- •Раздел I
- •Предмет и задачи инженерной психологии
- •1.1. Предмет инженерной псннологни
- •1 .2. История развития инженерной и психологии
- •1.3. Задачи инженерной психологии
- •1.4. Методологические принципы и системный подход в инженерной психологии
- •1.5. Связь инженерной психологии с другими науками
- •Глава II инфо0рмационное взаимодействие между человеком и мишиной
- •1 2.1. Общие понятия об информации
- •2.2. Основные свойства и характеристики информации
- •2.3. Система переработки информации человеком
- •2.4. Обеспечение информационный процессов
- •2.5. Воспроизведение информации в системе «чешек-машина»
- •Система «человек - машина»
- •1 3.1. Особенности n классификация счм
- •Содержание инженерно-психологического обеспечения счм
- •3.2. Показатели качества систем «человек-машина»
- •3.3. Основные концепции анализа и проектирования систем «человек-машина»
- •3.4. Конфликты в системе «человек-машина» и способы их решения
- •Деятельность оператора в системе «человек - машина»
- •4.1. Понятие о профессии оператора
- •4.2.Оператор в системе «человек-машина»
- •Этапы деятельности человека-оператора
- •4.3. Психические явления в деятельности оператора
- •4.4. Психологическая характеристика деятельности оператора
- •4.5. Физиологическая характеристикадеятельности оператора
- •4.6. Деятельность оператора в особых условиях
- •4.7. Деятельность оператора в условиях потока сигналов
- •Общая характеристики методов
- •5.1. Классификация методов
- •5.2. Методы описания и анализа деятельности оператора
- •Многоуровневое описание операторской деятельности
- •1 5.3. Моделирование в инженерной психологии
- •Психологические методы
- •6.1. Опрос, наблюдение, эксперимент
- •6.2. Физическое моделирование деятельности оператора
- •6.3. Психологическое тестирование
- •6.4. Личностные методы
- •Объективные методы оценки свойств темперамента
- •6.5. Самонаблюдение, самооценка, самоотчет
- •Физиологические методы
- •7.1. Основные физиологические показатели оператора
- •7.2. Методы получения и обработки физиологической информации
- •Математические методы
- •8.1. Математическая обработка экспериментальных данных
- •8.2. Возможности формализации деятельности оператора
- •8.3. Математическое моделирование деятельности оператора: модели задачи
- •8.4. Математическое моделирование деятельности оператора: модели оператора
- •Имитационные методы
- •9.1. Физическая (психологическая) имитация деятельности оператора
- •9.2. Цифровая (статистическая) имитация деятельности оператора
- •Техническое обеспечение инженерно-психологических исследований
- •10.1. Приборы и аппаратура для инженерно психологических исследований
- •10.2. Применение эвм и автоматизация инженерно психологическим исследований
- •10.3. Теоретические основы психологических измерений
- •10.4. Методы регистрации и измерения показателей деятельности оператора
- •Прием информации оператором
- •11.1. Психофиологическая характеристика процесса приема информации
- •11.2. Энергетические и информационные карактеристики зрительного анализатора
- •Значения коэффициента отражения
- •Значения слепящей яркости для различных уровней адаптации
- •11.3. Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора
- •11.4. Характеристики слухового анализатора
- •Нормы разборчивости речи
- •11.5. Характеристики кожного и других анализаторов
- •11.6. Взаимодействие анализаторов при приеме информации
- •Объем кратковременной памяти (количество запоминаемых символов) при мономодальном и полимодальном предъявлениях информации
- •Хранение и переработка информации оператором
- •12.1. Процессы памяти
- •Характеристика блоков хранения информации в трехкомпонентной модели памяти
- •12.2. Характеристики оперативной памяти
- •Зависимость продуктивности памяти от вероятности появления символов
- •12.3. Оперативное мышление
- •12.4. Моделирование мыслительных процессов
- •Принятие решения в деятельности оператора
- •13.1. Психологические аспекты проблемы принятия решения
- •13.2. Информационная подготовка решения
- •Характеристика процессов принятия решения
- •13.3. Принятие решения на перцептивно-опознавательном уровне
