Задачи инженерной психологии

Теоретические задачи инженерной психологии связаны с изучением человека как субъекта деятельности (носителя предметно-практической деятельности и познания, источника активности, направленной на объект), с исследованием информационной сущности всех форм психического отражения, психической регуляции и психических (психофизиологических) состояний в деятельности и в подготовительный период, когда осуществляются профотбор, обучение, тренировка, а также с раскрытием основных закономерностей взаимодействия человека с людьми и техникой в системах “человек – техника”. В инженерно-психологических исследованиях, как правило, уделяется большое внимание выяснению того, какие психические и физиологические процессы и каким образом реализуются при обработке информации человеком, управляющим машиной. Изучение информационных систем человека, закономерностей кодирования внешнего сигнала, формирования психического образа и его регулирующей функции составляет один из главных аспектов инженерной психологии.

Практические задачи инженерной психологии касаются согласования человека и техники как элементов единой системы. Под согласованием понимается, во-первых, максимальное приспособление техники к человеку (по параметрам конструкции и технологического процесса); во-вторых, максимальное приспособление человека к технике (по параметрам профессиональной пригодности и профессиональной подготовленности); в-третьих, рациональное распределение функций между человеком и автоматическими устройствами в системах “человек – техника”.

Приспособление техники к человеку затрагивает структурную и функциональную стороны их взаимодействия.

Структурное приспособление связано с организацией сенсомоторного поля в рабочих зонах (участках рабочего места, ограниченного углами обзора, амплитудой движения человека и выбора им позы в процессе работы), с учетом рабочего положения сидя или стоя. Основаниями для структурного приспособления являются следующие данные:

- размеры и форма тела человека и отдельных его частей;

- пределы и характер движений в суставной системе;

- силовые характеристики мышечной системы;

- поле зрения;

- чувствительность анализаторов.

В соответствии с указанными данными определяются следующие параметры техники:

- размеры и форма пульта управления и кресла;

- размеры и форма панелей органов управления;

- размеры и форма органов управления (манипуляторов, педалей);

- объем, направление и характер движений органов управления;

- сопротивление органов управления;

- размеры и форма приборных панелей;

- размеры элементов индикационных частей приборов;

- сила сигнала (визуального или слухового).

Функциональное приспособление техники к человеку связано с особенностями деятельности информационной системы (то есть совокупности средств для хранения, поиска и выдачи по запросу нужной информации) человека. Исходными данными для решения вопросов функционального приспособления являются:

- объем и время восприятия;

- объем оперативной памяти и длительность хранения информации;

- структурно-временные характеристики мышления;

- особенности внимания;

- особенности представлений;

- пределы регуляции произвольных движений;

- особенности координации движений;

- особенности взаимодействия анализаторов.

В соответствии с этим при разработке техники определяются следующие параметры:

- количество сигналов и частота их поступления;

- длительность существования сигнала;

- признаки привлекающего эффекта сигналов;

- мнемические признаки сигналов;

- признаки отражения в сигнале существенных характеристик объекта – источника информации;

- соотношение изменений индикационных элементов и движений органов управления;

- соответствие характеристик сигналов представлениям человека о реальной ситуации, об объекте;

- размещение индикаторов и органов управления в соответствии с их значимостью и очередностью использования;

- полнота информационного представления объекта.

Важным вопросом согласования характеристик человека и техники, как указывалось выше, является приспособление человека к технике. Оно включает в себя профессиональную ориентацию, профотбор и профессиональную подготовку.

 

Основными преимуществами техники можно считать следующие:

- стабильность выполнения однообразных действий;

- быстрота выполнения вычислительных операций, просчета многочисленных вариантов с целью нахождения наилучшего по заданным критериям;

- большой объем памяти и быстрота извлечения необходимых данных;

- быстрота и точность классификации относительно простых сигналов при малых уровнях помех;

- использование для передачи информации форм энергии, к которым рецепторы человека не имеют специфической чувствительности (например, электромагнитных колебаний в диапазоне радиоволн);

- выполнение операций строго по заданным программам и алгоритмам;

- нечувствительность к влиянию социальной среды;

- относительная простота создания защитных (от внешней среды) устройств.

Основными преимуществами человека можно считать:

- способность к обнаружению и опознанию сигналов в условиях высоких уровней шумов, при наличии специальных мер маскировки и т. п.;

- возможность принимать решения на основе обобщения данных и знаний, относящихся к различным областям науки, техники, производства;

- способность вырабатывать индивидуальный стиль деятельности как эффектную адаптационную меру;

- способность находить новые решения, новые способы выполнения рабочих (технологических) операций;

- способность принимать информацию по различным сенсорным каналам, легко переходить от одной модальности сигналов к другой;

- способность накапливать информацию и использовать накопленный опыт для совершенствования способов работы;

- возможность использовать для взаимодействия с техническими устройствами различные индикаторы и органы управления;

- возможность усиливать интерес к работе за счет наличия в трудовом процессе творческого, поискового компонента;

- способность сохранять готовность к действию в неожиданных ситуациях;

- способность находить новые пути в неожиданных (экстренных) ситуациях.

