1.1. ЧОВЕШКИ ФАКТОР, ЕРГОНОМИЯ И ИНЖЕНЕРНА ПСИХОЛОГИЯelse.uctm.edu/subjects/c283/download/lectures_l_449_bg.pdf · психология на

"Èíæåíåðíà ïñèõîëîãèÿ è åðãîíîìèÿ", Ä. Êàðàìàíñêà

1.1. ЧОВЕШКИ ФАКТОР, ЕРГОНОМИЯ И ИНЖЕНЕРНА ПСИХОЛОГИЯ 1.1.1. Въведение и характеристика на ергономията и инженерната психология

Човекът – проблеми и предизвикателства в дейността му днес

Съвременната действителност внася съществени изменения в харак-тера и съдържанието на дейността на човека. Промените са динамич-ни, нараства изолирането на човека от естествената среда и това се отразява смущаващо и неблагоприятно върху поведението му. Нови-те информационни технологии, промишлени производства, съоръже-ния, комуникации, транспорт променят същността и условията на човешката дейност: намалява относителният дял на физическия труд, нараства умственото натоварване на човека. Развиват се източ-ниците и каналите за информационно натоварване и комуникация между хората, появяват се специфични ситуации и проблеми при използването на техниката. В следствие на грешки и пропуски при проектирането и конструирането, редица експлоатационни харак-теристики на техниката и условията на работната среда влияят отрицателно върху здравословното състояние и работоспособност на човека. Човекът днес работи в дефицит на реално време, повишени са изискванията към точността и надеждността на двигателните му реакции, влошава се зрението и се разстройва координацията на движенията му. Като цяло нарастват динамиката, нервно-психичес-кото напрежение, емоционалният стрес и преумората; увеличават се сърдечносъдовите, раковите и професионалните заболявания. Мнозина от хората се отнасят безразсъдно към своя мозък, тровят се с наркотици, оглушават се с шум и се лишават от нормален сън.

Човешки фактор, ергономия и инженерна психология

В условията на глобално технологично развитие главната преобра-зуваща сила си остава човекът с неговия начин на живот, дейност, психика и социално общуване. Проектирането и изграждането на дейността на съвременния „технологизиран човек”, разглеждана като система “Човек – Машина”, се извършва чрез регламентирано и целенасочено отчитане на човешкия фактор. Човешкият фактор е


10

интегрална характеристика, обединяваща особеностите на човека – генетични, анатомични, психологични, социални и др., които опре-делят в голяма степен и отношенията между Човека и Машината в системата “Човек – Машина – Среда”[38].

Научното направление, което има задача да изследва, проектира и организира дейността на Човека, съобразно човешкия фактор, е ергономията и нейното централно звено – инженерната психология. Ергономията е комплексна наука за трудовата дейност на човека. Обект на ергономичните изследвания е влиянието на материалната среда върху Човека, в която той живее и работи, в това число и техническите съоръжения и технологии, както и начините на тяхното използване и поддържане. Целта на ергономията е хуманизиране и повишаване ефективността на човешкия труд чрез съгласуване на конструктивните и функционалните характеристики на техническите компоненти и организацията на трудовата дейност с особеностите и възможностите на човека [9, 24, 30, 41]. Това налага обединяване и взаимно проникване на знания и постижения от разнообразни научни области, обобщени в следните три групи:

хуманитарни и антропологични науки (изучаващи чове-ка): анатомия и антропометрия, физиология, психология, физиология на труда, психология на труда;

математически и технически науки: математика, механи-ка (биомеханика), математическо моделиране, математи-ческа статистика, кибернетика, автоматика, техническо проектиране и конструиране;

социално-икономически науки – социология на труда, икономически теории за ефективност на трудовата дейност.

Определения за ергономия [15]. Ергономия – думата има гръцки произход: ergon – труд (работа), nomos – закони; така ергономия може „да се преведе” като закони, правила, норми за труда. В най-широк смисъл на думата ергономията е наука за оптимизи-ране дейността на човека; В по-тесен смисъл ергономията може да се дефинира като:


11

Наука за човешкия фактор при проектиране, конструи-ране и функциониране на системата “Човек – Машина – Среда“;

по-кратко – наука за оптимизиране на дейността на системата “Човек – Машина – Среда”.

Обект на ергономията и инженерната психология е дейността на Човека в системата “ Човек – Машина – Среда “. Предмет на ергономията и инженерната психология са факторите, които влияят върху дейността на човека в системата “Човек – машина – среда“.

Задачи на ергономията и инженерната психология – оптимизиране на дейността на човека.

Критерии за оптималност в ергономията: – високи резултати в конкретната човешка дейност;

– запазване здравето на човека; – творческо развитие на човека.

Инженерна психология

Основна част от дейността на човека в системите “Човек – Машина” е обработване на информацията – възприемане, осмисляне, вземане на решение и извършване на адекватни управляващи действия. Специфичните задачи на инженерната психология се конкретизират до подобряване дейността на човека чрез оптимизиране на информационните процеси и вземането на управляващи решения. Системите “Човек – Машина” имат такива “контактни звена” за обмяна на информация между човека и техническото съоръжение независимо от степента на развитието им. Във всеки отделен случай има различни решения за разпределение на функциите между човека и машината, което е задача на инженерната психология [10]. Инженерната психология е наука за оптимизиране на информационното взаимодействие между човека и машината в системата “Човек – Машина – Среда“ и се явява централно звено – ядро на ергономията. В етапа на проектиране на системата е наложително на човека да се възлагат не само задачи, които все още не могат да бъдат механизи-


12

рани и автоматизирани, а и такива, които изискват от него креатив-ност и творчество и стимулират развитието на способностите му [11]. Изходни предпоставки, налагащи необходимостта от инженерно-психологическо проектиране, са: Ефективността на дейността зависи както от обективни фактори като външни условия на машината и средата, така и от субективни фактори като професионална квалификация, опит, мотиви и др. Нараства бързо количеството и степента на сложност на информацията, предназначена за обработка от човека в съвремен-ните системи ”Човек – Машина”. Резултатите от дейността (постиженията) са неравномерни в течение на целия работен интервал, което изисква оптимизиране на колебанията им в допустими граници. Наблюдение и контрол на състоянието на човека може да се осъществява с помощта на специални индикатори и управленски устройства. Оптимизиране на вида и характеристиките на средствата за представяне на информация чрез отчитане на психологически, технически и икономически показатели. В редица случаи инженерната психология се разглежда като поддисциплина на психологията на труда [8, 18]. Корените на инженерната психология могат да се търсят в експерименталната психология на труда. Човекът се разглежда като “даден”, с неговите физиологични и психологични възможности, а Машината се раз-глежда като “търсеното” [26]. Известно е становището на някои автори [10, 11, 35] за инженерната психология като междинна – стикова – научна дисциплина, възникнала на границите на психо-логията и техническите науки. Психологията и техниката са твърде далечни по своята самостоятелна същност области. В първата преобладават качествени критерии, а във втората – количествени. Съвременното развитие на техниката и технологиите предпоставя интегрирането на тези две научни области. Налага се и психоло-гичните характеристики да приемат количествено измерение, дан-ните за човека да бъдат по-точни за проектирането на сложните условия на трудова дейност [37]. 1.1.2. Човешкия фактор и групи ергономични изисквания


13

Човешкият фактор включва множеството от анатомични, физио-логични, психофизиологични, психологични и социални характерис-тики на Човека, които определят неговите възможности и ограничения за редица жизнени и трудови дейности. Основните групи човешки фактори се отчитат при съблюдаване на съответните ергономични изисквания.

