Структура инженерно-психологического проектирования
На основании сказанного в предыдущем параграфе под инженерно-психологическим проектированием следует понимать весь комплекс работ по учету человеческого фактора и оценке его влияния на выходные характеристики СЧМ на всех стадиях ее создания. Конечной целью ИПП является обеспечение требуемой эффективности СЧМ за счет рационального учета возможностей человека и технических устройств, их взаимного согласования на всех стадиях проектирования.
Возможная структура ИПП показана на рис. 74. Проектирование начинается с анализа задач, которые должна решать система. Для этого проводят анализ статических и динамических характеристик объекта управления, анализ возможных потоков циркулирующей в системе информации, в общих чертах оценивают возможности человека и техники по решению стоящих перед системой задач.
Следующим этапом является распределение функций между человеком и техникой по решению этих задач. Распределение функций ведется с учетом преимущественных возможностей человека и техники по отношению друг к другу и в целях оптимизации некоторого выбранного показателя эффективности СЧМ. Показатель эффективности может быть как частным, так и общим. При оптимизации по частному критерию следует иметь в виду, что система, оптимальная с точки зрения одного критерия, может быть не оптимальной с точки зрения другого. Поэтому более целесообразной является оптимизация по обобщенному критерию при наложении целого ряда ограничивающих условий на частные критерии. Такая задача решается методами математического программирования (линейного, динамического, выпуклого и др.).
|
|
После того как найдены исполнители (человек или техника) для каждой из задач, проводится инженерно-психологическое проектирование групповой деятельности — распределение функций между отдельными операторами. При решении этой задачи нужно стремиться к максимально возможному упрощению структуры группы и связей между операторами. Однако при этом всегда нужно иметь в виду, что упрощение структуры группы в ряде случаев может привести к недопустимой информационной перегрузке отдельных операторов. Это явление должно быть исключено в процессе проектирования. В итоге на этом этапе должны быть определены типы и количество рабочих мест, решаемые на каждом из них задачи, необходимые информационные связи между отдельными операторами. После этого следует проектирование технических средств, обеспечивающих взаимосвязь человека и машины на каждом рабочем месте, т. е. проектирование внешних средств деятельности оператора. Здесь осуществляется проектирование средств отображения информации, органов управления, производится общая компоновка рабочего места.
|
|
Весьма важным этапом является создание проекта деятельности оператора, иными словами — проектирование внутренних средств деятельности. Наличие этого этапа определяет принципиальное отличие ИПП от традиционного технического проектирования. На этом этапе определяются структура и алгоритмы деятельности, способы ее выполнения, требования к психофизическим характеристикам человека (объему памяти и внимания, скорости реакции, эмоциональной устойчивости и др.), производится проверка выполнения предельно допустимых норм деятельности оператора.
Последним этапом является инженерно-психологическая оценка СЧМ и сравнение полученных результатов с заданными в техническом задании. Инженерно-психологической оценке подлежат основные характеристики СЧМ. (надежность, быстродействие, стоимость и др.), условия работы обслуживающего персонала, конструкция системы и особенности организации рабочих мест операторов, а также ряд других вопросов. В случае несоответствия каких-либо характеристик заданным разработанный проект уточняют, пока не будет получен приемлемый результат.
|
|
Инженерно-психологическое проектирование как сложный и обобщенный процесс обладает целым рядом специфических особенностей. Одной из них является циклический характер ИПП. Цикличность ИПП заключается в необходимости решения всех перечисленных задач на каждой из стадий проектирования (при разработке технического задания и предложения, на стадиях эскизного, технического и рабочего проектирования, при различного рода испытаниях и т. д.). При этом на каждой последующей стадии разработанный проект уточняют и улучшают. Следовательно, ИПП есть процесс последовательной оптимизации проекта СЧМ. Если на начальных стадиях большинство задач проектирования решают приближенно, в основном лишь на качественном уровне, то на последующих стадиях эти же задачи решают с большей точностью.
