессиональной подготовки пользователей и пообеспечению их творческих потребностей.

5. Создание методов исследования, проектирования и эксплуатации СЧТС, обеспечивающих ее безопасность, эффективность и удовлетворенность трудом работающего в ней человека.В настоящее время более 90% аварий СЧТС происходит вследствие ошибочных действий человека. Причиной этого является то, что совершенствование технического звена системы идет быстрее, чем решение вопросов, связанных с человеческим фактором. В то же время резервы той составляющей общей эффективности, которая определяется совершенствованием технических средств автоматизированных систем, уже значительно исчерпаны. Повышение же эффективности СЧТС за счет организации оптимального взаимодействия технического звена системы и человека-оператора, взаимодействия между отдельными операторами таит в себе существенные резервы.

Решение указанной задачи требует создания соответствующих методов, одним из которых является метод структурно-алгоритмического анализа и синтеза деятельности. Процедуру структурно-алгоритмического моделирования условно можно расчленить на три этапа.

Первый этап - структурный анализ. Основная цель его состоит в выделении по возможности непротиворечивым и удобным образом структурных уровней коллективной и индивидуальной деятельности, режимов работы и задач, решаемых оператором. Для этого проводятся операции по: 1) выделению круга обязанностей каждого из операторов, 2) выделению режимов работы, 3) выделению подмножеств задач для каждого режима и каждого оператора.

Второй этап - алгоритмизация. Основной его целью является получение в матричной и графической форме вероятностных алгоритмов для множества задач, предписываемых операторам. Процедура этапа состоит из следующих операций: 1) построения алгоритма задачи в форме графа Бержа, 2) перечисления реализации алгоритма, 3) взвешивания реализации (построения вероятностного алгоритма), 4) нормирования графа алгоритма.-

Третий этап - структурно-алгоритмический синтез. Основная цель его заключается в синтезе алгоритмических структур, образованных совокупностью последовательно выполняемых алгоритмов задачи. Соответственно осуществляются операции по: 1) синтезу структуры режима работы, 2) синтезу структуры индивидуальной деятельности, 3) синтезу структуры коллективной деятельности, 4) симметризации и ранжированию матриц, описывающих структуры деятельности.

Такое моделирование, развернутое для конкретной ситуации, позволяет интерпретировать в виде, удобном для инженерного решения, задачу компоновки оборудования на постах централизованного контроля и управления.

6. Разработка специфических категорий эргономики, отражающих особенности ее предмета, содержания и метода.Наличие предельно широких понятий, отображающих наиболее общие, существенные свойства, признаки, отношения предмета исследования, является обязательным условием существования любой области знания. Без них невозможны систематизация и классификация полученного материала. Из более чем 200 понятий, используемых в эргономике, согласованными и общепринятыми являются только 50 категорий. В эргономике разработка, обсуждение и принятие ее основных категорий осуществляются в форме создания ГОСТов. Стандартизация инженерно-психологических норм и требований является одним из наиболее эффективных путей внедрения достижений инженерной психологии в практику промышленного производства.

7. Поиск, обнаружение и описание фактов, демонстрирующих связь качества труда человека с эргономическими параметрами технических систем и внешней среды.В результате исследований эргономистов накоплено большое количество сведений о психологических и психофизиологических характеристиках человека, на которых базируются инженерно-психологические требования к техническим устройствам, окружающей среде. Эти сведения организуются в виде различного рода «банков данных», предназначенных для специалистов, непосредственно занятых созданием СЧТС. Справочники по эргономике и инженерной психологии содержат тщательно проверенные количественные показатели психофизиологических возможностей и особенностей человека и различные зависимости между ними, которые необходимо использовать в проектировании, создании и оценке машин, оборудования, производственной среды, систем управления, промышленных изделий.

Теоретические исследования в эргономике сопряжены с решением практических задач, к которым относятся:

1. Эргономическое обеспечение проектирования СЧТС, состоящее из анализа трудовой деятельности оператора, распределения функций между человеком и машиной, прогнозирования численности обслуживающего персонала, учета факторов среды, определения социально-экономической эффективности новой СЧТС.

