Проблема деятельности в эргономике

Два понятия: “алгоритм” и “деятельность” олицетворяют две огромные страны, лежащие на разных научных континентах и разделенные океаном взаимного отчуждения и недоверия. Это два мира (мир математики и программирования и мир эргономики и гуманитарных наук), в которых господствует разный стиль научного мышления. Это две грандиозные области весьма глубоких и тонких исследований, между которыми нужно построить широкий и прочный мост взаимопонимания с интенсивным двусторонним движением идей. Строительство такого моста мы рассматриваем как обобщение высшего ранга, тесно связанное с проблемой улучшения работы ума и способное проложить путь к новым мощным научным прорывам.

Категория деятельности является важнейшей в системе эргономического знания. Деятельность в эргономике выступает как:

1) предмет объективного научного изучения;

2) объект управления;

3) предмет проектирования и моделирования;

4) предмет многоплановой оценки.

По мнению В. Мунипова, исследование деятельности связано, в частности:

! с проблемой конструирования и реконструирования профессий, формирования сочетания отдельных операций и действий, образующих целостную деятельность;

! с развитием научной организации и охраны труда, всех наук, изучающих трудовую деятельность человека в интересах решения важнейшей народнохозяйственной задачи — кардинального повышения производительности труда и качества работы.

 

Исследованию деятельности посвящено большое число работ [2]. К середине 60-х годов были разработаны методы алгоритмизации деятельности человека-опе­ратора, выполняющего функции контроля и управления технологическим объектом (Д. Агейкин, А. Галактионов). На протяжении ряда лет изучалась деятельность авиадиспетчера (М. Груздев), диспетчера железнодорожного узла (Д. Завалишина и В. Пуш­кин), оператора дистанционного управления технологическими процессами (Д. Оша­нин, В. Венда), оперативного персонала электростанций (С. Гаджиев, К. Гуревич).

Развивался алгоритмический подход к анализу деятельности оператора (А. Галак­тионов, А. Чачко). Г. Зараковским был разработан формализованный язык для записи и анализа профессиограмм машинистов и рулевых крупных морских судов.

Результаты работ этого направления позволили перейти к созданию математических моделей, методов количественной оценки эффективности и надежности деятельности человека-оператора, определения его загрузки, подойти к решению важной проблемы инженерной психологии — распределению функций между человеком и машиной в системе “человек—машина”.

Были разработаны различные концепции и подходы к проектированию операторской деятельности.

! Системный подход к анализу и оптимизации взаимодействия человека и машины (Б. Ломов).

! Психофизиологический и алгоритмический анализ деятельности (Г. Зараковский).

! Структурно-эвристическая концепция послойной переработки информации оператором (В. Рубахин).

! Принцип “включения” (А. Крылов).

! Структурно-алгоритмический подход к анализу и проектированию деятельности (Г. Суходольский).

! Функционально-структурная теория (А. Губинский).

! Структурно-психологическая концепция (В. Венда).

! Концепция генезиса психологической системы деятельности (В. Шадриков).

! Концепция идеализированных структур деятельности (А. Галактионов).

 

Подробный обзор зарубежных работ содержится в [3].

Анализируя эргономические проблемы проектирования и моделирования деятельности, можно отметить разнообразие различных подходов и методов, среди которых достойное место занимает алгоритмический (процессуальный) подход. К сожалению, существующие способы описания алгоритмов во многом устарели и не позволяют в полной мере выявить все преимущества этого метода. Думается, использование языка ДРАКОН в качестве стандарта для описания структуры деятель­ности — в разумном сочетании с другими методами — позволит сделать заметный шаг вперед при решении многих задач, связанных с созданием современных человеко-машинных систем.

Искусственный интеллект:
алгоритмизация – это ночной кошмар!

