Основи інженерної психології

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Інженерна психологія є наукова дисципліна, що вивчає об'єктивні закономірності процесів інформаційноговзаємодії людини і техніки з метою використання їх у практиціпроектування, створення та експлуатації СЧМ. Процеси інформаційноговзаємодії людини і техніки є предметом інженерної психології.

З давніх пір при створенні знарядь і засобів праці враховувалисяті чи інші властивості і можливості людини. На початку інтуїтивно, а пізніше ззалученням наукових даних вирішувалося завдання пристосування техніки долюдині. Однак предметом аналізу послідовно ставали різнівластивості людини.

Спочатку основна увага приділялася питаннямбудови людського тіла і динаміки робочих рухів. На основі данихбіомеханіки і антропометрії розроблялися рекомендації, що відносяться лишедо форми та розмірів робочого місця людини і використовуваного їм інструменту.

Потім об'єктом дослідження стають фізіологічні властивості працюючоголюдини. Рекомендації, що випливають з даних фізіології праці, відносятьсявже не тільки до оформлення робочого місця, а й до режиму робочого дня, організації робочих рухів, до боротьби з втомою. Робилисяспроби оцінити різні види праці з точки зору тих вимог, яківони пред'являють людському організму.

Як самостійна наукова дисципліна інженерна психологіяпочала формуватися в 40-х роках нашого століття. Однак ідеї про необхідністькомплексного вивчення людини і технічних пристроїв висловлювалисяросійськими вченими ще в минулому столітті.

Російські науковці ще в кінці минулого століття зробили спробирозробити наукові та теоретичні основи вчення про працю. Піонером у ційобласті з'явився великий російський вчений І. М. Сєченов, який першимпоставив питання про використання наукових даних про людину дляраціоналізації трудової діяльності. І. М. Сєченов зайнявся вивченням роліпсихічних процесів при виконанні трудових актів, поставив питання проформування трудових навичок і вперше показав, що в процесі трудовогонавчання змінюється характер регуляції: функції регулятора переходять відзору до дотику. Він ввів поняття активного відпочинку як кращого засобупідвищення і збереження працездатності.

Інженерна психологія виникла на стику технічних іпсихологічних наук. Тому характерними для неї є риси обохнаук.

Як психологічна наука інженерна психологіявивчає психічні і психофізіологічні процеси і властивості людини, з'ясовуючи, які вимоги до окремих технічних пристроїв та побудові

СЧМ в цілому випливають з особливостей людської діяльності, тобтовирішує завдання пристосування техніки та умов праці до людини.

Завдяки технічного переозброєння виробництва істотно змінюютьсяфункції і роль людини. Багато операції, які раніше були йогопрерогативою, зараз починають виконувати машини. Однак, яких би успіхів нідосягала техніка, праця була і залишається надбанням людини, а машини, якб складними вони не були, є лише знаряддями його праці. У процесі працілюдина, використовуючи машини як знаряддя праці, здійснює свідомопоставлені їм цілі.

1. Особливості характеристики системи «людина - машина»

інженерний машина психологія техніка

Під системою в загальній теорії систем розуміється комплексвзаємопов'язаних і взаємодіючих між собою елементів, призначенийдля вирішення єдиного завдання. Системи можуть бути класифіковані за різнимиознаками. Одним з них є ступінь участі людини в роботі системи.

З цієї точки зору розрізняють автоматичні, автоматизовані інеавтоматичні системи. Робота автоматичної системи здійснюється безучасті людини. У неавтоматичне системі робота виконується людиноюбез застосування технічних пристроїв. У роботі автоматизованої системибере участь як людина, так і технічні пристрої. Отже, така система являє собою систему «людина - машина».

На практиці застосовуються найрізноманітніші види систем «людина - машина». Основою їх класифікації можуть з'явитися наступні чотири групиознак: цільове призначення системи, характеристики людського ланки, тип і структура машинного ланки, тип взаємодії компонентів системи.

