Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина»




Скачать 280.67 Kb.
НазваниеРеферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина»
Дата публикации26.02.2014
Размер280.67 Kb.
ТипРеферат
uchebilka.ru > Психология > Реферат
Реферат скачан с сайта allreferat.wow.ua


Система человек-машина

ПЛАН. I. Введение. II. Основная часть. 1. Особенности классификации системы «человек – машина». 2. Показатели качества системы «человек – машина». 3. Оператор в системе «человек машина». III. Заключение. I.Введение Инженерная психология есть научная дисциплина,изучающая объективные закономерности процессов информационноговзаимодействия человека и техники с целью использования их в практикепроектирования, создания и эксплуатации СЧМ. Процессы информационноговзаимодействия человека и техники являются предметом инженерной психологии. С давних пор при создании орудий и средств труда учитывалисьте или иные свойства и возможности человека. В начале интуитивно, а позже спривлечением научных данных решалась задача приспособления техники кчеловеку. Однако предметом анализа последовательно становились различныесвойства человека. На первых порах основное внимание уделялось вопросамстроения человеческого тела и динамики рабочих движений. На основе данныхбиомеханики и антропометрии разрабатывались рекомендации, относящиеся лишьк форме и размерам рабочего места человека и используемого им инструмента.Затем объектом исследования становятся физиологические свойства работающегочеловека. Рекомендации, вытекающие из данных физиологии труда, относятсяуже не только к оформлению рабочего места, но и к режиму рабочего дня,организации рабочих движений, к борьбе с утомлением. Предпринималисьпопытки оценить различные виды труда с точки зрения тех требований, которыеони предъявляют человеческому организму. Как самостоятельная научная дисциплина инженерная психологияначала формироваться в 40-х годах нашего века. Однако идеи о необходимостикомплексного изучения человека и технических устройств высказывалисьрусскими учеными еще в прошлом столетии. Русские ученые еще в конце прошлого века предприняли попыткиразработать научные и теоретические основы учения о труде. Пионером в этойобласти явился великий русский ученый И. М. Сеченов, который первымпоставил вопрос об использовании научных данных о человеке длярационализации трудовой деятельности. И. М. Сеченов занялся изучением ролипсихических процессов при выполнении трудовых актов, поставил вопрос оформировании трудовых навыков и впервые показал, что в процессе трудовогообучения изменяется характер регуляции: функции регулятора переходят отзрения к осязанию. Он ввел понятие активного отдыха как лучшего средстваповышения и сохранения работоспособности. Инженерная психология возникла на стыке технических ипсихологических наук. Поэтому характерными для нее являются черты обеихнаук. Как психологическая наука инженерная психологияизучает психические и психофизиологические процессы и свойства человека,выясняя, какие требования к отдельным техническим устройствам и построениюСЧМ в целом вытекают из особенностей человеческой деятельности, т. е.решает задачу приспособления техники и условий труда к человеку. Как техническая наука инженерная психология изучает принципыпостроения сложных систем, посты и пульты управления, кабины машин,технологические процессы для выяснения требований, предъявляемых кпсихологическим, психофизиологическим и другим свойствам человека-оператора. Научно-техническая революция привела к существенномуизменению условий, средств и характера трудовой деятельности. В современномпроизводстве, на транспорте, в системах связи, в строительстве и сельскомхозяйстве все шире применяются автоматы и вычислительная техника;происходит автоматизация многих производственных процессов.Благодаря техническому перевооружению производства существенно изменяютсяфункции и роль человека. Многие операции, которые раньше были егопрерогативой, сейчас начинают выполнять машины. Однако, каких бы успехов нидостигала техника, труд был и остается достоянием человека, а машины, какбы сложны они ни были, являются лишь орудиями его труда. В процессе трудачеловек, используя машины как орудия труда, осуществляет сознательнопоставленные им цели. Следовательно, с развитием и усложнением техники возрастаетзначение человеческого фактора на производстве. Необходимость изученияэтого фактора и учета его при разработке новой техники и технологическихпроцессов, при организации производства и эксплуатации оборудованиястановится все более очевидной. От успешности решения этой задачи зависитэффективность и надежность эксплуатации создаваемой техники,функционирование технических устройств и деятельность человека, которыйпользуется этими устройствами в процессе Труда, должны рассматриваться вовзаимосвязи. Эта точка зрения привела к формированию понятия системы«человек — машина" (СЧМ). Под СЧМ понимается система, включающая человека-оператора (группу операторов) и машины, посредством которой осуществляетсятрудовая деятельность. Машиной в СЧМ называется совокупность техническихсредств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности. СЧМ иявляется объектом инженерной психологии. Система «человек — машина» представляет собой частный случайуправляющих систем, в которых функционирование машины и деятельностьчеловека связаны единым контуром регулирования. При организации взаимосвязичеловека и машины в СЧМ основная роль принадлежит уже не столькоанатомическим и физиологическим, сколько психологическим свойствамчеловека: восприятию, памяти, мышлению, вниманию и т. п. От психологическихсвойств человека во многом зависит его информационное взаимодействие смашиной. II. Основная часть.1. Особенности классификации системы «человек – машина». Под системой в общей теории систем понимается комплексвзаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, предназначенныйдля решения единой задачи. Системы могут быть классифицированы по различнымпризнакам. Одним из них является степень участия человека в работе системы.