Основы проектирования СЧМ

Проектирование систем «человек—машина» занимает видное место в работах по инженерной психологии [8, с. 196—275; 3, с. 210—292 и др.). Само проектирование СЧМ традиционно ана­лизируется по основным блокам: средства отображения инфор­мации — сокращенно СОИ, органы управления или средства ввода информации — сокращенно СВИ, рабочее место оператора. Рас­смотрим каждый из этих блоков подробнее.

Средства отображения информации (СОИ) различаются по сле­дующим критериям:

по способу использования СОИ: а) контрольные, быстрые («да — нет»); б) качественные (насколько возрастает или падает пара­метр); в) количественное чтение информации (численные значе­ния в аналоговой или цифровой форме) для больших СОИ;

по форме сигнала: цифровые, буквенные, фигурные;

по степени детализации: интегральные или детальные.

Выделяются основные подходы в совершенствовании СОИ [8, ^с-228-230]:

структурно-психологический (в основе — статистика, позво­ляющая выбирать наиболее оптимальные стратегии, совершать ^пРедпочтительные выборы при построении информационных об-Разов объекта);

системно-лингвистический (построение оптимальных языков, Диалоговых систем);

графоаналитический (табличное программирование, эксперт-ая оценка, теория графов — строится «картинка» распределения ^т°токов информации).

Перспективные подходы в совершенствовании СОИ:

1) разработка многоканальных (многофункциональных)
дикаторов;

2) разработка полисенсорных (полимодальных) СОИ, т. е. воз
действующих на различные органы чувств;

3) объемное отображение информации («плюс» со стереоскс
пическим эффектом);

4) разработка индикаторов с возможностью предсказания даль
нейшего развития процесса — выход на совместное принятие
шения человеком и машиной.

В основу типологии органов управления или средств ввода инфор мации (СВИ) также могут быть положены разные критерии:

по характеру движений человека различают простые, повтори ющиеся, высокоточные;

по назначению выделяют оперативные, периодические, эпиз дические;

по конструктивному исполнению — кнопки, тумблеры, педа

На основании специальных замеров и испытаний выделяют требования к отдельным типам органов управления, к совмести^ му расположению индикаторов и органов управления, к сист мам ввода информации (к клавиатурам). Например, выделяют следующие принципы совместного расположения индикаторов и о| ганов управления:

функциональное соответствие (каждой подсистеме СЧМ — се бло с-панель на общем пульте управления);

с бъединение (использование однотипных элементов контроЛ и управления — оптимизация количества информации);

совмещение стимула и реакции, что обеспечивает последи ватгльность действий, соответствие общему алгоритму управл| ния;

1ажность и частота использования (наиболее важные оргав управления — в наиболее удобном месте).

На основании специальных замеров и испытаний выявляют общ че требования к системам ввода информации — СВИ (к клав атуоам):

ьлавиши должны соответствовать характеру решаемых задач соо- -ветствовать психофизиологическим характеристикам челов ка-оператора;

расположение клавиш — оптимальное (минимум рабочих дв жений оператора);

компактность клавиатуры и ее умещаемость в зоне моторнс контроля (даже в условиях постоянного усложнения СЧМ и личсния алфавита вводимых символов).

Выделяются также основные правила экономии рабочих двия ний, которые важно учитывать при проектировании разнооб? ных органов управления [3, с. 292]:

1) при движении двумя руками — одновременность, симмет­
ричность и противоположность по своей направленности (все это
обеспечивает равновесие тела);

2) простота движений, их плавность и закругленность; необ­
ходима минимизация самого количества движений;

3) траектория — в пределах рабочей зоны оператора;

4) движения должны соответствовать анатомии руки и нахо­
диться в зоне зрительного контроля;

5) рабочие движения должны быть ритмичными;

6) привычность движения для работника (следует учитывать
ранее сформированные двигательные навыки);

7) при возникновении малых сопротивлений должны включаться
малые группы мышц, при возникновении больших сопротивле­
ний — большие группы (так как требуются большие усилия);

8) необходимо по возможности использовать кинетическую
(двигательную, инерционную) энергию самого объекта работы.

Выявлена более оптимальная организация при выполнении раз­личных рабочих движений.