Цільове призначення системи впливає на багатоїї характеристики і тому є вихідним ознакою. За цільовимпризначенням можна виділити наступні класи систем: а) керівники, в яких основним завданням людини єкерування машиною (або комплексом); б) обслуговують, в яких людина контролює станмашинної системи, шукає несправності, проводить наладку, настройку, ремонттощо; в) навчальні, тобто виробляють у людини певні навички (технічні засоби навчання, тренажери і т. п.); г) інформаційні, що забезпечують пошук, накопичення чи отриманнянеобхідної для людини інформації (радіолокаційні, телевізійні, документальні системи, системи радіо і провідного зв'язку та ін); д) дослідні, що використовуються при аналізі тих чи іншихявищ, пошуку нової інформації, нових завдань (моделюють установки, макети, науково-дослідні прилади і установки).

Особливість керуючих і обслуговуючих систем полягає в тому, щооб'єктом цілеспрямованих впливів у них є машинний компонентсистеми. У навчальних та інформаційних СЧМ напрям впливівпротилежне - на людину. У дослідних системах впливмає і ту, й іншу спрямованість.

За ознакою характеристики «людського ланки» можна виділити два класи

СЧМ: а) моносістеми, до складу яких входить одна людина і одне абокілька технічних пристроїв; б) полісістеми, до складу яких входитьдеякий колектив людей і взаємодіють з ним одне або комплекстехнічних пристроїв.

Полісістеми у свою чергу можна підрозділити на «паритетні» іієрархічні (багаторівневі). У першому випадку в процесі взаємодіїлюдей з машинними компонентами не встановлюється яка-небудь підпорядкованістьі пріоритетність окремих членів колективу. Прикладами таких полісістемможе бути система «колектив людей - пристрої життєзабезпечення» (наприклад, система життєзабезпечення на космічному кораблі або підводнимчовні). Іншим прикладом може бути система відображення інформації з великимекраном, призначена для використання колективом операторів.

На відміну від цього в ієрархічних СЧМ встановлюється абоорганізаційна, або пріоритетна ієрархія взаємодії людей зтехнічними пристроями. Так, у системі управління повітряним рухомдиспетчер аеропорту утворює верхній рівень управління. Наступнийрівень - це командири повітряних суден, діями яких керуєдиспетчер. Третій рівень - решта членів екіпажу, що працюють підкерівництвом командира корабля.

За типом і структурою машинного компонента можна виділити інструментальні

СЧМ, до складу яких як технічних пристроїв входять інструменти іприлади. Відмінною особливістю цих систем, як правило, євимога високої точності виконуваних людиною операцій.

Іншим типом СЧМ є найпростіші людино-машинні системи, які включають стаціонарне і нестаціонарне технічний пристрій (різного роду перетворювачі енергії) і людини, що використовує цепристрій. Тут вимоги до людини істотно розрізняютьсязалежно від типу пристрою, його цільового призначення та умовзастосування. Проте їх основною особливістю є порівняльна простотафункцій людини.

Наступним важливим типом СЧМ є складні людино-машиннісистеми, що включають крім використовує їх, деяку сукупністьтехнологічно пов'язаних, але різних за своїм функціональним призначеннямапаратів, пристроїв і машин, призначених для виробництвапевного продукту (енергетична установка, прокатний стан, автоматична потокова лінія, обчислювальний комплекс і т. п.). У цихсистемах, як правило, зв'язаність технологічного процесу забезпечуєтьсялокальними системами автоматичного управління. У завдання людини входитьзагальний контроль за ходом технологічного процесу, зміна режимівроботи, оптимізація окремих процесів, налагодження, пуск і зупинка.

Ще більш складним типом СЧМ є системотехнічнукомплекси. Вони являють собою складну технічну систему з неповністю детермінованими зв'язками і колектив людей, що беруть участь в їївикористанні. Для систем такого типу характерним є взаємодіяне тільки по ланцюгу «людина - машина», а й по ланцюгу «людина - людина - машина». Іншими словами, в процесі своєї діяльності людинавзаємодіє не тільки з технічними пристроями, але і з іншимилюдьми. При всій складності системотехнічну комплексів їх в більшостівипадків можна представити у вигляді ієрархії більш простих людино-машиннихсистем. Типовими прикладами системотехнічну комплексів різного рівняі призначення можуть служити судно, повітряний лайнер, промисловепідприємство, обчислювальний центр, транспортна система і т. п.