2. Разработка эргономических основ эксплуатации СЧТС, направленных на достижение социальной однородности труда, создание условий, при которых обеспечиваются развитие личности оператора, сохранение его здоровья и максимальная производительность труда.

3. Эргономическая оценка качества СЧТС, состоящая из установления эргономических требований к объекту, его параметров, эргономических показателей и их оценки и приводящая к установлению эргономического уровня качества объекта с последующим решением в случае необходимости об улучшении качества, выборе другого варианта и т. д.

Предмет эргономики.Предметом эргономики является трудовая деятельность человека в процессе взаимодействия с техническими системами и в условиях существенного влияния на него факторов внешней среды.

Инженерно-психологическое определение деятельности как процесса достижения поставленных перед СЧМ целей, состоящего из упорядоченной совокупности действий, позволяет установить этапы деятельности оператора, их содержание, выполняемые при этом действия и факторы, влияющие на ее успешность

В инженерной психологии один из научных подходов к пониманию деятельности базируется на том, что деятельность исходит из определенных мотивов и направлена на достижение определенных целей. Отношение «мотив - цель» - это своего рода вектор, задающий ее направленность и интенсивность. В общем смысле мотив - это то, что побуждает человека к деятельности, а цель - то, чего он стремится достигнуть в процессе ее выполнения. Основой мотива является потребность человека, т. е. его объективная необходимость в пище, энергии, информации, движении. В потребностях заключены «пружины» человеческой деятельности, мотив - это форма субъективного отражения потребностей. Сформированный вектор «мотив - цель» реализуется в деятельности. Цель как бы связывает социально-психологические и процессуальные аспекты деятельности. Цель как регулятор деятельности - это идеальный, или мысленно представляемый. ее результат, т. е. то, чего еще реально нет, но что должно быть получено в итоге деятельности.

Инженерной психологией упорядочены и последовательно определены, исходя из категории движения, семантические эквиваленты понятия «деятельность». Они образуют такой ряд:

- активность как самодвижение;

- жизнедеятельность как биологическая, белковая активность;

- деятельность как целесообразная жизнедеятельность;

- человеческая деятельность как сознательная деятельность;

- трудовая деятельность, или труд, как производящая стоимость человеческая деятельность;

- профессиональная деятельность, или профессиональный труд, как трудовая деятельность (труд), производящая стоимость в особой потребительной форме, требующая специальной квалификации;

- операторская деятельность как профессиональная деятельность, технически оснащенная для дистанционного контроля и управления предметом, средствами труда и самим трудом.

Отсюда следует инженерно-психологическая трактовка трудовой деятельности: любой труд в условиях комплексной механизации и автоматизации является либо становится профессиональным трудом операторского типа.

Основным объектом эргономики является система «человек-техника-среда». В инженерной психологии изучают систему «человек-машина», т. е. систему, состоящую из человека-оператора и машины, посредством которой оператор осуществляет трудовую деятельность; эргономика исследует еще и факторы внешней (физической, химической и социальной) среды, существенно влияющие на эффективность деятельности СЧТС. Под «человеком-оператором» в эргономике понимается человек, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой посредством информационной модели и органов управления. Информационная модель - это организованное в соответствии с определенной системой правил отображение состояний предмета труда, СЧТС, внешней среды и способов воздействия на них. На основе восприятия информационной модели в сознании оператора формируется образ состояния управляемогообъекта. Вся совокупность представлений человека-оператора о целях и задачах трудовой деятельности и состояниях предмета труда СЧМ, внешней среды и способах воздействия на них называется концептуальной моделью.

На прием и переработку информации человеком-оператором могут влиять такие факторы внешней (рабочей) среды, как температурные условия, шум и вибрация, освещенность, изменения внешнего давления, ускорения, изменения газового состава воздуха, электромагнитные излучения. Они могут резко изменять соматическое и психическое состояние работника, а следовательно снижать эффективность его деятельности вплоть до проявлений неадекватного поведения. Не менее важно и влияние социальной среды, в которой работает человек. Социальная среда действует на. оператора через характер межличностных отношений в коллективе, группе, сплоченность персонала СЧТС.

