Учебное пособие санкт-петербург 2006 ббк 88. 4 Г67 Рецензент: докт психол наук проф

Вид материала

Учебное пособие

Содержание Продукционная сеть Семантическая сеть Фреймовая модель Модель «сценарии» И инженерно-психологическое проектирование Эргономические свойства Групповые свойства Единичные свойства Задачи исследования Задачи разработки Задачи оценки Общие эргономические требования Частные эргономические требования Эргономическая экспертиза 6.5. Учет факторов рабочей среды

Подобный материал:

• Вестник балтийской педагогической академии вып. 94. – 2010 г. Актуальные проблемы нравственного, 2431.92kb.
• Издательская программа 300 лучших учебников для высшей школы в честь 300-летия Санкт-Петербурга, 9780.06kb.
• Научный выпуск вестник балтийской педагогической академии вып. 29. – 2000 г. Поиск, 1745.18kb.
• Л. М. Семенюк Под редакцией докт психол наук, проф. Д. И. Фельдштейна Х 91 Хрестоматия, 4158.51kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2005 удк 662. 61. 9: 621. 892: 663. 63 Ббк г214(я7), 546.15kb.
• В. В. Гриценко (Смоленск); к психол, 65.41kb.
• Учебное пособие санкт Петербург 2010 удк 001. 8 Ббк, 1217.72kb.
• Ббк 63. 3(0) Н72, 4378.93kb.
• Ббк 63. 3(0) Н72, 5546.58kb.
• Д. А. Леонтьев психология смысла, 9607.39kb.

47

ные признаки анализируемых объектов, но «не умеют» их интерпрети­ровать.

Семантический анализ - специальная процедура выделения и обозначения смысловых элементов в определенном информационном пространстве. Семантический анализ используется во всех областях современной практической и исследовательской деятельности челове­чества. Мы можем встретить семантический анализ археологических документов, семантический анализ текста, изображения, информаци­онных баз данных.

В психологии семантический анализ, как специальный метод по­строения семантических полей при помощи семантического диффе­ренциала, используется для изучения субъективного смысла. Цель семантического анализа - построение семантической структуры. Эле­ментами семантической структуры являются семантические узлы и семантические отношения. Выделение семантических узлов начинает­ся с определения связанных между собой и одиночных объектов (ини­циация узлов). Для каждого узла устанавливают связи с другими уз­лам. Таким образом строится гипотетический граф всех возможных связей, который затем анализируется, оценивается, нормируется.

На основе семантического анализа строятся семантические моде­ли. Семантическая модель отражает сущностные связи в определенной предметной области. Они служат основанием для построения структу­ры данных в процессе разработки компьютерных программ.

Разработано несколько видов семантических моделей: продукци­онная сеть, семантическая сеть, фреймовая модель и модель «сцена­рии».

Продукционная сеть включает набор правил, по которым элемен­ты связаны между собой, или правил продукции, и управляющую структуру, с помощью которой активизируются правила продукции и оп»>еделяется последовательность их работы. Правила продукции от­ражают связи между элементами. Например, если есть элементы А и В, то правила продукции мотут выглядеть так: если верно А, то верно I?, Инн если совершается А, то затем выполняется В.

Семантическая сеть состоит из «узлов», соответствующих поня­тиям, и «дуг», соответствующих связям между понятиями. Дуги могут мо чел кровать пространственные, причинно-следственные, функцио­нальные связи и т. д.

Фреймовая модель является разновидностью семантической мо­дели. Система фреймов иерархическая, верхние узлы обозначают об­щие понятия, а нижние - частные случаи.

Модель «сценарии» представляет собой формализованное описа­ние стандартной последовательности взаимосвязанных событий, опре­деляющих типичную ситуацию в предметной области.

Для построения семантических моделей применяется унифициро­ванный язык моделирования. Концепты унифицированного языка мо­делирования являются наиболее обобщенными и дают возможность использовать язык визуального моделирования, понимаемый специа­листами разных областей. По своей сути унифицированный язык мо­делирования позволяет описывать структуру моделируемой системы в некотором унифицированном виде. Унифицированный язык модели­рования дает возможность стандартно описать множество аспектов жизнедеятельности сложных систем.

