Учебник для технических вузов / Под общ ред. В. Н. Дружинина. Спб.: Питер, 2010. Объект, предмет и задачи инженерной психологии

Скачать 1.32 Mb.

Название	Учебник для технических вузов / Под общ ред. В. Н. Дружинина. Спб.: Питер, 2010. Объект, предмет и задачи инженерной психологии
страница	9/10
Дата публикации	01.08.2013
Размер	1.32 Mb.
Тип	Литература

100-bal.ru > Психология > Литература

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Структурная схема системы "человек-машина"

Рецепторы
(органы чувств)
Средства отображения информации
Центральная нервная система
Информационные логические и вычислительные устройства
Эффекторы (органы движения)
Органы управления

На рисунке схематически представлена система человек - машина. Машина, получив входные данные, поставляет человеку информацию, которую он воспринимает и интерпретирует, используя для этого в качестве устройства для обработки данных свой мозг. Далее человек производит необходимую установку органов управления машиной, чтобы изменить ее выходные данные. Таким образом, человек и машина образуют единую систему, в которой используются возможности каждого из них
Структурная схема СЧМ

Оператор		Машина

Рецепторы (органы чувств)	←	Средства отображения информации		Управляемый объект
↓		¦
Центральная нервная система		Информационные логические и вычислительные устройства	→
↓		¦
Эффекторы (органы движения)	→	Органы управления

Человечеством создано огромное разнообразие человеко-машинных систем, ориентироваться в котором достаточно трудно.

Совокупность "человек-машина" существует везде:

- в авиации (военной и гражданской),

- на подводных лодках,

- космических аппаратах.

- работа радаров, эхолокаторов, морских подводных лабораторий;

- автомобилестроение, городской транспорт,

- офисная среда,

- атомные электростанции, горные разраб.,

- интерактивные компьютеры,

- ракетные системы.

Несмотря на большое разнообразие систем "человек - машина", они имеют целый ряд общих черт и особенностей. Эти системы:

- динамические. Характерные особенности, присущие СЧМ как сложной динамической системе: разветвленность структуры 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.

- целеустремленные, Системы "человек - машина" относятся также к классу целеустремленных систем. 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.

- самоорганизующиеся, Система "человек - машина" может быть отнесена к классу самоорганизующихся систем, т.е. систем, способных к уменьшению неопределенности после вывода их из устойчивого, равновесного состояния под действием различного рада 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.

- адаптивные. 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. 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 ставится вопрос о создании СЧМ, в которой свойство адаптации реализуется путем соответствующего технического обеспечения. Речь идет о создании таких технических средств, которые могут изменить свои параметры и условия деятельности в зависимости от текущего конкретного психофизиологического состояния человека и показателей эффективности его деятельности.

Научно-техническая революция привела к существенному изменению условий, средств и характера трудовой деятельности. В современном производстве, на транспорте, в системах связи, в строительстве и сельском хозяйстве все шире применяются автоматы и вычислительная техника; происходит автоматизация многих производственных процессов.

Благодаря техническому перевооружению производства существенно изменяются функции и роль человека. Многие операции, которые раньше были его прерогативой, сейчас начинают выполнять машины. Однако, каких бы успехов ни достигала техника, труд был и остается достоянием человека, а машины, как бы сложны они ни были, являются лишь орудиями его труда. В процессе труда человек, используя машины как орудия труда, осуществляет сознательно поставленные им цели.

Создание эффективной системы человек-оператор заключается в поиске оптимального сочетания возможностей машины и человека.

Рациональное распределение функций между человеком и машиной реализуется на основе следующих принципов:

Принцип преимущественных возможностей. Основывается на сравнительном анализе возможностей человека и машины. Определяет рациональное распределение функций между человеком и техническим средством. Играет существенную роль в определении уровня автоматизации комплексов "человек - машина".

