Реферат «Повышение качества технических систем»

Доцент Антонов Н.В.

Сызранский филиал ФГБОУ ВО
«Самарский государственный экономический университет»

Реферат

На тему «Повышение качества технических систем»

СИСТЕМНЫЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК-МАШИНА"































Сызрань 2013
Систематизированы вопросы, касающиеся проведения мероприятий, направленных на создание оптимальных условий работы человека-оператора в системах "человек-машина" (СЧМ). Рассматриваемые мероприятия образуют единую систему эргономического обеспечения качества функционирования СЧМ, которая является составной частью научно-методической базы для перехода к человекоориентированному проектированию систем "человек-машина".


СОДЕРЖАНИЕ

Введение...4
1. Показатели качества систем "человек – машина"....7
2. Общие сведения о системе эргономического обеспечения качества функционирования систем "человек – машина" ...16
3. Формы задания эргономических требований к создаваемой системе.........24
4. Способ программно – целевого планирования мероприятий эргономического обеспечения качества функционирования счм38
5. Распределение функций в системах "человек – машина"...43
6. Человекоориентированное проектирование – новый этап в обеспечении качества систем "человек-машина"51
Заключение63
Библиографический список.....64

ВВЕДЕНИЕ
Системы "человек-машина" (СЧМ) являются системами, состоящими из человека-оператора (группы операторов) и машины (технических устройств), посредством которой оператор осуществляет трудовую деятельность. Под человеком-оператором понимается человек, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой посредством информационной модели и органов управления [12]. Таким образом, СЧМ представляет собой частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром управления.
Система "человек – машина" представляет собой сложный объект не только с точки зрения ее состава и сложности деятельности операторов, работающих в ней, но и с точки зрения обеспечения ее качества. Очевидно, качество функционирования, для достижения которого и создается любая система, складывается из качества функционирования технических средств и качества труда операторов, работающих в системе.
Качество технических средств обеспечивается их разработкой не только с целью достижения требуемых технических характеристик в заданных условиях эксплуатации, но и таким образом, чтобы обеспечить эффективную работу операторов в процессе технического обслуживания, содержания в готовности, подготовки и применения этих средств, а также с учетом влияния их функционирования на условия и режим работы операторов. Именно такой подход обеспечивает требуемое качество технических средств (образца), являющихся продукцией определенных предприятий. Качество труда операторов, работающих в системе, обеспечивается их профессиональным отбором и подготовкой, рациональным формированием расчетов, обеспечением условий работы, режимов труда и отдыха, необходимых для проявления требуемых для работы в системе уровней психофизиологических и других профессиональных характеристик операторов.
Под качеством продукции [16] понимаются свойства продукции, обусловливающие ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество труда работников совокупность свойств процесса трудовой деятельности, от которых зависит соответствие этого процесса и его результатов установленным требованиям. В стандарте поясняется, что качество труда работников зависит от сложности труда, условий его выполнения, квалификации, отношения к труду, психофизиологического состояния работников, объема получаемой информации и других факторов. Качество эксплуатации продукции совокупность свойств процессов эксплуатации продукции, от которых зависит соответствие этого процесса и его результатов установленным требованиям. Из пояснений следует, что качество эксплуатации продукции зависит от качества эксплуатационной документации, качества эксплуатационного оборудования и приспособлений, а также от качества труда лиц, эксплуатирующих продукцию. В свою очередь качество эксплуатации продукции является одним из факторов, определяющих эффективность ее использования.
Качество труда операторов, как видно из пояснений, зависит от качества технических средств (сложность труда, его условия, объем получаемой информации) и в свою очередь влияет на состояние и функционирование технических средств, определяя качество функционирования системы в целом.
Упомянутые взаимосвязи показаны на рис.1. Здесь в утолщенных рамках указаны стандартизованные понятия, сплошные стрелки обозначают основные процессы и связи, пунктирные – влияние и вспомогательные процессы. В дальнейшем на рисунках будут, кроме указанных обозначений связей, будут использоваться штрихпунктирные и точечно-пунктирные стрелки. Первые обозначают цепи и процессы управления, вторые – информационные цепи и процессы.
Таким образом, в обеспечении качества предусмотренного функционирования СЧМ, выделяются два направления мероприятий:
- первое - мероприятия по обеспечению стабильного предусмотренного функционирования собственно технических средств;
- второе - мероприятия по обеспечению стабильных предписанных действий персонала системы, которые являются следствием рациональной конструкции и рационального функционирования средств, обеспечивающих деятельность персонала системы, структуры используемых им алгоритмов, а также наличия у персонала требуемых профессиональных качеств, качества их профессиональной подготовки, рациональности режимов и условий их труда и отдыха.

Связь составляющих качества функционирования СЧМ
и эффективности ее применения

Рис.1.

В данной работе систематизируются некоторые вопросы, связанные с проведением мероприятий второго направления, в частности с эргономическим обеспечением качества функционирования СЧМ.



1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК – МАШИНА"

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 свойствами СЧМ понимается ее объективная способность (особенность), проявляющаяся в процессе эксплуатации [12] . Количественная характеристика того или иного свойства системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям ее создания или эксплуатации, носит название показателя качества СЧМ.
В нашей стране разработана 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 [16].
Не рассматривая подробно все показатели, остановимся лишь на тех из них, которые влияют на деятельность человека в СЧМ или зависят от результатов его деятельности [8].HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15
Быстродействие (время цикла регулирования Т ц) определяется временем прохождения информации по замкнутому контуру «человек машина»:
Т ц = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.1)
где ti время задержки (обработки) информации в i-м звене СЧМ; k число последовательно соединенных звеньев СЧМ, в качестве которых могут выступать как технические звенья, так и операторы.
Надежность характеризует безошибочность (правильность) решения стоящих перед СЧМ задач. Оценивается она вероятностью правильного решения задачи, которая, по статистическим данным, определяется отношением
Р пр = 1 - HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.2)
где тош и N соответственно число ошибочно решенных и общее число решаемых задач.
Важной характеристикой деятельности оператора является также точность его работы. На этой характеристике следует остановиться особо, ибо в ряде случаев происходит некоторое смешение ее с надежностью. В качестве исходного понятия для определения обеих характеристик используется понятие «ошибка оператора», для расчета обеих характеристик предлагаются одинаковые формулы и т. д. Фактически же надежность и точность представляют собой различные показатели, характеризующие разные стороны деятельности оператора.
Под точностью работы оператора следует понимать степень отклонения некоторого параметра, измеряемого, устанавливаемого или регулируемого оператором, от своего истинного, заданного или номинального значения. Количественно точность работы оператора оценивается величиной погрешности, с которой оператор измеряет, устанавливает или регулирует данный параметр:

· = I н – I оп , (1.3)
где I н истинное или номинальное значение параметра; I оп фактически измеряемое или регулируемое оператором значение этого параметра.
Величина погрешности может иметь как положительный, так и отрицательный знак. Понятия ошибки и погрешности не тождественны между собой: не всякая погрешность является ошибкой. До тех пор пока величина погрешности не выходит за допустимые пределы, она не является ошибкой, и только в противном случае ее следует считать ошибкой и учитывать также при оценке надежности. Понятие погрешности наиболее важно для тех случаев, когда измеряемый или регулируемый оператором параметр представляет непрерывную величину. Так, например, можно говорить о точности определения координат самолета оператором радиолокационной станции и т. д.
В работе оператора следует различать случайную и систематическую погрешности. Случайная погрешность оператора оценивается величиной среднеквадратической погрешности, систематическая погрешность величиной математического ожидания отдельных погрешностей.
Своевременность решения задачи СЧМ оценивается вероятностью того, что стоящая перед СЧМ задача будет решена за время, не превышающее допустимое:
Р св = Р{Т ц
· Т доп} = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.4)
где
·(Т) функция плотности времени решения задачи системой «человек машина».
Эта же вероятность по статистическим данным оценивается по выражению
Р св = 1 - HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.5)
где т нс число несвоевременно решенных СЧМ задач.
При определении величин тош и т нс, а следовательно, и при оценке вероятностей Рпр и Рсв не имеет значения, за счет каких причин (некачественной работы машины или некачественной деятельности оператора) неправильно или несвоевременно решена задача системой «человек машина».
Поскольку большинство СЧМ работают в рамках определенных временных ограничений, то несвоевременное решение задачи приводит к недостижению цели, стоящей перед системой «человек машина». Поэтому в этих случаях в качестве общего показателя надежности используется вероятность правильного (Рпр) и своевременного (Рсв) решения задачи
Р СЧМ = Р пр Рсв (1.6)
Такой показатель используется, например, при применении обобщенного структурного метода оценки надежности СЧМ [17].
Безопасность труда человека в СЧМ оценивается вероятностью безопасной работы
Р бт = 1- HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.7)
где Рвозi вероятность возникновения опасной или вредной для человека производственной ситуации i-го типа; Рошi вероятность неправильных действий оператора в i-ой ситуации; п число возможных травмоопасных ситуаций.
Опасные и вредные ситуации могут создаваться как техническими причинами (неисправность машины, аварийная ситуация, неисправность защитных сооружений), так и нарушениями правил и мер безопасности со стороны людей. При этом в условиях автоматизированного производства, когда контакт человека с рабочими частями машин и оборудования сравнительно невелик, большая роль в возникновении опасных и вредных для человека ситуаций принадлежит психофизиологическим факторам. Их влияние также нужно учитывать при определении показателя Рбт.
Степень автоматизации СЧМ характеризует относительное количество информации, перерабатываемой автоматическими устройствами. Эта величина определяется по формуле
k а = 1 - HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.8)
где Ноп количество информации, перерабатываемой оператором; НСЧМ общее количество информации, циркулирующей в системе «человек машина».
Для каждой СЧМ существует некоторая оптимальная степень автоматизации (kопт), при которой эффективность СЧМ становится максимальной (рис. 1.1). При этом для сложных СЧМ потери эффективности из-за неправильного выбора степени автоматизации более существенны (кривая 2), чем для простых (кривая 1). Оптимальная степень автоматизации устанавливается в процессе решения задачи распределения функций между человеком и машиной.
Зависимость эффективности СЧМ от степени автоматизации
Рис. 1.1
1 – для простых систем; 2 – для сложных систем.
Экономический показатель (W CЧМ ) характеризует полные затраты на систему «человек машина». В общем случае эти затраты складываются из трех составляющих: затрат на создание (изготовление) системы Сн, затрат на подготовку операторов Соп и эксплуатационных расходов Сэ. По отношению к процессу эксплуатации затраты Сн и Соп являются, как правило, капитальными. Тогда полные приведенные затраты в СЧМ определяются выражением
W CЧМ = Сэ + Ен (Соп + Сн ), (1.9)
где Ен нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных затрат.
При заданной величине WСЧМ путем перераспределения затрат между отдельными составляющими Сн, Соп и Сэ можно получить различные значения общей эффективности СЧМ. И, наоборот, заданная эффективность СЧМ может быть обеспечена с помощью различных затрат в зависимости от распределения их между отдельными составляющими.
Эргономические показатели. Учитывают совокупность специфических свойств системы «человек машина», обеспечивающих возможность осуществления в ней деятельности человека (группы людей). Эти свойства получили название человеческих факторов в технике [5]. Они представляют собой интегральные показатели связи человека, машины, предмета деятельности и среды, проявляющиеся при деятельности человека с системой и ее функционировании, связанные с достижением конкретных целей.
Эргономические показатели представляют собой иерархическую структуру (табл. 1.1), которая включает несколько уровней, каждый из которых обладает определенной качественной спецификой, не сводимой к механическому объединению ее составляющих. Высший уровень эргономичность всегда остается ведущим, но он может реализовать себя только с помощью нижележащих уровней и в этом от них зависит.
Высший уровень рассматриваемой иерархической структуры эргономичность системы "человекмашина" взаимосвязан с критериями производительности, надежности, экономичности, экологичности и эстетичности. Эргономичность это целостность эргономических свойств, к которым относятся управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость. Первые три описывают свойства системы, при которых она органично включается в структуру и процесс деятельности человека или группы людей по управлению, обслуживанию и освоению. Происходит это в тех случаях, когда в проект системы закладываются решения, создающие наилучшие условия для удобного, эффективного и безопасного выполнения указанных видов деятельности. Четвертое свойство обитаемость относится к условиям функционирования системы, при которых сохраняется здоровье людей, поддерживаются нормальная динамика их работоспособности и хорошее самочувствие. Одним из эффективных путей создания таких условий является устранение или ослабление неблагоприятных факторов рабочей среды (шум,


