книги из ГПНТБ / Балыгин, И. Е. Электрические свойства твердых диэлектриков-1

анализ ответов испытуемых, а по окончании экспери­ мента — выдачу результатов.

Обработка результатов. Первичные данные экспери­ мента представлены последовательностью предъявлен­ ных цифр, ответами испытуемых и латентным временем по каждой задаче (от предъявления последней цифры до нажатия первой кнопки). Эти данные выводятся на перфоратор.

ЭВМ осуществляет сортировку результатов по раз­ личным комбинациям факторов (экспериментальные ус­ ловия) и подсчет количества правильных ответов и оши­ бок разных типов для каждой позиции предъявляемого ряда, а также значения среднего латентного времени для каждого типа ответа.

Для методик «опознание» и «поиск сигнала в шуме» возможны четыре типа ответов испытуемого: правиль­ ные и неправильные ответы в условии «шум» (тестируе­ мая цифра отсутствует в последовательности) и пра­ вильные и неправильные ответы в условии «сигнал».

Результаты исследования по остальным методикам могут быть обработаны как частный случай описанных выше. Для методики «определение отсутствующей циф­ ры» правильные ответы соответствуют правильным от­ ветам в условии «шум» (испытуемый правильно опреде­ ляет отсутствующую цифру), а ошибочные — неправиль­ ным ответам в условии «сигнал» (испытуемый принимает за отсутствующую одну из предъявленных цифр). Для остальных методик условия «шум» не существует — испытуемый должен воспроизводить предъявленный ма­ териал. Поэтому в этих случаях можно выделить только два типа ответов — правильные и неправильные ответы в условии «сигнал». Однако для методик «полное вос­ произведение» и «полное воспроизведение с интерфери­ рующей задачей» можно классифицировать ошибочные ответы по нескольким типам:

ошибки перестановки — цифра, предъявленная на не­ которой позиции, воспроизводится, но на другой позиции последовательности. Например, предъявляется — 2, 7, 8, воспроизводится — 2, 8, 7;

ошибки пропуска — цифра, предъявленная на неко­ торой позиции, в данной пробе не воспроизводится, а заменяется другой. Например, предъявляется — 2, 7, 8, воспроизводится — 2, 6, 8;

ошибки типа «не видел» — цифра, предъявленная на Некоторой позиции, не воспроизводится совсем.

Для последней методики определяется также количе­ ство правильных и неправильных ответов на интерфери­ рующую задачу.

Результаты анализа ответов испытуемого после окон­ чания эксперимента выводятся на печать.

Объединенная методика тестирования функциональ­ ного состояния оператора. Как было отмечено выше, ис­ пользование различных методик позволяет тестировать работу отдельных функциональных блоков системы пе­ реработки информации и получать количественные оцен­ ки работы каждого из них. Однако для характеристики всего процесса в целом и его динамики необходимо про­ вести исследование по всем разработанным методикам.

Функциональное состояние или степень утомления — величина, меняющаяся во времени. Поэтому необходимо тестировать всю систему преобразования поступающей информации в течение непродолжительного периода, характеризующегося одним уровнем утомления, т. е. возникает задача создания объединенной методики, включающей как составные части все шесть методик одновременно, что позволит получить «срез» функцио­ нального состояния всей системы преобразования посту­ пающей информации. Объединенная методика должна отвечать следующим требованиям:

методика должна включать все разработанные тесты. Последовательность тестов в разных экспериментах дол­ жна варьироваться для того, чтобы исключить влияние утомления, возникающего во время эксперимента;

переход от выполнения одной задачи к другой дол­ жен обозначаться наиболее простым способом (началь­ ные буквы названия методики, определенные звуковые сигналы). До начала эксперимента испытуемому необхо­ димо ознакомиться с инструкцией;

каждый блок должен тестироваться по наименьшему числу наиболее информативных условий;

необходимо проводить достаточное количество проб по каждому условию для обеспечения статистической достоверности получаемых результатов;

для получения «среза» функционального состояния максимальная продолжительность одного эксперимента не должна превышать 25—30 мин.