В качестве примера семантической модели можно привести одну из самых известных - универсальный семантический код (УСК). УС К является моделью представления данных для целей проектирования систем автоматического понимания текста. УСК основан на некотором канонизированном языке, который является «подъязыком» естествен­ного языка и определенным образом упорядочен. Универсальный се­мантический код имеет две основные формы - совпадающую с обыч­ным языком и символическую.

Универсальный семантический код, в отличие от естественного языка, семантически и синтаксически однозначен. В формальном виде он представляет собой множество элементов, с которыми производят­ся некие математические операции. В универсальном семантическом коде заданы четыре основных первичных понятия: субъект (дейст­вующее лицо), орудие действия, объект воздействия и результат. Эти элементарные понятия служат основой для построения любых семан­тических цепочек, которые могут быть выражены как в форме, осно­ванной на естественном языке, так и в символической форме. Симво­лическое выражение можно обработать специальными математиче­скими средствами, в то время как форму естественного языка интер­претирует человек.


48

49

6. ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ

И ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

И ОЦЕНКА ЧЕЛОВЕКОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

6.1. Общие положения

Проектирование рассматривается как «процесс материализации замысла какого-либо объекта или процесса в описание, по которому этот объект может быть создан в реальности. Проектирование пред­ставляет собой преобразование описания требований к объекту в ре­альную функционирующую систему. Проектирование - это творче­ская, созидательная работа, однако ее творческий потенциал ограничен временными, финансовыми, организационными рамками.

Как правило, проектировщики решают творческие задачи, обу­словленные большим количеством неизвестных параметров функцио­нирования системы. Кроме того, проектировочные работы обычно вы­полняются в кратчайшие сроки и при минимальном объеме финанси­рования. В процессе проектирования созидательная логика имеет на­правление от общего к частному, т. е. общие решения на первых ста­диях проектирования определяют последующие частные решения. Вначале проектирования человекотехнической системы формируются требования к системе в целом, определяются ее цели и задачи. Затем на основе требований к системе вырабатываются требования к работе персонала данной системы, и в итоге - к реальным физическим меха­низмам, обеспечивающим их выполнение.

Проектирование характеризуется комплексностью проектировоч­ных решений; оно регулируется стандартами разработки и постановки продукции на производство и единой системой конструкторской до­кументации (ЕСКД). Стандартами определяются конкретные этапы проектирования. На первом этапе оформляется техническое задание, в котором перечисляются требования к проектируемой системе. На вто­ром этапе готовятся техническое предложение, эскизный проект, тех­нический проект. Проектирование заканчивается изготовлением кон­структорской документации, опытного образца и проведением опыт­ных испытаний. Отдельную часть работ составляет определение функ­ций людей, работающих в системе, квалификации персонала. Разра-

ботчиками формулируются общие эргономические требования и тре­бования к факторам среды.

Одна из главных задач инженерно-психологического проектиро­вания заключается в определении эргономических свойств человеко-технической системы.

Эргономические свойства - это свойства человекотехнической системы, которые характеризуют соответствие технических устройств и факторов рабочей среды возможностям человека. Эргономическими свойствами обладают все объекты, включенные в ту или иную дея­тельность человека. Они определяют возможность и эффективность использования объекта, предмета или продукта, создают условия для реализации его основной функции человеком.

Эргономичиость — наиболее общее свойство, выражающее уро­вень приспособленности системы и отдельных ее элементов к челове­ку. Эргономические свойства представляют собой иерархическую сис­тему, которая включает комплексные свойства, групповые и единич­ные. Комплексные эргономические свойства характеризуют систему в целом, хотя с некоторыми ограничениями их можно применить и к отдельному прибору или механизму. К комплексным свойствам отно­сят управляемость, обслуживаемость, осваиваемость, обитаемость. Управляемость обеспечивает эффективность управления системы че­ловеком. Обслуживаемость определяет приспособленность техниче­ских средств к обслуживающему персоналу, наличие специальных орудий для ремонта технических устройств. Осваиваемость - приспо­собленность технических средств и алгоритмов их работы к освоению человеком. Обитаемость характеризует соответствие условий работы человека биологически оптимальным параметрам рабочей среды.