Принцип эквивалентности входных и выходных характеристик человека и технических устройств. Основывается на анализе потоков информации, организации каналов связи "техническое устройство - человек - техническое устройство". Определяет количество информации, которое необходимо предоставлять человеку для обеспечения высокой и устойчивой работоспособности в течение длительного времени, выбор сенсорного канала и качеств сигнала.

Принцип резервирования. Отражает необходимость реализации творческих возможностей человека, что обеспечивает поддержание высокой готовности к действию и сохранение работоспособности.

Принцип максимизации показателей. Предполагает выделение ведущего параметра деятельности и обеспечение условий его реализации.

Принцип ответственности. Предусматривает распределение функций, исходя из их значимости в процессе управления. Так, нередко на практике отдельные ответственные операции, которые машина может выполнять быстрее и порой точнее, все же возлагаются на человека. При этом достигается снижение вероятности таких отказов, которые чреваты наиболее опасными последствиями для системы.

Для решения практических задач возникает необходимость выделения общего принципа рациональности распределения функций между человеком и машиной. Целесообразно базироваться на динамических характеристиках системы, их сравнении с характеристиками, которые признаны оптимальными, исходя из совмещенного критерия точности и быстродействия.

Согласно этому принципу, рациональное распределение функций между человеком и машиной должно осуществляться так, чтобы человеку поручались те функции, которые позволяют ему наиболее эффективно реализовать свои возможности, а машине - те, которые требуют выполнения стереотипных операций, высокого быстродействия и точности.

Так, при выполнении функции обнаружения технические устройства характеризуются чувствительностью к сигналам, которые человек не может воспринимать непосредственно, таким, как ультразвуковое и инфракрасное излучение, электромагнитные поля и т.п. Однако человек превосходит машину в способности узнавать объекты, несмотря на изменение условий восприятия, в чувствительности к широкому диапазону стимулов, таких как температура, свет, звук, запах, давление и т.п., в распознавании сигналов в условиях помех.

При выполнении функции интерпретации машина, в отличие от человека, безошибочно выполняет логический вывод в соответствии с заданным алгоритмом. Машина превосходит человека по скорости и точности переработки информации по заданной программе. однако она не обладает способностью применять обобщенные понятия, не может использовать информацию сверх предусмотренной программы, в непредвиденных ситуациях может выдать абсурдный результат. Человека отличает от машины способность разумно и творчески действовать в непредвиденных, незапрограммированных ситуациях.

Машина лучше человека выполняет монотонные, повторяющиеся операции, такие, например, как поддержание заданного значения параметра. Человек утомляется в процессе монотонной работы, его внимание рассеивается, он нуждается в отдыхе. Однако в случае осознанной необходимости человек способен активно действовать в сложных и опасных ситуациях длительное время, значительно превышающее обычные нормы.

Машина превосходит человека при выполнении операций типа «стимул-реакция» – сигнализация о неисправностях, о достижении предельного значения параметра. Но только человек может принимать решения, связанные с высокой ответственностью за возможные последствия, только к деятельности человека применимо само понятие риска.