Нынешняя наука похожа на лабиринт, составленный из клеток, неко­торые из которых наглухо изолированы друг от друга. Представители разных научных дисциплин порою как бы “не слышат” друг друга. Поэтому сегодня, как никогда, нужны общезначимые языки, удоб­ные для всех, способные “взламывать” междисциплинарные перего­родки и укреплять взаимопонимание между разными отрядами ученых. В качестве примера рассмотрим “взаимоисключающие” высказывания некоторых специалистов по искусственному интеллекту (ИИ) и инженерных психологов.

Специалисты по ИИ: долой алгоритмизацию!

Во многих случаях полезно различать два вопроса: ЧТО надо сделать? и КАК это сделать? Большинство приверженцев ИИ отстаивают принцип приоритета декларативных знаний, согласно которому человеку намного легче ответить на вопрос “что?”, чем на вопрос “как?” Поэтому они призывают отказаться от императивных языков (языков типа “как”) и заменить их декларативными языками (языками типа “что”).

Достигаемое преимущество, по их мнению, объясняется тем, что программисту гораздо удобнее давать определения ситуаций и формулировать задачи вместо того, чтобы во всех деталях описывать способ решения этих задач. При декларативном подходе от программиста уже не требуется построения алгоритма, решающего задачу, поскольку программы изменяют свой облик и “всегда будут логически описывать саму задачу, а не процесс ее решения” [4].

Итак, почему следует отказаться от алгоритмов? На это есть три причины. Во-первых, декларативное описание — это хорошее (рациональное), описание, а процедурное — плохое (нерациональное), поэтому “требование процедурного описания задачи пользователя с самого на­чала означает отказ от рационализации решения проблемы” [5]. Во-вто­рых, человеческие мозги не годятся для создания и понимания алгоритмов: мы (люди) “с трудом составляем алгоритмы, потому что само это понятие нам несвойственно”, ибо “действия людей совершенно не похожи на работу привычных алгоритмов” [6]. Исходя из этого (в-третьих), экстремисты от ИИ заявляют, что вскоре декларативные языки одержат всемирно-историческую победу над процедурными “заморышами”; последние — это языки проклятого прошлого, а декларативные языки-победители — это, разумеется, “языки будущего” [6, 7].

Такие или примерно такие рассуждения встречаются в работах если не всех, то многих специалистов по искусственному интеллекту, превратившись в некое общее место, своего рода “символ веры” ИИ.

Естественно возникает вопрос: являются ли эти рассуждения доказательными и, если да, при каких условиях эти доказательства справедливы?

Инженерные психологи:
алгоритмизация деятельности — наше спасение!

В отличие от ИИ-специалистов большинство эргономистов не спешат предавать алгоритмы анафеме. Почему? В частности, потому, что “алгоритмы суть единственное средство для объективного выражения… тех составляющих операторскую деятельность нормативных и инициативных действий и взаимодействий, которые вне алгоритмизации остаются только компонентами личного профессионального опыта квалифицированных операторов. А значит, остаются малодоступными для профессиональной подготовки оперативного персонала, для эффективизации и гуманизации операторского труда. Алгоритмизация действий и взаимодействий есть важнейший результат и основа для получения остальных результатов инженерно-психологического проектирования операторской деятельности [8].

Другой пример. Группа военных эргономистов изучала проблему организации взаимодействия членов экипажей многоместных летательных аппаратов при отказе авиационной техники в полете. Выяснилось, что около половины летных происшествий, возникших на многоместных самолетах из-за отказов в полете, могли бы быть предотвращены при оптимальном взаимодействии между членами экипажа. Как же добиться оптимальности? Авторы предлагают улучшить методы обучения и тренировки экипажей, подчеркивая, что при обучении “немалое значение имеют формы и способы представления членам экипажа информации о порядке их взаимодействия”. По результатам исследований авторы приходят к выводу, что наиболее приемлемой формой представления указанной информации является “алгоритмический способ”, в котором схема алгоритма представляется в графической форме [9].

