Раздел 7. Эргономическое обеспечение проектирования счм

 

Разработку и оценку проектных предложений по созданию удобной, надежной и безопасной техники выделяют в особую область – эргономическое проектирование человеко-машинных систем. Оно направлено на обеспечение заданных эргономических свойств системы, на формирование средств и способов поддержания необходимой квалификации и работоспособности людей.

Эргономическое проектирование предусматривает:

– оптимальное распределение функций между человеком и машиной;

– оптимальная организация рабочего места с учетом в конструкции оборудования на основе антропометрических, биомеханических и психофизиологических требований;

– соответствие технических средств психофизиологическим, биомеханическим и антропометрическим требованиям;

– обеспечение оптимальных значений факторов внешней среды на рабочем месте.

Эргономическое проектирование – составная часть общего процесса проектирования и проводится на всех стадиях. Эргономический анализ деятельности прототипов и аналогов проектируемого объекта, а также нормативно-технической документации – первый этап работы. Для углубления проработки создается поисковый макет проектируемого объекта в натуральную величину из недорогих материалов. Деятельность человека на этом макете организуется так, чтобы основные характеристики соответствовали ее параметрам в реальной системе. Поэтому в качестве функционального макета используют тренажеры, возможности которых значительно расширяет ЭВМ. Функциональный макет можно использовать для сравнения альтернативных вариантов объекта или проверки выбранного проекта. Эргономическая оценка варианта проекта по специальной методике подводит итог всей работы и включает определение существенных эргономических критериев, выявление параметров, связанных с ними и подлежащих количественной оценке с помощью измерений или экспертным путем. В качестве функционального макета используют тренажеры, возможности которых значительно расширяет ЭВМ – 2 этап. Эргономическая оценка варианта проекта по специальной методике подводит итог всей работы и включает определение существенных эргономических критериев, выявление параметров, связанных с ними и подлежащих количественной оценке с помощью измерений или экспертным путем – 3 этап.

Тенденция проектирования крупных комплексов накладывает отпечаток и на эргономическое проектирование. Если проектируется система приборов, с которыми в разных комбинациях одновременно будет работать оператор, то их нужно согласовывать друг с другом, объединить общим алгоритмом действий. Если не учитывать факторы системного использования приборов, оптимальность каждого из них в отдельности окажется мнимой, так как сумма оптимальностей не приводит к оптимуму целого.

Следует отметить, что проектирование СЧМ почти никогда не начинается с нуля. Чаще всего речь идет о перепроектирование более или менее радикальным образом уже существующей системы.

Распределение функций между человеком и машиной

Принципы распределения функций:

Принцип распределения возможностей: функцию поручают тому кто способен лучше ее выполнить.

Максимизация показателей системы «Человек – машина»: такое распределение функций при котором достигается высокий результат работы. Человек и машина рассматриваются как союзники.

Оптимизация информационного обмена в системе: объем поступающей информации к человеку и машине, скорость ее предъявления должны соответствовать их возможностям, учитывая их загрузку в данный момент.

Взаимное дополнение и резервирование человека и машины: для решения отдельных задач возможно совместное использование возможностей человека и машины.

Ответственность: решение наиболее ответственных задач возлагается на человека.

Активность и удовлетворенность оператора: за человеком оставляют не только те функции с которыми хуже справляется машина, но и дополнительные, требующие его активности. Фактор удовлетворенности человека своим трудом обуславливает передачу машине всех рутинных и нетворческих задач.

Легкость обучения оператора и формирование его индивидуального стиля: определяя функции человека, надо учитывать затраты времени и средств, необходимых для отбора и подготовки оператора, а также выработки у него своего стиля работы.

Порядок распределения функций:

1. Предварительное распределение функций: сопоставление полного перечня всех функций, возлагаемых на проектируемую СЧМ; определение возможностей каждой функции с помощью экспертных оценок; выбор функций, которые принципиально должна выполнять машина; упорядочение оставшихся функций в соответствии с полученными ими оценками экспертов.

2. Оценка принятого варианта распределения функций: получение исходных данных количественной оценки деятельности человека по соответствующим показателям.

3. Перераспределение функций, если полученные значения показателей не удовлетворяют, если не удается рационально распределить функции, то определяют число рабочих мест в системе и режима функционирования СЧМ.

На практике зачастую распределение функций сводится к определению рационального уровня автоматизации. Объясняется это тем, что уровень автоматизации эрготической системы количественно характеризует степень взаимодействия человека и машины, в том числе и распределение функций. Функции человека в АСУ рассматриваются условно как две формы интеллектуальной обработки информации – оперативная и стратегическая. В справочно-информационных и других системах организационного типа человек выполняет операции как рутинные (кодирование, ввод информации и др.), так и содержащие интеллектуальные оценки.

Наиболее эффективно распределены функции в режиме полного диалога, когда задачу осуществляют поочередно человек и машина. Это один из способов реализации адаптивных свойств человеко-машинных систем. Режим диалога имеет неоспоримые преимущества на всех этапах решения задач от постановки до получения результатов.

Общие принципы решения задачи распределения функций.

Распределяемые функции делятся на три класса по типу компонента системы: человек, машина, человеко-машинный. Рассматривая человека и машину как взаимодополняющие компоненты, наиболее рационально будет распределение, при котором:

– каждый компонент используется для выполнения функций, к которым он наиболее приспособлен;

– компоненты сочетаются так, чтобы соответствующие достоинства одних компенсировали недостатки других.