С этой точки зрения различают автоматические, автоматизированные инеавтоматические системы. Работа автоматической системы осуществляется безучастия человека. В неавтоматической системе работа выполняется человекомбез применения технических устройств. В работе автоматизированной системыпринимает участие как человек, так и технические устройства. Следовательно,такая система представляет собой систему «человек — машина» . На практике применяются самые разнообразные виды систем «человек —машина». Основой их классификации могут явиться следующие четыре группыпризнаков: целевое назначение системы, характеристики человеческого звена,тип и структура машинного звена, тип взаимодействия компонентов системы. Целевое назначение системы оказывает определяющее влияние на многиеее характеристики и поэтому является исходным признаком. По целевомуназначению можно выделить следующие классы систем: а) управляющие, в которых основной задачей человека являетсяуправление машиной (или комплексом); б) обслуживающие, в которых человек контролирует состояниемашинной системы, ищет неисправности, производит наладку, настройку, ремонти т.п.; в) обучающие, т. е. вырабатывающие у человека определенные навыки(технические средства обучения, тренажеры и т. п.); г) информационные, обеспечивающие поиск, накопление или получениенеобходимой для человека информации (радиолокационные, телевизионные,документальные системы, системы радио и проводной связи и др.); д) исследовательские, используемые при анализе тех или иныхявлений, поиске новой информации, новых заданий (моделирующие установки,макеты, научно-исследовательские приборы и установки). Особенность управляющих и обслуживающих систем заключается в том, чтообъектом целенаправленных воздействий в них является машинный компонентсистемы. В обучающих и информационных СЧМ направление воздействийпротивоположное — на человека. В исследовательских системах воздействиеимеет и ту, и другую направленность.По признаку характеристики «человеческого звена» можно выделить два классаСЧМ: а) моносистемы, в состав которых входит один человек и одно илинесколько технических устройств; б) полисистемы, в состав которых входитнекоторый коллектив людей и взаимодействующие с ним одно или комплекстехнических устройств.Полисистемы в свою очередь можно подразделить на «паритетные» ииерархические (многоуровневые). В первом случае в процессе взаимодействиялюдей с машинными компонентами не устанавливается какая-либо подчиненностьи приоритетность отдельных членов коллектива. Примерами таких полисистемможет служить система «коллектив людей — устройства жизнеобеспечения»(например, система жизнеобеспечения на космическом корабле или подводнойлодке). Другим примером может быть система отображения информации с большимэкраном, предназначенная для использования коллективом операторов. В отличие от этого в иерархических СЧМ устанавливается илиорганизационная, или приоритетная иерархия взаимодействия людей стехническими устройствами. Так, в системе управления воздушным движениемдиспетчер аэропорта образует верхний уровень управления. Следующийуровень — это командиры воздушных судов, действиями которых руководитдиспетчер. Третий уровень — остальные члены экипажа, работающие подруководством командира корабля.По типу и структуре машинного компонента можно выделить инструментальныеСЧМ, в состав которых в качестве технических устройств входят инструменты иприборы. Отличительной особенностью этих систем, как правило, являетсятребование высокой точности выполняемых человеком операций. Другим типом СЧМ являются простейшие человеко-машинные системы,которые включают стационарное и нестационарное техническое устройство(различного рода преобразователи энергии) и человека, использующего этоустройство. Здесь требования к человеку существенно различаются взависимости от типа устройства, его целевого назначения и условийприменения. Однако их основной особенностью является сравнительная простотафункций человека. Следующим важным типом СЧМ являются сложные человеко-машинныесистемы, включающие помимо использующего их человека некоторую совокупностьтехнологически связанных, но различных по своему функциональному назначениюаппаратов, устройств и машин, предназначенных для производстваопределенного продукта (энергетическая установка, прокатный стан,автоматическая поточная линия, вычислительный комплекс и т. п.). В этихсистемах, как правило, связанность технологического процесса обеспечиваетсялокальными системами автоматического управления. В задачу человека входитобщий контроль за ходом технологического процесса, изменение режимовработы, оптимизация отдельных процессов, настройка, пуск и остановка. Еще более сложным типом СЧМ являются системотехническиекомплексы. Они представляют собой сложную техническую систему с неполностью детерминированными связями и коллектив людей, участвующих в ееиспользовании. Для систем такого типа характерным является взаимодействиене только по цепи «человек — машина», но и по цепи «человек — человек —машина». Другими словами, в процессе своей деятельности человеквзаимодействует не только с техническими устройствами, но и с другимилюдьми. При всей сложности системотехнических комплексов их в большинствеслучаев можно представить в виде иерархии более простых человеко-машинныхсистем. Типичными примерами системотехнических комплексов различного уровняи назначения могут служить судно, воздушный лайнер, промышленноепредприятие, вычислительный центр, транспортная система и т. п. В основу классификации СЧМ по типу взаимодействия человека имашины может быть положена степень непрерывности этого взаимодействия. Поэтому признаку различают системы непрерывного (например, система «водитель—автомобиль») и эпизодического взаимодействия. Последние, в свою очередь,делятся на системы регулярного взаимодействия. Примером системы регулярноговзаимодействия может служить система «оператор — ЭВМ». В ней вводинформации и получение результатов определяются характером решаемых задач,т. е. режимы взаимодействия во времени регламентируются характером иобъемом вычислений. Стохастическое эпизодическое взаимодействие имеет местов таких системах, как «оператор — система централизованного контроля»,«наладчик — станок» и т. п.