Показатели качества систем "человек-машина"

Для каждой СЧМ существует некоторая оптимальная степень автоматизации (koпт), при которой эффективность СЧМ становится максимальной. При этом чем сложнее СЧМ, тем больше потери эффективности из-за неправильного выбора степени автоматизации. Это видно из сравнения кривых 1 и 2 на рис. Оптимальная степень автоматизации устанавливается в процессе решения задачи распределения функций между человеком и машиной.

 

 

Зависимость эффективности СЧМ от степени автоматизации: 1 — для простых систем; 2 — для сложных систем

 

 

Экономический показатель характеризует полные затраты на систему «человек — машина». В общем случае эти затраты складываются из трех составляющих: затрат на создание (изготовление) системы Си, затрат на подготовку операторов Соп и эксплуатационных расходов Сэ. По отношению к процессу эксплуатации затраты Си и Соп являются, как правило, капитальными. Тогда полные приведенные затраты в СЧМ определяются выражением

Wсчм=Сэ + Ен(Соп + Си),

где Ен — нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных затрат.

При заданной величине Wсчм путем перераспределения затрат между отдельными составляющими Си, Соп и Сэ можно получить различные значения общей эффективности СЧМ. И, наоборот, заданная эффективность СЧМ может быть обеспечена с помощью различных затрат в зависимости от распределения их между отдельными составляющими. Методы технико-экономической оптимизации СЧМ (получение заданной эффективности при минимуме Wсчм или получение максимума эффективности при заданной величине Wсчм) путем перераспределения затрат Си, Соп и Сэ .

Большое значение при анализе и оценке СЧМ имеют эргономические показатели. Они учитывают совокупность специфических свойств системы «человек — машина», обеспечивающих возможность осуществления в ней деятельности человека (группы людей). Эргономические показатели представляют собой иерархическую структуру, включающую в себя целостную эргономическую характеристику (эргономичность СЧМ), комплексные (управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость СЧМ), групповые (социально-психологические, психологические, физиологические, антропометрические, гигиенические) и единичные показатели.

С помощью рассмотренных показателей можно оценить одно или несколько однотипных свойств СЧМ. Иногда их может оказаться недостаточно для решения инженерно-психологических задач (например, при выборе одного из нескольких конкурирующих вариантов СЧМ). В этом случае нужно дать интегральную оценку качества системы «человек — машина» как совокупности всех ее основных свойств. Для этого используется понятие эффективности СЧМ, под которой понимается степень приспособленности системы к выполнению возложенных на нее функций. При определении эффективности СЧМ необходимо учесть следующие правила: для получения полной интегральной оценки следует учитывать всю совокупность частных показателей качества СЧМ;

частные показатели должны входить в общую оценку с некоторым «весом», характеризующим их важность в данной системе;

поскольку частные показатели имеют различный физический смысл и измеряются в разных величинах, они должны быть приведены к безразмерному и нормированному относительно некоторого эталона виду.

При этом следует отметить, что все частные показатели с точки зрения их влияния на эффективность могут быть повышающими (надежность, безопасность, своевременность и т. п.) или понижающими (затраты, время решения задачи и др.)- Поэтому нормирование производится следующим образом:

для повышающих показателей

Эi= Ei / Emax i

для понижающих показателей

Эi= Ei / Emin i

 

где Эi и Ei — соответственно нормированное и абсолютное значение i-го частного показателя; Emax i и emin i — максимальное (минимальное) значение

i-гo частного показателя, которое имеет существующая или проектируемая аналогичная система.

Эффективность системы представляется как некоторая совокупность частных показателей. Чаще всего применяется аддитивная функция

n

Эсчм= ∑ ai Эi

i=1

 

где аi- — «весовые» коэффициенты, сумма которых должна быть равна единице; n — число учитываемых частных показателей.

При выполнении рассмотренных условий величина Эcчм принимает значения в пределах от нуля до единицы и представляет собой своеобразный «коэффициент полезного действия» системы «человек — машина».

