Система Человек-машина

ходом технологического процесса, изменение режимов работы, оптимизация

отдельных процессов, настройка, пуск и остановка.

Еще более сложным  типом СЧМ являются системотехнические комплексы. Они

представляют  собой сложную техническую систему  с не полностью

детерминированными  связями и коллектив людей, участвующих  в ее

использовании. Для систем такого типа характерным является взаимодействие

не только по цепи «человек — машина», но и по цепи «человек — человек —

машина». Другими  словами, в процессе своей деятельности человек

взаимодействует не только с техническими устройствами, но и с другими

людьми. При  всей сложности системотехнических комплексов их в большинстве

случаев можно представить в виде иерархии более простых человеко-машинных

систем. Типичными примерами системотехнических комплексов различного уровня

и назначения могут  служить судно, воздушный лайнер, промышленное предприятие,

вычислительный центр, транспортная система и т. п.

В основу классификации  СЧМ по типу взаимодействия человека и машины может

быть положена степень непрерывности этого взаимодействия. По этому признаку

различают системы непрерывного (например, система «водитель— автомобиль») и

эпизодического взаимодействия. Последние, в свою очередь, делятся на системы

регулярного взаимодействия. Примером системы регулярного взаимодействия

может служить  система «оператор — ЭВМ». В  ней ввод информации и получение

результатов определяются характером решаемых задач, т. е. режимы

взаимодействия  во времени регламентируются характером и объемом вычислений.

Стохастическое  эпизодическое взаимодействие имеет  место в таких системах,

как «оператор  — система централизованного  контроля», «наладчик — станок» и

т. п.

Рассмотренная классификация СЧМ не является единственно возможной. Примеры

иных подходов к решению этой задачи приводятся в специальной литературе.

Однако несмотря на большое разнообразие систем «человек — машина», они имеют

целый ряд общих  черт и особенностей. Эти системы являются, как правило,

динамическими, целеустремленными, самоорганизующимися, адаптивными.

Системы «человек — машина» относятся к классу сложных динамических систем,

т. е. систем, состоящих  из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов

различной природы  и характеризующихся изменением во времени состава структуры

и  взаимосвязей. Из этого следуют характерные  особенности, присущие СЧМ как

сложной динамической системе:

разветвленность структуры (или связей) между элементами (человеком и

машиной); разнообразие природы элементов (в состав СЧМ  могут входить человек,

коллектив людей, автоматы, машины, комплексы машин  и т.д.);

перестраиваемость структуры и связей между элементами (например, при

нормальном  ходе технологического процесса оператор лишь следит за ходом его

протекания, т. е. включен в контур управления как  бы параллельно; при

отклонении  от нормы оператор берет управление на себя, т. е. включается в

контур управления последовательно);

автономность  элементов, т. е. способность их автономно выполнять часть своих

задач.

Системы «человек — машина» относятся также  к классу целеустремленных систем.

В общем случае считается, что система действует  целеустремленно, если она

продолжает преследовать одну и ту же цель, изменяя свое поведение при

изменении внешних  условий. Существенной особенностью целеустремленных систем

является их способность получать одинаковые результаты различными способами.

Системы этого  класса могут изменять свои задачи; они выбирают как сами

задачи, так  и средства их реализации. Целеустремленность СЧМ обусловлена тем,

что в нее  включен человек. Именно он ставит цели, определяет задачи и

выбирает средства достижения цели.

Системы «человек — машина» можно рассматривать  и как адаптивные системы.

Свойство адаптации заключается в приспособлении СЧМ к изменяющимся условиям

работы, в изменении  режима функционирования в соответствии с новыми

условиями. Для  повышения эффективности СЧМ необходимо предусмотреть

возможность адаптации как внутри самой системы, так и по отношению к

внешней среде. До недавнего времени свойство адаптации СЧМ реализовалось

благодаря приспособительным' возможностям человека, гибкости и  пластичности

его поведения, возможности его изменения в  зависимости от конкретной

обстановки. В  настоящее время, как отмечалось в гл. 1, на повестку дня

ставится вопрос о создании СЧМ, в которых свойство адаптации реализуется

путем соответствующего технического обеспечения. Речь идет о создании таких

технических средств, которые могут изменять свои параметры и условия

деятельности  в зависимости от текущего конкретного психофизиологического

состояния человека и показателей эффективности его деятельности.

И наконец, системы  «человек — машина» можно отнести к классу

самоорганизующихся  систем, т. е. систем, способных к уменьшению энтропии

(неопределенности) после вывода их из устойчивого,  равновесного состояния под

действием различного рода возмущений. Это свойство становится возможным

благодаря целенаправленной деятельности человека, способности его

планировать свои действия, принимать правильные решения и реализовывать их в

соответствии  с возникшими обстоятельствами. Способность к адаптации и

самоорганизации обусловливает такое важное свойство систем «человек —

машина», каким  является их живучесть.

Из всего сказанного видно, что рассмотренные особенности СЧМ определяются

наличием в  их составе человека, его возможностью правильно решать возникающие

задачи в  зависимости от конкретных условий  и обстановки. Это лишний раз

показывает, что  исходным пунктом анализа и описания СЧМ должна быть

целесообразная  деятельность человека.

