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

Эргономика. Учебное пособие для вузов

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
различных параметров, а в случае отказов техники вручную вы­полняет резервные режимы управления.
Сложность управления отражает трудности в организации межсистемного взаимодействия между большим количеством разнородных систем, связанные с невозможностью полной фор­мализации процессов управления из-за неоднозначности ис­пользования количественных критериев разработчиками в моде­лях управления, приводящей к возникновению непредсказуемых ситуаций и ложных отказов при нормально функционирующих системах. К такой крупномасштабной, энергонасыщенной, по­тенциально опасной технике относятся тепловые и атомные электростанции, космические пилотируемые транспортные ко­рабли и орбитальные станции, боевые и пассажирские самоле­ты, крупнотоннажные морские и речные суда, различные типы автоматизированных производств.
Вследствие неполноты и ограниченной адекватности моде­лей управления при организации межсистемного взаимодейст­вия разработчики не могут взять на себя полностью ответствен­ность за надежность управления. С другой стороны, и возмож­ности проведения) качественного, содержательного анализа опе­ратором в непредвиденных ситуациях для преодоления неадек­ватности этих моделей при реализации им функций по резерви­рованию автоматики ограничены его профессиональным опы­том, способностями, знаниями и умениями. Поэтому им могут быть допущены ошибочные действия, причины возникновения которых нельзя устранить в процессе профессиональной подго­товки операторов вследствие изначальной новизны и неизвест­ности этих ситуаций. Следовательно, полностью возложить от­ветственность за надежность управления нельзя и на оператора.
Но тогда единственно возможным вариантом обеспечения надежности управления в случае, когда оператор не может най­ти выход из непредвиденной ситуации, становится резервирова­ние оператора автоматикой. Это резервирование может быть реализовано посредством принудительного перехода на автома­тический режим управления, целью которого должно являться прежде всего обеспечение безопасности техники. Таким обра­зом, наряду с функцией резервирования автоматики оператором для преодоления сложности управления от разработчика требу­ется осуществить и новую функцию — резервирование операто­ра автоматикой. И в силу того, что эти функции имеют равную значимость для обеспечения надежности управления, и разра­ботчики и операторы должны нести за нее равную ответствен-
251
ность. Следовательно, в процессе управления может происхо­дить как резервирование автоматики оператором, так и наобо­рот— резервирование оператора автоматикой, что означает по­переменную смену ведущих ролей разработчика и оператора.
Таким образом, для этого класса техники одностороннее до­минирование или разработчика, или оператора, как это полага­ется в машиноцентрическом или антропоцентрическом подхо­дах, уже будет являться принципиально недопустимым. Иначе говоря, нельзя отдавать главную роль или разработчику, реали­зующему ее опосредовано через автоматику, или оператору и решать проблемы автоматизации в этом классе техники с цен­тристских позиций.
Обобщением этих положений является разработанный Ю.Я. Голиковым равнозначный подход к автоматизации, в со­ответствии с которым и разработчики и операторы должны по­переменно осуществлять ведущую роль в управлении, нести равную ответственность и иметь равную значимость в обеспече­нии надежности управления техникой. И поэтому отношения между разработчиками и операторами необходимо рассматри­вать как равноправное взаимодействие, взаимодополнение и содействие.
Таким образом, следует констатировать, что в структуре со­временной техносферы можно выделить три класса технических объектов, каждый из которых является областью существования разных подходов к автоматизации управления: машиноцентри­ческого, антропоцентрического и равнозначного. Эти классы и области существования подходов можно представить на много­факторной шкале сложности техники как множества, рядопо­ложенные по степени ее возрастания: нижний диапазон шкалы соответствует классу относительно малой сложности технических объектов (основной фактор надежности управления в данном классе — структурная сложность) и машиноцентрическому под­ходу; средний — классу более сложной техники (где становится значимым фактор функциональной сложности) и антропоцен­трическому подходу; самая сложная техника — класс сложности управления, — и равнозначный подход располагаются в верхнем диапазоне шкалы.