В основу класифікації СЧМ за типом взаємодії людини імашини може бути покладена ступінь безперервності цієї взаємодії. Зацією ознакою розрізняють системи безперервного (наприклад, система «водій - автомобіль») і епізодичного взаємодії. Останні, в свою чергу, діляться на системи регулярного взаємодії. Прикладом системи регулярноговзаємодії може служити система «оператор - ЕОМ». У ній введенняінформації та отримання результатів визначаються характером вирішуваних завдань, тобто режими взаємодії в часі регламентуються характером іобсягом обчислень. Стохастичне епізодичне взаємодія має місцев таких системах, як «оператор - система централізованого контролю»,

«Налагоджувальник - верстат» і т. п.

Розглянута класифікація СЧМ не є єдино можливою. Прикладиінших підходів до вирішення цього завдання наводяться в спеціальній літературі.

Проте не дивлячись на велику різноманітність систем «людина - машина», вони мають цілий ряд загальних рис і особливостей. Ці системиє, як правило, динамічними, цілеспрямованими, здатними до самоорганізації, адаптивними.

Системи «людина - машина», відносяться до класу складнихдинамічних систем, тобто систем, що складаються з взаємозалежних івзаємодіючих елементів різної природи і характеризуютьсязміною в часі складу структури і взаємозв'язків. З цього випливаютьхарактерні особливості, притаманні СЧМ як складній динамічній системі:розгалуженість структури (або зв'язків) між елементами (людиною імашиною); різноманітність природи елементів (до складу СЧМ можуть входитилюдина, колектив людей, автомати, машини, комплекси машин і т.д.); перестраіваемость структури і зв'язків між елементами (наприклад, принормальному ході технологічного процесу оператор лише стежить за ходом йогопротікання, тобто включений у контур управління як би паралельно, привідхилення від норми оператор бере керування на себе, тобто включається доконтур управління послідовно); автономність елементів, тобто здатність їх автономно виконувати частинусвоїх завдань.

Системи «людина - машина» відносяться також до класуцілеспрямованих систем. У загальному випадку вважається, що система дієцілеспрямовано, якщо вона продовжує переслідувати одну й ту ж мету, змінюючи свою поведінку при зміні зовнішніх умов. Суттєвоюособливістю цілеспрямованих систем є їх здатність отримуватиоднакові результати різними способами. Системи цього класу можутьзмінювати свої завдання, вони вибирають як самі завдання, так і засоби їхреалізації. Цілеспрямованість СЧМ обумовлена тим, що до неї включеночоловік. Саме він ставить мету, визначає завдання і вибирає засобидосягнення мети.

Системи «людина - машина» можна розглядати і якадаптивні системи. Властивість адаптації полягає в пристосуванні СЧМ домінливих умов роботи, у зміні режиму функціонування вВідповідно до нових умов. Для підвищення ефективності СЧМ необхіднопередбачити можливість адаптації як всередині самої системи, так і завідношенню до зовнішнього середовища. До недавнього часу властивість адаптації СЧМреалізувалося завдяки пристосувальним 'можливостей людини, гнучкостіі пластичності його поведінки, можливості його зміни в залежності відконкретної обстановки. В даний час, як зазначалося в гл. 1, напорядок денний ставиться питання про створення СЧМ, у яких властивість адаптаціїреалізується шляхом відповідного технічного забезпечення. Мова йде простворення таких технічних засобів, які можуть змінювати свої параметри іумови діяльності в залежності від поточного конкретногопсихофізіологічного стану людини і показників ефективності йогодіяльності.

І нарешті, системи «людина - машина» можна віднести до класусамоорганизующихся систем, тобто систем, здатних до зменшення ентропії (невизначеності) після виведення їх зі стійкого, рівноважного станупід дією різного роду збурень. Ця властивість стає можливимзавдяки цілеспрямованій діяльності людини, здатності йогопланувати свої дії, приймати правильні рішення і реалізовувати їху відповідності з виниклими обставинами. Здатність до адаптації ісамоорганізації зумовлює таку важливу властивість систем «людина - машина», яким є їх живучість.