Антропометрични изисквания. Произтичат от формата, размерите и масата на човешкото тяло и неговите части при статично и динамично положение. С реализирането на антропометричните изисквания се осигурява рационална, удобна и здравословна поза, оптимални параметри на работното място, като работни и зрителни зони, за конкретния контингент от хора, според собствените им антропометрични параметри – пол, възраст, ръст тегло и др. Физически и физиологични изисквания. Произтичат от необходимостта за осигуряване на основни жизнени функции на човека като движения, дишане, кръвообращение. Отнасят се до възможностите за извършване движения (с ръцете, краката) с определени характеристики като сила, скорост, точност, обхват. Целта е осигуряване на условия за нормална двигателна (мускулна) дейност на човека, оптимално функциониране на вътрешните му органи, системите за дишане, кръвообращение и др. Физиологичните изисквания се предявяват към размерите на работното място с оглед осигуряване на пространство за движения, към теглото на преносимите машини, инструменти и др., към усилията за включване, изключване или завъртане на различни органи за управление – клавиши, превключватели, лостове, ръчки и др. Хигиенни изисквания. Определят безвредните и безопасни условия на обитаемост, жизнеспособност и работоспособност на човека. Хигиенните изисквания обуславят ролята на средата и се регла-ментират в санитарно-хигиенни нормативи и препоръки. Тези изисквания включват отчитане на фактори като: температура, влажност, атмосферно налягане, движение, замърсеност и токсичност на въздуха, осветление, шум, вибрации, радиоактивност, магнитно и електрическо поле и др. Психофизиологични (сензорни) изисквания. Произтичат от функционалните характеристики на анализаторите на човека (зрителен, слухов, тактилен и т.н.). Това са прагове и диапазони на чувствителност; времеви и информационни характеристики за приемане и преработване на информация и др. Психофизиологичните изисквания се предявяват към средствата за


14

представяне на информация. Например: доброто възприемане на зрителна информация от екрани, дисплеи, книги и др., зависи от размера, формата, яркостта, контраста, цвета, пространственото положение на букви, цифри, фигури и други знаци.

Психични изисквания. Произтичат от характеристиките на човеш-ката психика като внимание, памет, мислене, емоции, чувства, воля, темперамент, характер, способности и др. Психични изисквания се предявяват към организацията на информационния обмен между човека и машината, към разработването на режими на труд и отдих на човека, към професионалната му подготовка, подбор и квали-фикация, т.е. към цялостната организация и управление на човеш-ката дейност.

Естетически изисквания. Обхващат закономерностите и изисква-нията по проектиране и организиране на дейността на човека съоб-разно законите на естетиката и функционалността. Тук се включват изисквания към формата на технологичните обекти и изделия като рационалност, информационна изразителност и пластичност, цялост-ност на композицията и др.; изисквания за цветова организация и за вида на покритията; за графичните елементи; фирмения знак и др.

Социални изисквания. Обхващат възможностите и потребностите на човека за социален контакт, общуване и развитие в група, екипи, общности. 1.1.3. Направления в развитието на ергономията и инженерната психология

Ергономията и нейното основно ядро – инженерната психология въз-никват и се развиват в граничната област между техническите и пси-хологическите науки. В такава връзка са представени и основните групи направления на развитието им, а именно: методологично, ин-женерно-психологично, системотехническо, организационно [14, 24]. Методологичното направление включва в себе си установяване, утвърждаване и дефиниране:


15

на предмета и задачите на ергономията и инженерната психология;

на мястото на научното направление “Ергономия и инже-нерна психология” в системата от други науки;

разработване на методологичен апарат (принципи и методи) за изследване.

Инженерно-психологично направление е свързано с изучаване особе-ностите на Човека, които имат съществено значение във взаимо-действието “Човек – Машина” [18]. Основни задачи са:

Изучаване на психологични и психофизиологични харак-теристики на човека-оператор. Това включва: законо-мерностите по приемане и преработване на информа-цията; процесите на паметта, мислене, внимание и др.

Психологичен анализ на дейността на човека-оператор: общи закономерности, видове операторски дейности, роля на различните психични процеси в дейността на оператора.

Оценка на извършваната от човека дейност по показатели като: бързодействие, точност, надеждност, ефективност.

Изучаване на функционалното състояние на човека по време на работа. Разработване на методи за изследване състоянието на работоспособност на човека и поведението му при въздействието на различни фактори.

Системотехническото направление включва решаването на инженерно-технически и психологични проблеми по построяването на системата “Човек – Машина” в следните групи задачи:

Разработване на ергономични и инженерно-психологични принципи за проектиране и конструиране на интерфейса на машината (техническите елементи, с които човек работи) – средства за представяне на информация, органи и пултове за управление, работни места.

Ергономично проектиране на системата “Човек – Машина”, което включва отчитане на човешкия фактор, дефиниране на задачите в различните стадии на проектиране, разра-ботване на принципи, методи и критерии за разпре-деление на функциите между човека и машината, проек-


16

тиране дейността на човека при различни нива на управ-ление на системата.

Разработване на принципи, методи и критерии за оценка на надеждността и ефективността на системата “Човек – Машина”.

Организационното направление включва решаване на редица важни задачи, засягащи функционирането на реални системи “Човек – Машина” като:

Професионална подготовка на човека-оператор за работа със система “Човек – Машина”, което предполага разра-ботване на указания за професионален подбор, обучение, тренировка, формиране на операторски екипи и организа-ция на взаимодействието между тях.

Обезпечаване на оптимална организация на работа в аспектите технологичен график, режим на труд и отдих, създаване на безопасни условия за работа.

Организация на груповата (екипната) дейност, изискваща разработване на критерии за психологична съвместимост в групата, анализ на ефективността на общата дейност, взаимодействие на хората от различните нива на управление.

Медико-биологични и психологични мерки за повиша-ване ефективността на дейността на човека-оператор.

Разгледаните направления в развитието на ергономията и инженер-ната психология са в известна степен условни. Така представени, се очертава периметъра от задачи на научната област – инженерна психология и ергономия. Друг подход за конкретно решаване на ергономични проблеми е според отрасъла на функциониране на СЧМС [5]:

.....

Дейност на човека

Промишленост Транспорт Здравеопазване Образование


17

.....

…..

Фиг. 1.1. Направления в развитието на ергономията

Промишлена ергономия. Представлява научно-приложно направле-ние за човешкия фактор при проектиране и създаване на промишлени системи “Човек – Машина – Среда“. Обект на промиш-лената ергономия е дейността на човека в промишлените СЧМС, а предмет са факторите, които влияят върху тази дейност. Главна задача на промишлената ергономия е оптимизирането на дейността на човека в промишлената СЧМС. Транспортна ергономия. Представлява научно-приложно направле-ние за човешкия фактор при проектиране и създаване на транспорт-ни системи “Човек – Машина – Среда“. Обект на транспортната ергономия е дейността на човека в транспортните СЧМС, а предмет – факторите, влияещи върху тази дейност. Главна задача на транспортната ергономия е оптимизирането на дейността на човека в транспортната СЧМС.

