Тема 4. Человек как исполнительная система. Психомоторные качества человека

1. Антропометрические и биомеханические характеристики.

2. Рабочие движения оператора. Сенсомоторная регуляция.

1. Антропометрические и биомеханические характеристики
Эти характеристики включают размеры тела человека и его от­дельных частей. Являются случайными величинами, подчинён­ными нормальному закону распределения. Различают статичес­кие и динамические антропометрические характеристики. Пер­вые используются для установления размеров и параметров ра­бочего места оператора, а вторые — для определения объёма рабочих движений, зон досягаемости и видимости, создания биомеханических моделей человека.

При проектировании используются в основном справочные дан­ные, таблицы и модели — манекены.

Описывают характеристики человеческого тела в терминах ме­ханики. Используются аналогии для анализа параметров тела:

При инженерно-психологическом рассмотрении биомеханических систем используются физико-математические модели, включаю­щие кинематические цепи, динамические особенности взаимо­действия мышц и скелета, особенности позы человека — опера­тора, распределения нагрузок во время выполнения рабочих и уп­равляющих движений. Биомеханический анализ позволяет опре­делить оптимальные соотношения, дающие возможность выпол­нять рабочие движения с минимальными затратами энергии.

Любое управляющее действие человека состоит из «микродви­жений», корректируемых и осуществляемых под контролем центральных механизмов регуляции мозга. Действие не вос­производится, а «строится» в процессе своего выполнения, по­этому его нельзя повторить в пространстве, а можно лишь со­здать новое действие, близкое по целям и структуре ранее вы­полненному.

Движения, возникающие при решении двигательной задачи, разделяют на три группы:

— «рабочие или исполнительные», с помощью которых осуще­ствляется воздействие на орган управления;

— «гностические», направленные на познание объекта. К ним относятся осязательные, ощупывающие, измерительные и дру­гие движения;

— «приспособительные», состоящие из установочных, уравно­вешивающих и других движений.

Рабочие движения оператора осуществляются в пределах мо­торного поля — части рабочего места, на которой расположены органы управления.

Исполнительные рабочие движения (операции) по назначению органов управления разделяют на:

• операции включения, выключения и переключения. Их основ­ная характеристика — время реакции;

• выполнение последовательного ряда повторяющихся движе­ний при операциях кодирования и передачи информации. Их ха­рактеристики — темп и ритм движений;

• манипуляционные, связанные с дозированием движений по силовым, пространственным и временным параметрам. Исполь­зуются при настройке аппаратуры и точной установке управляе­мого объекта. Основной параметр — точность дозировочных ре­акций;

• операции сенсомоторного слежения. Заключаются в непре­рывном решении задачи согласования положения управляемого объекта в пространстве с перемещающимся объектом — целью.

Большинство управляющих движений выполняется после вос­приятия и анализа информации в сенсомоторных системах, включающих совместную деятельность анализаторных, воспри­нимающих органов и исполнительных движений. Различают три типа сенсомоторных реакций:

простая сенсомоторная реакция; сложная сенсомоторная реакция;

реакция на движущийся объект в формах компенсаторного и преследующего слежения.

Простая сенсомоторная реакция заключается в ответе заранее из­вестным способом (например, нажатием на кнопку) на внезапно появляющийся, но заранее известный сигнал. Время реагирования складывается из латентного (скрытого, связанного с обработкой сигнала в нервной системе) и времени моторного акта. Латентное время реакции зависит от вида воздействия и составляет:

— на световое раздражение — 0,16-0,18 с;

— на слуховое — 0,14-0,16 с;

— на болевое раздражение: электрокожное — 0,10-0,12 с; тепловое — 0,36-0,40 с;

— на обонятельное воздействие паров пахучего вещества: линолеума — 0,70-0,80 с;

древесно-стружечных плит — 0,90-1,00 с.

Время моторного акта зависит от вида и траектории движения.