Проблема распределения функций пока еще не имеет аналитического решения. Практически невозможно только количественными показателями обосновать выбор того или иного распределения функций на ранних стадиях проектирования эрготических систем.

Социально-экономическая эффективность эргономического проектирования

Экономическая оценка:

1. Определение категорий эрготической системы:

– системы с жестким технологическим графиком;

– системы с регулируемым технологическим графиком;

– системы с заданным объёмом работы.

2. Определение возможных источников экономии, которые зависят от типа системы.

3. Выбор базового варианта эрготической системы.

4. Уточнение перечня исходных данных и расчетных формул.

5. Расчет годовой экономии эксплуатационных расходов от каждого источника, а также необходимых для внедрения разработки капитальных вложений.

6. Определение величины экономического эффекта.

7. Выводы и рекомендации для дальнейших аналитических разработок.

Основные источники получения экономии в результате внедрения эргономического обеспечения в эргономической системе:

– экономия от сокращения потерь рабочего времени при более благоприятных условиях;

– экономия общего фонда заработной платы, в результате высвобождения работников;

– экономия от сокращения числа ошибок операторов, связанных с выбором рационального режима их работы, эргономически более удачной постановки и расположения органов управления;

– экономия от увеличения срока службы системы;

– экономия от сокращения расходов, связанных с временной нетрудоспособностью операторов;

– экономия от сокращения расходов, связанных с текучестью кадров из-за неудовлетворенности условиями труда;

– экономия от сокращения технических средств в СЧМ;

– экономия от снижения норм расхода сырья и материалов.

При экономической оценке эргономических разработок в процессе проектирования эрготической системы следует иметь в виду, что эргономическое обеспечение увеличивает стоимость системы, а экономический эффект достигается только в процессе эксплуатации.

Социальная оценка

Учет эргономических требований при совершенствовании техники и проектировании человеко-машинных систем существенно влияет на формирование условий труда и отношений в производственном коллективе. Социальный эффект можно оценить и с помощью количественных показателей. Целесообразно использовать, например, показатели оценки эффективности внедрения эргономических разработок в системе научной организации труда и управления:

– степень удовлетворенности трудом (отношение к содержанию, убежденность в ее общей полезности);

– время для восстановления работоспособности (норма 1 час.);

– степень использования фонда рабочего времени (% отношения количества фактически отработанных дней к годовому фонду рабочего времени);

– степень использования производственной мощности СЧМ (% отношения объема фактически произведенной продукции к объему, который можно было произвести при максимальном использовании рабочего времени и минимальной продолжительности производственного цикла);

– относительная годовая зарплата (отношение годовой заработной платы к средней номинальной).

Перечисленные показатели можно оценивать в баллах. Один балл соответствует максимальному значению соответствующего показателя, оценка в 6 баллов – минимальному.

Совершенствование транспортных эргатических систем

Внедрение эргатических систем прежде всего зависит от возможности их реализации применительно к человеку-оператору. Человек как психофизиологический объект изучен недостаточно, поэтому возможности человека можно представить очень приближенно. Они определяются чисто экспериментальными путями. Поэтому к первоочередным задачам оптимизации реальных эргатических систем необходимо отнести следующие:

1. Эргономическая организация труда диспетчерского аппарата:

– изучение характеристик человека, машины и среды, проявляющихся в конкретных условиях взаимодействия;

– исследование влияния психической напряженности, утомления и особенностей нервно-психической деятельности людей, занятых в системах управления;

– оценка надежности и стабильности работы человека в диспетчерских профессиях;

– целесообразное распределение функций между человеком и машиной;

– определение критериев оптимизации человеко-машинных систем с учетом возможностей и особенностей работающего человека или группы людей;

– разработка методов учета человеческих факторов при модернизации действующей и созданной новой техники и технологии в управлении перевозочным процессом;

2. Повышение эффективности работы диспетчерского аппарата:

– рациональным распределением функций между человеком и техникой, а также между операторами;

– согласованием информационных и алгоритмических характеристик технологических устройств с психофизиологическими и интеллектуальными возможностями диспетчеров;

– совершенствованием способов предоставления информации диспетчерам;

– повышением уровня профессиональной подготовки диспетчеров;

– разработкой нормативов деятельности, отвечающих наилучшим комфортным условиям труда, на основе выполнения комплекса эргономических требований и норм;

3. Разработка теории эргатических систем на железнодорожном транспорте. Необходимость работ в этом направлении следует из того факта, что еще нет достаточно полного ответа на такие существенные вопросы:

– что может и чего не может делать человек в процессе управления перевозками?

– какие воздействия в системе управления должен осуществлять человек непосредственно, а какие с помощью тех или иных технических средств?

– какие функции должны быть полностью переданы технике?

– как обеспечить необходимую эффективность и надежность функционирования комплекса «человек – машина»?

Таким образом, любая попытка совершенствовать систему управления движением поездов, должна учитывать действительную роль людей в процессе управления перевозок – важный фактор, существенно влияющий на организацию иерархии. Более того, действительная роль людей, собственные их стимулы и цели могут потребовать полного изменения принципов построения системы управления для ее более эффективной работы.

Эргономика, теория эргатических систем позволяет принципиально разрешить конфликт между возможностями совершенствования технических устройств и их эффективного использования.