вибрация, излучения, загазованность и др.) в самом источнике их образования в системах, машинах и оборудовании.
С помощью рассмотренных показателей можно оценить одно или несколько однотипных свойств СЧМ. Иногда их может оказаться недостаточно для решения поставленных задач (например, при выборе одного из нескольких конкурирующих вариантов СЧМ). В этом случае нужно дать интегральную оценку качества системы «человек машина» как совокупности всех ее основных свойств. Для этого используется понятие эффективности СЧМ, под которой понимается степень приспособленности системы к выполнению возложенных на нее функций. При определении эффективности СЧМ необходимо учесть следующие правила:
- для получения полной интегральной оценки следует учитывать всю совокупность 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 в разных величинах, они должны быть приведены к безразмерному и нормированному относительно некоторого эталона виду.
При этом следует отметить, что все частные показатели с точки зрения их влияния на эффективность могут быть повышающими (надежность, безопасность, своевременность и т. п.) или понижающими (затраты, время решения задачи и др.). Поэтому нормирование производится следующим образом:
для повышающих показателей
Эi = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.10)
для понижающих показателей
Эi = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.11)

где Эi и Еi,, соответственно нормированное и абсолютное значение i-ro частного показателя; Еmахi и Еmini максимальное (минимальное) значение i-ro частного показателя, которое имеет существующая или проектируемая аналогичная система.
Эффективность системы представляется как некоторая совокупность частных показателей. Чаще всего применяется аддитивная функция
Э СЧМ = HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (1.12)
где аi «весовые» коэффициенты, сумма которых должна быть равна единице; n число учитываемых частных показателей.
При выполнении рассмотренных условий величина ЭСЧМ принимает значения в пределах от нуля до единицы и представляет собой своеобразный «коэффициент полезного действия» системы «человек машина».

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК – МАШИНА"

Качество труда операторов и качество функционирования технических средств две неразрывно связанные стороны качества функционирования СЧМ. Самые совершенные технические средства окажутся бесполезными и даже вредными или опасными, если их эксплуатируют операторы, не обладающие требуемыми профессиональными качествами. И наоборот, никакие операторы не смогут обеспечить, качественное функционирование системы, включающей в себя некачественные технические средства. Наконец, средства, обладающие отличными техническими характеристиками, но не обеспечивающие требуемого качества труда операторов, окажутся столь же бесполезными, как и средства с плохими техническими характеристиками.
Эргономическое обеспечение качества функционирования СЧМ состоит в разработке технических средств с учетом возможностей человека, эргономических закономерностей, требуемых условий его работы и на основе рекомендаций эргономики (эргономическое обеспечение качества образца), а также в профессиональном отборе и профессиональной подготовке операторов, обеспечении их совместной работы, режимов их труда и отдыха, позволяющих проявлять в системе требуемые уровни профессиональных качеств (эргономическое обеспечение качества труда операторов) [4]. Эргономическое обеспечение качества образца направлено на снижение аппаратурной, оперативной, временной и условной сложности труда операторов.
В общем случае на деятельность человека-оператора в системе оказывают влияние, по крайней мере, шесть видов сложности труда, учитывающих большое количество факторов (табл. 2.1). Такое деление в определенной степени условно, однако оно способствует рациональному обеспечению операторской деятельности, а следовательно, и обеспечению качества функционирования СЧМ.
Аппаратурная сложность обусловлена конструкцией аппаратуры. Оперативная сложность зависит от структуры выполняемых алгоритмов. Временная сложность характеризуется ресурсом времени, имеющимся в распоряжении оператора.
Эмоциональная сложность зависит от опасности и ответственности деятельности человека-оператора и от тяжести последствий возможных ошибок. Режимная сложность связана с установленным режимом труда и отдыха и с другими организационными аспектами обеспечения операторской деятельности. Условная сложность определяется условиями, в которых работает оператор: факторами обитаемости, эстетикой помещений и оборудования и другими подобными факторами. Некоторые факторы сложности являются источником эмоций и через них влияют на качество деятельности оператора.
Эргономическое обеспечение качества труда операторов создает условия для снижения режимной сложности труда операторов, а совместно с эргономическим обеспечением качества образца снижение эмоциональной сложности. В качестве образца, таким образом, можно выделить эргономические аспекты, объединяющие те факторы, которые влияют на сложность и качество труда операторов.
Таблица 2.1.
Виды сложности труда человека-оператора

№ п/п
Виды сложности труда
Факторы, влияющие на деятельность человека-оператора

1
Аппаратурная
Размеры оперативного поля, группировка элементов воздействия, вид и тип элементов, цвет сигнальных ламп, неупорядоченность обозначений, наличие выделения элементов или указание связи между ними, цвет и характер окраски рабочего поля

2
Режимная
Продолжительность работы, режим труда и отдыха, физическая напряженность труда, загруженность оператора, поза оператора

3
Временная
Необходимость соблюдения ритма, темп поступления сигналов, скорость управляемых процессов, время, выделяемое для выполнения работ

4
Условная
Микроклимат аппаратных, наличие вибраций, состав воздуха, наличие вредных излучений, освещенность и окраска помещений, наличие шума и инфразвука

5
Оперативная
Оперативная неупорядоченность, длина маршрута обслуживания, длина маршрута перемещений, требуемая точность, характер операций, стереотипность, необходимость взаимодействия

6
Эмоциональная
Ответственность, опасность, несовместимость с опытом работы, не эстетичность, дефицит информации, фобии, несоответствие информации, качество документации, несовместимость в расчете, неупорядоченность функций, непонимание цели


