Предмет инженерной психологии. Система «человек-машина»

При разработке технического задания на проектирования тренажера  и создании методики обучения необходимо четко сформулировать учебную цель и определить эталонный уровень  подготовки операторов, который должен быть достигнут в результате обучения на тренажере. Цели обучения определяются путем анализа задач, решаемых системой, и заданий, выполнение которых требуется  от оператора системы.

По каждой теме курса  обучения разрабатывается комплекс учебных задач, содержащих различные  производственные ситуации, с дальнейшим усложнением их на основе знаний и  навыков, полученных на предыдущих занятиях. Алгоритм выбора очередной задачи предусматривает  возможность возврата к менее  сложным задачам в случае, если обучаемый не справляется с задачами предложенного уровня сложности.

Управление обучением  на тренажере обеспечивается действиями инструктора. Демонстрируемая информация может быть заранее внесена опытным  оператором в компьютер тренажера. Инструктор регулирует поток предъявляемой  учебной информации и осуществляет контроль за ходом и качеством  тренировки. Он либо непосредственно  общается с обучающимися, либо инструктаж и контроль осуществляются автоматически  через машинную программу.  

Пульт инструктора  радиолокационного тренажера

Основное преимущество автоматической демонстрации состоит  в возможности многократного  показа обучаемому того, как должна выполняться конкретная задача. При  этом можно выделить влияние на работу системы какого-либо отдельного условия  или фактора либо предъявить комбинацию факторов. Инструктор может прокомментировать  демонстрируемый материал, акцентировать  внимание на узловых моментах отрабатываемой задачи. Обучаемый имеет возможность  воспроизводить в пределах отведенного  времени отрабатываемую задачу столько  раз, сколько необходимо для ее качественного  освоения.

По каждому упражнению обязательно проводится «разбор  полетов». В аппаратуре тренажера  обычно предусматривается фиксирование всех содержательных действий обучаемого, что позволяет восстановить ситуацию на любой момент процесса обучения и наглядно продемонстрировать каждому  обучаемому ход решения им учебной  задачи.

На заключительном этапе обучения отрабатываются задачи повышенного уровня сложности (выход  из строя части оборудования, пожар  на объекте, противодействие со стороны  внешних сил и т.п.).

Наиболее совершенные  тренажеры обеспечивают полную автоматизацию  процесса обучения. Процесс обучения на таких тренажерах может быть полностью  передан под контроль самого обучаемого, даже до такой степени, что он сможет взять на себя ответственность за качество своей индивидуальной подготовки. Обеспечивается более высокая мотивация  действий, лучшая возможность выяснить, что именно и как работает, отсутствует  психологическая зависимость от личности инструктора и необходимость  запоминать его указания. Наличие  более совершенной обратной связи  по правильным и неправильным действиям  говорит об очевидной эффективности  автоматизированного обучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заключение

Стремительное развитие возможностей компьютерной техники  и ее внедрение в автоматизированные системы управления обостряет одну из ключевых инженерно-психологических  проблем – распределение функций  между человеком и автоматикой. Несмотря на то, что автоматика предназначена  для облегчения и упрощения трудовой деятельности человека, уменьшения допускаемых  им ошибок, снижения численности персонала, повышения эффективности и безопасности процессов управления, именно автоматизация  является причиной многих аварий и  катастроф. Они происходят в различных  областях техники, в том числе  таких, как авиация, космонавтика, атомная  энергетика и т.д.

При разработке новых  технических объектов существует тенденция  к полной автоматизации, жесткому контролю за действиями операторов, что объективно приводит к вытеснению человека из процессов управления. В частности, в космонавтике это выражается в  приоритете автоматических режимов  управления, считающихся основными, штатными, над полуавтоматическими  и ручными режимами, рассматриваемыми в качестве резервных; в авиации  внедряются новые технологии управления, в которых автоматика может вмешиваться  в действия экипажа.

С развитием автоматизации  роль человека в управлении меняется и приобретает черты диспетчера, планировщика автоматики. оператор вводит в компьютер общие цели, получая информацию о выполнении поставленных задач на дисплеях, а компьютер реализует непосредственное управление. Поэтому, исключая из деятельности операторов относительно простые исполнительные операции, автоматизация приводит к необходимости выполнения новых, более сложных действий, связанных с программированием средств автоматики. Соответственно возникают и новые виды ошибок.

Принципиальной  особенностью автоматизации, с которой  столкнулись в космонавтике, а  затем и в некоторых других областях техники, являются нетрадиционные отказы, связанные не с реальными поломками техники, а с неадекватной работой автоматики при диагностике бортовых систем. Развитие автоматизации и возникающие при этом психологические проблемы определяют актуальность поиска новых решений проблемы распределения функций между человеком и автоматикой.

Высокий уровень  автоматизации производственных процессов  порождает ряд специфических  психологических проблем в сфере  человеко-машинного взаимодействия, связанных с пассивностью и снижением  ведущей роли операторов в управлении.

Во-первых, даже новейшие автоматизированные системы не свободны от ложных срабатываний сигнализации предупреждения об опасности. Это увеличивает  напряженность в деятельности операторов и приводит к снижению безопасности.