Главной функцией человека в СЧМ является прием, переработка информации, а также выполнение соответствующих операций с помощью управляющих устройств.

Методы.Применяемые в эргономике методы сложились в психологии, физиологии, гигиене и охране труда, функциональной анатомии, социологии. Задачей эргономики является их координация на основе системного подхода. Среди психологических методов различают инженерно-психологические, психофизиологические и персонологические, математические методы и методы моделирования.

Инженерно-психологические методы предназначены для исследования рабочего процесса и работы оператора, функционирования СЧТС, оценки деятельности оператора, анализа его ошибок и факторов внешней среды, для проектирования деятельности.

Психофизиологические и персонологические методы позволяют исследовать организацию психофизиологических функций организма человека-оператора в процессе деятельности, оценивать и контролировать его функциональное состояние, работоспособность, надежность и эффективность деятельности, особенности проявлений его личности и индивидуальности. С помощью этих методов исследователи пытаются понять, каким образом мозгу удается скоординировать все сложнейшие процессы, лежащие в основе управляющих действий оператора и необходимые для поддержания его жизнедеятельности и развития личности.

Математические методы применяются для формализованного описания и построения моделей деятельности оператора. Наиболее часто для построения моделей применяют следующие теории: информации, массового обслуживания, автоматического управления, автоматов, статистических решений.

Методы моделирования включают предметное, предметно-математическое, знаковое и математическое моделирование. Например, предметное моделирование ведется на модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики «оригинала». Различают статические и функциональные макеты. Первые - это как правило, трехмерные, выполненные в натуральную величину модели оборудования и его отдельных блоков, которые подвергают испытаниям: а) для решения задач организации рабочего места; б) для проверки размещения органов управления; в) для проверки точности и скорости считывания показаний приборов: г) для определения доступности точек проверки, испытаний, регулировки в процессе технического обслуживания оборудования. Функциональный макет представляет модель оборудования в натуральную величину, которая в отличие от статического макета может воспроизводить реальное функционирование аппаратуры в режимах ручного и автоматического управления. Он может быть использован для изучения трудовой деятельности оператора в имитированных условиях работы с целью сравнения альтернативных вариантов конструкции.

Идеи системного подхода как одной из ведущих современных общенаучных ориентации определяют многие исходные установки и теоретические положения эргономики. В их числе - стремление к целостному рассмотрению человеко-машинных систем, системно-динамический взгляд на их структуру, включение деятельности человека в предмет научного рассмотрения, тенденция к синтезу различных аспектов исследования, стремление выявить возможные последствия деятельности человека.

Системная организация должна соответствовать следующим допущениям:

1. Система построена по принципу иерархии, т. е. система более низкого порядка встроена в систему более высокого порядка и т.д., и выходной эффект (отдача) системы более низкого порядка воспринимается системой более высокого порядка и преобразуется в процесс.

2. Система целенаправленна. В частности, системы, с которыми взаимодействует человек, целенаправленны, поскольку являются конструкциями, т. е. искусственно созданы человеком. При этом цель служит отправной точкой для разработки СЧТС: цель определяет деятельность создателей и эксплуатационников СЧТС; цель позволяет «судить», правильно ли работает СЧТС.

3. Каждый элемент системы подчинен общей цели.

4. Каждый элемент системы оказывает влияние на все другие элементы.

5. Выходные эффекты отдельных элементов преобразуются в выходной эффект системы.

6. Измерение, оценка, обратная связь являются неотъемлемыми элементами системной организации. Так, если цель СЧТС определена и особенно если она определена количественно, то эта цель устанавливаем эталон рабочих характеристик, которого нужно достигнуть.

studfiles.net

Эргономика: стандарты, терминология, требования к специалистам

Есть такое выражение: «О чем бы мы не говорили, мы всегда говорим о деньгах». Любая наука становится востребованной при наличии экономического интереса к ее постулатам. С помощью эргономики должны быть обеспечены безошибочные действия человека-оператора в производственной среде. Ошибки пилота летательного аппарата, оператора энергетической установки, даже домохозяйки, управляющих современными техническими средствами, как правило, заканчиваются трагически и цена их велика. К ошибкам чаще всего приводят перегрузка и недостаточная подготовка операторов, а также неверно разработанная информационная модель (ИМ) объекта управления, реализованная на неоптимальных технических средствах деятельности (ТСД).

