3.1. Особливості та класифікація системи «людина-машина»

3.1. Особливості та класифікація системи «людина-машина»

Під системою в загальній теорії систем розуміється комплекс взаємопов’язаних і взаємодіючих між собою елементів, призначений для вирішення єдиного завдання. Системи можуть бути класифіковані за різними ознаками. Одним з них є ступінь участі людини в роботі системи. Розрізняють такі системи:

- автоматичні

- автоматизовані

- неавтоматизовані

У неавтоматичній системі робота виконується людиною без застосування технічних пристроїв. У роботі автоматизованої системи бере участь як людина, так і технічні пристрої. Отже, така система являє собою систему «людина - машина».

На практиці застосовуються найрізноманітніші види систем «людина --машина ». Основою їх класифікації можуть з'явитися наступні чотири групи ознак: цільове призначення системи, характеристики людської  ланки, тип і структура машинної ланки, тип взаємодії компонентів системи.

Цільове призначення системи впливає на багато характеристик і тому є вихідною ознакою. За цільовим призначенням можна виділити наступні класи систем:                              

1. керівники, в яких основним завданням людини є керування машиною (або комплексом);
2. обслуговують, в яких людина контролює стан машинної системи, шукає несправності, проводить наладку, настройку, ремонт тощо;                                                                                
3. навчальні, тобто виробляють у людини певні навички
4. (технічні засоби навчання, тренажери і т. п.);                                                                                      г) інформаційні, що забезпечують пошук, накопичення чи отримання необхідної для людини інформації (радіолокаційні, телевізійні,документальні системи, системи радіо і провідного зв'язку та ін);                                                                                                                         
5. дослідні, що використовуються при аналізі тих чи інших явищ, пошуку нової інформації, нових завдань (моделюють установки,макети, науково-дослідні прилади і установки).

Найважливіші принципи системного підходу до вивчення СЧМ.

1.      Можливо більш повне і точне визначення призначення системи, її цілей і завдань. Це вимагає, в свою чергу, аналізу складу і значущості окремих цілей, підцілей і завдань; визначення можливості їх здійсненності та необхідних для цього коштів та ресурсів; визначення показників ефективності та цільової функції СЧМ.

2.      Дослідження структури системи, і перш за все складу що в неї входять, характеру меж компонентних зв'язків системи із зовнішнім середовищем, просторово-часової організації компонентів системи та їх зв'язків, меж системи, її мінливості і особливостей на різних стадіях існування (життєвого циклу).

3.      Послідовне вивчення характеру функціонування системи,в тому числі: всієї системи в цілому, окремих підсистем в межах цілого,мінливості функцій та їх особливостей на різних стадіях існування системи.

4.      Розгляд системи в динаміці, у розвитку, тобто на різних етапах її життєвого циклу: при проектуванні, виробництві та експлуатації.

На останньому з цих принципів слід зупинитися окремо. У ряді випадків рамки інженерної психології неправомірно звужують, відводячи їй лише роль проектувальної дисципліни. Проектувальна сутність інженерної психології набуває в даний час вирішальне значення. Однак тільки нею не обмежується проблематика інженерної психології. Для того щоб були реалізовані всі потенційні можливості систем «людина - машина»,необхідний також правильний облік інженерно-психологічних вимог у процесі їх виробництва та експлуатації. Це призводить до необхідності створення єдиної системи інженерно-психологічного забезпечення систем

«Людина - машина» на всіх етапах їх життєвого циклу.

Під інженерно-психологічним забезпеченням розуміється весь комплекс заходів , пов'язаних з організацією обліку людського фактора в процесі проектування, виробництва та експлуатації СЧМ. Проблема інженерно-психологічного забезпечення має два основні аспекти: цільова та організаційно-методичний . Перший з них пов'язаний з безпосереднім виконанням робіт по обліку людського фактора на кожному з етапів життєвого циклу СЧМ; його зміст цілком і повністю визначається проблематикою інженерної психології. Другий аспект пов'язаний з організаційно-методичним забезпеченням робіт з обліку людського фактора.

  Інженерно-психологічна оцінка СЛМС

Інженерно-психологічна оцінка (ІПО) — це перевірка відповідності СЛМС (її підсистем, елементів, ланок) інженерно-психологічним вимогам. Об'єктами ІПО є показники функціонування СЛМС, робітники місця операторів, фактори робітничого середовища, алгоритми і норми діяльності. ІПО проводиться на етапах проектування, виробництва, іспиту й експлуатації СЛМС.

Основні принципи проведення ІПО зводяться до наступного:

1.      оцінка повинна носити багаторівневий (ієрархічний) характер, тобто відбивати розходження операторських задач і функцій системи, особливості структури психічних процесів і т.п.;

2.      об'єктом оптимізації в результаті проведення ИПО повинні бути характеристики системи в цілому;

3.      складність і динамічність СЛМС обумовлюють необхідність різнопорядкового характеру проведення ИПО з обліком усіх можливих робочих ситуацій, ступеня участі людини в різних режимах роботи системи, особливостей впливу людини на різні показники якості системи;

4.      нерегулярність роботи викликає необхідність проведення оцінки не тільки в статиці, тобто поза процесом операторської діяльності, але і з урахуванням зміни стану системи, і в першу чергу людини, у часі (динамічна оцінка).