З усього сказаного видно, що розглянуті особливості СЧМ визначаютьсянаявністю в їх складі людини, його можливістю правильно вирішуватищо виникають завдання в залежності від конкретних умов і обстановки. Цезайвий раз показує, що вихідним пунктом аналізу і опису СЧМ повиннабути доцільна діяльність людини.

2. Фізіологічні методи інженерної психології

Багаторівневий і багатовимірний характер психічних процесів вимагає застосування різних методів для максимально повного вивчення діяльності людини-оператора в СЧМ, і перш за все - інформаційної боку цієї діяльності. Тому інженерна психологія користується широким асортиментом методів і конкретних методик, що склалися у психологічній науці, а також в інших, суміжних з нею областях (у кібернетиці, фізіології та гігієни праці, математики, технічних науках та ін.)

Ці методи використовуються як у фундаментальних дослідженнях, спрямованих на виявлення закономірностей інформаційних процесів в СЧМ та діяльності оператора, так і при інженерно-психологічних випробуваннях нових зразків техніки, що проводяться з метою перевірки їх відповідності властивостям і можливостям людини. Дані методи можуть бути спрямовані на вивчення кожного з компонентів СЧМ: людину, техніки, середовища.

Застосування методів до вивчення та оптимізації діяльності оператора має свою специфіку. По-перше, проектувальна спрямованість інженерної психології вимагає застосування не тільки емпіричних, але і апріорних проектувальних методів (зокрема, методів моделювання). По-друге, застосування в інженерній психології узагальнених показників ефективності, напруженості і комфортності діяльності передбачає застосування процедур отримання інтегральних показників на основі системи приватних показників. По-третє, інженерно-психологічне дослідження або оцінка діяльності оператора повинні бути завжди системними, що істотно лише при одночасному використанні різних методів, які відображають взаємозв'язок між компонентами та основними властивостями СЧМ.

Для визначення загальної стратегії вибору методів вирішення інженерно-психологічних завдань слід скористатися положенням про три типи психологічного знання: споглядально-описовий, емпіричний і дієво-перетворює. Вони відповідно відображаються у теоретичних, емпіричних і практичних уявленнях про діяльність оператора. Причому кожен наступний тип знання формується в надрах попереднього, трансформується, включаючи в себе його зміст. Перший же з названих типів - споглядально-описову знання безпосередньо формується в життєвому досвіді (в даному випадку в практиці експлуатації СЧМ). Іншими словами, інженерно-психологічна теорія розвивається на базі тих даних, які накопичуються в експериментальних і прикладних дослідженнях. Будучи для теорії невичерпним джерелом інформації, вони служать і засобом перевірки її істинності. Тому діалектична єдність теорії, експерименту і практики експлуатації СЧМ є основним принципом розробки і застосування методів дослідження СЧМ, в тому числі і методів дослідження діяльності оператора.

Відповідно до цього положення методи дослідження в інженерній психології умовно можуть бути розділені на дві великі групи: аналітичні (описові) та емпіричні (експериментальні та експлуатаційні, або практичні). У більшості досліджень вони тісно переплетені між собою і взаємно доповнюють і збагачують один одного.

Для правильного розуміння застосовуваних в інженерній психології методів потрібна насамперед їх класифікація. На жаль, чітка класифікація методів дослідження в інженерній психології відсутній. Складність розробки такої класифікації пов'язана з тим, що вона повинна охоплювати всі сфери досліджень інженерної психології, яка остаточно не оформилася і продовжує тільки формуватися. Проте певні передумови для розробки такої класифікації вже є.

За способом отримання даних про характеристики діяльності оператора методи діляться на об'єктивні (інструментальні) і суб'єктивні.