В настоящее время существует множество нормативных документов в области эргономики. При этом трудно назвать хотя бы несколько из них, которые можно было бы непосредственно использовать при разработке изделий. За исключением, пожалуй, стандартов в области конструктивов пультов управления, антропометрии и обитаемости. Не решены в достаточной степени вопросы разработки оптимальной информационной модели объекта управления, обеспечивающей оператора актуальными данными для решения конкретных задач. Как правило, на видеомониторы выводятся, «на всякий случай» множество избыточных данных в различных форматах, с различными единицами измерения, вперемешку с графической информацией, в разных областях экрана. Оператор вынужден самостоятельно выделять наиболее важные данные, заниматься их перекодированием и структурированием. ИМ для разных режимов тоже отличаются организацией представления данных. Хотя режимы зачастую схожи. В итоге только опытный оператор способен быстро и безошибочно принимать решения и действовать в таких условиях. Для устранения указанных недостатков необходимо определить нормативные значения для основных эргономических характеристик изделий и разработать комплексную систему проверки и оценки эргономичности изделий. Это позволит в процессе разработки изделий согласовать возможности человека-оператора (антропометрические, психофизиологические, профессиональноважные) с ИМ объекта управления и ТСД (пультом управления (ПУ), средствами отображения информации (СОИ) и органами управления (ОУ)).

В процессе эргономического проектирования изделий необходимо последовательно выполнить следующие основные работы:

— Анализ задач с целью определения объёма, темпа предоставления данных, их вида, а также допустимого времени решения.

— Анализ структуры алгоритмов деятельности оператора с целью определения типа и количества выполняемых действий: моторных, сенсорных, мыслительных.

— Определение напряженности деятельности оператора.

— Оптимизация, при необходимости, ИМ и алгоритмов, в случае, если будет установлено, что оператор перегружен.

— Детальная разработка ИМ (форма, количество, способы кодирования, скорость предоставления данных).

— Выбор и комплектование ТСД (архитектоника рабочего места (РМ), размеры ПУ, компоновка СОИ и ОУ на ПУ, технические характеристики СОИ (количество отображаемых цветов, скорость обработки и предоставления информации) и ОУ (форма, величина усилий, время реакции и др.) с учетом условий обитаемости (параметры воздуха, полей и др.) и требований технической эстетики (ТЭ) в части топологии РМ, ПУ, ИМ, дизайнерских и цветовых решений, конструкции кресла оператора.

— Определение комплексного критерия эргономичности изделия.

— Испытание изделия в реальной обстановке, регистрация ошибок оператора и выявление их причин.

После устранения причин ошибок изделие передать для эксплуатации.

На этапе эксплуатации изделия контролировать отказы и выявлять наличие и причины ошибок оператора. Причины, приводящие к ошибкам человека-оператора должны быть устранены в процессе модернизации изделия или при разработке перспективных изделий.

Специалист по эргономике должен быть един в четырех лицах:

— знать особенности условий профессиональной деятельности человека-оператора;

— знать возможности человека, в том числе с учетом его индивидуальности;

— уметь конструировать РМ, ИМ, ТСД;

— разрабатывать программы и методики испытаний изделий, проводить испытания и выявлять причины отказов изделий и ошибок операторов.

Порядок эргономического обеспечения разработки, эксплуатации, модернизации и утилизации изделий

Эргономическое обеспечение (ЭО) разработки изделий на стадии разработки технического задания (ТЗ) заключается в согласовании требований к организации деятельности человека-оператора, к распределению функций между человеком и «машиной», алгоритмам работы операторов, техническим средствам деятельности и их технической эстетике, а также к содержанию эргономической экспертизы изделия на различных этапах жизненного цикла.

Пример типовых формулировок:

N1.N2 Требования по эргономике и технической эстетике

N1.N2.N3 Изделие должно обеспечивать безошибочную деятельность операторов.