Целью эргономического обеспечения качества систем "человек – машина" является достижение требуемых или максимальных значений показателей надежности или эффективности системы на основе дополнения традиционных методов их обеспечения эргономическими методами и средствами. Отсутствие систематизированных усилий по эргономическому обеспечению качества приведет к появлению в системе эргономически слабых мест, из-за которых будет невозможно реализовать высокие потенциальные возможности, заложенные в технических средствах системы. Воздействие на эффективность здесь осуществляется посредством обеспечения предусмотренного функционирования системы, т. е. воздействием на ее надежность. Поэтому эргономическое обеспечение является одним из важнейших средств обеспечения качества функционирования СЧМ.
Влияние эргономического обеспечения на показатели качества СЧМ проявляется через влияние на различные частные показатели. Прежде всего эргономическое обеспечение оказывает влияние на всю структуру системы, определяя в процессе распределения функций требуемую сложность технических средств, а значит, и значение вероятности их безотказного состояния и функционирования. Наибольшее влияние эргономические методы оказывают на значения показателей непосредственно связанных с выполнением персоналом требуемых работ (безошибочность, быстродействие, своевременность, точность и др.).
В зависимости от исполнителей соответствующих работ и от целей, на которые направлены эти работы, можно выделить пять видов эргономического обеспечения: системотехническое (или научно-методическое) обеспечение, техническое, медико-техническое, организационное и тактико-управленческое.
На рис. 2.1 процессы создания и использования системы "человек-машина", на которые распространяется каждый из видов эргономического обеспечения, показаны ниже или правее названий видов, надписанных на рисунке вне рамок без цифр. На этом рисунке в утолщенных рамках показаны процессы, которые повторяются многократно при эксплуатации систем, остальные процессы могут осуществляться однократно.
Здесь видно, что на разных стадиях создания СЧМ изменяются объекты эргономического обеспечения. При создании системы для испытаний (при проектировании, разработке и производстве опытных образцов технических средств и подготовке испытательных расчетов штатной квалификации главным является разработка конструкции, соответствующих методов и средств (2).
Рис. 2.1.
После испытаний и соответствующих доработок функционирование системы обеспечивается серийными техническими средствами (3); контроль за состоянием рабочей среды обеспечивает соответствующие условия обитаемости в процессе эксплуатации технических средств (4); организационными мероприятиями обеспечиваются требуемые профессиональные качества расчетов (5). Главным для этой стадии становится практическое проведение мероприятий эргономического обеспечения в эксплуатирующих организациях.
Первым видом эргономического обеспечения качества системы является системотехническое обеспечение, которое проводится в процессе подготовки задания на создание системы, в том числе и на разработку соответствующих технических средств. Целью этого вида эргономического обеспечения являются научное обоснование роли людей в создаваемой системе, анализ требований, которые могут предъявить к ним условия применения создаваемых средств, и формулировка эргономических требований к техническим средствам и персоналу системы. Результаты этого вида эргономического обеспечения реализуются в техническом задании на создание технических средств при оформлении заказа этих средств разработчику и в процессе разработки требуемых организационных мероприятий для потребителя.
Вторым видом эргономического обеспечения является техническое обеспечение операторской деятельности, которое проводится в основном в процессе разработки технических средств системы (рабочих мест, пультов управления, документации для операторов, кабин и аппаратных помещений) и направлено на создание перечисленных средств с учетом характеристик человека на основе имеющихся эргономических рекомендаций и эргономических закономерностей. Самостоятельным видом эргономического обеспечения является медико-техническое обеспечение труда людей в системе. Мероприятия этого вида обеспечения реализуются как в процессе создания условий для работы специалистов в системе (при проектировании кабин, аппаратных помещений, систем жизнеобеспечения), так и в процессе эксплуатации технических средств для контроля за поддержанием необходимых условий обитаемости и контроля состояния здоровья специалистов, работающих в системе. Обитаемость аппаратных помещений, условия работы человека в системе, обеспечивающие требуемое качество его работы без ухудшения здоровья, цель этого вида эргономического обеспечения.
Важнейшим для деятельности эксплуатирующих организаций и обеспечения требуемого качества функционирования СЧМ является организационное обеспечение труда специалистов. Этот вид эргономического обеспечения реализуется в основном в процессе работы учреждений заказчика и потребителей, имеющих соответствующие технические средства. Он имеет своей целью обеспечение и поддержание в системе требуемых от операторов профессиональных качеств. В тех случаях, когда от операторов требуется особо высокий уровень психофизиологических характеристик, приходится осуществлять психофизиологический отбор кандидатов для профессионального обучения.
После профессиональной подготовки такие специалисты будут обладать и профессиональной подготовкой, и требуемыми психофизиологическими качествами. Для успешной работы из них нужно рациональным образом сформировать расчеты. Требуемые психофизиологические характеристики операторов обеспечиваются лишь при определенном режиме труда и отдыха. В свою очередь требуемый режим труда и отдыха может быть реализован лишь при разработке штатов подразделений, учитывающей не только интенсивность ситуаций, требующих работы операторов, но и необходимость самообслуживания подразделений и допустимую продолжительность непрерывной работы, обеспечивающую сохранение психофизиологических характеристик операторов на требуемом уровне.
Наконец, следует учитывать, что даже подразделения, имеющие самые современные системы и состоящие из высококвалифицированных специалистов, обладающих всеми необходимыми профессиональными качествами, не смогут реализовать заложенные в системе возможности, если при разработке приемов и способов деятельности операторов и управления их деятельностью будут игнорироваться возможности человека и эргономические закономерности. При разработке этих вопросов также необходимо соответствующее эргономическое обеспечение. Этот вид эргономического обеспечения и назван тактико-управленческим.
Влияние эргономического обеспечения на улучшение качества функционирования системы проявляется в полной мере лишь тогда, когда оно осуществляется в полном объеме. Частные мероприятия эргономического обеспечения, как правило, не дают ощутимого эффекта, поскольку, например, эффект от совершенствования документации может уничтожаться нерациональным размещением элементов или нерациональными режимами труда и отдыха и т. п. Поэтому можно считать, что уровень эргономического обеспечения качества функционирования системы "человек-машина" определяется уровнем эргономического обеспечения наиболее слабого звена.
Эргономическое обеспечение принципиально должно проводиться на всех стадиях создания и функционирования СЧМ. При этом необходимо учитывать, что, поскольку технические средства составляют только часть системы, перечисленных в ЕСКД стадий создания и использования конструкторской документации недостаточно для описания процесса создания и функционирования системы в целом. Несколько укрупняя стадии разработки конструкторской документации до стадий технического задания, проектирования технических средств и их испытаний, целесообразно учитывать шесть стадий создания и функционирования: разработки заданий; проектирования технических средств; разработки организационных мероприятий для эксплуатирующих организаций, связанных с созданием и использованием разрабатываемой системы; испытаний системы; подготовки расчетов в эксплуатирующих организациях; функционирования системы (в процессе функционирования СЧМ осуществляется и эксплуатация технических средств системы).
На каждой из перечисленных стадий эргономическими мероприятиями можно улучшать качество системы, влияя на большинство процессов, которые потенциально могут протекать в любой системе. Чтобы не упустить перечисленные возможности, необходимо осуществлять не отдельные эргономические мероприятия, а единую их систему.
Система эргономического обеспечения (СЭО) качества функционирования СЧМ или эффективности ее применения представляет собой совокупность мероприятий, проводимых на всех стадиях ее создания и функционирования с целью обеспечения требуемого или максимально возможного качества функционирования системы дополнительно к традиционным методам также эргономическими методами и средствами. Эти мероприятия, улучшая качество функционирования системы "человек – машина", повышают эффективность ее применения и необходимы именно для этого.

3. ФОРМЫ ЗАДАНИЯ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
К СОЗДАВАЕМОЙ СИСТЕМЕ

