4.2 Методология эргономического проектирования счтс

• настоящее время при исследовании и описании СЧТС могут использо-ваться четыре общих методологических подхода:

– функциональный,

– структурный,

– структурно-функциональный,

– системный.

Сущность функционального подхода состоит в выделении структуры объекта как некоторого инварианта с последующим функциональным описани-ем этой структуры. В данном подходе основным базовым понятием являются функции, выполняемые системой и ее компонентами.

19

• структурном подходе, напротив, основную нагрузку несет понятие структуры, а функциональная сущность ее компонентов выступает в качестве одной из исходных предпосылок.

При структурно-функциональном подходе проектируют не элементы объекта и не систему в целом, а расчлененную систему в статике.

Системный подход заключается в том, что объект рассматривается с точ-ки зрения наличия в нем действующих элементов. Конкретизацией такого под-хода является выяснение формы или способа взаимодействия элементов, опре-деляющих объект как целое. Таким образом, при системном подходе централь-ным звеном является система с такими элементами, как структура, организация, связь, элемент и т.п.

Применительно к эргономическому проектированию системный подход позволяет на одной основе (понятийной, критериальной) описывать и проекти-ровать взаимодействие человека с технической частью системы при равноком-понентном представлении объекта как целостного образования, т.е. системы «человек–техника–среда».

Такое очевидное расширение исходной понятийной базы дает определен-ные преимущества системному подходу и позволяет получить более обобщен-ное представление о целостности объекта.

На основании названных методологических подходов далее используют-ся следующие частные принципы эргономического проектирования:

– комплексности и равнокомпонентности, который означает, что чело-

век и техника рассматриваются как звенья (элементы) одной общей системы и описываются с единых позиций с использованием сопоставимых (или взаимо-связанных) показателей (критериев) оценки;

– группируемоcти, предусматривающий распределение задач (функций) эргономического обеспечения по отдельным этапам их реализации во времени

• пространстве;

– непрерывности и последовательности, характеризующий итератив-

ность процесса учета эргономических требований на этапах и стадиях разра-ботки системы;

– цикличности, предусматривающий наличие многошаговых (в том чис-ле петлевых) процедур учета возможностей человека при проектировании;

– иерархичности, характеризующий взаимосвязь интегральных и диф-ференциальных эргономических показателей и их влияние на системо-технические, выходные (прагматические) показатели;

– адекватности и соответствия функциональных и физических пара-метров системы возможностям и свойствам человека;

– допустимости, утверждающий, что любая система существует лишь в определенных границах изменения ее свойств, в том числе и эргономических.

Эргономическое проектирование включает три взаимосвязанных и взаи-мообусловленных этапа:

– обоснование (разработку) эргономических требований;

– реализацию эргономических требований на стадии проектирования;

20

– оценку полноты и правильности реализации этих требований (эргоно-мическая экспертиза и аттестация).

Эргономическое проектирование служит составной частью общего про-ектирования и направлено на создание таких средств, условий и процессов тру-да, которые обеспечивают повышение его производительности при сохранении здоровья и всестороннего развития личности.

При проектировании СЧТС в качестве основного применяется системный подход – совокупность представлений о целостном рассмотрении трудовой де-ятельности, системно-динамических характеристиках структуры деятельности,

• также о синтезе различных аспектов исследования деятельности и роли воз-можных последствий тех или иных решений при проектировании деятельности.

Реализация системного подхода при проектировании СЧТС предполагает учет особенностей взаимосвязи и взаимного влияния отдельных элементов (компонентов) системы в целях достижения наивысшей эффективности и надежности СЧТС.

4.3 Проектирование деятельности человека-оператора в СЧТС Специфической по своим целям и одной из наиболее важных задач эрго-

номического проектирования, принципиально отличающей его от других видов системного проектирования, является проектирование деятельности человека-оператора.

• сожалению, до настоящего времени не сформулирована система четких принципов и рекомендаций к проектированию деятельности, подобная той, ко-торая уже сложилась в техническом проектировании для разработчиков техни-ческих средств и технологических процессов.

