6. Основные направления эргономики – инженерная психология.

Значение инженерной психологии в организации деятельности человека-оператора. Оптимизация средств и систем отображения информации.

Деятельность оператора с информационными моделями.

Развитие промышленности XX столетия все в большей и большей степени характеризуется механизацией и автоматизацией произ­водственных процессов. В ряде случаев это приводит к тому, что во многих видах деятельности не так легко конкретно указать и определить предмет труда и его результат. Дело в том, что сред­ства трудовой деятельности начинают занимать в сознании рабо­тающего место ее предмета, а сам предмет как бы «дематериали­зуется». Этот процесс дематериализации происходил постепенно. Существовало и существует большое число ситуаций, когда тре­буемая точность непосредственного наблюдения и оценки превос­ходит разрешающую способность органов чувств человека. Для повышения точности непосредственного наблюдения стали исполь­зовать различные датчики, информация от которых поступает в аналоговой или цифровой форме. Эта информация частично дуб­лирует непосредственное восприятие предмета труда или рабочего процесса. Приборная информация предъявляется в более удобной для восприятия форме. Использование таких двойных источников информации — это начало «раздвоения» предмета трудовой дея­тельности. Человек начинает иметь дело не только, а в некото­рых случаях и не столько с непосредственно наблюдаемыми, сколько с инструментально измеренными свойствами предмета тру­да. Такие ситуации типичны для многих транспортных профессий, для профессий металлургов, инструментальщиков и др. По мере того как человек все больше удалялся от предмета труда в силу невозможности или опасности его непосредственного наблюдения, все шире стали использовать разнообразные средства дистанцион­ного, контроля и управления, специальные средства отображения информации. Последние предназначены для предъявления челове­ку данных, характеризующих объекты управления или его пара­метры, ход технологического процесса, наличие энергетических ресурсов, состояние средств автоматизации, каналов связи и пр. Эти данные предъявляются человеку в количественной, качественной, в том числе и картинной форме.

Внедрение систем дистанционного контроля и управления привело к тому, что средства отображения информации стали использовать в качестве единственного источника информации об управляемом объекте, рабочем процессе и о состоянии самой си­стемы дистанционного управления или системы «человек — маши­на». Операторы таких систем действуют не с реальными объекта­ми, а с их заместителями или имитирующими их образами, т. е. с информационными моделями реальных объектов.

Информационная модель есть организованная в соответствии с определенной системой правил совокупность информации о со­стоянии и функционировании объекта управления и внешней сре­ды. Она является для оператора своеобразным имитатором, отра­жающим все существенно важные для управления свойства реаль­ных объектов, т. е. тем источником информации, на основе кото­рого он формирует образ реальной обстановки, производит анализ и оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает решения, обеспечивающие правильную ра­боту системы и выполнение возложенных на нее задач, а также наблюдает и оценивает результаты их реализации.

В философско-методологической литературе под моделью по­нимается функциональный гомоморфный перенос (отображение) части внешнего мира на систему понятий (изображений, визуали­зированных картин, символов, знаков и т. п.). Физически информационная модель реализуется с по­мощью разнообразных средств отображения информации.

Наиболее существенной особенностью деятельности человека с информационной моделью является необходимость соотнесения сведений, получаемых посредством приборов, экранов, мнемосхем, табло и т. п., как между собой, так и с реальными управляемыми объектами. На процедурах соотнесения этих сведений строится вся деятельность оператора. Отсюда понятно, что построение адекватной информационной модели является одной из важней­ших задач конструирования системы управления в целом.

В работе по созданию информационных моделей, предшествую­щей выбору технических средств ее реализации, т. е. средств ото­бражения информации, необходимо руководствоваться следующи­ми эргономическими требованиями:

— по содержанию: информационные модели должны адекватно отображать объекты управления, рабочие процессы, окружаю­щую среду и состояние самой системы управления;

— по количеству информации: информационные модели должны обеспечивать оптимальный информационный баланс и не при­водить к таким нежелательным явлениям, как дефицит или излишек информации;

— по форме и композиции: информационные модели должны со­ответствовать задачам трудового процесса и возможностям человека по приему, анализу, оценке информации и осущест­влению управляющих воздействий.

Всесторонний учет этих требований в процессе проектирования обеспечивает необходимую оперативность и точность трудовой деятельности человека и, в частности, эффективное выполнение функций системой «человек — машина».

Информационные модели современных СЧМ в большинстве случаев адекватно отражают объекты управления и состояние системы управления. Тем не менее работа оператора с ними часто не удовлетворяет требованиям оперативности и точности..

Опыт показывает, что операторы часто сталкиваются с трудно­стями, которые являются результатом того, что конструктор исхо­дит из неправильных или неполных представлений о возможно­стях человека по приему и переработке информации.

Сложность рационального определения (и проектирования) дея­тельности оператора состоит в том, что его включают в систему управления для выполнения таких функций, применительно к ко­торым часто невозможно выработать четкие и однозначные инструкции и правила. При этом оператору поручаются выполне­ние или контроль наиболее важных и ответственных функций в системе. От оператора требуются разумные действия в непред­виденных обстоятельствах, зачастую в условиях недостаточной, а порой и недостоверной информации. Работа оператора, как и системы управления в целом, протекает в реальном масштабе вре­мени, что налагает особые требования к ее скорости и точности.