Рассмотренная классификация СЧМ не является единственно возможной. Примерыиных подходов к решению этой задачи приводятся в специальной литературе. Однако несмотря на большое разнообразие систем «человек —машина», они имеют целый ряд общих черт и особенностей. Эти системыявляются, как правило, динамическими, целеустремленными,самоорганизующимися, адаптивными. Системы «человек — машина» относятся к классу сложныхдинамических систем, т. е. систем, состоящих из взаимосвязанных ивзаимодействующих элементов различной природы и характеризующихсяизменением во времени состава структуры и взаимосвязей. Из этого следуютхарактерные особенности, присущие СЧМ как сложной динамической системе:разветвленность структуры (или связей) между элементами (человеком имашиной); разнообразие природы элементов (в состав СЧМ могут входитьчеловек, коллектив людей, автоматы, машины, комплексы машин и т.д.);перестраиваемость структуры и связей между элементами (например, принормальном ходе технологического процесса оператор лишь следит за ходом егопротекания, т. е. включен в контур управления как бы параллельно; приотклонении от нормы оператор берет управление на себя, т. е. включается вконтур управления последовательно);автономность элементов, т. е. способность их автономно выполнять частьсвоих задач. Системы «человек — машина» относятся также к классуцелеустремленных систем. В общем случае считается, что система действуетцелеустремленно, если она продолжает преследовать одну и ту же цель,изменяя свое поведение при изменении внешних условий. Существеннойособенностью целеустремленных систем является их способность получатьодинаковые результаты различными способами. Системы этого класса могутизменять свои задачи; они выбирают как сами задачи, так и средства ихреализации. Целеустремленность СЧМ обусловлена тем, что в нее включенчеловек. Именно он ставит цели, определяет задачи и выбирает средствадостижения цели. Системы «человек — машина» можно рассматривать и какадаптивные системы. Свойство адаптации заключается в приспособлении СЧМ кизменяющимся условиям работы, в изменении режима функционирования всоответствии с новыми условиями. Для повышения эффективности СЧМ необходимопредусмотреть возможность адаптации как внутри самой системы, так и поотношению к внешней среде. До недавнего времени свойство адаптации СЧМреализовалось благодаря приспособительным' возможностям человека, гибкостии пластичности его поведения, возможности его изменения в зависимости отконкретной обстановки. В настоящее время, как отмечалось в гл. 1, наповестку дня ставится вопрос о создании СЧМ, в которых свойство адаптацииреализуется путем соответствующего технического обеспечения. Речь идет осоздании таких технических средств, которые могут изменять свои параметры иусловия деятельности в зависимости от текущего конкретногопсихофизиологического состояния человека и показателей эффективности егодеятельности. И наконец, системы «человек — машина» можно отнести к классусамоорганизующихся систем, т. е. систем, способных к уменьшению энтропии(неопределенности) после вывода их из устойчивого, равновесного состоянияпод действием различного рода возмущений. Это свойство становится возможнымблагодаря целенаправленной деятельности человека, способности егопланировать свои действия, принимать правильные решения и реализовывать ихв соответствии с возникшими обстоятельствами. Способность к адаптации исамоорганизации обусловливает такое важное свойство систем «человек —машина», каким является их живучесть.Из всего сказанного видно, что рассмотренные особенности СЧМ определяютсяналичием в их составе человека, его возможностью правильно решатьвозникающие задачи в зависимости от конкретных условий и обстановки. Этолишний раз показывает, что исходным пунктом анализа и описания СЧМ должнабыть целесообразная деятельность человека.На основании вышеизложенного можно в общих чертах охарактеризоватьнекоторые важнейшие принципы системного подхода к изучению СЧМ. Суть ихсводится к следующему. 1. Возможно более полное и точное определение назначениясистемы, ее целей и задач. Это требует, в свою очередь, анализа состава изначимости отдельных целей, подцелей и задач; определения возможности ихосуществимости и требуемых для этого средств и ресурсов; определенияпоказателей эффективности и целевой функции СЧМ. 2. Исследование структуры системы, и прежде всего состававходящих в нее компонентов, характера межкомпонентных связей и связейсистемы с внешней средой, пространственно-временной организации компонентовсистемы и их связей, границ системы, ее изменчивости и особенностей наразличных стадиях существования (жизненного цикла). 3. Последовательное изучение характера функционирования системы,в том числе: всей системы в целом, отдельных подсистем в пределах целого,изменчивости функций и их особенностей на разных стадиях существованиясистемы. 4. Рассмотрение системы в динамике, в развитии, т. е. наразличных этапах ее жизненного цикла: при проектировании, производстве иэксплуатации.