Розділ 7. Інженерно-психологічні принципи створення системи «Людини-машина»

Розділ 7. Інженерно-психологічні принципи створення системи «Людини-машина»

Різними авторами пропонується загальне уявлення про систему «людина-машина». Система (в загальній теорії систем) – це «комплекс взаємозв’язаних і взаємодіючих елементів, призначених для вирішення єдиної задачі». Система нерідко розглядається, як який-небудь «організм», складений з окремих органів.

Інтерес до проблеми С. «людина-машина.» виник в середині ХХ ст. Він був обумовлений тим, що як об'єкти технічного проектування і конструювання стали все частішими виступати різного роду системи (управління виробництвом, транспортом, зв'язком, космічними польотами і т. п.), ефективність функціонування яких багато в чому визначається діяльністю людини, що включається в них. Поєднання здібностей людини і можливостей машини (або сукупності технічних засобів) істотно підвищує ефективність управління. Не дивлячись на спільне виконання функцій управління людиною і машиною, кожна з двох складових системи підкоряється в роботі власним, властивим лише їй закономірностям, причому ефективність функціонування системи в цілому визначається тим, якою мірою при її створенні були виявлені і враховані властиві людині і машині особливості, у тому числі обмеження і потенційні можливості. Якнайповніше ці особливості виявляються в процесі проектування погоджених зовнішніх (технічних) і внутрішніх (властивих операторові) засобів діяльності, включаючи побудову інформаційної і концептуальної моделей.

Правильне і обгрунтоване врахування людського фактору на кожній із стадій допомагає досягненню максимальної ефективності системи «людина-машина» і оптимізації її вихідних характеристик.

На даний час найбільш характерним при проектуванні є комплексний підхід. Він складається з трьох основних частин: технічне проектування, художнє проектування а також інженерно-психологічне.

Інженерно-психологічне проектування ( ІПП ) – це вирішення сіх питань пов'язаних з включенням людини в систему, що проектується.

Наведемо одну із можливих систем  ІПП

Така задача вирішується методами математичного програмування.

В математичній постановці основна задача ІПП може бути сформована таким чином. Потрібно оптимізувати цільовий функціонал при виконанні обмежуючих умов вигляду оператора

Саме через необхідність практики у дослідженні системи «людина-машина» в інженерну психологію проникла математика. Інженерна психологія перша із психологічних дисциплін спробувала застосувати нові математичні підходи і методи. Трішки пізніше вони стали використовуватися і в інших галузях психології.

В зв’язку з розвитком психологічних дослідів і все ширшим застосуванням в них математики виникає завдання створення спеціальної метамови психологічної науки, яка могла б захопити єдиним термінологічним апаратом системи психологічних явищ, людську діяльність і функціональні складні системи які включають людину(типу «людина-машина», «працююча група», «колектив людина-техніка»).

Разом з цим застосування психологічних знань в практиці проектування складних систем і необхідність опису цих систем єдиною мовою викликали додаткову необхідність суворості, точності, якісної і кількістної визначеності як нових так і старих психологічних методів, понять, концепцій і теорій.

Схема системи «людина-машина»

За допомогою машини людана (люди) здійснює (ють) трудову діяльність, пов'язану з виробництвом матеріальних цінностей, управлінням, обробкою інформації і т. д. Основу трудової діяльності людини в С. «людина-машина.» складає його взаємодію (відповідно до отримуваної інформації) з предметом праці (об'єктом управління) і машиною через посредство органів управління

 За структурою машинного компонента системи «людина-машина» можуть бути різного рівня складності: інструментальні системи «людина-машина», в яких технічними пристроями є інструменти і прилади;прості системи «людина-машина», які включають стаціонарні і нестаціонарні технічні пристрої і людину, що використовує ці пристрої; складні системи «людина-машина», в яких людина управляє сукупністю технологічно взаємопов’язаних, але різних за функціональним призначенням апаратів, пристроїв і машин. Керування технологічним процесом забезпечується локальними системами автоматичного управління; система «людина-машина» у вигляді системотехнічних комплексів. Це складні системи, в яких людина взаємодіє не тільки з технічними пристроями, але й іншими людьми. Системотехнічні комплекси можна подати як ієрархію більш простих людино-машинних систем. За типом взаємодії людини і машини виділяються системи неперервної та епізодичної взаємодії.Незалежно від рівня автоматизації системи «людина-машина» основною ланкою є людина, яка ставить мету, планує, направляє і контролює весь процес її функціонування.