На основании  вышеизложенного можно в общих  чертах охарактеризовать некоторые

важнейшие принципы системного подхода к изучению СЧМ. Суть их сводится к

следующему.

1. Возможно более  полное и точное определение назначения системы, ее целей и

задач. Это требует, в свою очередь, анализа состава и значимости отдельных

целей, подцелей и задач; определения возможности их осуществимости и

требуемых для  этого средств и ресурсов; определения показателей

эффективности и целевой функции СЧМ.

2. Исследование  структуры системы, и прежде  всего состава входящих в нее

компонентов, характера  межкомпонентных связей и связей системы с внешней

средой, пространственно-временной организации компонентов системы и их

связей, границ системы, ее изменчивости и особенностей на различных стадиях

существования (жизненного цикла).

3. Последовательное  изучение характера функционирования системы, в том

числе: всей системы  в целом, отдельных подсистем в пределах целого,

изменчивости  функций и их особенностей на разных стадиях существования

системы.

4. Рассмотрение  системы в динамике, в развитии, т. е. на различных этапах  ее

жизненного  цикла: при проектировании, производстве и эксплуатации.

На последнем  из этих принципов следует остановиться особо. В ряде случаев

рамки инженерной психологии неправомерно суживают, отводя ей лишь роль

проектировочной дисциплины. Проектировочная сущность инженерной психологии

приобретает в  настоящее время решающее значение. Однако только ею не

ограничивается  проблематика инженерной психологии. Для того чтобы были

реализованы все  потенциальные возможности систем «человек — машина»,

необходим также  правильный учет инженерно-психологических  требований в

процессе их производства и эксплуатации. Это приводит к необходимости

создания единой системы инженерно-психологического обеспечения систем

«человек —  машина» на всех этапах их жизненного цикла.

Под инженерно-психологическим  обеспечением понимается весь комплекс

мероприятий, связанных с организацией учета человеческого фактора в процессе

проектирования, производства и эксплуатации СЧМ. Проблема инженерно-

психологического  обеспечения имеет два основных аспекта: целевой и

организационно-методический (табл. 3.1). Первый из них связан с

непосредственным  выполнением работ по учету человеческого  фактора на каждом

из этапов жизненного цикла СЧМ; его содержание целиком  и полностью

определяется  проблематикой инженерной психологии. Второй аспект связан с

организационно-методическим обеспечением работ по учету человеческого

фактора.

                   Содержание инженерно-психологического обеспечения СЧМ

    

Этап жизненного цикла	Аспект инженерно-психологического обеспечения
	целевой	организационно-методический
Проектирование	Определение функций человека в проектируемой СЧМ и оценка его психофизиологических возможностей по их выполнению (инженерно-психологическое проектирование)	Разработка нормативных и справочно-методических материалов по инженерно-психологическому проектированию деятельности оператора. Организация труда коллектива проектировщиков
Производство	Учет психофизиологических свойств человека в процессе производства (условия труда, режимы труда и отдыха, взаимосвязи операторов в групповой деятельности и т. п.)	Разработка нормативных и справочно-методических материалов по учету человеческого фактора в процессе производства
Эксплуатация	Учет психофизиологических возможностей человека при эксплуатации техники (профессиональный отбор, обучение, трениров-•гки, формирование операторских коллективов, организация их труда)	Разработка методик по профессиональному  отбору (если это необходимо) и подготовке операторов, подбору коллективов, организации труда. Разработка нормативных документов, регламентирующих применение этих методик

 

Он включает в себя разработку необходимых справочно-методических материалов,

с помощью которых можно выполнять эти работы, а также разработку нормативных

документов, регламентирующих (в частности, утверждающих) степень  и полноту

учета человеческого фактора при проектировании, производстве и эксплуатации

СЧМ.

При отсутствии таких документов проведение работ  по учету человеческого

фактора не будет  являться обязательным мероприятием, и поэтому задача

инженерно-психологического обеспечения не может считаться полностью

решенной.

     2. Показатели качества системы «человек – машина».

Любая СЧМ призвана удовлетворять те или иные потребности человека и

общества. Для  этого она должна обладать определенными  свойствами, которые

закладываются при проектировании СЧМ и реализуются в процессе эксплуатации.

Под свойством  СЧМ понимается ее объективная способность, проявляющаяся в

процессе эксплуатации. Количественная характеристика того или  иного свойства

системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям ее создания

или эксплуатации, носит  название показателя качества СЧМ.

В нашей стране разработана  определенная номенклатура показателей качества

промышленной продукции. Она включает в себя 8 групп показателей, с помощью

которых можно количественно оценивать различные свойства продукции. К ним

относятся: показатели назначения, надежности и долговечности,

технологичности, стандартизации и унификации, а также эргономический,

эстетический, патентно-правовой и экономический показатели.

Не рассматривая подробно все показатели, остановимся лишь на тех из них,

которые влияют на деятельность человека в СЧМ или зависят от результатов его

деятельности.

     Быстродействие (время цикла регулирования T_ц) определяется

временем прохождения  информации по замкнутому контуру «человек — машина»:

k

Т_ц=∑ t_i

i=1

где T_ц — время задержки (обработки) информации в i-м звене СЧМ; k

— число последовательно соединенных звеньев СЧМ; в качестве их могут

выступать как технические звенья, так и операторы.