Этапы деятельности человека-оператора

 

Этапы	Содержание этапа	Выполняемые действия	Влияющие факторы
Прием ин­формации	Формирование перцептивного (чувственного) образа	Обнаружение — выделяется объект из фона. Различение — раздельное восприятие двух объектов, расположенных рядом, либо выделение деталей. Опознание — выделение и классификация существен­ных признаков объекта.	Сложность восприни­маемого сигнала, вид и количество индикато­ров, организация ин­формационного поля, размеры изображений, их светотехнические характеристики.
Оценка и переработка информации		Сопоставление заданных и текущих параметров (режи­мов) счм. Анализ и обобщение инфор­мации.	Способы кодирования, степень сложности ин­формационной модели, объем отображения, динамика смены ин­формации.
Принятие решения	Формирование последо­вательности целесообраз­ных, действий для достиже­ния целина основе пре­образования исходных дан­ных	Поиск, выделение, класси­фикация и обобщение ин­формации о проблемной ситуации. Построение текущих образов с рядом оперативных кон­цептуальных моделей. Сопоставление текущих об­разов с рядом эталонов и оценка сходства между ними. Коррекция моделей. Выбор эталонной гипотезы или построение ее. Принятие принципа и про­граммы действий.	Тип решаемой задачи, число и сложность про­веряемых логических условий, сложность ал­горитма иколичество возможных вариантов решения.
Реализа­ция при­нятого ре­шения	Использование выходных «каналов» че­ловека: двига­тельного (мо­торного) или речевого	Перекодирование принятого решения в машинный код. Поиск нужного органа управ­ления. Движение руки к органу управления и манипуляция с ним.	Число и тип органов управления (ОУ), его характеристики (раз­мер, форма и т.п.), со­вместимость двига­тельных операций, компоновка рабочего места, характеристики окружающей среды, индивидуальные харак­теристики операторов.

Если каждому состоянию управляемого объекта ставится в соответствие однозначное решение, энтропия определяется по формуле (2.2). Если же каждому состоянию объекта могут быть поставле­ны в соответствие несколько решений, то при рас­чете энтропии нужно учесть еще и сложность выбора из множества возможных решений необ­ходимого.

4. Реализация принятого решения. На этом этапе осуществляется приведение принятого решения в исполнение путем выполнения определенных дей­ствий или отдачи соответствующих распоряжений. Отдельными действиями на этом этапе являются: перекодирование принятого решения в машинный код, поиск нужного органа управления, движение руки к органу управления и манипуляция с ним (нажатие кнопки, включение тумблера, поворот рычага и т. п.).

На каждом из этих этапов оператор совершает самоконтроль собственных действий. На качество и эффективность выполнения каждого из рассмотренных этапов оказывает влияние целый ряд факторов. Так, например, качество приема информации зависит от вида и количества индикаторов, организации инфор­мационного поля, психофизических характеристик предъявляемой информации (размеров изображений, их светотехнических характеристик, цветового тона и цветового контраста).

На оценку и переработку информации влияют такие факторы, как способ кодирования информации, объем ее отображения, динамика смены информации, соответ­ствие ее возможностям памяти и мышления оператора.

Эффективность принятия решения определяется следующими факторами: типом решаемой задачи, чис­лом и сложностью проверяемых логических условий, сложностью алгоритма и количеством возможных ва­риантов решения.

Выполнение управляющих движений зависит от числа органов управления, их типа и способа размеще­ния, а также от большой группы характеристик, опреде­ляющих степень удобства работы с отдельными органа­ми управления (размер, форма, сила сопротивления и т.д).

Первые два этапа в совокупности называют иног­да получением информации, последние два этапа ее реализацией (обслуживанием). Получение информации включает в себя два уровня. На первом из них проис­ходит восприятие оператором информационной моде­ли, т. е. восприятие физических явлений, выступающих в роли носителей информации (положение стрелки на

Рис. 4.2. Структурные схемы деятельности с немедленным и

отставленным обслуживанием.