Бързото развитие на науката и техниката доведе до съществени изменения в транспортните СЧМС. Последните се специализират в самостоятелни класове като: автомобилни, железопътни, самолетни, космически и т.н. Към човешкия фактор и дейността на човека в тези системи се предявяват специфични изисквания, което доведе до специализирането на транспортната ергономия.

Медицинска ергономия. Представлява научно-приложно направление за човешкия фактор при проектиране и създаване на медицински системи “Човек – Машина – Среда”. По аналогия с разгледаните направления медицинската ергономия има за обект дейността на човека в медицинските СЧМС, а предмет са факторите, които влияят върху тази дейност. Главна задача на медицинската ергономия е оптимизирането на дейността на човека в СЧМС.

Промишлени СЧМС

Промишлена ергономия

Транспортни СЧМС

Транспортна ергономия

Медицински СЧМС

Медицинска ергономия

Педагогически СЧМС

Педагогическа ергономия


18

Педагогическа ергономия. Изучава човешкия фактор при проектира-не и създаване на педагогически системи “Човек – Машина – Среда”. Неин обект е дейността на човека в тази система, а предмет – факторите, влияещи върху тази дейност. Педагогическата ергономия разглежда проблемите по проектиране, създаване и използване на компютъризираните средства и системи за обучение и контрол, за създаване на комфортни условия в учебните зали, аудитории, лаборатории, по организацията на процесите на обучение и контрол и др. Главна задача на педагогическата ергономия е оптимизирането на дейността на човека в педагогическите СЧМС.

Хронологично развитието на ергономията по десетилетия може да се представи и така: военна ергономия (50те години); промишлена ергономия (60те); ергономия на стоките за широко потребление (70те); интерфейс човек – компютър и ергономия на програмното осигуряване (80те) и когнитивна и организационна ергономия (от 90те) [42].

1.2. МЕТОДИ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЧОВЕКА

Подходи за изследване на човешкият фактор в СЧМС

Човешкият фактор е многостранен и нито една частна наука не може да претендира за неговото комплексно изучаване. Отчитането на човешкия фактор в изследването и проектирането на системата “Човек – Машина – Среда” е стратегическа задача на ергономията и инженерната психология. Задачата има съществени количествени и качествени измерения и изисква решаването на актуални проблеми от науки като философия, социология, медицина, психология, лин-гвистика, семиотика, право, етика, естетика и др. Тези науки изследват човешкия фактор и предлагат критерии, показатели и експериментални данни за анализ на човешката дейност [41]. В някои отношения науките за човешкия фактор изостават от създава-нето и развитието на технологичната среда на човека, а това на свой ред води до редица грешни, неефективни и нелогични проекти и решения [28]. В изследването и проектирането вече е важно да се отчитат такива характеристики на човека като мотиви, потребности, цели, знания, жизнен опит, воля, характер, емоции и др. [20, 26, 27]. Това води до истинското развитие на ергономията и инженерната психология като наука за човешкия фактор при проектиране и създаване на човеко-машинни системи. Ергономията и инженерната психология използват знанията за човека от други науки, но


19

разработват и собствени методи, подходи и средства за тяхното реализиране в системите “Човек – Машина”.

Ергономичното (в това число и инженерно-психологичното) изслед-ване и проектиране е призвано да изменя, формира и развива техни-ката и технологиите в съответствие с хуманистичните цели, основани на потребностите на човека. На тази база се изграждат хармонични взаимовръзки и взаимоотношения между хората и компонентите на машината. Ергономичните изследвания и проекти-ране създават такива структури на човешки общности и дейности, които утвърждават човешкото у човека. Специалистите по ергоно-мично изследване и проектиране са с ново мислене, методология и технология за работа; това са инженери, конструктори, технолози, архитекти, дизайнери, социолози, психолози, физиолози, икономис-ти, математици, а вече и ергономисти [4]. Тези специалисти се под-готвят чрез съвместяване на знания и опит от хуманитарните и природоматематическите науки, техниката, културата, изкуството, с възможности за реализиране на нова методология на проектиране и решаване на задачи в областта на изграждане на “човешка техника” [41]. Методологията на изследване и проектиране на системите “Човек – Машина” изисква разглеждането на човека като компонент на система, която се развива и усъвършенства посредством развитието и усъвършенстването на всички нейни компоненти. Чрез системен подход и комплексни методи се отчитат изискванията, въз-можностите и ограниченията на човека във всяка една система “Човек – Машина” [37]. Широкият спектър от фактори, които влияят върху дейността на Човека изискват използване на разнообразни методи от психоло-гията, физиологията, антропометрията, а също така и на методи от техническите и математическите науки.

1.2.1.Психологични и физиологични методи

Психологичните методи дават възможност за анализ на дейността на човека-оператор като цяло, или на отделни психологични параметри в реални или лабораторни условия.

Наблюдението и експериментът са основни психологични методи. Целта на наблюдението в инженерната психология и ергономията е извеждане на професионално значимите особености на психичните


20

процеси чрез изучаване и съпоставяне на външните прояви на дей-ността на човека (мимики, говор) и резултатите от труда му [3, 16].

Наблюдението се допълва с редица начини за обективна регистрация на изучаваните явления: фотографиране, видеозапис на работна поза, изражение на лицето на човека, запис на говора. Наблюдението може да бъде уточнено и чрез измерване (на геометричните размери на работното място, измерване на времето и последователността на отделните операции на трудовата дейност – хронометраж, на почив-ките в рамките на работния ден. Наблюдението има един съществен недостатък – неговото изпол-зване не внася изменение в дейността на човека-оператор, при което не винаги могат да бъдат наблюдавани ситуациите, които интере-суват наблюдателя. Наблюдението се допълва с беседа и анкетиране. Беседата се из-вършва от висококвалифицирани лица, по различни схеми в зависимост от целта и времетраенето на беседата и в различни форми – устно или с помощта на специални бланки-анкети. Анкети-рането има по-малки възможности от устната беседа, но чрез нея могат наведнъж да се изследват голям кръг лица.

Експериментът се използва за изследване на психологичните особености в дейността на човека-оператор при промяна на условията за работа и/или характера на дейността. Експериментът може да бъде лабораторен и естествен. Лабораторният експеримент е “физично” моделиране на дейността на човека-оператор. Той бива синтетичен и аналитичен. Синте-тичният експеримент се опитва да възпроизведе възможно най-точно условията на работа (това са тренажори, симулатори). При аналитичния експеримент се възпроизвеждат един или няколко елемента на дейността. Разновидност на аналитичния експеримент са тестовите изследвания. Тест – това е задача, чрез която се прове-рява равнището на развитие у човека на едно или друго психично качество на вниманието, паметта, мисленето. Тестовете могат да бъдат бланкови (писмени) или апаратурни.

Естественият експеримент се извършва в реални, но с известна промяна, условия на работа. Така непосредствено се оценява влия-нието на изменението на даден фактор върху дейността на човека. Не всички фактори и ситуации могат да се изследват чрез естествен експеримент, затова все по-често се прилагат математически и имитационни модели на дейността.