12.3. Принципы распределения функций между человеком и автоматикой
252
Инженерно-психологические подходы к автоматизации яв­ляются методологической основой решения проблемы распре­деления функций между человеком и автоматикой. Принципы и способы решения этой, по словам основоположника кибернети­ки Н. Винера, одной из великих проблем испытали значитель­ную эволюцию. Одним из первых вариантов ее решения стал принцип преимущественных возможностей, первоначально разра- ботанный в работах К. Крейка, П. Фиттса, А. Чапаниса. Дан­ный принцип в общем-то явился естественным следствием пер­воначального этапа исследований, характерного для любого сравнительного анализа— сопоставления достоинств и недос­татков человека и вычислительной машины. Суть принципа за­ключается в том, что функции человеку и автоматике должны назначаться в зависимости от того, чьи преимущества будут лучше использоваться при выполнении задачи управления. Ин­струментом распределения функций являлись созданные переч­ни их сравнительных возможностей для различных задач, пока­зателей процессов управления и даже параметров экономиче­ской эффективности.
Несомненным достоинством принципа преимущественных возможностей является то, что он впервые позволил получить конкретные практические результаты при распределении функ­ций и во многом определить дальнейшие тенденции автомати­зации процессов управления. На его основе в первом прибли­жении были выделены те области функций, в которых возмож­на автоматизация. Так, автоматизации подлежали формализуе­мые функции, связанные в основном с переработкой и хране­нием больших объемов информации, а также с управлением по заранее известным алгоритмам; на человека следовало возлагать неформализуемые функции, требующие нестандартного анализа ситуации и творческого мышления. Различные модификации указанного принципа применяются и в современных исследова­ниях.
Однако у принципа преимущественных возможностей доста­точно быстро были выявлены серьезные ограничения, выте­кающие из исходного положения— необходимости сравнения человека и автоматики и описания их возможностей на одном языке, которые были впервые сформулированы Н. Джорданом. Эти недостатки выразились в существенной тривиальности ито­гового вывода: автоматика хорошо выполняет те функции, ко­торые плохо выполняет человек, и наоборот. Иначе говоря,
253
возможности человека и автоматики оказались взаимоисклю­чающими.
В противовес принципу преимущественных возможностей Н. Джорданом был выдвинут принцип взаимодополняемости че- ловека и машины. Согласно данному принципу необходимо не распределять функции, а организовывать совместную деятель­ность человека и машины таким образом, чтобы происходило взаимное усиление их функций.
По мнению Н. Джордана, машины могут служить человеку двумя способами: как орудия труда и как производящие маши­ны, то есть функционирующие автоматически. В первом случае взаимодополняемость будет выражаться в обеспечении опти­мальной трудности деятельности, во втором — в резервирова­нии, дублировании человеком машины при возникновении от­казов в ее работе посредством перехода на ручной режим управ­ления. В то же время ответственность за выполнение процессов управления во всех случаях должна возлагаться на человека, а не на машину.
К сожалению, из принципа взаимодополняемости прямо не следовали конкретные средства и процедуры организации со­вместной деятельности человека и машины. Н. Джордан считал, что распределять следует не функции (задачи), а действия, из которых состоит каждая задача. Но тем самым фактически про­исходит подмена одной проблемы другой, так как непонятно, что понимается под действием и как их распределять. При этом главный вопрос — как определять необходимую степень автома­тизации процессов управления? — остается открытым.
Проблемы резервирования человеком автоматики и ответст­венности во многом решает принцип активного оператора, разра­ботанный Н.Д. Заваловой, Б.Ф. Ломовым и В.А. Пономаренко. Данный принцип определяет необходимость поддержания неко­торого уровня активности оператора в автоматизированных ре­жимах управления в связи с тем, что человек, работая, всегда имеет в виду конечную цель управления и активно к ней стре­мится. Пассивность оператора при полной автоматизации при­водит к тому, что он не может надежно выполнить функцию резервирования автоматики. Кроме того, снижение уровня ак­тивности у операторов при длительном использовании автома­тического режима может привести к ошибочным решениям о несуществующих неисправностях и отключению нормально ра-
254
ботающей автоматики, либо к задержкам при опознании реаль­ных отказов и переходе к ручному управлению.