 

шкале прибора, комбинация знаков на экране элект­ронно-лучевой трубки, мигание лампочки, звук и т. п.). После этого на втором уровне осуществляется декоди­рование воспринятых сигналов и формирование опе­ратором оперативного образа (концептуальной моде-ли) управляемого процесса. Это дает возможность оператору соотнести в единое целое различные части управляемого процесса и затем на основе принятого решения осуществить эффективные управляющие действия, т. е. правильно реализовать (обслужить) по­лученную информацию.

В зависимости от возможностей реализации ин­формации различают деятельность оператора с немед­ленным и отсроченным обслуживанием (рис. 4.2). В первом случае имеет место предъявление неболь­шого числа простых сигналов, что обеспечивает си­мультанное (одномоментное) восприятие информации. Обычно при этом имеется жесткая однозначная связь между сигналами и возможными ответными действи­ями. В этом случае оператор фактически переходит от приема информации сразу к действию. Этап логичес­кой обработки и принятия решения предельно упро­щен. Во втором случае (отсроченное обслуживание) предъявленная информация имеет сложный характер. Процесс ее восприятия и оценки носит сукцессивный (развернутый во времени) характер и называется ин­формационным поиском. Обработка информации в этом случае начинается с некоторой задержкой [62].

До сих пор нами рассматривались общие черты деятельности оператора. Однако наряду с ними можно 14В выделить и различные виды операторского труда, каждый из которых характеризуется своими частными особенностями [55].

Оператор-технолог непосредственно включен в технологический процесс. Он работает в основном в режиме немедленного обслуживания. Преобладающи­ми в его деятельности являются управляющие дей­ствия. Выполнение действий регламентируется обыч­но инструкциями, которые содержат, как правило, почти полный набор ситуаций и решений. К этому виду относятся операторы технологических процес­сов, автоматических линий, операторы по приему и переработке информации и т. п.

Оператор-наблюдатель (контролер) является клас­сическим типом оператора, с изучения деятельности которого и началась инженерная психология. Важное значение для деятельности такого оператора имеют ин­формационные и концептуальные модели, а также процессы принятия решения. Управляющие действия контролера (по сравнению с оператором первого типа) несколько упрощены. Оператор-наблюдатель может работать в режиме отстроченного обслуживания. Та­кой тип деятельности является массовым для систем, работающих в реальном масштабе времени (операто­ры радиолокационной станции, диспетчеры на различ­ных видах транспорта и т. д.).

Оператор-исследователь в значительно большей степени использует аппарат понятийного мышления и опыт, заложенные в концептуальную модель. Органы управления играют для него еще меньшую роль, а ивес» информационных моделей, наоборот, существенно уве­личивается. К таким операторам относятся пользова­тели вычислительных систем, дешифровщики различ­ных объектов (образов) и т. д.

Оператор-руководитель в принципе мало отличает­ся от предыдущего типа, но для него механизмы интел­лектуальной деятельности играют главенствующую роль. К таким операторам относятся организаторы, ру­ководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения в человеко-машинных комплек­сах и обладающие интуицией, знанием и опытом.

Для деятельности оператора-манипулятора боль­шое значение имеет сенсомоторная координация (на­пример, непрерывное слежение за движущимся объектом) и моторные (двигательные) навыки. Хотя механиз­мы моторной деятельности имеют для него главенству­ющее значение, в деятельности используется также аппарат понятийного и образного мышления. В функ­ции оператора-манипулятора входит управление робо­тами, манипуляторами, машинами-усилителями мы­шечной энергии человека (станки, экскаваторы, транспортные средства и т. п.).

Рассмотренные ранее общие психологические ка­чества операторов и степень их проявления могут те­перь быть дифференцированы в зависимости от вида деятельности оператора. Так, оператору-руководителю в первую очередь необходимы: высокая помехоустой­чивость при восприятии слуховой и зрительной инфор­мации; способность к абстрактному мышлению, обоб­щению, конкретизации, мышлению вероятностными категориями; критичность мышления.

Рис. 4.3. Классификация факторов, влияющих на эффективность

деятельности оператора.

