Сравнение пяти распространенных органов управления
Источник: Е. Grandjean, Fitting the Task to the Man: An Ergonomic Approach, 1982.
Из таблицы видно, что один и тот же орган управления может иметь как плюсы, гак и минусы. Так, педаль обеспечивает высокую скорость управления, но не гаран-гирует высокую точность; руль обладает противоположными качествами. Если малина имеет множество органов управления, ситуация становится еще более сложной. Каждый орган управления должен быть совместим с остальными, а также отвечать своему назначению и возможностям оператора. Кроме того, каждый орган управления должен быть легко отличим от остальных, особенно если многое зависит эт скорости действий оператора или если последний не может видеть одновременно все органы управления.
Разнообразные вопросы, связанные с конструированием множественных органов управления машиной, можно проиллюстрировать на примере требований, предъявляемых к органам управления обычного автомобиля со стандартной системой переключения. Его основные органы управления должны осуществлять следующие операции: приведение автомобиля в движение (пуск), изменение направления движения, ускорение, торможение и переключение передач. Эти органы управления должны отвечать ряду ограничений:
• пуск автомобиля является независимой операцией;
• водитель должен иметь возможность одновременно изменять направление движения и увеличивать скорость;
• водитель должен иметь возможность переключать передачи, одновременно изменяя при необходимости направление движения и увеличивая скорость;
• водитель должен иметь возможность тормозить, одновременно изменяя направление движения и переключая передачи (или выключая сцепление).
Эти ограничения означают, что водителю часто приходится манипулировать одновременно несколькими органами управления. Поэтому все органы управления должны находиться близко от водителя и быть легко распознаваемыми. Человек, конструирующий органы управления, должен также учитывать тот факт, что вождение автомобиля требует постоянного визуального наблюдения за дорогой и что водитель может лишь изредка бросать взгляд на органы управления, которыми он пользуется.
Сегодня управление большинством автомобилей осуществляется посредством стандартного набора органов управления, показанных на рис. 8.2. Изменение направления движения производится с помощью большого руля (ради достижения повышенной точности действий), расположенного прямо перед водителем. Переключение передач осуществляется посредством рычага, обычно находящегося справа от водителя примерно на уровне его пояса. Торможение, ускорение и выключение сцепления производятся с помощью ножной педали (быстродействие), расположенной на своем обычном месте в полу салона — в непосредственной близости от ног. Автомобили с автоматической коробкой передач несколько проще в управлении, за счет того что устраняется одно из требований, предъявляемых к координации движений рук и ног.
Конструкция органов управления современным автомобилем вполне соответствует требованиям, предъявляемым к подобной системе «оператор—машина», но при ее разработке не использовался какой-либо системный подход и в ней имеются некоторые недостатки с точки зрения учета человеческого фактора. Например, торможение являет собой операцию, к которой часто прибегают в чрезвычайной ситуации. Поскольку время рефлекса «глаз—рука» у человека меньше, чем время рефлекса «глаз—нога», в идеале торможение должно осуществляться рукой, как это имеет место в автомобилях, предназначенных для водителей-инвалидов.
Рис. 8.2. Органы управления автомобилем
Педали торможения были размещены в полу автомобилей в то время, когда еще не было систем усиления торможения. В те дни среднему водителю чаще приходилось добиваться необходимого усилия с помощью ноги. К несчастью для хорошей эргономической конструкции, в настоящее время очень сложно изменить эту компоновку. Операторы машин со временем становятся зависимыми от органов управления; это обнаруживает, например, любой водитель, привыкший к расположению рычага переключения передач между сидениями, когда он пересаживается в автомобиль с рычагом переключения, размещенным на рулевой колонке (или наоборот).
Тот факт, что опытные операторы машин становятся зависимыми от определенной конфигурации органов управления, подчеркивает важность эргономического исследования, которое должно предварять конструирование этих органов управления. Характерный пример того, что может случиться, если подобное исследование проведено неадекватным образом, являет собой клавиатура обычной пишущей машинки или компьютера. На рис. 8.3 показаны две клавиатуры; та, что находится вверху, имеет стандартное расположение клавиш.
Рис. 8.3.Конструкция клавиатуры
Клавиатура внизу была разработана с учетом человеческого фактора, и она обеспечивает более эффективное использование движений и совокупной силы пальцев обычной человеческой руки. Хотя эта клавиатура была сконструирована много лет назад, она не нашла широкого применения. Опытные операторы просто не могут перестроиться, а новичков обучают опытные операторы. В результате, усовершенствованное расположение клавиш, которое показано на рис. 8.3 (Dvorak, 1943), продолжает оставаться малоизвестной и редко встречающейся альтернативой стандартной клавиатуре.
Зависимость от органов управления не сводится лишь к машинам, которые окружают нас долгие годы. Та же самая проблема возникает и тогда, когда люди, привыкшие управлять компьютером с помощью «мыши», пытаются воспользоваться клавиатурой (или наоборот); со схожими трудностями встречаются и разработчики новейших эффективных программ, запускаемых с помощью человеческого голоса (Karl, 5ettey & Schneiderman, 1993). Компьютеры, а также управляемые компьютерами машны и офисное оборудование в целом создали для эргономистов массу всевозможных проблем. Вот лишь некоторые из рекомендаций, полученные в ходе исследований и касающиеся того, как следует пользоваться этими устройствами.
· Клавиатура должна быть расположена таким образом, чтобы ее нижний край находился примерно на 2-3 см выше коленей, дабы свести к минимуму движения плеч, проблемы с локтями и напряжение в области шеи.
· Поверхность под клавиатурой должна быть наклонена примерно на 12 градусов от оператора, с тем чтобы уменьшить сгибание кисти руки.