Исходя из принципа активного оператора, степень автомати­зации необходимо выбирать таким образом, чтобы оператор осуществлял непрерывный контроль процессов управления по информации, обеспечиваемой автоматикой, и часть операций по управлению выполнял самостоятельно. Поэтому режимы по­луавтоматического управления должны выбираться в качестве основных, а автоматические рассматриваться как резервные.
Современные решения проблемы распределения функций за рубежом во многом основываются на идее адаптивного распре­деления функций, развиваемой В. Роузом и его последователя­ми. Общим для них является положение о зависимости степени автоматизации процессов управления от величины рабочей или умственной загрузки оператора. Считается необходимым сни­жение степени автоматизации при малой величине загрузки и увеличение степени автоматизации при ее высокой величине. Концепциям адаптации человека и машины близки положения принципа динамического распределения функций Б. Кантовица и Р. Соркина.
Первоначально распределение функций между человеком и автоматикой рассматривалось как самостоятельная проблема. В то же время изложенные принципы распределения функций можно сопоставить с требованиями или машиноцентрического или антропоцентрического подходов к автоматизации.
Сравнимость человека и техники, необходимость их описа­ния на одном языке, лежащие в основе принципа преимущест­венных возможностей, являются свидетельством использования идеологии машиноцентрического подхода, когда человек рас- сматривается как техническое звено системы. Принцип взаимо­дополняемости, выдвигающий на первое место проблемы ответ­ственности человека за процесс управления и резервирования им автоматики, наоборот, косвенно опирается на положения антропоцентрического подхода, определяющего человека как субъекта труда, а технику как орудие труда. Из этого же подхода уже непосредственно вытекают принцип активного оператора.
В соответствии с равнозначным подходом к автоматизации в процессе управления техникой следует обеспечивать попере­менную смену ведущих ролей разработчиков и оператора, так как они должны нести равную ответственность за обеспечение надежности управления. Ведущая роль оператора может быть
255
реализована за счет осуществления им функции резервирования автоматики в непредвиденных ситуациях; ведущая роль разра­ботчиков будет проявляться в функции резервирования опера­тора автоматикой.
Резервирование автоматики будет производиться оператором самостоятельно посредством снижения степени автоматизации при возникновении отказов и нерасчетных ситуаций, с которы­ми не могут справиться программы автоматики, в том числе с помощью технического резервирования.
Äëÿ резервирования оператора автоматикой реализуется об­ратный процесс— принудительное повышение степени автома­тизации, когда оператор не может найти решения по выходу из непредвиденной ситуации. Иначе говоря, он оказывается в си­туации с высокой субъективной сложностью деятельности. По­этому при превышении некоторой ее нормативной величины, допустимой для профессиональных функций в данном режиме управления должно происходить повышение степени автомати­зации, включая в предельном случае и переход на автоматиче­ский вариант осуществляемого режима управления, если он возможен. В противном случае должны реализовываться автома­тические режимы, но направленные не на достижение основной цели управления, а резервные или аварийные режимы, обеспе­чивающие прежде всего надежность и безопасность.
Повышение степени автоматизации, освобождая оператора от функций по управлению, тем самым предоставляет ему воз­можность для более полного и детального анализа ситуации. И если ситуация разъясняется, то оператор осуществляет переход обратно к полуавтоматическому режиму управления, если же нет— контролирует ход автоматического режима.
Изложенная стратегия гибкого изменения степени автомати­зации процессов управления фактически выражает новый прин­цип решения проблемы распределения функций — принцип вза- имного резервирования оператора и автоматики, разработанный и А. Н. Костиным. Суть принципа можно сформулировать сле­дующим образом: оператор резервирует автоматику (в случае
возникновения отказов техники или непредвиденных ситуаций) по­средством самостоятельного снижения степени автоматизации; автоматика резервирует оператора (при возникновении в его дея­тельности серьезной субъективной сложности) путем принуди­тельного повышения степени автоматизации процессов управле­ния. Из этого принципа следует, что полуавтоматические режи-
256
мы должны являться основными, а автоматические и ручные— рассматриваться как резервные для страховки оператора и авто­матики соответственно.