Комплексные свойства определяются совокупностью групповых свойств. Групповые свойства выражаются в ряде единичных качеств системы, которые необходимо оценивать экспериментально. Напри­мер, комплексное качество «приспособленность системы» определяет­ся оценкой сложности алгоритмов деятельности оператора. Приспо­собленность информационной модели включает оценку таких группо­вых свойств, как количество информации в информационной модели, ее структуру и легкость считывания. Ремонтопригодность оценивается тем, насколько доступны и заменяемы детали в технических устройст­вах. Приспособленность методов и средств обучения можно оценить наличием разнообразных инструктивных материалов, их доступно­стью, степенью систематизации, наличием разработанных учебных


50

51


методик и технических средств обучения. Обитаемость оценивается соответствием рабочей среды биологическим, химическим, физиче­ским, санитарным нормами, а также оценкой эстетических, художест­венных особенностей оформления помещений и прилегающего ланд­шафтного пространства. Управляемость определяется характеристи­ками алгоритма деятельности, конструкцией рабочего места, особен­ностями информационных моделей и другими качествами системы, от которых зависит управляемость.

Групповые свойства представляют собой результат оценки со­ставляющих их единичных свойств. Единичные свойства — эго оценки конкретных параметров работы составляющих систему элементов.

Эргономические свойства определяются социально-

психологическими, психологическими, физиологическими и биомеха­ническими характеристиками человека, работающего в человекотех-нической системе.

Социально-психологические характеристики включают отноше­ние человека к данному виду деятельности, коллегам, технике, усло­виям труда, мотивы, ценностные ориентации, оценки и самооценки -лкюые характеристики личности работника или коллектива, которые обусловлены социальными факторами. Психологические характери­стики описывают особенности различных видов чувствительности, психических процессов, функциональных состояний. Физиологиче­ские характеристики в первую очередь обеспечивают жизнедеятель­ность организма в целом, однако для «елей проектирования конкрет­ной системы могут учитываться какие-либо специальные физиологи­ческие характеристики, например, тремор рук, способность к цвето-различению. Биомеханические характеристики - это размеры тела и параметры движения человека: амплитуда, скорость, сила, пределы статических и динамических нагрузок.

. 6.2. Этапы проектирования эргатических систем

Этапы проектирования эргатических систем выделяют согласно основным задачам, определяемым на каждом этапе. На начальном эта­пе идет согласование характеристик управляемого процесса с соответ­ствующими показателями человека-оператора как управляющего звена системы. На следующем этапе осуществляется количественное и со­держательное согласование потоков информации, поступающей к опе-

52

ратору от технических элементов сисгемы. Далее формируется психо­физиологический портрет оператора для систем данного класса. Затем, после того как опытный образец системы собран и на нем проведены испытания с реальным оператором, разрабатываются рекомендации по профессиональному отбору, обучению, тренировке операторов, которые будут обслуживать системы данного класса.

6.3. Проектирование операторской деятельное га

Проектирование операторской деятельности, или инженерно-психологическое проектирование деятельности - это разработка пред­метных, инструментальных, технологических и других элементов про­ектируемой деятельности. Субъектом проектирования является спе­циалист или группа специалистов в области инженерной психологии а предметом - проектируемая деятельность.

Цель инженерно-психологического проектирования состоит в соз­дании проекта деятельности оператора конкретной сие темы «человек — машина», который адекватен психологической структуре деятельно ста.

Задачи инженерно-психологического проектирования включают оптимизацию информационного обеспечения деятельности, определе­ние количества и структуры информации, формирование требований к конструкции технических средств деятельности и рабочему месту опе­ратора. Решение этих задач основывается на определении роли чело­века в структуре управления техническим объектом и степени автома­тизации; распределении функций и ответственности между представи­телями разных профессиональных групп; обеспечении надежности и безопасности функционирования технического объекта; организации деятельности и взаимодействия профессионалов.