Сложная сенсомоторная реакция включает задачу выбора. Каж­дому из входных сигналов соответствует определённое дейст­вие, например, нажатие тумблера. Время реакции при этом яв­ляется функцией, зависящей от сложности выбора, количества поступающей оператору информации, направления и формы движений, предыдущего опыта оператора.

Повторяющиеся движения зависят от их темпа. Максимальный темп при ударах пальцем составляет для мизинца — 48-56; безымянно­го — 57-62; среднего — 63-69; указательного — 66-70 ударов за 15 секунд. Максимальный темп нажимных ударов для ведущей руки составляет 6,68 нажима/с, для неведущей — 5,3 нажима/с.

При высоком темпе сигналов, следующих один за другим, возни­кает явление «психического блока», проявляющееся в пропуске сигналов и появлении реакций с большим латентным временем.

Вращательные движения рук зависят от направления поворота и совершаются быстрее при повороте правой рукой направо, чем при повороте налево.

Задачи слежения заключаются в удержании с помощью органов управления движущегося объекта на заданной траектории или его совмещении с другим движущимся объектом.

Различают «компенсаторное» и «преследующее» слежение. Первое заключается в восприятии оператором разности между входным и выходным сигналами и сведении её к нулю, а вто­рое — при восприятии оператором всего хода изменений и све­дении разностной ошибки к нулю.

Эффективность решения задач слежения зависит от вида реа­гирования системы слежения. Выделяют «позиционное слеже­ние», «слежение по скорости», «слежение по ускорению».

Оператор при решении задач слежения рассматривается как звено в системе управления. Основным параметром, определяю­щим возможности системы с непрерывным управлением, являет­ся полоса пропускания, которая составляет для человека ~ 1 Гц.

При проектировании систем, включающих задачи слежения, не­обходимо учитывать наличие ограничений в деятельности опе­ратора, возникающих вследствие его невысокой пропускной способности и задержек в биомеханических системах. Квалифи­цированное управление и слежение должны использовать имею­щиеся у человека механизмы предвидения и предвосхищения динамики движения объекта и поведения управляемой системы.

Тема 5. Деятельность человека - оператора.
План

1. Психологический анализ деятельности.

2. Понятия «рабочее место» и «рабочее пространство».

3. Факторы, влияющие на операторськую деятельность.

4. Ошибки операторов.

5. Виды оператор ской деятельности.

При разработке СЧМ важно учитывать не только характеристи­ки отдельных систем организма, но и структуру операторской деятельности в целом.

Психологический анализ деятельности начинается с описания профессии, осуществляемого профессиографическими метода­ми (методами описания профессии), которые позволяют:

установить соотношение между требованиями профессии и спо­собностями человека;

оценить возможный успех той или иной личности в данной про­фессии;

оценить потребность в профессиональном отборе на данную профессию;

построить модели, на базе которых возможен синтез реальной деятельности.

Профессиография использует методы и средства других наук о человеке и применяет:

предметно-функциональные методы; операционно-логические методы; соматографические методы; психофизиологические методы; личностные методы.

Для описания и анализа деятельности на уровне системы ис­пользуются:

• метод описания перечня функций: словесное перечисление й описание действий оператора, выделение основных функций, которые чаще всего приходится выполнять оператору данной системы;

• метод изучения технической документации и оборудования системы: позволяет определить задачи, которые решает (или будет решать) оператор, и условия его деятельности;

• метод опроса: проводится в форме анкетирования и беседы для выявления особенностей изучаемой профессии;

• метод многомерно-весового описания деятельности;

• метод наблюдения: ведётся наблюдение за ходом рабочего процесса и поведением специалистов;

• метод экспертных оценок;

• самонаблюдение и самоотчёт: применяется в профессиогра­фии в двух формах: в виде самоотчёта специалиста изучаемой профессии и в виде самонаблюдения психолога, включённого в профессию;

• экспериментальный метод: служит в основном для проверки уже составленной «профессиограммы».