Рівень автоматизації системи «людина-машина» характеризується відносною кількістю інформації, переробленої автоматичними пристроями. Показник обробки інформації автоматичними пристроями, для цього потрібна — кількість інформації, переробленої оператором; — загальна кількість інформації, яка циркулює в системі «людина-машина».

Стрункої класифікації С. «людина-машина.» ще не створено. Критерієм розрізнення можуть служити функції людини в С. «людина-машина.», в яких знаходить віддзеркалення корінна зміна в технологічному способі з'єднання людини і техніки. «Праця виступає, — писав До. Маркс, характеризуючи автоматизоване виробництво, — вже не стільки як включений в процес виробництва, скільки як така праця, при якій людина, навпаки, відноситься до самого процесу виробництва як його контролер і регулювальник... Замість того, щоб бути головним агентом процесу виробництва, робітник стає поряд з ним» (Маркс До. і Енгельс Ф., Соч., 2 видавництва, т. 46, ч. 2, с. 213).

Перший варіант — це свого роду паралельна організація взаємодії людини з машиною, другою, — його послідовна («покрокова») організація. При виборі того або іншого варіанту повинні враховуватися міркування методологічного характеру, що стосуються соціальної функції людини як суб'єкта праці, а також практичної рекомендації науки про управління, включаючи і рекомендації по організації управління у вищих ланках систем. Важливе місце в такому обгрунтуванні повинне належати інженерно-психологічним оцінкам і використанню результатів вивчення психофізіологічних функцій людини. По сучасних виставах обгрунтування раціонального (і навіть оптимального) розподілу функцій повинне базуватися на кількісних оцінках якості вирішення завдань людиною (і машиною) і оцінках впливу цієї якості на загальну ефективність системи.

  Вивчення системи. «людина-машина.» може і повинно здійснюватися як дослідження функціональне цілого  . Підхід до людини як до особливої ланки, включеної в систему технічних засобів, дозволяє вирішувати питання підвищення ефективності функціонування системи. Проте обмеженість такого підходу полягає в тому, що він абстрагується від суспільної природи праці і від людини як його суб'єкта. Співвідношення чоловік — машина є перш за все співвідношення суб'єкт праці — знаряддя праці.

Максимальна ефективність системи «людина—машина» може бути забезпечена за умови, коли при її проектуванні і експлуатації буде врахований людський фактор. Відомо, що внаслідок помилок з боку працівника виникає від 20 до 50 % всіх порушень технології, аварійних ситуацій в системах управління. Проектування системи «людина—машина» передбачає аналіз характеристик об’єкта керування, розподіл функцій між людиною і машиною, проектування діяльності оператора і технічних засобів його роботи, оцінку системи в цілому. Воно базується на досягненнях інженерної психології, яка вивчає об’єктивні закономірності процесів інформаційної взаємодії людини і техніки з метою використання їх у практиці проектування, створення і експлуатації системи «людина—машина». Комплексним вивченням трудової діяльності людини займається наука ергономіка. Об’єктом ергономіки є система «людина—техніка—середовище», а завданням — погодження характеристик машини і навколишнього середовища з характеристиками людини. Ергономіка вивчає функціональні можливості і обмеження людини в трудових процесах з метою створення для неї досконалих знарядь і оптимальних умов праці. Оптимальність визначається створенням таких умов, за яких забезпечується висока продуктивність, стійка працездатність і зберігається здоров’я працівника.