Во-вторых, срывы  автоматического оборудования вызывают недоверие к нему операторов. Если пользователь имеет свободу выбора, он обычно не выбирает то, чему он не доверяет. операторы могут не доверять автоматике даже при ее нормальном функционировании и стремиться выполнять управление в ручном режиме.

В-третьих, в связи  с автоматизацией возрастают требования к квалификации операторов. Они должны уметь работать с оборудованием  как в ручном, так и в автоматическом режиме. Кроме того, чисто автоматический режим лишает оператора практики ручного управления. Эта потеря профессионализма может стать причиной затруднений  в ситуации, когда необходимо использовать ручной способ управления системой.

В-четвертых, проектировщикам  не всегда удается предусмотреть  все новые проблемы, создаваемые  автоматизированными системами, и  обеспечить должное качество их работы при определенном сочетании негативных факторов. А оператор, полностью  доверяющий автоматике, может не обнаружить даже, казалось бы, очевидное несоответствие ее функционирования характеру сложившейся  ситуации. Он излишне полагается на автоматику и не замечает возникшие  отклонения в ее работе. На практике именно это обстоятельство приводило  к трагическим последствиям.

В-пятых, автоматизация  превращает операторов скорее в наблюдателей, чем в активно управляющий  персонал. Не всем операторам нравится эта роль. В ней оператор может  оказаться психологически неподготовленным  к тому, чтобы взять на себя управление в неожиданно возникшей аварийной  ситуации.

Общая тенденция  развития индустрии заключается  в быстрой и непрерывной централизации, что означает рост размеров и сложности  систем. конструкторы больших и сложных промышленных установок рассчитывают на те инструкции, которые регламентируют функции операторов, и на освоение ими этих функций в ходе тренировок. Они склонны отвергать другие пути приспособления машины к естественным возможностям человека. объяснения самых крупных происшествий в промышленности по причине человеческих ошибок часто строятся на основе поверхностного анализа. В результате выдвигаются требования администрации: "Лучше тренируйте операторов и строже контролируйте точность выполнения инструкций". Ясно, что эти меры не решат проблемы, а требования к недопущению всякого рода происшествий становится все более жесткими. Эти требования сводятся к тому, что большие установки должны быть сконструированы и построены таким образом, чтобы вероятность угрозы обоев и потерь была минимальной, а свобода действий операторов - как можно больше ограничена.

Такой простейший практический подход к задаче распределения функций  можно назвать техноцентрическим подходом. Он заключается в том, чтобы передать как можно больше функций машине. Он, в сущности, ориентирован на некомпетентность человека. Однако с этим подходом связан довольно значительный риск. Если человек не наделен функциями, когда система работает нормально, маловероятно, что он сможет действовать эффективно при ручном дублировании в аварийной ситуации.

Машиноцентрическому или техноцентрическому подходу к распределению функций между человеком и машиной в сложных системах противопоставляется антропоцентрический подход к человеку и технике. Его ключевое положение заключается в том, что проектировать следует не систему «человек – машина», а систему деятельности человека-оператора.

Проект должен создаваться  на основе системы критериев, учитывающих базовые свойства человека. При таком подходе вначале проектируется деятельность человека и вытекающие из нее функции, и лишь после этого разрабатываются технические устройства как средства, орудия труда. Машина должна обеспечивать усиление функций человека, обеспечивать эффективное протекание сформированной деятельности и как ее результат – наиболее целесообразное использование системы для достижения заданных целей.

Однако на пути внедрения  антропоцентрического подхода имеются  существенные препятствия; вообще еще  неясно, как по заданному проекту  деятельности построить адекватную этому проекту машину.

В то же время разработаны  и другие концепции. Так называемый равнозначный подход к автоматизации определяет, что при автоматизации техники разработчики (через создаваемые ими программы автоматики) и операторы должны попеременно осуществлять ведущую роль в управлении, нести равную ответственность и иметь равную значимость в обеспечении надежности управления.

на надежность современной сложной техники в непредвиденных ситуациях негативно влияют недостатки программ автоматики, с помощью которых разработчики реализуют свои представления о процессах управления, в том числе осуществляемых человеком. Преодолеть указанные недостатки можно за счет резервирования или замены автоматики оператором. Однако в силу изначальной неизвестности непредвиденных ситуаций даже профессионалы также могут принимать в них неправильные решения, которые будут связаны с высокой субъективной сложностью деятельности. В этих случаях необходимо осуществление такой функции техники, как резервирование оператора автоматикой в ходе выполнения им профессиональных функций. Тем самым распределение функций между оператором и автоматикой должно строиться по логике их взаимного резервирования.

Считается, что принцип  взаимного резервирования представляет собой новое решение проблемы распределения функций между  оператором и автоматикой и позволяет  формировать гибкую стратегию изменения  степени автоматизации в процессах  управления сложной техникой. Резервирование автоматики оператором происходит в  случае возникновения отказов техники  или непредвиденных ситуаций посредством  снижения им степени автоматизации; обратное резервирование оператора  автоматикой осуществляется при  превышении предельно-допустимой субъективной сложности деятельности путем принудительного  повышения степени автоматизации  процессов управления. Как следствие, полуавтоматические режимы в процессах  управления должны быть основными. Автоматические и ручные режимы должны быть резервными, используемыми для страховки  оператора и автоматики соответственно.