 

В отличие от этого требования к оператору-мани­пулятору будут иные. К ним относятся: высокая чув­ствительность и помехоустойчивость при восприятии различных видов информации, способность к устойчи­вой моторной работе в максимальном темпе, высокая мышечно-суставная чувствительность.

Аналогичные требования могут быть разработаны и для операторов других типов. Все их нужно учиты­вать при проектировании деятельности и профессио­нальном отборе операторов.

При изучении операторской деятельности особое внимание следует уделить выявлению и классифика­ции факторов, влияющих на ее эффективность.

Одна из возможных классификаций факторов при­ведена на рис. 4.3. Все факторы делятся на две боль­шие группы: субъективные (т. е. зависящие от опера­тора) и объективные (не зависящие от него). К числу субъективных факторов относятся: состояние операто­ра, его индивидуальные особенности (медико-биологи­ческие показатели, морально-психологические каче­ства, психофизиологические свойства человека) и уровень подготовленности к данному виду деятельно­сти. Особенности влияния субъективных факторов дол­жны учитываться как конструкторами, так и организа­торами производства при построении трудовой деятельности операторов.

Объективные факторы в свою очередь делятся на две основные группы: аппаратурные (т. е. определяе­мые особенностями функционирования техники) и внешние (не зависящие от особенностей работы аппа­ратуры). Аппаратурные факторы занимают особое место в предлагаемой классификации, поскольку при правильном их учете в процессе проектирования сис­темы «человек—машина» может быть сведено к мини­муму их отрицательное влияние на эффективность деятельности оператора. Для этого, например, рабочее место оператора должно быть организовано с учетом его анатомических, физиологических и психологичес­ких возможностей; поток поступающей информации должен соответствовать пропускной способности че­ловека; при необходимости повышения надежности работы оператора должно быть предусмотрено нали­чие средств контроля за его состоянием и результата­ми деятельности и т. д.

К числу внешних факторов относятся условия внешней среды (обитаемости), объективные условия обстановки и организация деятельности оператора. Учет факторов обитаемости, нейтрализация воздей­ствия вредных факторов должны начинаться уже при проектировании системы «человек—машина» и про­должаться в ходе ее эксплуатации. Если невозможно обеспечить нормальные условия для работы операто­ра, то следует предусмотреть систему профилактичес­ких мероприятий по защите человека от вредного воз­действия нежелательных факторов внешней среды.

Организационные факторы, к числу которых отно­сятся режимы работы и отдыха операторов, организа­ция групповой деятельности, количество рабочих смен, вопросы взаимозаменяемости операторов и т. д., выде­лены в отдельную группу, потому что их наиболее пол­ный и всесторонний учет возможен в процессе эксплу­атации системы «человек—машина». Рациональная организация деятельности операторов обеспечивает высокую эффективность функционирования систем.

Однако ряд условий не всегда зависит от деятель­ности организаторов производства. К их числу относят­ся, например, такие факторы, как степень ответствен­ности оператора за совершаемые действия, работа в необычных условиях, в ночное время и т. п. Эти фак­торы могут существенно влиять на эффективность ра­боты оператора. Основные методы нейтрализации их вредного действия заключаются в специальной подго­товке операторов к работе в необычных условиях.

Учет факторов, которые могут явиться причиной снижения эффективности деятельности оператора, имеет особую актуальность, поскольку позволяет кон­структору уже на стадии проектирования систем «че­ловек—машина» предусмотреть систему мероприятий по оптимизации операторской деятельности.

Однако необходимо отметить, что учет рассмотрен­ных факторов при анализе, исследовании и особенно моделировании деятельности оператора затруднен тем обстоятельством, что число этих факторов крайне ве­лико. Некоторые авторы насчитывают порядка двух тысяч таких факторов и считают «задачу учета боль­шого количества факторов» (ЗУБКФ) практически нео­существимой [63, 189]. Поэтому решение данного воп­роса связано с его редукцией (упрощением). Проблема редукции в инженерной психологии детально проанализирована В.Ф. Вендой, который анализирует основ­ные виды редукции, а также последствия, к которым они приводят при решении инженерно-психологичес­ких задач [17].

