Факторы формирующие систему"человек-машина"

 
 

1. Факторы, формирующие условия и безопасность труда в системе

   « человек-  машина».

 Под системой  в общей теории систем  понимается  комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, предназначенный для решения единой задачи. Системы могут быть классифицированы по различным признакам. Одним из них является степень участия человека в работе системы. С этой точки зрения различают автоматические, автоматизированные и неавтоматические системы. Работа автоматической системы осуществляется без участия человека. В неавтоматической системе работа выполняется человеком без применения

технических устройств. В работе автоматизированной системы принимает участие как человек, так и технические устройства. Следовательно, такая система представляет собой систему «человек — машина» .

 В общих  чертах можно  охарактеризовать  некоторые важнейшие принципы  системного подхода к изучению  системы « человек –машина». Суть  их сводится к следующему.

1. Возможно более  полное и точное определение назначения системы, ее целей и задач. Это требует, в свою очередь, анализа состава и значимости отдельных целей, подцелей и задач; определения возможности их осуществимости и требуемых для этого средств и ресурсов; определения показателей эффективности и целевой функции СЧМ.

2. Исследование  структуры системы, и прежде  всего состава входящих в нее

компонентов, характера  межкомпонентных связей и связей системы с внешней средой, пространственно-временной организации компонентов системы и их связей, границ системы, ее изменчивости и особенностей на различных стадиях существования (жизненного цикла).

3. Последовательное  изучение характера функционирования  системы, в том

числе: всей системы  в целом, отдельных подсистем  в пределах целого,

изменчивости  функций и их особенностей на разных стадиях существования

системы.

4. Рассмотрение  системы в динамике, в развитии, т. е. на различных этапах  ее

жизненного цикла: при проектировании, производстве и  эксплуатации.

На последнем  из этих принципов следует остановиться особо. В ряде случаев

рамки инженерной психологии неправомерно суживают, отводя ей лишь роль проектировочной дисциплины. Проектировочная сущность инженерной психологии приобретает в настоящее время решающее значение. Однако только ею не ограничивается проблематика инженерной психологии. Для того чтобы были реализованы все потенциальные возможности систем «человек — машина», необходим также правильный учет инженерно-психологических требований в процессе их производства и эксплуатации. Это приводит к необходимости создания единой системы инженерно-психологического обеспечения систем «человек — машина» на всех этапах их жизненного цикла. Под инженерно-психологическим обеспечением понимается весь комплекс мероприятий, связанных с организацией учета человеческого фактора в процессе проектирования, производства и эксплуатации СЧМ. Проблема инженерно- психологического обеспечения имеет два основных аспекта: целевой и организационно-методический . Первый из них связан с непосредственным выполнением работ по учету человеческого фактора на каждом из этапов жизненного цикла СЧМ; его содержание целиком и полностью определяется проблематикой инженерной психологии. Второй аспект связан с организационно-методическим обеспечением работ по учету человеческого фактора.

    Показатели качества системы «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 свойством СЧМ понимается ее объективная способность, проявляющаяся в процессе эксплуатации. Количественная характеристика того или иного свойства системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям ее создания или эксплуатации, носит название показателя качества СЧМ. 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. Не рассматривая подробно все показатели, остановимся лишь на тех из них, которые влияют на деятельность человека в СЧМ или зависят от результатов его деятельности.

     Быстродействие (время цикла регулирования Tц)  определяется временем прохождения информации по замкнутому контуру «человек — машина»:

k

Тц=∑  ti

i=1

где Tц — время  задержки (обработки) информации в i-м звене СЧМ; k - число последовательно соединенных звеньев СЧМ; в качестве их 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 Pпр=1 – mош / N где mош 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.

Правильное толкование обоих этих показателей дается в работе.

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:

     Y= Iн - Iоп

где Iн — истинное или номинальное значение параметра; Iоп — 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. Методы их определения приведены в работах.

     Своевременность  решения задачи СЧМ оценивается  вероятностью того, что стоящая перед СЧМ задача будет решена за время, не превышающее допустимое: Тдоп

Рсв = Р {Тц < Тдоп} =  © φ (Т) dT,

0

где φ (Т) — функция  плотности времени решения задачи системой «человек — машина».Эта же вероятность по статистическим данным оценивается по выражению Рсв= 1 – mнс / N

где mнс — число  несвоевременно решенных СЧМ задач.

При определении  величин mош и mнс, а следовательно, и  при

оценке вероятностей Pпр 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, но несвоевременное решение задачи приводит к не достижению цели, стоящей перед системой «человек — машина». Поэтому в этих случаях в качестве общего показателя надежности используется вероятность правильного (Рпр) и своевременного (Рсв) решения задачи Рсмч= PпрРсв ,

Такой показатель используется, например, при применении обобщенного

структурного  метода оценки надежности СЧМ .

     Безопасность  труда человека в СЧМ оценивается вероятностью безопасной работы n

Рсчм= 1 - ∑ Pвоз I Pош I , i=1 где Рвоз i — вероятность возникновения опасной или вредной для человека производственной ситуации  i-го  типа; РОШ

i — вероятность  неправильных действий оператора  в  i-й  ситуации; n —

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

Ka= 1 – Ноп  / Нсмч , где Ноп — количество информации, перерабатываемой оператором; Нсчм — общее количество информации, циркулирующей в системе «человек — машина».

Для каждой СЧМ существует некоторая оптимальная степень автоматизации (ko пт), при которой эффективность СЧМ становится максимальной. При этом чем сложнее СЧМ, тем больше потери эффективности из-за неправильного выбора степени автоматизации. Это видно из сравнения кривых 1 и 2 на рис.Оптимальная степень автоматизации устанавливается в процессе решения задачи распределения функций между человеком и машиной.

 
 

                                                  Стр.4

Зависимость эффективности  СЧМ от степени автоматизации: 1 — для простых систем;   2 — для    сложных    систем .    

 Человеческие факторы в технике, характеристики человека (или группы людей) и машины (или технические системы), проявляющиеся в конкретных условиях их взаимодействия в системе "человек — машина", функционирование которой определяется достижением поставленной цели. Человеческие факторы имеют отношение прежде всего к тому аспекту этого взаимодействия, который определяется деятельностью человека. Правильное сочетание способностей человека и возможностей машины существенно повышает эффективность систем "человек — машина" и обусловливает оптимальное использование человеком технических средств в соответствии с их назначением. Учёт человеческих факторов является неотъемлемой частью проектирования, создания и эксплуатации машин и технических систем, необходимым условием повышения производительности труда и качества продукции. Наиболее полно такой учёт осуществляется при проектировании деятельности человека в системах "человек — машина". Проектирование конкретного вида деятельности предусматривает исследование внутренних средств деятельности человека (его опыта, знаний, навыков, восприятия,

мышления, памяти и т.д.) и согласование их с внешними средствами

(документами,  алгоритмами, инструментами, органами  ручного управления и т.д.) в соответствии с основной целью функционирования создаваемой системы. На основе разработанного проекта формируют требования к техническим средствам системы, которые используются человеком для осуществления этого вида деятельности.