За характером взаємодії СЛМ поділяються на три основні типи (за специфікою участі оператора у процесі керування)

У системах першого типу процес керування відбувається безперервно, оператор спостерігає за цими процесами і втручається тільки тоді, коли треба ліквідувати відхилення. Такі системи мають високий ступінь автоматизації виробничих процесів, тому їх застосовують у хімічній, металургійній промисловості тощо.

У системах другого типу процес керування також безперервний, але оператор періодично, дискретно сам вирішує низку певних завдань, між якими є так звана оперативна пауза. Це — системи автоматизованого зв'язку, радіолокаційні системи.

Для систем третього типу характерна чітка дискретність вирішення оператором певних завдань. Це — системи управління польотами, транспортні системи, системи з відстроченим зворотним зв'язком.

Окремо виділяють системи безперервної взаємодії, до яких належать системи типу «водій — автомобіль».

Наведена класифікація не є єдиною. Класифікація,запропонована А. Криловим, який виділяє такі типи СЛМ:

системи управління рухомими об'єктами;

системи управління енергетичними об'єктами;

системи управління технологічними процесами циклічного типу;

системи нагляду та виявлення об'єктів;

системи управління транспортними засобами, розподілу

енергії диспетчерського типу.

Автоматизовані системи управління рухомими об'єктами можуть бути двох основних видів:

- керуюча система з одним оператором, що розташована на самому об'єкті;

- керуюча система, розташована поза об'єктом; її завданням є забезпечення досягнення об'єктом певної мети за необхідний час. Меті підпорядковане вирішення оперативних завдань, серед яких головними вважаються: утримання необхідних параметрів руху об'єкта і гарантування безпеки його переміщення.

Робота операторів, що управляють рухами об'єктів, має характерні особливості, які зумовлені значною швидкістю пересування об'єктів, раптовим виникненням критичних ситуацій, значною ймовірністю зміни параметрів довколишнього середовища тощо. Для операторів, які знаходяться на самому об'єкті, важливе значення має стан емоційної напруженості під час їхньої діяльності. До того ж вони залежать від таких факторів, як прискорення, зміна тиску, температура, вібрація, коливання, шум тощо. Крім того, оператори в окремих випадках повинні працювати у спеціальному спорядженні і перебувати у малогабаритних приміщеннях.

Слід зауважити, що в самій діяльності оператора є не тільки високоактивні періоди, а й малоактивні, монотонні, які пов'язані з очікуванням необхідної інформації, або з використанням автоматів (автопілот, авторульовий), або з одноманітним довколишнім середовищем (автомобільні дороги, особливо в нічний час).

Цілком зрозуміло, що сама система висуває підвищені, жорсткі вимоги до стану здоров'я і фізичної підготовки операторів. Важливим є наявність у них таких психологічних рис, як рішучість, здатність швидко оцінювати інформацію і приймати рішення, емоційна стійкість, швидке переключення уваги, збереження готовності до дій за період монотонії (оперативна готовність), доведення до автоматизму відповідних рухових дій.

Автоматизовані системи управління енергетичними установками теж підрозділяються на:

- системи управління транспортними засобами;

- стаціонарні.

Цільове призначення цих систем полягає у забезпеченні роботи машин як джерела енергії у заданому режимі і протягом установленого часу. Оперативні завдання у системі підпорядковані контролю і регулюванню енергоресурсів, а також захистові енергетичної установки. Для досягнення цієї мети використовуються різні засоби відображення інформації, переважно мнемосхеми та цифрові й стрілкові контрольно-вимірювальні прилади, а також органи управління, переважно перемикачі та регулятори. Вони поєднані у спеціальні пости, які можуть бути розташовані недалеко від самих енергетичних установок. Оператори даних систем можуть відчувати на собі вплив таких факторів довколишнього середовища, як прискорення, коливання, зміна кліматичних і фізичних умов.

Головна проблема діяльності операторів таких систем — це збереження готовності до дії. У критичних ситуаціях оператор має швидко зорієнтуватись, поставити правильний технічний діагноз і прийняти ефективне рішення, а також вміти застосовувати ручне управління. Для цього він повинен володіти знаннями про будову системи, взаємодію її складових і утримувати в пам'яті значну кількість характеристик і параметрів її роботи.

