2. Организация системы «человек – машина» и деятельности операторов

Организация системы «человек – машина» заключается в распределении функций между человеком и машиной, а также между операторами внутри коллектива. Это позволяет определить структуру системы, численность и требуемую квалификацию персонала [9, 53].

Задачу распределения (согласования) функций между человеком и машиной нельзя решать только на основе инженерных подходов, тем более что ни один из них не обладает необходимой универсальностью и эффективностью. Должны учитываться общеметодологические соображения, касающиеся социальной функции человека как субъекта труда, и результаты эргономических, психологических и других исследований. Важно также не нарушать определенную целостность структуры деятельности человека. Обоснование рационального или оптимального варианта распределения функций должно опираться на результаты количественных оценок качества выполнения задач человеком и машиной, а также методы оценки влияния этого качества на эффективность системы в целом. Методы качественных оценок, опирающиеся на перечни преимуществ и ограничений человека и машины, обладают существенными недостатками: они общие, не учитывают специфики взаимодействия человека с машиной, ограничений экономических и социальных факторов, а также вопросов мотивации деятельности человека. Они далеко не полностью охватывают имеющиеся временные и точностные параметры операций, выполняемых человеком. Но в настоящее время сопоставление возможностей человека и машины отражает в сущности один из наиболее главных принципов, используемых на практике при решении задачи распределения (согласования) функций. Этот принцип с перечнем преимущественных возможностей неоднократно подвергался уточнениям и дополнениям. В табл. 11 приведен один из вариантов такого перечня, составленный с учетом различных изменений [5, 9, 53].

В результате распределения функций между человеком и машиной получают исходные данные для обоснования объема информации и вида ее предъявления, а также для разработки информационных моделей, алгоритмов деятельности, программ для ЭВМ, критериев и методов профессионального отбора, программ, методов и средств профессиональной подготовки.

Исходными данными для выбора рационального варианта распределения функций являются:

• назначение и задачи, решаемые СЧМ;

• условия функционирования системы (характеристика входной ин­формации, продолжительность непрерывной работы и т. д.);

• общесистемные требования к СЧМ (эффективность, надежность, стоимость, сроки разработки, допустимое количество специалистов по управлению и т. д.);

• требования к задачам человека по управлению и обслуживанию системы.

Эргономические требования, предъявляемые к выбору варианта распределения функций между человеком и машиной, реализуются с учетом возможностей человека и машины для выполнения конкретных операций, соответствия загрузки человека его возможностям, ответственности человека за результаты работы системы, мотивации деятельности человека в системе.

При проектировании оборудования необходимо предусмотреть такое распределение функций между человеком и системой управления оборудованием, такой уровень автоматизации технологического процесса, чтобы обеспечивалась высокая эффективность функционирования системы при оптимальной или допустимой степени тяжести и напряженности труда работающих. При этом должны быть ограничены не только верхний (чрезмерная нагрузка), но и нижний (недостаточная нагрузка) пределы рабочих нагрузок. Необходимо обеспечивать переменный темп выполнения трудовых действий в соответствии с динамикой работоспособности человека в течение смены. Работоспособность человека устойчива и находится на высоком уровне в течение всей смены, если скорость работы варьировать в пределах 20% от заданной в соответствии с кривой работоспособности.

Эргономические требования к организации деятельности включают комплекс требований, обусловливающих в основном информационное взаимодействие человека-оператора с технической частью СЧМ (подгруппы требований к алгоритму и структуре деятельности, информационным моделям, специальной и эксплуатационной документации) [5, 9, 53].

Эргономические требования к структуре и алгоритму деятельности представляют собой систему правил и положений, которые необходимо учитывать при проектировании. Структура деятельности представляет собой логическую и пространственно-временную организацию действий или операций, выполняемых человеком-оператором изолированно или совместно с машиной, с целью достижения определенной цели в заданных условиях. По ГОСТ 26387—84 алгоритм деятельности представляет собой предписание, определяющее содержание и последовательность действий оператора в СЧМ. Разработка (проектирование) алгоритма и структуры деятельности является необходимым этапом при решении большинства эр­гономических вопросов в процессе проектирования СЧМ и эргономической оценки (экспертизы) ее на стадиях разработки.

Характерной чертой деятельности оператора является то, что он лишен возможности непосредственно наблюдать за управляемыми объектами и внешней средой, вынужден пользоваться информацией, поступающей к нему по каналам связи. Деятельность оператора совершается не с реальны­ми объектами, а их заменителями или имитирующими их образами, которые называются информационными моделями — условными отображениями информации о состоянии объектов воздействия системы «человек — машина» и способов управления ими (ГОСТ 26387 —84). Информационная модель является тем источником информации, на основе которого оператор формирует образ реальной обстановки, производит анализ и оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает решения, обеспечивающие правильную работу системы и вы­полнение возложенных на нее задач, а также наблюдает и оценивает результаты их реализации. Объем информации, включенной в модель, и правила ее организации должны соответствовать задачам и способам управления. Реализуется модель с помощью средств отображения информации (см. подраздел 3.3).

Информационные модели классифицируют по нескольким признакам:

• по степени предварительной обработки информации (первичные, вторичные информационные модели);

• по уровню обобщения информации (детальные, интегральные и смешанные модели);

• по кооперации деятельности оператора (индивидуальные и коллективные модели);

• по предметному содержанию отображаемой информации (модели объектов, свойств, явлений, процессов, состояний, взаимодействий, пространственных отношений и т. п.).

Естественно, что выделенные классы информационных моделей, основанные на различных принципах классификации, перекрещиваются.

При создании информацинных моделей необходимо руководство­ваться следующими общими требованиями:

• модель должна адекватно отражать управляемый объект, процесс, состояние окружающей среды, самой системы управления;

• по количеству данных модель должна обеспечивать оптимальный объем информации, не приводить к перегрузкам или дефициту данных;

• по форме и композиции модель должна соответствовать задачам трудового процесса и возможностям человека, осуществлять анализ и оценку информации.

Эргономические требования к информационным моделям опреде­ляются назначением, организацией, структурой, принятым вариантом распределения функций в СЧМ, а также возможностями человека-оператора по восприятию информации и принятию решений. Информацию об объектах управления целесообразнее предъявлять оператору не в натуральном, а в закодированном виде. При этом особенно важно использовать такой алфавит символов, который легко понятен человеку и может быть без труда реализован в машине. Объем информации определяется исходя из конкретных условий работы. Объем информации в совокупности с избранной системой кодирования помогает составить представление о степени сложности информационной модели, которая допустима в конкретных условиях функционирования СЧМ. Степень сложности модели обусловлена главным образом требованиями оперативности выполнения задач, ставящихся перед СЧМ. Многообразие задач оператора, а также возможность возникновения непредвиденных ситуаций требуют, чтобы информационная модель была гибкой, адаптируемой, динамичной. Гибкость модели достигается созданием возможности перегруппировки информации, ее перекодирования, частичного сокращения или расширения объема сведений, выделения необходимых признаков, изменения очередности предъявления информации.

Информационная модель позволяет человеку анализировать состояние объекта, принимать решения и осуществлять контроль за процессом производства и управление им.