В то же время необходимо отметить, что проектировщики, создавая но-вую технику, всегда вместе с тем определяют условия деятельности людей, ко-торые будут этой техникой управлять и обслуживать ее. Следовательно, проек-тируя машину, они фактически всегда создают проект будущей деятельности операторов, которые будут с нею взаимодействовать (управлять, обслуживать, налаживать, ремонтировать и т.п.).

Если техника окажется неэргономичной (т.е. неудобной в эксплуатации), если она будет создавать большие нагрузки на восприятие, память, внимание; вызывать при работе нервно-психическое напряжение; требовать от человека переработки больших массивов информации; затруднять принятие решения и т. д.), то реальная эффективность ее использования окажется намного ниже проекти-руемой.

Поэтому техника и технологические процессы должны создаваться с уче-том структуры деятельности человека-оператора, решающего весь комплекс за-дач управления, обслуживания, ремонта и др., и обеспечивать ему возможность наиболее эффективного протекания психологических, физиологических, пси-хофизиологических и других процессов, обеспечивающих качественное выпол-нение данной деятельности.

21

• общем случае решение задачи проектирования деятельности человека-оператора в СЧТС предполагает получение ответа на следующие вопросы:

1 Где будет находиться человек?

2 Что и в какой последовательности человек будет делать?

3 Как и какими средствами человек будет выполнять свои функции?

4 Какими психологическими и психофизиологическими качествами человек должен обладать для успешного выполнения функций взаимодействия с техникой?

Важное место в решении всех этих вопросов занимает распределение функций между человеком и техникой и обоснование требуемой степени авто-матизации. При этом автоматам передаются шаблонные, однообразные, прими-тивные операции, выполнение которых монотонно и вызывает у оператора ску-ку и усталость. Операции, требующие большого физического напряжения, так-же должны быть возложены на машину.

Автоматы и вычислительные устройства должны предотвратить пере-грузку памяти, внимания, интеллектуальной и эмоционально-волевой сферы человека, его опорно-двигательного аппарата и т.п.

Проектирование системы «человек–техника–среда» включает в себя не-сколько взаимосвязанных этапов:

2. анализ характеристик объекта управления;

3. распределение функций между человеком и техникой;

4. распределение функций между операторами;

5. проектирование деятельности оператора;

6. проектирование технических средств деятельности оператора;

7. оценка системы «человек–техника–среда».

При проектировании взаимодействия человека с техническими средства-

ми необходимо:

а) определить роль и место человека в системе;

б) выявить степень автоматизации и механизации, т.е. распределение функ-ций между человеком и техникой;

в) решить вопросы иерархии, структурного и функционального построения системы и отдельных рабочих мест;

г) учесть особенности пространственной компоновки, организации, кон-струкции рабочих мест, оборудования, инструмента, оргтехоснастки и др.

Распределение функций между человеком и машиной начинается на ран-них стадиях проектирования и является пошаговым процессом, который вклю-чает в себя этап предварительного распределения функций и ряд последова-тельных коррекций выбранного варианта.

Исходными данными для выбора рационального варианта распределения функций являются назначение и задачи, решаемые СЧТС; условия функциони-рования системы (характеристика входной информации, продолжительность непрерывной работы и т.д.); общесистемные требования к СЧТС (эффектив-ность, надежность, стоимость и сроки разработки, допустимое количество спе-циалистов по управлению и т.д.); требования к задачам человека по управле-нию и обслуживанию системы.

22

Эргономические требования, предъявляемые к выбору варианта распре-деления функций между человеком и машиной, реализуются с учетом возмож-ностей человека и машины для выполнения конкретных операций, соответствия загрузки человека его возможностям, ответственности человека за результаты работы системы, мотивации деятельности человека в системе.

• зависимости от назначения СЧТС (системы обнаружения, диспетчерские, слежения, связи и др.) на человека могут быть возложены различные функции.

