Научные подходы проектирования «СЧМС» (машиноцентрический, антропоцентрический, системно-технический, человеко-ориентированный, системный)

При системотехническом проектировании, которое можно определить как подход "от машины к человеку " ("машиноцентрический"), человек фактически рассматривается как техническое звено СЧМС, как канал связи, имеющий определенные (фиксированные) "входные" и "выходные" характеристики по приему и переработке информации. Главной задачей разработчиков системы является согласование этих характеристик с аналогичными показателями "входов" и "выходов" технических звеньев.

С точки зрения системотехники интеграция технической и "человеческой" подсистем в единую СЧМС должна производиться на основе их описания па едином количественном языке теории информации и связи, что влечет за собой утрату своеобразия свойств и возможностей человека. Таким образом, представление о человеке как канале связи является упрощенным. Оно не соответствует реальному поведению человека и не обеспечивает совпадения расчетных и действительных показателей указанных характеристик.

Для проектирования СЧМС на основе положений инженерной психологии Б.Ф. Ломов предложил подход "от человека к машине" ("антропоцентрический"), опирающийся на идеи деятельностного и личностного подходов в отечественной психологии. Согласно этим идеям человек признается субъектом труда, выполняющим сознательную целенаправленную деятельность, а машина - орудием труда, которое человек использует для этой деятельности. Поэтому в соответствии с антропоцентрическим подходом СЧМС должна проектироваться таким образом, чтобы человек мог максимально реализовать свой личностный и профессиональный потенциал. Техника должна создаваться для человека и с учетом его возможностей реализовать задачи деятельности.

При практическом применении антропоцентрического подхода главным становится проектирование операторской деятельности, проект деятельности выступает как основа для проектирования технических звеньев СЧМС. Таким образом, при данном подходе человек и техника противопоставлены как разнокачественные звенья СЧМС, а центральным звеном системы является человек.

При проектировании СЧМС может быть применен системный подход - совокупность представлений о целостном рассмотрении трудовой деятельности, системно-динамических характеристиках структуры деятельности, а также о синтезе различных аспектов исследования деятельности и роли возможных последствий тех или иных решений при проектировании деятельности. Реализация системного подхода при проектировании СЧМС означает учет особенностей взаимосвязи и взаимного влияния отдельных элементов (компонентов) системы в целях достижение наивысшей эффективности и надежности СЧМС.

Системный подход является скорее научно-философским методологическим принципом анализа сложных систем, позволяющим систематизировать знания о человеке, чем процедурой проектирования. Он предполагает сочетание множества планов анализа человека как социо-биологического объекта. Часть из них в науке недостаточно разработана и не имеет формализованного понятийного аппарата. Отметим лишь, что необходимо рассматривать психическое во всем множестве внутренних и внешних отношений, в которых оно существует как целостная система. Сущность научного метода исследования, в создании различных моделей, отражающих те или иные стороны реальности. В зависимости от сложности моделей растёт их описательная сила, но в то же время моделям свойственны и ограничения, присущие им вследствие выделения элементов явления из целого. В настоящее время существуют только процедуры системного анализа — расщепления сложной системы на элементы, обратная же задача — системный синтез — во многом не определена. Известен лишь общеметодологический принцип, заключающийся в изучении:

 

• законов образования целого;

• законов строения целого;

• законов функционирования целого;

• законов развития целого;

• отношений явления (системы) с родовой системой;

• отношений явления (системы) с другими системами;

• взаимодействия явления (системы) с внешним миром и т.д.

В процессе системного синтеза на основе объединения систем в единое целое возникают новые системные качества, не присущие отдельным подсистемам, его составляющим. Законы их порождения не ясны и могут быть поняты лишь при рассмотрении системы как взаимосвязанной совокупности иерархически соподчинённых содействующих систем.

Системное рассмотрение предполагает выделение в анализируемом объекте «функций», направленных на получение определённого результата, «структуры» — единства компонентов, элементов системы, «целей» — вида достигаемого результата.

Методологическую основу проектирования СЧМС составляет также ряд других научных концепций: "человеческого фактора" - о роли индивидуальных и групповых особенностей в обеспечении надежности деятельности; "активного оператора" - о рациональной загрузке оператора в автоматизированных системах управления техникой; "психического образа" - о регулирующей функции образа в операторской деятельности и информационном обеспечении его формирования; "взаимной адаптации человека и техники" - о закономерностях приспособления различных компонентов СЧМС; "совмещенной деятельности" - о закономерностях операторской деятельности в условиях одновременного предъявления информации о разных целях и т.д.

