ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЧЕЛОВЕКА И МАШИНЫ В СИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕК — МАШИНА
Разделы эргономики
РАЗДЕЛ 1 ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по предмету
«ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЙ ИНТЕРФЕЙС»
Харьков 2013
Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) (англ. Human machine interface, HMI) — широкое понятие, охватывающее инженерные решения, обеспечивающие взаимодействие человека-оператора с управляемыми им машинами.
Создание систем человеко-машинного интерфейса тесно увязано с понятием эргономики.
Проектирование ЧМИ, так же как и эргономика, включает в себя:
· создание рабочего места: кресла, стола, или пульта управления, размещение приборов и органов управления, освещение рабочего места и, возможно, микроклимат.
· взаимодействие оператора со всеми органами управления: их доступность и необходимые усилия, эффективность и скорость доступа, согласованность (непротиворечивость) управляющих воздействий (в том числе т. н. «защита от дурака»), расположение дисплеев и размеры надписей на них.
Одной из наиболее сложных задач является создание эффективного ЧМИ рабочих мест сложных машин с множеством органов управления, например пилотов самолёта и космических кораблей.
В промышленных условиях ЧМИ чаще всего реализуется с использованием типовых средств: операторских панелей, компьютеров и типового программного обеспечения.
Эргоно́мика (от др.-греч. ἔργον — работа и νόμος — «закон») — в традиционном понимании — наука о приспособлении должностных обязанностей, рабочих мест, предметов и объектов труда, а также компьютерных программ для наиболее безопасного и эффективного труда работника, исходя из физических и психических особенностей человеческого организма.
Более широкое определение эргономики, принятое в 2010 году Международной Ассоциацией Эргономики, звучит так: «Научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека и других элементов системы, а также сфера деятельности по применению теории, принципов, данных и методов этой науки для обеспечения благополучия человека и оптимизации общей производительности системы».
Эргономика изучает действия человека в процессе работы, скорость освоения им новой техники, затраты его энергии, производительность и интенсивность при конкретных видах деятельности. Современная эргономика подразделяется на микроэргономику, мидиэргономику и макроэргономику.
· Ми́кроэргономика (иногда её неверно упоминают как миниэргономику) занимается исследованием и проектированием систем «человек — машина». В частности, проектированием интерфейсов программных продуктов.
· Ми́диэргономика занимается изучением и проектированием систем «человек — коллектив», «коллектив — организация», «коллектив — машина», «человек — сеть». Именно мидиэргономика исследует производственные взаимодействия на уровне рабочих мест и производственных задач. К ведению мидиэргономики, в частности, относится проектирование структуры организации и помещений; планирование и установление расписания работ; гигиена и безопасность труда.
· Ма́кроэргономика исследует и проектирует систему в целом, учитывая все факторы: технические, социальные, организационные; как внешние к системе, так и внутренние. Целью макроэргономики является гармоничная, согласованная, надежная работы всей системы и всех элементов системы.
СИСТЕМА «ЧЕЛОВЕК—МАШИНА» (СЧМ) — система, состоящая из человека-оператора и машины, посредством которой он осуществляет трудовую деятельность. Машиной в СЧМ называют совокупность технических средств, используемых человеком в своей деятельности.
Человек-оператор – человек, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с объектом воздействия, машиной и средой на рабочем месте при использовании информационной модели и органов управления.
Система человек — машина может представлять собой незамкнутый или замкнутый контур.
| Человек | Машина |
| Может воспринимать не запрограммированные заранее данные и сообщать о неожиданных явлениях и событиях | Не может обнаруживать и воспринимать явления, не входящие в число тех, на которые она рассчитана при конструировании |
| На работоспособность не влияют помехи электромагнитного характера | Можно полностью вывести из строя или ухудшить работу с помощью электромагнитных помех, особенно в диапазоне радиочастот |
| На фоне шумов способен выделять полезные сигналы | Конструирование машины, способной выделять полезные сигналы на фоне шумов, сопряжено с большими трудностями |
| Относительно медленно и неточно производит математические операции | Очень быстро и с большой точностью производит математические расчеты |
| Большой объем памяти и длительное время хранения информации с различной скоростью ее воспроизведения (выдачи) | Ограниченный объем памяти и непродолжительное хранение информации с большой скоростью ее воспроизведения (выдачи) |
| Работоспособность ухудшается со временем; для сохранения оптимальной работоспособности необходим отдых | Рабочие характеристики не зависят от времени; требуется периодический осмотр и технический уход |
| Чувствителен к действию различных стрессоров космического полета и космических условий | Может быть сконструирована для оптимальной работы при воздействии большинства факторов космического пространства |
| Обладает малым весом и «энергопотреблением» | Возрастание веса с ростом сложности задач и требований надежности, умеренное потребление энергии |
| Эмоционален, легко устает, индивидуально неповторим | Лишена чувств Может быть воспроизведена |
| Обладает большим «сроком службы», но требует продолжительного обучения и тренировки | Конструируется и изготавливается в зависимости от назначения |
| Может оперировать как субъективными, так и объективными данными | Может обрабатывать только ту информацию, на которую рассчитана |
| Реагирует на раздражители со значительной задержкой во времени | Реагирует на сигналы почти мгновенно |
Виды совместимости среды «человек-машина»
· Антропометрическая совместимость — учёт размеров тела человека (антропометрии), возможности обзора внешнего пространства, положения оператора при работе.
· Сенсомоторная совместимость — учёт скорости моторных операций человека и его сенсорных реакций на различные виды раздражителей.
· Энергетическая совместимость — учёт силовых возможностей человека при определении усилий, прилагаемых к органам управления.
· Психофизиологическая совместимость — учёт реакции человека на цвет, цветовую гамму, частотный диапазон подаваемых сигналов, форму и другие эстетические параметры машины.