Система "людина - машина"

Размещено на http://allbest.ru

Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка

кафедра загальної та практичної психології

РЕФЕРАТ

з дисципліни Інженерна психологія

на тему: Система «людина - машина»

Студентки 3 курсу 36 групи

напряму підготовки: Психологія

Бабійчук Марини

Перевірила: Онуфрієва Л.А.

м. Кам'янець-Подільський - 2015 рік



Зміст

Вступ

1. Особливості класифікації системи «людина - машина»

2. Функції системи «людина - машина»

3. Показники якості системи «людина - машина»

4. Оператор в системі «людина машина»

Висновок

Список використаної літератури



Вступ

З давніх пір при створенні знарядь і засобів праці враховувалися ті чи інші властивості і можливості людини. На початку інтуїтивно, а пізніше з залученням наукових даних вирішувалося завдання пристосування техніки до людини. Однак предметом аналізу послідовно ставали різні властивості людини.

Спочатку основна увага приділялася питанням будови людського тіла і динаміки робочих рухів. Потім об'єктом дослідження стають фізіологічні властивості працюючої людини.

Рекомендації, що випливають з даних фізіології праці, відносяться вже не тільки до оформлення робочого місця, а й до режиму робочого дня,організації робочих рухів, до боротьби з втомою. Робилися спроби оцінити різні види праці з точки зору тих вимог, які вони пред'являють людському організму.

Науково-технічна революція призвела до суттєвої зміни умов, засобів і характеру трудової діяльності. У сучасному виробництві, на транспорті, в системах зв'язку, в будівництві та сільському господарстві все ширше застосовуються автомати і обчислювальна техніка; відбувається автоматизація багатьох виробничих процесів.

Завдяки технічному переозброєнню виробництва істотно змінюються функції і роль людини. Багато операцій, які раніше були його прерогативою, зараз починають виконувати машини.

З розвитком і ускладненням техніки зростає значення людського фактору на виробництві. Необхідність вивчення цього фактора і врахування його при розробці нової техніки і технологічних процесів, при організації виробництва та експлуатації обладнання стає все більш очевидною.

Від успішності рішення цього завдання залежить ефективність і надійність експлуатації створюваної техніки, функціонування технічних пристроїв і діяльність людини, яка користується цими пристроями в процесі праці, повинні розглядатися у взаємозв'язку. Ця точка зору привела до формування поняття системи «Людина - машина" (СЛМ). Під СЛМ розуміється система, що включає людину - оператора (групу операторів) і машину, за допомогою якої здійснюється трудова діяльність.

Машиною в СЛМ називається сукупність технічних коштів, що використовуються людиною-оператором в процесі діяльності. СЛМ іє об'єктом інженерної психології. Система «людина - машина» представляє собою окремий випадок керуючих систем, в яких функціонування машини і діяльність людини пов'язані єдиним контуром регулювання.

операторський управління автоматизація



1. Особливості класифікації системи «людина - машина»

Під системою в загальній теорії систем розуміється комплекс взаємопов'язаних і взаємодіючих між собою елементів, призначений для вирішення єдиного завдання. Системи можуть бути класифіковані за різними ознаками. Одним з них є ступінь участі людини в роботі системи. З цієї точки зору розрізняють автоматичні, автоматизовані і неавтоматичні системи. Робота автоматичної системи здійснюється без участі людини. У неавтоматичній системі робота виконується людиною без застосування технічних пристроїв. У роботі автоматизованої системи бере 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 групи ознак: цільове призначення системи, характеристики людського ланки,тип і структура машинної ланки, тип взаємодії компонентів системи. Цільове призначення системи впливає на багато які характеристики і тому є вихідною ознакою.

За цільовим призначенням можна виділити наступні класи систем:

а) керівники, в яких основним завданням людини є керування машиною (або комплексом);

б) обслуговування, в яких людина контролює стан машинної системи, шукає несправності, проводить наладку, настройку, ремонт тощо;

в) навчальні, тобто виробляють у людини певні навички;

г) інформаційні, що забезпечують пошук, накопичення чи отримання необхідної для людини інформації (радіолокаційні, телевізійні,документальні системи, системи радіо і провідного зв'язку та ін);

д) дослідні, що використовуються при аналізі тих чи інших явищ, пошуку нової інформації, нових завдань.

