Тир.14000 1 страница

_____________________________________________________________________________

(С) СОВРЕМЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, 1999

Оглавление

стр.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН................................................................... 4

ЛИТЕРАТУРА....................................................................................... 5

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.................................................................. 6

1. Деятельность человека в автоматизированных системах производства

и управления как объект инженерной психологии................... 6

1.1. Определение инженерной психологии..................................... 6

1.2. Цель и стратегия инженерной психологии............................... 7

1.3. Задачи инженерной психологии................................................ 8

2. Инженерно-психологическое проектирование деятельности 12

2.1. Постановка проблемы инженерно-психологического

проектирования деятельности................................................... 12

2.2. Антропоморфная и процессуальная концепции

инженерно-психологического проектирования...................... 15

2.3. Системно-антропоцентрическая концепция

инженерно-психологического проектирования...................... 19

3. Методы инженерно-психологического проектирования деятельности 24

3.1. Качественные методы................................................................ 24

3.2. Количественные методы........................................................... 26

3.3. Метод математического моделирования деятельности при

инженерно-психологическом проектировании....................... 32

4. Инженерно-психологическая разработка системы “человек - ЭВМ“ 36

4.1. Организация взаимодействия человека с ЭВМ...................... 36

4.2. Инженерно-психологические вопросы организации

диалога “человек - ЭВМ“........................................................... 38

4.3. Инженерно-психологическое проектирование и оценка устройств

вывода информации из ЭВМ..................................................... 43

4.4. Инженерно-психологическое проектирование и оценка устройств

ввода информации в ЭВМ......................................................... 44

4.5. Анализ и синтез многокомпонентных систем отображения

информации................................................................................. 48

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ...................... 54

ГЛОССАРИЙ*

Тематический план

Деятельность человека в автоматизированных системах производства и управления как предмет инженерной психологии. Определение инженерной психологии. Цель и стратегия инженерной психологии. Задачи инженерной психологии. Инженерно-психологическое проектирование деятельности. Постановка проблемы инженерно-психологического проектирования деятельности. Антропоморфная и процессуальная концепции инженерно-психологи­ческого проектирования. Системно-антропоцентрическая концепция инженерно-психологическо­го проектирования. Методы инженерно-психологического проектирования деятельности. Качественные методы. Количественные методы. Метод математического моделирования деятельности при инженерно-психологическом проектировании. Инженерно-психологическая разработка системы “человек – ЭВМ”. Организация взаимодействия человека с ЭВМ. Инженерно-психологические вопросы организации диалога “человек – ЭВМ”. Инженерно-психологическое проектирование и оценка устройств вывода и ввода информации в ЭВМ. Анализ и синтез многокомпонентных систем отображения информации.

Литература

Базовая

1. Котик М.А. Курс инженерной психологии. Таллинн, «Валгус», 1978.

2. Основы инженерной психологии. / Под ред. Б.Ф. Ломова. М.,1977.

Дополнительная

3. Человеческий фактор. / Под ред. Г. Салвенди. Т. I-IV. М.: Мир, 1991.

4. Инженерно-психологическое проектирование. М., 1970.

5. Эргономика. М., 1971.

6. Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. М., 1975.

7. Ломов Б.Ф. Человек и техника. М.,1966.

8. Дубровский В.Я., Щедровицкий Л.П. Проблемы системного инженерно-психологического проектирования. М., 1971.

9. Практикум по инженерной психологии. Л., 1978.

10. Нафтульев А.И. Три концепции инженерно-психологического проектирования. – Вестник ЛГУ. 1975, № 23.

11. Методология исследований по инженерной психологии и психологии труда. Ч. 1, 2. Л., 1974-75.

12. Инженерно-психологическая оценка сложных систем. Харьков, 1973.

13. Крылов А.А. Человек в автоматизированных системах управления. Л., 1972.

14. Инженерная психология (теория, методология, практика). М., 1977.

