Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Эргономика и инженерная психология

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
8.24 Mб
Скачать

Министерство образования Российской Федерации Пермский государственный технический университет

М.С. Тер-Мхитаров

ЭРГОНОМИКА

И

ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ

Утверждено

Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Пермь 2003

УДК 363 ББК 88

М 90

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. О.Б. Низамутдинов (Государственный научно-исследовательский институт управляющих машин и систем (ГосНИИУМС));

д-р техн. наук, проф. С.Ф. Тюрин (Пермский государственный технический университет)

Тер-Мхитаров М.С.

М 90 Эргономика и инженерная психология: Учеб, пособие / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. 204 с.

Органическая связь эргономики и дизайна раскрывается и демонстрируется по­ средством широкого использования системного подхода, позволяющего рассматривать человека в качестве системообразующего фактора.

Традиционным вопросам эргономики в учебном пособии предшествует изложе­ ние психологических основ ориентации человека в окружающем его реальном мире. Практическая направленность профессии дизайнера определила необходимость изло­ жения психологических основ принятия решений.

Наряду с изложением традиционных вопросов эргономики отдельно рассматри­ ваются современные системы человек - ЭВМ.

Данное учебное пособие, предназначенное для студентов специальности «Ди­ зайн», может помочь в изучении основ эргономики и инженерной психологии и сту­ дентам других специальностей.

УДК 363 ББК 88

©Пермский государственный технический университет, 2003

Введение........................................................................................................

5

1. Системы и системный подход................................................................

8

2. Закономерности развития систем человек - орудие деятельности.

 

Основные концепции и гипотезы эргономики..........................................

11

3. Прием информации человеком...............................................................

24

3.1. Основные уровни психического отражения.............................

24

3.2. Анализаторы человека. Их роль в эргономике и дизайне......

35

3.2.1. Общие свойства анализаторов........................................

35

3.2.2. Свойства зрительного анализатора................................

37

3.2.3. Свойства слухового анализатора....................................

48

3.2.4. Свойства кожного анализатора.......................................

51

3.2.5. Свойства вестибулярного анализатора..........................

52

3.2.6. Свойства кинестетического анализатора.......................

53

3.2.7. Свойства обонятельного и вкусового анализаторов.....

53

4. Сопоставление и использование свойств анализаторов.......................

55

4.1. Взаимодействие анализаторов

55

4.2. Примеры учета свойств анализаторов в эргономической

 

практике..............................................................................................

60

5. Память человека.......................................................................................

64

6. Мышление.................................................................................................

67

6.1. Виды мышления..........................................................................

67

6.2. Примеры практического использования закономерностей

 

переработки информации человеком...............................................

71

7. Эмоции и их роль в деятельности дизайнера и эргономиста..............

73

8. Процессы принятия решений..................................................................

82

9. Рабочее место и его элементы

87

9.1. Антропометрические характеристики и их использование в

 

эргономике..........................................................................................

87

9.2. Общие вопросы проектирования рабочего места....................

98

9.3. Сиденья. Пульты оператора......................................................

105

9.4. Органы управления.....................................................................

111

9.4.1. Управляющие действия человека...................................

111

9.4.2. Основные требования к органам управления...............

114

9.4.3. Кнопки и клавиши

117

9.4.4. Тумблеры

119

ч 9.4.5. Поворотные регуляторы и переключатели....................

121

9А6. Рычаги управления

122

9,4?7. Ручные колеса ...................................................................

124

^9.4-.3; Ножные органы управления

125

9.4.9. Захватные части ручных инструментов.........................

126

9.5. Средства и системы отображения информации......................

130

&5.Т. Требования к системам и средствам отображения ин­

 

формации

 

130

§ЗГ.2. Стрелочные индикаторы.................................................

 

134

9.5.3. Знаковые индикаторы......................................................

 

137

9.5.4. Кодирование информации

 

138

9.5.5. Графическая информация...............................................

 

140

9.5,6'.'Изобразительные средства..............................................

 

140

9.5.7. Приборные панели...........................................................

 

143

9.5.8. Мнемосхемы....................................................................

 

146

10. Эргономические вопросы функционирования систем человек -

 

ЭВМ...............................................................................................................

 

150

10.1. ЭВМ как орудие деятельности человека................................

150

10.2. Эргономические свойства аппаратных средств интерфейса

154

10.2.1. Эргономика устройств ввода информации

154

10.2.2. Эргономика устройств вывода информации

160

10.2.3. Возможности речевого общения человека и ЭВМ .....

163

10.3. Требования к условиям деятельности пользователя ЭВМ ...

166

10.4. Средства мультимедиа.............................................................

 

172

11. Методы исследования в эргономике.....................................................

 

177

11.1. Натурный и лабораторный эксперимент

178

11.2. Физиологические и психологические методы.......................