Из сказанного следует, что каждая из задач ИПП в той или иной степени решается на каждой из стадий проектирования. Однако уровень проработки и решения этих задач на каждой из стадий проектирования может быть различным. Одни задачи можно решать в общем виде, другие — уточнять после решения их на предыдущем этапе. Уровень и методы решения отдельных задач на различных стадиях проектирования, а также на этапах испытаний и эксплуатации приведены в табл. 14.
|
|
Таблица 14
Задачи и методъ* их решения* | Этапы ИПП | ||||
Проектирование | |||||
разработка техни-ческого задания | эскиз-ный проэкт | техни-ческий и рабочий проект | испытания | эксплуатация | |
Решаемые с подробной детализацией | 2, 3 | 4, 5 | |||
Решаемые в общем виде | 2, 3, 4,5,6 | 4,5,6 | — | — | |
Уточняемые после предыдущей стадии | — | 1,2,3 | 1, 2, 3, 4, 5 | 1. 2, 3, 4, 5 | |
Методы решения | качествен-ный анализ, математи-ческие модели | математические и статис-тичес-кие модели | физичес-кие модели | физичес-кие модели | экспери-мент |
Другой важной особенностью ИПП является, как уже указывалось, его комплексный характер. Это означает, что объектом оптимизации в ходе ИПП являются не характеристики человека или машины в отдельности, а характеристики СЧМ в целом.
И наконец, еще одной особенностью рассмотренной структуры ИПП является то, что она не ломает существующую, сложившуюся годами практику проектирования, а лишь дополняет ее в части учета человеческого фактора, позволяет преодолеть ограниченность и трудности других подходов к проектированию.
Содержание работ по учету человеческого фактора на различных стадиях проектирования
При составлении технических требований (ТТ) и согласовании технического задания (ТЗ) определяют назначение системы, решаемые ею задачи и условия функционирования. На основании анализа условий, в которых будет работать система, и учета влияния этих условий на операторов устанавливают степень соответствия характеристик разрабатываемой системы психофизиологическим возможностям человека, определяют (предварительно) эффективность системы с учетом человеческого фактора, дают общую инженерно-психологическую характеристику системы [76, 77].
Основными вопросами учета человеческого фактора, подлежащими согласованию в ТЗ, являются: эксплуатационная надежность системы в различных режимах с учетом работы операторов; количество и функции операторов, предполагаемый уровень их подготовки и сроки обучения, условия их работы; необходимость, принцип построения, тип и основные требования к тренировочным устройствам операторов; порядок испытаний и оценки соответствия выполненных работ по учету человеческого фактора требованиям ТЗ.
Основными видами работ на этой стадии являются изучение и анализ документов, обосновывающих необходимость разработки системы; изучение характеристик объекта управления; изучение прототипа (если такой имеется); изучение и анализ результатов опроса и анкетирования лиц, эксплуатирующих аналогичную технику.
Для решения перечисленных задач можно использовать методы экспертных оценок, математического моделирования и качественного анализа. На этой стадии должна быть проведена также калькуляция средств, необходимых для обеспечения комплекса работ по учету человеческого фактора.
При разработке технического предложения необходимо провести анализ ТТ и ТЗ, включающий общие характеристики системы, ее описание, а также уточнить функции, решаемые системой. После этого изучают статические и динамические характеристики объекта управления, составляют описание объекта и исследуют возможные методы управления им. Важной задачей является оценка объема и направлений потоков информации, необходимой для управления объектом.
Проводят сравнительную оценку возможностей человека и техники по скорости, точности, надежности и экономичности переработки выявленных потоков информации и предварительно распределяет функции между человеком и техникой. Составляют перечень задач, подлежащих автоматизации, и определяют степень автоматизации системы.