Тематический обзор*

1. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ ПРОИЗВОДСТВА И УПРАВЛЕНИЯ КАК ОБЪЕКТ ИНЖЕНЕРНОЙ ПСИХОЛОГИИ

1.1. Определение инженерной психологии

Известно, что XX век называют веком научно-технической революции. Бурное развитие техники приводит к тому, что деятельность человека в автоматизированных системах управления (АСУ) играет все большую роль как в развитии современного производства, повышения его эффективности, так и в безопасности людей. Автоматизированные системы управления – это совокупность экономико-математических методов, технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом (процессом) в соответствии с заданной целью.

Автоматизация – это применение технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации. Фактом является то, что уже первые успехи автоматизации привели к радикальной трансформации трудовых функций. Если в условиях прежней техники главное содержание трудовых процессов составляло выполнение двигательных операций, то введение автоматики переместило основные трудовые операции на новый уровень – уровень внутренних процессов посредством интериоризации (формирования умственных действий и внутреннего плана сознания через усвоение индивидом внешних действий с предметами и социальных норм общения).

Человек – оператор, технический специалист, управляющий с пульта работой сложного оборудования или устройства, например ЭВМ, радиолокационной станцией, должен воспринимать, перерабатывать и удерживать большое количество информации, принимать решения и передавать команды машинам. Легко понять, что это резко повысило роль человеческого фактора, который теперь выступает прежде всего как фактор психологический. Поэтому если когда-то проблема “человек – техника” решалась на основе простейших антропологических, физиологических и гигиенических данных или просто по здравому смыслу, то сейчас ее решение требует проведения сложных лабораторных экспериментально-психологических исследований. Это обстоятельство породило такую научную дисциплину как инженерная психология.

Инженерная психология – наука, изучающая системы “человек – техника” с целью достижения их высокой эффективности и разрабатывающая психологические основы:

- конструирования техники и организации управления технологическим процессом;

- подбора людей, обладающих необходимым уровнем индивидуально-психологических профессионально важных качеств для работы с определенной техникой;

- профессиональной подготовки людей, использующих в своей трудовой деятельности сложные технические устройства.

Инженерная психология как наука имеет двойственный характер. С одной стороны, это самостоятельная психологическая дисциплина, изучающая человека во всей полноте проявлений психики в деятельности. С другой стороны, в инженерной психологии имеет место выраженный технический, инженерный аспект, касающийся конструирования техники. Это обусловлено особенностью самого двойственного по своей природе объекта исследования – системы “человек – техника”. Понятие системы “человек – техника” используется как обобщающее. Оно может быть отнесено как к случаям, когда система включает одного человека и одно или несколько технических устройств, так и к случаям, когда система включает несколько человек, и сложные технические устройства.

Решая вопросы согласования человека и техники как элементов единой системы, инженерная психология обосновывает и формулирует требования и рекомендации к конструированию техники, к организации управления технологическим процессом, подбору и подготовке специалистов, обслуживающих технику. К этим требованиям присоединяются требования других психологических дисциплин, а также физиологии, гигиены, анатомии, антропометрии, биомеханики.

Инженерная психология широко взаимодействует с такими дисциплинами, как кибернетика, системотехника и общая теория систем, теория связи, теория автоматического управления и регулирования, теория надежности, техническая эстетика и художественное конструирование и др.

Инженерная психология составляет также ядро обширной области научного знания, получившей название эргономики. Под эргономикой следует понимать научную и проектировочную дисциплину, сформировавшуюся на стыке психологии, физиологии, гигиены труда, биомеханики, антропологии и ряда технических наук. Границы этой области очерчиваются в основном междисциплинарными связями инженерной психологии. Эргономика обычно рассматривает системы “человек – техника – среда”, усиливая таким образом прежде всего физиолого-гигиенический аспект исследований и рекомендаций. Не отрицая правомерности такого понятия исследуемой системы, отметим лишь, что используемое в инженерной психологии понятие системы “человек – техника” основано на положении, что всякая система функционирует в условиях внешней среды, способных оказывать то или иное воздействие на систему. Учет факторов внешней среды всегда был обязательным при инженерно-психологических исследованиях и практических разработках системы “человек – машина”.