Так же , я думаю, стоит добавить,что   Под системой понимается комплекс взаимосвязанных, взаимодействующих между собой компонентов, предназначенных для решения одной задачи. 
Системы могут быть: автоматические, автоматизированные инеавтоматизированные. Так, работа автоматизированной системы выполняется без участия человека. В неавтоматические системе участвует как человек, так и техническое оборудование, устройства, оборудование. Такая система получила название «человек-машина» (СЧМ). Иногда используются и другие названия-синонимы: система-оператор; машина-среда; система «человек-техника»; эргатическая система, антропологическая система; «биотехническая система» и т.п. С 1975 года ДЕСТ.21033-75 рекомендует термин система «человек-машина». 
Классификация их может иметь разные направления: 
по целевому назначению системы; 
по характеристике человеческой звена, 
по типу и структуре машинного компонента, 
по типу взаимодействия комплексов системы. 
По целевому назначению системы подразделяются на следующие классы: 
1) управляющие, в которых основной задачей человека является управление машиной (или комплексом); 
2) обслуживающие, в которых человек контролирует состояние машинной системы, ищет неполадки, проводит наладку, ремонт, настройку; 
3) обучающие, т.е. формирующие у человека соответствующие навыки (к ним относятся технические средства обучения, тренажеры); 
4) информационные, обеспечивающие поиск, накопление или получение необходимой для человека информации (радиолокационные, телевизионные, документальные системы, системы радио, и другие связи); 
5) исследовательские, используемые при анализе тех или иных явлений, поиск новой информации, новых задач (макеты, научно исследовательские-приборы) и другие. 
Особенностью управляющих и обслуживающих систем является то, что роль объекта воздействия в них выполняет машинный компонент системы. В учебных и информационных СЧМ, направление воздействия противоположный - на машину. В исследовательских системах воздействие имеют и ту и другую направленность. 
По признаку характеристики «человеческого звена» можно вычленить два класса системы человек-машина (СЧМ): 
1) класс моносистемы, в состав которых входит один человек и один, или несколько приборов; 
2) класс полисистемы, в состав которых входят коллектив людей и взаимодействующие с ним один или комплекс технических устройств, приборов, например, система жизнедеятельности на космическом корабле или подводной лодке. 
По типу и структуре машинного компонента можно выделить инструментальные СЧМ, в состав которых на основе технических устройств входят инструменты и приборы. При этом необходима высокая точность операций, выполняемых. 
Более сложным типом СЧМ являются системотехнические комплексы, то есть сложная техническая система и коллектив людей, участвующих в этом. Она может действовать по принципу цепи не только «человек-машина», но и «человек-человек-машина». То есть происходит взаимосвязь не только с техническими устройствами, но и с другими людьми. 
Система «человек-машина» - это сложная система, которая способна к уменьшению неопределенности после вывода их из состояния разного рода возмущения. Это свойство соответствует целенаправленности деятельности человека, способности спланировать свои действия, принимать верное решение и реализовывать их в зависимости от обстоятельств. 
Показателями качества систем «человек-машина» является: 
1) быстрое действие, который определяется сроком прохождения информации по замкнутому контуру «человек-машина»; 
2) надежность, характеризующаяся безошибочностью решения задач, стоящих перед СЧМ; 
3) точность работы, т.е. степень отклонения от параметров, установленных или отрегулированных оператором, от постоянного номинального значения; 
4) своевременность - решение задач СЧМ оценивается вероятностью того, что данная задача будет решена вовремя; 
5) безопасность - труд человека в этой системе оценивается вероятностью безопасной работы (опасность может создаваться неполадками машины, аварийной ситуацией, нарушением техники безопасности человеком т.д.); 
6) степень автоматизации СЧМ характеризуется относительной количеством информации, перерабатываемой автоматическими приборами, устройствами; 
7) экономический показатель - это оценка затрат на систему «человек-машина». 
Необходимо отметить, что независимо от степени автоматизации, человек является главным звеном СЧМ. Конечной целью любой работы человека является получение результата. Для оператора - цель его деятельности (работы) выступает в образе заданного состояния объекта и управления им. Сформирована деятельность в виде образа - цели, которая должна храниться в памяти оператора от начала до конца. При разработке СЧМ и организации труда оператора необходимо предусмотреть специальные средства, которые и помогут ему сохранить образ-цель. Деятельность (работа) оператора планируется и регулируется. План строится на основе тех технических средств, с помощью которых он может быть реализован. Кроме того, план, сформированный в начале его выполнения, определяет лишь общую канву. В процессе деятельности оператора он развивается. При этом изменяется уровень его детализации, происходит переход от общих принципов к отдельным. Если в начале определялся план в целом, то при выполнении его формируются планы отдельных операций и перехода от одной операции к другой. 
О психологической регуляции в трудовой деятельности воздействия на восприятие, ощущение ее на анализаторы человека, то необходим постепенный переход от одной позиции к другой, чтобы не привести человека к усталости. 
Виды деятельности оператора могут быть предметно-практическими, предметно-умственными, знаково-практическими, знаково-умственными. 