                                      Класифікація видів інженерно-психологічної оцінки

1. За засобом проведення оцінки

· Експериментальними методами · З використанням моделюючих стендів · Методами математичного моделювання

2. За режимом роботи СЛМС

· При проведенні регламентних робіт · При пошуку й усуненні несправностей · При контролі функціонування

3. За характером проведення

· При застосуванні СЛМС по призначенню ·  Статична ·  Динамічна

4. За результатами оцінки

·        Комбінована ·        Якісна ·        Кількісна

Основними напрямками ІПО повинні бути:

1) оцінка відповідності конструкції й організації системи інженерно-психологічним вимогам;

2) визначення вихідних показників якості (надійності) СЛМС;

3) оцінка і діагностика стану оператора в процесі виконання роботи;

4) оцінка економічної доцільності і можливості реалізації прийнятих рішень

5) оцінка доцільності, можливості й ефективності використання спеціальних методів і засобів керування професійною придатністю операторів (їх профдобору і підготовки).

Упродовж усього історичного періоду розвитку різних за складністю технічних систем були зафіксовані й різні підходи до їхнього проектування, виробництва і експлуатації" (схема 1).

На перших етапах створення простих технічних систем панував «традиційний» технічний підхід, який ураховував окремі властивості людини, зокрема антропометричні та біомеханічні характеристики. Це був період розробки окремих технічних пристроїв, знарядь праці.

Наступний етап — етап системотехнічного проектування — характеризується поєднанням окремих пристроїв у цілісну систему з урахуванням особливостей їхнього взаємозв'язку. За цього підходу людина розглядалася як один із зовнішніх факторів, що впливає на роботу технічної системи, а сам процес проектування зводився до проектування елементів зв'язку людини і машини. Розроблялися певні засоби відображення інформації і органи управління, які мали б відповідати психофізіологічним можливостям людини. Тому з точки зору психології цей підхід суттєво не відрізняється від технічного підходу. З розвитком та ускладненням техніки зростає значення людського фактора на виробництві. Функціонування технічних пристроїв і пов'язана з ними діяльність людини вже розглядались у взаємозв'язку, що викликало появу поняття системи “людина—машина”. На зміну системотехнічному підходу прийшов комплексний підхід, що розглядав людину як найважливіший компонент системи, котрий визначає специфіку її функціонування. Проектування системи при комплексному підході складається з трьох основних частин:

§ технічного проектування технічної частини системи;

§ художнього проектування естетичного вигляду системи;

інженерно-психологічного проектування (ІПП), що пов'язане зі включенням людини до системи: створення проекту діяльності людини і “узгодження” його з технічною частиною системи.

      Етапи і відповідні задачі ІПП можна згрупувати таким чином:

1. Аналіз характеристик об'єкта управління

— аналіз статичних характеристик; — аналіз динамічних характеристик; — визначення завдань і цілей         системи; — визначення умов експлуатації.

2. Розподіл функцій між людиною і технікою:— аналіз можливостей людини і техніки;

— аналіз можливостей людини і техніки; — визначення обмежувальних умов; — оптиміз— визначення критеріїв ефективності

3. Розподіл функцій між операторами:

— визначення структури групи; — визначення робочих місць; — визначення функціональних          обов'язків; — організація зв'язку між операторами.

5. Проектування технічних засобів діяльності:

— проектування інформаційних моделей; — проектування органів управління; — організація робочого місця; — проектування технічних засобів навчання; — проектування технічних засобів контролю.

6. Оцінка систем «людина—техніка—середовище»:

— оцінка робочих місць і умов діяльності; — оцінка діяльності оператора; — оцінка ефективності системи.