Работники образования:
алгоритмизация — это хорошо!

Хотя некоторые преподаватели вслед за Р. Ковальским ведут активные эксперименты по внедрению в средние школы языка Пролог, большинство ученых, работающих в сфере среднего образования, по-види­мому, являются сторонниками императивных языков. По их мнению, развитие алгоритмического стиля мышления школьников “есть основная цель курса информатики”, так как школьный курс “должен следовать науке, а процедурная традиция является сегодня ведущей и наиболее разработанной” [10].

Кто же прав:
декларативисты или императивисты?

По нашему мнению, императивный и декларативный подходы являются не альтернативными, а взаимодополняющими: для одного круга задач лучше подходит первый способ представления знаний, для другого — второй. Подобная сбалансированная позиция приходит на смену прежнему экстремизму и начинает завоевывать все больше сторонников. В частности, В. Сергеев, анализируя “процедурно-декларативную кон­троверзу”, делает следующее заключение: “Нам представляется, что эти два подхода выявляют две стороны, два способа человеческого мышления и являются дополнительными примерно в том смысле, в котором различные представления в виде частицы и волны присутствуют в принципе дополнительности Н. Бора”.

Обобщая изложенное, можно предложить несколько замечаний.

! Утверждения типа “императивные методы нерациональны”, “человеку легче описать задачу, чем процесс ее решения”, “люди с трудом составляют алгоритмы, потому что само это понятие им несвойственно” не содержат необходимых ограничительных формул и не удовлетворяют критериям научной строгости. Проще говоря, они голословны и бездоказательны. Существует обширный класс задач, для которых названные положения в корне неверны.

! Парадокс в том, что искусственный интеллект как научное направление нисколько не нуждается в приведенных выше некорректных (чтобы не сказать — нелепых) утверждениях, так как реальные и общепризнанные достижения искусственного интеллекта совершенно не зависят от этой дезориентирующей словесной мишуры. Последняя напоминает пыль, которую нерасторопные служители забыли стереть с золотой статуэтки.

! Хотя аргумент “все декларативное хорошо, все императивное плохо” и его многочисленные вариации являются некорректными, тем не менее в период “детства” ИИ они сыграли позитивную и мобилизующую роль, объединяя усилия ИИ-специалистов в борьбе против общего “императивного врага” и тем самым концентрируя их внимание на пионерской идее декларативного языка. Однако теперь, когда декларативная задача решена, нет никакой необходимости сохранять образ мифического “императивного врага”. Сегодня — в эпоху зрелости искусственного интеллекта — указанный аргумент полностью себя скомпрометировал и должен быть отброшен. Мавр сделал свое дело, мавр должен уйти.

Эргономический анализ
проектно-конструкторской деятельности

Социальная значимость языка ДРАКОН как инструмента для описания структуры деятельности тесно связана с той особой ролью, которую деятельность (как понятие и социальное явление) играет в системе человеческой культуры.

По мнению В. Сагатовского, “деятельность — это фундаментальное философское понятие, сопоставимое по своей общности с категориями общественного бытия и сознания... Это ключевое понятие для понимания специфики “мира человека”. Выходит немало книг и статей, в которых говорится о важности принципа деятельности, о необходимости деятельностного подхода, иной раз даже провозглашается идея “всеобщей теории деятельности” [11, 12].

История, заметил классик, есть не что иное, как деятельность преследующего свои цели человека. В наши дни представления о деятельности начинают коренным образом меняться. В чем суть изменений?

На протяжении тысячелетий человеческая деятельность не проектировалась, а формировалась стихийно. Однако на современном этапе остро встает вопрос о проектировании, моделировании и формализации описания деятельности, которые оказываются полезными при решении многих задач.