N1.N2.N3+1 Количество операторов ……….. Режим труда и отдыха операторов…….

N1.N2.N3+2 Режимы работы изделия… (например: основной, аварийный, учебно-тренировочный.) Задачи… (Перечень, допустимое время решения. Объемы и темп предоставления данных.) Порядок работы оператора в целом и при решении каждой задачи.

N1.N2.N3+3 Профессиональноважные качества и уровень подготовки операторов……….(например, время реакции не меньше ……., различение цветов……, знать основы профессии, знать вычислительную технику и основы программирования, пройти ремонтную подготовку и др.)

N1.N2.N3+4 Информационная модель. Типы видеокадров ….(например, интегрированный, режимные, мнемосхема для автоматизированного контроля, тактический, справочные и др.) Унифицикация. Применяемые алфавиты: символы, графика, мнемознаки, ………….., звуки. Язык. Тип кодирования: цветом, частотой, изменением размера и др. Подсказки.

N1.N2.N3+5 Организация деятельности оператора…(например, включение, подготовка к работе, работа, поиск неисправностей и восстановление работоспособности, подготовка к отключению, отключение.) Алгоритм : структура, унифицикация.

N1.N2.N3+6 Технические средства деятельности. ПУ (конструктив, габариты, режим работы «сидя»), СОИ (размеры, форма, количество, тип, расположение, способы управления), ОУ (количество, тип, расположение, размеры, форма, способы управления, усилия).

N1.N2.N3+7 Обитаемость: воздух, поля и др.

N1.N2.N3+8 Требования по технической эстетике. Требования по топологии РМ: взаимное расположение панелей управления, средств звуковой сигнализации и кресла оператора; взаимное расположение СОИ и ОУ на ПУ, зоны обзора и досягаемости; взаимное расположение органов управления и областей представления графической и знаковой информации на видеомониторе (видеомониторах). Требования по дизайнерским и цветовым решениям.

N1.N2.N3+9 Эргономическая экспертиза (ЭЭ). На стадии эскизного проекта (ЭП) произвести оценку структуры изделия и определить количество автоматизированных рабочих мест (АРМ) и операторов; на стадии технического проекта (ТП) оценить ИМ, ТСД, качество решения вопросов ТЭ; на стадии рабочего проекта (РП) и изготовления проконтролировать соответствие эргономических показателей изделия, согласованных на стадии ТП; на этапах приемо-сдаточных (ПСИ) заводских стендовых испытаниях проверить алгоритмы по отдельным режимам и при имитации реальной работы, нагрузку, утомляемость, безошибочность действий оператора; при испытаниях в реальных условиях провести экспертизу изделия на наличие и количество ошибок оператора и влияние на них структуры изделия (организации управления), распределения функций между человеком-оператором и «машиной», напряженности деятельности, алгоритмов, ИМ, ТСД, ТЭ и профессионально важных показателей и уровня подготовки операторов.

N1.N2.N3+10 Отчетные документы: «Программа эргономического обеспечения разработки изделия», «Программа и методики эргономической экспертизы», разделы пояснительных записок (ПЗ) на этапах эскизного и технического проектов, «Альбом видеокадров», протоколы испытаний и акты по результатам экспертиз.

Эргономические работы на стадии разработки эскизного проекта (ЭП) заключаются в разработке и обосновании структуры изделия, определении количества автоматизированных рабочих мест, взаимосвязей между ними и оформлении соответствующего раздела пояснительной записки. Должна быть разработана «Программа эргономического обеспечения разработки изделия» и «Программа и методики эргономической экспертизы». Должна быть проведена ЭЭ структуры изделия.

Эргономические работы на стадии разработки технического проекта (ТП) заключаются в разработке и обосновании ИМ, алгоритмов, ТСД и оформлении соответствующего раздела пояснительной записки. Должен быть разработан «Альбом видеокадров», «Таблица возможных значений параметров и видов графической информации» и программа-просмотрщик для моделирования ИМ в динамике и имитации работы режимов изделия. Должна быть проведена ЭЭ ИМ, ТСД, ПВК и уровня подготовки операторов.

