Методы определения надежности СЧМ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СЧМ

Оценка надежности СЧМ  может проводиться различными способами: экспериментальностатистическими, аналитическими (расчетными) или имитационными, т. е. путем моделирования на ЭВМ. Наибольшее применение нашли расчетные методы, основными из которых являются: обобщенный структурный, концептуальный, операционно-психофизиологический, системотехнический. В обобщенном структурном методе деятельность оператора разлагается на иерархический ряд уровней, каждый из которых представляется в виде определенной структуры. Высшим является оперативный уровень, который представляется в виде структуры взаимодействия решаемых задач. Далее следуют уровни отдельных задач, блока операций, оперативных единиц деятельности. Вычисление надежности производится последовательно, начиная с того нижнего уровня, для которого известны справочные данные по надежности человека. Затем производится «свертывание» полученных структур к обобщенным структурам более высоких уровней с эквивалентными временными и надежностными характеристиками. Для упрощения операций «свертывания» предложен перечень типовых структур и формул для их получения. Результирующим показателем надежности на каждом уровне является вероятность выполнения задачи (А. И. Губинский). Концептуальный метод основан на использовании целого ряда концепций анализа надежности СЧМ. Целесообразность использования конкретной концепции определяется видом решаемой задачи и необходимостью учета тех или иных свойств оператора и техники и режимов работы СЧМ. При этом каждая последующая концепция учитывает более полный набор свойств и дает более точные оценки надежности СЧМ. Для каждой концепции разработаны формулы для её определения. Сложность деятельности оператора (учет влияния различных факторов) учитывается с помощью поправочных коэффициентов, степень детализации которых зависит от вида учитываемых факторов сложности (подробнее см. Концепции определения надежности СЧМ). В основе операционно-психофизиологического метода лежит расчленение деятельности оператора на отдельные действия (операции), для которых известны исходные данные по времени, точности и надежности их выполнения, а также значения психофизиологической напряженности. На основании этого осуществляется синтез структуры деятельности и получение интегральных характеристик надежности СЧМ. При этом учитываются закономерности изменения характеристик в различных условиях деятельности и закономерности интеграции отдельных действий в единый процесс. Предлагаются перечень и числовые значения исходных показателей надежности типовых действий человека, которые входят в состав любого вида деятельности. Существенной особенностью.метода является учет таких психофизиологических факторов, как влияние специфической напряженности и взаимовлияние совмещенных (параллельных и последовательных) действий (Г. М. Зараковский). При использовании системотехнического метода вводят четыре типа условных СЧМ: с некомпенсируемыми ошибками операторов и отказами техники, с компенсацией ошибок операторов, с компенсацией последствий отказов технических средств, с компенсацией последствий отказов технических средств и ошибок операторов. Для каждого типа СЧМ определены условия, приводящие к ее отказу. На основании этого получены расчетные формулы для определения надежности СЧМ. Небольшим недостатком метода является трудность получения аналитических оценок, поэтому реализация метода возможна лишь путем имитационного моделирования (Г. Г. Маныпин). В отдельных случаях определение надежности СЧМ возможно с помощью статистической теории процессов выполнения работы (Г.В.Дружинин).

Понятие надежность было перенесено в инженерную психологию из техники, где оно используется для определения  способности устройства сохранять  требуемое качество в установленных  условиях работы. Такое определение  по своему содержанию и форме оказалось  вполне применимым и для оценки деятельности оператора. Это обстоятельство послужило  поводом для использования в  инженерной психологии как этого  понятия, так и многих других положений  теории технической надежности для  анализа и оценки деятельности оператора  и работы системы «человек-машина».

 

Проблема надежности человека, давно изучается в экспериментальной  психологии. В классических опытах по исследованию показателей времени  реагирования, измерению объема памяти, работоспособности человека и пр., наряду с другими показателями, оценивались  и характеристики стабильности получаемых результатов по времени, т.е. фактически надежность выполнения испытуемыми  заданных функций. С началом развития инженерной психологии в эту область  были перенесены многие методы и средства экспериментальной психологии, в  том числе и методы определения  надежности выполнения оператором отдельных  действий (считывания показаний приборов, сенсомо-торных, двигательных актов и пр.).