  Таблиця 1. Стадії процесу комплексного проектування СЛМ

Стадії проектування	Види комплексного проектування
	Технічне	Інженерно-психологічне	Художнє
1	2	3	4
1. Технічне завдання	Визначення основного призначення техніки, її тактико-технічних характеристик, показників якості і техніко-економічних вимог до системи	Визначення основного призначення системи, її функцій і режимів роботи. Аналіз аналогів і прототипів і їхня інженерно-психологічна характеристика. Аналіз діяльності людини у діючих аналогічних системах. Розробка плану проведення досліджень. Розробка вимог і рекомендацій на базі діючої нормативної і довідкової інформації	Попередній аналіз проектної ситуації. Аналіз тенденцій художнього проектування аналогічних систем. Формування художньо-конструкторської проблеми і визначення стадій розробки
2.Тех-нічні пропозиції	Аналіз аналогів і прототипів. Проведення інформаційно-пошукової діяльності. Розробка різних варіантів можливих рішень системи	Уточнення розподілу функцій у СЛМ. Розробка функціональної структури роботи операторів, визначення кількості операторів. Проведення необхідних досліджень. Розробка варіантів рішення СЛМ	Виявлення стильових і композиційно-пластичних тенденцій. Розробка варіантів художньо-конструкторських пропозицій. Побудова об'ємно-просторових схем рішення системи
3. Ескізний проект	Розробка різних варіантів рішень СЛМ, визначення режимів роботи, основних параметрів і характеристик. Проведення порівняльної оцінки розроблених варіантів	Проектування діяльності операторів, оцінка діяльності методами моделювання і макетування. Уточнення розподілу функцій у СЛМ. Проектування технічних засобів діяльності оператора. Попередня оцінка різних варіантів рішення СЛМ з урахуванням факторів виробничого середовища	Розробка варіантів композиційно-пластичного вирішення, обраної об'ємно-просторової структури об'єкта. Вибір необхідних матеріалів і кольорового вирішення. Оцінка різних варіантів рішень

 

4.Технічний проект	Вибір остаточного варіанта технічного вирішення слм. Розробка необхідних технічних рішень. Комплексна оцінка технічних частин системи і отримання необхідних даних для розробки технічної документації	Вибір остаточного варіанта рішення СЛМ. Уточнення і визначення розподілу функцій у СЛМ. Розробка детальних алгоритмів роботи операторів. Розробка технічних засобів діяльності о перато pa-Комплексна оцінка інженерно-психологічного рішення СЛМ аналітичними методами і методами моделювання	Вибір остаточного варіанта композиційно-пластичного рішення. Деталізація і стилізація форм об'єкта з урахуванням кольорового вирішення. Розробка та оцінка графічних елементів і супроводжувальної документації
5. Робочий проект і випробування	Розробка необхідної конструкторської документації для побудови системи. Здійснення необхідних випробувань. Уточнення документації за результатами випробувань. Розробка вимог до транспортування, налагодження, експлуатації і ремонту СЛМ	Аналіз і експериментальна оцінка СЛМ у реальних умовах експлуатації. Розробка пропозицій з удосконалення СЛМ і відповідних змін у проекті. Інженерно-психологічна оцінка СЛМ. Розробка інженерно-психологічних вимог і рекомендацій до супроводжувальної документації	Уточнення остаточного варіанта художньо-конструкторського рішення системи. Розробка необхідної документації, упаковки, реклами

Закінчується комплексне проектування, як правило, оцінкою показників якості функціонування СЛМ — швидкості, точності, надійності, напруженості роботи оператора та її ефективності. Після розробки даної конструкторської документації, побудови системи і здійснення всього циклу випробувань уточнюють параметри роботи системи, розробляють відповідні інженерно-психологічні вимоги і рекомендації до такого класу систем, їхнього серійного випуску.

Науково-технічний прогрес сучасного виробництва вимагає скорочення періоду розробки складних об'єктів і насамперед оптимізації проектування як одного з важливих і трудомістких етапів загального циклу їхнього виробництва. Останніми роками виникла потреба створення систем автоматизованого проектування (САПР), які на базі сучасних ЕОМ за короткий термін забезпечують Інформаційний пошук, підготовку і перевірку проектних варіантів, імітаційне моделювання різних режимів, станів і умов експлуатації об'єкта і т. п. При цьому є можливість інтеграції САПР з автоматизованими системами проведення наукових досліджень (АСНД), а також із системами гнучкого автоматизованого виробництва (ГАВ), системами управління технологічними процесами (АСУТП) і автоматизованими системами управління (АСУ) усім виробничим об'єднанням. Самі САПР варто розглядати не тільки як засоби підвищення продуктивності праці, а і як засоби професійного розвитку суб'єкта діяльності. Застосування комп'ютерної техніки суттєво змінює саму технологію проектування як позитивно, так і негативно. Дослідження в цій галузі дали змогу окреслити структуру проектування об'єктів у САПР, яка складається з відповідних підсистем;

1) цілепокладання;

2) пошукового конструювання;

3) структурно-параметричної оптимізації;

4) комплексного випробовування об'єкта за його інформаційними моделями;

5) робочого проектування, випуску документації;

6) модифікації, модернізації та розвитку об'єкта;

7) утилізації самого об'єкта.

Зaпитання для самоконтролю:

1.Що таке інженерно психологічна оцінка?

2. . Особливості класифікації системи «людина - машина».

3. Класифікація видів інженерно-психологічної оцінки.                    

4.Які є принципи системного підходу до вивчення СЧМ.

Література:

1. Авиационные цифровые системы контроля и управления / Под ред. В. А. Мясникова, В. П. Петрова. Л., 1976.

2. А. с. 760166 (СССР). Устройство для оценки деятельности операторов систем управления / А. Е. Алексеев, В. И. Иванов, К. В. Людвичек. — Опубл. в Б. И. 1980. № 32.

3 http://refs.co.ua/63010-Sistema_chelovek_mashina.html

Шароді Світлана