Для решения ЗУБКФ применяется ряд подходов. Основной из них связан с выбором нескольких наи­более значимых факторов и отсеиванием несуще­ственных. Наиболее часто эта задача решается на ин­туитивном уровне, что грозит возможностью потери какого-либо из существенных факторов или, наобо­рот, учетом действительно не значимого фактора. Последнее, не давая дополнительно существенной информации, приводит лишь к усложнению иссле­дования.

Для избежания этого делается попытка отбора наиболее важных факторов путем применения более строгих правил. Основные из них базируются на при­менении математической теории планирования экспе­римента [162, 209]. Интересный подход к отбору фак­торов предложен В.М. Стариковым [174]. В его основе лежит учет дисперсий анализируемых факторов и коэффициентов их влияния на деятельность операто­ра. Критерием отбора является выполнение условия

(4.1)

где k_i и σ; — соответственно коэффициент влияния и среднее квадратическое отклонение i-гo из г анализи­руемых факторов; Д_ф — дисперсия всех факторов; 8Р — допустимый уровень снижения вероятности выполне­ния задачи оператором.

Располагая произведениями kf of по степени их уменьшения и вычислив величину Дф (1—5Р) можно определить группу факторов, которые необходимо учесть в исследовании (например, при моделировании деятельности оператора), чтобы обеспечить требуемую достоверность исследований. Численные значения величин kj, Oj и Дф определяются, исходя из статисти­ческих данных исследований в аналогичных СЧМ или в процессе натурных исследований.

Другой подход к ограничению числа учитываемых факторов связан с их группированием. Ю.Г. Фокин, например, вводит понятие сложности операторской деятельности. Она разделяется на несколько видов сложности, каждый из которых характеризуется сово­купностью факторов, определенным образом влияю­щих на результаты деятельности оператора или зави­сящих от той или иной стороны операторской деятельности. Различаются следующие виды сложнос­ти: аппаратурная, которая зависит от конструкции тех­нических средств; оперативная, зависящая от особен­ностей выполняемых оператором операций; режимная, определяемая режимом работы оператора; временная, обусловленная необходимостью соблюдения требуемых временных соотношений между действиями различных операторов или требованиями выполнения работ в течение заданного времени; обусловливающая появле­ние у оператора субъективных ощущений напряжен­ности в работе, подсознательного напряжения или ускорения операций. Рассмотренные виды сложности количественно оцениваются с помощью соответству­ющих показателей сложности [184, 186].

Принципиально иной подход предлагает В.Ф. Вен­да в рамках разрабатываемой им структурно-психоло­гической концепции. Она предполагает не перебор всех независимых внешних факторов, а исследование системообразующих факторов взаимодействия челове­ка с машиной, отражающих структуру деятельности, влияние на нее всей совокупности внешних факторов.

Такие системообразующие факторы получили на­звание психологических факторов сложности (ПФС). Они представляют собой системную свертку многочис­ленных внешних факторов сложности (ВФС). Выбира­емое число ПФС зависит от заданной тесноты связи их с основными показателями деятельности оператора (надежность, напряженность, быстродействие и т. п.). Теснота связи может представляться в виде коэффи­циента множественной корреляции показателей дея­тельности и совокупности ПФС. Достоинство такого подхода заключается в том, что ПФС отражают еди­ную связанную систему — деятельность оператора, в отличие от ВФС, которые независимы друг от друга. Отсюда следует, что структура деятельности может быть выражена относительно небольшим числом ПФС [17,18].

Для того чтобы деятельность оператора могла быть осуществлена, она должна быть соответствующим об­разом обеспечена, а оператор должен быть вооружен необходимыми средствами деятельности. Инженерно-психологическое (эргономическое) обеспечение деятель­ности представляет совокупность мероприятий, направ­ленных на обеспечение и повышение эффективности системы «человек—машина» путем рационального уче­та закономерностей трудовой деятельности работающих в ней людей и использования достижений инженерной психологии и связанных с ней наук по обеспечению их труда. Оно включает в себя три составляющих — тех­ническое, медико-биологическое и организационное обеспечение операторской деятельности.