К предметно-практическим действиям относятся такие, как: перемещение предмета в пространстве, изменения этого пространства. 
Предметно-мыслительные действия - это оперирование с образом предмета лишь в сознании (то есть, умственное экспериментирование). 
Знаково-практические действия - это практическое оперирование знаками и знаковыми системами, например, прокладка курса кораблю на карте; оперирование с приборами, имеющими знаковую информацию. 
Знаково-мыслительные действия - это оперирование знаками и знаковыми системами в сознании, например, мыслительные действия, которые связаны с выполнением логических, вычислительных операций. 
Алгоритмическое описание деятельности оператора используется также. В этом случае все действия оператора в системе «человек-машина» могут быть разделены на несколько этапов: а) прием информации, б) оценка переработки информации, в) принятие решения; г) реализация принятого решения. 
Прием информации. На этом этапе осуществляется принятия информации об объектах, свойства окружающей среды, задачи, поставленные перед системой «человек-машина». При этом выявляются сигналы, выделения из них наиболее важных, их расшифровка, декодирования. В результате, у оператора складывается предварительное представление о состоянии управляемого объекта. Информация доводится до состояния, способного для оценки и принятия решения. 
Оценка и переработка информации. На этом этапе проводится сопоставление заданных и реальных режимов работы СЧМ, производится анализ и обоснование информации, на основе известных критериев определяется очередь обработки информации. При этом может проходить запоминания, вычленение из памяти, декодирование и т.п.. 
Третьим этапом является принятие решения, то есть на основе анализа и информации принимается решение о соответствующих действиях. 
Реализация принятого решения. На этом этапе осуществляется внедрение принятого решения на практике. Это происходит путем соответствующих действий или подачей соответствующих распоряжений. Отдельными участками этого этапа также являются: перекодирование принятого решения в машинный код, поиск нужного органа управления, движения рук на органы управления и манипуляция ими (нажим на кнопку, включение тумблера) и другие. На каждом этапе оператор делает самоконтроль собственных действий (путем визуального осмотра, или специальными индикаторами повторением отдельных действий). 
По профессиональным категориям операторы могут распределяться на: а) операторов-технологов, б) операторов-наблюдателей, в) операторов-исследователей; г) операторов-руководителей; д) операторов-манипуляторов и т.п.. 
Оператор-технолог - это оператор, который непосредственно включен в технологический процесс. Он работает в режиме экстренного обслуживания. Преобладающими в его действиях есть управление (это и операторы технологических процессов, автоматических линий, операторы по приему и переработке информации). 
Оператор-наблюдатель (контролер). Важное место в действиях этого оператора занимают информационные и концептуальные модели, а также процессы принятия решения (это операторы радиолокационных станций, диспетчеры разных видов транспорта) и другие. 
Оператор-исследователь. К ним относятся пользователи вычислительных систем, где шифровальщики подобное. 
Оператор-руководитель Это операторы-организаторы, руководители различных уровней. Это лица, принимающие соответствующие решения в человеко-машинных комплексах и обладающие интуицией, опытом. 
Оператор-манипулятор обладает сенсомоторной координации (непрерывное слежение за движущимся объектом, имеет моторорухливи навыки). В функции оператора-манипулятора входят: управление роботами, манипуляторами, машинами-усилителями мускульной энергии человека (станки, экскаваторы, транспортные средства). 
Качество деятельности операторов определяется в следующем: 
- Умение принимать правильные, своевременные решения в условиях дефицита времени, в неожиданных ситуациях (при неполной, несовершенной, а иногда чрезмерной информации); 
управление одновременно несколькими объектами, частое исполнение не однотипных задач; 
необходимость работать при повышенных скоростях управляющих процессов и объектов, в условиях недостаточно ясных ситуаций; 
- Осознание высокой ответственности, когда требования и надежность оператора значительно возрастают; 
работа в необычных условиях (перегрузки, невесомость); 
- Высокая готовность к экстренным действиям (непредвиденных 
ранее). 
На качество работы оператора влияют следующие факторы: 
влияние внешней среды (микроклимат и т.д.); 
характер и условия деятельности (время, режим работы и отдыха, аварийные ситуации, количество и сложность задач, которые одновременно решаются); 
технические характеристики системы (степень ответственности информационной модели управляющего объекта, эстетичность машины; 
взаимодействие оператора и машины (распределение функций) взаимоотношения в группе, экипажи, звене и т.д.). 
Психологические качества операторов также могут зависеть от вида деятельности. 
Важным аспектом инженерной психологии является отбор и подготовка оператора. Они являются составной частью профессиональной подготовки операторов соответствующего профиля. 
Профессиональная подготовка операторов включает в себя четыре основные составляющие: 
1) профессиональный отбор; 
2) обучение; 
3) дальнейшее совершенствование; 
4) формирование производственных комплексов (экипажей, звеньев) для их совместной деятельности. 
Принципами отбора претенденте на должность операторов должны быть, а) отбор по медицинским показаниям, б) степень годности, в) контроль за работающими специалистами, которые не могут выполнять свои функции (методы беседы, наблюдения) и другие.