· Подставка под «мышь» должна располагаться выше локтя оператора (и, операторы, пожалуйста, не сжимайте «мышь» изо всех сил!).
Конструкция дисплеев
Машинные дисплеи снабжают оператора машины относящейся к работе информацией. По своему характеру эта информация может быть динамической (переменной; пример: манометр) или статической (устойчивой; пример: сигнальная лампочка). Она может относиться к операциям, совершаемым машиной, или являться фактической продукцией машины. Многие машины имеют дисплеи, служащие одновременно для той и другой цели. В любом случае дисплеи должны создаваться на основе тех же конструктивных решений — в отношении размеров, формы, расположения и совместимости, — что и органы управления, но при их разработке необходимо учитывать и дополнительные факторы.
Большинство машинных дисплеев отображают видео- или аудиоинформацию, и при их конструировании требуется знание того, как функционируют зрительные и слуховые органы человека, а также знание его физических особенностей. Кроме того, дисплеи отображают информацию, которая должна определенным образом использоваться оператором, следовательно, при их конструировании необходимо принимать во внимание и реальные возможности человека при обработке информации. Когнитивная инженерия (когнитивное проектирование) — прикладная наука, опирающаяся на когнитивную психологию и родственные дисциплины, — помогает в разработке принципов специфического интегрирования человека и машины (Woods & Roth, 1988).
Когнитивная психология.
Связь между возможностями человека воспринимать и обрабатывать информацию и конструкцией дисплеев не является самоочевидной. Неудовлетворительно проведенное исследование может привести к серьезным последствиям, например таким, какие имели место в Три-Майл-Айленде. Еще один пример подобного рода дали результаты инспекции, проведенной Момтаханом, Хету и Тэнсли (Momtahan, Hetu & Tansley, 1993). Эти специалисты обнаружили, что сотрудники операционного блока и отделения интенсивной терапии в одной крупной больнице способны идентифицировать (в среднем) только около половины звуковых сигналов тревоги из тех, что использовались на участке их работы. Схожие проблемы были выявлены и во множестве других организаций, где звуковые сигналы предупреждения зачастую бывают слишком громкими, слишком частыми и практически неотличимыми друг от друга (Edworthy, 1994).
Не все проблемы с дисплеями бывают вызваны неадекватным исследованием. Конструкция экрана компьютера была разработана с учетом множества деталей, но определенные вопросы по-прежнему остаются неразрешенными. Простейшим примером здесь может служить вопрос, читают ли люди текст быстрее с листа бумаги или с экрана компьютера. Многие исследователи пришли к выводу, что бумаге следует отдать явное предпочтение (например, Gould et al., 1987), тогда как Оборн и Холтон (Oborne & Holton, 1988) не находят здесь никаких различий, а Диллон (Dillon, 1992) утверждает, что обзор литературы, имеющейся на данный момент, не позволяет говорить о превосходстве какого-либо из двух вариантов.
Экраны компьютеров используют не для того, чтобы человек имел возможность быстрее прочитать текст, но то, читают ли люди с них медленнее, чем с листа бумаги, имеет значение при выполнении многих работ. Задача, стоящая перед создателями любого дисплея, сводится к тому, как наилучшим образом воспроизвести и представить информацию человеческому компоненту системы «оператор—машина». Основной вопрос при оценке конструкции дисплея согласно этому критерию таков: может ли оператор машины воспринять информацию, появляющуюся на дисплее, настолько быстро, насколько это необходимо для выполнения работы? Технический прогресс предлагает все новые и новые возможности, но основные перцептивные и когнитивные способности человека остаются во многом теми же, какими они были всегда. Простейший пример ряда удачных и неудачных конструкций визуальных дисплеев и их связь с этими способностями представлены на рис. 8.4.
Рис. 8.4. Конструкции визуальных дисплеев Е. J. McCormick, Human Factors Engineering, 1964.
На рисунке показаны пять типов круговых шкал. В каждом случае предпочтительная конструкция обеспечивает более быстрое и легкое прочтение информации, чем «удачная конструкция. Например, когда используется неподвижная круговая шкала с движущейся стрелкой (как в обычных настенных часах), оператор может прочитать показания быстрее и легче, если цифры расположены горизонтально по отношению к линии глаз. Большинство операторов смогли прочитать показания другой круговой шкалы (с цифрами, расположенными наклонно), но для этого им потребовалось больше времени, они совершили больше ошибок или имело место и то и другое (Coury & Boulette, 1992).
Еще один фактор, влияющий на легкость и быстроту, с которой воспринимается информация визуального дисплея, — это имеющиеся на дисплее сопроводительные указания. Между специалистами существует определенное единодушие в том, что комбинация символов и слов более эффективна, чем использование только первых или только вторых (например, Baber & Wankling, 1992: Kline & Beitel, 1994); меньшее согласие наблюдается в отношении комбинации цветов и слов. Чапанис (Chapanis, 1994) исследовал то, как люди воспринимают опасность, ассоциируемую с тремя словами (осторожно, внимание и опасно) и четырьмя цветами (белым, желтым, оранжевым и красным). Реакция испытуемых была в значительной мере схожей лишь на сигнал опасности красного цвета («крайне опасно»).
Испытуемые.
Расположение дисплеев также важно. Помните, как в Три-Майл-Айленде дисплеи оказались слишком высоко и операторы не смогли увидеть их показания? Подобная ошибка регулярно повторяется на современных предприятиях, где экраны компьютеров почти неизменно расположены слишком высоко. Они также, как правило, находятся излишне близко к оператору. Специалисты рекомендуют устанавливать дисплей на расстоянии примерно 65 см от глаз и располагать его так, чтобы оператору приходилось слегка наклонять голову при прочтении информации.