Техническое обеспечение решает вопросы созда­ния рациональной структуры и технических средств СЧМ. Наибольшее число задач этого вида решается в процессе проектирования технических средств и со­здания их эксплуатационной документации и заверша­ется созданием рабочего места. В процессе решения этих задач необходимо опираться главным образом на исследования и рекомендации инженерной психоло­гии и антропометрии.

Медико-техническое обеспечение связано с созда­нием и поддержанием рациональной рабочей среды, условий труда операторов. При этом создаются кабины, аппаратные помещения и другие средства, обеспечива­ющие поддержание необходимых условий труда чело­века в C4M_f При решении этих задач наибольшее значение имеют рекомендации гигиены, физиологии труда и обитаемости.

Организационное обеспечение занимается вопро­сами профессионального отбора и обучения операто­ров, создания рациональных режимов их труда и отды­ха. Этот вид имеет своей целью включение в систему операторов, обладающих нужными для работы профес­сиональными качествами. Задачи этого типа решают­ся в процессе эксплуатации СЧМ с использованием рекомендаций психологии труда и педагогики, психо­физиологии и гигиены труда, производственной меди­цины и социальной психологии.

у Таким образом, три рассмотренных вида обеспече­ния деятельности направлены на рациональное создание трех основных частей СЧМ: технических средств, операторов, рабочей среды. Кроме них в качестве вспо­могательных можно выделить также научно-методичес­кое и управленческое обеспечение [184].

Результатом обеспечения деятельности оператора является оснащение его необходимыми средствами деятельности. Под ними понимаются материальные, энергетические или информационные образования, с помощью которых реализуется деятельность [216]. Средства деятельности подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние средства внутренне присущи человеку; под ними понимаются такие компоненты деятельности человека, как знания, навыки, умения, программы действий, образы, понятия и т. п. К внут­ренним средствам следует отнести и ту потенциаль­ную энергию, которая заключена в двигательном ап­парате человека [53].

К внешним относятся материальные (технические) средства, непосредственно используемые оператором в процессе работы либо обеспечивающие ее выполне­ние. К ним относятся основные и вспомогательные рабочие средства, средства обеспечения и средства подготовки.

Основные средства непосредственно участвуют в информационном обмене между человеком и машиной. К ним относятся средства отображения информации (дисплеи, различного рода табло, мнемосхемы, экраны, графопостроители и др.) и органы управления (пульты с органами управления, клавиатуры, кнопочные пуль­ты, переключатели, тумблеры, световые карандаши и пр.).

Вспомогательные рабочие средства непосредствен­но не участвуют в информационном обмене между че­ловеком и машиной, но используются оператором в процессе его деятельности. Это — средства связи и передачи данных (телефонные, телевизионные, теле­графные, видеотелефонные и др. аппараты), средства сигнализации (специальные индикационные и сигнали­зирующие устройства, зуммеры, звонки и т. п.), конст­руктивные элементы (шкафы, столы, столешницы, под­ставки, планшеты и т. д.), вспомогательные устройства (световые указки, настольные лампы и стекла, специ­альные приспособления и пр.).

Средства обеспечения самим оператором не ис­пользуются для выполнения деятельности, но способ­ствуют ее выполнению. В их число входят средства жизнеобеспечения, средства контроля и диагностики функционального состояния оператора, средства кон­троля и оценки результатов его работы. Технические средства подготовки служат для профессионального обучения и тренировок операторов.

Рассмотренные виды внешних средств деятельно­сти играют различную роль и имеют разное значение в деятельности оператора. Однако в любом случае весьма важное значение при их создании и размеще­нии на рабочем месте оператора имеет учет соответ­ствующих инженерно-психологических требований.

Между внешними и внутренними средствами су­ществуют сложные взаимодействия. Внутренние сред­ства при их оптимальной организации могут компен­сировать недостатки внешних средств, и, наоборот, многие достоинства внешних средств деятельности могут оказаться неиспользованными при низком уров­не организации внутренних средств [216].