Таблица 4.1 – Этапы эргономического проектирования СЧТС

Анализ характеристик	Анализ статических характеристик
объекта управления	Анализ динамических характеристик
	Определение целей и задач системы
Распределение функций	Анализ возможностей человека и техники
между человеком	Определение критерия эффективности системы
и техникой	Определение ограничивающих условий
	Оптимизация критерия эффективности
Распределение функций	Выбор структуры группы
между операторами	Определение числа рабочих мест
	Определение задач на каждом рабочем месте
	Организация связи между операторами
Проектирование	Определение структуры и алгоритма деятельности
деятельности оператора	Определение требований к характеристикам человека
	Определение требований к обученности
	Определение допустимых норм деятельности
Проектирование	Синтез информационных моделей
технических средств	Конструирование органов управления
деятельности	Общая компоновка рабочего места
Оценка СЧТС	Оценка рабочего места и условий деятельности
	Оценка характеристик деятельности оператора
	Оценка эффективности системы

При выборе варианта распределения функций между человеком и маши-ной сначала определяют функции (задачи, операции, действия), которые долж-ны выполняться человеком и машинными звеньями, и ожидаемое качество вы-полнения их. Затем оценивают, как повлияет это качество на выходные харак-теристики системы (эффективность, производительность труда и т.д.), как ска-жется выбранный вариант распределения функций на психическом и физиоло-гическом состояниях работающих людей. И, наконец, решают, обеспечит ли этот вариант выполнение человеком принятых для него в данной системе соци-альных норм, касающихся ответственности за достижение целей деятельности, этики взаимоотношений между работающими людьми, права на риск и на твор-ческое решение поставленных задач и т. п., а также обеспечит ли выбранный

23

вариант соблюдение заданных для данной системы ограничений по количеству специалистов, их квалификации, а также технической реализуемости проекта, стоимости системы и т. п.

Распределение оставшихся задач осуществляется по следующему прин-ципу: задачи, разрешаемые с учетом многих признаков, имеющие много вари-антов решений, отличающиеся высокой неопределенностью информации, не-значительной логической и вычислительной сложностью, целесообразно пред-варительно поручать человеку. Задачи с противоположными свойствами возла-гаются на машину.

Кроме качественных существуют и количественные методы распределе-ния функций, в основу которых положено сопоставление надежности, времен-ных, информационных и других показателей работы человека и машины.

Распределение функций ведется с учетом преимущественных возможно-стей человека и техники по отношению друг к другу и в целях оптимизации не-которого выбранного показателя эффективности системы, который может быть как частным, так и общим.

При оптимизации по частному показателю следует иметь в виду, что си-стема, оптимальная с точки зрения одного показателя, может быть не опти-мальной с точки зрения другого.

Поэтому более целесообразным является оптимизация по обобщенному показателю при наложении целого ряда ограничивающих условий на частные критерии. Такая задача решается методами математического программирования (линейного, динамического и др.).

После того как найдены исполнители (человек или машина) для каждой из задач, проводится анализ функций людей в системе. При этом осуществляет-ся проектирование групповой деятельности (распределение функций между от-дельными операторами).

При решении этой задачи нужно стремиться к максимально возможному упрощению структуры группы и связей между операторами, не допуская при этом информационной перегрузки отдельных операторов.

• итоге на этом этапе должны быть решены следующие задачи: а) определены типы и количество рабочих мест, б) сформулированы решаемые на каждом из них задачи,

в) обозначены необходимые информационные связи между отдельными

операторами.

Далее решается задача проектирования деятельности оператора. В ре-зультате ее решения, в частности, определяются структура и алгоритмы дея-тельности оператора в различных режимах работы СЧТС, способы выполнения этой деятельности, требования к психофизиологическим характеристикам че-ловека (к объему памяти и внимания, скорости реакции, эмоциональной устой-чивости и др.), производится проверка выполнения предельно допустимых норм деятельности оператора.

24

На основании этого осуществляется разработка средств отображения инфор-мации, органов управления, производится общая компоновка рабочего места.

Последний этап проектирования – эргономическая оценка проекта и сравнение полученных результатов с требуемыми параметрами, отраженными в ТЗ на систему. Оценке подлежат основные характеристики СЧТС (надежность, быстродействие, стоимость и др.), условия работы оперативного и обслужива-ющего персонала, конструкция системы и особенности организации рабочих мест операторов и др. В случае несоответствия каких-либо характеристик тре-буемым разработанный проект уточняется, пока не будет получен приемлемый результат.

Таким образом, в процессе эргономического проектирования осуществля-ется последовательная оптимизация проекта СЧТС.