Вопрос задания эргономических требований к создаваемой системе является узловым вопросом эргономического обеспечения, поскольку именно от формы задания эргономических требований зависят и конкретность планирования эргономических мероприятий, и возможности проявления инициативы разработчиков частей системы по эргономическому обеспечению их качества. Этот вопрос является узловым и потому, что именно от его решения зависят как трудоемкость проведения эргономического обеспечения, так и эргономические стороны качества, с которыми встретится персонал в процессе функционирования системы. Именно поэтому государственные стандарты требуют формулировки эргономических требований и обоснования их реализации в техническом предложении, эскизном и техническом проектах на создаваемые технические средства, однако значимость эргономических требований не ограничивается лишь обеспечением эргономических аспектов качества технических средств. Эргономические требования необходимо предъявлять и для обеспечения требуемых качеств у персонала системы. Возможны несколько форм задания эргономических требований к создаваемой системе. Исторически первой использовалась форма задания эргономических требований в виде перечня частных свойств и характеристик в качественном виде или в виде указания предельно допустимых значений соответствующих параметров [7] . Такая форма предъявления требований («Высота пульта должна быть не более... Усилие на кнопку должно быть не менее... и не более...») частично решает задачи эргономического обеспечения качества, способствуя предупреждению нарушений эргономических рекомендаций и обеспечивая однозначный контроль за выполнением этих требований. Использовать эту форму задания эргономических требований для включения в задание на создание системы нерационально как вследствие громоздкости этой формы, так и по причине отсутствия явной связи таких требований с общими показателями качества функционирования системы, из-за чего такие требования чаще всего интерпретируются как требования обеспечения удобства работы операторов, что иногда предполагается второстепенным. Кроме того, эта форма задания эргономических требований фактически навязывает разработчику конструктивные решения, которые уже принял заказчик, т. е. заставляет заказчика выполнять несвойственные ему функции и ограничивает инициативу разработчиков. Ее можно использовать для формулировки общих эргономических требований к комплектующим элементам.
Стремление уменьшить объем и количество задаваемых требований привело к заданию набора количественных показателей, связанных с эргономическими особенностями создаваемой системы. Эта форма задания требований («Критерий сложности обзора информационного поля kS должен иметь значения не меньше 0 и не больше 1 ... Критерий неупорядоченности kh оперативного поля не менее 0 и не более 1... При допущении, что все частные критерии равнозначны, обобщенный критерий kоб определяется по формуле
kоб = HYPER13EMBED Equation.3HYPER14HYPER15HYPER13EMBED Equation.3HYPER14HYPER15,
где М – количество частных критериев, ki - их значения.
Система удовлетворяет эргономическим требованиям, если величина обобщенного критерия не ниже 0,9») практически не отличается от первой, хотя и допускает некоторую вариативность за счет использования обобщенного критерия. Недостатки, присущие первой форме, полностью сохраняются и при использовании таких показателей. Например, приведенное требование к критерию неупорядоченности обозначает, что на пульте при поиске очередного элемента в среднем выбор должен производиться не более чем из двух элементов при отсутствии заданного способа выбора и не более чем из трех элементов при наличии такого способа.
Задание частных свойств в любом виде имеет одно несомненное преимущество. Оно позволяет рассматривать раздельно заданные свойства как автономные. Это облегчает контроль за выполнением данных требований, поскольку требует проверки и испытания отдельных частных свойств, что проще и дешевле по сравнению с испытаниями системы в целом. Однако при системных испытаниях или при использовании системы может выясниться, что заданный уровень частного свойства не обеспечивает требуемого функционирования системы в целом. Эта форма задания требований также требует от заказчика выполнения несвойственных ему функций по распределению требований между элементами создаваемой системы.
Задание эргономических требований наиболее целесообразно осуществлять совместно с требованиями к надежности технических средств, задавая требуемые значения системного показателя надежности с указанием номера концепции, для которой он должен быть рассчитан. При этом обеспечивается учет влияния выбранных решений и вариантов на эффективность системы, а номер концепции определяет, какие свойства персонала надо учесть при расчете заданного показателя или необходимых частных свойств.
В настоящее время определены тринадцать концепций учета надежности технических средств [17] .
I. Концепцией аппаратурной безотказности применяемых средств используется в том случае, когда разрабатывается не восстанавливаемая, не обслуживаемая, не управляемая человеком аппаратура, продолжительность перевода которой в рабочий режим не имеет значения или осуществляется силами предприятия-изготовителя. Для обеспечения надежности на основе этой концепции имеется возможность упрощать создаваемый объект, подбирать высоконадежные элементы, облегчать режимы их работы, применять параметрическую, структурную, информационную и функциональную избыточность, сокращать продолжительность работы объекта.
II. Концепция аппаратурной безотказности логически связана с первой. Ее приходится применять, когда продолжительностью содержания объекта до начала боевого режима пренебрегать нельзя и когда аппаратурные отказы, происшедшие в предбоевых режимах, делают невозможным боевое применение (рабочее функционирование) объекта. Все способы обеспечения надежности, перечисленные для первой концепции, применит мы и для второй, при этом целесообразно сокращать продолжительность работы объекта в наиболее напряженных режимах.
III. Концепция непрерывной аппаратурной безотказности необходима в подходе к надежности таких объектов, в процессе функционирования которых даже кратковременные нарушения работоспособности аппаратуры приводят к ухудшению точности и, следовательно, к нарушению требуемого функционирования.
IV. Концепция информационной безотказности. При использовании этой концепции надежности учитываются дополнительно к предшествующим те процессы и события, которые влияют на информационную безотказность информационных и вычислительных средств, т. е. рассматривается безотказность технических средств в полном объеме.
Рассмотренные четыре концепции совершенно не учитывают наличие и участие персонала в поддержании работоспособности технических средств. Действительно, при решении ряда технических задач таким влиянием можно пренебречь, однако уже в первых работах по надежности технических средств учитывались и положительные (восстановление работоспособности), и отрицательные (повреждения аппаратуры) влияния персонала на их надежность. Следующие концепции и связаны с таким учетом.
V. Концепция повреждающего персонала дополнительно к рассмотренным учитывает не только потоки отказов и сбоев, но и потоки повреждений аппаратурной и информационной работоспособности неправильными или несвоевременными действиями персонала.
Для обеспечения надежности на основе этой концепции необходимо при создании системы решать уже не только технические, но и эргономические вопросы. В этой концепции уже невозможно рассматривать объект анализа или обеспечения надежности как простую совокупность технических средств; здесь он выступает уже как антропотехническая подсистема. Рассмотренные частные свойства парциальных безотказностей в этом случае необходимо дополнить свойством безошибочности работы персонала, хотя это свойство проявляется при этой концепции еще ограниченно, только в своем влиянии на аппаратурную и информационную работоспособность.
VI. Концепция восстанавливающего персонала учитывает уже и позитивное влияние персонала на работоспособность системы. При этом функции персонала рассматриваются ограниченно, только в виде функций по восстановлению аппаратурной и информационной работоспособности. Свойство, которое приобретает система при наличии таких функций персонала, называют восстанавливаемостью. Иногда используется для этой цели еще и свойство ремонтопригодности, однако такое свойство относится лишь к техническим средствам, характеризуя их приспособленность к восстановлению. Восстанавливаемость можно рассматривать состоящей из ремонтопригодности технических средств, профессиональной подготовленности персонала к выполнению работ по восстановлению работоспособности, обеспеченности технических средств ЗИПом и временной избыточности, позволяющей провести восстановление работоспособности технических средств до начала функционирования системы.
VII. Концепция обслуживающего персонала учитывает влияние на работоспособность технических средств еще и проведения персоналом необходимых регламентных работ и профилактических мероприятий. При этом система приобретает свойство продолжительно поддерживать надежность технических средств на уровне, превышающем уровень надежности необслуживаемых средств.
VIII. Концепция подготавливающего персонала предполагает наличие влияния персонала на повышение готовности технических средств. При этом система приобретает свойство, называемое подготавливаемостью. Оно учитывает рациональность конструкции, технических средств и структуры алгоритмов, обеспечивающую безошибочное и быстрое выполнение требуемых работ и соответствующую профессиональную подготовленность персонала. Повышения подготавливаемости можно добиться автоматизацией технических средств, рациональным распределением функций между техническими средствами и персоналом системы, конструированием панелей оборудования на основе рекомендаций эргономики с максимальным использованием принципов эргономической унификации и типизации.
Показатель надежности для этой концепции усложняется по сравнению с предыдущими за счет того, что необходимо учитывать возможность начала подготовки из различных состояний системы.
IX. Концепция управляющего персонала дополнительно учитывает сложность и безошибочность управления техническими средствами в режиме применения, рабочего или боевого функционирования. Такая концепция необходима для анализа и обеспечения надежности систем, в которых персонал управляет функционированием технических средств в режиме применения. Для систем с автоматическим функционированием технических средств достаточно ограничиться предшествующей концепцией. При использовании этой концепции учитывается свойство безошибочности управления, на которое можно влиять теми же средствами, что и на подготавливаемость системы, но с учетом быстротечности управляемых процессов.
X. Концепция дежурного персонала требует учитывать изменение работоспособности персонала с учетом его исходного положения во время дежурства системы, естественных потребностей, сложности занятия боевых постов по команде. Эти факторы, а также состояние здоровья, физическая выносливость персонала, режимы труда и отдыха определяют готовность персонала системы.
XI. Концепция биологически ненадежного персонала дополнительно учитывает возможность возникновения биологических отказов (отказов организма) и катастрофических ошибок операторов. Такая концепция необходима для анализа надежности антропотехнических систем, функционирующих в условиях полной автономии, в которых осуществить быструю замену вышедшего из строя оператора невозможно или затруднительно. Влиять на надежность системы в этом случае можно медико-биологическими средствами и способами.
XII. Концепция восстанавливаемого персонала дополнительно предполагает расчет вероятности отсутствия биологических отказов с учетом возможных замен операторов.
Концепция системной безотказности, при которой предусмотренное функционирование системы возможно лишь при отсутствии любых нарушений работоспособности. Эта концепция не обозначена цифровым индексом, так как по степени охвата процессов нарушения работоспособности она должна размещаться перед концепцией биологически ненадежного персонала (иметь номер XI), а по степени учета процессов восстановления ее место перед концепцией восстанавливающего персонала (т. е. она должна иметь номер VI). Отсутствие у показателя этой концепции численного индекса напоминает, что рассматривать свойства всех предшествующих концепций как составляющие свойства и этой концепции недопустимо.
Целесообразность использования конкретной концепции анализа надежности системы или подсистемы определяется видом конкретной задачи, решаемой на соответствующем этапе обеспечения надежности. При обеспечении аппаратурной безотказности достаточно использовать две первые концепции, ограничиваясь рассмотрением вероятности безотказной работы технических средств. Концепцию повреждающего оператора необходимо использовать не только с целью уточнения значений общего показателя, но и для более реалистичной оценки потребности системы в ЗИПе.
При обеспечении восстанавливаемости оборудования необходимо уже использовать седьмую концепцию, для общих эксплуатационных показателей автоматических средств восьмую, а для неавтоматических средств девятую концепцию. При этом - системные показатели выражают вероятность своевременного, безотказного и безошибочно предусмотренного функционирования системы. Более высокие концепции анализа обеспечивают расчет этой вероятности для всей СЧМ в целом, учитывая в полном объеме и эргономические свойства персонала.
Формулировка требований с использованием концепций учета надежности технических средств в задании на разработку системы необходима, но далеко не достаточна. Это связано прежде всего с тем, что отдельные составляющие системного показателя могут иметь разную значимость для разработчика и для пользователя. Например, разработчик может обеспечить высокую готовность системы за счет увеличения количества, повышения квалификации и напряженности труда персонала системы. Такое решение может оказаться неприемлемым для потребителей
Вследствие изложенного задание требуемых значений системного показателя необходимо сочетать с заданием существенных для заказчика и пользователя условий и ограничений, которые должен учесть разработчик в процессе создания системы. В отдельных случаях эти ограничения можно распространить и на конструктивные решения, предписывая обязательную реализацию имевшихся в предыдущих системах решений, принятых на практике в качестве типовых. При формулировке эргономических требований в задании особое значение имеют вид выбранного показателя и компактность формулировки условий и ограничений, обеспечивающая одновременно однозначность их задания и возможность проверки.
Используемый для задания эргономических требований системный показатель должен, с одной стороны, иметь явную связь с показателем эффективности, а с другой допускать расчет или оценку его значений на ЭВМ без проведения испытаний системы для определения более общих системных показателей. Например, для выявления сущности системного показателя надежности часто используют отношение более общих показателей эффективности

· = HYPER13EMBED Equation.3HYPER14HYPER15, (3.1)
где W показатель эффективности реальной, а
· идеальной системы [14].
Очевидно, недопустимо использовать этот показатель для задания требований, если отсутствует способ определения
· не сверху от эффективности, а снизу от решений, принимаемых в процессе создания системы. При отсутствии таких способов для определения показателя надежности требуется сначала определить показатель эффективности (значит, фактически осуществлено задание показателя эффективности, а не надежности). При наличии способов расчета системного показателя на основе анализа системы и частных показателей частей и свойств системы такой показатель использовать вполне допустимо.
Для формулировки в задании ограничений, налагаемых на систему по решению заказчика, можно предъявить требования к особенностям учета свойств системы для различных режимов. Например, «учет надежности системы для режима дежурства и подготовки осуществить на основе восьмой концепции, а для режима применения на основе первой концепции». Такое ограничение указывает, что в режиме применения нельзя использовать возможности персонала по восстановлению работоспособности технических средств, хотя в остальных режимах предполагается учитывать не только такие действия персонала, но и его действия по обслуживанию технических средств и подготовке системы к применению.
Для формулировки условий и эргономических особенностей, которые необходимо учитывать при разработке системы, целесообразно использовать формализованные перечни, выборка из которых должна обеспечивать однозначную формулировку, детальность которой не определялась бы эргономической квалификацией составителя требований. В качестве такого средства можно использовать описываемые ниже классификатор и способ формализованного обозначения эргономических особенностей [17].
Классификатор эргономических особенностей системы "человек – машина" (табл. 3.1) предназначен для упорядоченного описания и формализованного обозначения эргономических особенностей существующих или создаваемой системы, подлежащих обязательному учету при эргономическом обеспечении ее качества. Классификатор в зависимости от требуемой полноты описания системы может содержать различное количество классов, причем признаками классификации являются те эргономические особенности, которые требуют проведения специфических мероприятий эргономического обеспечения. В каждом классе по этому же принципу перечисляется ряд признаков проявления в системе эргономических особенностей данного класса. Отмеченные особенности классификатора обеспечивают упорядоченное описание эргономических особенностей разрабатываемой системы, поскольку вводится тезаурус для таких описаний, «слова» которого будут однозначно пониматься всеми специалистами. Одновременно классификатор за


дает подробность описания эргономических особенностей, поскольку требует описания определенного их набора, по каждой из которых необходимо сделать минимальное описание.
Формализация описания легко обеспечивается использованием индекса эргономических особенностей, который получается, если каждый класс классификатора обозначать позицией цифры в индексе в соответствии с табл. 3.1, а значениями цифры на каждой позиции описывать наличие соответствующего признака. Если на одной позиции нужно указать несколько особенностей, обозначающие их цифры заключаются в скобки.
Отмеченная особенность классификатора делает его удобным средством для упорядоченного указания эргономических особенностей в задании на разработку системы, которое при переходе к формализованному описанию приобретает вид: «Эргономическое обеспечение системы провести по индексу 5412232022». Это означает: «для режима обеспечения последующего функционирования в функции профилактики участие человека-оператора обязательно. Информационная модель должна обеспечить техническую диагностику при работе в стационарном сооружении. Рабочая среда естественная с кондиционированием. Режим работы операторов в течение рабочего цикла без замены. Совмещение функций персонала не регламентируется. В расчете технического обслуживания должно быть не более двух человек».
Индекс (234) (457) 1 (1234) 2384 (22, 32, 52, 71) оговаривает дополнительно к перечисленным особенностям: «для содержания в готовности, подготовки, применения (рабочего функционирования) в функции профилактики, подготовки, управления функционированием участие человека-оператора обязательно. Информационная модель должна обеспечить оценку технического состояния, техническую диагностику, принятие решений о изменении функционирования, подготовку и применение по команде. Режим работы операторов многосуточное дежурство. Совмещение
функций персонала недопустимо. Количество персонала в расчете технического обслуживания должно быть не более двух, в расчете для односменного дежурства не "более двух, в расчете для подготовки не более двух, в расчете для режима применения не более одного человека».
Учитывая большую смысловую нагрузку, которую несет каждый элемент индекса, для предотвращения искажения индекса при переписывании, перепечатке или передаче целесообразно ставить после него знак равенства и указывать число, имеющее в каждом разряде цифру, сумма которой с соответствующей цифрой индекса равна 9. Например, 5412232022=4587767977. Практическое использование индекса целесообразно осуществлять только после контрольного суммирования цифр соответствующих разрядов индекса и контрольного числа. При несовпадении сумм с числом 9 необходимо сверить запись индекса с его записью в оригинале.
Таким образом, эргономические требования к системе можно сформулировать в следующем виде: «Значение общего показателя надежности системы должно быть не менее
· с =0,999 при концепции учета надежности, определяемой индексом эргономических особенностей. Эргономическое обеспечение выполнить для индекса 5412232022 = 4587767977».