21

Физиологични методи

Физиологичните методи спомагат за изучаване на функционалното състояние на човека в процеса на трудовата дейност. Прилагането на физиологични методи в ергономията и инженерната психология се обуславя от следните обстоятелства:

– физиологичните характеристики са твърде информативни относно състоянието на човека;

– всяка психична проява има физиологична основа; – в клиничната практика и във физиологията на труда има

натрупан опит и апаратура за провеждане на физиоло-гични измервания.

Представени са накратко някои важни физиологични характеристики [24]. Електроенцефалограма (ЕЕГ) – характеризира биоелектрическата активност на главния мозък. Чрез нея се отчитат колебания, наречени ритми, в диапазона 0.5 – 100 Hz:

– делта-ритъм (Δ) : 0.5-4 Hz; – тита-ритъм (θ) : 5-7 Hz; – алфа-ритъм (α) : 8-12 Hz; – бета-ритъм (β) : 15-35 Hz; – гама-ритъм (γ) : 35-100 Hz.

Преобладаването на нискочестотните колебания (делта и тита) свидетелстват за настъпване на затормозяващи процеси като сън, отслабване на бдителността, вниманието, умора. Наличието на алфа вълни характеризира състояние на нормална синхронизация на основните нервни процеси. Те са доминиращи у здравия, бодър човек, т.е. – индикация са за оптимално работоспособно състояние на човека. Преобладаването на високочестотните колебания показва съществу-ването на процеси на възбуждане в кората на главния мозък, а това е сигнал за психофизиологична или емоционална напрегнатост.

Електромиограма (ЕМГ) – представлява регистрация на био- потенциалите на мускулите на човека. Тя е обективен показател за включване в динамична или статична работа на отделни групи мускули. Такъв анализ е необходим при изследване на работната поза и управляващите движения на човека. С електромиограма може да се регистрира и умора, характеризираща се с намаляване на сумарната активност на мускулите и средната амплитуда на колебанията.


22

Кожно-галванична реакция (КГР) – характеризира изменението на електрическото съпротивление или разликите в потенциалите на кожата на човека. КГР е един от най-резултатните методи за регистрация възникването на емоционална напрегнатост, в резултат на което електрическото съпротивление пада и се увеличава разликата в потенциалите на кожата.

Електрокардиограма (ЕКГ) – регистрира електрическите явления, възникващи в сърдечния мускул. В ергономията ЕКГ се използва за определяне на напрегнатостта на работа на човека, като се отчита честотата на сърдечните съкращения, които по правило се увели-чават при възникване на напрегнатост. Електрооколограма (ЕОГ) – характеризира електрическата актив-ност на очните мускули. Обикновено се използва разделителната регистрация на вертикални и хоризонтални движения на очите. Знакът на потенциала на ЕОГ показва направлението на преместване на погледа, а неговата големина – ъгъла на преместване на погледа. ЕОГ се използва за анализ на работата на зрителната система, разпределението и превключването на вниманието на човека в процеса на работа и др.

Пневмограма (ПГ) – представлява запис на външното дишане. Използва се за оценка на психофизиологичната напрегнатост. В състояние на напрегнатост честотата на дишането се увеличава до 50-60 колебания в минута, наблюдава се намаляване дълбочината на дишане и съкращаване на фазата на издишване спрямо тази на вдишване.

Речеви (говорен) отговор (РО) изследват се спектралните и времевите характеристики на речта (говора) на човека. По изменение на интонацията на гласа, отразена в спектралния състав на звуковите колебания, може да се съди за промяната в емоционалното състояние на човека, за неговата напрегнатост и умора. При развиване на умора се увеличават продължителността на думите и паузите между тях. Използването само на един физиологичен показател като правило не дава еднозначен отговор за състоянието на човека. Затова се използва полиефекторен метод, заключаващ се в едновременен запис и анализ на комплекс от показатели, наречени симптомо-комплекс. Използването на полиефекторната методика позволява значително да се повиши надеждността и достоверността при диагностиката на функционалното състояние на човека [25]. При необходимост в инженерната психология и ергономия се използват редица:


23

психо-физиологични методики като измерване времето за реакция (на проста сензорна и моторна реакция, реакции при избор на движещ се обект и др.), определяне на праговете и динамиката на чувствителност на различни анализатори; изследване на перцептивни, мимически, конгнитивни процеси; личностните характеристики [25, 33].

социометрични методи за изследване на личностни характеристики, междуличностните отношения, работа в екип, осъществяване на ръководни функции, организа-ционни способности и др. [23].

Антропометрични изследвания За антропометрични изследвания се прилагат методи от биомеха-никата като ускорени видеозаписи, снимки, циклография, електри-ческа тензометрия – получават се данни за деформация на човеш-ките части в процеса на работа чрез датчици за електрическо регис-триране на механични величини и др. [4, 19, 30]. Широко приложение намира соматографията: антропологичен ана-лиз на положението на тялото и изменението на работните пози на човека, съотношения на размерите на човека и машината. Резул-татите от този анализ обикновено се представят в графична форма. Соматографията позволява да се определят работните зони на опти-мална и лека досегаемост, ергономичното проектиране на работното място с отчитане на пропорциите в размерите на човека и обо-рудването. Методи за изследване влиянието на условията на средата При изследване на условията, в които протича дейността на човека, в ергономията и инженерната психология се използват специа-лизирани методи на научноприложното направление „хигиена на труда”. С тяхна помощ се анализират параметрите на работната среда – температура, влага, движение и състав на въздуха, освет-ление, шум, вибрации, лъчения, електромагнитни полета и др. 1.2.2. Математически методи Разгледаните по-горе психологични и физиологични методи могат да бъдат приложени в реално съществуващи системи ”Човек – Машина”. При проектиране на нови системи тези методи са неприложими. Тогава се прилагат математически методи, които позволяват форма-


24

лизирано описание и изграждане на математически модел на дей-ността на човека-оператор и на системата “Човек – Машина” [7, 29, 37]. Използването на математическите методи за целите на инженерната психология и ергономия се осъществява при:

статистическата обработка на резултати от психологи-чески, физиологически и други изследвания;

при проектиране на дейността на човека-оператор;

при създаване на имитационни модели на дейността на човека-оператор на базата на компютърни системи.

Към математическите методи се поставят изисквания за:

размерност – възможност за описание на процесите в СЧМ с многото взаимосвързани променливи;

динамичност – възможност за отчитане на фактора време;

неопределеност – възможност за отчитане на случайни съставящи в дейността на човек-оператор;

факторност – възможност за отчитане на специфични особености в поведението на човека-оператор като емо-ции, напрегнатост;

описателност – възможност за описване на вътрешни, психологични и психофизиологични механизми на дей-ността на човека като мотиви, желания, интереси.

Използваните математически методи трябва да допускат описание на дейността на човека-оператор и на машината с едни и същи пока-затели и характеристики. За тази цел се използват математическите апарати на: теорията на информацията [22, 36]; теорията на масовото обслужване; теорията на автоматичното управление; теория на крайните автомати [24], теория на статистическите решения [31]. Всяка от изброените теории има своите предимства и недостатъци, които най-добре са представени в таблица 1.1.

Таблица 1.1.Сравнителна характеристика

на математични методи, използвани в ергономията.