179

11.3. Методы математического моделирования............................

181

11.4. Комбинированное имитационное моделирование................

182

12. Сравнительные возможности человека и техники в системах

 

управления...................................................................................................

 

189

13. Эргономические требования к производственной среде...................

191

Список литературы...........................................

:..........................................

202

Предмет изучения и методологические основы современных дисцип­ лин «Эргономика» и «Дизайн» имеют много общего. Потребительские ценности продукции эргономиста и дизайнера реализуются при функцио­ нировании весьма сходных по своей структуре систем.

Эргономика изучает деятельность человека, вооруженного техниче­ скими средствами. При этом целью деятельности человека является же­ лаемое изменение свойств предмета этой деятельности, т.е. части внешней предметной среды. Таким образом оказываются существенно взаимосвя­ занными между собой возможности человека, свойства орудия деятельно­ сти - машины, и свойства предметной среды. Они образуют систему че­ ловек - машина - среда. Человек в ней, представляя собой верхний ие­ рархический уровень, объединяет все элементы системы необходимыми информационными связями, придавая функционированию системы целе­ направленный характер, целостность и активность. Такая система благода­ ря присутствию в ней человека является открытой и способной к саморазвитию.

Создавая свое изделие, дизайнер обязательно учитывает функцио­ нальные требования к нему со стороны человека - потребителя, а также предполагаемые свойства предметной среды, в которой будет эксплуати­ роваться это изделие. Следовательно, еще на начальном этапе проектиро­ вания предполагается взаимосвязь указанных факторов в системе потреби­ тель - продукт дизайнера - предметная среда. Сравнивая эргономическую и Дизайнерскую системы, можно отметить их общее свойство - схожесть стРуктур и основных элементов.

Общим и главным звеном этой системы является человек с его свя­ зями с окружающей средой, не позволяющими представить состояние и Деятельность этой субъективной части системы в форме количественной ^Тематической модели. Подсистемы же машина - предметная среда и

продукт дизайнера —предметная среда не только во многом сходны, но часто являются и общими. Ведь создаваемая машина (экскаватор, автомо­ биль, ЭВМ и т.п.) - это продукт деятельности не только эргономиста, но и дизайнера.

Именно из-за сходства характера деятельности эргономиста и дизай­ нера на крупных предприятиях соответствующие службы, как правило, объединяются в общий отдел. Естественно, что специалисты этих профи­ лей должны обладать и многими общими знаниями, помогающими им плодотворно работать над одним и тем же объектом. В последние годы наметилась явная тенденция на средних и мелких предприятиях в целях экономии объединять должности эргономиста и дизайнера. В связи с этим при подготовке дизайнеров и эргономистов обе эти специальности должны рассматриваться как смежные, что поможет этим специалистам в их тру­ доустройстве.

Объектом изучения эргономики является система человек - орудие деятельности, а предметом изучения - деятельность человека, вооружен­ ного техническими средствами.

Цель деятельности эргономиста - выявление и реализация макси­ мальных резервов эффективности функционирования систем человек - машина (орудие деятельности) и создание комфортных и безопасных усло­ вий труда человека [8].

Стремясь как можно полнее учесть возможности человека, эргоно­ мика тем не менее оставляет в стороне эмоциональные аспекты его дея­ тельности, ограничиваясь лишь рассмотрением стрессовых ситуаций.

Целью деятельности дизайнера является придание проектируемой продукции, в том числе и орудиям деятельности человека, не только высо­ ких функциональных (чисто эксплуатационных), но и эстетических ка­ честв. А это требует от дизайнера знания закономерностей эмоционально­ го отражения психикой человека свойств внешнего мира. Однако и эрго­ номист, может и не всегда осознанно, придавать проектируемой технике

эстетические качества. Так, легко и эффективно управляемая человеком машина, позволяющая ему максимально раскрыть свои возможности, не может не вызвать в процессе ее эксплуатации положительных эмоций, чувства удовлетворения, что, в свою очередь, повышает работоспособ­ ность человека. Потребитель продукции как личность целостен и воспри­ нимает все ее качества (функциональные и эстетические) в неразрывной связи.

По приведенным в печати данным [5] использование возможностей эргономики в промышленности позволяет повысить эффективность чело­ веко-машинных систем на 20 %, уменьшить сроки профессиональной под­ готовки специалистов на 40 %, сократить число аварий и несчастных слу­ чаев в 2-3 раза. Это сопровождается заметным повышением удовлетво­ ренности человека самим процессом труда, что способствует раскрытию и развитию внутренних ресурсов индивида, продлению сроков его активной жизнедеятельности.

Инженерная психология - отрасль психологии, исследующая про­ цессы и средства информационного взаимодействия человека и машины. Многие положения инженерной психологии используются в эргономике.