4. СПОСОБ ПРОГРАММНО – ЦЕЛЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ
МЕРОПРИЯТИЙ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЧМ

Для четкого функционирования системы эргономического обеспечения качества нужна совместная работа многих специалистов, выполняющих независимо друг от друга в различных организациях, но в определенные моменты создания и функционирования антропотехнических систем требуемые созидающие или контрольные эргономические мероприятия. Очевидно, требуемую определенность действий многих специалистов различных организаций невозможно обеспечить без специальной программы, выработанной на единой методической основе в интересах достижения единой главной цели дальнейшего повышения эффективности системы эргономическими методами и средствами.
В программе эргономического обеспечения качества конкретной системы должны быть перечислены все необходимые именно для нее эргономические мероприятия, относящиеся к обеспечению качества как образца, так и труда операторов системы, вытекающие из эргономических требований, закономерностей и рекомендаций, с указанием функциональных участников процесса создания и функционирования антропотехнических систем (заказчик, разработчик, эксплуатирующие образец организации и т. п.). В процессе утверждения программы роль каждого функционального участника закрепляется за соответствующей конкретной организацией, которая, составляя план выполнения каждого этапа работ, обязана предусмотреть в этом плане выполнение соответствующих мероприятий программы, возложенных на эту организацию. Основанием для планирования таких мероприятий являются требования программы, а в программе должно отмечаться, в каких планах предусмотрено выполнение каждого из перечисленных в ней мероприятий. Эта программа может разрабатываться лишь совместно органами заказчика и разработчика на стадии заказа разработки образца, поскольку она должна предусматривать: техническое обеспечение труда операторов, выполняемое разработчиком и контролируемое представителями заказчика; медико-техническое обеспечение, выполняемое как разработчиком, так и службами эксплуатирующих организаций; организационное обеспечение, осуществляемое в основном органами заказчика и эксплуатирующими органами, а на стадии разработки и непосредственно эксплуатирующими организациями в процессе формирования расчетов и функционирования антропотехнической системы; тактико-управленческое обеспечение функционирования антропотехнических систем, осуществляемое штабами и управлениями.
Вопрос о программе эргономического обеспечения имеет две стороны: организационную и методическую. Организационно программа может реализовываться в виде самостоятельного документа либо в виде совокупности разделов различных комплексных планов, вводимых в действие разными организациями. В последнем случае необходимо предусмотреть составление и использование программы в качестве контрольного перечня необходимых мероприятий. При этом должна быть предусмотрена процедура согласования всех планов с некоторой организацией, имеющей этот перечень; при согласовании в перечне нужно отметить, в какой план вошли те или иные мероприятия, и делать представления о необходимости включения в план «забытых» мероприятий. При этом создаются возможности для реализации системы эргономического обеспечения на основе отдельных разделов или пунктов обычно составляемых планов, т. е. создается возможность реализации программы эргономического обеспечения без разработки дополнительного комплексного документа.
Что касается методической стороны синтеза программы эргономического обеспечения, то перечень мероприятий эргономического обеспечения неминуемо должен зависеть от специфики деятельности операторов создаваемых систем и не зависеть от недостаточной эргономической квалификации составителей. Для предотвращения такой нежелательной зависимости целесообразно использовать единую процедуру синтеза программы на основе рассмотренного в предыдущем параграфе индекса, упростив и формализовав действия разработчика программы и обеспечив его необходимыми средствами, создающими единый подход к ее составлению, не зависящий от эргономических знаний составляющего. Существенным также является вопрос обеспечения ее конкретизации. Полезность такой программы будет тем выше, чем больше будет в ней конкретных мероприятий, учитывающих эргономическую специфику создаваемой системы.
В качестве средств, обеспечивающих единый подход к составлению программы, не зависящий от субъективных особенностей составителя, можно использовать классификатор эргономических особенностей (табл. 3.1) и перечень типовых мероприятий эргономического обеспечения. Перечень типовых мероприятий эргономического обеспечения выполняется таким образом, чтобы каждому значению каждого разряда индекса эргономических особенностей системы соответствовал определенный набор специфических мероприятий эргономического обеспечения. При этом, чтобы составить набор мероприятий эргономического обеспечения, необходимых для системы с конкретным индексом эргономических особенностей, достаточно выписать из перечня те мероприятия, которые обозначены в нем цифрами, совпадающими с цифрами индекса. Такой набор мероприятий будет представлять программу эргономического обеспечения качества функционирования всех систем данного типа, эргономические особенности которых описываются одним и тем же индексом. Такую программу можно назвать типовой. Дальнейшая конкретизация программы состоит в указании конкретных устройств этой системы, для которых должны проводиться выписанные из перечня мероприятия эргономического обеспечения, а также в указании организаций-исполнителей, выполняющих или контролирующих выполнение каждого из перечисленных в типовой программе мероприятий.
При необходимости в процессе конкретизации типовая программа эргономического обеспечения может дополняться мероприятиями, не содержащимися в перечне, однако исключение из нее мероприятий, содержащихся в перечне, допустимо только по обоснованному совместному решению заказчика и разработчика системы. С целью совершенствования перечня информацию о всех дополнительных мероприятиях целесообразно анализировать с точки зрения необходимости их включения в перечень для учета при разработке всех последующих систем. Таким образом, классификатор облегчает как указание эргономических особенностей в задании на разработку системы, так и формализацию программно-целевого планирования мероприятий эргономического обеспечения качества функционирования системы. Упомянутые средства, процедуры и взаимосвязи между ними показаны на рис. 4.1.



Средства и процедуры программно-целевого планирования
эргономического обеспечения


Рис. 4.1.

На основе изложенных процедур составление программы эргономического обеспечения становится объективным, не зависимым от квалификации исполнителей процессом, обеспечивающим не только достаточно подробный учет эргономических особенностей создаваемых систем, но и накопление опыта, самосовершенствование инструмента (перечня), используемого для решения этой задачи. Составление таких программ для каждого конкретного создаваемого объекта практически обеспечивает функционирование системы эргономического обеспечения качества в полном объеме для каждого нового средства. В процессе создания системы неминуемо приходится решать вопросы создания технических средств системы и подготовки операторов для работы в системе. На решение эргономических аспектов этих задач и направлены рассмотренные виды эргономического обеспечения. В решении этих задач участвуют как специалисты разрабатывающих, так и эксплуатирующих организаций.
После того как технические средства системы изготовлены и доставлены на место эксплуатации, а для стационарных средств и смонтированы, начинается эксплуатация этих средств. Только на этом этапе технические средства начинают функционировать под управлением штатных, предназначенных именно для их эксплуатации, операторов. Только на этом этапе СЧМ начинает функционировать как единое целое, становится системой в полном смысле этого слова.
Для обеспечения функционирования этой системы с расчетными показателями операторы должны обладать необходимыми для конкретной системы качествами: определенным уровнем здоровья и психофизиологических характеристик, требуемыми психологическими качествами, и профессиональной подготовленностью, социально-психологическими качествами, обеспечивающими их успешную работу в расчете. Практически все эти требования обеспечиваются не только осуществлением разработанных вышестоящими и научно-исследовательскими органами мероприятий: профессиональным отбором, обучением и тренировкой операторов, социально-психологическим подбором специалистов для работы в расчете, но и повседневным обеспечением необходимого режима их труда и отдыха. Перечисленные требования учитывались при создании технических средств системы; обеспечение их реализации при эксплуатации.

5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ В СИСТЕМАХ
"ЧЕЛОВЕК – МАШИНА"