Об'єктивні методи передбачають використання різних приладів та апаратури. До таких методів належать: вимірювання характеристик виробничого середовища (освітленість, шум, вібрація тощо), метричні виміри, хронометраж, вимірювання фізіологічних показників (пульс, дихання, електрокардіограма та ін), вимірювання психологічних характеристик (пам'яті, уваги, швидкості реакцій і т.д.).

В основі суб'єктивних методів лежать оцінки діяльності оператора, що даються або експериментатором, або самим піддослідним (самоспостереження і самозвіт, трудовий метод). У разі, якщо дослідження проводиться під керівництвом експериментатора, дуже важливо виключити небажані ефекти, пов'язані з присутністю експериментатора.

Різновидом суб'єктивних методів є експертні та соціометричні методи.

Залежно від умов, в яких виходять оцінки діяльності оператора, розрізняють дослідження - на основі реальної (спостереження, природний експеримент, трудовий метод, більшість опитувальних методів та ін), або на основі модельованої діяльності.

До останньої групи відносяться практично всі види моделювання, детальна характеристика яких дається в кінці цього розділу.

Застосовуючи системний підхід, інженерна психологія використовує широкий арсенал методів і конкретних методик, розроблених як у психології праці, так і в суміжних галузях знань (фізіології, кібернетиці, математиці тощо).

За допомогою психологічних методів здійснюється психологічний аналіз діяльності оператора в реальних або лабораторних умовах, аналіз впливу різних психологічних факторів на результати діяльності оператора. Психологічні методи застосовують з метою дослідження або з метою випробування. За результатами досліджень, отриманими за допомогою спостереження, експерименту або опитування, виявляють закономірності діяльності оператора та механізми психічних явищ. У процесі випробувань, які проводяться через тестування, з'ясовується наявність необхідних психологічних рис та характеристик певного оператора.

Опитування являє собою метод психологічного дослідження, що полягає у зборі інформації, отриманої у вигляді відповідей на поставлені питання. Методи опитування застосовуються в наступних випадках:

* коли фактор, який необхідно врахувати, погано піддається зовнішньому контролю (наприклад, зміст мотивів, тимчасових і стійких);

* коли досліджуваний фактор легко виділяють оператори, але для його ретельного обліку у спостереженні або експерименті потрібні тривале або складне дослідження (причини аварії, відносини в колективі і т. п.);

* коли інші методи не дають достатньо вичерпної інформації (наприклад, при професійному відборі).

До всіх методів опитування висуваються загальні вимоги:

* кожне питання має бути логічно завершеним;

* слід уникати малопоширених іноземних слів, спеціальних термінів і слів з подвійним значенням;

* не можна ставити занадто довгих питань;

* кожне питання має бути максимально конкретним;

* слід або вказувати всі можливі варіанти відповідей, які опитувані повинні мати на увазі, чи не давати жодного;

* необхідно пропонувати опитуваному тільки такі варіанти відповідей, кожен з яких може бути прийнятний у рівній мірі;

* слід остерігатися включення до питання слів, які самі по собі можуть викликати негативне ставлення опитуваного;

* питання не повинно мати навіювального характеру.

Крім цього потрібно враховувати наступне. Наявність навідних питань часто зумовлює характер відповідей і робить їх недостовірними. Не слід задавати питань, незрозумілих опитуваному. Для деяких з них може бути незрозумілим, наприклад, таке питання: «Як велика у вас швидкість зорового сприйняття?». Однак це ж питання можна з'ясувати, запитавши: «Чи завжди ви встигаєте прочитати написи на екрані кіно чи телевізора?».

Питання, які задаються дослідником, зазвичай об'єднуються в опитувальники, які складаються в кожному конкретному випадку заново, з урахуванням специфіки і мети опитування досліджуваної професії. Перш ніж складати опитувальники, дослідник повинен певний час поспостерігати за працюючими або ж сам освоїти основні трудові операції.

Опитувальники повинні складатися в залежності від цілей і завдань дослідження. Так, при реконструкції робочого місця або оцінці роботи оператора задаються питання щодо параметрів робочого місця, а також питання, що відображають взаємодію людини з елементами робочого місця. Якщо ж опитувальник складається з метою професійного відбору, формулюються запитання, спрямовані на виявлення в оператора професійно важливих якостей. При соціометричному опитуванні (див. нижче) задаються питання, що дозволяють визначити характер міжособистісних відносин у виробничому колективі.