Принцип взаимного резервирования конкретно реализует положения равнозначного подхода: попеременное доминирование разработчиков (опосредовано через автоматику) и оператора в процессах управления и равную их ответственность за обеспе­чение надежности. Действительно, предоставление оператору права на принятие окончательного решения и возможности его осуществления выражает его ведущую роль в процессах управ­ления тогда, когда он на это способен. В противном случае, ко­гда при резервировании оператора автоматикой происходит пе­реход на автоматический режим управления, ведущую роль иг­рают разработчики техники.
В процессе взаимного резервирования может быть преодо­лено серьезное противопоставление человека и автоматики, а точнее противодействие между оператором и разработчиками техники, основанное на их недоверии друг к другу. Разработчи­ки опасаются ошибочного вмешательства оператора в нормаль­ный процесс функционирования техники и стремятся полно­стью автоматизировать процессы управления, а оператор боится неправильной работы автоматики, особенно в нестандартных ситуациях, и настаивает на необходимости ручного управления.
Использование принципа взаимного резервирования позво­лит осуществить своеобразную форму активной помощи или даже страховки оператора в критических ситуациях деятельно­сти. Одновременно обеспечивается и определенная гарантия для разработчиков техники по предотвращению ошибок операторов или их последствий. Тем самым фактически реализуется обоюд­ная защита и оператора, и техники. Кроме того, оператор не будет чувствовать себя брошенным в одиночестве перед много­образной сложностью техники, а разработчики не будут считать себя устраненными из процесса управления.
С помощью принципа взаимного резервирования будет лик­видирована основа недоверия между разработчиками и операто­рами, организовано равноправное содействие, сотрудничество, партнерство между ними посредством автоматики. Следователь­но, это даст возможность по-новому подойти к решению про­блем автоматизации и обеспечения надежности управления тех­никой.
257
Таким образом, инженерно-психологические подходы к ав­томатизации и принципы распределения функций между чело­веком и автоматикой и составляют сущность эргономических требований при проектировании техники. При этом важно по­нять, что универсальные подходы и принципы решения про­блем автоматизации отсутствуют, их конкретный выбор зависит от класса сложности создаваемых технических объектов.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие процессы в современной технике вызывают необ­ходимость в изменении эргоно ее проектировании?
2. Какие инженерно-психологические подходы зации вы знаете?
3. В чем суть машиноцентрического и антропоцентрического подходов к человеку и технике?
4. Какова современная ситуация в позициях разработчиков техники и инженерных психологов по отношении к роли человека в управлении?
5. Каковы особенности автоматизации и профессиональных функций операторов современной сложной техники?
6. Равнозначный подход к автоматизации.
7. Классы сложности техники и
ных подходов.
8. В чем суть принципов распределения функций между че­ловеком и автоматикой: преи взаимодополняемости, активного оператора?
9. Содержание принципа взаимног тора и автоматики.
10. Каково соотношение принципов распределения функций и инженерно-психологических
мических требованиях при
к автомати-
области существования раз-
мущественных возможностей,
о резервирования опера-
подходов к автоматизации?
258
Список литературы
1. Агапов Е.Г. Физиология и психология труда. Самара, 1991.
2. Биоритмы и труд. Л.: Наука, 1988.
3. Боброва-Голикова Л.П.,
Эргономика и
1995.
4. Голиков Ю.Я., управления техникой. М.: Инст Громов Ф.А. Эргономика. Учебное пособие. Л.: ЛФЭИ, 1989.
5.
оров А.С. Психология умственного труда. Л.: Наука,
6. Åã
7. Зинченко В.П. Введение
ное пособие. М., 1990.