Распределение функций между автоматикой и оператором зависит от условий функционирования техническою обмета, состояния окру­жающей среды, целей и ситуаций управлеггия, от решения вопросов формализации и автоматизации процессов управления. В число рас­четных, штатных, резервных, аварийных, потенциальных ситуаций управления входят формализуемые и неформализуемые. Расчетные, штатные, резервные, аварийные и, естественно, фомапизуемые ситуа­ции представляют собой предполагаемый сценарий развития событий в системе. Профессиональные функции операторов устанавливаются

53

исходя из особенностей неформализуемых и потенциальных ситуаций, для которых невозможно с большой долей вероятности предположить вариант изменения событий во время работы системы. Для обеспече­ния деятельности оператора в структуру технического объекта вклю­чают технические средства взаимодействия с управляющими компо­нентами объекта, например интерфейс, экспертную систему или сис­тему поддержки. От решения всего комплекса этих задач зависит воз­можность решения таких проблем, как разработка средств отображе­ния информации, профессиональное обучение, контроль за деятельно­стью операторов, обеспечение рациональных условий труда.

Можно выделить три класса проектировочных задач: исследова­ние, разработка и оценка (выбор).

Задачи исследования связаны с получением исходных данных о работе системы и включают в себя знакомство с научно-технической документацией, предложениями разработчиков, особенностями дос­тупных технических средств, изучением существующих технических и технологических аналогов, анализом предполагаемой деятельности оператора, ее компонентов и особенностей.

Задачи разработки включают создание моделей проектируемой деятельности, формирование оптимальных информационных моделей и рабочих мест, оформление проекта деятельности. Проект деятельно­сти разрабатывается с учетом планируемых свойств технического объ­екта. Соответственно он будет включать в себя алгоритмы деятельно­сти в различных ситуациях управления.

Задачи оценки связаны с контролем качества результатов нроек-тировачных работ, выбором оптимального варианта средств отобра­жения информации и органов управления, степени загрузки операто­ров, правильности организации рабочего места.

6.4. Понятие об эргономических требованиях

В предыдущих разделах мы рассматривали понятие «эргономиче­ские свойства». Необходимый компонент инженерно-психологического проектирования - определение эргономических свойств чсловско-технической системы и ее компонентов и установле­ние эргономических требований к этим свойствам.

Эргономически* требования к системе «человек - машина» и ее элементам представляют собой нормированные характеристики про-

54

цессов, средств и условий деятельности, реализация которых обеспе­чивает достижение заданных уровней эргономических свойств. Со­гласно ГОСТам, эргономические требования задаются к организации системы «человек - машина», к организации деятельности операторов, к техническим средствам деятельности, к обитаемости помещений и к системе поддержки работоспособности операторов.

Требования к организации человекотехнических систем регламен­тируют распределение функций между операторами, техническими средствами, численность и уровень квалификации операторов и вклю­чают требования к алгоритмам деятельности, информационным моде­лям, к эксплуатационной документации. Требования к техническим средствам деятельности оператора включают конструкцию и компо­новку рабочего места, средств отображения информации, органов управления и рабочего инструмента оператора. Требования к обитае­мым помещениям и факторам внешней среды определяют форму и размеры помещений, санитарно-гигиенические факторы среды. Требо­вания к системе формирования и поддержки оптимальной работоспо­собности операторов описывают необходимые для поддержания ра­ботником надежной безаварийной деятельности психофизиологиче­ские характеристики оператора, а также надлежащие условия.

Различают общие и частные эргономические требования.

Общие эргономические требования разрабатываются более чем для одного типа СЧТС и одного вида деятельности. Эти требования выражены в Г(ЮТах, межотраслевых нормативах и другой норматив­но-технической документации.

Частные эргономические требования учитывают специфику кон­кретной создаваемой СЧТС или группы однотипных систем и разраба­тываются исходя из целей, условий использования и других особенно­стей системы.