25

МЕТОД

РАЗМ

ЕРН

ОС

Т

НЕО

ПРЕ

ДЕЛ

ЕНО

СТ

ДИ

НА

МИ

ЧН

ОС

Т

ФА

КТО

РНО

СТ

ОП

ИС

АТЕ

ЛН

ОС

Т

Теория на информацията висока средна няма средна средна

Теория на масовото обслужване висока средна средна средна няма

Теория на автомат. управление средна малка висока няма малка

Теория на крайните автомати малка средна средна няма средна

Теория на статисти-ческите решения средна висока средна средна висока

От таблицата се вижда, че няма метод, който еднакво добре да отговаря на всички изисквания. Затова се използва комбинация от методи.

Имитационни методи

Имитационните методи заемат междинно положение между експери-менталните и математическите методи. По начина на получаване на данни за дейността на човека-оператор, те са математически, а по характер (съдържание) копират експерименталния метод. Смисълът на метода се заключава в многократно компютърно моделиране на изследваните системи и процеси [2,31]. Всяка реализация има случаен характер. Достоверността на окончателните решения се постига чрез статистическа обработка на междинните резултати от множеството разглеждани случаи. Затова имитационните методи се наричат компютърни математически експерименти.

1.3. СИСТЕМА “ЧОВЕК – МАШИНА ?– СРЕДА”

1.3.1. Характеристика на система “Човек – Машина – Среда”


26

Системата е комплекс от взаимосвързани и взаимодействащи си компоненти, обединени в едно цяло, способно да изпълнява разно-образни, но тясно свързани функции, т.е. да решава единна задача.

Системите “Човек – Машина” (СЧМ) са специален клас системи, в които участват Човек (хора) и технически устройства – „Машина” за изпълнение на определени задачи.

Дейността на човека в управлението на големите технологични производства, комуникационни, транспортни и др. информационни дейности, разглеждани като системи “Човек – Машина”, може да се определи като наблюдение, регулиране и управление посредством „машина”, изнесена извън същинските технологични процеси, в терминални/ командни зали чрез пултове за управление. На фиг. 1.2. е представена обобщена схема на система “Човек – Машина”. Ергономичният подход към проблемите на системата „Човек – Машина” изисква отчитане въздействието на средата, което налага въвеждането на по-широкото понятие: система “Човек – Машина – Среда” (СЧМС) [24, 37]. Система “Човек – Машина – Среда” включва: Човек-оператор (ЧО) и Машина (М), чрез която се извършва дейността в конкретна Среда (С).

Човекът-оператор (ЧО) е сложна, самоорганизираща се и обуча-ваща се система, с вероятностни аспекти в поведението. Човекът-оператор осъществява трудова дейност чрез взаимодействие с предмета на труда, с машината и външната среда посредством средствата за представяне на информация и органите за управление.


27

Фиг. 1.2. Система “Човек – Машина - Среда”– обобщена схема

Машината (М) е съвкупността от технически средства (средства за представяне на информация, органи за управление и др.), използвани от човека-оператор в процеса на дейността. Работна среда (С) – това са външните условия, при които протича трудовата дейност на човека и които влияят върху функционалното му състояние и работоспособност. Работната среда е съвкупност от факторите на външната среда на работното място на човека-оператор. Те са физични (температура, осветление, шум, излъчвания и др.), химични, биологични, социално-психологични, естетически свойства, въздействащи на човека.

Съществува голяма и качествена разлика между процесите в техническите системи и психичните процеси в мозъка на човека. Макар и твърде различни, и двете подсистеми имат някои общи задачи: приемат, преработват, съхраняват и използват информация. Това дава възможност да се разглеждат с единен подход, в система, за постигане на обща цел.

Особености на системата “Човек – Машина – Среда” Системите “Човек – Машина – Среда” са динамични, целенасочени, самоорганизиращи се, адаптивни [24].

Динамични – свързват във взаимодействие различни по природа компоненти, които подлежат на промяна във времето както по отношение на определени характеристики, така и по отношение на структурата на взаимовръзките. За СЧМС са присъщи особеностите на сложните динамични системи:

разклонена структура на връзки между компонентите човек, машина, среда;

разнородна природа на компонентите – човек, група хора, апаратура, комплекс от машини, фактори на средата;

пренастройващи се структури и връзки между компо-нентите (например при нормален ход на технологичния процес човекът-оператор само следи неговото протичане, т.е. включен е паралелно в контура на управление; при отклонение от нормата операторът се намесва активно в


28

управлението, т.е., включва се последователно в контура на управление;

автономност на компонентите – всеки от тях може независимо да изпълнява своята част от задачата.

Целенасочени – СЧМС изпълняват своята цел дори и при промяна на външните условия, налагащи изменение в поведението й. Същест-вена особеност на целенасочените системи е получаване на еднакви резултати по различни методи; тези системи могат да променят своята задача, да избират сами задачата и средствата за изпъл-нението й. Това е обусловено от наличието на човека като основен компонент на системата.

Адаптивни – СЧМС се приспособяват към изменящите се условия на работа както вътре в самата система, така и по отношение на външната среда. До скоро адаптивността на тези системи се реализираше благодарение на приспособителните възможности на човека, на гъвкавостта и пластичността на поведението му в зависимост от конкретната обстановка. Сега адаптацията се реализира чрез техническо обезпечаване – създават се технически средства, които променят параметрите си и условията на работа в зависимост от текущото, конкретно психофизиологично състояние на човека и показателите за ефективност на дейността му.

Самоорганизиращи – СЧМС са способни да реализират намаляване на ентропията (неопределеността) след излизане от устойчив режим (равновесно състояние) под въздействие на различни смущения. Това е възможно благодарение на целенасочената дейност на човека, на способностите му да планира действията си, да взема правилни решения и да ги реализира в съответствие с възникналите обстоятелства.

Задачи при създаване на системата “Човек – Машина – Среда” Основни задачи при проектиране и конструиране на СЧМС са:

познаване и отчитане особеностите и възможностите на основните компоненти;

съгласуване на външните характеристики на човека (сетивни и двигателни възможности) и изходните харак-теристики на машината;

оптимално разпределение на функциите между компонен-тите на системата;


29

структурата и функциите на системата да изключват или свеждат до минимум нежеланите функционални със-тояния на човека-оператор като умора, стрес, моно-тонност [14].

Функционално-структурни изисквания към системата ”Човек – Машина – Среда”: Системата “Човек – Машина – Среда” работи в режим на непрекъс-нат обмен на информация между компонентите си, като на човека-оператор се възлагат задачите по вземане на решения и изработване на управляващи действия.

Системата “Човек – Машина – Среда” е вид кибернетична система с три основни функции: входна (приемане на информация), централна (преработка на информацията), изходна (изпълнителна функция). Оптималното й функциониране се осигурява, ако са изпълнени изискванията за:

възприемане и отчитане на всички значими, полезни –релевантни сигнали от външната и вътрешната среда. Външни релевантни сигнали са тези, които изискват изпълнения, свързани с целта на системата. Вътрешни релевантни са сигналите, които показват отклоненията на системата от нейното функционално-структурно равновесие;

подбор или филтриране на възприеманите сигнали;

разработване на инструкции за различаване на значимите сигнали от незначимите;

определяне на сроковете за промяна на операциите – ускоряване, забавяне, прекъсване;

наличие на краткотрайна и дълготрайна памет. Кратко-трайната памет е за записване на непосредствената дей-ност от последните 5-10 минути. Дълготрайната памет – това са справочни данни, инструкции, указания, записани и организирани за удобно ползване от човека; тук се включват знанията и опитът на човека-оператор.