8. Зинченко В.П., МГУ, 1979, 344 с.
9. Зинченко В.П., основы орг
10. Классификация факторов, воздействующих на формирова­ние
условий труда (методические рекомендации). — М.:
НИИ труда, 1977.
. Коженцев Ю.Т. Основы эргономики. Учебное пособие. Но-
11
вочеркасский государственный Новочеркаск 1993 г.
12. Косилов С.А. Психофизиологические основы научной орга­низации труда. М.: Экономика, 1979.
13. Котелова Ю.В. Очерки бие/Под ред. Е.М. Ивановой — М.; Изд. МГУ, 1986. 118 с.
14. Котик
1978.
15. Котик
1978.
16. Ломов логии на основе системного подхода// Инженерная психоло­гия: теория, методология, практическое применение. М.: Наука, 1977. С. 31—55.
17. Медведев В.И. и др. Физиологические пинципы режимов труда и отдыха. Ленинград.: Наука, 1988.
М.А. Курс инженеров психологии. Таллин:
М.А. Курс инженеров психологии. Таллин:
Б.Ф. О путях построения теории инженерной психо-
безопасность
Костин А.Н. Психология автоматизации
Мунипов В.М.
Мунипов В.М., Смолин Г.Л.
анизации труда. М.: Экономика,
Мальцев О.М., Коханова Н.А. и
труда. М.: Машиностроение,
итут психологии РАН, 1986.
в практическую эргономику. Учеб-
Основы эргономики. М.: изд.
Эргономические
1974.
технический университет.
по психологии труда. Учебное посо-
разработки
äð.
1979.
—
Валгус,
Валгус,
259
18. Межотраслевая методика расчета социально-экономической эффективности от внедрения достижений эргономики в на-
1988.
родное хозяйство. М.: Эконом
19. Межотраслевые организации тировании новых и рекомендации действующих предпри­ятий, технологических процессов и оборудования. М. Эко­номика, 1990 г.
20. Методическое руководство. Эргономика: мендации. Издание второе, переработанное. Всесоюзный на­учно-исследовательский институт технической эстетики. Москва, 1983 г.
21. Научно-технический прогресс ально-экономические и психоф А.Ф. Власов, под ред. А.Н. Гржегоржевского. — М.: Машиностроение.
1979. — 240 ñ.
22. Основы инженерной Б. Ф. Ломова. — М.: Высшая школа, 1977, с. 335.
23. Основы организации труда на предприятии. Учебное бие. Под ред. А. И. Рофе. М.: 1994.
24. Охрана труда в машиностроениии: технических документов: в 2
1990. — 384 с. Т.2 — М.: Машиностроение. 1990. — 352 с.
25. Применение ровании оборудования. Межотраслевые методические реко­мендации. М.: Машиностроение, 1985.
26. Производственная эргономика/Под ред. С. М.: Медицина 1979. — 312 с.
27. Смирнов Б.А., Душков Б.А., Космолинский Ф.П. Инженерная психология. — М.: Экономика, 1986. — 224 с.
28. Справочник межотраслевых нормативных ране труда и эргономике часть 1. (Принимали участие в под­готовке Беляев Г.М. и др.). Всероссийский центр охраны производительности труда. М., 1996 г.
29. Физиология и психология труда. Учебное пособие. Под ред. Адамчука В.В. М.: Экономическое образование, 1992.
30. Фильев РФ. Приложение к журналам: Юридический бюллетень предпринимателя, Управление персоналом. М.: 1996.
В.И. Регулирование
требования
труда, которые должны учитываться при проек-
А.Н. Гржегоржевский, Е.А. Деревянко и
психологии.
эргономических требований НОТ при проекти-
èêà,
и нормативные метериалы по
принципы и реко-
и безопасность труда: Соци-
изиологические проблемы /
äð.,
Учебное пособие. Под ред.
ïîñî-
Сб. нормативно-
т. Т.1— М.: Машиностроение,
И. Горшкова
материалов по ох-
условий труда на предприятиях
—
è
260
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]