85. Інженерно-психологічна оцінка та експлуатація системи „людина-машина". Облік інженерно-психологічних вимог у процесі виробництва.

Інженерно-психологічна оцінка (ІПО) полягає у визначенні основних характеристик діяльності оператора і СЛМ в цілому з метою її перевірки на відповідність важливим інженерно-психологічним вимогами і рекомендаціями.

Інженерно-психологічна оцінка здійснюється на всіх етапах «життєвого циклу» СЛМ: проектування, побудови і експлуатації. Для отримання вірогідною висновку ІПО має бути:

- багаторівневою, як і сама ієрархічна структура СЛМ;

- інтегральною, спрямованою на визначення загальних ха­рактеристик функціонування СЛМ і діяльності оператора;

- динамічною, тобто враховувати зміни, які відбуваються у системі упродовж її функціонування.

ІПО може бути різною, залежно від використовуваних методів. На початкових етапах проектування переважають методи математичного і статистичного моделювання, а на кінчених етапах, коли вже с можливість виготовлення макета або імітатора, методи фізичного моделювання на спеціальних стендах, На етапі експлуатації СЛМ для оцінки за­стосовують експериментальні методи в робочому режимі функціонування,

Крім цього, ІПО для кожною режиму функціонування СЛМ має бути окремою. Це дає змогу цілеспрямовано (для певною режиму) розробляти необхідні заходи підвищення ефективності функціонування СЛМ.

За характером ІПО може бути

Статичною Динамічною

Статична оцінка характеризує СЛМ без урахування особливостей процесу її функціонування. Прикладом такої оцінки може бути оцінка ЗВІ і ОУ, розташування їх у певних зонах; оцінка надійності оператора і системи в цілому, без урахування конкретних режимів роботи тощо. Ллє статична оцінка недостатня, оскільки не береться до уваги динаміка змін станів системи і оператора. Динамічна оцінка це враховує, і тому вона к головною для визначення всіх характеристик функціонування СЛМ, оцінки алгоритмів роботи оператора і організації контролю за станом системи і людини,

До того ж сама оцінка за результатами може бути і якісною, і кількісною, і комбінованою.

Важливим методологічним завданням є визначення напрямків ІПО, зумовлених різнопорядковістю властивостей СЛМ.Напрямки ІПО:

- оцінка вихідних показників якості СЛМ;

- оцінка і діагностика станів оператора;

- оцінка технічних засобів діяльності оператора;

- оцінка економічної ефективності від запровадження інженерно–психологічних розробок.

Для кожного з цих напрямків ІПО повинна бути багаторівневою. Так, оцінка показників якості СЛМ (наприклад надійність) па першому рівні передбачає узагальнення. Потім виявляються різні режими роботи СЛМ і відповідні показники надійності. На більш високому рівні враховуються різні стани СЛМ і оператора.

При оцінці станів оператора порівнюються і аналізуються вихідні показники діяльності СЛМ і оператора з психофізіологічною «вартістю» їх досягнення. При цьому на різних етапах проектування СЛМ застосовують і різні експериментальні методи: від аналізу аналогів і прототипів до досліджень діяльності оператора в реальних умовах.

При розгляді технічних засобів діяльності оператора на першому рівні проводиться статична оцінка системи: характеристик ЗВІ і ОУ, їхньою розташування, розмірів робочою місця оператора і його елементів. На другому рівні ці характеристики пов'язують із режимами роботи СЛМ. На третьому рівні враховують різні стани СЛМ, пов'язані з обмеженням у часі, інформаційним навантаженням, темпом і ритмом подавання інформації, факторами виробничого середовища і функціональними станами людини-оператора.

ІПВ враховуються в процесі проектування, створення (виробництва, іспиту) і експлуатації СЛМС і пред'являються як до різних її елементів, так і до системи в цілому. Розрізняють загальні і частки ІПВ; перші відносяться до цілих груп (класам) СЛМС, другі — до конкретних систем.