Особливість керуючих і обслуговуючих систем полягає в тому, що об'єктом цілеспрямованих впливів у них є машинний компонент системи. У навчальних та інформаційних СЛМ напрям впливів протилежний - на людину. У дослідних системах вплив має і ту, й іншу спрямованість.

За ознакою характеристики «людського ланки» можна виділити два класи СЛМ:

а) моносистеми, до складу яких входить одна людина і одне або кілька технічних пристроїв;

б) полісістеми, до складу яких входить деякий колектив людей і взаємодіють з ним одне або комплекс технічних пристроїв.

За типом і структурою машинного компонента можна виділити інструментальні СЛМ, до складу яких як технічних пристроїв входять інструменти і прилади. Відмінною особливістю цих систем, як правило, є вимога високої точності виконуваних людиною операцій. Іншим типом СЛМ є найпростіші людино-машинні системи,які включають стаціонарний і не стаціонарний технічний пристрій людини.

Тут вимоги до людини істотно розрізняються залежно від типу пристрою, його цільового призначення та умов застосування. Проте їх основною особливістю є порівняльна простота функцій людини. Наступним важливим типом СЛМ є складні людино-машинні системи, що включають деяку сукупність технологічно пов'язаних, але різних за своїм функціональним призначенням апаратів, пристроїв і машин, призначених для виробництва певного продукту (енергетична установка, прокатний стан, автоматична потокова лінія, обчислювальний комплекс і т. п.).

У цих системах, як правило, зв'язаність технологічного процесу забезпечується локальними системами автоматичного управління. У завдання людини входить загальний контроль за ходом технологічного процесу, зміна режимів роботи, оптимізація окремих процесів, налагодження, пуск і зупинка. Ще більш складним типом СЛМ є системно технічні комплекси. Вони являють собою складну технічну систему з неповністю детермінованими зв'язками і колектив людей, що беруть участь в її використанні.

Для систем такого типу характерним є взаємодія не тільки по ланцюгу «людина - машина», а й по ланцюгу «людина - людина --машина ». Іншими словами, в процесі своєї діяльності людина взаємодіє не тільки з технічними пристроями, але і з іншими людьми.

В основу класифікації СЛМ за типом взаємодії людини і машини може бути покладена ступінь безперервності цієї взаємодії. За цією ознакою розрізняють системи безперервного (наприклад, система «водій - автомобіль ») і епізодичного взаємодії. Останні, в свою чергу, діляться на системи регулярної взаємодії.

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

Системи «людина - машина», відносяться до класу складних динамічних систем, тобто систем, що складаються з взаємозалежних і взаємодіючих елементів різної природи і характеризуються зміною в часі складу структури і взаємозв'язків.

З цього випливають характерні особливості, притаманні СЛМ як складній динамічній системі:розгалуженість структури (або зв'язків) між елементами (людиною імашиною); різноманітність природи елементів; перерозподіл структури і зв'язків між елементами (наприклад, при нормальному ході технологічного процесу оператор лише стежить за ходом його протікання, тобто включений у контур управління як би паралельно, при відхилення від норми оператор бере керування на себе; автономність елементів, тобто здатність їх автономно виконувати частину своїх завдань.

Системи «людина - машина» відносяться також до класу цілеспрямованих систем. У загальному випадку вважається, що система діє цілеспрямовано, якщо вона продовжує переслідувати одну й ту ж мету, змінюючи свою поведінку при зміні зовнішніх умов. Суттєвою особливістю цілеспрямованих систем є їх здатність отримувати однакові результати різними способами. Системи цього класу можуть змінювати свої завдання, вони вибирають як самі завдання, так і засоби їхреалізації.

Системи «людина - машина» можна розглядати і як адаптивні системи. Властивість адаптації полягає в пристосуванні СЛМ до мінливих умов роботи, у зміні режиму функціонування відповідно до нових умов. Для підвищення ефективності СЛМ необхідно передбачити можливість адаптації як всередині самої системи, так і за відношенню до зовнішнього середовища.