бърза и надеждна връзка с подсистемите, които действат съгласувано със системата;


30

възможност за ефективно въздействие върху външната и вътрешната среда;

възможност за анализ и корекция на резултатите от собствените реакции.

Това предполага наличието на добре разработени и непрекъснато действащи средства за обратна връзка.

1.3.2. Класификация и показатели за качество на СЧМ

Класификация на системите “Човек – Машина”

По целевото си предназначение системите “Човек – Машина” са: управляващи – при тях задачата на човека е управление

на една машина или комплекс от машини; обслужващи – при тях човекът контролира състоянието

на системата, следи за неизправности, извършва настрой-ки, ремонт;

обучаващи – спомагат за изработване у човека на опреде-лени навици и умения (симулатори, тренажори);

информационни – обезпечават търсене, натрупване или получаване на необходима за човека информация (раз-лични видове комуникационни, транспортни, интернет системи);

изследователски – използват се при анализ на едни или други явления, търсене на нова информация, моделиране на процеси и апаратура.

При управляващите и обслужващите системи обект на целенасочена дейност е машината, докато при обучаващите и информационните


31

системи посоката на въздействие е насочена към човека. В изследо-вателските системи въздействията са двупосочни. По функционален признак системите “Човек – Машина” са:

детерминирани – работата в тях протича по строго опре-делени условия и по предварително известни правила и програми. По зададен параметър в една точка могат да се прогнозират параметрите в други точки;

недетерминирани – вероятностни, стохастични, адаптив-ни, игрови.

За недетерминираните системи е характерно: работата им протича в случайни, предварително неизвест-

ни и бързо променящи се условия; приспособяване към изменящите се условия; изработване на нови форми на поведение. Тук човекът е

водещ в “игровата ситуация” за намиране на правилен изход от възникналата нерегламентирана ситуация;

информационните, логическите, изпълнителските проце-си са близки по време и човекът работи в остър дефицит от време;

необходима е сложна координация на работата на различ-ните компоненти на системата “Човек – Машина”;

налице са много обратни връзки, което позволява систе-мата да бъде управлявана за постигане на предвидените изходни параметри.

Според характеристиката на “Човешкото звено” системите “Човек – Машина” са: моносистеми (един човек и машина/и) и полисистеми (в състава на системата влизат няколко човека, работещи с машина/и). Полисистемите са паритетни (при тях всеки човек е равностоен и необвързан в дейността си с останалите) и йерархични (при тях съществува йерархия на взаимодействието на отделните хора с техническите устройства). По пространствен признак системите “Човек – Машина” са:

децентрализирани – управлението се извършва по места: човекът-оператор е непосредствено до машината;


32

централизирани – управлението се осъществява дистан-ционно и то на няколко места.

Сложните типове системи “Човек – Машина” се обособяват като системотехнически комплекси. При тях са налице не само взаимо-действия от типа Човек – Машина, но и взаимодействия: човек – човек – машина, т.е. налице са и междуличностни взаимоотношения със специфични и йерархично изградени връзки.

Показатели за качеството на системата “Човек – Машина”

Всяка система “Човек – Машина” трябва да удовлетворява опреде-лени потребности на човека и обществото, да притежава качества и свойства, заложени при проектирането и реализирането й. Свойст-вата на системата “Човек – Машина” са обективна способност, която се проявява в процеса на експлоатацията й. Измерват се с количествени характеристики и те са показателите за качеството й [1,24].

Показателите за качество на технологичните изделия са: предназ-начение; надеждност, дълготрайност, технологичност, стандарти-зация, унификация, ергономичност, естетичност, патентно-правови и икономически показатели [7]. За системите “Човек – Машина” показателите, които определят нейните качества, но са и пряка функция от дейността на човека, са: бързодействие, надеждност, точност, своевременност, безопас-ност, степен на автоматизация, икономически показатели. [24] Бързодействие – време за извършване на необходимото регулиране Тр – определя се от времето за преминаване на информацията и съответното действие в затворения контур “Човек – Машина”:

n

iiр tT

1 (1.1)

ti – време за обработка на информация в i-тото звено на системата “Човек – Машина”;

n – брой на последователно свързаните звена в системата “Човек – Машина”, които могат да бъдат и оператори, и технически звена.

Надеждност – характеризира правилността (безпогрешността) на решенията за дейността на системата “Човек – Машина”. Оценява се с вероятността за правилно решение на задачата, която по статистически данни се определя като отношение:

N

mP гр

пр 1 (1.2)


33

mгр и N са съответно броят на грешните задачи и общия брой решавани задачи.

Точност – степен на отклонение на даден параметър (γ), измерван или регулиран от човека-оператор (Iоп), от истинското или номинал-но значение (Iн). Количествено точността на работата на човека-оператор се оценява с грешката му при измерване или регулиране на този параметър: опн II (1.3)

Грешката в точността може да е с положителен или отрицателен знак. Тази величина е различна от безпогрешността (в показателя за надеждност). Грешката в точността невинаги е грешно решена задача. Но това е до определени граници. Грешката в точността е особено важна в случаите на регулиране на параметри, пред-ставляващи непрекъснати величини (определяне координати на движещи се обекти на екран). В работата на оператора се разглеждат случайни и систематични грешки в точността. Случайната грешка се измерва със средно-квадратичната стойност, а систематичната – с математическото очакване (средна стойност) на отделните грешки [34]. Своевременност на решението на задачата на системата “Човек –Машина”. Оценява се с вероятността, задачата стояща пред сис-темата “Човек – Машина” да се реши в интервал от време, непревишаващ допустимото време - Тдоп:

допT

oдопiсв dTТTTРP )(}{ (1.4)

φ(Т) – функция на плътността на времето за решаване на задачата на системата “Човек – Машина”.

Тази вероятност по статистически данни се оценява с израза

N

mP нсвсв 1 (1.5)

mнсв – брой несвоевременно решени задачи. При определяне на mгр и mнсв, а следователно и на Рпр и Рсв, не се отчита причината за нерешената задача на системата “Човек – Машина” (дали е от човека или от машината). Повечето системи “Човек – Машина” работят в рамките на ограни-чения във времето и несвоевременното решаване на задачите води до непостигане на целите на системата. Затова в тези случаи в качест-


34

вото на общ показател за надеждност се използват и вероятностите за правилно (Рпр) и за своевременно (Рсв) решаване на задачата: свпрСЧМ РРP (1.6)

Такъв показател се използва при прилагане на обобщен структурен метод за оценка на надеждността на системата “Човек – Машина”. Безопасност на труда на човека – оценява се с вероятността за безопасна работа:

ii гр

n

iопБТ РРР

1

1 ; (1.7)

Роп i – вероятност за възникване на опасна или вредна за човека технологична ситуация от i- тип;

Ргр i – вероятност за неправилни действия на оператора в i-та ситуация;

n – брой на възможните ситуации за травма. Опасни и вредни ситуации се създават както по технически причини (повреди, аварии), така и при неспазване на мерките за безопасност. При системи с висока степен на автоматизация такива ситуации се създават и от психо-физиологични фактори, които се отчитат в общия критерий за безопасност на труда. Степен на автоматизация– характеризира относителното количество информация, преработвано автоматично:

СЧМ

чоa Н

HK 1 , (1.8)

НЧО – количество информация, преработвано от човека-оператор (ЧО);

НСЧМ – общо количество информация, циркулиращо в системата “Човек – Машина”.