Облік ІПВ необхідний для забезпечення:

- раціонального розподілу функцій між людиною і машиною в СЛМС;

- раціональної організації робочого місця а на основі обліку характеристик людини при конструюванні устаткування;

- відповідності технічних засобів можливостям людини по прийому і переробці інформації, а також здійсненню їм керуючих впливів,

- оптимальних для життєдіяльності і працездатності людини показників виробничого середовища.

Своєрідність характеристик людини визначає класифікацію ІПВ на наступні групи:

1) психологічні — обумовлені особливостями сприйняття, уваги, пам'яті, мислення, психомоторіки і визначальні процеси прийому і переробки інформації, що керують дій у СЛМС;

2) фізіологічні — обумовлені енергетичними можливостями організму людини по забезпеченню фізичних і розумових зусиль у процесі виконання трудових задач, стійкості до впливу несприятливих факторів зовнішнього середовища, реалізації фізичних якостей сили, швидкості, витривалості і т.д.;

3) антропометричні — обумовлені статичними і динамічними (біомеханічними) характеристиками розміру, форми і ваги людського тіла і його частин (рук, ніг, голови, тулуба);

4) гігієнічні — враховуючі показники нешкідливості і безпеки умов життєдіяльності і роботи людини (норми по мікрокліматі, газовому складу, освітленості, шуму і т.д.).

Засобу відображення інформації (ЗВІ) є технічною основою для побудови інформаційної моделі процесу керування. Інформаційна модель повинна задовольняти наступним основним вимогам:

1) склад, форма й обсяг пред'явлення інформації повинні відповідати як розв'язуваним задачам, так і психологічним можливостям людини (рівню чутливості аналізаторів, обсягу пам'яті, швидкості переробки інформації і т.п.);

2) зміст сигналів повинен бути лаконічним, визначеним і не допускати інших інтерпретацій;

3) форма сигналів не повинна жадати від оператора їхнього додаткового перекодування;

4) сигнали повинні забезпечувати оператору можливість передбачення ситуації і результатів своїх дій;

5) характеристики сигналів (інтенсивність, тривалість, просторове положення) повинні забезпечувати необхідний рівень їхній диференційованого сприйняття;

6) загальний обсяг сигналів повинний виключити дефіцит чи інформації перевантаження нею;

7) джерела найбільш значимих сигналів варто розміщати в тих зонах сенсорного полючи, де забезпечується їхнє найкраще сприйняття.

Незалежно від типу і характеру застосовуваних органів керування (ОК) при їхньому виборі і проектуванні необхідно враховувати цілий ряд загальних ІПВ:

1) ОК, зв'язані з визначеною послідовністю дій оператора, необхідно розташовувати так, щоб дії здійснювалися ліворуч праворуч і зверху вниз;

2) ОК повинні вибиратися з обліком сформованих у людини стереотипів рухів: наприклад, рух ОК вперед, по годинній стрілці, чи вправо нагору, натискання на кнопку повинне відповідати пуску устаткування;

3) розташування ОК повинне здійснюватися з урахуванням принципу економії рухів, кількість яких повинно бути мінімально, вони повинні бути прості і ритмічні, а попередні і наступні рухи — плавно зв'язані;

4) розташування ОК повинне забезпечувати рівномірність завантаження обох рук і ніг оператора;

5) ОК повинні мати достатній опір, щоб зменшити можливість випадкового включення;

6) для попередження аварійних ситуацій через випадкове чи несвоєчасне вмикання-вимикання ОК вони повинні бути забезпечені надійним чи блокуванням сигналізацією;

7) щоб не переплутати ОК при їхньому використанні без зорового контролю, вони повинні кодуватися чи формою кольором.