Человек-машина.

 

Разными авторами предлагается общее представление о системе "человек-машина" - СЧМ. Система (в общей теории систем) - это "комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, предназначенных для решения единой задачи". Система нередко рассматривается как некий "организм", состоящий из отдельных органов. Интересно, что еще Н. А. Бернштейн говорил о том, что именно задача строит функциональный орган, таким образом - единая задача, общая цель строит систему.

Выделяются различные критерии классификации СЧМ.

 

A. По степени участия в работе системы человека: 1) автоматические (работающие практически без человека); 2) автоматизированные (человек работает вместе с техническими средствами); 3) неавтоматизированные (человек больше работает без применения сложных технических средств).

 

Б. По целевому назначению: 1) управляющие (основная задача - управление машиной или комплексом); 2) обслуживающие (человек контролирует состояние машины, ищет неисправности, осуществляет настройку); 3) обучающие (тренажеры, технические средства обучения - ТСО); 4) информационные (радиолокационные, телевизионные и т.п.); 5) исследовательские (моделирующие установки, макеты).

 

B. По характеристике "человеческого звена" ("человеческого фактора"): 1) моносистемы (один человек - например, пилот или оператор станков с ЧПУ); 2) полисистемы (несколько человек, бригада), где выделяются "паритетные" (когда все операторы работают "на равных") и иерархические (с четкой соподчиненностью операторов).

 

Г. По типу взаимодействия человека и машины: 1) непрерывное, постоянное (например, система "водитель - автомобиль"); 2) частичное, стохастическое (например: система "оператор - компьютер, ЭВМ", "наладчик - станок с ЧПУ"); 3) эпизодическое взаимодействие.

 

Д. По типу и структуре машинного компонента в СЧМ: 1) инструментальные СЧМ (неотъемлемый компонент системы - инструменты и приборы, которые отличаются высокой точностью выполняемых самим человеком операций, т.е. важна роль самого человека); 2) простейшие человеко-машинные системы (включают стационарные и нестационарные технические устройства); 3) сложные человеко-машинные системы (включают целую систему взаимосвязанных аппаратов, различных по своему функциональному назначению); 4) системотехнические комплексы (часто система расширяется до "человек - человек - машина" - это как некая иерархия более простых систем).

Традиционно выделяются следующие показатели качества систем "человек - машина" (СЧМ).

1. Важнейшей характеристикой СЧМ является ее "эргономичность". В целом эргономичность СЧМ предполагает:

1) управляемость системы (социально-психологические и психологические характеристики; возможность контролировать систему); 2) обслуживаемость (соответствие физиологическим и психофизиологическим характеристикам оператора); 3) освояемость (соответствие системы антропометрическим характеристикам оператора); 4) обитаемость (соответствие гигиеническим требованиям).

2. Основные показатели работы систем "человек - машина":

1) быстродействие (определяется временем прохождения информации по замкнутому контуру "человек - машина", т.е. время, отсчитываемое от момента приема сигнала до реакции на сигнал);

2) надежность и точность работы оператора (степень вероятности правильного решения задач оператором);

3) своевременность решения задачи (как вероятность того, что поставленная задача будет решена вовремя, т.е. не позже установленного времени);

4) безопасность труда оператора (как снижение вероятности травм и аварий);

5) степень автоматизированности СЧМ (как относительное количество информации, перерабатываемой автоматическими устройствами);

6) экономические показатели (полные затраты на проектирование, создание и эксплуатацию СЧМ).

Заметим, что по всем этим показателям возможно производить достаточно точные измерения, что позволяет использовать в инженерной психологии современные математико-статистические средства.

3. Классификация основных условий (элементов), определяющих эффективность труда:

1) санитарно-гигиенические условия: освещенность (естественная, искусственная); вредные вещества (пары, газы, аэрозоли); микроклимат (температура, влажность, скорость движения воздуха); механические колебания (вибрации, шум, ультразвук); излучения (инфракрасное, ультрафиолетовое, ионизирующее, электромагнитное, волны радиочастот); атмосферное давление (повышенное, пониженное); профессиональные инфекции и биологические агенты (микроорганизмы, профессиональные инфекции, макроорганизмы - растения, животные);

2) психофизилогические ("трудовые") элементы: физическая нагрузка (энергозатраты - в ккал/ч; грузооборот за смену - в КГМ); рабочая поза; нервно-психическая нагрузка; монотонность трудового процесса; режим труда и отдыха (внутрисменные, суточный, недельный, годовой); травмоопасности

3) эстетические элементы: гармоничность светоцветовой композиции; гармоничность звуковой среды; ароматичность запахов; композиционная согласованность природного пейзажа; композиционная целостность интерьеров рабочих помещений; композиционная согласованность компонентов технологического оборудования; композиционная согласованность компонентов дополняющих объектов (объектов, не несущих функциональной нагрузки; временных объектов); гармоничность рабочих поз и трудовых движений;

4) социально-психологические элементы: сплоченность коллектива; характер межгрупповых отношений в коллективе (лидерство, производственные конфликты); внепрофессиональные факторы (бытовые условия, семейные отношения).