Автоматизовані системи управління технологічними процесами циклічного типу широко використовують у промисловому виробництві масового випуску якого-небудь продукту. За певний цикл технологічного процесу початкова форма продукту може перейти у кінцеву або проміжну, придатну для подальшої обробки. Вирішення основних оперативних завдань пов'язане із забезпеченням необхідних параметрів технологічного процесу і контролем якості продукції. Умови роботи оператора характеризуються монотонністю, яка збільшується з ростом циклічності технологічного процесу. В системах значного рівня автоматизації монотонність стосується процесів контролю, а за незначного рівня автоматизації вона пов'язана з виконанням однотипних, повторних дій. При цьому монотонність може бути поєднана зі значним інформаційним навантаженням, що висуває певні вимоги до швидкості дій оператора, концентрації і переключення його уваги, прийняття рішень тощо.

Автоматизовані системи нагляду за ситуацією використовуються для отримання інформації про наявність об'єктів у визначених зонах повітряного і водного середовища. Головними оперативними завданнями є виявлення об'єктів, їх впізнання і нагляд за переміщенням їх у середовищі. При цьому в оператора немає ніякого зв'язку з об'єктом, і він не може впливати на його переміщення. Для вирішення основних завдань необхідні доволі «чутливі» системи і певний досвід самого оператора, який може забезпечити формування перцептивних еталонів різних об'єктів. Робота в таких системах потребує постійної уваги за екранами в умовах недостатнього освітлення у приміщеннях. Все це вимагає належної організації робочих місць, режимів роботи й умов реабілітації.

Автоматизовані системи управління диспетчерського типу використовуються при управлінні транспортними засобами, розподілі енергії тощо. Основне їх призначення полягає в обслуговуванні, і тому центральними оперативними завданнями є: приймання замовлень, встановлення черги, контроль завантаження і виконання команд. Оператор, отримуючи інформацію, повинен вирішити питання про значущість певного замовлення серед інших (наприклад, запит на аварійну посадку літака), визначити канал обслуговування, прийняти певне рішення і реалізувати його. Робота операторів-диспетчерів дуже інтенсивна і неритмічна. Висока відповідальність за прийняття рішень значно напружує діяльність операторів, що вимагає від них високої емоційної стійкості. Крім того, висуваються високі вимоги щодо обсягу їхньої пам'яті, характеристик оперативного мислення, чіткості і виразності мовлення.

За всієї різноманітності СЛМ вони мають і певні загальні риси та особливості, до яких належать: динамічність, цілеспрямованість, адаптивність, самовпорядкованість.

Динамічність СЛМ пов'язана з її структурою, яка визначається взаємодією елементів різної природи та змінами характеру взаємозв'язків. Це зумовлює такі її властивості:

- розгалуженість структури СЛМ або зв'язків між елементами цієї структури;

- різноманітність природи елементів СЛМ (людина, група чи групи людей, автомат, машина, комплекс);

- автономність елементів, яка полягає у їхній здатності незалежно від інших виконувати свої функції;

- гнучкість самої структури СЛМ, що забезпечує перехід і виконання різних функцій оператором.

Цілеспрямованість полягає в тому, що система сама може змінювати завдання та способи їх вирішення. Цілеспрямованість СЛМ забезпечує людина, котра ставить або формулює мету, створює програму її досягнення.

Адаптивність підтримує ефективність функціонування СЛМ на належному рівні, незалежно від змін обставин її роботи. Певний час ця властивість СЛМ реалізовувалася тільки завдяки пристосуванню людини до машини. Зараз розглядаються питання взаємної адаптації в системі шляхом пристосування технічних засобів або їхніх параметрів до конкретного психофізіологічного стану людини чи показників ефективності її діяльності.

Самовпорядкованість розглядається як властивість СЛМ зменшувати свою ентропію (невизначеність) після виведення її з нормального, стійкого функціонування. Реалізація цієї властивості можлива тільки за цілеспрямованої діяльності людини, здатності оператора планувати свої дії та реалізовувати їх різними способами.

Розглянуті риси СЛМ забезпечують її інтегрувальну властивість — живучість.

2. Розподіл функцій у системі «людина — машина»

Ефективний розподіл функцій базується на максимальному врахуванні можливостей людини і машини. Загального рішення ця проблема не має, оскільки кожній системі властиві свої особливості управління і кожного разу слід по-новому оцінювати можливості людини і технічних засобів її діяльності. При цьому не тільки в різних СЛМ людина виконує неоднакові функції, можливе також виконання оператором різних функцій в межах однієї системи. Ефективність виконання цих функцій впливає на ефективність функціонування СЛМ в цілому. Ось чому розподіл функцій у системі є дуже важливим і має базуватися на можливостях машини і спроможностях людини.