За всяка система “Човек – Машина” съществува оптимална степен на автоматизация (kopt), при която ефективността й е максимална (фиг.1.3.) Колкото по-сложна е системата “Човек – Машина”, толко-ва по-големи са загубите от неправилния избор на степента на автоматизация. Оптималната степен на автоматизация се установява в процеса на решаване на задачата с разпределение на функциите между човека и машината.


35

Фиг.1.3. Зависимост на ефективността на системата “Човек – Машина” от степента на автоматизация

1 – за прости системи; 2 – за сложни системи

Икономически показател – характеризира пълните разходи на сис-темата “Човек – Mашина – Среда”. В общия случай тези разходи се сумират от трите групи разходи: за проектиране (Спр); за експлоа-тация (Се) на СЧМС; за подготовка на Човека-оператор (СЧО). По отношение на процеса на експлоатация разходите за Спр и СЧО са по правило капитални. Така пълните приведени разходи в СЧМС се определят от израза

)( прЧОнеСЧМС ССЕСW (1.9.)

Ен – е нормативен коефициент на икономическа ефективност на капиталните разходи.

При зададена величина WСЧМС по пътя на преразпределение на разходите между съставящите Спр, Се, СЧО могат да се получат раз-лични значения на общата ефективност на СЧМС. И обратно търсе-ната ефективност на СЧМС може да се обезпечи с различни разходи в зависимост от разпределението между отделните съставки [32].

Ергономични показатели – отчитат редица специфични свойства на системата “Човек – Машина – Среда”, които дават възможност за осъществяване на дейността на човека (или на група хора). Ергономичните показатели имат йерархична структура, включваща: обобщен критерий за ергономичност; комплексни (управляемост, обслужваемост, обучаемост, обитаемост на СЧМС); групови (психологични, физиологични, антропометрични, хигиенни, социално-психологични); единични [6, 13].


36

Интегралната оценка за качество на системата “Човек – Машина –Среда” включва оценките за всички посочени качества. За тази цел се използва понятието: ергономична ефективност – това е степента на адекватност между проектирани и реализирани функции на СЧМС.

При определяне на ефективността на се отчитат следните правила:

при пълна, интегрална оценка се отчитат всички частни показатели за качество на СЧМС;

частните показатели участват в общата оценка със соб-ствени “тегла”, отговарящи на „важността” им в СЧМС;

частните показатели се изразяват в безразмерни, норми-рани величини, спрямо еталон, за да се преодолеят различия-та при измерването им (поради физическата им същност).

Частните показатели от гледна точка на влиянието им върху ефек-тивността на системата “Човек – Машина – Среда” са повишаващи (надеждност, безопасност, своевременност и др.) или понижаващи (разходи, време за решаване на задачи и др.). Тогава нормирането става:

За повишаващ показател:

i

iief E

EE

max

. (1.10)

За понижаващ показател:

i

iief E

EE min ; (1.11)

Eef-i и Ei са съответно нормираната и абсолютната стойност на частния i-ти показател на СЧМС.

Ергономичната ефективност на системата е величина, отчитаща влиянието на всички частни показатели [13]. Често това е сумираща функция:

ief

n

iiСЧМСеf EаЕ

1 (1.12)

ai са тегловните коефициенти, сумата от които е 1; n – брой на отчитаните показатели.


37

При изпълнение на изброените условия ергономичната ефективност на системата Eef-СЧМ е в границите от нула до едно и е своеобразен “коефициент на полезно действие” на СЧМС [40].

1.3.3. Човекът – оператор в системата “Човек – Машина”

Човекът-оператор е главното звено в системата “Човек – Машина” независимо от степента на автоматизация. Той поставя цели пред системата, планира, насочва, контролира целия процес на функ-циониране. Затова дейността на оператора е изходна точка при инженерно-психологичните и ергономичните анализ, изследване, проектиране на СЧМ [ 1]. Особености на дейността на човека-оператор, определени от тенденциите на развитие на техниката и технологиите.

1. Увеличаване и усложняване на обектите (и техните пара-метри) за управление. Нарастване на отговорностите при контрол и управление на технологичните процеси.

2. Развитие на системи с дистанционно управление. Човекът се отдалечава от управляваните обекти. За динамиката на състоянието им се съди не по данни от непосредствено наблюдение, а чрез възприемане на сигнали от устройства за представяне на инфор-мация, имитиращи реални технологични обекти. Човек получава информацията в закодиран вид (показания на броячи, индикатори, измервателни апарати), което налага необходимостта от декодиране и мислено съпоставяне на получената информация със състоянието на реалния управляем обект.

3. Завишават се изискванията към дейността на човека-оператор по отношение на точност, бързина при вземане на решения и осъществяване на управленски функции. Нараства и степента на отговорността му за извършените действия; всяка грешка, дори и при най-простия акт, може да наруши функционирането на цялата система “Човек – Машина”, да създаде аварийна ситуация, заплаш-ваща живота на много хора. Затова работата на човека-оператор се характеризира със значително увеличаване на нервно-психичното натоварване [26].

4. Човекът-оператор работи в условия на ограничена двига-телна активност, намалена работа на мускулите, като преобладава използването на малки групи мускули. На практика операторът е в


38

условия на изолация от привична социална среда, в обкръжение на прибори, монитори и др. Ако тези устройства са проектирани без да се отчитат психо-физиологичните му особености, или подават изкривена информация, то възниква ситуация на “конфликт” на човека с техниката (машината).

5. От човека-оператор се изисква висока степен на готовност за действие при екстремни ситуации. В нормален режим на работа операторът извършва контрол и наблюдение на системата. При въз-никване на нарушения той прави рязък преход от монотонна работа (оперативен покой) към активни, енергични действия за отстраня-ване на възникналите отклонения. В кратък интервал от време обра-ботва голям обем информация, приема и осъществява решенията си. Това води до сензорно, емоционално и интелектуално претоварване [27].

Етапи в дейността на Човека –оператор На функционално ниво дейността на човека в система “Човек – Машина“ преминава през четири основни етапа (фиг. 1.4):

1. Приемане на информация. На този етап се осъществява възприемане на постъпващата информация за обектите на управление и обкръжаващата среда, които са важни при решаване на задачите на системата “Човек – Машина – Среда”. Осъществяват се действия като откриване на сигналите, отделяне на значимите, разшифроване и декодиране. Така операторът си създава представа за състоянието на управлявания обект.

2. Оценка и преработка на информацията. На този етап се извършва съпоставяне на целевите и текущи (реални) режими на работа на СЧМС, анализира се и се обобщава информацията, отделят се критичните обекти и ситуации. На базата на предварително известни критерии за приоритет и срокове се определят поредността на обработката на информацията. Качеството на изпълнение тук зависи от избраните начини за кодиране на информация, от възможностите и опита на човека-оператор за декодирането й.