178

В табл. 6 приведен примерный план обследования по объединенной методике.

Количественной характеристикой функционального состояния служит величина, называемая коэффициентом оперативности. Последний может быть получен эмпири­ ческим путем и представлен в виде вектора, состоящего из набора матриц. Каждая матрица содержит в себе результаты эксперимента, проведенного по определен­ ной методике, число матриц соответствует числу проте­ стированных блоков. Полученный таким образом коэф­ фициент оперативности можно назвать дифференциаль­ ным. Сравнивая между собой векторы, соответствующие разным «срезам» функционального состояния, можно сделать вывод о его динамике и о преимущественном влиянии состояния того или иного блока на изменение работоспособности всей системы в целом.

Т а б л и ц а 6

План обследования по объединенной методике

Общее время эксперимен-

та—25,7 мин

♦ Для этой методики указаны величины времени задержки интерферирующей за­ дачи.

7*

Глава X

НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ «ЧЕЛОВЕК — МАШИНА»

Определение эффективности систем «человек — ма­ шина» является важной практической задачей, решать которую приходится на этапах как разработки системы, так и ее эксплуатации. Несмотря на значительное коли­ чество публикаций по вопросам оценки эффективности сложных систем, принципы оценки эффективности сис­ тем, включающих «человеческое» звено, еще слабо раз­ работаны, встречаются разные подходы, противоречи­ вые концепции, различные термины. Некоторые авторы пытаются расчленить деятельность оператора до эле­ ментарных операций (психофизиологических актов) и количественные оценки последних рассматривать как компоненты оценки эффективности системы *. Другие считают необходимым оценивать «социальную организа­ цию системы деятельности»12. Одни авторы указывают на исключительность показателей эффективности для систем «человек — машина», не сводимых к параметрам машинных, технических систем3, другие допускают ис­ пользование слегка подправленных показателей надеж­ ности для оценки качества систем или вообще предпо­

1 См. Г у б и н с к и й А. И. и др. Надежность комплексных систем «человек—техника». Материалы II Всесоюзного симпозиума по

системного инженерно-психологического проектирования. М., Изд-во

«Психологические исследования» Вып. 2. М., Изд-во МГУ, 1970.

181

читают говорить вместо эффективности о надежности Продолжаются попытки аналитически представить

зависимость показателя эффективности от всех возмож­ ных характеристик работы оператора и машинных звень­ ев21. Наконец, в некоторых работах оцениваются фак­ торы, определяющие эффективность взаимодействия пользователя и ЭВМ3.

Тем не менее такое положение не кажется нам обес­ кураживающим, а необходимость ставить и решать за­ дачи оценки (и прогнозирования) эффективности систем «человек — машина» стимулирует дальнейшие усилия в этой области. В самом деле, эффективность системы — это главный критерий ее целесообразности. На основе результатов оценки эффективности принимаются реше­ ния об изготовлении системы, о ее модернизации, обус­ ловливающие выбор конкурсных проектов, прогнозиру­ ются тенденции научно-технического прогресса, роста производительности труда и т. п. Результаты оценки эф­ фективности решающим образом определяют весь ком­ плекс вопросов, связанных с социально-экономическими программами развития народного хозяйства в целом.

В настоящее время накоплен уже немалый опыт си­ стемных исследований. Не вызывает сомнений, что поиск методов оценки эффективности систем следует ве­ сти применительно к целям и задачам системы. Ясно также, что показатели эффективности должны быть вы­ ражены в количественной форме и должны быть соблю­ дены простые «эвристические» требования, сформулиро­ ванные еще в первых работах по системотехнике. Повидимому, основные трудности оценки эффективности на ранних стадиях создания системы связаны с коли­ чественным выражением задачи, точнее, с трансформа­ цией цели системы (целевой функции) в количественные параметры задач системы или составляющих задачи компонентов. Надо отметить, что для широкого класса систем «человек — машина» такая трансформация не очевидна, особенно для систем организационного управ­

182

ления (систем управления социальными и экономически­ ми процессами).