Порівняємо можливості людини і машини в системах управління.

- Функціонування СЛМ з урахуванням усіх варіантів її роботи може забезпечити тільки людина. Вона здатна краще оцінити роботу системи, беручи до уваги різні фактори та попередній досвід діяльності оператора.

- Полімодальність у сприйманні різної інформації, її співставлення при формуванні образу об'єкта притаманні тільки людині.

- За швидкістю сприймання та алгоритмічної переробки

інформації машина перевершує людину.

- Завдяки константності сприймання та здатності розпізнавати сигнали на фоні шумів людина працює надійніше, ніж машина, яка може знаходити інформацію тільки за певними ознаками.

- За різноманітністю способів переробки інформації та виконання керуючих дій людина випереджає машину.

- За швидкістю і точністю виконання дій людина поступається машині.

- Машина краще працює в ситуаціях перевантаження, оскільки на неї не впливають різні суб'єктивні фактори. Зрозуміло, що в непередбачуваних ситуаціях, в умовах індуктивного, прогностичного мислення людина діє краще, ніж машина.

Згідно з попереднім порівнянням можливостей, можна запропонувати такий варіант розподілу функцій.

Людина має виконувати такі функції:

- індуктивного мислення, тобто прийняття рішення на базі неповної інформації, узагальнення різних фактів, доповнюючи інформацію з власного досвіду;

- розпізнавання ситуації в цілому за її окремими характеристиками, а також неповною інформацією про неї;

- вирішення задач, стосовно яких відсутні правила або алгоритми;

- вирішення задач великої відповідальності;

- вибору засобів вирішення задач у швидко змінювальних умовах, що передбачає виявлення гнучкості та адаптивності.

Машині доцільно передати такі функції:

- дедуктивного мислення, тобто знаходження рішення для окремих випадків на базі загальних принципів і правил;

- виконання громіздких математичних розрахунків та вибір відомих варіантів рішень;

- збереження великої кількості інформації;

- здійснення одноманітних операцій за відомим алгоритмом дій;

- виконання швидких дій у відповідь на певну команду.

Ці рекомендації мають узагальнювальний характер, у кожному ж конкретному випадку визначальним є експеримент з моделюванням конкретної системи, умов її функціо­нування, а також застосуванням певних принципів.

Принцип переліку функцій. Уперше задача розподілу функцій між людиною і машиною на основі порівняння їхніх можливостей була сформульована П. Фітсом ще у 1951 р. Він запропонував певний перелік функцій, які реалізовуються у системі, і порівняльний аналіз їх виконання людиною та машиною. Передбачалося, що проектант системи за розподілу функцій буде користуватися цією порівняльною таблицею, а сам перелік функцій буде збільшуватися. Таким чином, проблема розподілу функцій є такою: складається перелік функцій СЛМ як для виконання машиною, так і для виконання людиною. Це рішення дуже просте, воно має попередній характер, і тому було справедливо критиковане.

Спочатку Жорден (1963), а потім і Чапаніс (1965) критикували сам принцип порівняння людини і машини. Практика довела, стверджують вони, що перелік функцій має узагальнювальний характер. У дійсності людина і машина доповнюють одна одну, і тому треба знаходити компромісне рішення. Функції машини не слід вважати назавжди визначеними і стійкими, вони розширюються, ускладнюються і вдосконалюються. Загальне твердження, що машина типу ЕОМ краще виконує розрахунки, може бути неправильним в окремих випадках, коли людина, знаючи специфічні зв'язки у системі, за допомогою розрахункової лінійки може зробити розрахунок швидше, ніж машина. До того ж слід взяти до уваги навантаження, яке виникає за виконання усіх функцій людиною в СЛМ. Тому потрібно аналізувати не тільки самі функції, а й характер їхніх зв'язків з метою виявлення таких особливостей і критеріїв, які б могли оптимізувати розподіл функцій у СЛМ. За всіх критичних зауважень щодо цього принципу, все ж таки був розроблений певний перелік функцій з порівнянням їх виконання машиною і людиною (табл. 1, за М. Монмолленом).

Принцип переважальних можливостей. Вибір показників, за якими оцінюється СЛМ, здійснюється зважаючи на виконання головної задачі системи. Відповідно до цих показників (надійність, швидкість, точність, вартість, економічна ефективність, час підготовки тощо) розподіляються функції в системі, з урахуванням можливостей людини і машини.

Таблиця 1

Дата добавления: 2014-01-07