3. Вземане на решение. Решения за необходимите действия се вземат след направени анализ и оценка на информацията и въз основа на сведения за целите и условията на работа на системата. Предварително са изучени процедурите за действие, последствията при правилни и грешни решения. Времето за вземане на решение зависи от ентропията на множеството решения. Ако за всяко състояние на управлявания обект има еднозначно решение, времето


39

за вземане на решение е сравнително малко, за разлика от случаите на сложно, с много възможни варианти решение.

4. Реализация на взето решение. На този етап взетото решение се реализира чрез определени действия, или даване на разпо-реждания. Отделните действия са: прекодиране на взети решения, търсене и манипулации с необходимите органи за управление.

Разгледана в структурен план, дейността на човека-оператор може да бъде представена като два процеса на формиране на информационен и концептуален модел (фиг.1.4.), изцяло обусловени от четирите функционални етапа.

Първите два етапа се определят като получаване на информация, а останалите два като реализацията й. Етапът на получаване на информация се разглежда като процес на формиране на информационен модел на управлявания обект [15].

Информационният модел е съвкупност от информация за състоянието на предметите на труда в системата “Човек – Машина – Среда”, организирана в съответствие с определени правила. Така при първия процес на “получаване на информация” човекът-оператор възприема информационния модел за управлявания обект, състоящ се от физически параметри – показания на прибори, знаци, символи на екран, светлинни и звукови сигнали. При втория процес – “реализация на получената информация” – се извършва декодиране на възприетите сигнали и на тази основа – формиране на “умствена картина” за управлявания процес и условията, в които той протича. Тази “умствена картина” се нарича концептуален модел.


40

Фиг. 1.4. Функционалнo-структурна схема на етапите от дейността

на човека в системата “Човек – Машина ”

Концептуалният модел е съвкупност от представите и компетентността на човека-оператор за целите и задачите на трудовата дейност, състоянието на предметите на труда в системата “Човек – Машина – Среда”, външната среда и начините на въздействие върху тях. Концептуалният модел дава възможност на човека-оператор да обедини в едно цяло различните елементи на управлявания процес, да вземе правилно решение и да осъществи ефективни управляващи действия, т.е. правилно да реализира получената информация.

Видове операторски дейности Оператор – технолог – включен е непосредствено в технологичния процес. Работи в режим на непрекъснато обслужване. Преобла-даващи за него са управляващите действия, регламентирани в инструкции с пълен набор от ситуации и решения. Това са оператори в технологични производства, автоматични линии и др. Оператор-манипулатор – главна роля при него играят дейности, свързани със сензомоторната координация и моторните (двигателни) навици. Наред с двигателните дейности важно значение има и

Процес на формиране на информационен модел

Средства за представяне на информация

1.Приемане на информацията

2.Преработка и оценка на информа- цията

3.Вземане на решение

4. реализация на решението

Органи за управление

Ч О В Е К МАШИНА

Процес на формиране на концептуален модел


41

понятийното и образно мислене. От този оператор се изисква да има висока чувствителност и устойчивост към шумове при възприемане на различни видове информация, способност за стабилна моторна работа при максимален темп и добра мускулно-ставна чувстви-телност. Оператори – манипулатори са управляващите транспортни средства, роботи и др.

Оператор-наблюдател (контрольор-диспечер) – основен тип опера-тор, разглеждан в ергономията и инженерната психология. В него-вата дейност важно значение имат информационните и концептуал-ните модели. Управляващите му действия са по-малко в сравнение с тези на технолога. Контрольорът работи в режим на отсрочено обслужване. Такава е работата в системи, работещи в реално време, като оператори в радиолокационни станции, диспечери на различни транспортни средства и др.

Оператор-изследовател – преобладаващо използва апарата на понятийното мислене и опита, заложен в концептуалния модел. Органите за управление играят по-малка роля, а тежестта на информационния модел се увеличава. Това са оператори на изследователски системи.

Оператор-ръководител – при него главна роля има интелектуалната дейност (малко се различава от изследователя). Той взема отговор-ните решения в системата “Човек – Машина – Среда”. Необходимо е да притежава висока устойчивост на препятствия при възприемане на слухова, зрителна информация, способност към абстрактно мислене, обобщения, конкретизация, мислене с вероятностни катего-рии, критично мислене.

Предимства на човека и на машината в системата “Човек – Машина”

Ергономичното проектиране на системите „Човек – Машина” изис-ква оптимално разпределение на функциите между човека и маши-ната, като се дава предимство на човека там, където той превъзхожда машината и на машината, там където тя превъзхожда човека [14].

Основни предимства на човека: – откриване на полезни сигнали, с нискоенергийни стой-

ности;


42

– чувствителност към изключително широк диапазон от стимули (температура, светлина, звук, налягане, аромати и др.);

– използване на всеобща зависимост между предметите и явленията на базата на минал опит, с цел модифициране на поведението при различни операции;

– способност за индуктивно мислене – извеждане на заклю-чения въз основа на отделни разпокъсани наблюдения;

– способност за откриване на сигнали в условия на силен информационен шум;

– способност за запазване на големи количества информа-ция в течение на дълъг период от време и използване на полезните сведения в необходимия момент;

– способност за правене на заключения при непълна ин-формация;

– гъвкавост и приспособяване към изменящи се обстоя-телства, опознаване на обектите в променени условия;

– проявяване на оригиналност при решаване на проблемите – способност за намиране на нови решения;

– способност за решаване на алтернативи с малка вероят-ност за настъпване – реагиране на непредвидени и слу-чайни явления;

– способност за действие в условия на претоварване; – способност за извършване на сложни ответни действия; – възможност за изпълнение на задачите по различни

начини за получаване на същия резултат; – способност за изпълняване на сложни и точни управлява-

щи действия в зависимост от ситуацията. Предимства на машината:

– контрол върху дейността както на човека, така и на машината;

– чувствителност към стимули, извън сетивните възмож-ности на човека (радио-, инфрачервени-, ултравиолетови-, рентгенови лъчения, ултразвук и др.);

– изпълнения на повтарящи се действия, еднообразна рабо-та, без “умора” и намаляване на надеждността;

– дедуктивно “мислене” – способност на базата на общи правила да се изработват решения за частни случаи;


43

– изпълнения на сложни изчисления бързо и с голяма точност;

– съхранение в “паметта” на значително по-голямо коли-чество информация и бързо извличане на необходимите сведения;

– способност за комплексна работа – машината изпълнява едновременно няколко функции, много по-надеждно от човека;

– по-голяма устойчивост от човека към въздействия на външната среда, може да действа във вредни, дори невъзможни за живота на човека условия;

– бърза реакция на сигнали – задръжката в машината е ня-колко микросекунди, а у човека е около 200 милисекунди;

– наличие на принципна възможност за практически без-крайно увеличение на силовото въздействие;

– броят на каналите за връзка могат да бъдат произволно увеличавани – това се ограничава само от конструкцията.

Documents

1.1. ЧОВЕШКИ ФАКТОР, ЕРГОНОМИЯ И ИНЖЕНЕРНА ПСИХОЛОГИЯelse.uctm.edu/subjects/c283/download/lectures_l_449_bg.pdf · психология на