Задача распределения функций между операторами и техническими средствами возникает на самых ранних этапах создания системы, поскольку после распределения функций разрабатываются функциональные схемы и производится отработка технических средств, обеспечивающих автоматическое выполнение лишь тех функций, которые возложены на технические средства при первоначальном распределении. В связи с определяющим влиянием на последующую деятельность операторов создаваемой системы задача распределения функций считается в эргономике основной системотехнической задачей. От ее решения практически зависят вся последующая стратегия проектирования и эксплуатационные особенности создаваемой техники. Она определяет принципы работы технических средств, их функциональные схемы и конструкцию, оборудование рабочих мест операторов, их загрузку и режим работы, состав эксплуатационной документации, требуемое количество и качество персонала. При этом возможность достижения поставленных перед системой целей не должна становиться единственным критерием, на котором основывается выбор между человеком и машиной. Необходимо учитывать и другие критерии, такие, как реализуемость, стоимость, масса, мощность, надежность, простота технического обслуживания и т. п. При использовании этих критериев очень часто наилучшее распределение с точки зрения системы в целом не совпадает с распределением, основанным на рассмотрении только уровня достижения поставленных перед системой целей. Этот тезис хорошо иллюстрируется следующим примером: хотя серебро проводит электричество лучше, чем медь, однако никто не предложил бы полностью исключить применяющуюся в электротехнике медь, заменив ее серебром. Включение человека в систему в качестве ее компонента дает гораздо больше потенциальных возможностей для развития системы, чем применение только технических компонентов.
Распределение функций это скорее выбор оптимальной комбинации человека и машины, а не выбор между человеком и машиной. Люди и машины дополняют друг друга. Например, при решении вопроса о роли человека-летчика в системах автоматической посадки правильнее говорить: «...основное решение при выборе между человеком и машиной состоит не в том, использовать ли работу человека, а в том, как ее использовать». В том случае, когда неизвестен способ управления системой, естественно стремление обеспечить человека всей возможной информацией, создав максимум условий для проявления его творческих возможностей. Желательно, хотя бы грубо, автоматизировать выполнение стереотипных, повторяющихся функций, создавая кратковременно возможности для сосредоточения оператора на более сложных эвристических функциях. Особенно это важно для военных систем, поскольку в условиях боевых действий для оператора жизненно необходим резерв времени для осмысливания и творческого учета непредвиденных ситуаций.
Решение вопроса о распределении функций в настоящее время производится чаще всего на основе качественных соображений, хотя для некоторых типов систем разработаны и количественные методы решения этой задачи. Единства в этом вопросе среди исследователей пока нет. Некоторые считают, что задача состоит не в распределении функций, а в передаче по возможности всех функций человека машине. Другие говорят о целесообразности передачи техническим средствам всех формализованных функций человека, поскольку «если какая-либо функция полностью формализована, можно построить техническое устройство для ее выполнения». Американский ученый А.Чапанис в статье о человеческих факторах в технике, написанной еще в 1951 г., указывает на ряд вопросов, которые часто игнорируются при распределении функций [5] :
1) общие сравнения человека и машины зачастую неверны; например, хотя компьютер лучше выполняет вычисления, это не причина всегда использовать его в этих целях;
2) не всегда важно решать, какой компонент сделает конкретную работу лучше; вполне достаточным может быть использование адекватного компонента;
3) общие сравнения людей и машин не указывают путей поиска компромисса.
А.Чапанис указывает также на ряд других важных моментов. Во-первых, распределение функций в человеко-машинных системах частично определяется социальными и экономическими ценностями, которые в разных странах могут различаться. Поэтому проектирование, эффективное в одной стране, может не срабатывать в другой. Во-вторых, распределение функций должно постоянно переоцениваться, поскольку технология непрерывно меняется и то, что невозможно сегодня, вполне может быть приемлемым и ближайшем будущем. В-третьих, многие затруднения при распределении функций обусловлены инженерной неопределенностью. Инженеры часто изменяют проект и иногда действуют при этом методом проб и ошибок.
А.Чапанис рекомендует, чтобы при распределении функций сначала готовились полные и детальные спецификации. За этим должен следовать анализ всех функций системы. Затем можно провести пробное распределение функций. После этого должна последовать оценка всего набора функций, распределенных людям, чтобы убедиться, что нет их перегрузки или недогрузки.
Для оценки выбранного распределения функций чаще всего используется моделирование, а также методы макетирования и эксперимента.
Американскими учеными предложен подход, названный динамическим распределением функций. Поскольку первая заповедь эргономики "чти своего потребителя", то весьма желательно предоставление ему возможности самостоятельно распределять функции. Заданное же разработчиком системы распределение функций не может быть изменено без преобразования всей системы. С развитием техники системы приобрели программное обеспечение, позволяющее легко вводить изменения. Это означает, что распределение функций больше не является, образно говоря, "высеченным в камне". Акцент в проектировании переносится с предвосхищения требований человека в распределении функций на процесс оценки деятельности и удовлетворенности человека работой, а также функционирования системы. Когда слишком возрастает рабочая нагрузка, система автоматически принимает на себя большую ее часть, чтобы высвободить пользователя [2].
Можно выделить по крайней мере семь принципов решения задачи распределении функций в системе "человек – машина" [17].
1. Принцип преимущественных возможностей состоит в том, что человеку рекомендуется поручать те функции, которые он выполняет лучше машины; машине те, которые она выполняет лучше человека. Этот принцип вместе с перечнем преимущественных возможностей был опубликован в США П. Фигсом еще в 1951 г., однако в статье 1962 г. автор этого перечня считает его ранней тривиальной попыткой, поскольку этот метод не учитывает, какое распределение функций является наилучшим с точки зрения системы, и заостряет внимание лишь на исполнительных функциях человека. В современных условиях важнейшим средством, обеспечивающим проявление творческих возможностей человека, нужно считать его параллельную работу с автоматом, при которой автомат обеспечивает управление со всей возможной для него точностью, а человек, наблюдая за развитием ситуации и работой автомата, корректирует и, если надо, перенастраивает его. При такой работе оператор, видя возможность улучшить управление, может взять его на себя, а при неудаче в применении выбранной эвристики или, если новые условия не позволяют ему заниматься управлением, возвратить управление автомату. Такой подход к созданию систем "человек-машина" совершенно необходим при разработке систем управления сверхзвуковыми маневренными самолетами и другими системами, в которых оператор может хотя бы кратковременно «выбыть» из системы. Гарантированный уровень качества автоматического выполнения функций в сочетании с использованием творческих возможностей человека для повышения этого качества наиболее эффективный способ сочетания как преимуществ человека, так и преимуществ технических средств.
2. Принцип технической реализуемости состоит в том, что функции, которые невозможно реализовать технически, во всех случаях приходится выполнять человеку. Этот принцип корректирует предыдущий, заставляя передавать человеку не только те функции, которые он выполняет лучше.
3. Принцип оптимальной загрузки состоит в том, что при распределении функций оператор должен ставиться в оптимальные условия по темпу поступления информации. Одним из таких условий считается поступление в час около 400 простейших сигналов, требующих реагирования или переработки информации со скоростью 1 2 двоичные единицы в секунду. При меньшем потоке перерабатываемой информации оператор испытывает сенсорный голод и теряет активность, при большем сенсорную перегрузку, что приводит к пропускам сигналов и ошибкам, а в конечном счете и к отказу от деятельности. Рассматриваемый принцип допускает количественное решение, если удается количественно оценить потоки информации, поступающие к операторам в системе. Этот принцип распределения функций также существенно дополняет первый принцип. По нему операторов, несущих долговременное дежурство в условиях монотонности, редкого поступления информации, целесообразно дополнительно загрузить какими-либо простейшими функциями, выполнение которых обеспечивает контроль бдительности оператора и лучшее поддержание его готовности к ответственным действиям, чем простое напряженное ожидание важного сигнала. Такими функциями могут быть как творческие действия, связанные с рассмотрением возможного развития событий (для этого оператору должна предоставляться соответствующая информация) или с прогнозированием состояния технических средств, изучением документации, повышением квалификации, так и стереотипные механические действия (ответ на простейшие дополнительные сигналы, печать текста на пишущей машинке, чистка и смазка аппаратуры без ее разборки, заполнение различных таблиц, периодическое пополнение расходуемых техническими средствами материалов и т. п.). Имеются сведения о полезности заполнения пауз сеансами цветомузыки, при этом поступление основной информации должно отражаться как на экране цветомузыкальной установки, так и на звуковом сопровождении.
4. Принцип максимизации надежности системы наиболее ярко выражает системотехническую тенденцию проектирования СЧМ и состоит в том, что распределение функций в системе должно максимизировать ее надежность. По своей сущности этот метод предполагает только количественное решение. Он базируется на показателях надежности системы. Имея возможность рассчитывать показатели надежности, можно построить функцию изменения надежности системы при различных вариантах распределения функций по сравнению с автоматическим вариантом.
В чисто автоматическом варианте технические средства являются необслуживаемыми и неподготовленными. Если в систему вводится расчет технического обслуживания, то надежность основных технических средств возрастает, но может потребоваться создание системы жизнеобеспечения, из-за которой сложность технических средств также возрастает, а эффект от общего повышения надежности несколько снизится. Снижение ожидаемого повышения надежности технических средств может быть связано и с возможностью возникновения ошибок операторов, а для автономных средств и с возможностью отказов организмов операторов (биологических отказов). При введении в систему расчета подготовки перечисленные эффекты также будут наблюдаться, но за счет упрощения автоматики подготовки и возможности устранения отказов технических средств в процессе подготовки можно ожидать повышения надежности системы большего, чем в первом случае. Для решения задачи распределения функций важно, чтобы показатели надежности реагировали как на изменения загрузки операторов и их включение в систему, так и на изменения состава и структуры технических средств. Изменения в надежности такой системы могут происходить и за счет взаимного резервирования людей и, технических средств. Например, предусмотренная при распределении функций возможность кратковременного или аварийного выполнения человеком-оператором функций, возложенных на автомат, или дублирование ручного управления автоматическим устройством (даже если последнее менее качественно) обеспечивает выполнение задачи даже при кратковременном прекращении за счет неблагоприятных условии ручного управления или при отказе части технических средств системы.
5. Принцип максимизации эффективности аналогичен предыдущему принципу, однако он применяется для таких систем, в которых работоспособное состояние, отсутствие отказов технических средств, людей, ошибок операторов не обеспечивает гарантированного выполнения задачи, или для таких систем, в которых допустимо выполнение задачи с различными уровнями качества, зависящими от состояния их компонентов и условий боевой обстановки. В этом случае, естественно, максимизирует математическое ожидание эффективности. Максимизация надежности, о которой говорилось ранее, является частным случаем максимизации эффективности. Она дает одинаковые с максимизацией эффективности результаты для систем, в которых отсутствие отказов и ошибок гарантирует выполнение задачи с эффективностью, не меньшей требуемой, а их наличие приводит к невыполнению ею задачи или уменьшению эффективности ниже требуемого значения. Для упомянутых условий максимизация надежности обозначает и максимизацию эффективности.
6. Принцип минимизации стоимости для массовых систем может давать большой экономический эффект. Этот принцип широко используется в условиях частного предпринимательства, когда целью производства является получение максимальной прибыли, и приводит к тому, что на человека возлагается множество механических, стереотипных, а то и вредных операций, которые можно реализовать и технически, но в условиях безработицы нанять подсобного рабочего даже для работы во вредных условиях оказывается иногда дешевле, чем создавать соответствующую машину.
Этот принцип превращает человека в придаток машины, а система штрафов делает его часто ответственным за ее некачественную работу. В этих условиях за кратковременные высокие заработки человеку приходится расплачиваться ухудшением здоровья, после чего его увольняют с такой работы; снижением профессиональной долговечности, продолжительными болезнями и преждевременной смертью.
7. Приоритетным в отечественной государственной практике распределения функций является принцип гуманизации труда. По этому принципу человек должен освобождаться от выполнения механических, стереотипных, тяжелых, опасных видов труда, привлекаясь в основном для выполнения творческих действий. В тех случаях, когда речь идет о жизни и здоровье человека, любые затраты являются оправданными.
8. Особое значение при распределении функций в системах "человек-машина" (в первую очередь военного назначения) приобретает принцип ответственности. Поскольку ответственность за принятые решения и предпринятые действия может быть возложена только на людей, по этому принципу любые функции, от которых могут зависеть здоровье, жизнь и благополучие людей, должны реализоваться машиной только после подтверждения возможности их выполнения человеком, ответственным за решение задачи машиной. Такое требование связано, прежде всего с тем, что человек при выдаче такого подтверждения может учесть ряд неформальных сведений. Именно поэтому в военных системах на человека возлагается ряд ответственных функций, несмотря на то, что имеются технические возможности их полной автоматизации. Этой же цели служит ряд ручных и логических блокировок.

ЧЕЛОВЕКООРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ – НОВЫЙ ЭТАП В ОБЕСПЕЧЕНИИ КАЧЕСТВА СИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК – МАШИНА"

Дальнейшее повышение качества систем "человек-машина" связано с переходом от эргономического обеспечения их проектов к человекоориентированному проектированию. Термин новый и непривычный, но достаточно точно передающий суть этого вида проектирования и указывающий на определенное содержательное размежевание с эргономическим проектированием в том виде, в котором оно сложилось.
Внедрению принципов человекоориентированного проектирования в практику за рубежом уже достаточно длительное время уделяется пристальное внимание.
В 1993 г. обновлен международный стандарт "Эргономические принципы проектирования рабочих систем", разработанный в 1981 г. техническим комитетом 159 "Эргономика" Международной организации по стандартизации. Новая его редакция закрепляет мировой опыт использования эргономических знаний для совершенствования производственных систем, включая проектирование рабочих задач и действий по их выполнению, различных видов работ, процессов, организации рабочих мест, оборудования, рабочей (производственной) среды. Стандарт придает определенный правовой статус эргономическому проектированию и знаменует официальный пересмотр традиционной процедуры проектирования производственных систем, которая определяется требованиями, предъявляемыми оборудованием и техническими средствами.
Стандарт фиксирует выгоды, получаемые человеком и обществом от применения эргономики и выражающиеся в сохранении здоровья, повышении безопасности и росте благополучия работающих людей. Не менее существенны экономические выгоды от комплексного использования эргономических принципов, методов и требований, заключающиеся в повышении эффективности, надежности и удобстве рабочих систем.
В стандарт должны были войти основные термины эргономики, приемлемые для всех стран, где она развивается. Однако на современном этапе развития эргономики такая задача представляется крайне сложной. Поэтому предложенный в стандарте вариант ее решения не может удовлетворить всех. Формулировки отдельных терминов отличаются от принятых в ряде стран, включая Россию. Раскрытие их содержания в стандарте соответствует сложившейся теории и практике эргономики.
Новым для российских эргономистов явился термин "рабочая система", которая в соответствии со стандартом включает одного человека или большее число людей и производственное оборудование, используемое при выполнении задачи системы в рабочем пространстве, в среде на рабочем месте и в ситуациях, определяемых рабочими задачами. К производственному оборудованию, согласно стандарту, относятся инструменты, машины, транспортные средства, приборы, рабочая мебель и различное вспомогательное оборудование. Под рабочим пространством понимается некоторый объем, предназначенный в рабочей системе для трудовой деятельности одного человека или большего числа людей и позволяющий выполнить рабочую задачу. Рабочая среда (производственная среда) это физические, химические, биологические, организационные, социальные и культурные факторы, совокупность которых составляет среду на рабочем месте. Рабочая задача, как раскрывается содержание этого термина в стандарте, это цель, которая должна быть достигнута в определенных условиях, и требуемые действия для выполнения задачи человеком или большим числом людей.
При проектировании рабочих систем, в отличие от традиционного инженерного проектирования, особое значение придается работающему человеку как интегрирующему компоненту этой системы. Рассматриваются все потенциальные взаимодействия между работающими людьми и между ними и производственным оборудованием. Причем эти взаимодействия анализируются в среде на рабочем месте и при рабочих нагрузках людей. Устанавливается баланс между требованиями выполняемой человеком работы и его возможностями, в том числе и путем формирования оптимальных условий труда. Конечный результат безопасность, сохранение здоровья и благополучия работающих людей при одновременном обеспечении экономической эффективности.
Проектирование рабочих систем сводит к минимуму риск возникновения человеческих ошибок и тем самым предотвращает возможные несчастные случаи и аварии. Сохранение здоровья достигается не только за счет сведения к минимуму или исключения вредных воздействий работы и рабочей системы, но и путем формирования в процессе проектирования таких их свойств, которые будут оказывать положительное и благоприятное влияние на работающих людей. Благополучие человека комплексный показатель, синтезирующий множество феноменов, носящих главным образом субъективный характер. С одной стороны, сюда относится все, что связано с комфортом, и прежде всего предупреждение утомления и дискомфорта, с другой стороны, при более широком рассмотрении включаются такие факторы, как самооценка, удовлетворение работой и возможности для индивидуального развития человека. Экономические результаты проектирования рабочей системы это эффективность, т.е. выполнение рабочей системой своих функций, достижение качественного результата, и производительность получение рабочей системой результата при возможно меньшем расходе времени, энергии и/или денег.
Успех проектирования рабочей системы зависит от точного определения назначения и требований к системе, последовательно реализуемых на последующих этапах проектирования. Процесс проектирования разбивают на структурно целостные проектные решения, в каждом из которых человек и производственное оборудование взаимодополняют друг друга. Проектирование деятельности человека с производственным оборудованием пронизывает процесс проектирования рабочей системы от начала до конца. Этот процесс адаптируется для конкретных видов проектировочных работ.
Проектирование рабочих систем осуществляется на макроэргономическом, или общеорганизационном, и микроэргономическом уровнях, взаимосвязь которых позволяет добиваться наибольшего эффекта. Эргономисты включаются в проектную работу с самого начала, а не только для решения возникших проблем, когда проектирование рабочей системы завершено.
Стандарт фиксирует научно обоснованные и многократно проверенные в практике проектирования принципы, методы и требования эргономики. Новизна состоит в том, что они становятся общепринятыми и формулируются комплексно как положения международного нормативно-технического документа, с которым должны считаться проектировщики, конструкторы, инженеры, дизайнеры, архитекторы и другие специалисты.
Человекоориентированное проектирование по определению разрабатывает проекты техники, программных средств и среды для человека с его возможностями и особенностями, потребностями и предпочтениями, обусловленными культурой. Новый тип проектирования, ставший возможным и необходимым на современном этапе развития техники, призван обновить принципы и методы ее разработки. Не случайно, человекоориентированное проектирование наиболее полно проявилось в разработках авиационной техники и вычислительных систем, осуществляемых совместными усилиями инженеров, технологов, дизайнеров, эргономистов, психологов, физиологов и других специалистов.
Задачи разработки проекта сфокусированы на поддержке всеми техническими и программными средствами, а также факторами среды человека или группы людей в достижении тех целей деятельности, за которые они отвечают. Это простое положение имеет глубокий смысл. Оно означает, например, что "назначение самолета состоит в том, чтобы помочь пилоту, который несет ответственность за то, чтобы эффективно и безопасно доставить пассажиров из пункта А в пункт В". При рассматриваемом подходе цель проектирования состоит не в том, чтобы только развивать технику и достигать функциональных целей, а в том, чтобы "ориентироваться на объединение техники и других ресурсов с тем, чтобы оказывать человеку такую поддержку, которая соответствует выполняемым им обязанностям, связанным с его ролью, и способствует им" [5].
В процессе человекоориентированного проектирования систем достигаются внутренняя упорядоченность, взаимодействие дифференцированных и автономных частей целого. Нормальное, стабильное функционирование таких систем возможно лишь тогда, когда в них организация сочетается и дополняется саморегуляцией. При этом имеется в виду не программируемая, проектируемая саморегуляция по типу действия автопилота. Проблема заключается в сочетании и дополнении организации систем "человек машина" спонтанной их саморегуляцией, которая во многом определяется самодеятельностью человека, его способностью действовать под непосредственным влиянием собственных побуждений.
Исследования и разработки в этом направлении открывают принципиально новые возможности для обеспечения нормального и безопасного функционирования указанных систем. Симптоматично, что на одной из международных конференций по проблемам безопасности атомных электростанций (Стокгольм, 1980), проходившей после аварии на американской атомной электростанции "Остров трех милей", прозвучало аргументированное утверждение, что концепция, отдающая предпочтение автоматике и значительно ограничивающая действия оператора инструкциями, изжила себя. "Поведение в аварийной ситуации не всегда есть цепь автоматизированных операций, строго отслеживающих порядок действий, предусмотренных инструкцией. И это не есть нарушение. Скорее, наоборот, инструкции, рассчитанные на обязательный автоматизм в действиях, предполагают нарушение психофизиологических законов". Сформированы три основные цели человекоориентированного проектирования.
Первая цель расширять человеческие возможности. Для этого требуется, чтобы возможности человека были определены и изучены.
Вторая цель состоит в том, чтобы человекоориентированные проекты помогали преодолевать человеческие ограничения. В соответствии с этим требованием должны быть определены указанные ограничения и разработаны соответствующие компенсаторные механизмы. Например, хорошо известны ограничения, связанные с кратковременной памятью и некоторыми логическими операциями, могущие приводить к ошибкам. Следовательно, проект должен создавать предпосылки для минимального обращения к кратковременной памяти и исключения продолжительных логических операций (например, сложные, необычные процедуры).
Третья цель состоит в том, что оно должно благоприятствовать принятию проекта теми, кто будет работать с создаваемой системой. Для этого необходим наиболее полный и явный учет в процессе проектирования предпочтений и индивидуальных различий людей, которые будут действовать с системой.
Человекоориентированное проектирование не подменяет и не отменяет техническое проектирование, а обуславливает изменение стратегии технической мысли. Процесс проектирования, как правило, идет от предполагаемых технических возможностей системы; исходя из этого далее определяются место и функции человека или группы людей, при этом учитываются преимущественно ограниченность возможностей человека (относительно небольшое количество информации, которую он может переработать в единицу времени, медленность реакции, недостаточная сопротивляемость помехам и т.д.). Человекоориентированное проектирование развивается по другому пути. "Этот путь состоит в том, говорил А.Н.Леонтьев в 1967 г., чтобы в разработке технического задания исходить из идеи обслуживания деятельности человека автоматами и соответственно учитывать прежде всего позитивные возможности человека как действительного субъекта труда, т.е. то, что составляет не его недостатки, а его преимущества по сравнению с машиной".
Наиболее зримо черты человекоориентированного проектирования проявляются при создании "дружественных" человеку вычислительных систем. Основу таких систем составляют программные средства, обеспечивающие удобный и естественный для пользователя способ взаимодействия, защиту от ошибок и развитые средства подсказки и диалоговой документации.
Установка на преодоление узких рамок эргономического обеспечения технико-центрированного проектирования достаточно явно просматривается и в развитии эргодизайна, зародившегося в сфере разработки компьютерных систем и в практике которого формулируются такие принципы и рекомендации:
- эргодизайн должен быть ориентирован на пользователя;
- сначала следует спроектировать рабочую задачу, а затем машину, т.е. прежде дизайн задачи, а затем дизайн технических средств, для ее выполнения;
- приспосабливать необходимо технические средства к пользователю, а не наоборот;