Автор попытался в предлагаемом учебном пособии отразить естест­ венную и неразрывную связь между эргономикой и дизайном. В этом ему помогло плодотворное общение со специалистами, работниками высшей школы, студентами, личный научно-практический и педагогический опыт.

Особую благодарность автор приносит декану гуманитарного фа­ культета Пермского государственного технического университета, проф., д-ру социол. наук В.Н. Стегнию и завкафедрой промышленного дизайна проф. Ю.Г. Ковалеву за существенную помощь в подготовке учебного по­ собия.

В оформлении пособия принимали участие студенты специальности «Дизайн» Н. Резник, М. Тухватулина и Т. Швецова.

1. СИСТЕМЫ И СИСТЕМНЫЙ подход

Системный подход является одним из наиболее эффективных мето­ дологических средств познания сложных объектов и явлений.

Под системой понимается совокупность элементов, находящихся друг с другом в определенных связях и отношениях и образующих при этом определенную целостность.

Не вызывает сомнений, что целостный продукт деятельности дизай­ нера и эргономиста является результатом творческого синтеза, объедине­ ния в нем многих факторов, относящихся к различным сферам материаль­ ной и духовной жизни человека. Этот процесс вследствие его сложности не может быть формализован и описан в виде каких-либо математических уравнений и алгоритмов. Именно поэтому такую большую роль в деятель­ ности дизайнеров и эргономистов играют методологические инструменты , в частности системный подход.

Основным свойством системы является ее целостность. Это свойство проявляется при взаимосвязи системы со средой. Если внутренние связи элементов системы сильнее, чем ее связи со средой, то система сохраняет в этой среде свои свойства. Чем сильнее связи между элементами системы, тем выше степень ее целостности. Для дизайнера система - это материаль­ ный и эстетический продукт его деятельности, помещенный в соответст­ вующую предметную среду и воспринимаемый человеком-потребителем. Организм человека тоже представляет собой систему, сохраняющую свои свойства, обеспечивающие жизнедеятельность в условиях меняющихся свойств окружающей среды. Рационально спроектированное изделие будет не только выполнять свои прямые потребительские функции в различных условиях, но и будет адекватно опознаваться потребителем в различной предметной среде. Правильно спроектированное архитектурное сооруже­

ние не утрачивает свои эстетические свойства при рассмотрении его с раз­ личных точек окружающего пространства.

Системообразующим фактором, влияющим на целостность, является способ объединения между собой отдельных элементов, т.е. структура системы. От способа объединения элементов зависят свойства системы. Если в целостной системе поменять местами неоднородные элементы, то она утратит свои прежние свойства. Структура сложных систем имеет не­ сколько уровней с подчиненными связями. Это свойство, легко наблюдае­ мое в административных и экономических системах, присутствует также в дизайне и эргономике.

Если система включает в себя человека, то его уровень по отноше­ нию к техническим звеньям является наивысшим. Целостность системы в наибольшей степени определяется ее структурой, в наименьшей - свойст­ вами ее элементов. Например, смысл геометрической фигуры (треуголь­ ник, прямоугольник, окружность и т.д.) не теряется при замене одного ви­ да элементов (например крестиков), составляющих ее контур, на другой (например нолики).

Нарушение структуры системы приводит к потере ее целостности, смысла функционирования и к возможному распаду. Так, изменение гар­ моничного пространственного размещения элементов интерьера или архи­ тектурного ансамбля может существенно нарушить их восприятие как единого целого, привести к деградации эстетического качества. При пере­ становке слов в стихотворении исчезает рифма, ритм, а зачастую и его смысл. Искажение структуры рабочего места, которое изначально соответ­ ствовало симметричному строению человеческого тела, приводит к замет­ ному ухудшению результатов деятельности человека или к полной невоз­ можности выполнения им своих функций.

Сложность системы определяется количеством составляющих ее элементов, разнообразием их природы и числом образованных элементами уровней. Так, чисто техническая система всегда будет проще, чем изучае­ мая в эргономике система человек - машина - среда. В зависимости от це­ лей исследования в качестве системы могут рассматриваться отдельные элементы или их 01раниченные группы. В этом случае их связи с другими элементами рассматриваются как связи со средой. Включение в систему человека придает ей активность, направленность и позволяет приобрести свойство саморазвития. Эти системы являются открытыми, способными воспринимать из окружающей среды полезную информацию (например, новые знания), используемую для саморазвития и повышения степени це­ лостности. Именно такими являются системы дизайнер - его продукция - предметная среда - потребитель.

Рассмотренные выше основные положения системного подхода бу­ дут по мере изложения соответствующего материала данного пособия ис­ пользоваться и конкретизироваться.

Контрольные вопросы

1.Сформулируйте понятие система.

2.Основное свойство системы и как оно проявляется.

3.Примеры систем из сфер дизайна и эргономики.

4.Влияние структуры системы на ее свойства.