Такие системы обладают неопределенностью функ­ ционирования или поведения, и поэтому не все их выход­

функционирования системы. Анализ этого набора пара­ метров, проводимый высококвалифицированными экспер­ тами, во многих случаях облегчает прогнозирование ожидаемой эффективности системы. К этим параметрам обычно относят такие, которые в той или иной степени характеризуют снижение (потери) эффективности за счет различного рода факторов и позволяют оценивать реальный и потенциальный уровни эффективности

Такой подход позволяет превратить оценку эффек­ тивности в рабочий инструмент проектирования систе­ мы, так как она ориентирует разработчиков на конкрет­ ный учет факторов, влияющих на эффективность си­ стемы.

Мы исходим из принятого в системном анализе опре­ деления и понимаем под эффективностью системы ее способность выполнять поставленные задачи в опреде­ ленных условиях функционирования.

Существует традиция21 записывать показатель эффек­ тивности, выражающий эту степень приспособленности, в виде сложной функции

ной параметр системы.

Это выражение является не более чем формулиров­ кой общей концепции, которая, несмотря на трудности конкретизации, оказывается полезной. Добавим, что пе­ ременные Хі могут быть как измеримыми, так и неизме­ римыми. Измеримые переменные можно разделить на контролируемые и неконтролируемые в статистическом смысле. В моделях оценки эффективности учитываются, разумеется, измеримые переменные.

«Советское радио», 1964.

183

Необходимо иметь в виду, что на общую эффектив­ ность системы влияет ряд факторов, не относящихся не­ посредственно к деятельности операторов. Из их числа можно выделить в качестве главных следующие факто­ ры — назовем их факторами потерь эффективности:

организационно-структурные факторы, определяющие оптимальность структуры системы и выбранных режи­ мов ее функционирования (например, централизован­ ный, децентрализованный, смешанный режимы; наличие необходимых контуров обратной связи; структура ин­ формационного обмена при переходе с одного уровня иерархии на другой и т. п.) — АЗстр;

некачественная входная информация (недостаточ­ ность или неупорядоченность показателей, характеризую­ щих объект управления или внешнюю среду, случайные или преднамеренные помехи и т. п.) — АЗвх.ИНф;

несовершенные машинные алгоритмы решения за­ дач (чрезмерная сложность и неэкономичность, нерацио­ нальная организация вычислительных процессов и про­ цессов обработки информации и т. п .)— АЭалг;

недостаточная надежность технических средств (ап­ паратуры сбора, хранения, обработки, отображения и передачи информации)— АЭНап'>

недостаточный уровень организации и обеспечения деятельности операторов, руководящего и обслуживаю­ щего персонала — АЭЧф.

При таком понимании места и значения «человече­ ского» и других факторов можно оценить разницу в уровнях потенциальной и реальной эффективности.

На практике обычно имеет место каждый из перечис­ ленных факторов потерь, однако не следует считать, что общие потери чрезмерно велики. Необходимо иметь в виду, что потери происходят неодновременно, что чело­ век может корректировать или предотвращать потери эффективности, вызванные отказом аппаратуры, нека­ чественными машинными решениями, некачественной входной информацией и т. д.

Учитывая все сказанное, можно записать выражение для суммарных потерь эффективности АЗл:

АЗе = 2 г А Зг — S А ЗгЗ;. + S З гЗ ;-Эг...

Иijk

Это выражение имеет эвристический характер и, ес­ тественно, нуждается в обосновании.