І нарешті, системи «людина - машина» можна віднести до класу самоорганізаційних систем, тобто систем, здатних до зменшення ентропії (невизначеності) після виведення їх зі стійкого, рівноважного стану під дією різного роду збурень. Ця властивість стає можливим завдяки цілеспрямованій діяльності людини, здатності її планувати свої дії, приймати правильні рішення і реалізовувати їх у відповідності з виниклими обставинами. Здатність до адаптації і самоорганізації зумовлює таку важливу властивість систем «людина --машина », яким є їх живучість.

На підставі вище викладеного можна в загальних рисах охарактеризувати деякі найважливіші принципи системного підходу до вивчення СЛМ. Суть їх зводиться до наступного:

1. Можливо більш повне і точне визначення призначення системи, її цілей і завдань. Це вимагає, в свою чергу, аналізу складу і значущості окремих цілей, підцілей і завдань; визначення можливості їх здійсненності та необхідних для цього коштів та ресурсів; визначення показників ефективності та цільової функції СЛМ.

2. Дослідження структури системи, і перш за все складу що в неї входять, характеру межкомпонентних зв'язків та зв'язків системи із зовнішнім середовищем, просторово-часової організації компонентів системи та їх зв'язків, меж системи, її мінливості і особливостей на різних стадіях існування (життєвого циклу).

3. Послідовне вивчення характеру функціонування системи, в тому числі: всієї системи в цілому, окремих підсистем в межах цілого, мінливості функцій та їх особливостей на різних стадіях існування системи.

4. Розгляд системи в динаміці, у розвитку, тобто нарізних етапах її життєвого циклу: при проектуванні, виробництві та експлуатації

2. Функції системи «людина - машина»

Ефективний розподіл функцій базується на максимальному врахуванні можливостей людини і машини. Загального рішення ця проблема не має, оскільки кожній системі властиві свої особливості управління і кожного разу треба по-новому оцінювати можливості людини і технічних засобів її діяльності. При цьому не тільки в різних СЛМ людина виконує неоднакові функції, можливе також виконання оператором різних функцій в межах однієї системи. Ефективність виконання цих функцій впливає на ефективність функціонування СЛМ в цілому. Ось чому розподіл функцій у системі є дуже важливим і має базуватися на можливостях машини і спроможностях людини. Порівняємо можливості людини і машини в системах управління:

· Функціонування СЛМ з врахуванням всіх варіантів її роботи може забезпечити тільки людина. Вона здатна краще оцінити роботу системи, беручи до уваги різні фактори та попередній досвід діяльності оператора.

· Полі модальність у сприйманні різної інформації, її співставлення при формуванні образу об'єкта притаманні тільки людині.

· За швидкістю сприймання та алгоритмічної переробки інформації машина перевершує людину.

· Завдяки константності сприймання та здатності розпізнавати сигнали на фоні шумів людина працює надійніше, ніж машина, яка може знаходити інформацію тільки за певними ознаками.

· За різноманітністю способів переробки інформації та виконання керуючих дій людина випереджає машину.

· За швидкістю і точністю виконання дій людина поступається машині.

Машина краще працює в ситуаціях перевантаження, оскільки на неї не впливають різні суб'єктивні фактори. Зрозуміло, що в непередбачуваних ситуаціях, в умовах індуктивного, прогностичного мислення людина діє краще, ніж машина. Згідно з попереднім порівнянням можливостей, можна запропонувати такий варіант розподілу функцій. Людина має виконувати такі функції:

· індуктивного мислення, тобто прийняття рішення на базі неповної інформації, узагальнення різних фактів, доповнюючи інформацію з власного досвіду;

· розпізнавання ситуації в цілому за її окремими характеристиками, а також неповною інформацією про неї;

· вирішення задач, стосовно яких відсутні правила або алгоритми;

· вирішення задач великої відповідальності;

· вибору засобів вирішення задач у швидко змінюваних умовах, що передбачає виявлення гнучкості та адаптивності.

Машині доцільно передати такі функції:

· дедуктивного мислення, тобто знаходження рішення для окремих випадків на базі загальних принципів і правил;

· виконання громіздких математичних розрахунків та вибір відомих варіантів рішень;

· збереження великої кількості інформації;

· здійснення одноманітних операцій за відомим алгоритмом дій;

· виконання швидких дій у відповідь на певну команду.

