Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эргономика. Учебное пособие для вузов
.pdf
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]