На последнем из этих принципов следует остановиться особо. В ряде случаеврамки инженерной психологии неправомерно суживают, отводя ей лишь рольпроектировочной дисциплины. Проектировочная сущность инженерной психологииприобретает в настоящее время решающее значение. Однако только ею неограничивается проблематика инженерной психологии. Для того чтобы былиреализованы все потенциальные возможности систем «человек — машина»,необходим также правильный учет инженерно-психологических требований впроцессе их производства и эксплуатации. Это приводит к необходимостисоздания единой системы инженерно-психологического обеспечения систем«человек — машина» на всех этапах их жизненного цикла.Под инженерно-психологическим обеспечением понимается весь комплексмероприятий, связанных с организацией учета человеческого фактора впроцессе проектирования, производства и эксплуатации СЧМ. Проблемаинженерно-психологического обеспечения имеет два основных аспекта: целевойи организационно-методический (табл. 3.1). Первый из них связан снепосредственным выполнением работ по учету человеческого фактора на каждомиз этапов жизненного цикла СЧМ; его содержание целиком и полностьюопределяется проблематикой инженерной психологии. Второй аспект связан сорганизационно-методическим обеспечением работ по учету человеческогофактора. Содержание инженерно-психологического обеспечения СЧМ|Этап |Аспект инженерно-психологического обеспечения ||жизненного | ||цикла | || |целевой |организационно-методический ||Проектирован|Определение функций человека|Разработка нормативных и ||ие |в проектируемой СЧМ и |справочно-методических || |оценка его |материалов по || |психофизиологических |инженерно-психологическому || |возможностей по их |проектированию деятельности|| |выполнению |оператора. Организация труда|| |(инженерно-психологическое |коллектива проектировщиков || |проектирование) | ||Производство|Учет психофизиологических |Разработка нормативных и || |свойств человека в процессе |справочно-методических || |производства (условия |материалов по учету || |труда, режимы труда и |человеческого фактора в || |отдыха, взаимосвязи |процессе производства || |операторов в групповой | || |деятельности и т. п.) | ||Эксплуатация|Учет психофизиологических |Разработка методик по || |возможностей человека при |профессиональному отбору || |эксплуатации техники |(если это необходимо) и || |(профессиональный отбор, |подготовке операторов, || |обучение, трениров-•гки, |подбору коллективов, || |формирование операторских |организации труда. || |коллективов, организация их |Разработка нормативных || |труда) |документов, || | |регламентирующих || | |применение этих методик | Он включает в себя разработку необходимых справочно-методическихматериалов, с помощью которых можно выполнять эти работы, а такжеразработку нормативных документов, регламентирующих (в частности,утверждающих) степень и полноту учета человеческого фактора припроектировании, производстве и эксплуатации СЧМ. При отсутствии таких документов проведение работ по учетучеловеческого фактора не будет являться обязательным мероприятием, ипоэтому задача инженерно-психологического обеспечения не может считатьсяполностью решенной. 2. Показатели качества системы «человек – машина».Любая СЧМ призвана удовлетворять те или иные потребности человека иобщества. Для этого она должна обладать определенными свойствами, которыезакладываются при проектировании СЧМ и реализуются в процессе эксплуатации.Под свойством СЧМ понимается ее объективная способность, проявляющаяся впроцессе эксплуатации. Количественная характеристика того или иногосвойства системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям еесоздания или эксплуатации, носит название показателя качества СЧМ. В нашей стране разработана определенная номенклатурапоказателей качества промышленной продукции. Она включает в себя 8 групппоказателей, с помощью которых можно количественно оценивать различныесвойства продукции. К ним относятся: показатели назначения, надежности идолговечности, технологичности, стандартизации и унификации, а такжеэргономический, эстетический, патентно-правовой и экономический показатели. Не рассматривая подробно все показатели, остановимся лишь на техиз них, которые влияют на деятельность человека в СЧМ или зависят отрезультатов его деятельности. Быстродействие (время цикла регулирования Tц) определяетсявременем прохождения информации по замкнутому контуру «человек — машина»: k Тц=S ti i=1где Tц — время задержки (обработки) информации в i-м звене СЧМ; k — числопоследовательно соединенных звеньев СЧМ; в качестве их могут выступать кактехнические звенья, так и операторы. Надежность характеризует безошибочность (правильность) решениястоящих перед СЧМ задач. Оценивается она вероятностью правильного решениязадачи, которая, по статистическим данным, определяется отношением Pпр=1 – mош / Nгде mош и N — соответственно число ошибочно решенных и общее числорешаемых задач. Важной характеристикой деятельности оператора является такжеточность его работы. На этой характеристике следует остановиться особо, ибов ряде случаев происходит некоторое смешение ее с надежностью. В качествеисходного понятия для определения обеих характеристик используется понятие«ошибка оператора», для расчета обеих характеристик предлагаются одинаковыеформулы и т. д. Фактически же надежность и точность представляют собойразличные показатели, характеризующие разные стороны деятельностиоператора. Правильное толкование обоих этих показателей дается в работе. Под точностью работы оператора следует понимать степеньотклонения некоторого параметра, измеряемого, устанавливаемого илирегулируемого оператором, от своего истинного, заданного или номинальногозначения. Количественно точность работы оператора оценивается величинойпогрешности, с которой оператор измеряет, устанавливает или регулируетданный параметр: Y= Iн - Iопгде Iн — истинное или номинальное значение параметра; Iоп — фактическиизмеряемое или регулируемое оператором значение этого параметра.