184

Следующий шаг в повышении точности оценки ДЗЕ можно было бы сделать, если бы удалось найти способы взвешивать указанные факторы потерь и сравнивать их между собой. Однако, как показывает опыт, такое взве­ шивание, как правило, осуществить не удается — слиш­ ком велико количество переменных, которые пришлось бы учитывать. На сегодняшний день такая «многоэтаж­ ная» задача в общем виде для сложных систем неразре­ шима. Однако в некоторых случаях корреляцию различ­ ных факторов потерь эффективности можно учитывать методами статистической линеаризации и решать задачу методами статистического моделирования на ЭВМ.

Разумеется, все сказанное здесь не должно ослаблять усилия по учету и реализации требований и различного рода рекомендаций, направленных на уменьшение по­ терь эффективности. В настоящее время ресурсы, имею­ щиеся в области учета «человеческого фактора», т. е. ресурсы, направленные на уменьшение потерь эффек­ тивности и оптимизацию деятельности операторов в си­ стемах «человек — машина», весьма значительны. Выяв­ ление и использование этих ресурсов в ряде случаев экономически более обоснованно, чем попытки умень­ шить потери эффективности за счет иных факторов.

Для того чтобы выяснить природу и структуру упо­ мянутых ресурсов, т. е. еще не реализованных возмож­ ностей повышения эффективности деятельности людей в системах «человек — машина», необходимо выбрать ос­ новные, опорные показатели эффективности деятельно­ сти операторов любого профиля. К таким показателям следует отнести точность, своевременность (оператив­ ность) и надежность выполнения возложенных на опе­ раторов функций'.

Совокупность этих трех характеристик деятельности должна лечь в основу оценки эффективности не только деятельности людей, но и функционирования систем «че­ ловек-— машина» в целом.

Точность, оперативность и надежность выполнения заданных функций и составляющих их операций — три главных критерия оценки потерь эффективности за счет «человеческого» фактора — Д Эч.ф.1

1 Мы подчеркиваем, что выполнение возложенных на операторов функций включает и совместное с ЭВМ решение задач управления.

L85

Чем же определяются опорные показатели — точ­ ность, оперативность и надежность решения задачи или отдельных операций, составляющих процесс решения?

Следует выделить такие группы факторов, влияющих на эти показатели:

1) структура (или алгоритм) операторской деятель­ ности, в том числе тип и характер выполняемых функ­ ций, характер распределения функций, степень напря­ женности, способ организации коллективной работы и др.; 2) эксплуатационные качества оборудования, обеспе­ чивающего операторскую деятельность (размещение, конструкция и удобство пользования аппаратурой,

средствами индикации и органов управления);

3)условия внешней среды (температура и другие параметры микроклимата, шум, вибрация, освещенность

ит. п.);

4)режим деятельности (продолжительность смен, организация отдыха и т. п.);

5)уровень профессиональной подготовки оператора (его знания, навыки, опыт, готовность и т. п.);

6)индивидуальные особенности людей (психофизи­ ологические и антропометрические характеристики, ин­ теллектуальные способности, эмоциональная и мотива­ ционная устойчивость и другие черты психологического склада личности).

Очевидно, проблема оценки эффективности в части

учета «человеческого» фактора была бы решена, если бы удалось связать или даже рассчитать совокупное влияние перечисленных факторов на АЭч.ф.

Расчетные (аналитические, теоретические) методы существуют лишь для элементарных алгоритмов дея­ тельности при известных ограничениях по другим груп­ пам факторов. Но такие простые и хорошо определен­ ные ситуации встречаются редко. Методы физического моделирования при возможности варьирования значе­ ниями переменных могут дать лучшие результаты, по­ этому модели оценки эффективности, на основе которых могут быть получены количественные значения ДЗч.ф, рассматривают как перспективные средства анализа.

Традиционные экспериментальные методы, а также методы профессиографического обследования могут дать немало для выявления зависимости опорных показате­ лей от влияющих факторов,

186