Эргономические требования могут быть представлены в качест­венной и количественной формах. В количественной форме задаются морфологические, биохимические, некоторые физиологические и пси­хологические параметры в виде количественных диапазонов, опти­мальных, максимальных или допустимых значений. В качественной форме обычно описываются социально-психологические, психологи­ческие, иногда психо-физиологические характеристики, которые нель­зя задать количественно.

Существует три основных способа обоснования значений эргоно­мических требований. Во-первых, выбор конкретных значений, пред-

55

писанных ГОСТом и другими регламентирующими документами. Недостаток этого способа заключается в том, что нет учета специфи­ки объекта и взаимосвязи различных эргономических требований. Достоинство выражено в быстроте и легкости определения необхо­димого значения требуемого показателя. Во-вторых, эксперимен­тальная оценка, например, опытного образца системы и использова­ние уже известных значений в аналогичных системах. В-третьих, обоснование эргономических требований путем расчета всей сово­купности эргономических требований к данной системе. В послед­нем случае рассчитываются эргономические характеристики на ос­нове параметров работы конкретной системы. Этот способ дорого­стоящий и требует большого количества времени и усилий специа­листов.

Выполнение эргономических требований начинается с формиро­вания эргономического решения, которое затем реализуется в техниче­ском или технологическом исполнении. Мы говорили об инженерно-психологическом проектировании. Однако расчет эргономических требований может быть произведен для уже работающей технической системы. Комплекс операций по расчету эргономических характери­стик системы и оценка их в сравнении с нормативными составляет содержание эргономической экспертизы.

Эргономическая экспертиза - это исследование процессов, средств и условий деятельности человека в СЧТС, осуществляемое эксперта­ми, обладающими специальными знаниями в области эргономики.

Цели эргономической экспертизы состоят в оценке полноты и правильности реализации эргономических требований, в оценке эрго­номических свойств систем «человек - техника - среда» и разработке возможных путей совершенствования эргономических свойств. Эргономическая экспертиза проводится в несколько этапов. Па подготовительном этапе формулируются задачи экспертизы, определяются объекты, разрабатываются программы и методики, ус­танавливаются соответствующие показатели, методы их расчета, кри­терии оценки, формируются экспертные группы и решаются вопросы метрологического и аппаратного обеспечения экспертизы. На этапе проведения эргономической экспертизы получают показатели работы данной системы лдя расчета эргономических характеристик и оценки полноты реализации эргономических требований. На заключительном этапе сравнивают количественные значения показателей, полученных

в ходе эргономических обследований, с критериями оценок и прово-дигся анализ причин отклонения по каждому из показателей.

6.5. Учет факторов рабочей среды

Учет факторов рабочей среды составляет большую часть деятель­ности по эргономическому проектированию. Выделяют четыре труппы факторов рабочей среды: санитарно-гигиенические, психофизиологи­ческие, социально-психологические и эстетические.

Санитарно-гигиенические факторы включают в себя физические, химические и биологические свойства рабочей среды. Физические свойства описывают электромагнитные характеристики (параметры статических, электрических полей и электромагнитного излучения), свойства воздушной среды (микроклиматические показатели, наличие механических примесей, барометрические и электрические характери­стики состояния воздушной атмосферы), механические показатели (уровень шумов, вибрации)- Химические свойства включают газовый состав воздуха, наличие вредных примесей в воздухе, химический со­став воды и других жидкостей, если это необходимо. Биологические свойства определяются присутствием в воде и воздухе микроорганиз­мов, других биологических объектов, возможностью профессиональ­ного инфицирования.

Психофизиологические факторы зависят от физической и психо­логической нагрузок в процессе работы, рабочей позы, величины нервно-психических нагрузок, степени монотонности трудового про­цесса, наличия стрессовых ситуаций и опасностей, режима труда и отдыха. Эти факторы в основном нормируются, т. е. оцениваются ко­личественно, по медицинским показателям и зависят от характери­стик производственного процесса, особенностей отрасли, предприятия.