После предварительного распределения задач, решаемых проектируемой системой по отдельным рабочим местам, определяют перечень и характер функций операторов, работающих на отдельных рабочих местах, а также рациональные способы предъявления информации оператору и выдачи им управляющих воздействий.
Разрабатывают предварительные требования к операторам. В результате этого определяют: психофизиологические характеристики, которыми должен обладать оператор; необходимость проведения профессионального отбора; необходимую степень классификации обслуживающего персонала; требования к объему и характеру обучения операторов.
В результате всей проделанной на данной стадии работы уточняют тактико-технические требования к проектируемой системе и техническое задание на эскизное проектирование.
На стадии эскизного проектирования уточняют количество и содержание информации, необходимой для обеспечения эффективного функционирования отдельных подсистем, а также требования к способам и средствам представления визуальной и слуховой информации, определяют возможности и необходимость резервирования информации.
Дальнейший этап: уточнение и обоснование требований к органам управления, регулирования и ввода информации, разработка рекомендаций по их проектированию. Уточнение и обоснование требований к рабочим местам и окружающим условиям (условиям внешней среды).
На этой стадии продолжается также процесс предварительного проектирования деятельности операторов: разрабатывают рациональные методы и способы выполнения ими своих функций, определяют характер и режимы работы операторов. Для этого составляют перечни режимов функционирования системы и разрабатывают предварительные алгоритмы деятельности операторов в каждом из этих режимов. Продолжается уточнение требований к психофизиологическим качествам операторов, разрабатываются методики отбора и обучения операторов.
При разработке технического проекта уточняют проведенное ранее распределение функций между человеком и техникой, а также распределение функций между отдельными операторами.
Производится детальное проектирование технических средств взаимодействия оператора с машиной на всех рабочих местах. При необходимости изготовляют макет рабочего места, на котором проверяют и уточняют расположение индикаторов и органов управления, а также расположение оператора за пультом управления и условия обитаемости (внешней среды).
Разрабатывает программы и методики испытаний и инженерно-психологической оценки проектируемой системы. Основное внимание при этом уделяют оценке алгоритмов работы операторов— определению временных затрат, вероятного числа ошибок при выполнении каждой функции, степени и характера загрузки оператора, его пропускной способности, реальных и предельно допустимых норм деятельности.
С помощью разработанных методик проводят испытания на макете рабочего места. По результатам испытаний уточняют компоновку рабочего места и алгоритмов работы оператора.
На этой стадии проектирования разрабатывают проекты технического описания и инструкции по эксплуатации. При их разработке обращают особое внимание на обеспечение возможности легкого и быстрого изучения и освоения по ним техники. Разрабатывают также требования к тренажерам, имитаторам и другим вспомогательным средствам.
Заканчивается техническое проектирование оценкой пропускной способности и аналитическим расчетом эффективности системы «человек — машина».
На стадии рабочего проектирования разрабатывают методические указания на конструирование аппаратуры в соответствии с общими инженерно-психологическими требованиями. На этой же стадии изготовляют опытный образец аппаратуры и разрабатывают программу его испытаний с целью проверки соответствия его характеристик требованиям учета человеческого фактора. Составляют программы и методики оценки информационных потоков, определения ошибок операторов, оценки алгоритмов их работы; определения предельно допустимых норм деятельности, пропускной способности и надежности оператора, степени приспособленности аппаратуры для обслуживания ее человеком. Завершается эта работа определением затрат сил и средств при решении перечисленных задач, что необходимо для получения исходных данных для экономического анализа работы системы.
В соответствии с разработанными программами и методиками проверяют опытный образец на соответствие ТТ. На основании этой проверки составляют рекомендации и проводят корректировку технической документации на последующие изделия.