При проектуванні робочого місця повинні бути дотримані наступні загальні ІПВ:

1) забезпечені зорового і слухового зв'язку оператора з устаткуванням, а також зв'язок між операторами в процесі виконання загальної трудової задачі;

2) створені засоби захисту операторів від впливу небезпечних і шкідливих виробничих факторів;

3) створене робочий простір, що дозволяє оператору здійснювати всі необхідні рухи і переміщення в процесі виконання трудової діяльності.

86. Особливості діяльності в системі «людина-техніка». Сутність професійної підготовки операторів та її структура. Професійний відбір, навчання та тренування операторів. Розробка режимів праці й відпочинку.

Ергономіка (від грець. еrgоп —робота і nomos — закон) — наукова дисципліна, що комплексно вивчає людину в конкретних умовах її діяльності в сучасному виробництві. Бона вивчає трудову діяльність людини у системі «людина-техніка-середовише» з метою її ефективності, безпеки та комфорту.

Ергономіка виникла у зв'язку зі значним ускладненням технічних засобів і умов їх функціонування, суттєвими змінами трудової діяльності людини. За цих обставин різко зросла «вартість» помилки людини при управлінні складними системами. Тому при проектуванні нової і модернізації існуючої техніки особливо важливо враховувати можливості і особливості людей, які будуть її використовувати. Вирішуючи задачі такого типу, необхідно узгоджувати між собою окремі рекомендації психології, фізіології, гігієни праці, соціальної психології та пов'язувати їх в єдину систему вимог до того чи іншого виду трудової діяльності людини. Термін «ергономіка» запропонував ще 1857 р. польський природодослідник В. Ястшембовський. Як самостійна наукова дисципліна ергономіка сформувалась після 1949 року.

Людина, машина і навколишнє середовище розглядаються в ергономічних дослідженнях як складна система. Основний об'єкт досліджень ергономіки — система «людина-техніка».

Комплексний підхід, характерний для ергономіки, дозволяє одержати всебічне уявлення про трудовий процес і тим самим відкриває широкі можливості для його удосконалення. Ергономіка вирішує також низку проблем, поставлених у системотехніці: оцінка надійності, точності і стабільності роботи операторів, дослідження впливу психологічної напруженості, втоми, емоційних факторів і особливостей нервово-психічної організації оператора на ефективність його діяльності в системі «людина — техніка», вивчення пристосування та творчих можливостей людини.

Людину, що працює за допомогою машини, називають оператором. Зважаючи на те, що саме цей тип діяльності є основним предметом ергономічного дослідження, розглянемо його психофізіологічну суть більш детально стосовно безпеки життєдіяльності. Найхарактернішою рисою оператора є те, що він позбавлений можливості безпосередньо спостерігати за керованим об'єктом і змушений користуватися інформацією, що надходить до нього каналами зв'язку. Така діяльність називається діяльністю з Інформаційними моделями реальних об'єктів.

Суттєвою особливістю діяльності людини з інформаційною моделлю є необхідність взаємозв'язку відомостей, одержаних за допомогою приладів, екранів, табло як між собою, так і з реальними об'єктами, що управляються.

Основні етапи діяльності оператора при вирішенні певних задач:

перший етап — сприйняття інформації;

другий етап — оцінка інформації, її аналіз та узагальнення на основі заздалегідь заданих або сформованих критеріїв оцінки.

Проблемами взаємодії людини та машини займається також інженерна психологія, що з'явилась як розділ і психології, і ергономіки, завданнями якої є:

• вивчення впливу психологічних факторів на ефективність системи ЛТС;

• аналіз функції людини у системі ЛТС, вивчення структури та класифікації діяльності оператора;

• вивчення процесів переробки інформації людиною-оператором;

• розробка принципів і методів професійного добору і підготовки операторів у системі ЛТС

Упорядкування режиму праці і відпочинку передбачає регулювання таких трьох його параметрів, як загаль-ний робочий час, тривалість періодів роботи і тривалість періодів відпочинку. Оптимізація часу роботи є вихідною умовою для мі-німізації часу відпочинку і максимізації тривалості робочого часу.