Необходимо отметить, что инженерно-психологические исследования трудовой деятельности человека, деятельности, связанной с новой и новейшей техникой, имеют высокую значимость в общем плане познания человека. Трудовая деятельность (активное взаимодействие с окружающей действительностью, в ходе которого человек выступает как субъект, целенаправленно воздействующий на объект и удовлетворяющий таким образом свои потребности)характеризуется установлением бесконечного многообразия отношений с окружающими физической, биологической и социальной средами. Именно в трудовой деятельности аккумулируются и наиболее ярко проявляются все индивидуально-психологические характеристики (психические процессы, состояния и свойства, характеризующие отдельных людей) человека как личности, как субъекта деятельности. Результаты исследований поведения человека в автоматизированных системах, кроме очевидного прикладного значения, имеют важное значение и для общей системы человекознания.

1.2. Цель и стратегия инженерной психологии

Весь комплекс теоретических и практических инженерно-психологических исследований имеет главной целью, как указывалось выше, обеспечение высокой эффективности системы “человек – техника”. Эффективность любой системы определяется ее производительностью и надежностьюпри таких прочих равных условиях, как, например, качество продукта (результата), долговечность, энергозатраты и т. п. Надежность – комплексное свойство объекта, состоящее в его способности выполнять заданные функции, сохраняя свои основные характеристики в установленных пределах. Производительность, качество, надежность следует отнести к основным параметрам эффективности деятельности.

Параметры эффективности деятельности – это количественные и качественные показатели, по которым оценивается эффективность деятельности. Ясно, что эффективная работа системы “человек – техника” требует наличия высокопроизводительной и надежной техники; далее, конструкция техники и организация производственного процесса должны позволять человеку реализовать все технические возможности. И, наконец, человек должен быть способным по своим качествам реализовать эти возможности, добиваться высокой производительности труда и обеспечивать выполнение производственных операций.

Достижение главной цели инженерной психологии осуществляется, во-первых, за счет улучшения технологических характеристик трудового процесса, а во-вторых, за счет характеристик трудового процесса и условий труда, стимулирующих трудовую активность человека и, в конечном счете, его отношение к труду.

Улучшение технологических характеристик трудового процесса означает следующее:

- минимизацию времени выполнения отдельных действий и операций в трудовом процессе;

- исключение грубых ошибок типа промахов в трудовой деятельности;

- минимизацию вероятности ошибок, отрицательно сказывающихся на ходе технологического процесса, качестве продукта (результата) или отрицательно влияющих на состояние техники или человека;

- сохранение высокой (заданной) работоспособности человека в течение длительного (заданного) времени путем минимизации энергозатрат (психического и физического напряжения) в трудовом процессе.

Под улучшением характеристик трудового процесса, стимулирующих трудовую активность человека, подразумевается прежде всего следующее:

- надежность работы технических устройств;

- рациональная конструкция техники;

- соответствие сложности техники уровню подготовленности человека;

- совершенный эстетический вид технических устройств и производственных помещений;

- отсутствие вредных и мешающих работе внешних факторов.

Конечно, трудовая активность человека стимулируется не только улучшением характеристик трудового процесса. Существенную роль играют здесь социальные условия, определяющие все отношение человека к труду. Однако нельзя недооценивать роль характеристик трудового процесса в формировании личности человека, в создании высокого уровня мотивации к данному виду трудовой деятельности.

1.3. Задачи инженерной психологии

Теоретические задачи инженерной психологии связаны с изучением человека как субъекта деятельности (носителя предметно-практической деятельности и познания, источника активности, направленной на объект), с исследованием информационной сущности всех форм психического отражения, психической регуляции и психических (психофизиологических) состояний в деятельности и в подготовительный период, когда осуществляются профотбор, обучение, тренировка, а также с раскрытием основных закономерностей взаимодействия человека с людьми и техникой в системах “человек – техника”. В инженерно-психологических исследованиях, как правило, уделяется большое внимание выяснению того, какие психические и физиологические процессы и каким образом реализуются при обработке информации человеком, управляющим машиной. Изучение информационных систем человека, закономерностей кодирования внешнего сигнала, формирования психического образа и его регулирующей функции составляет один из главных аспектов инженерной психологии.