Ергономічні властивості людини характеризуються її антропометричними, фізіологічними, психофізіологічними, психологічними властивостями. Ці властивості визначають ергономічні вимоги до комплексу «машина-середовище». Основними ергономічними вимогами до проектування системи «Людина-машина-середовище» є гігієнічні, антрометричні, фізіологічні, психофізіологічні, психологічні. Гігієнічні вимоги визначають умови життєдіяльності і працездатності людини в процесі взаємодії з технікою і середовищем.

Показниками є :

·         рівень освітлення, температура, вологість, шум, вібрація, токсичність, загазованість тощо. Антропометричні вимоги визначають відповідність конструкцій техніки антропометричним характеристикам людини (зріст, розміри тіла і окремих рухових ланок).

·         раціональна робоча поза, оптимальні зони досягнення, раціональні трудові рухи. Фізіологічні та психофізіологічні вимоги визначають відповідність техніки і середовища функціональним можливостям працівника (силовим, швидкісним, енергетичним, зоровим, слуховим).

·         темп робочих рухів, обсяг інформації, навантаження на м’язову та нервову системи.

Психологічні вимоги визначають відповідність техніки і середовища можливостям працівника щодо сприймання, переробки інформації, прийняття і реалізації рішень. Сукупність ергономічних показників характеризує ергономічний рівень системи «людина—техніка—середовище». Погодження характеристик людини і предметного середовища здійснюється в просторовому, часовому, інформаційному, енергетичному напрямках.

 Просторове погодження передбачає організацію робочого місця працівника, робочу позу, визначення зон досягнення, траєкторії рухів, доступність органів керування тощо. Часове погодження враховує динаміку працездатності з виконанням роботи, її темпу, інтенсивності, зміною діяльності і відпочинком. Інформаційне погодження пов’язане з оцінкою потоків інформації та пропускної здатності аналізаторних функцій щодо сприйняття і переробки інформації, врахуванням перешкод.

 Енергетичне погодження враховує вплив трудових навантажень на м’язову, серцево-судинну системи на основі встановлення оптимального обсягу рухової діяльності, величини м’язових зусиль залежно від умов праці Основними напрямками зменшення емоційного напруження і підвищення надійності роботи оператора є науково обгрунтований професійний відбір і тренування, врахування і погодження особливостей конструкцій машин з можливостями людини при проектуванні людино-машинних систем; раціональна організація робочого місця

 

Запитання для самоконтролю

1)      Які етапи проходить у своєму розвитку система «людина-машина»?

2)      Максимальна ефективність системи «людина—машина»?

3)       Що таке інженерно- психологічне  проектування?

4)      Яка задача вирішуєтьсь методом математичного проектування?

5)      Одна з проблем побудови системи «людина-машина»?

6)      Яка трудність вивчення?

7)      Чим характеризуються ергономічні властивості людини?

Додаткова література

1.      «Основи інженерної психології» Гульчак Ю.П., Северин Л.І.2004 р

2.      «Методологические вопроси психології» Зінченко В.П., Смирнов,  1983р.

3.      «Человек и техника» Зінченко В.П.1965р.

4.      «Основы агрономки» Зінченко В.П.1979р.

5.      «Основы инженерной психологи» Душков Б.Ф.1986 р.

6.      Хрестоматія по инженерной психологи Душков Б.А. 1991р.

7.      Агапова Е. Г. Основы физиологии и психологии труда. — Самара, 1991. — 149 с.

8.      Асеев В. Г. Преодоление монотонности труда в промышленности. — М.:      Экономика, 1974. — 191 с.

9.      Влияние условий труда на работоспособность и здоровье операторов / Под редакцией А. О. Навакатикяна. — К.:

10.  Монмоллен М. Системы "человек и машина". - М.: Мир, 1973. - 256с.

11.  Очерки психологии труда оператора / Под ред. проф. Е.А.Милеряна. -М.: Наука, 1974. -308с

12.  Дмитриева М.А., Крылов А.А, Нафтульев А.И. Психология труда и инженерная психология. Л., 1979

Томищ Віра