Величина погрешности может иметь как положительный, так и отрицательныйзнак. Понятия ошибки и погрешности не тождественны между собой: не всякаяпогрешность является ошибкой. До тех пор пока величина погрешности невыходит за допустимые пределы, она не является ошибкой, и только впротивном случае ее следует считать ошибкой и учитывать также при оценкенадежности. Понятие погрешности наиболее важно для тех случаев, когдаизмеряемый или регулируемый оператором параметр представляет непрерывнуювеличину. Так, например, можно говорить о точности определения координатсамолета оператором радиолокационной станции и т. д. В работе оператора следует различать случайную исистематическую погрешности. Случайная погрешность оператора оцениваетсявеличиной среднеквадратической погрешности, систематическая погрешность —величиной математического ожидания отдельных погрешностей. Методы ихопределения приведены в работах. Своевременность решения задачи СЧМ оценивается вероятностью того,что стоящая перед СЧМ задача будет решена за время, не превышающеедопустимое: Тдоп Рсв = Р Тц < Тдоп = ( ? (Т) dT, 0где ? (Т) — функция плотности времени решения задачи системой «человек —машина».Эта же вероятность по статистическим данным оценивается по выражению Рсв= 1 – mнс / Nгде mнс — число несвоевременно решенных СЧМ задач.При определении величин mош и mнс, а следовательно, и при оценкевероятностей Pпр и Рсв не имеет значения, за счет каких причин(некачественной работы машины или некачественной деятельности оператора)неправильно или несвоевременно решена задача системой «человек — машина». Поскольку большинство СЧМ работают в рамках определенных временныхограничений, то несвоевременное решение задачи приводит к недостижениюцели, стоящей перед системой «человек — машина». Поэтому в этих случаях вкачестве общего показателя надежности используется вероятность правильного(Рпр) и своевременного (Рсв) решения задачи Рсмч= PпрРсв , Такой показатель используется, например, при применении обобщенногоструктурного метода оценки надежности СЧМ [см. 31]. Безопасность труда человека в СЧМ оценивается вероятностьюбезопасной работы n Рсчм= 1 - S Pвоз I Pош I , i=1где Рвоз i — вероятность возникновения опасной или вредной для человекапроизводственной ситуации i-го типа; РОШ i — вероятность неправильныхдействий оператора в i-й ситуации; n — число возможных травмоопасныхситуаций. Опасные и вредные ситуации могут создаваться как техническимипричинами (неисправность машины, аварийная ситуация, неисправность защитныхсооружений), так и нарушениями правил и мер безопасности со стороны людей.При этом, в условиях автоматизированного производства, когда контактчеловека с рабочими частями машин и оборудования сравнительно невелик,большая роль в возникновении опасных и вредных для человека ситуацийпринадлежит психофизиологическим факторам. Их влияние также нужно учитыватьпри определении показателя Рбт. Степень автоматизации СЧМ характеризует относительное количествоинформации, перерабатываемой автоматическими устройствами. Эта величинаопределяется по формуле Ka= 1 – Ноп / Нсмч ,где Ноп — количество информации, перерабатываемой оператором; Нсчм — общееколичество информации, циркулирующей в системе «человек — машина». Для каждой СЧМ существует некоторая оптимальная степеньавтоматизации (koпт), при которой эффективность СЧМ становитсямаксимальной. При этом чем сложнее СЧМ, тем больше потери эффективности из-за неправильного выбора степени автоматизации. Это видно из сравнениякривых 1 и 2 на рис. Оптимальная степень автоматизации устанавливается впроцессе решения задачи распределения функций между человеком и машиной. Зависимость эффективности СЧМ от степени автоматизации: 1 — для простых систем; 2 — для сложных систем Экономический показатель характеризует полные затраты на систему«человек — машина». В общем случае эти затраты складываются из трехсоставляющих: затрат на создание (изготовление) системы Си, затрат наподготовку операторов Соп и эксплуатационных расходов Сэ. По отношению кпроцессу эксплуатации затраты Си и Соп являются, как правило, капитальными.Тогда полные приведенные затраты в СЧМ определяются выражением Wсчм=Сэ + Ен(Соп + Си),где Ен — нормативный коэффициент экономической эффективности капитальныхзатрат. При заданной величине Wсчм путем перераспределения затрат междуотдельными составляющими Си, Соп и Сэ можно получить различные значенияобщей эффективности СЧМ. И, наоборот, заданная эффективность СЧМ может бытьобеспечена с помощью различных затрат в зависимости от распределения ихмежду отдельными составляющими. Методы технико-экономической оптимизацииСЧМ (получение заданной эффективности при минимуме Wсчм или получениемаксимума эффективности при заданной величине Wсчм) путем перераспределениязатрат Си, Соп и Сэ . Большое значение при анализе и оценке СЧМ имеют эргономическиепоказатели. Они учитывают совокупность специфических свойств системы«человек — машина», обеспечивающих возможность осуществления в нейдеятельности человека (группы людей). Эргономические показателипредставляют собой иерархическую структуру, включающую в себя целостнуюэргономическую характеристику (эргономичность СЧМ), комплексные(управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость СЧМ), групповые(социально-психологические, психологические, физиологические,антропометрические, гигиенические) и единичные показатели. С помощью рассмотренных показателей можно оценить одно илинесколько однотипных свойств СЧМ. Иногда их может оказаться недостаточнодля решения инженерно-психологических задач (например, при выборе одного изнескольких конкурирующих вариантов СЧМ). В этом случае нужно датьинтегральную оценку качества системы «человек — машина» как совокупностивсех ее основных свойств. Для этого используется понятие эффективности СЧМ,под которой понимается степень приспособленности системы к выполнениювозложенных на нее функций. При определении эффективности СЧМ необходимоучесть следующие правила: для получения полной интегральной оценки следуетучитывать всю совокупность частных показателей качества СЧМ;частные показатели должны входить в общую оценку с некоторым «весом»,характеризующим их важность в данной системе;поскольку частные показатели имеют различный физический смысл и измеряютсяв разных величинах, они должны быть приведены к безразмерному инормированному относительно некоторого эталона виду.