§4. Общие инженерно-психологические требования к проектированию СЧМ
На основании рассмотрения структуры и характера ИПП могут быть сформулированы общие инженерно-психологические требования (ИПТ) к проектированию СЧМ. Эти требования необходимо учитывать при разработке приборов, оборудования, аппаратуры для обеспечения эффективной работы операторов и СЧМ в целом. Основные из этих требований следующие:
1. Эффективность и другие характеристики (надежность, точность, быстродействие и др.) сложной системы «человек — машина», состоящей из ряда подсистем, должна быть не ниже заданной; подсистемы должны соответствовать заданным техническим требованиям [76, 77].
2. Компоненты подсистем (организация деятельности опера торов, их количество и функции, аппаратура и каналы связи между ними) должны быть рассчитаны методами количественного и качественного анализа и оптимизированы к началу эксплуатации.
3. Устройства отображения, пульты управления и контроля, эксплуатационная документация, маркировка аппаратуры, контрольные точки и другие компоненты подсистем должны строго соответствовать своим техническим условиям.
4. Все без исключения компоненты подсистем необходимо проектировать с учетом требований и принципов инженерной психологии (принципа функциональной организации, значимости, последовательности, частоты использования, удобства и безопасности эксплуатации, ремонтопригодности и ремонтоспособности и Др.), размещение органов управления должно облегчить оператору запоминание и воспроизведение последовательности действий и соответствовать принципам экономии движений и времени.
5. Способы представления, форма и характер представляемой информации должны соответствовать возможностям органов восприятия и другим психофизиологическим характеристикам человека.
6. Поток информации, поступающей к оператору, должен соответствовать его пропускной способности, реальные нормы деятельности оператора (коэффициент загрузки, коэффициент очереди, период занятости и др'.) не должны превышать пре дельно допустимых норм.
7. Операторы должны размещаться у пультов управления и на других рабочих местах с учетом их антропометрических и психофизиологических данных, чтобы обеспечивались минимальная утомляемость и максимальное удобство; управление аппаратурой должно быть рассчитано на человека средних способностей.
8. Обслуживание техники должно быть максимально упрощено и не требовать для выполнения профилактических и регламентных работ высокой квалификации операторов: документация на технику должна обеспечивать легкость и быстроту ее понимания, изучения и освоения.
9. Система при необходимости должна иметь встроенные (или придаваемые к ней) устройства объективного контроля состояния работоспособности оператора, сигнализирующие о его непригодности к работе.
10. Параметры внешней среды не должны превышать пре дельно допустимые для нормальной работоспособности и жизнедеятельности значения; при невозможности выполнить это требование должна быть разработана система профилактических мероприятий, нейтрализующих действие вредных факторов; должны быть разработаны рекомендуемые типовые режимы труда и отдыха.
11. В ходе проектирования должен быть проведен анализ и обоснование необходимости создания специальных тренировочных средств.
В случае необходимости одновременно (а по возможности даже и раньше) с разработкой основной аппаратуры должны быть созданы необходимые тренировочные средства, обеспечивающие своевременную и качественную подготовку обслуживающего персонала. В результате проектирования должны быть определены требования к основным психофизиологическим качествам оператора, обеспечивающим выполнение требуемых функций на данном рабочем месте, а также требования к степени подготовленности и тренированности оператора. Одновременно с этим должны быть разработаны рекомендации по профессиональному отбору, обучению и тренировкам операторов.
12.При выполнении оператором своих функций должна быть предусмотрена возможность проведения им самоконтроля своих действий, являющегося важным средством обеспечения высокой надежности работы оператора.
13.Распределение функций между человеком и машиной, а также между отдельными операторами должно быть строго обоснованным и произведено с помощью специальных методик.
Учет человеческих факторов при проведении опытно-конструкторских работ на новые системы необходимо начинать на этапе составления технических требований и согласования технического задания и продолжать на всех этапах создания, испытаний и эксплуатации системы.
Учет человеческих факторов при модернизации и совершенствовании старых систем необходимо начинать на этапе эксплуатации системы и продолжать на всех этапах модернизации и последующей эксплуатации [76,77].
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!