 

 

 

 

 

 

Заключение

Выводы :

1) К профессионально важным качествам  операторов относятся высокая  скорость мыслительных процессов, объем, переключение и распределение  внимания, развитие навыков, умение  работать в условиях дефицита  времени, высокого нервно-эмоционального  напряжения, циклического характера  деятельности. К профессионально  важным качествам операторов  способность к длительному сохранению  интенсивного внимания, совмещенной  деятельности, выносливость к напряженной  и длительной умственной работе, эмоциональная устойчивость, умение  сохранять работоспособность в  условиях нештатных ситуаций, недостатка  времени.

 

2)  Анализ профессиональной деятельности  операторов показывает максимальное  увеличение нарушений сеансов  связи в интервале времени  от 18.00 до 23.00 ч, в течение которого  ошибок было на 31-50% больше среднесуточного  уровня. Чаще всего (44%) ошибки возникают  при работе в условиях дефицита  времени. На долю операторов со  стажем работы до 6 лет приходится 73% всех невыполненных сеансов  связи.

3)  Пограничные функциональные  состояния выявляются у 96 % операторов  и характеризуются начальными  явлениями нейросенсорной тугоухости (80%), нарушениями функций органа зрения (72%), функциональными расстройствами вегетативной нервной системы (31%), высоким уровнем невро-тизации (26%) и расстройствами сна (39 %).

4)  Парциальная недостаточность  когнитивных процессов отмечается  у 25 - 40 % операторов и проявляется  увеличением времени сенсомоторных  реакций, недостаточностью внимания, мышления и оперативной памяти.

5)  К психологическим особенностям  операторов с функциональными  нарушениями нервной системы  и расстройствами сна относятся  снижение показателей внимания  и памяти, высокая ситуационная тревожность и выра-

женность эмоциональных реакций, пониженная самооценка состояния. Расстройства слухового восприятия являются характерными повышенная замкнутость, эмоциональная лабильность, высокий уровень невротизации.

6)  Применение музыкального кондиционирования  позволяет снизить уровень ситуационной  тревожности, повысить самооценку  состояния, эффективно сохранить  оптимальный уровень операторской  работоспособности в течение 24-часового  дежурства. Данный метод может  быть использован как элемент  комплекса мероприятий для восстановления  профессиональной работоспособности  специалистов операторов сложных  эргатических систем в процессе деятельности, и после ее завершения. Для музыкального кондиционирования целесообразно использовать фрагменты классических музыкальных произведений.

 

 

Инженерная психология, являющаяся особой научной дисциплиной, пограничной для технических и психологических наук, возникла как ответ на нужды научно-технического прогресса. Ее объектом являются системы «человек — машина», а предметом — процессы информационного взаимодействия человека и техники.

Создание новых образцов техники и новых технологических процессов неизбежно сопровождается изменениями требований к человеку как субъекту труда; изменяются орудия и условия труда, формируются новые виды трудовой деятельности. Каждый новый шаг в развитии техники и технологии порождает и новые проблемы, требующие инженерно-психологического исследования. Это значит, что инженерная психология есть наука непрестанно развивающаяся. Ее развитие органически связано с научно-техническим прогрессом. С ходом научно-технического прогресса роль инженерной психологии возрастает.

В современном обществе инженерная психология, как и все другие науки, поставлена на службу человеку труда. Главная задача инженерной психологии — это разработка оптимальных методов и средств разрешения противоречий между технологическими процессами и техникой, с одной стороны, и трудовой деятельностью человека — с другой, возникающих в процессе развития производства. Ее цель — повышение производительности труда путем гуманизации техники и технологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

  1.Лустин С.И., Благинин A.A., Гуменюк В.О. Использование музыки для коррекции функционального состояния 
 
2.Лустин С.И., Благинин A.A., Козлов В.П. Психофизиологические аспекты профессиональной      надежности операторов 
 
3.А.Н. Леонтьев / Лекции по общей психологии. / М. 2000г

4.Основы инженерной психологии. / под ред. Ломова. М 1986г

5.Новиков.В.С., Шустов Е.Б., Благинин A.A. и др. Психофизиологическая оценка острого физического утомления // Физиология человека.-1995.- Т. 21, №2,- С. 24-29.

6.Грачев М.Н. Психология инженерного труда М.,1998.- 345 с

7.Стрелков Ю.К. Инженерная и профессиональная психология.-М.,2001.- 311 с.

8.Справочник по инженерной психологии/ Под ред. Б.Ф. Ломова. М., 1982. – 368с

9.Цибулевский И.Е. ошибочные реакции человека-оператора. М., 1979, - 206 с.