При этом следует отметить, что все частные показатели с точки зрения ихвлияния на эффективность могут быть повышающими (надежность, безопасность,своевременность и т. п.) или понижающими (затраты, время решения задачи идр.)- Поэтому нормирование производится следующим образом: для повышающих показателей Эi= Ei / Emax i для понижающих показателей Эi= Ei / Emin iгде Эi и Ei — соответственно нормированное и абсолютное значение i-гочастного показателя; Emax i и emin i — максимальное (минимальное) значение i-гo частного показателя, которое имеет существующая или проектируемаяаналогичная система.Эффективность системы представляется как некоторая совокупность частныхпоказателей. Чаще всего применяется аддитивная функция n Эсчм= S ai Эi i=1где аi- — «весовые» коэффициенты, сумма которых должна быть равна единице;n — число учитываемых частных показателей.При выполнении рассмотренных условий величина Эcчм принимает значения впределах от нуля до единицы и представляет собой своеобразный «коэффициентполезного действия» системы «человек — машина». 3. Оператор в системе «человек машина». Как уже отмечалось, независимо от степени автоматизации СЧМ,человек остается главным звеном системы «человек — машина». Именно онставит цели перед системой, планирует, направляет и контролирует весьпроцесс ее функционирования. Поэтому деятельность оператора являетсяисходным пунктом инженерно-психологического анализа и изучения СЧМ.Деятельность оператора имеет ряд особенностей, определяемых следующимитенденциями развития современного производства. 1. С развитием техники увеличивается число объектов (и ихпараметров), которыми необходимо управлять. Это усложняет и повышает рольопераций по планированию и организации труда, по контролю и управлениюпроизводственными процессами. 2. Развиваются системы дистанционного управления. Человек всеболее удаляется от управляемых объектов, о динамике их состояния он судитне по данным непосредственного наблюдения, а на основании восприятиясигналов от устройств отображения информации, имитирующих реальныепроизводственные объекты. Осуществляя дистанционное управление, человекполучает необходимую информацию в закодированном виде (т. е. в видепоказаний счетчиков, индикаторов, измерительных приборов и т. д.), чтообусловливает необходимость декодирования и мысленного сопоставленияполученной информации с состоянием реального управляемого объекта. 3. Увеличение сложности и скорости течения производственныхпроцессов выдвигает повышенные требования к точности действий операторов,быстроте принятия решений в осуществлении управленческих функций. Взначительной мере возрастает степень ответственности за совершаемыедействия, поскольку ошибка оператора при выполнении даже самого простогоакта может привести к нарушению работы всей системы «человек — машина»,создать аварийную ситуацию с угрозой для жизни работающих людей. Поэтомуработа оператора в современных человеко-машинных комплексах характеризуетсязначительными увеличениями нагрузки на нервно-психическую деятельностьчеловека, в связи с чем по-иному ставится проблема критериев тяжестиоператорского труда. Основным критерием становится не физическая тяжестьтруда, а его нервно-психическая напряженность. 4. В условиях современного производства изменяются условия работычеловека. Для некоторых видов деятельности оператора характерно ограничениедвигательной активности, которое не только проявляется в общем уменьшенииколичества мышечной работы, но и связано с преимущественным использованиеммалых групп мышц. Иногда оператор должен выполнять работу в условияхизоляции от привычной социальной среды, в окружении приборов и индикаторов.И если эти устройства спроектированы без учета психофизиологическихособенностей оператора либо выдают ему ложную и искаженную информацию, товозникает ситуация, которую образно называют «конфликтом» человека сприборами . 5. Повышение степени автоматизации производственных процессовтребует от оператора высокой готовности к экстренным действиям. Принормальном протекании процесса основной функцией оператора являетсяконтроль и наблюдение за его ходом. При возникновении нарушений оператордолжен осуществить резкий переход от монотонной работы в условиях«оперативного покоя» к активным, энергичным действиям по ликвидациивозникших отклонений. При этом он должен в течение короткого промежуткавремени переработать большое количество информации, принять и осуществитьправильное решение. Это приводит к возникновению сенсорных, эмоциональных иинтеллектуальных перегрузок. Рассмотренные особенности операторского труда позволяют выделитьего в специфический вид профессиональной деятельности, в связи с чем дляего изучения, анализа и оценки недостаточно классических методов,разработанных психологией и физиологией труда и используемых дляоптимизации различных видов работ, не связанных с дистанционным управлениемпо приборам. Деятельность оператора в системе «человек — машина» может носитьсамый разнообразный характер. Несмотря на это, в общем виде она может бытьпредставлена в виде четырех основных этапов. 1. Прием информации. На этом этапе осуществляется восприятиепоступающей информации об объектах управления и тех свойствах окружающейсреды и СЧМ в целом, которые важны для решения задачи, поставленной передсистемой «человек — машина». При этом осуществляются такие действия, какобнаружение сигналов, выделение из их совокупности наиболее значимых, ихрасшифровка и декодирование; в результате у оператора складываетсяпредварительное представление о состоянии управляемого объекта: информацияприводится к виду, пригодному для оценки и принятия решения. 