В частности, там, где больше требуются быстрые движения, рекомендуется учитывать следующее:

там, где требуется быстрая реакция, более предпочтительны движения к себе;

в горизонтальной плоскости скорость рук быстрее, чем в вер­тикальной;

наибольшая скорость руки — сверху вниз, наименьшая — от себя снизу вверх;

скорость больше слева направо (для правой руки и для прав­шей);

вращательные движения быстрее, чем поступательные;

плавные криволинейные движения рук быстрее, чем прямоли­нейные с внезапным изменением направления (чем резкие и уг­ловатые).

Если требуются более точные движения, рекомендуется учиты­вать, что:

более точные движения — в положении сидя (чем стоя);

при движении в вертикальной плоскости ошибок меньше, чем ^в горизонтальной.

Рабочее место оператора является третьим блоком, анализ ко-°Рого важен при проектировании и оптимизации систем «чело­век—машина».

Основные условия проектирования рабочего места оператора:

1) Достаточное рабочее пространство для оператора;

2) достаточные физические, зрительные и слуховые связи между
Работниками;

•э) оптимальное размещение рабочих мест в помещении, а также ^езопасные и удобные проходы;

4) необходимое естественное и искусственное освещение;

5) допустимый уровень акустического шума и вибрации;

6) необходимые средства защиты от опасных и вредных проц
водственных факторов (физических, химических, биологичес*
и психофизиологических).

Оптимизация рабочего места оператора предполагает:

• выбор целесообразного рабочего положения (сидя, стоя);

«рациональное размещение индикаторов и органов управл| ния;

• обеспечение оптимального обзора элементов рабочего мес

• соответствие рабочего места различным характеристикам
ботника;

• соответствие информационных потоков возможностям
века по их приему и переработке;

«обеспечение условий для кратковременного отдыха в проце се работы.

Выделяются также оптимальные рабочие позы оператора:

положение «стоя» более естественно для человека (но при, тельной работе стоя человек утомляется быстрее), поэтому нес ходимо предусмотреть возможность изменения рабочей позы;

нормальная поза в положении «стоя», когда не требуется клоняться вперед более чем на 15°;

наклоны назад и в сторону (при работе стоя) нежелательнь

положение «сидя» имеет много преимуществ (разгружают многие системы органов), но длительное сидение тоже неже тельно из-за нагрузки на таз. Таким образом, лучше предусмс реть смену поз.

В качестве примера можно привести основные требования к ^ бочему сиденью оператора:

• сиденье оператора должно обеспечивать позу, способству
щую уменьшению статичной работы мышц;

. сиденье должно обеспечивать возможность для измене* рабочей позы;

«оно не должно затруднять деятельность различных систем ор низма (дыхательной системы, сердечно-сосудистой, пищевар тельной) и не вызывать болезненных ощущений;

• глубина сиденья не должна быть чрезмерно большой;

. должно быть обеспечено свободное перемещение сиденья < носительно рабочих поверхностей (в том числе желательно об| печить вращение сиденья);

• важно предусмотреть возможность регулирования высоты'
дения, угла наклона спинки, высоты спинки;

«важно учесть требования безопасности (общие и частные зависимости от конкретного места работы оператора);

. желательно использовать на сидениях полумягкую обивку, нескользкую, неэлектризирующуюся, воздухопроницаемую,

_Г0отталкивающую (кроме случаев с особыми условиями произ-_водства, где сиденья могут быть только деревянными) и т. п.

Общую схему инженерно-психологического проектирования мож­но представить следующим образом [8, с. 196—346]:

1. Анализ характеристик объекта управления: анализ статисти­
ческих характеристик; анализ динамических характеристик; опре­
деление целей и задач системы.

2. Распределений функций между человеком и техникой: ана­
лиз возможностей человека и техники; определение критерия
эффективности системы; определение ограничивающих условий;
оптимизация критерия эффективности.

3. Распределение функций между операторами: выбор струк­
туры группы; определение числа рабочих мест; определение за­
дач на каждом рабочем месте; организация связи между опера­
торами.

4. Проектирование деятельности конкретного оператора: оп­
ределение структуры и алгоритма деятельности; определение тре­
бований к характеристикам человека (ПВК); определение тре­
бований к обученности; определение допустимых норм деятель­
ности.

5. Проектирование технических средств деятельности операто­
ров: синтез информационных моделей; конструирование органов
управления; общая компоновка рабочего места.