Вопрос о проектировании деятельности впервые был поставлен Б. Ломовым в 1967 г. в рамках инженерной психологии, поскольку проект деятельности должен выступать как основа решения всех остальных задач построения систем “человек—машина”. На первом этапе инженерная психология и эргономика сконцентрировали свое внимание на проектировании деятельности оператора (летчика, диспетчера и т. д.), так как профессия оператора получила большое распространение и в ряде случаев оказалась решающей. Однако операторский “бум” не мог длиться бесконечно. Стало ясно, что интенсивное изучение деятельности оператора не снимает с повестки дня другие необходимые исследования, в первую очередь исследование деятельности проектировщиков и конструкторов (В. Моляко, 1983).

Проектно-конструкторская деятельность — один из наиболее сложных видов интеллектуального творческого труда. Эта деятельность становится все более важной, так как от нее зависит создание принципиально новых видов техники, разработка сложных социотехнических систем (например, автоматизированных систем управления), разработка новых технических и социальных проектов и технологий и т. д. Повышение эффективности конструкторской деятельности человека в связи с ускорением научно-технического прогресса предполагает разработку инженерно-психологических средств и методов активизации творчества конструктора с учетом общих концепций теории деятельности.

Подводные камни
проектно-конструкторской деятельности

Во многих случаях причиной промышленных катастроф и аварий являются проектно-конструкторские недоработки. Вызванные ими отказы техники можно разбить на две группы:

1) фатальные (которые невозможно предугадать заранее);

2) прочие (назовем их дефектами).

Фатальные отказы связаны с тем, что наше знание ограничено. Подобные отказы имеют место лишь тогда, когда научно-конструкторский коллектив столкнулся с новым, доселе неизвестным фактом или явле­нием. Такие случаи мы исключаем из рассмотрения, потому что на нет и суда нет. Если наука не в состоянии предвидеть и предотвратить негативные последствия, возникает безвыходная ситуация, когда авария может стать неизбежной.

Дело несколько облегчается тем, что отказы и аварии чаще всего вызываются не фатальными отказами, а дефектами. Термин “дефект” описывает ситуацию, когда авария не приводит к приращению научного знания, потому что вся необходимая для ее предотвращения информация была известна заблаговременно, но не была использована.

Почему? Возможны три причины:

! чтобы избежать дефекта и предотвратить аварию, конструктор должен сопоставить и логически увязать слишком большое количество хорошо известных фактов, т. е. выполнить огромный объем умственной работы, намного превышающий реальные возможности его мозга;

! хорошо известные факты находятся в головах разных людей, между которыми отсутствует должное интеллектуальное взаимопонимание и взаимодействие на основе четко налаженной коммуникации;

! у конструктора недостаточная мотивация к выполнению работы, следствием чего является безответственность и халатность (этот случай мы не рассматриваем, так как сегодня имеются эффективные механизмы управления мотивацией).

 

Первые два случая представляют наибольший интерес, так, причиной дефекта является отсутствие понимания и взаимопонимания. Один из путей предотвращения дефектов — эргономизация науки и проектно-конструкторской деятельности с помощью специальных средств, обеспечивающих улучшение работы ума, среди которых не последнее место занимает язык ДРАКОН. Обобщая эту мысль, следует поставить вопрос о качественно новом шаге в развитии эргономических идей и распространить понятие “проект деятельности” на сложную творческую деятельность.

Переход к научно-обоснованному проектированию творческих видов деятельности, в частности проектно-конструкторской деятельности, — это принципиально новая и крайне сложная задача, которая требует создания новых теоретических средств. Ошибки здесь недопустимы, так как неудачное проектирование конструкторской деятельности может привести к серьезным негативным последствиям.

Многие аварии и катастрофы имеют первопричиной не только того человека (человека-оператора), который управлял техникой в момент аварии, но и других людей, которые проектировали эту несовершенную технику и создали недостаточно приемлемую организацию и условия для работы исполнителей.

В связи с этим возникает ряд теоретических проблем, которые анализируются далее на примере аварии Чернобыльской АЭС.