Численними дослідженнями фізіологів встановлено певні фі-зіологічні закономірності, які покладені в основу розробки режи-мів праці і відпочинку. Ці закономірності зводяться ось до чого:

• час роботи залежить від її інтенсивності: чим важча робота, чим вищий її темп, тим менша допустима щільність робочого ча-су. Збільшення енергозатрат у 2 рази скорочує робочий час у 4 рази;

• допустимий час роботи обернено пропорційний допустимій частоті пульсу. При робочій частоті пульсу 100 ударів/хв трива-лість робочого часу становить 8 год, а при частоті пульсу 150 ударів/хв — лише 2 год;

• чим вища фізична працездатність людини, тим вищі допус-тимі величини темпу роботи, щільності робочого часу і приросту робочого пульсу;

• відносний час відпочинку на одиницю часу роботи тим бі-льший, чим вищий темп роботи і чим менший невикористаний резерв підвищення темпу роботи;

• скорочення періодів роботи зменшує допустиму величину часу на відновлення працездатності;

• відпочинок працюючим м’язам і нервовим центрам в окремі мікроперіоди роботи забезпечується за рахунок мікропауз, які ми-мовільно виникають між операціями і рухами в зв’язку з необхідні-стю переключення процесів збудження і гальмування в нервовій си-стемі. Тривалість їх становить всього декілька секунд, але залежно від темпу роботи вони можуть становити до 10 % робочого часу;

• сумарне відновлення функцій тим більше, чим більша кіль-кість періодів відпочинку (при незмінній тривалості відпочинку);

• різні умови і різні види праці викликають приблизно одна-кові зміни працездатності.

Вирішальне значення для раціоналізації функціонального на-вантаження має встановлення абсолютних допустимих величин періодів роботи і відпочинку. Аксіоматичним є визнання того факту, що при важкій фізичній роботі необхідно скорочувати пе-ріоди роботи і відпочинку. Тривалість відпочинку при важких роботах не повинна перевищувати 5…10 хв (рідше 15 хв); при необхідності можна збільшувати частоту цих перерв, але не їх тривалість. Доведена висока ефективність періодів відпочинку тривалістю 1…2 хв після періодів роботи тривалістю 6…15 хв. Для нервово-напружених робіт тривалість неперервної роботи не повинна перевищувати 15 хв, а тривалість відпочинку 2…5 хв.

Тривалість відпочинку повинна відповідати двом вимогам:

• бути достатньою для відновлення працездатності і можли-вості повторної роботи;

• зберігати робочу установку.

Таким чином, фізіологічною закономірністю є стабільність допустимої величини часу відпочинку при різних допустимих величинах часу роботи.

Оптимальні режими праці забезпечуються шляхом оптимізації навантажень, які мають тренувальний ефект.

Енергетичним фізіологічним оптимумом вважається фізична робота з потужністю, яка дорівнює половині або четвертій части-ні максимальної потужності. Оптимальний темп рухів при трива-лій роботі і оптимальному зусиллі становить третину від макси-мального темпу. У виробничих умовах оптимальний темп робочих рухів не перевищує 20 % максимально доступного тем-пу, а в деяких умовах — 10 % максимальної величини.

Разом з тим, несприятливі умови праці створюють додаткове функціональне навантаження на організм працівника, що зумов-лює необхідність скорочення періодів роботи і збільшення часу відпочинку, а також скорочення робочого часу. У цьому випадку розробляються так звані компенсаторні режими праці і відпочинку.

Раціональний внутрішньозмінний режим праці і відпочинку включає в себе перерву на обід, регламентовані перерви на від-починок, активізацію відпочинку та інші заходи.

Перерви на обід для всіх професій встановлюються в середині зміни або з відхиленням від неї в межах однієї години. Нормаль-на тривалість обідньої перерви становить 40…60 хв.