Система человек-машина
ПЛАН.
I. Введение.
II. Основная часть.
1. Особенности классификации системы «человек – машина».
2. Показатели качества системы «человек – машина».
3. Оператор в системе «человек машина».
III. Заключение.
I.Введение
Инженерная психология есть научная дисциплина,
изучающая объективные закономерности процессов информационного
взаимодействия человека и техники с целью использования их в практике
проектирования, создания и эксплуатации СЧМ. Процессы информационного
взаимодействия человека и техники являются предметом инженерной психологии.
С давних пор при создании орудий и средств труда учитывались
те или иные свойства и возможности человека. В начале интуитивно, а позже с
привлечением научных данных решалась задача приспособления техники к
человеку. Однако предметом анализа последовательно становились различные
свойства человека.
На первых порах основное внимание уделялось вопросам
строения человеческого тела и динамики рабочих движений. На основе данных
биомеханики и антропометрии разрабатывались рекомендации, относящиеся лишь
к форме и размерам рабочего места человека и используемого им инструмента.
Затем объектом исследования становятся физиологические свойства работающего
человека. Рекомендации, вытекающие из данных физиологии труда, относятся
уже не только к оформлению рабочего места, но и к режиму рабочего дня,
организации рабочих движений, к борьбе с утомлением. Предпринимались
попытки оценить различные виды труда с точки зрения тех требований, которые
они предъявляют человеческому организму.
Как самостоятельная научная дисциплина инженерная психология
начала формироваться в 40-х годах нашего века. Однако идеи о необходимости
комплексного изучения человека и технических устройств высказывались
русскими учеными еще в прошлом столетии.
Русские ученые еще в конце прошлого века предприняли попытки
разработать научные и теоретические основы учения о труде. Пионером в этой
области явился великий русский ученый И. М. Сеченов, который первым
поставил вопрос об использовании научных данных о человеке для
рационализации трудовой деятельности. И. М. Сеченов занялся изучением роли
психических процессов при выполнении трудовых актов, поставил вопрос о
формировании трудовых навыков и впервые показал, что в процессе трудового
обучения изменяется характер регуляции: функции регулятора переходят от
зрения к осязанию. Он ввел понятие активного отдыха как лучшего средства
повышения и сохранения работоспособности.
Инженерная психология возникла на стыке технических и
психологических наук. Поэтому характерными для нее являются черты обеих
наук.
Как психологическая наука инженерная психология
изучает психические и психофизиологические процессы и свойства человека,
выясняя, какие требования к отдельным техническим устройствам и построению
СЧМ в целом вытекают из особенностей человеческой деятельности, т. е.
решает задачу приспособления техники и условий труда к человеку.
Как техническая наука инженерная психология изучает принципы
построения сложных систем, посты и пульты управления, кабины машин,
технологические процессы для выяснения требований, предъявляемых к
психологическим, психофизиологическим и другим свойствам человека-
оператора.
Научно-техническая революция привела к существенному
изменению условий, средств и характера трудовой деятельности. В современном
производстве, на транспорте, в системах связи, в строительстве и сельском
хозяйстве все шире применяются автоматы и вычислительная техника;
происходит автоматизация многих производственных процессов.
Благодаря техническому перевооружению производства существенно изменяются
функции и роль человека. Многие операции, которые раньше были его
прерогативой, сейчас начинают выполнять машины. Однако, каких бы успехов ни
достигала техника, труд был и остается достоянием человека, а машины, как
бы сложны они ни были, являются лишь орудиями его труда. В процессе труда
человек, используя машины как орудия труда, осуществляет сознательно
поставленные им цели.
Следовательно, с развитием и усложнением техники возрастает
значение человеческого фактора на производстве. Необходимость изучения
этого фактора и учета его при разработке новой техники и технологических
процессов, при организации производства и эксплуатации оборудования
становится все более очевидной. От успешности решения этой задачи зависит
эффективность и надежность эксплуатации создаваемой техники,
функционирование технических устройств и деятельность человека, который
пользуется этими устройствами в процессе Труда, должны рассматриваться во
взаимосвязи. Эта точка зрения привела к формированию понятия системы
«человек — машина" (СЧМ). Под СЧМ понимается система, включающая человека-
оператора (группу операторов) и машины, посредством которой осуществляется
трудовая деятельность. Машиной в СЧМ называется совокупность технических
средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности. СЧМ и
является объектом инженерной психологии.
Система «человек — машина» представляет собой частный случай
управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность
человека связаны единым контуром регулирования. При организации взаимосвязи
человека и машины в СЧМ основная роль принадлежит уже не столько
анатомическим и физиологическим, сколько психологическим свойствам
человека: восприятию, памяти, мышлению, вниманию и т. п. От психологических
свойств человека во многом зависит его информационное взаимодействие с
машиной.
II. Основная часть.
1. Особенности классификации системы «человек – машина».
Под системой в общей теории систем понимается комплекс
взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, предназначенный
для решения единой задачи. Системы могут быть классифицированы по различным
признакам. Одним из них является степень участия человека в работе системы.
С этой точки зрения различают автоматические, автоматизированные и
неавтоматические системы. Работа автоматической системы осуществляется без
участия человека. В неавтоматической системе работа выполняется человеком
без применения технических устройств. В работе автоматизированной системы
принимает участие как человек, так и технические устройства. Следовательно,
такая система представляет собой систему «человек — машина» .