Практические задачи инженерной психологии касаются согласования человека и техники как элементов единой системы. Под согласованием понимается, во-первых, максимальное приспособление техники к человеку (по параметрам конструкции и технологического процесса); во-вторых, максимальное приспособление человека к технике (по параметрам профессиональной пригодности и профессиональной подготовленности); в-третьих, рациональное распределение функций между человеком и автоматическими устройствами в системах “человек – техника”.

Приспособление техники к человеку должно осуществляться с помощью ряда последовательных целенаправленных инженерно-психологических разработок на всех этапах проектирования. В целом они составляют суть инженерно-психологического обеспечения проектирования АСУ. Инженерно-психологическое обеспечение проектирования систем есть в то же время и проектирование деятельности человека. Любое проектирование представляет собойпроцесс создания прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния, деятельности человека. В период эксплуатации техники ее приспособление к человеку очень ограничено и оказывается возможным лишь при модернизации.

В связи со сказанным необходимо особо подчеркнуть, что наряду с исследованием формальной (прежде всего количественной) стороны психического в инженерной психологии должно уделяться большое внимание содержательной стороне. Это необходимо, во-первых, потому, что перед инженерной психологией стоит задача изучения человека как субъекта деятельности, а во-вторых, потому, что необходима разработка оценок семантическиххарактеристик информации. Семантика – это значение единицы языка (слова, знака).

Приспособление техники к человеку затрагивает структурную и функциональную стороны их взаимодействия.

Структурное приспособление связано с организацией сенсомоторного поля в рабочих зонах (участках рабочего места, ограниченного углами обзора, амплитудой движения человека и выбора им позы в процессе работы), с учетом рабочего положения сидя или стоя. Основаниями для структурного приспособления являются следующие данные:

- размеры и форма тела человека и отдельных его частей;

- пределы и характер движений в суставной системе;

- силовые характеристики мышечной системы;

- поле зрения;

- чувствительность анализаторов.

В соответствии с указанными данными определяются следующие параметры техники:

- размеры и форма пульта управления и кресла;

- размеры и форма панелей органов управления;

- размеры и форма органов управления (манипуляторов, педалей);

- объем, направление и характер движений органов управления;

- сопротивление органов управления;

- размеры и форма приборных панелей;

- размеры элементов индикационных частей приборов;

- сила сигнала (визуального или слухового).

Функциональное приспособление техники к человеку связано с особенностями деятельности информационной системы (то есть совокупности средств для хранения, поиска и выдачи по запросу нужной информации) человека. Исходными данными для решения вопросов функционального приспособления являются:

- объем и время восприятия;

- объем оперативной памяти и длительность хранения информации;

- структурно-временные характеристики мышления;

- особенности внимания;

- особенности представлений;

- пределы регуляции произвольных движений;

- особенности координации движений;

- особенности взаимодействия анализаторов.

В соответствии с этим при разработке техники определяются следующие параметры:

- количество сигналов и частота их поступления;

- длительность существования сигнала;

- признаки привлекающего эффекта сигналов;

- мнемические признаки сигналов;

- признаки отражения в сигнале существенных характеристик объекта – источника информации;

- соотношение изменений индикационных элементов и движений органов управления;

- соответствие характеристик сигналов представлениям человека о реальной ситуации, об объекте;

- размещение индикаторов и органов управления в соответствии с их значимостью и очередностью использования;

- полнота информационного представления объекта.

Важным вопросом согласования характеристик человека и техники, как указывалось выше, является приспособление человека к технике. Оно включает в себя профессиональную ориентацию, профотбор и профессиональную подготовку.