В.Д. Небылицын определяет основные характеристики надежности операторского труда, важные для более полного анализа этой деятельности:

1) «долговременная» выносливость (сопротивляемость усталости к  концу дня и, особенно, при монотонной  работе);

2) выносливость к экстренному  напряжению и перенапряжению (так,  при авариях необходимо выполнять  максимальный объем работ в  минимальные сроки);

3) помехоустойчивость (устойчивость  внимания);

4) спонтанная отвлекаемость  (устойчивость к внутренним отвлекающим  факторам, особенно в условиях  пассивного наблюдения у операторов-контролеров);

5) реакция на непредвиденные  раздражители (в случае непредвиденного  сигнала иногда наблюдается период  «психической рефракторности», когда восприятие сужается и концентрируется лишь на источнике этого раздражителя, не замечая другие важные сигналы);

6) переключаемость внимания (сокращение времени на «вхождение»  в деятельность по выполнению  новой работы;

7) устойчивость к действию  факторов среды (температуре,  давлению, влажности, вибрации, шуму, ускорению и т.п.).

 

Таким образом, нами рассматривается  надежность оператора не только как  функция его индивидуальных физиологических  и психологических качеств, но и  как функция возникающих у  него задач и технических условий, в которых они разрешаются.

 

При оценке надежности оператора  первым делом необходимо определить, что понимается под отказом оператора. По аналогии с определением отказа технических устройств в инженерной психологии отказ человека-оператора  рассматривается как невыполнение им предписанных действий или снижение качества их выполнения за пределы, необходимые для достижения цели.

 

В указанном определении  отказ человека-оператора квалифицируется  по его конечным результатам. Это  обстоятельство имеет здесь принципиальное значение, поскольку человек располагает  большими компенсаторными возможностями, позволяющими ему своевременно приостанавливать и исправлять неправильные действия, а также предотвращать их отрицательное  влияние на систему.

Отказы оператора иногда подразделяют следующим образом:

- активные и пассивные  (первые связывают с неправильным  опознанием сигналов, неправильным  выполнением действий, и пр., вторые - с ошибками памяти, внимания  и пр.);

- внезапные и постепенные  (отказ возникает скачкообразно  или в результате постепенного  накопления сдвигов);

- явные и неявные (проявляются  сразу или впоследствии).

- устойчивые и временные.  Устойчивыми называются такие  отказы, причина которых может  быть устранена предоставлением  человеку времени или условий  для восстановления работоспособности.  Причинами их являются болезнь,  сон, утомление и т.д. Временные  - это такие отказы, причина которых  са-моустранима. Пример их-ошибки в работе оператора. Характерным для таких отказов есть то, что они не связаны с какими-либо изменениями в организме оператора.

 

Поскольку отказы человека-оператора  можно рассматривать как его  крупные ошибки, ведущие к прекращению  деятельности, то к ним следует  подходить с теми же критериями, которые используются при анализе  ошибок.

 

Показатели надежности оператора:

 

В качестве основного показателя следует принимать вероятность  безотказного, безошибочного и своевременного выполнения задачи системой, определяемую через показатели надежности оператора  и техники с учетом взаимного  влияния их друг на друга.

1. Основным показателем  безошибочности является вероятность  безошибочной работы. Она может  вычисляться как на уровне  отдельной операции, так и на  уровне алгоритма в целом. Для  типовых, часто повторяющихся  операций в качестве показателя  безошибочности может использоваться  интенсивность ошибок.

2. Коэффициент готовности  оператора, представляет собой  вероятность включения оператора  в работу в любой произвольный  момент времени.

Коп= 1- То/Т, где То - время, в течении которого оператор по тем или иным причинам не находится на рабочем месте; Т - общее время работы оператора.

3. Показатели восстанавливаемости  связаны с возможностью самоконтроля  оператором своих действий и  исправления допущенных ошибок.

4. Показатели своевременности  действия оператора - вероятность  выполнения задачи в течение  определенного времени.