Одной из наиболее существенных причин возникновения инженерной психологии было появление машин, способных выполнять некоторые функции человека (мыслительные операции, управление, организация). Это обстоятельство привело к тому, что в некоторых задачах возможности человека и машины в современных системах управления техникой оказались соизмеримы. В связи с этим возникла проблема распределения функций между машиной (автоматикой) и человеком.

 

Распределение функций между человеком и машиной в «СЧМС»

!!!!! человек и машина!!!!!

Определение действий и операций, решаемых человеком и машиной для обеспечения требуемой эффективности системы. Для решения этой задачи могут применяться качественные и количественные методы. Первые применяются обычно на ранних этапах проектирования СЧМ, в их основе лежат специальные перечни преимущественных возможностей человека и машины по решению тех или иных задач. На более поздних этапах проектирования применяются количественные методы. Основу их составляет нахождение максимума некоторой целевой функции, определяющей эффективность СЧМ. Затем строится функциональная структура системы, т. е. такое ее изображение, в котором каждому элементу приписаны определенные действия, но не выбрано, каким реальным образом это действие реализуется. Пользуясь функциональной структурой, находят аналитическую зависимость частных показателей xt от аналогичных показателей отдельных элементов структуры, а также ограничивающие условия для X,. Тогда каждый элемент функциональной структуры может быть реализован с помощью различных технических устройств или оператором. Задача распределения функций состоит в том, чтобы для заданной функциональной структуры подобрать такой вариант реализации отдельных элементов, который делает эффективность системы максимальной. В математической постановке задача заключается в максимизации целевой функции при выполнении выдвинутых ограничивающих условий. С математической точки зрения решение задачи не представляет принципиальных трудностей и осуществляется методами дискретного прогр аммирования.

 

Показатели качества «СЧМС»

Любая СЧМ призвана удовлетворять те или иные по­требности человека и общества. Для этого она должна обладать определенными свойствами, которые заклады­ваются при проектировании СЧМ и реализуются в про­цессе эксплуатации. Под свойством СЧМ понимается ее объективная способность, проявляющаяся в процессе эксплуатации. Количественная характеристика того или иного свойства системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям ее создания или эксплуатации, носит назва­ние показателя качества СЧМ.

Выделяется определенная номенкла­тура показателей качества промышленной продукции. Она включает в себя 8 групп показателей, с помощью кото­рых можно количественно оценивать различные свойства продукции. К ним относятся: показатели назначения, на­дежности и долговечности, технологичности, стандартиза­ции и унификации, а также эргономический, эстетический, патентно-правовой и экономический показатели. Эргономические по­казатели представляют собой иерархическую

структуру, включающую в себя целостную эргономическую характе­ристику(эргономичность СЧМ), комплексные (управляе­мость, обслуживаемость,освояемость и обитаемость СЧМ), групповые (социально-психологические,психологические, физиологические, антропометрические, гигиенические) иединичные показатели.С помощью рассмотренных показателей можно оценить одно или несколькооднотипных свойств СЧМ. Иногда их может оказаться недостаточно для решенияинженерно-психологических задач (например, при выборе одного из несколькихконкурирующих вариантов СЧМ). В этом слу­чае нужно дать интегральную оценкукачества системы «человек — машина» как совокупности всех ее основныхсвойств. Для этого используется понятие эффективности СЧМ, под которойпонимается степень приспособленности системы к выполнению возложенных на неефункций. При определении эффективности СЧМ необходимо учесть сле­дующиеправила: для получения полной интегральной оценки следует учитывать всюсовокупность частных показателей каче­ства СЧМ;частные показатели должны входить в общую оценку с некоторым «весом»,характеризующим их важность в данной системе;поскольку частные показатели имеют различный физи­ческий смысл и измеряются вразных величинах, они дол­жны быть приведены к безразмерному и нормированномуотносительно некоторого эталона виду.При этом следует отметить, что все частные показа­тели с точки зрения ихвлияния на эффективность могут быть повышающими (надежность, безопасность,своевре­менность и т. п.) или понижающими (затраты, время решения задачи идр.)