Ці рекомендації мають узагальнювальний характер, у кожному ж конкретному випадку визначальним є експеримент з моделюванням конкретної системи, умов її функціонування, а також застосуванням певних принципів.

Слід зауважити, що нині проблема розподілу функцій між людиною і машиною виявляється як проблема розподілу функцій між людиною і електронно-обчислювальною технікою, яка дуже швидко розвивається. Крім цього, потрібно диференціювати проблеми, що вирішуються у реальних масштабах часу, і проблеми, при вирішенні яких використовують для наукових розрахунків і цілей управління.

В останньому випадку розподіл функцій між людиною і машиною дуже простий, тому що машини використовуються в тих випадках, коли треба виконати роботу швидше, надійніше і ефективніше, ніж це вдається людині. Використання ж машин у реальному часі управління потребує розподілу функцій між складовими діючих СЛМ.

Цей розподіл був різним упродовж історичного розвитку трудових процесів. Спочатку від людини до машини переходили певні рухові функції, потім функції передавання інформації, а зараз і її приймання, переробки та прийняття рішень.

Але це вже проблема "штучного інтелекту", яка пов'язана з наближенням машинних засобів вирішення завдань до людських . Варто додати, що уже в той час значні у світі фахівці (Синейко і Баклі, 1957; Джордан, 1963; У. Синглтон, 1967; Б. Ломов, 1967; А. Леонтьєв, 1967 та ін.), як і увесь розвиток методології інженерної психології, довели, що замість того, щоб порівнювати можливості людини і машини, треба створювати системи, у яких машини доповнювали б людей. Пізніше цей підхід дістав назву антропоцентричний.



3. Показники якості системи «людина - машина»

Будь-яка СЛМ покликана задовольняти ті чи інші потреби людини і суспільства. Для цього вона повинна володіти певними властивостями, які закладаються при проектуванні СЛМ і реалізуються в процесі експлуатації.

Під властивістю СЛМ розуміється її об'єктивна здатність, що виявляється в процесі експлуатації. Кількісна характеристика тієї чи іншої властивості системи, що розглядається стосовно до певних умов її створення та експлуатації, носить назву показника якості СЛМ.

У нашій країні розроблена певна номенклатура показників якості промислової продукції. Вона включає в себе 8 груп показників, за допомогою яких можна кількісно оцінювати різні властивості продукції. До них відносяться: показники призначення, надійності і довговічності, технологічності, стандартизації та уніфікації, а також ергономічний, естетичний, патентно-правовий і економічний показники. Не розглядаючи докладно всі показники, зупинимося лише на тих з них, які впливають на діяльність людини в СЛМ або залежать від результатів її діяльності:

Швидкодія визначається часом проходження інформації по замкнутому контуру «людина - машина»

Надійність характеризує безпомилковість (правильність) рішення що стоять перед СЛМ завдань. Оцінюється вона ймовірністю правильного рішення задачі.

Важливою характеристикою діяльності оператора є також точність його роботи. На цій характеристиці слід зупинитися окремо, бо в ряді випадків відбувається деяке змішування її з надійністю. В якості вихідного поняття для визначення обох характеристик використовується поняття «Помилка оператора», для розрахунку обох характеристик пропонуються однакові формули і т. д. Фактично ж надійність і точність представляють собою різні показники, що характеризують різні сторони діяльності оператора.

Під точністю роботи оператора слід розуміти ступінь відхилення деякого параметра, що вимірюється, що встановлюється або регульованого оператором, від свого істинного, заданого або номінального значення. Кількісна точність роботи оператора оцінюється величиною похибки, з якою оператор вимірює, встановлює або регулюєданий параметр.

Величина похибки може мати як позитивний, так і негативний знак. Поняття помилки та похибки не тотожні між собою: не всяка похибка є помилкою. До тих пір, поки величина похибки не виходить за допустимі межі, вона не є помилкою. У роботі оператора слід розрізняти випадкову і систематичну похибки. Випадкова похибка оператора оцінюється величиною середньоквадратичної похибки, систематична похибка - величиною математичного сподівання окремих похибок.