На практике применяются самые разнообразные виды систем «человек —
машина». Основой их классификации могут явиться следующие четыре группы
признаков: целевое назначение системы, характеристики человеческого звена,
тип и структура машинного звена, тип взаимодействия компонентов системы.
Целевое назначение системы оказывает определяющее влияние на многие
ее характеристики и поэтому является исходным признаком. По целевому
назначению можно выделить следующие классы систем:
а) управляющие, в которых основной задачей человека является
управление машиной (или комплексом);
б) обслуживающие, в которых человек контролирует состояние
машинной системы, ищет неисправности, производит наладку, настройку, ремонт
и т.п.;
в) обучающие, т. е. вырабатывающие у человека определенные навыки
(технические средства обучения, тренажеры и т. п.);
г) информационные, обеспечивающие поиск, накопление или получение
необходимой для человека информации (радиолокационные, телевизионные,
документальные системы, системы радио и проводной связи и др.);
д) исследовательские, используемые при анализе тех или иных
явлений, поиске новой информации, новых заданий (моделирующие установки,
макеты, научно-исследовательские приборы и установки).
Особенность управляющих и обслуживающих систем заключается в том, что
объектом целенаправленных воздействий в них является машинный компонент
системы. В обучающих и информационных СЧМ направление воздействий
противоположное — на человека. В исследовательских системах воздействие
имеет и ту, и другую направленность.
По признаку характеристики «человеческого звена» можно выделить два класса
СЧМ: а) моносистемы, в состав которых входит один человек и одно или
несколько технических устройств; б) полисистемы, в состав которых входит
некоторый коллектив людей и взаимодействующие с ним одно или комплекс
технических устройств.
Полисистемы в свою очередь можно подразделить на «паритетные» и
иерархические (многоуровневые). В первом случае в процессе взаимодействия
людей с машинными компонентами не устанавливается какая-либо подчиненность
и приоритетность отдельных членов коллектива. Примерами таких полисистем
может служить система «коллектив людей — устройства жизнеобеспечения»
(например, система жизнеобеспечения на космическом корабле или подводной
лодке). Другим примером может быть система отображения информации с большим
экраном, предназначенная для использования коллективом операторов.
В отличие от этого в иерархических СЧМ устанавливается или
организационная, или приоритетная иерархия взаимодействия людей с
техническими устройствами. Так, в системе управления воздушным движением
диспетчер аэропорта образует верхний уровень управления. Следующий
уровень — это командиры воздушных судов, действиями которых руководит
диспетчер. Третий уровень — остальные члены экипажа, работающие под
руководством командира корабля.
По типу и структуре машинного компонента можно выделить инструментальные
СЧМ, в состав которых в качестве технических устройств входят инструменты и
приборы. Отличительной особенностью этих систем, как правило, является
требование высокой точности выполняемых человеком операций.
Другим типом СЧМ являются простейшие человеко-машинные системы,
которые включают стационарное и нестационарное техническое устройство
(различного рода преобразователи энергии) и человека, использующего это
устройство. Здесь требования к человеку существенно различаются в
зависимости от типа устройства, его целевого назначения и условий
применения. Однако их основной особенностью является сравнительная простота
функций человека.
Следующим важным типом СЧМ являются сложные человеко-машинные
системы, включающие помимо использующего их человека некоторую совокупность
технологически связанных, но различных по своему функциональному назначению
аппаратов, устройств и машин, предназначенных для производства
определенного продукта (энергетическая установка, прокатный стан,
автоматическая поточная линия, вычислительный комплекс и т. п.). В этих
системах, как правило, связанность технологического процесса обеспечивается
локальными системами автоматического управления. В задачу человека входит
общий контроль за ходом технологического процесса, изменение режимов
работы, оптимизация отдельных процессов, настройка, пуск и остановка.
Еще более сложным типом СЧМ являются системотехнические
комплексы. Они представляют собой сложную техническую систему с не
полностью детерминированными связями и коллектив людей, участвующих в ее
использовании. Для систем такого типа характерным является взаимодействие
не только по цепи «человек — машина», но и по цепи «человек — человек —
машина». Другими словами, в процессе своей деятельности человек
взаимодействует не только с техническими устройствами, но и с другими
людьми. При всей сложности системотехнических комплексов их в большинстве
случаев можно представить в виде иерархии более простых человеко-машинных
систем. Типичными примерами системотехнических комплексов различного уровня
и назначения могут служить судно, воздушный лайнер, промышленное
предприятие, вычислительный центр, транспортная система и т. п.
В основу классификации СЧМ по типу взаимодействия человека и
машины может быть положена степень непрерывности этого взаимодействия. По
этому признаку различают системы непрерывного (например, система «водитель—
автомобиль») и эпизодического взаимодействия. Последние, в свою очередь,
делятся на системы регулярного взаимодействия. Примером системы регулярного
взаимодействия может служить система «оператор — ЭВМ». В ней ввод
информации и получение результатов определяются характером решаемых задач,
т. е. режимы взаимодействия во времени регламентируются характером и
объемом вычислений. Стохастическое эпизодическое взаимодействие имеет место
в таких системах, как «оператор — система централизованного контроля»,
«наладчик — станок» и т. п.
Страницы: 1, 2, 3
|