Психологический анализ возможностей человека и машины

Характеристики, по которым человек превосходит машину	Характеристики, по которым машина превосходит человека
Прием информации (сенсорно-перцептивная сфера)
Чувствительность к зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным и вкусовым раздражителям, имеющим низкий энергетический уровень Восприятие информации в незакодированной форме Обнаружение и восприятие необычных и неожиданных событий в окружающей среде Распознавание объектов при высоких уровнях шумов и сокращенной полезной информации Распознавание объектов при широкой вариативности их несущественных признаков	Чувствительность к раздражителям, которые находятся за пределами диапазона чувствительности человека (например, к рентгеновским лучам, ультразвуку, вибрации высокой частоты) Отсутствие чувствительности ко многим посторонним факторам, устойчивость "внимания" Одновременное восприятие информации Способность точно опознавать объекты, характеристики, которые определены программой Наблюдение и контроль за точно определенными событиями, постоянная бдительность, особенно при низкой вероятности их появления
Хранение и воспроизведение информации (память)
Накопление и сбережение на протяжении длительного времени большого количества информации Способность вызывать из памяти (припоминать) полезные сведения в нужный момент	Быстрое накопление большого количества закодированной информации, например, длинных рядов числовых показателей Быстрое и точное вызывание (припоминание), а также сохранение на протяжении кратковременных периодов закодированной информации
Переработка информации (операции мышления и памяти)
Способность делать выводы при неполной информации о событиях, реагировать на непредвиденные и маловероятные явления соответствующим решениям Нахождение и применение эвристических методов решения практических задач Способность использовать прошлый опыт и изменять действия применительно к изменениям в среде Способность делать обращения на основании наблюдений (мыслить индуктивно) Способность применять общие принципы к решению конкретных проблем	Точное и быстрое исполнение логических операций, в частности переработка больших объемов информации в соответствии с программой Выполнение быстрых и последовательных реакций на входные сигналы, предусмотренные программой Подсчет и измерение физических объектов Одновременное выполнение нескольких видов логических операций, предусмотренных программой
Осуществление (на основе переработанной информации) воздействий на внешние объекты (моторная сфера)
Способность выполнять тонкие двигательные операции, особенно в непредвиденных ситуациях Способность выполнять действия в условиях перегрузок	Надежное и точное выполнение двигательных операций с высоким уровнем повторяемости Длительное и точное осуществление больших физических усилий (отсутствие утомляемости) Работа в физической среде, вредной для человека

Распределение функций в системе «человек и машина»:

На человека следует возлагать выполнение функций по:	Машине следует поручать:
распознаванию ситуации в целом по её многим сложно связанным характеристикам, а также при неполной информации о ней;	выполнение всех видов математических расчётов;
осуществлению функций индуктивного вывода, т.е. обобщению отдельных фактов в единую систему;	выполнение однообразных, постоянно повторяющихся операций, реализуемых по заданному алгоритму;
решению задач, в которых отсутствует единый алгоритм или нет четко определённых правил обработки информации;	хранение и динамическое представление больших объёмов однородной информации;
решению задач, в которых требуется гибкость и приспособляемость к изменяющимся условиям, особенно задач, появление которых заранее трудно предвидеть;	решение задач, требующих дедуктивного вывода, т.е. получения на основе общих правил решений для частных случаев;
решению задач с высокой ответственностью в случае возникновения ошибки.	выполнение действий, требующих высокой скорости реакции на команду.
решение творческих задач, связанных с логическим анализом ситуации, оценкой и прогнозом её изменений, должно выполняться человеком	на машину возлагается выполнение рутинных, повторяющихся операций, в основном комбинаторно-вычислительного характера, а также хранение, обработка и оперативная выдача больших объёмов информации.

Используя характеристики, приведенные в таблице, можно выделить основные отличия в возможностях человека и машины:

деятельности человека в СЧМ присуща интегральная функция, человек способен ее выполнять лучше, чем машина. Он может оценивать работу системы на основе самых разнообразных факторов с учетом опыта, накопившегося по управлению системой;

по возможности восприятия самой разнообразной информации человек идет пока впереди машины. Сенсорный вход человека сравнительно широк, пластичен и гибок. Человек способен замечать оттенки, тонкости информации, оценивать тенденции ее изменения, воспринимать информацию по косвенным признакам, брать ее за расчетными для системы пределами. Машина же воспринимает только ей непосредственно адресованные прямые сигналы (команды);

по скорости восприятия и переработке информации машина превосходит человека. Человек-оператор в реальных условиях работы способен воспринимать в секунду несколько двоичных единиц информации, машина же в сотни и тысячи раз больше;

по разнообразию возможностей переработки информации, способности разносторонне анализировать и синтезировать ее, по гибкости и тонкости выполнения этих операций человек во много раз превосходит машину;

