Оптимизация распределения функций в системе «человек-машина», как фактор повышения эффективности взаимодействия в экипаже

При анализе работы сложных систем «человек—машина» большой интерес представляет вопрос, насколько целесооб­разно организовано в них взаимодействие человека с техниче­скими компонентами. В качестве технических компонентов та­ких систем в наше время выступают весьма совершенные авто­маты и вычислительные устройства, способные разрешать сложные задачи, возникающие в системе, и выполнять разнооб­разные управляющие функции. Подобные устройства могут во многих случаях успешно замещать человека, выполняя за него функции восприятия информации, ее хранения и переработки, функции принятия решения, управления и пр. Таким образом, возможности технических устройствсовременной системы «че­ловек—машина» по некоторым показателям существенно при­близились к возможностям человека, действующего в этой системе, а по некоторым даже превзошли его.

Сложилось такое положение, когда многие функции в сис­теме «человек—машина» может успешно выполнять как человек, так и техническое устройство. Отсюда вытекает большая прин­ципиальная проблема: какую функцию в системе управления поручить человеку, а какую — машине,чтобы обеспечить их целесообразное взаимодействие и эффективную работу системы.

Прежде чем рассматривать подходы к разрешению проб­лемы распределения функций и критерии подобного распределе­ния, остановимся на оценках и сопоставлении возможностей, которыми располагает человек и современное техническое уст­ройство в сложной системе управления.

При этом особое вни­мание обратим на четкое разделение «сильных» и «слабых» сторон того и другого компонента.

1. По скорости, точности и объему восприятияотдельных сигналов современная ЭВМ в значительной мере превосходит возможности человека. Од­нако способность человеческого мозга к параллельной обра­ботке информации в значительной мере компенсирует это отставание и даже обеспечивает человеку превосходство в вос­приятии сложных комплексов сигналов и образов.

Ограниченные возможности машины по объединению и обобщению принятых сигналов фактически сводят на нет все ее, казалось бы, большие потенциальные воз­можности к восприятию.

Человек может легко пре­одолевать трудности при восприятии неопределенной, двусмыс­ленной информации, может успешно оценивать показатели веро­ятностного порядка. Машина же воспринимает только достовер­ные данные.

2. Память современных ЭВМ по своему объему приближается к предельным возможностям человека. ЭВМ способна сохранять такое количество однотипных данных о работе системы, какое не способен запомнить человек. В то же время в памяти человека каждый показатель работы системы обычно включен в такое число различных связей, какое пока не способна учитывать ни одна машина. Поэтому преиму­щества машинной памяти проявляются лишь при хранении однотипных данных, на которые рассчитана машина, преимущества же человеческой памяти — в хранении большого числа связей.

3. Машина не может располагать таким количеством различных программ преобразования и объ­единения информации, каким располагает человек; она не спо­собна решать задачи такой высокой неопределенности, с какой справляется человек.

Однако при решении отдельных задач с большим числом однородных и сложно взаимосвязанных дан­ных машина может значительно превосходить человека. По­скольку в системах «человек—машина» возникает обычно много подобных задач, то это обстоятельство способствует широкой замене человека машиной.

4. По моторным функциям,таким, как скорость, быстродействие, точность, сила, современные машины, безусловно, превосходят человека. Машины способны обеспечивать точное выдерживание регулируемых параметров, причем не только по величине и скорости их изменения, но и по производным высших порядков. На это в общем случае не способен человек. Но человек, в зависимости от задачи может, если потребуется, использовать самые разнообразные ком­бинации имеющихся в его распоряжении ответных действий, какие практически невозможно предусмотреть в машине.

5. Человек в системе управления выступает, в виде компонента, способного к высокой степени само­организациина различных уровнях. Движимый имеющейся у него целью, он постоянно контролирует и прогнозирует ход процесса ее достижения, реализуя свои широкие функциональные возможности и используя резервы для преодоления препятствий на этом пути.

В случае возникновения «трудностей» в работе технического звена машина либо прекращает работу, либо результат ее действия оказывается бессмысленным для системы. Человек же в подобных случаях изыскивает пути к сохранению нормальной работы системы и к достижению цели.

6. Человек быстро устает и нуждается в периодическом от­дыхе; он не способен длительное время сосредоточивать внима­ние на определенном объекте и может отвлекаться; он чувствителен к различным стрессовым ситуациям, подвержен влиянию разнообразных субъективных факторов, иногда отрицательно сказывающихся на результатах его деятельности. Всех этих не­достатков нет у машины. Однако у нее имеются собственные недостатки: ма­шина чувствительна к магнитным и электрическим полям, к внешней температуре — под их влиянием результаты работы машины могут сильно искажаться.

Человек обычно способен противостоять большинству внутрен­них нарушений, возникающих в его организме, и сохранять при этом требуемые показатели функционирования системы. Нару­шения же в работе технических устройств, как правило, ведут к нарушению работы всей системы.

Итак, на основе проведенного сопоставления возможностей в системе управления человека и машины можно сделать следую­щие обобщения.

На человека в системе управления следует возлагать выпол­нение таких функций:

— распознавание ситуации в целом по ее многим сложно связанным характеристикам, а также при неполной информации о ней;

— индуктивное мышление, т. е. осуществление обобщений на основе отдельных фактов, особенно при неполной информации о задаче;

— решение задач, в которых отсутствует алгоритм или нет четко выраженных правил переработки информации;

— решение задач, в которых требуется гибкость и приспосабливаемость к изменяющимся условиям, особенно задач, которые заранее трудно предвидеть;

— решение задач высокой ответственности, в которых велика цена ошибки.

Машине целесообразно поручатьследующие функции:

— выполнение всех видов математических расчетов, по­скольку машина отличается быстродействием и точностью;

— выполнение однообразных, повторяющихся операций со­гласно заданному алгоритму;

— хранение в памяти большого объема однородной информации для использования ее при машинных расчетах и быстрой выдачи по запросу оператора;

— решение задач, требующих дедуктивного мышления, т. е. получения на основе общих правил решений для частных слу­чаев;

— выполнение действий, требующих быстрой реакции на команду.

При организации взаимодействия в экипаже ВС при распределении функций между человеком и машиной целесообразно руководствоваться следующими принципами:

1. Принцип преимущественных возможностей логически вытекает из приведенного выше сравнения возможностей человека и машины: кто способен лучше выполнить данную задачу, тому и следует ее поручать.

2. Принцип максимализации показателей всей системы «человек—машина» предусматривает такое распределение функций между человеком и машиной, при котором достигаются высокие показатели работы не отдельно человека или машины, а общего результата их совместного действия в системе.

3. Принцип оптимизации информационного обмена в системе управления предусматривает такое распределение функций между человеком и машиной, при котором объем информации, поступающей к человеку и к машине, а также скорость ее предъ­явления соответствуют их возможностям по ее восприятию и переработке, учитывают их загрузку в данный момент в си­стеме управления.

4. Принцип взаимного дополнения и резервирования человека и машины предполагает использование для решения от­дельных задач, возникающих при работе системы, их совместных возможностей, а в случае необходимости и перераспределение между ними отдельных функций по ходу работы.

5. Принцип ответственности предусматривает учет при распределении функций между человеком и машиной степени ответственности разрешаемых задач. Исходя из этого принципа, наиболее ответственные задачи в системе управления, независимо от других особенностей этих за­дач, следует возлагать на человека. При этом для повы­шения надежности их разрешения, согласно принципу взаимо­дополнения, работе человека должны максимально способство­вать технические звенья.

6. Принцип активности и удовлетворенности оператора исходит из положения о том, что человеку свойственно стремление
к активному самопроявлению в деятельности, к самоутверждению на основе результатов своего труда.

7. Принцип легкости обучения оператора и формирования его индивидуального стиля требует, чтобы при определении функции человека учитывался фактор затрат средств и времени, необходимых для отбора и подготовки операторов, а также возможности выработки человеком своего стиля деятельности.

Дата добавления: 2015-05-10