Найченко Михаил Васильевич

Эргономика в проектировании технических систем и промышленных изделий

Лекция 9п. Номенклатура эргономических показателей. Подходы к построению иерархической структуры показателей и их взаимосвязь.

Что такое эргономические показатели? Уровень, степень выраженности эргономических свойств желательно оценивать количественными показателями. Они получили название эргономических. Известны два основных вида количественной оценки – абсолютный (оценка единичных свойств) и относительный (оценка комплексных и интегральных свойств). Интегральным свойством СЧМ является ее эргономичность. Показатель эргономичности связан с эффективностными показателями СЧМ.

Эргономичность:

- показатели управляемости:

- сложности алгоритма;

- рабочего места;

- информационных моделей;

- обитаемости;

- работоспособности.

- осваиваемости:

- комплектуемости;

- психофизиологического отбора;

- технических средств подготовки;

- системы подготовки.

- обслуживаемости:

- профилактичности;

- ремонтопригодности;

- комлпекс показателей, аналогичных управляемости.

На нижнем уровне находятся единичные показатели – измеряемые параметры ЭС, параметры СОИ и ОУ, антропометрические показатели, уровни физических химических, биологических факторов среды и т.д.

Система эргономических показателей имеет однозначную связь с совокупностью эргономических свойств СЧМ. Каждое комплексное свойство оценивается комплексным показателем, а составляющие его групповые свойства – групповыми. Единичные свойства также оцениваются соответствующими показателями. В отличие от всех других показателей, единичные не рассчитываются, а определяются непосредственным измерением отдельных параметров процессов, средств и условий деятельности. Используется в дальнейшем не только для сравнения с критериями оценки, но и для расчета показателей более высоких уровней. Уровень интегрального свойства СЧМ, проявляющегося в ее приспособленности к выполнению операторами функций управления и обслуживания СЧМ без нарушения здоровья, оценивается показателем эргономичности.

Используемость СЧМ – свойство, обуславливающее приспособленность методов и средств предъявления результатов ее функционирования к использованию оператором в ходе принятия решений. Как свойство характеризует в эргономическом плане системы, управлений которой осуществляется операторами, работающими вне их пределов. Степень соответствия характеристик информации и форме ее представления возможностям человека по ее восприятию и переработке, а также достаточность для принятия решения определяет уровень используемости СЧМ.

Каждое из групповых свойств оценивается частными и групповыми показателями. Касательно алгоритма деятельности (частные показатели):

- темповая напряженность выполнения алгоритма. Характеризует соответствие требуемого для выполнения времени располагаемому оператором (отношение необходимого на выполнение времени к всему имеющемуся у оператора). При длительной работе желательно, чтобы уровень темповой напряженности был в пределах 0.75-1. При кратковременной (30мин) может достигать 2 (при условии, что все остальные показатели в норме). Иногда наряду с этим используют показатель загруженности – отношение времени выполнения функций к времени дежурства;

- логическая сложность алгоритма зависит от количества логических условий, подлежащих учету оператором в ходе действий в случае изменения сигналов. Показатель логической сложности определяется выражением

,

где Х - число проверяемых логических условий в группе 1….m таких условий,

Р – вероятность появления jй группы условий;

- стереотипность операций алгоритма оценивается по наличию и длительности в нем непрерывных последовательностей элементарных действий без логических условий (по их длительности в процессе практической реализации алгоритма работы человеком). Определяется аналогично логической сложности (двойная сумма произведений числа последовательно реализуемых элементов на вероятность появления группы). Алгоритм считается приемлемым, если логическая сложность не превышает 0.2, а стереотипность находится в пределах 0.25-0.85.

Компоновка рабочего места оператора оценивается с помощью пяти частных и одного группового показателя:

- антропометричности;

- обзорности и досягаемости элементов рабочего места;

- последовательности и упорядоченности размещения СОИ и ОУ на рабочем месте.

Для их расчета существуют формульные зависимости. В некоторых из них используются члены, характеризующие количество рангов нарушений антропометричности (обзорности, досягаемости) и их веса. Число рангов и весовые коэффициенты в каждом конкретном случае устанавливаются экспертным путем.

При расчете показателей более высоких уровней необходимо руководствоваться следующими положениями:

- при расчете значений управляемости и обслуживаемости необходимо использовать значения показателей качества деятельности только высокоподготовленных операторов, прошедших полный курс профессиональной подготовки;

- показатель эргономичности имеет смысл только для конкретных условий функционирования СЧМ, поэтому значения его нужно рассчитывать для каждого комплекса условий ее использования;

- значения ПЭ зависят от времени только в период осваивания СЧМ. После завершения подготовки операторов он представляет собой произведение показателей управляемости и обслуживаемости;

- начальный уровень эргономичности зависит, в основном, от полноты и правильности учета возможностей человека при создании СЧМ, установившийся уровень – кроме того от полноты учета возможностей человека в ходе эксплуатации СЧМ. Обязательным является расчет показателей в процессе эргономической экспертизы.