6. Оценка системы «человек—машина»: оценка рабочего места
и условий деятельности; оценка характеристик деятельности опе­
ратора; оценка эффективности системы в целом.

Различными авторами предлагаются и иные варианты оптими­зации систем «человек—машина». Например, Д. Босман разраба­тывает системный подход к проектированию социотехнических систем [цит. по: 5, с. 39—60]. Он пишет: «Социотехнические систе­мы представляют собой некоторую совокупность технических средств, процедур и правил, выполняющую заданную работу под управлением и контролем человека» [там же, с. 39]. Само систем­ное проектирование предполагает (по сравнению с более простым проектированием), что:

разработка простых систем по «технологии операциональной Разработки» осуществляется через постепенное увеличение функ­ций и проверку эффективности на основе опыта;

при разработке более сложных систем более адекватным яв­ляется подход под названием «компьютерная метафора». В его основе — разделение целого на части, которые еще способны Цоспринимать управляющие воздействия оператора (т. е. основная Функция разбивается на подфункции). Все это осуществляется еще ^На этапе анализа (выделения подфункций). На этапе синтеза (соб-

венно проектирования) делается акцент на внедрение, где не-

^ходим постоянный контроль за эффективностью нововведе-

ний — частые повторы, пробы («повторение — основа проекти! рования»).

основные этапы процесса разработки и проектирования слоас| ных систем — исследование; анализ и планирование; техническо проектирование; испытания; введение в эксплуатацию.

Важным для проектирования различных социотехнических си-1 стем является учет индивидуальных характеристик оператора. Тра| диционно многие авторы используют схему составления индивиду\ альных характеристик оператора, предложенную Хопкиным [щ-по: 5, с. 55]. Для оценки особенностей оператора в данной схе выделяются 75 групп характеристик:

1) биографические данные: возраст, пол, национальность, опь
работы, выполнявшаяся ранее работа;

2) физические и физиологические характеристики: здоровье|
физическая сила, выносливость, стрессоустойчивость;

3) требования к сенсорным системам (включая «интермода
ное взаимодействие»);

4) требования к когнитивным процессам: скорость, точност
способность к опознаванию в различных сенсорных модальностях|

5) требования к обработке информации;

6) требования к психомоторике: мышечная координация, лов-|
кость, манипулятивные способности, реакция на стимул;

7) требования к семантическим системам: умение говорить
понимать речь, беглость речи, ясность выражения мысли;

8) знания и умения: фундаментальные знания, практически^
знания, обучаемость, способность применять знания, мастерств
в работе, практические суждения;

9) требования к образованию: базовое и квалификационно
образование, дополнительная квалификация, последнее дости|
жение, посещение курсов переподготовки, планы на будущее
области образования;

10) требования к познавательным и мыслительным процес|
сам: общая культура; вербальные, числовые, пространственные
механические способности и склонности; умение учиться на О1Ш
ках, способность не обращать внимания на обиды;

11) требования к качеству исполнения: скорость и точное
ассоциаций; перцептивные, интеллектуальные, психомоторнЫ|
функции; целеполагание;

12) индивидуальные требования: основные черты личное!
специфические черты личности, индивидуальный профиль, вне!
ний вид и привычки;

13) социальные требования: способность работать в команд^
такт, готовность к лидерству, мораль, отношение к руководству Ц
подчиненным;

14) мотивация и интересы: поведение, потребность в сложив
задачах, готовность прилагать дополнительные усилия в работе;

15) эмоциональные требования: эмоциональная стабильность, настойчивость, устойчивость к смене условий труда, реакция на стресс и скуку.

Чем принципиально отличается эргономическое (инженерно-пси­хологическое) проектирование от любого другого вида проектирова­ния, например от инженерного проектирования? Е.Б.Моргунов _выделяет два таких основных отличия: 1) при эргономическом проектировании «производится тщательный анализ не только про-тотипного устройства или программного комплекса, но и прото-типной деятельности пользователя»; 2) перед тем как писать про­грамму, имеет смысл сопоставить режимы, в которых выполняет работу специалист, и их усовершенствование в ходе историческо­го развития профессии. Все это предполагает постоянное совер­шенствование проектируемых комплексов в сотрудничестве пси­холога-эргономиста с пользователем по принципу «чем раньше будет исправлена ошибка, тем качественнее станет конечный про­дукт» [7, с. 185-186].

Дата добавления: 2015-07-13