Исходя из потребностей в определенной профессиональной деятельности, требований, предъявляемых той или иной профессией к человеку, и качеств, которыми должен обладать человек для успешного выполнения данной деятельности, проводится профессиональная ориентация. Целью ее является обеспечение оптимального распределения людей по различным профессиям, которое достигается, во-первых, профориентацией и профпросвещением, направленными на формирование знаний о профессии, необходимых для обоснованного ее выбора, устойчивой мотивации и методов самоподготовки и развития профессионально важных качеств; во-вторых, профконсультацией, предполагающей предварительное психологическое (и обычно медицинское) обследование с последующей рекомендацией по поводу выбора профессии.

Профессиональный отбор (профотбор) имеет целью определение пригодности людей к обучению и последующей профессиональной деятельности. Профотбор проводится на основании оценки различных психологических и других (медицинских, социальных) показателей, полученных в результате обследования, изучения документов, собеседования, наблюдения за поведением, конкурсных экзаменов и т.п. Из психологических показателей наиболее часто оцениваются показатели внимания, мышления, памяти, произвольных реакций, интеллектуальных способностей, тревожности, эмоциональной устойчивости, целеустремленности, дисциплинированности, честности, общительности, идейной убежденности, принципиальности и т. п.

В результате профотбора для обучения профессиональной деятельности (с учетом прогнозов успешной работы после обучения) должны быть рекомендованы прежде всего люди, имеющие высокий уровень индивидуально-психологических качеств, необходимых в данной профессиональной деятельности. Далее, должны быть отведены все лица, имеющие явные противопоказания к данной деятельности или столь низкий уровень исходной подготовки, который не позволяет надеяться на успешность обучения в заданные сроки. В процессе обучения результаты профотбора уточняются (методом исключения лиц, заключение о профпригодности которых оказалось ошибочным).

Профессиональная подготовка является одним из существенных моментов приспособления человека к технике. Это прежде всего профессиональное обучение, направленное на приобретение знаний, умений и навыков. Обучение сначала осуществляется преимущественно в рамках тренировки, причем начальный этап тренировок может быть связан лишь с развитием профессионально важных качеств (внимания, быстроты действий и т. п.).

Согласование человека и техники как элементов единой системы связано с необходимостью решения вопросов распределения функций между человеком и машиной (автоматом). При решении этих вопросов устанавливается, какие функции целесообразнее оставить человеку, а какие должны выполняться автоматическими устройствами. Следовательно, и трудовая деятельность человека по своей форме и содержанию, и политика автоматизации в отношении различных видов технических систем будут существенно зависеть от распределения функций. Распределение функций между человеком и автоматом осуществляется обычно по принципу преимущественных возможностей.

Основными преимуществами техники можно считать следующие:

- стабильность выполнения однообразных действий;

- быстрота выполнения вычислительных операций, просчета многочисленных вариантов с целью нахождения наилучшего по заданным критериям;

- большой объем памяти и быстрота извлечения необходимых данных;

- быстрота и точность классификации относительно простых сигналов при малых уровнях помех;

- использование для передачи информации форм энергии, к которым рецепторы человека не имеют специфической чувствительности (например, электромагнитных колебаний в диапазоне радиоволн);

- выполнение операций строго по заданным программам и алгоритмам;

- нечувствительность к влиянию социальной среды;

- относительная простота создания защитных (от внешней среды) устройств.

Основными преимуществами человека можно считать:

- способность к обнаружению и опознанию сигналов в условиях высоких уровней шумов, при наличии специальных мер маскировки и т. п.;

- возможность принимать решения на основе обобщения данных и знаний, относящихся к различным областям науки, техники, производства;

- способность вырабатывать индивидуальный стиль деятельности как эффектную адаптационную меру;

- способность находить новые решения, новые способы выполнения рабочих (технологических) операций;

- способность принимать информацию по различным сенсорным каналам, легко переходить от одной модальности сигналов к другой;

- способность накапливать информацию и использовать накопленный опыт для совершенствования способов работы;

- возможность использовать для взаимодействия с техническими устройствами различные индикаторы и органы управления;

- возможность усиливать интерес к работе за счет наличия в трудовом процессе творческого, поискового компонента;

- способность сохранять готовность к действию в неожиданных ситуациях;

- способность находить новые пути в неожиданных (экстренных) ситуациях.