Структура эргономических свойств и показателей техники. Высший уровень иерархической структуры – эргономичность техники – целостная характеристика, органично связанная с показателями производительности, надежности и экономичности эксплуатации.

Эргономичность вырастает из ряда эргономических свойств, к которым относят управляемость, обслуживаемость, осваиваемость, используемость (в авиационной эргономике обитаемость относят к комплексному свойству). Под обитаемостью понимается эргономическое свойство техники, при котором условия ее функционирования приближаются к оптимальным с точки зрения жизнедеятельности работающего человека, а также обеспечиваются уменьшение или ликвидация вредных последствий функционирования техники для окружающей среды.

Эргономические свойства формируются на оснвое комплексных эргономических показателей, которые представляют разные, но взаимосвязанные стороны указанных свойств. Комплексные эргономические показатели формируются на основе групповых эргономических показателей, которые представляют совокупность однородных единичных эргономических показателей.

Эргономические свойства и показатели авиационной эргатической системы «ЛСС» (летчик-самолет-среда). Под свойствами системы ЛСС понимаются такие свойства организации функционирования АТ, средств и условий деятельности летчика, которые определяются его анатомическими, физиологическими и психическими характеристиками.

Интегральной эргономической характеристикой системы ЛСС является эргономичность – совокупность тех ее свойств, которые обуславливают максимальное соответствие всех компонентов данной авиационной эргатической системы эргономическим требованиям в целях повышения эффективности и безопасности полетов, удобства эксплуатации и обслуживания АТ, сокращения сроков ее освоения, улучшения условий обитания, сохранения профессионального здоровья и долголетия авиационных специалистов. Включает в себя следующие свойства:

- управляемость;

- обслуживаемость;

- осваиваемость;

- обитаемость.

Группа из первых трех свойств характеризует состояние физических и функциональных компонентов системы ЛСС, обеспечивающих оптимальные характеристики процессов и средств деятельности авиационных специалистов при освоении, управлении и обслуживании АТ. Последнее свойство – обитаемость – означает степень адекватности реальных условий функционирования АТ комфортным условиям деятельности, а также возможности снижения или ликвидации неблагоприятных экологических эффектов.

Эргономические требования – нормированные эргономические свойства, устанавливаемые для достижения заданных значений показателей качества функционирования авиационной эргатической системы при условии минимизации числа членов экипажа, управляющих образцом АТ, снижения возможности ухудшения у них функционального состояния и здоровья и сокращения времени, необходимого для освоения техники. Для определения перечней эргономических показателей необходимо провести эргономический анализ проектируемой деятельности.

Выявляются следующие вопросы:

- определение целей деятельности и формирования мотивации авиационного специалиста;

- определения задач и условий деятельности;

- определение программ и способов реализации деятельности;

- выбора способов контроля за их выполнением.

По виду компонента системы ЛСС выделяются следующие эргономические показатели:

- к процессу деятельности – распределение функций, алгоритмы работы операторов, способы решения поставленных задач, пространственно-временной организации выполняемых операций, циклограммам деятельности, режимам труда и отдыха и т.д.;

- к средствам – компоновка пульта управления, параметры СОИ и ОУ, организации и геометрическим характеристикам рабочего места, креслу и т.п.;

- к условиями – микроклимат, газовый состав воздуха, шумовая и световая среда, средства защиты и спасения и др..

По результатам деятельности показатели подразделяются на:

- промежуточные – по результатам выполнения отдельных операций, действий, этапов;

- выходные – по результатам решения задач, непосредственно влияющих на результаты функционирования ЛА;

- временные, качественные, точностные и надежностные.

По содержанию деятельности:

- показатели внутренних средств деятельности (ЗНУ, структуры алгоритмов деятельности);

- показатели социально-личностных свойств (мотивация, ответственность), уровня подготовки и образования;

Показатели функционального состояния человека подразделяются на психические и психофизиологические. Выделяются также показатели травматизма и общей (профессиональной) заболеваемости. Регистрация психофизиологических параметров (ЧСС, ЧД, АД, ЭМГ, ЭОГ, КГР) позволяет установить связь между качеством АТ и той «психофизиологической ценой», благодаря которой достигнут данный уровень эффективности ее использования летчиком.

Таблица 9.1. Показатели деятельности оператора.

А) Временные:

- латентный (скрытый, невидимый) период от момента появления сигнала до его обнаружения;

- продолжительность опознавания сигнала, ситуации;

- продолжительность принятия решения.

Б) вероятностные:

- вероятность безошибочного опознавания сигналов, знаков, объектов.

В) Характеристики ошибок – частота, число ошибок

Г) Структуры: содержание задач, соответствие фактического и предписанного алгоритмов деятельности

Д) Надежностные: вероятность безошибочного выполнения задания

Е) Расход предметов труда и энергетических ресурсов: например, в процессе решения задач

Ж) Субъективная оценка: мнение экипажа (оператора), суждение о деятельности оператора.