2. Оценка и переработка информации. На этом этапе производитсясопоставление заданных и текущих (реальных) режимов работы СЧМ,производится анализ и обобщение информации, выделяются критичные объекты иситуации и на основании заранее известных критериев важности и срочностиопределяется очередность обработки информации. Качество выполнения этогоэтапа во многом зависит от принятых способов кодирования информации ивозможностей оператора по ее декодированию. На данном этапе оператороммогут выполняться такие действия, как запоминание информации, извлечение ееиз памяти, декодирование и т. п. 3. Принятие решения. Решение о необходимых действиях принимаетсяна основе проведенного анализа и оценки информации, а также на основедругих известных сведений о целях и условиях работы системы, возможныхспособах действия, последствиях правильных и ошибочных решений и т. д.Время принятия решения существенным образом зависит от энтропии множестварешений. Если же каждому состоянию объекта могут быть поставлены всоответствие несколько решений, то при расчете энтропии нужно учесть еще исложность выбора из множества возможных решений необходимого. 4. Реализация принятого решения. На этом этапе осуществляетсяприведение принятого решения в исполнение путем выполнения определенныхдействий или отдачи соответствующих распоряжений. Отдельными действиями наэтом этапе являются: перекодирование принятого решения в машинный код,поиск нужного органа управления, движение руки к органу управления иманипуляция с ним (нажатие кнопки, включение тумблера, поворот рычага и т.п.). На каждом из этапов оператор совершает самоконтроль собственныхдействий. Этот самоконтроль может быть инструментальным илинеинструмеитальным. В первом случае оператор проводит контроль своихдействий с помощью специальных технических средств (например, с помощьюспециальных индикаторов контролирует правильность набора информации). Вовтором случае контроль ведется без применения технических средств. Оносуществляется путем визуального осмотра, повторения отдельных действий ит. п. Проведение любого вида самоконтроля способствует повышениюнадежности работы оператора. На качество и эффективность выполнения каждого из рассмотренныхэтапов оказывает влияние целый ряд факторов. Так, например, качество приемаинформации зависит от вида и количества индикаторов, организацииинформационного поля, психофизических характеристик предъявляемойинформации (размеров изображений, их светотехнических характеристик,цветового тона и цветового контраста).На оценку и переработку информации влияют такие факторы, как способкодирования информации, объем ее отображения, динамика смены информации,соответствие ее возможностям памяти и мышления оператора. Эффективность принятия решения определяетсяследующими факторами: типом решаемой задачи, числом и сложностьюпроверяемых логических условий, сложностью алгоритма и количествомвозможных вариантов решения. Выполнение управляющих движений зависит от числа органовуправления, их типа и способа размещения, а также от большой группыхарактеристик, определяющих степень удобства работы с отдельными органамиуправления (размер, форма, сила сопротивления и т.д.). Первые два этапа в совокупности называют иногда получениеминформации, последние два этапа — ее реализацией. Из проведенного описаниявидно, что получение информации включает в себя как бы два уровня,поскольку текущая информация передается оператору через систему техническихустройств. Он, как правило, не имеет возможности непосредственно наблюдатьза объектом управления (во всяком случае эта возможность ограничена), аполучает необходимую информацию со средств отображения в закодированномвиде. С их помощью формируется информационная модель объекта управления. Поэтому на первом уровне получения информации происходит восприятиеоператором информационной модели, т. е. восприятие физических явлений,выступающих в роли носителей информации (положение стрелки на шкалеизмерительного прибора, комбинация знаков на экране электронно-лучевойтрубки, мигание лампочки, звук и т. п.). После этого на втором уровнеосуществляется декодирование воспринятых сигналов и формирование на этойоснове некоторой «умственной картины» управляемого процесса и условий, вкоторых он протекает. Такую «умственную картину» в инженерной психологиипринято называть концептуальной моделью '. Она дает возможность операторусоотнести в единое целое различные части управляемого процесса и затем наоснове принятого решения осуществить эффективные управляющие действия, т.е. правильно реализовать полученную информацию. Деятельность оператора, как отмечалось в начале данного параграфа,имеет целый ряд специфических особенностей. Поэтому успешное ее выполнениепредполагает определенный уровень развития психических процессов. Основнымииз них являются восприятие, внимание, память, представление и др.. До сих пор нами рассматривались общие черты деятельностиоператора. Однако наряду с ними можно выделить и различные видыоператорского труда, каждый из которых характеризуется своими частнымиособенностями. Оператор-технолог непосредственно включен в технологическийпроцесс. Он работает в основном в режиме немедленного обслуживания.Преобладающими в его деятельности являются управляющие действия. Выполнениедействий регламентируется обычно инструкциями, которые содержат, какправило, почти полный набор ситуаций и решений. К этому виду относятсяоператоры технологических процессов, автоматических линий, операторы поприему и переработке информации и т. п. Оператор-наблюдатель (контролер) является классическим типомоператора, с изучения деятельности которого и началась инженернаяпсихология. Важное значение для деятельности такого оператора имеютинформационные и концептуальные модели, а также процессы принятия решения.