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).