Поскольку оператор все больше имеет дело с недостаточно чет­ко определенным пространством возможных задач, нередко бывает так, что он должен извлекать, вычерпывать из информационной модели и соответственно реконструировать самое различное пред­метное содержание, различные слои реальности.

Сказанное относительно предметного содержания деятельности оператора подтверждает тезис о его «дематериализации». Этот тезис следует понимать в том смысле, что у оператора в каждый данный момент его деятельности нет априорного представления о ее конкретном предметном содержании. Он должен извлекать его из избыточной информационной модели, строить образ этого предметного содержания и в зависимости от этого образа ставить и достигать конкретные цели.

Именно поэтому деятельность оператора нередко называют творческой и именно поэтому так сложна оценка эффективности деятельности операторов СЧМ, равно как и решение насущных задач оптимизации и проектирования деятельности операторов.

Опыт разработки и эксплуатации информационных моделей, а также специальный анализ деятельности операторов с ними по­зволяют сформулировать ряд важнейших характеристик инфор­мационных моделей.

1. В информационной модели представлены лишь те свойства, отношения, связи управляемых объектов, которые существенны, имеют определенное функциональное значение, т. е. «участвуют в игре». В этом смысле модель воспроизводит действительность в упрощенной форме и всегда является некоторой идеализацией действительности. Степень и характер упрощения и идеализации могут быть определены на основе анализа задач СЧМ в целом и анализа задач операторов СЧМ.

2. Модель должна быть наглядной, т. е. оператор должен иметь возможность воспринимать сведения быстро и без кропотливого анализа. Информационная модель может быть наглядной в разных смыслах. Она может давать, например, наглядное представление о пространственном расположении объектов, т. е. быть в какой-то мере геометрически подобной их действительному расположению. Если для оператора су­щественны иные признаки, то необходимо сделать наглядными другие свойства управляемых объектов, например их принадлеж­ность к одному и тому же типу или состоянию.

3. Одним из важнейших средств достижения легкой восприни­маемости, или «читаемости», информационной модели является правильная организация ее структуры. Это означает, что в инфор­мационной модели должны быть представлены не коллекция или набор сведений, так или иначе упорядоченных, а они должны находиться в определенном и очевидном взаимодействии.

Одним из средств достижения хоро­шей структуры является правильная компоновка информационной модели. В этом смысле разработка информационной модели пред­ставляет собой задачу, в какой-то степени эквивалентную задаче хорошей компоновки картины. Так же как и хорошо скомпонован­ная картина, информационная модель может помочь восприятию ситуации в целом, если она не будет перегружена деталями, на­рушающими целостное восприятие. Важной задачей художника является отбор того существенного и типичного, что позволяет ему с максимальной эффективностью довести до зрителя свою идею. Точно так же и при создании информационной модели чрезвычай­но существен отбор функционально значимых сведений и инфор­мативных данных, которые должны быть предъявлены оператору. Сказанное в равной степени относится и к отображению конфликт­ных ситуаций, осознание которых облегчается при столкновении противоречивых образов, тенденций, свойств и т. п.

4. Восприятие ситуации как проблемной облегчается, если в информационной модели предусмотрено:

— отображение конкретных изменений свойств элементов си­туации, которые происходят при их взаимодействии. В этих случаях изменения свойств отдельных элементов восприни­маются не изолированно, а в контексте ситуации в целом.

— отображение динамических отношений управляемых объек­тов. При этом связи и взаимодействия информационной модели должны отображаться в развитии. Допустимо и по­лезно даже утрирование или усиленное отображение тенден­ций развития элементов ситуации, их связей или ситуации в целом;

— отображение конфликтных отношений, в которые вступают элементы ситуации.

5. Информация об объектах управления предъявляется опера­тору не в натуральном, а в закодированном виде. При этом ста­новится особенно' важной проблема создания особого языка, по­пятного человеку и одновременно могущего быть использованным машиной, проблема согласования «входов» и «выходов» человека и машины.

6. Объем информации того или иного рода, который может быть хорошо усвоен оператором, не может быть задан ему про­извольно. Он должен быть определен для данных условий работы или уже на основе имеющихся количественных оценок работы оператора, или при помощи специального эксперимента.

Практическое занятие по теме:

Моделирование ситуаций в области инженерной психологии.

Время выполнения задания – 1 ч.

Самостоятельное изучение материала по теме:

Инженерная психология.

Моделирование ситуаций в области инженерной психологии.

Время выполнения – 3 ч

Рекомендуемая литература по теме.

Основная:

1. Панеро Дж., Зелник М. Основы эргономики. Человек, пространство, интерьер. – М.: АСТ: Астрель, 2006.

2. Папанек В. Дизайн для реального мира. Пер. с англ. М., Издатель Д. Аронов, 2004

Дополнительная:

1. Кристенсен Ж., Мейстер.Д., Фоули П. и др. Человеческий фактор. В 6-ти тт.-М.: Мир, 1991.

2. Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды: Учебник. – М.: Логос, 2001.

Вопросы для самоконтроля.

1. Основные характеристики инженерной психологии.

2. Значение инженерной психологии в организации деятельности человека-оператора.