Управляющие действия контролера (по сравнению с оператором первого типа)несколько упрощены. Оператор-наблюдатель может работать в режимеотстроченного обслуживания. Такой тип деятельности является массовым длясистем, работающих в реальном масштабе времени (операторы радиолокационнойстанции, диспетчеры на различных видах транспорта и т.д.). Оператор-исследователь в значительно большей степени используетаппарат понятийного мышления и опыт, заложенные в концептуальную модель.Органы управления играют для него еще меньшую роль, а «вес» информационныхмоделей, наоборот, существенно увеличивается. К таким операторам относятсяпользователи вычислительных систем, дешифровщики различных объектов(образов) и т. д. Оператор-руководитель в принципе мало отличается отпредыдущего типа, но для него механизмы интеллектуальной деятельностииграют главенствующую роль. К таким операторам относятся организаторы,руководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения вчеловеко-машинных комплексах и обладающие интуицией, знанием и опытом. Для деятельности оператора-манипулятора большое значение имеетсенсомоторная координация (например, непрерывное слежение за движущимсяобъектом) и моторные (двигательные) навыки. Хотя механизмы моторнойдеятельности имеют для него главенствующее значение, в деятельностииспользуется также аппарат понятийного и образного мышления. В функцииоператора-манипулятора входит управление роботами, манипуляторами, машинами-усилителями мышечной энергии человека (станки, экскаваторы, транспортныесредства и т. п.). Рассмотренные ранее общие психологические качества операторов истепень их проявления могут теперь быть дифференцированы в зависимости отвида деятельности оператора. Так, оператору-руководителю в первую очередьнеобходимы: высокая помехоустойчивость при восприятии слуховой и зрительнойинформации; способность к абстрактному мышлению, обобщению, конкретизации,мышлению вероятностными категориями; критичность мышления. В отличие от этого требования к оператору-манипулятору будутиные. К ним относятся: высокая чувствительность и помехоустойчивость привосприятии различных видов информации, способность к устойчивой моторнойработе в максимальном темпе, высокая мышечно-суставная чувствительность. Аналогичные требования могут быть разработаны и дляоператоров других типов. Все их нужно учитывать при проектированиидеятельности и профессиональном отборе операторов. III. Заключение. Инженерная психология, являющаяся особой научной дисциплиной,пограничной для технических и психологических наук, возникла как ответ нанужды научно-технического прогресса. Ее объектом являются системы «человек— машина», а предметом — процессы информационного взаимодействия человека итехники. Создание новых образцов техники и новых технологических процессовнеизбежно сопровождается изменениями требований к человеку как субъектутруда; изменяются орудия и условия труда, формируются новые виды трудовойдеятельности. Каждый новый шаг в развитии техники и технологии порождает иновые проблемы, требующие инженерно-психологического исследования. Этозначит, что инженерная психология есть наука непрестанно развивающаяся. Ееразвитие органически связано с научно-техническим прогрессом. С ходомнаучно-технического прогресса роль инженерной психологии возрастает. В современном обществе инженерная психология, как и все другиенауки, поставлена на службу человеку труда. Главная задача инженернойпсихологии — это разработка оптимальных методов и средств разрешенияпротиворечий между технологическими процессами и техникой, с одной стороны,и трудовой деятельностью человека — с другой, возникающих в процессеразвития производства. Ее цель — повышение производительности труда путемгуманизации техники и технологии. Список литературы. 1. Основы инженерной психологии. / под ред. Ломова. М 1986г. 2. А.Н. Леонтьев / Лекции по общей психологии. / М. 2000г.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconPlus600! Русские шашки
Выбор противника (машина-машина, машина-человек, человек-машина, человек-человек)

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua Cпособы преобразования комплексного...

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua Город и человек Город и...

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua Педагогика наука план I....

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconТур проводится в гарантированные даты для группы минимум из 2 человек
...

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconОсобенности использования искуссТвенного
ИИ. Устоявшегося определения последнего пока нет, но если говорить предельно просто, то ии занимается задачами, которые «хорошо решает...

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconСписо кнаучных, методических и литературных публикаций широчина валерия...
Кулик В. Т., Широчин В. П. "О структуре устройства связи "человек-машина" в системе группового программированного обучения с эвм"(статья)....

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconСписо кнаучных, методических и литературных публикаций широчина валерия...
Кулик В. Т., Широчин В. П. "О структуре устройства связи "человек-машина" в системе группового программированного обучения с эвм"(статья)....

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconК расчету марковской модели эрготической системы
«машина» и здоровье подсистемы «человек», задача которого эту катастрофу ликвидировать. В отличие от стандартного подхода, интенсивности...

Реферат скачан с сайта allreferat wow ua Система человек-машина план. I. Введение. II. Основная часть. Особенности классификации системы «человек машина» iconElectronic Numerical Integrator and Calculator. Эта машина состояла...
Эта машина состояла из 18 тысяч электронных ламп, 1,5 тысяч реле, имела массу более 30 тонн, потребляла мощность 150 кВт, занимала...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<