Возможны комбинации описанных методов с применением ма­тематических процедур структурно-алгоритмического подхода, теории надёжности, теории автоматического управления, теории информации, методов спектрального анализа, R — функций, те­ории нечётких множеств, графов и др.

Изучение профессиональной деятельности включает психологи­ческое описание деятельности, которое должно отвечать требо­ваниям психологической адекватности, т.е. отражать психологи­ческое содержание в терминах языка психологической науки. Под психологическим содержанием понимается психика и конст­руируемая ею действительность в их реальности и отображении в системе научных психологических воззрений. Адекватность психологического содержания с точки зрения инженерной психологии предполагает учёт профессионального содержания дея­тельности, её профессиональной специфики, пронизывающей всю систему деятельности, охватывая её предметную, орудий­ную и процессуальную стороны во всех формах отношений вза­имосвязанного материального внешнего и идеального внутрен­него существования. Помимо требования адекватности психоло­гического содержания деятельности Г.В. Суходольским выдви­нуто требование конструктивности её описания. Конструктив­ность понимается как представление изучаемых объектов в син­тезированном из элементов виде.

При анализе содержания деятельности используется психологиче­ская интерпретация, которая сводится к объяснению роли .непсихи­ческих элементов деятельности в психической деятельности опе­ратора. Результаты анализа позволяют решить и обратную задачу: определить роль психического в работе системы, что используется при решении задам профотбора при подборе претендентов, обла­дающих требуемыми профессионально важными качествам.
2. Понятия «рабочее место» и «рабочее пространство»
Трудовая деятельность человека протекает в специально орга­низованных условиях, к которым относятся рабочее пространст­во и рабочее место. Рабочее пространство специально проекти­руемая часть рабочей среды; представляет собой зону, отделён­ную от природной среды с искусственно создаваемыми условия­ми. Примеры рабочего пространства — производственный цех, судоверфь, ангар. Рабочее место — это часть рабочего прост­ранства, в котором располагается оборудование, с которым не­посредственно взаимодействует человек в рабочей среде. Рабо­чее место оператора в общем случае включает в себя пульты управления с соответствующими средствами отображения ин­формации и органами управления, средства связи и поддержки деятельности.

По ГОСТ 26.387-84 Рабочее место оператора — «это часть про­странства в системе «человек — машина», оснащённая средст­вами отображения информации, органами управления и вспомо­гательным оборудованием и предназначенная для деятельности оператора СЧМ».

Эргономическое проектирование рабочих пространств и рабо­чих мест производится с учетом антропологических, биомехани­ческих, психофизиологических и психических возможностей ра­ботников. Решаются задачи размещения работающего человека с учётом зоны его рабочих движений, выполнения основных и вспомогательных операций в удобном рабочем положении, с применением эффективных приёмов и способов выполнения трудовых операций, оптимального обзора средств визуального и звукового представления информации. Обеспечивается свобод­ный доступ к оборудованию для его профилактического осмотра и ремонта. Решаются задачи обеспечения требований санитар­ной гигиены, техники безопасного проведения работ.

Эргономическое обеспечение проектирования рабочего места включает этапы:

1. Формирование исходных данных.

2. Предварительный выбор габаритов рабочего места.

3. Выбор правил компоновки средств отображения информации и органов управления. Разработка варианта их размещения на панелях рабочего места.

4. Оценка размещения элементов рабочего стола (обзорность, досягаемость элементов рабочего места).

6. Комплексная оценка конструкции рабочего места.

В процессе выполнения этапов проектирования проект уточня­ется и изменяется с возвратом в те или иные его точки. Это не последовательный процесс, хотя он и разбивается условно на представленные выше последовательные этапы. Эргономичес­кое проектирование представляет собой цепь циклических рекурсивных процессов, ведущих к получению требуемого ре­зультата.