Эргономические работы на стадии разработки рабочего проекта (РП) и изготовления заключаются в контроле соответствия перечня и значений эргономических показателей (ЭП) изготавливаемого изделия с ЭП, согласованными на стадии ТП. Должна быть проведена ЭЭ ИМ, ТСД и ТЭ.

Эргономические работы на стадии приемо-сдаточных испытаний заключаются в проведении ЭЭ и выявлении наличия, количества и причин ошибок.

Во время эксплуатации проводят анализ деятельности и выявление эргономических недостатков.

В момент утилизации оценивают демонтируемость.

holland-bay.ru

Глава 7: Эргономичные алгоритмы

Мне сказал Алеха. На ошибках мы горим! — Непонятный алгоритм — Это очень плохо.

Мы ошибки победим! Надо сделать вот чего — Надо сделать алгоритм Ясным и доходчивым!

Юрий Примашев

Визуальная проверка алгоритмов

При решении сложных задач, таких как предсказание погоды, управление войсками, управление большой электростанцией или нефтехимическим заводом, приходится создавать крупномасштабные алгоритмы, насчитывающие сотни тысяч и даже миллионы команд. Практика показывает: чем крупнее алгоритмы, тем больше в них ошибок, тем сложнее их найти. Исправлять ошибки в огромных и сложных алгоритмах — трудное и дорогостоящее занятие, причем цена ошибки тем выше, чем позже она обнаружена.

Наименьший ущерб приносят ошибки, которые удается обнаружить сразу, до генерации кода и исполнения программы на компьютере — в ходе мозговой или, что одно и то же, визуальной проверки. Проверка называется мозговой, если главная работа по поиску ошибок выполняется благодаря интеллектуальным усилиям человека, а компьютер играет хотя и важную, но вспомогательную роль. При такой проверке человек тщательно изучает компьютерные чертежи спецификаций и алгоритмов, представленные на бумаге или экране.

Мозговую проверку, как и любую другую деятельность, нужно грамотно проектировать. Критерием ее эффективности служит минимизация средних интеллектуальных усилий мозга, затрачиваемых на выявление одной ошибки. Нейронная конструкция мозга такова, что он может эффективно проводить визуальную проверку отнюдь не при любых условиях, а только в том случае, если проверяемые чертежи обладают высоким когнитивным качеством. Чтобы минимизировать удельные интеллектуальные усилия, необходимо, чтобы когнитивно-значимые характеристики чертежей были хорошо согласованыс конструктивными характеристиками мозга. Это значит, что спецификации и алгоритмы должны быть специально приспособлены для быстрой и надежной проверки, для легкого и вместе с тем глубокого понимания.

Что такое эргономичный алгоритм?

В связи с этим полезно ввести понятие эргономичный алгоритм, т. е.алгоритм, удовлетворяющий критерию сверхвысокой понимаемости. Преимущество эргономичных алгоритмов в том, что они намного понятнее, яснее, нагляднее и доходчивее, чем обычные. Если алгоритм непонятный, в нем трудно или даже невозможно заметить затаившуюся ошибку. И наоборот, чем понятнее алгоритм, тем легче найти дефект.Поэтому более понятный, эргономичный алгоритм намного лучше обычного. Лучше в том смысле, что он облегчает выявление ошибок, а это очень важно. Ведь чем больше ошибок удастся обнаружить при визуальной проверке, тем больше вероятность, что вновь созданныйалгоритм окажется правильным, безошибочным, надежным. Кроме того, эргономичные алгоритмы удобнее для изучения, их проще объяснить другому человеку.

В предыдущей главе мы рассмотрели несколько способов, позволяющих улучшить эргономические характеристики алгоритмов. В этой главе, продолжая тему, попытаемся ответить на вопрос: можно ли повысить эргономичность алгоритмов, используя формальныйметод эквивалентных преобразований?

Для этого понадобится особый понятийный аппарат, заметно отличающийся от того, которым обычно пользуются программисты, так как традиционные понятия плохо приспособлены для решения проблемы понимания и совершенно не учитывают специфику визуальных образов.