 

Надежность деятельности оператора не является величиной  постоянной, а меняется с течением времени. Это изменение обусловлено  как изменением условий деятельности, так и колебаниями состояния  оператора.

3. Методы измерения надежности

Расчетные методы определения  надежности СЧМ базируются на знании статистических данных о процессах  выполнения оператором заданных функций, о надежности технических средств, влиянии различных факторов на надежность СЧМ, взаимном влиянии оператора  и техники друг на друга, частотах наступления различных состояний  СЧМ.

 

1. Одной из основных  работ, посвященных изучению надежности  в СЧМ, является работа Мейстера. Он рассматривает любое отклонение в работе системы, вызванное прямо или косвенно оператором, как ошибку. Дает обзор различных методов анализа ошибок, рассматривает большое количество отчетов, делает попытку свести воедино их данные.

2. Метод прогнозирования  степени ошибок человека, предложенный  Суэйном включает 4 этапа:

1)      определение  наполадок (срывов) в работе СЧМ, надежность которой предстоит оценить;

2)      описание  всех операций человека и их  связи с остальными функциями  СЧМ;

3)      погнозирование процента ошибок для каждой операции или группы операций человека;

4)      определение  влияния ошибок человека на  СЧМ по формулам, учитывающим  вероятности операций, вероятности  ошибок при выполнении этих  операций и вероятности их  последствий.

 

3. Миллер описал модель  количественной оценки надежности  человека-оператора в СЧМ и  ее применение к внешним системам  связи

4. Рук разработал статистический  метод оценки надежности для  тех случаев, когда данныемогут быть легко упорядочены.

5. Метод Кэрке позволяет оценить надежность системы на основе логического анализа этой системы.

6. Один из первых в  нашей стране подходов к оценке  надежности оператора был разработан  Б.Ф.Ломовым. Сущность его заключается  в анализе структуры деятельности  оператора и динамике его работоспособности.

7. Небылицын В.Д. - анализ индивидуально-типологических особенностей человека, обусловленных свойствами нервной системы. Особенно важен при отборе на операторские должности.

Профессиональный отбор  на операторские должности

1. Соотношение личности  и профессии

Проблема профессионального  становления личности является отражением более общей проблемы соотношения  личности и профессии в целом. Существуют две основные парадигмы  этого взаимодействия. Первая заключается  в отрицании влияние профессии  на личность. Сторонники этого подхода  исходят из традиционного, идущего  от древнегреческой идеалистической  философии тезиса об изначальной  «профессиональности» человека. Это  означает, что, выбрав профессию, личность не изменяется на пути ее освоения и  осуществления трудовых функций.

Вторая парадигма взаимодействия профессии и личности характерна для большинства зарубежных исследователей и является общепринятой в отечественной  психологии (Шадриков В, Д., 1982; Кудрявцев Т. В., 1986; Абульханова-Славская К. А., 1991; Поваренков Ю. П., 1991; Климов Е. А., 1996). Она заключается в признании факта влияния профессии на личность и изменении личности в ходе профессионального развития. Процесс формирования личности профессионала получил в отечественной психологии название профессионализации. Этот процесс начинается с момента выбора профессии и длится в течение всей профессиональной жизни человека.

Выделяют четыре этапа  профессионализации:

1) поиск и выбор профессии;

2) освоение профессии;

3) социальная и профессиональная  адаптация;

4) выполнение профессиональной  деятельности.

 

На каждом из этих этапов происходит смена ведущих механизмов детерминации деятельности, меняются ее цели. Если на начальных этапах субъект  ставит перед собой цель освоить  профессию и приспособиться к  ее требованиям, то на последующих он может стремиться изменить ее содержание и условия (Кудрявцев Т. В., 1986).

Профессиональное развитие является неотъемлемой частью профессионализации личности. Начинается оно на стадии освоения профессии и продолжается на последующих этапах. Более того, оно не заканчивается на стадии самостоятельного выполнения деятельности, а продолжается вплоть до полного отхода человека от дел, приобретая специфическую форму  и содержание (Поваренков Ю. П., 1991).