Своєчасність вирішення задачі СЛМ оцінюється ймовірністю того, що стоїть перед СЛМ завдання буде вирішено за час, що не перевищує припустиме. Оскільки більшість СЛМ працюють в межах певних часових обмежень, то несвоєчасне рішення задачі призводить до недосягнення мети, що стоїть перед системою «людина - машина». Тому в цих випадках як у загального показника надійності використовується вірогідність правильного і своєчасного рішення задачі

Безпека праці людини в СЛМ оцінюється ймовірністю безпечної роботи. Небезпечні та шкідливі ситуації можуть створюватися як технічними причинами (несправність машини, аварійна ситуація, несправність захиснихспоруд), так і порушеннями правил і заходів безпеки з боку людей. При цьому, в умовах автоматизованого виробництва, коли контакт людини з робочими частинами машин і устаткування порівняно невеликий, велика роль у виникненні небезпечних і шкідливих для людини ситуацій належить психофізіологічним факторам.

Ступінь автоматизації СЛМ характеризує відносну кількість інформації, що переробляється автоматичними пристроями. Для кожної СЛМ існує деяка оптимальна ступінь автоматизації, при якій ефективність СЛМ стає максимальною. При цьому чим складніше СЛМ, тим більше втрати ефективності через неправильного вибору ступеня автоматизації. Оптимальна ступінь автоматизації встановлюється в процесі рішення задачі розподілу функцій між людиною і машиною.

«Людина - машина», що забезпечує можливість здійснення в ній діяльності людини (групи людей). Ергономічні показники являють собою ієрархічну структуру, що включає в себе цілісну ергономічну характеристику, комплексні, групові та одиничні показники. За допомогою розглянутих показників можна оцінити одне або кілька однотипних властивостей СЛМ. Іноді їх може виявитися недостатньо для вирішення інженерно-психологічних завдань. У цьому випадку потрібно дати інтегральну оцінку якості системи «людина - машина» як сукупності всіх її основних властивостей. Для цього використовується поняття ефективності СЛМ,під якою розуміють ступінь пристосованості системи до виконання покладених на неї функцій.

При визначенні ефективності СЛМ необхідно врахувати наступні правила: для отримання повної інтегральної оцінки слід враховувати всю сукупність приватних показників якості СЛМ; приватні показники повинні входити в загальну оцінку з деякою «вагою»,характеризує їх важливість в даній системі. При цьому слід зазначити, що всі приватні показники з точки зору їх впливу на ефективність можуть бути підвищеними або знижувальними .

4. Оператор в системі «людина машина»

Як вже зазначалося, незалежно від ступеня автоматизації СЛМ,людина залишається головною ланкою системи «людина - машина». Саме він ставить цілі перед системою, планує, направляє і контролює весь процес її функціонування. Тому діяльність оператора є вихідним пунктом інженерно-психологічного аналізу і вивчення СЛМ. Діяльність оператора має ряд особливостей, що визначаються наступними тенденціями розвитку сучасного виробництва.

1. З розвитком техніки збільшується кількість об'єктів (і їх параметрів), якими необхідно керувати. Це ускладнює і підвищує рольо перацій з планування та організації праці, з контролю і керування виробничими процесами.

2. Розвиваються системи дистанційного керування. Людина все більше віддаляється від керованих об'єктів, про динаміку їхнього стану він судить не за даними безпосереднього спостереження, а на підставі сприйняття сигналів від пристроїв відображення інформації, що імітують реальні виробничі об'єкти. Здійснюючи дистанційне управління, людина одержує необхідну інформацію в закодованому вигляді (тобто у вигляді показників, лічильників, індикаторів, вимірювальних приладів і т. д.), що обумовлює необхідність декодування і уявного зіставленняотриманої інформації зі станом реального керованого об'єкта.

3. Збільшення складності, швидкості течії виробничих процесів висуває підвищені вимоги до точності дій операторів,швидкості прийняття рішень у здійсненні управлінських функцій. Значною мірою зростає ступінь відповідальності за вчинені дії, оскільки помилка оператора при виконанні навіть самого простого акта може призвести до порушення роботи всієї системи «людина - машина», створити аварійну ситуацію із загрозою для життя людей, які працюють. Тому робота оператора в сучасних людино-машинних комплексах характеризується значним збільшенням навантаження на нервово-психічну діяльність людини, у зв'язку з чим по-іншому ставиться проблема критеріїв тяжкості операторської праці. Основним критерієм стає не фізична тяжкість праці, а його нервово-психічне напруження.