- нельзя проектировать технические средства для пользователя как "нормативного 50-перцентильного гуманоида" и даже "95-перцентильного гуманоида". Следует проектировать с учетом индивидуальных различий людей. Например: а) использовать мультимодальное кодирование (некоторые предпочитают текст, другие пиктограммы, третьи звук); б) отдавать предпочтение образам или образам плюс текст, а не одному тексту; в) применять новые технологии, например искусственный интеллект, для создания адаптируемых информационных интерфейсов пользователя;
- рекомендуется использовать естественный язык, а не техническую терминологию; инструктировать пользователя на языке его рабочей задачи, а не путем использования терминов, характеризующих машину или ее функционирование;
- необходимо создавать предпосылки формирования у пользователя концептуальной модели функционирования машины и процесса работы, а не заставлять его следовать шаг за шагом по всему процессу;
- вместо проектирования машин, в которых не было бы отказов (что чрезвычайно дорого), надо находить конструктивные решения, создающие предпосылки для легкого и быстрого устранения сбоев, разрегулирования, помех и других проявлений нарушения работоспособности технического объекта;
- эргодизайн как профессиональная деятельность начинается не там, где завершается инженерная разработка конструкции, а на стадии зарождения проектного замысла.
Человекоориентированное проектирование достигает реальных результатов только в тех проектных и конструкторских организациях, в которых произошло изменение стратегии технической мысли, стратегии технико-центрированного проектирования, как это имеет место, например, в компании "Боинг", корпорации "Ксерокс", а также во многих фирмах США, стран Западной Европы и Японии, создающих аппаратные и программные средства вычислительной техники. Наиболее полно принципы человекоориентированного проектирования реализованы при разработке конструкции кабины пилота новейшего широкофюзеляжного дальнемагистрального пассажирского самолета "Боинг-777", которая явилась результатом целенаправленной реализации стратегии компании: "Проектирование, ориентированное на человека". При этом кабина нового самолета включает все наилучшие проектные решения, опробованные в многолетней практике полетов самолета "Боинг-747-400".
При проектировании кабины предложены новые возможности для пилотов: вместо электронно-лучевых трубок применены цветные жидкокристаллические дисплеи вроде тех, что в электронных часах. Все шесть экранов имеют размер 20x20 см, а потому взаимозаменяемы. На нижний экран электронной системы контроля за двигателями и оповещения о неисправностях выводится список предполетной проверки систем. Для поиска нужной системы в списке служит сенсорное поле, нажимая пальцем на которое можно управлять курсором по тому принципу, что и "мышью" в персональном компьютере. Нажатием кнопки информации о состоянии выбранной системы она выводится на экран. При необходимости её можно сразу же распечатать на принтере.
"Боинг-777" стал первым самолетом фирмы, оснащенным электродистанционной системой управления (ЭДСУ), действующей на все рулевые поверхности без механической подстраховки. Для повышения надежности система двукратно дублирована. Основу ЭДСУ составляют три компьютера фирмы "Джи-и-си электроникс".
Разработчики новой кабины руководствовались четырьмя ориентированными на экипаж принципами. Реализация каждого из них и всех в едином комплексе породила калейдоскоп оригинальных эргодизайнерских решений, хотя сами принципы на первый взгляд не представляют ничего необычного:
1) кабина пилотов должна проектироваться с учетом групповых действий и подготовки, основанной на прошлом опыте летчиков;
2) все члены экипажа в конечном итоге ответственны за безопасное проведение полета;
3) оборудование кабины должно быть устойчивым к ошибкам, создавать предпосылки для наилучших способов их предотвращения с целью повышения безопасности;
4) летчик есть высшая инстанция управления полетом самолета.
Работая с экипажами на различных авиалиниях при создании кабины "Боинга-777", специалисты этой компании обнаружили, что наиболее предпочтителен консервативный подход к проектированию кабины, основанный на прошлом опыте, что может упростить и подготовку членов экипажа, и использование оборудования. В том, что касается безопасности, практически всегда предпочитается консервативный подход. Эти факторы приводят к эволюционному подходу, когда избирательно проектируются и внедряются те новые возможности, которые явно предпочитаются заказчиками.
Можно констатировать определенные изменения в профессиональном мышлении все большего числа конструкторов и инженеров в авиации, что само по себе представляет значимый результат развития и освоения принципов и методов человекоориентированного проектирования. Все чаще инженерно-техническими специалистами в авиации совместно с эргономистами обосновывается или признается положение о том, что автоматизация управления летательным аппаратом предназначена, прежде всего, для выполнения наиболее сложных задач; тем не менее при любой степени автоматизации ответственным за исход полета является летчик. "При любом уровне развития техники человек должен оставаться руководителем системы и исправлять работу технических элементов системы (дублировать ее функции), а машина должна помогать человеку в достижении поставленной цели".
Ширится перечень промышленных изделий, рабочих мест и компьютеризированных систем, при разработке которых достаточно полно использован потенциал человекоориентированного проектирования. Норвежские эргономисты, дизайнеры и врачи изучали различные способы сидения, начиная с того момента, когда новорожденный впервые предпринимает попытки сесть. На основе результатов многолетних исследований норвежские специалисты спроектировали принципиально новый способ сидения на коленях, являющийся оптимальным с точки зрения расположения и функционирования внутренних органов человека при положении сидя. Новая поза, которая субъективно оценивается как наиболее удобная, позволяет достигнуть оптимального распределения нагрузки между бедрами и коленями, что, в свою очередь, способствует предотвращению искривления позвоночника. Установлено также, что при таком положении тела (колени опущены вниз, спина прямая) улучшаются кровообращение и дыхание.
После того, как спроектирован, был новый способ сидения, дизайнеры и конструкторы создали для него техническое устройство. Особенность конструкции четырех устройств, которые названы стульями "Баланс" ("Balans"), заключается в том, что они имеют наклоненное вперед сиденье в виде валика и специальный валик для колен, обеспечивающий удобство и устойчивость посадки. Нет ни спинки, ни подлокотников. Стулья используются в жилище, в конторских и общественных помещениях.
Цель проекта 1217 (1199) Европейской стратегической программы исследований в области информационной технологии состояла в том, чтобы спроектировать и разработать человекоцентрированную компьютезиро-ванную интегрированную производственную систему, основанную на принципах объединенного социального и технического проектирования. Участники проекта предприняли следующий логический шаг: они сформулировали социальные требования к системе в том же ряду, в котором были определены технические и экономические требования и с которыми инженеры постоянно имеют дело. Основываясь на материалах европейской социологии, изучавшей развитие производственных систем в социальном контексте, сформулированы были требования к системе, которая должна создавать возможности для социализации и поддержки, помощи со стороны коллег; самостоятельной работы; развития личности и индивидуальных методов работы; экспериментирования и обучения, развития и применения навыков; регулирования стресса.
Однако самих по себе этих требований недостаточно. Необходимо иметь определенные принципы проектирования, которые приведут к технике и технологии, удовлетворяющим этим требованиям. Незыблемым для разработчиков являлось то, что весь спектр эргономических знаний необходимо использовать при проектировании организации труда, рабочей среды, интерфейса системы "человек машина". Разработчики рассматриваемого проекта сформулировали следующие принципы проектирования техники.
Во-первых, техника не должна проектироваться с использованием традиционной практики распределения функций между человеком и машиной, основанной только на технических и экономических требованиях. В процессе проектирования необходимо рассматривать психологическое значение функции, безопасность работы человека с системой и ее влияние на здоровье человека; критические значения функции и прогнозируемость процесса работы. Для того чтобы преодолеть трудности, связанные с предложенным концептуальным подходом, проектировщики должны искать и находить такие сферы и ситуации, где решение о распределении функций между человеком и машиной можно передать человеку-оператору.
Во-вторых, оператор должен полностью контролировать функционирование техники и не должно быть препятствий для его деятельности в условиях, при которых компьютер находит что-то неприемлемым. В таких ситуациях компьютер должен предупреждать оператора о возможных последствиях его действий, но не должен мешать оператору сделать то, что тот считает нужным. Во всех случаях оператор должен принимать управляющие решения после того, как компьютер выдаст необходимые данные.
В-третьих, система должна разрабатываться таким образом, чтобы предоставить пользователю выбор, как ее использовать. Человек-оператор должен быть свободен в формировании своих собственных методов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Бурное развитие эргономики в последние двадцать лет и изменение социально-экономических условий в нашей стране создали условия для перехода к новому типу проектирования систем "человек-машина" - человекоориентированному, которое обеспечит повышение их качества и, следовательно, конкурентноспособности в условиях рыночной экономики.
Человекоориентированное проектирование уже дает практические результаты, однако необходима разработка теории такого проектирования. По аналогии с развитием прикладной психологии можно констатировать, что cтaновление человекоориентированного проектирования это начало закономерного перехода от прикладной эргономики, т.е. приложения эргономики к различным сферам промышленной, бытовой, космической, военной и других практик, к формированию собственной эргономической практики. Очевидно, что основу нового типа проектирования составит уже имеющаяся солидная научно-методическая база эргономического обеспечения и, в частности, методы, способы и принципы, систематизированные в данной работе.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ахутин В.М., Зараков И.Г., Королев Б. А., и др. Инженерная психология в военном деле. Под ред. Б. Ф. Ломова. М., Воениздат, 1983.
2. Кантовиц Б., Соркин Р. Распределение функций //Человеческий фактор: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.
3. Майерс Г. Надежность программного обеспечения. М., Мир, 1980.
4. Meйстер Д. Эргономические основы разработки сложных систем. М., Мир, 1979.
5. МуниповВ.М., Зинченко В.П. Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды. М., 2001.
6. Надежность в технике. Термины и определения. ГОСТ 27.00283.
7. Общие эргономические требования: Руководство по эргономическому обеспечению разработки техники. М., ВНИИ технической эстетики, 1979.
8. Основы инженерной психологии: Учебник. Под ред. Б. Ф. Ломова. М., Высшая школа, 1986.
9. Поздняков В.В. Управление проектами: сущность, актуальность и особенности применения в России. Пер. с англ. М., 1993.
10. Пономаренко В.А. Страна Авиация – черное и белое М., 1995.
11.Система стандартов эргономики и технической эстетики. ГОСТ 30.001-83.
12. Система «человекмашина»: Основные понятия. Термины и определения. ГОСТ 2638784.
13. Справочник по инженерной психологии. Под ред. Б.Ф. Ломова. М., Машиностроение, 1982.
14. Справочник по прикладной эргономике. Пер. с англ. М.: Мир, 1980.
15. Тейер Т., Липов М., Нельсон Е. Надежность программного обеспечения. М., Мир, 1991.
16. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. ГОСТ 1546779.
17. Фокин Ю. Г. Оператор – технические средства: обеспечение надежности. – М.: Воениздат, 1985. – 192 с.








HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER142HYPER15


HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER142HYPER15



Виды и мероприятия эргономического обеспечения




Приложенные файлы

  • doc file4.doc
    Размер файла: 695 kB Загрузок: 0