26 Эргономическое проектирование систем «человек–техника–среда».

Основная идея, цель и подходы к эргономическому проектированию. Структура процесса проектирования систем «человек–техника–среда». Виды проектирования, составляющие процесс проектирования систем «человек–техника–среда». Системный подход как общая методология эргономического обеспечения. Предмет и результат эргономического проектирования. Этапы эргономического проектирования. Принципы распределения функций между человеком-оператором и техникой в процессе проектирования систем «человек–техника–среда». Проектирование деятельности оператора. Цикличность и последовательность эргономического проектирования.

Эргономическое проектирование заключается в решении всех вопросов, связанных с включением человека в проектируемую систему «человек— машина— среда». Оно направлено на повышение эффективности системы «человек – техника- среда» (СЧТС) и качества труда в ней пользователей (операторов), т.е. на безопасность эксплуатации и обслуживания, улучшение условий труда, сокращение сроков освоения системы, экономию затрат физической и нервно-психической энергии работающего человека благодаря максимально возможному согласованию параметров технической части системы с возможностями и особенностями человека.

Эргономическое проектирование представляет собой особый, но не изолированный аспект работы в общем процессе проектирования техники. Обладая определенными особенностями, эргономическое проектирование вместе с тем подчиняется общим закономерностям и методам проектной деятельности, в частности общей схеме построения этапов проектных работ.

Отличительной его чертой является создание проекта деятельности человека, аналогично тому как задачей технического проектирования является создание проекта технической части системы. Кроме создания проекта деятельности человека-оператора, в задачи эргономического проектирования входит согласование, «стыковка» технического и человеческого проектов и создание на основе этого обобщенного проекта системы «человек — машина».

В настоящее время используется три подхода к осуществлению эргономического проектирования:

Механоцентрический подход, в основу которого положено инженерно-техническое проектирование с учетом в той или иной степени рекомендаций эргономики, в основном на коррективном уровне.

Антропоцентрический подход выражает противоположную точку зрения. Согласно ему первоначально должна проектироваться деятельность человека, а затем технические средства ее реализации.

Равнокомпонентный подход, занимающий срединное положение между двумя вышеприведенными подходами, при котором человек и техника рассматриваются как равноправные подсистемы.

Структура процесса проектирования систем «человек–техника–среда».

Решение задач эргономического проектирования организационно реализуется в ходе осуществления других видов технического проектирования:

– системотехнического,

– схемотехнического,

– программного,

– конструкторского,

– технологического,

– дизайнерского.

Эргономическое проектирование является основной частью эргономического обеспечения систем «человек – техника – среда», которое включает в себя другие стадии жизненного цикла СЧТС: производство, эксплуатацию, утилизацию.

В настоящее время при исследовании и описании СЧТС используются четыре общих методологических подхода:

Функциональный подход, сущность которого сводится к выделению структуры объекта как некоторого инварианта с последующим функциональным описанием этой структуры.

Структурный подход, при котором основную нагрузку несет понятие структуры, а функциональная сущность ее компонентов выступает в качестве одной из исходных предпосылок.

Структурно-функциональный подход, при котором проектируют не элементы объекта и не систему в целом, а расчлененную систему в статике.

Системный подход, при котором объект рассматривается как нечто целое с точки зрения наличия в нем действующих элементов. Таким образом, при системном подходе центральным 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 проектировать взаимодействие человека с технической частью системы при равнокомпонентном представлении объекта как целостного образования т.е. системы «Чел-Тех-Среда».

Предметом эргономического проектирования являются процесс, средства и условия деятельности человека-оператора или группы операторов.

Результатом эргономического проектирования является эргономическое решение, которое представляет собой проект деятельности человека-оператора, выполненный при последовательной реализации эргономических требований с учетом специфики объекта проектирования. Эргономическое проектирование включает три взаимосвязанных и взаимообусловленных этапа:

- обоснование (разработку) эргономических требований,

- реализация эргономических требований на стадии проектирования,

- оценка полноты и правильности реализации этих требований (эргономическая экспертиза и аттестация).

Проектирование системы «человек — машина — среда» включает в себя несколько взаимосвязанных этапов:

1. анализ характеристик объекта управления;

2. распределение функций между человеком и техникой;

3. распределение функций между операторами;

4. проектирование деятельности оператора;

5. проектирование технических средств деятельности оператора;

6. оценка системы «человек — техника — среда».

Важное место в решении всех этих вопросов занимает распределение функций между человеком и техникой и обоснование требуемой степени автоматизации. При этом автоматам передаются шаблонные, однообразные, примитивные операции, выполнение которых вызывает у оператора монотонность, скуку и усталость. Операции, требующие большого физического напряжения, также должны быть возложены на машину.

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

При выборе варианта распределения функций между человеком и машиной сначала определяют функции (задачи, операции, действия), которые должны выполняться человеком и машинными звеньями, и ожидаемое качество выполнения их.

Распределение оставшихся задач осуществляется по следующему принципу: задачи, разрешаемые с учетом многих признаков, имеющие много вариантов решений, отличающиеся высокой неопределенностью информации, незначительной логической и вычислительной сложностью, целесообразно предварительно поручать человеку. Задачи с противоположными свойствами возлагаются на машину.

В 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?

В результате решения задачи проектирования деятельности оператора, определяются структура и алгоритмы деятельности оператора в различных режимах работы СЧТС, способы выполнения этой деятельности, требования к психофизиологическим характеристикам человека (к объему памяти и внимания, скорости реакции, эмоциональной устойчивости и др.), производится проверка выполнения предельно допустимых норм деятельности оператора.

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

Процесс эргономического проектирования имеет циклический и последовательный характер. Цикличность и последовательность эргономического проектирования заключается в необходимости решения всех перечисленных задач на каждой из существующих стадий проектирования: на этапе формулирования технических требований (ТТ); при разработке технического задания (ТЗ); при эскизном предложении; на этапе эскизного проектирования; при техническом проектировании; на этапе рабочего проектирования; при различных испытаниях, оценке и т. д.

Все поставленные задачи в той или иной степени решаются на каждой из стадий проектирования. Однако уровень проработки и решения этих задач на каждой из стадий проектирования будет различным. Одни задачи могут решаться в общем виде, другие – детально, третьи уточняются после решения их на предыдущем этапе. Еще одной особенностью является различная вариантность проработки принимаемых решений на каждом из этапов, что позволяет постепенно прийти к оптимальному варианту.