4. В умовах сучасного виробництва змінюються умови роботи людини. Для деяких видів діяльності оператора характерно обмеження рухової активності, що не тільки проявляється в загальному зменшенні кількості м'язової роботи, а й пов'язане з переважним використанням малих груп м'язів. Іноді оператор повинен виконувати роботу в умовах ізоляції від звичного соціального середовища, в оточенні приладів та індикаторів.

5. Підвищення ступеня автоматизації виробничих процесів вимагає від оператора високої готовності до екстрених дій. При нормальному перебігу процесу основною функцією оператора є контроль і спостереження за його ходом. При виникненні порушень оператор повинен здійснити різкий перехід від монотонної роботи в умовах «Оперативного спокою» до активних, енергійних дій з ліквідації виниклих відхилень. При цьому він повинен протягом короткого проміжкучасу переробити велику кількість інформації, прийняти і здійснити правильне рішення. Це призводить до виникнення сенсорних, емоційних і інтелектуальних перевантажень.

Розглянуті особливості операторської праці дозволяють виділити його в специфічний вид професійної діяльності, у зв'язку з чим для його вивчення, аналізу та оцінки недостатньо класичних методів, розроблених психологією та фізіологією праці та використовуються для оптимізації різних видів робіт, не пов'язаних з дистанційним управлінням за приладами. Діяльність оператора в системі «людина - машина» може мати найрізноманітніший характер. Тому потрібно завжди бути організованим, стриманим, локанічним, уважним і т.д.



Висновок

Інженерна психологія, яка є особливою науковою дисципліною, прикордонної для технічних і психологічних наук, виникла як відповідь на потреби науково-технічного прогресу. Її об'єктом є системи «людина - машина», а предметом - процеси інформаційної взаємодії людини і техніки. Створення нових зразків техніки і нових технологічних процесів неминуче супроводжується змінами вимог до людини як суб'єкту праці; змінюються знаряддя та умови праці, формуються нові види трудової діяльності.

Кожен новий крок у розвитку техніки і технології породжує і нові проблеми, які потребують інженерно-психологічного дослідження. Це означає, що інженерна психологія є наука яка невпинно розвивається. Її розвиток органічно пов'язане з науково-технічним прогресом. З ходом науково-технічного прогресу роль інженерної психології зростає. У сучасному суспільстві інженерна психологія, як і всі інші науки, поставлена на службу людині праці.

Головне завдання інженерної психології - це розробка оптимальних методів і засобів вирішення суперечностей між технологічними процесами і технікою, з одного боку, і трудовою діяльністю людини - з іншого, виникають у процесі розвитку виробництва. Її мета - підвищення продуктивності праці шляхом гуманізації техніки і технології.



Список використаної літератури

1. Зінченко В.П., Муніпов В.М. Основи ергономіки. -М.: Вид-во МДУ, 1999. 344 с.

2. Зінченко В.П., Муніпов В.М. Ергономіка. Орієнтований на людину проектування. -М.: Тривола, 2005. 480 с.

3. Леонова А.Б., Чернишова О.М. Психологія праці та організаційна психологія: сучасний стан і перспективи. Хрестоматія. -М.: Родікс, 2000. 448 с.

4. Моргунов Є.Б. Людські фактори в комп'ютерних системах. -М.: Тривола, 2004. 272с.

5. Основи інженерної психології. Підручник / За ред. Б.Ф. Ломова. -М.: Вища школа, 1986. 448 с.

6. Стрільців Ю.К. Психологічний зміст операторської праці. -М.: Російське психологічне суспільство, 1999. 196 с.

7. Стрільців Ю.К. Інженерна та професійна психологія. -М.: Академія, 2001. 360 с.

8. Хрестоматія з інженерної психології / За ред. Б.А. Душкова. -М.: Вища школа, 2001. 287 с.

Размещено на Allbest.ru

...