Конечно, человек может поддерживать относительно высокий и стабильный уровень работоспособности лишь в пределах какого-то ограниченного времени. В процессе работы человек может отвлекаться, он утомляется и, следовательно, скорость и точность его действий могут значительно снижаться. Работоспособность – характеристика наличных или потенциальных возможностей индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени. В отношении длительной стабильности однообразной работы машина бесспорно превосходит человека, она способна при этом выполнять десятки тысяч счетных операций. Однако человек имеет неоспоримые преимущества при работе в сложных условиях, он обладает также колоссальными возможностями компенсации, то есть возмещением недоразвитых или нарушенных функций путем использования сохранных или перестройки частично нарушенных функций, может в течение короткого времени не только полностью восстанавливать работоспособность, но и выполнять работу на более высоком уровне.

Очевидно, что в любой системе управления функции между человеком и автоматическими устройствами должны распределяться таким образом, чтобы обеспечить возможность проявления всех тех качеств, которые аккумулированы в современном человеке как результат трудовой деятельности предшествующих поколений. В этом отношении автоматические устройства, от простейших до самых сложных, призваны в первую очередь обеспечить высокопроизводительную и надежную работусистем (система – это структура, рассматриваемая в отношении определенной функции), при этом освободить человека от тех функций, к которым он наименее приспособлен, и максимально представить в рабочем процессе функции, наиболее отвечающие качествам человека как личности, как субъекта деятельности.

2. ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

2.1. Постановка проблемы инженерно-психологического проектирования деятельности

Инженерная психология как самостоятельная психологическая научная дисциплина существует уже более 50 лет. За этот период углубленное изучение человека как звена сложных технических систем, прогрессирующее накопление эмпирического материала, успехи в разработке аналитических методов научного познания привели к разветвлению, дифференциации инженерной психологии, к возникновению специальных областей исследования. В каждой из этих областей углубленно изучается какой-либо один аспект деятельности человека-оператора и условий ее протекания. На этом пути инженерная психология накопила массу данных, характеризующих зависимость отдельных характеристик человека от условий протекания его трудовой деятельности. Но при этом, как правило, характеристики рассматривались независимо друг от друга.

До определенного момента, пока в качестве основных перед инженерной психологией ставились задачи тактические, связанные с совершенствованием отдельных видов оборудования в целях повышения эффективности выполнения отдельных операций человеком-оператором, такое положение дел удовлетворяло разработчиков систем, а наличие значительного числа справочных руководств и рекомендаций создавало видимость благополучия. Этот период развития инженерной психологии обычно определяют как период коррективной инженерной психологии.

Однако в последние годы в инженерной психологии наметились существенные перемены. Наряду с прогрессирующей дифференциацией первостепенное значение стало придаваться и противоположной тенденции – интеграции инженерно-психологического знания. Стремление к интеграции было обусловлено одновременным воздействием нескольких факторов.

Во-первых, интенсивное внедрение и эксплуатация автоматизированных систем управления (АСУ) поставили перед инженерной психологией новые задачи, которые были направлены, в первую очередь, на исследование и оптимизацию целостной деятельности человека и лишь в меньшей степени – на оптимизацию отдельных операций и действий. Постановка этих задач актуализировала ряд вопросов, ответы на которые было трудно, а иногда и вообще невозможно найти при опоре на уже сложившиеся методы и формы инженерно-психологического знания. Стала очевидной необходимость выхода за пределы прежней области исследования и обращения к познавательным средствам и методам, сложившимся и отточенным в других областях знания.

Во-вторых, интеграция инженерно-психологических знаний оказалась необходимой и в связи с наметившимся изменением в стратегии проектирования систем “человек – машина” (СЧМ), или эргатических систем (ЭС). Если до недавнего времени в процессе проектирования исходили преимущественно из ограниченности возможностей человека, то в настоящее время все большее понимание находит идея о том, что при разработке СЧМ следует принимать во внимание прежде всего позитивные возможности человека как действительного субъекта труда, т. е. учитывать не недостатки его, а преимущества по сравнению с машиной.