по точности и скорости переработки информации машина впереди. Те задачи, которые машина способна решать, она решает несравненно быстрее и точнее человека;

по разнообразию исполнительных функций человек опережает машину. Его действия более многообразны, более пластичны; он может легко и быстро перестраиваться в зависимости от условий, может находить новые способы исполнения;

по скорости выполнения управляющих действий, а часто и по точности человек уступает машине;

машина, в отличие от человека, не способна забывать программу, утомляться, отвлекаться. Человек же, кроме того, подвержен влиянию разнообразных субъективных факторов, которые могут отрицательно сказываться на качестве его действий.

Проведенное сравнение показывает, что можно выделить ряд функций, которые предпочтительно возлагать на машину и на человека. Рассмотрим вариант такого распределения.
Машине целесообразно передавать функции, где требуется:

дедуктивное мышление, т. е. способность на основе общих правил вырабатывать решения для частных случаев;
выполнение математических расчетов, так как машина отличается быстродействием и точностью вычислений;
выполнение однообразных, повторяющихся операций согласно заданному алгоритму;
хранение в памяти большого количества информации, которую требуется быстро вводить в машину;
быстрая реакция на команды.

Человеку следует отдавать предпочтение при выполнении функций, где требуется:

индуктивное мышление, способность обобщать, исходя из отдельных фактов, принимать решения на основе неполной информации;
узнавание объекта в целом, а не только отдельных его характеристик;
гибкость и приспосабливаемость к изменяющимся условиям, особенно к непредвиденным ситуациям;
решение задач при отсутствии алгоритма.

Таблица 2. Функциональные характеристики человека и машины

Характеристики	Человек	Машина
Способность интегрировать разнородные элементы в единую систему	Выраженная	Ограниченная
Способность к предвидению событий	Высокая	Ограниченная
Способность к решению нечетко сформулированных задач	Высокая	Ограниченная
Способность к распознаванию внешних ситуаций	Высокая	Ограниченная
Способность ориентироваться во времени и пространстве	Выраженная	Ограниченная
Диапазон способов переработки информации	Широкий	Ограничен
Способность формирования образов внешнего мира	Выраженная	Отсутствует
Способность генерировать идеи	Имеется	Отсутствует
Продолжительность непрерывной работы	Незначительная	Большая
Точность и скорость вычислений	Незначительная	Большая
Объем оперативной памяти	Ограничен	Значительный
Способность к обобщению	Имеется	Ограниченная
Способность к обучению	Хорошая	Плохая

Несмотря на значительный прогресс в создании сложных технических систем, человек во многих случаях незаменим. Особенно это касается его возможностей по работе в условиях неполноты информации и использовании эвристических методов решения проблем. Кроме того, только человек обладает способностью учитывать разнокачественный, в том числе и социальный, опыт для достижения своих целей.

В то же время следует иметь в виду, что если в математико-логическом аспекте машине можно передать любую трудовую функцию, для которой составлена программа ее выполнения, то с психологической точки зрения (в отличие от этого) машине могут быть переданы только те функции, которые формализованы и психологически характеризуются тем, что они фиксированы и однозначно определены.

Возможны 2 основных варианта распределения функций: в первом человек выполняет только операции контроля за машинным процессом решения задачи и утверждает решение; во втором часть операций выполняется человеком и машиной совместно, иначе решение не может быть получено. Первый вариант -- это своего рода параллельная организация взаимодействия человека с машиной, второй -- его последовательная ("пошаговая") организация.

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.

Инженерно-психологическое обеспечение- весь комплекс мероприятий, связанных с организацией учета человеческого фактора в процессе проектирования, производства и эксплуатации СЧМ.