- •Вероятность опознавания фотоизображения объектов
- •13.4. Особенности принятия решения на речемыслительном уровне
- •13.5. Групповое принятие решений
- •Управляющие действия оператора
- •14.1. Рабочие движения человека-оператора
- •Скоростные характеристики движений рук
- •Размеры зон досягаемости человека, мм
- •Усилиякоторые могут развить руки человека, н
- •Рекомендуемые усилия на органы управления
- •14.2. Психомоторика оператора
- •Зависимость ошибочных реакций от вида движения
- •14.3 Антропометрические характеристики
- •Амплитуда движений различных частей тела
- •Антропометрические характеристики взрослого населения России, см
- •Исходные данные для выбора диапазона изменения антропометрических характеристик
- •Поправки на одежду и обувь для некоторых размеров тела
- •14.4. Физические качества, энерготраты и тяжесть труда оператора
- •14.5. Речевой ответ оператора
- •Функциональные состояния оператора
- •15.1. Общая характеристика функциональных состояний
- •Признаки функциональных состояний оператора
- •15.2. Эмоциональные состояния оператора
- •15.3. Утомление оператора
- •15.4. Контроль функционального состояния оператора
- •Возможности различных методов контроля
- •Требования к различным видам контроля
1 .2. История развития инженерной и психологии
Как самостоятельная научная дисциплина инженерная психология начала формироваться в 40-х годах прошлого века. Однако идеи о необходимости комплексного изучения человека и технических устройств высказывались русскими учеными еще в девятнадцатом столетии. Так, великий русский ученый Д.И. Менделеев уже в 1880 г. говорил о необходимости при конструировании воздухоплавательных аппаратов думать не только о двигателях, но и о человеке и пользоваться данными различных наук. Только тогда будет создан аппарат, «доступный для всех и уютный»,— подчеркивал ученый [цит. по 132].
В 1882 г. русским метеорологом МЛ. Рыхачевым был поставлен вопрос о психологической пригодности к летному делу. Он разработал перечень качеств, необходимых воздухоплавателю для управления летательным аппаратом: быстрота соображения, распорядительность, осмотрительность, внимательность, ловкость, сохранение присутствия духа [132]. Эти положения впоследствии частично использовались при отборе пилотов русской авиации, причем гораздо раньше, чем в других странах. Особенно большое значение профотбор имел для пилотов тяжелых многомоторных самолетов, которые впервые в мире появились в России. Русские авиаторы поставили вопрос о природе летных способностей и наметили возможные пути их определения и использования в летной практике.
Русские ученые еще в конце позапрошлого века предприняли попытки разработать научные и теоретические основы учения о труде. Пионером в этой области явился великий русский ученый Я.М. Сеченов, который первым поставил вопрос об использовании научных данных о человеке для рационализации трудовой деятельности. И.М. Сеченов занялся изучением роли психических процессов при выполнении трудовых актов, поставил вопрос о формировании трудовых навыков и впервые показал, что в процессе трудового обучения изменяется характер регуляции: функции регулятора переходят от зрения к осязанию. Он ввел понятие активного отдыха как лучшего средства повышения и сохранения работоспособности. Работы ученого «Физиологические критерии для установки длины рабочего дня» (1897), «Участие нервной системы в рабочих движениях человека» (1900), «Очерк рабочих движений человека» (1901) и другие не потеряли актуальности и в наше время [40].
Однако в силу целого ряда причин многим идеям прогрессивных русских ученых не суждено было сбыться. Применение их на практике было скорее исключением, чем правилом.
Примерно в то же самое время на Западе (и прежде всего в США) проявляется большой интерес к изучению трудовых актов. В связи с переходом капитализма в его высшую стадию резко усилилась конкурентная борьба, усилилась погоня предпринимателей за получением сверхприбылей. Это заставило их обратить самое серьезное внимание на повышение производительности труда рабочих за счет его дальнейшей интенсификации .
Одна из наиболее крупных попыток решения этой проблемы связана с появлением системы Ф. Тейлора. Она была направлена прежде всего на рационализацию движений рабочего, изгнание из трудового процесса лишних и ненужных движений, осуществление такого темпа работы, при котором производительность труда рабочего достигала максимальных показателей, обеспечивая получение предпринимателем наибольших прибылей. В работах Ф. Тейлора определенное внимание уделялось также психологическим вопросам — профотбору, нормированию труда, приспособлению инструмента к рабочему.
Эти работы являлись типичным примером капиталистической рационализации труда и полностью отвечали интересам предпринимателей. Поэтому в них совершенно не разрабатывались мероприятия по сохранению внутренних ресурсов человека. Противоречивый характер системы Ф. Тейлора отметил В.И. Ленин [88, т. 36, с. 189—190]. Он писал, что, несмотря на ярко выраженный эксплуататорский подход к рабочему, она содержала ряд богатейших научных завоеваний в деле анализа механических движений при труде и выработки правильных приемов работы. Поэтому он призывал советских специалистов использовать все то ценное, что имеется в системе Ф. Тейлора.
Его работы были плодотворно продолжены Ф, Гилбертом. Он выдвинул идею универсальных микродвижений (терблигов), из комбинации которых может быть представлена любая производственная операция. Кроме этого Ф. Гилберт обосновал необходимость изучения трудового процесса до его начала; т. е. его проектирования. Эти идеи были внедрены на заводах Г. Форда, что позволило резко повысить производительность труда.
Изучение трудовых процессов проводилось в западных странах также в рамках психотехники, которая зародилась в начале века. Ее задача заключалась в осуществлении рационализации труда психологическими средствами, в использовании законов человеческого поведения для целесообразного воздействия на человека и регулирования его поведения. Предпосылкой развития психотехники явилось изучение индивидуальных различий людей в дифференциальной психологии. Изучение этих различий и использование их для профессионального отбора в промышленности и армии стало одной из важнейших задач психотехники. Основным методом профотбора были тесты. Их применение было основано на идее врожденных способностей и на принципе однозначного, фатального предназначения человека для какой-либо одной профессии. Главным недостатком психотехники было механистическое понимание способности к деятельности как набора свойств, не связанных между собой и неизменных.
На рубеже 20-х годов в нашей стране вопросам оптимизации производственных условий и конструкции средств труда стало уделяться большое внимание. В 1918г. под руководством В.М. Бехтерева в Петрограде организуется Институт по изучению мозга и психической деятельности, в программе которого одной из центральных становится проблема труда. Бехтерев организует в институте лабораторию труда, в которой сам ведет экспериментальное изучение влияния труда на личность, на ее нервно-психическое состояние. В своих работах он неоднократно выступал с идеей о комплексном изучении трудовой деятельности человека.
В 1920 г. был организован Центральный институт труда (ЦИТ). Под руководством А.К. Гастева в институте был решен ряд вопросов по стандартизации рациональных приемов обучения и трудовой деятельности человека с учетом его биологических и психологических особенностей. Гастев выдвинул новаторскую, концепцию «трудовой установки». Используя идеи И.М. Сеченова и И.П. Павлова, он разработал систему представлений об организации двигательной активности человека в процессе труда, о построении его движений.
Большой интерес представляла идея Гастева о создании «социально-инженерной машины», т. е. такой техники, которая в полной мере соответствует возможностям человека и в которой проблема повышения производительности труда решается одновременно с созданием гуманизированных условий на производстве и обеспечением нормального комфорта в окружающей человека среде. Эта идея Гастева реализуется в современной инженерной психологии при проведении инженерно-психологического проектирования.
В 20-х годах на многих крупных предприятиях промышленности и транспорта создаются лаборатории психотехники. Основное внимание в них уделялось работам по профессиональному отбору. Был проведен также ряд работ, явившихся прообразом современных инженерно-психологических разработок. К их числу можно отнести работу по выбору наиболее рационального расположения букв на клавиатуре пишущей машинки с учетом времени двигательной реакции, работы по рационализации шкал авиационных приборов и кабины самолета, работы по организации рабочего места вагоновожатого и т. п. Эти работы проводились под руководством С.Г. Геллерштейяа, И.Н. Шпильрейна, Н.В. Зимкина и многих других ученых.
Передовые советские ученые-психотехники стремились преодолеть основные недостатки западной психотехники. Ими высказывались идеи о комплексном подходе к изучению трудовой деятельности, об изменчивости способностей, о возможности компенсации одних психических свойств другими, о необходимости учета этих явлений при применении тестов. Однако для многих работ характерным оставалось некритическое применение методов западной психотехники» увлечение тестированием, механическое применение тестов без раскрытия и анализа содержательной стороны вопроса, пренебрежение к теории и голый эмпиризм. В силу этих причин психотехника ни у нас в стране, ни за рубежом не оформилась как самостоятельное научное направление. Несмотря на это, в работах психотехников содержалось много фактического материала, представляющего интерес и для современной инженерной психологии.
Реальные социально-экономические условия для развития инженерной психологии в нашей стране сложились только в конце 50-х годов. Ее интенсивное развитие началось с 1959г., когда при Ленинградском государственном университете под руководством Б.Ф. Ломова, а несколько позже и в Москве при НИИ автоматической аппаратуры под руководством В.П. Зинченко были созданы первые в стране научно-исследовательские лаборатории по инженерной психологии. Их создание дало большой толчок к интенсивному развитию отечественной инженерной психологии. Затем лаборатории и группы инженерной психологии создаются и в других организациях.
В своем развитии инженерная психология прошла два основных этапа. Первоначально в ней преобладали исследования аналитического типа, связанные с оценками тех или иных отдельно взятых технических устройств и элементов с точки зрения их соответствия также отдельно взятым психологическим характеристикам человека. Так были выполнены многочисленные исследования восприятия показаний различных приборов и индикаторов, различения и опознания цифр, букв, условных знаков и т. д., т. е. отдельно взятых сигналов, при помощи которых информация передается человеку. То же самое можно сказать и относительно исследования управляющих движений.
Эти исследования дали полезные результаты. Они позволили разработать инженерно-психологические требования к различным типам средств отображения информации и органам управления, к их взаимному расположению, последовательности использования и т. п. Однако реальная деятельность человека-оператора сводится в них к элементарным реакциям; поэтому накопленные в этих исследованиях данные имеют ограниченное значение. Этот этап развития инженерной психологии иногда называют коррективным. Характерным для него является машиноцентрический подход к анализу систем «человек — машина», т. е. подход «от машины к человеку», при этом человек рассматривается как простое звено СЧМ.
В процессе дальнейшего развития инженерной психологии стала очевидной ограниченность такого подхода. Возникла необходимость психологического изучения деятельности человека-оператора в целом и рассмотрения всей системы психических и других функций, процессов и состояний в контексте этой деятельности. Главный упор в этом случае делается на проектирование деятельности оператора. Проект деятельности выступает как основа решения всех других задач, связанных с разработкой и построением СЧМ: от общей задачи определения ее принципиальной схемы и до конкретных частных задач, например оформления шкал приборов и индикаторных панелей, выбора типов органов управления и т. п. Этот этап развития инженерной психологии носит название проективного. Характерным для него является антропоцентрический подход к анализу СЧМ, т. е. подход «от человека к машине». Необходимо отметить, что такой подход находится пока в стадии становления. Методы его реализации разработаны еще не в полной мере. Однако от разработки методов проектирования деятельности во многом зависит эффективность инженерно-психологических исследований и разработок. Решению этой задачи должно уделяться первостепенное значение.
Таким образом, в процессе развития инженерной психологии осуществляется переход от относительно простых и частных вопросов к более сложным и общим, от изучения отдельных элементов деятельности к деятельности в целом с учетом влияния ее результатов на показатели функционирования всей системы «человек — машина», от рассмотрения человека-оператора как простого звена СЧМ к рассмотрению его как сложной высокоорганизованной системы. Первостепенное значение при этом имеет реализация системного подхода к анализу СЧМ. Все это вытекает как из логики развития инженерной психологии в качестве науки, так и из возрастающих требований практики.