Дані опитування обробляються статистичними методами. Результати обробки представляються у вигляді опису, причому розмежовуються дані власних спостережень і суб'єктивні думки опитуваних. Крім того, описуваний матеріал необхідно підтвердити даними у вигляді таблиць і графіків. У таблицях слід представити процентне співвідношення того чи іншого показника по всім випробовуваним.

Ефективність опитування багато в чому залежить від рівня освіти та професійного досвіду піддослідних. Тому в необхідних випадках до проведення опитування залучаються спеціальні експерти, які мають необхідної професійної кваліфікації.

Основною умовою отримання достовірних відомостей в ході опитування є переконання опитуваного, що повідомляються ним відомості не будуть використані на шкоду йому або його колегам, що метою аналізу не є підвищення норм праці чи темпу роботи.

Залежно від мети дослідження, від кола осіб, які підлягають опитування, від ліміту часу і технічних можливостей опитування може проходити у формі усної бесіди (інтерв'ю) або письмово за допомогою анкет. Цим двом основним різновидам опитування характерні всі основні особливості та вимоги, розглянуті вище. Разом з тим обидві вони мають і свої специфічні особливості.

Висновок

Отже, з розвитком і ускладненням техніки зростаєзначення людського фактору на виробництві. Необхідність вивченняцього фактора і врахування його при розробці нової техніки і технологічнихпроцесів, при організації виробництва та експлуатації обладнаннястає все більш очевидною. Від успішності рішення цього завдання залежитьефективність і надійність експлуатації створюваної техніки, функціонування технічних пристроїв і діяльність людини, якакористується цими пристроями в процесі Праці, повинні розглядатися увзаємозв'язку. Ця точка зору привела до формування поняття системи

«Людина - машина» (СЧМ). Під СЧМ розуміється система, що включає людини - оператора (групу операторів) і машини, за допомогою якої здійснюєтьсятрудова діяльність. Машиною в СЧМ називається сукупність технічнихкоштів, що використовуються людиною-оператором в процесі діяльності. СЧМ іє об'єктом інженерної психології.

Система «людина - машина» представляє собою окремий випадоккеруючих систем, в яких функціонування машини і діяльністьлюдини пов'язані єдиним контуром регулювання. При організації взаємозв'язкулюдини і машини в СЧМ основна роль належить уже не таканатомічним і фізіологічним, як психологічним властивостямлюдини: сприйняття, пам'яті, мислення, уваги і т. п. Від психологічнихвластивостей людини багато в чому залежить його інформаційну взаємодію змашиною.

Список використаної літератури

1. Зараковекий Г.М. Психофизиологический анализ трудовой деятельности. Мм 1966.

2. Зигель А., Вольф Дж. Модели группового поведения в системе «человек-машина» / Пер. с англ. М., 1973.

3. Зинченко В.П., Леонова А.Б., Стрелков Ю.К. Психометрика утомления. М. 1977.

4. Зинченко В. /7., Мунипов В.М. Основы эргономики. М., 1980.

5. Зинченко Т.П. Опознание и кодирование. Л., 1981.

6. Инженерная психология / Под ред. Г.К. Середы. К., 1976.

7. Инженерная психология в применении к проектированию оборудования. Пер. с англ. / Под ред. Б.Ф. Ломова, В.И. Петрова. М., 1971.

8. Инженерная психология: теория, методология, практическое приме* нение/ Под ред. Б.Ф. Ломова, В.Ф. Рубахина, В.Ф. Венды. М., 1977.

9. Инженерно-психологические требования к системам управления / Под ред. В.М. Мунипова. М., 1967.

10. Инженерно-психологическое проектирование АСУ / Под ред. А.И. Прохорова. К., 1973.

11. Кабикин В.Е. Диагностика оперативного мышления. К., 1977.

12. Калошина И.П. Проблемы формирования технического мышления. М., 1974.

Размещено на Allbest.ru