Содержание инженерно-психологического обеспечения СЧМ

Этап жизненного цикла	Аспект инженерно-психологического обеспечения
Этап жизненного цикла		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, режим 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, тренировки, 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

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

	Психология. Учеб для тех вузов/ Под общ ред. В. Н. Дружинина. Спб.: Питер, 2000. 608 с Алешина А. А. Патология эмоций: Учебно-методический комплекс. – Хабаровск: Издательство двггу, 2007. – 30с		Курс лекций по психодиагностике -херсон, хф омурч «Украина», 2008 г. 155 стр Спб.: Питер, 2001. – 688 с. (Серия «Мастера психологии»); Психологическая диагностика: Учебник для вузов/Под ред. М. К. Акимовой,...
	Учебник для вузов / Под ред. Г. С. Никифорова. 2-е изд., доп и перераб.... Учебник предназначен для студентов и преподавателей факультетов психологии университетов, а также для специалистов, занятых на практике...		Курс лекций для студ вузов / под общ ред. А. В. Овруцкого. Спб. Питер,... Валгина, Н. С. Активные процессы в современном русском языке : учеб пособие для студ вузов / Н. С. Валгина. – М. Логос, 2001. – 302...
	Методическое пособие для учителя. 10 класс/ Под ред проф. Н. В. Макаровой.... Информатика и икт. 10 класс. Базовый уровень. /Под ред. Н. В. Макаровой. Спб.: Питер, 2008		Учебник для вузов / под ред. А. И. Добрынина, Л. С. Тарасевича. 3-е... Экономическая теория: Учебник [для вузов] / Борисов Евгений Филиппович. 3-е изд., перераб и доп. М.: Юрайт, 2004. 399с. Библиогр...
	Учебник для вузов. 3 е изд. Спб.: Питер, 2008. 496 с. Курбатов В.... Анцупов А. Я., Шипилов А. И. Конфликтология: учебник для вузов. 3 е изд. Спб.: Питер, 2008. 496 с		Урок 1 (конспект). Учебный предмет «Информатика» Информатика и икт. Учебник. 8-9 класс / Под ред проф. Н. В. Макаровой. – Спб.: Питер, 2009
	Учебник для вузов / А. В. Завгородний, В. В. Коробченко, А. В. Кузьменко;... Трудовое право России: учебник / под ред. С. Ю. Головиной, М. В. Молодцова. – М.: Норма, 2008. 704 с		Учебник для вузов / под ред. А. Г. Гогоберидзе, О. В. Солнцевой.... Богомолова, О. Б. Защита компьютера от вредоносных воздействий : практикум / О. Б. Богомолова, Д. Ю. Усенков. – М. Бином. Лаборатория...
	Жидко М. Психотерапия: учебник для вузов спб.: Питер, 2009, 496 с.... Бурлачук Л., Кочарян А., Жидко М. Психотерапия: учебник для вузов спб.: Питер, 2009, 496 с		Рабочая программа по физической культуре для 9 класса учителя физической культуры В. И. Ляха, А. А. Зданевича. (М.: Просвещение, 2005),, учебно-методического комплекса; под общ ред. М. Я. Виленского – М. Просвещение,...
	Учебник для вузов. Спб.: Питер, 2008. 583 с: ил. (Серия «Учебник для вузов») ...		Учебника по дисциплине «Правоведение» Б20 Правоведение. Учебник для вузов. 3-е изд., доп и перераб. — Спб.: Питер, 2008. —464 с: ил. — (Серия «Учебник для вузов»)
	Учебник для вузов. Под ред чл корр. Ран, профессора Р. В. Камелина.... Методические указания составлены в соответствии с «Программой по ботанике для студентов фармацевтических вузов и фармацевтических...		Основные положения лекции «Информатика и икт. 8-9 класс.» Под ред. Макаровой Н. В., изд.: Спб.: «Питер» 2010 г

Учебник для технических вузов / Под общ ред. В. Н. Дружинина. Спб.: Питер, 2010. Объект, предмет и задачи инженерной психологии

Структурная схема системы "человек-машина"

Похожие: