ЛЕКЦИЯ 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ, МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ЭРГОНОМИКИ

Определение эргономики Термин «эргономика» в переводе с греческого означает «закон работы» (ergon - труд, nomos - закон).

Войтех Ястшембовский, впервые предложивший его в 1857 г., имел в виду науку о труде, основанную на закономерностях науки о природе. Такой же смысл В. Н. Мясищев вкладывал в понятие «эргология», а В. М. Бехтерев - в содержание науки «эргонология». Авторы проектов этих новых даже для 20-х годов XX столетия научных дисциплин указывали на то, что трудовая деятельность не изучается в целом ни одной из существующих наук, не умещается в рамки ни одного из существующих предметов, несмотря на свою крайнюю важность.

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

Приведем взгляды ряда зарубежных авторов на эргономическую науку:

Фогель определяет эргономию как междисциплинарную науку, зани мающуюся проблемой взаимодействия человека и машины;

Марелл определяет ее как научное изучение отношений между человеком и средой; понятие среда он использует в более широком смысле, т.е. машины, инструменты, организацию труда и т.д.

Вудсон видит в эргономии возможность конструирования и создания средств достижения более высокой производительности труда, снижения ошибок при их использовании, достижения комфорта и снижения усталости.

Оксала считает эргономию областью прикладных исследований, в которых знание анатомии и физиологии человека и технологии помогает преобразованию производственных процессов и методов труда, произвол ственного оборудования и условий труда, с тем чтобы они отвечали основным законам человеческого организма и поведения, устраняли чрезмерную нагрузку и возможность травм, а также непродуктивную деятельность организма и повышали производительность труда человека.

Отечественные авторы:

Мунипов определяет эргономию как науку, комплексно изучающую возможности и особенности человека в трудовых процессах с целью создания оптимальных орудий, условий и процессов труда для человека.

Терещенко видит в эргономии науку, целью которой является определение оптимальных системы человек - машина с использованием современных достижений в области биологи, физиологии, анатомии, психологии и технических наук.

В современной практике получили распространие два термина: эргономия - наука об отношениях между человеком, производственной средой и средствами производства; эргономика - совокупность требований, предъявляемых к преобразованию труда, производственной Среды и средств производства.

В настоящее время ведущей в эргономике является идея координации работы всех специалистов, занимающихся вопросами труда. Под эргономикой понимается область знания, комплексно изучающая трудовую деятельность человека в системах «человек—техника—среда» (СЧТС) с целью обеспечения ее эффективности, безопасности и комфорта.

Аналогичную область знаний в США называют «человеческим фактором» (human factors).

Возникновение и развитие эргономики Зарождение эргономики можно отнести к первым попыткам человека изменить условия, орудия труда и исследовать влияние Среды на труд человека, которые проводились еще в прошлом веке.

С возникновением мирового кризиса в начале 30-х гг. нашего столетия пропал интерес к человеку как к рабочей силе, а вместе с ним и интерес к эргономическим исследованиям. Только во время второй мировой войны, особенно в военной области, возникает определенная формулировка эргономии. Была исследована способность человека управлением современного оружия и изыскивались способы снижения многочисленных отказов надежности при управлении военной техникой. Однако бурное развитие эргономии наступает лишь после окончания второй мировой войны.

В 1949 г. было создано первое специальное научно-исследовательское эргономическое общество в Великобритании, а немного позже - в остальных европейских странах. В 1961 г. произошла первая встреча членов Международной эргономической ассоциации.

Предпосылками существенного развития эргономики в настоящее время послужили проблемы, связанные с внедрением и эксплуатацией новой техники и технологии на современном этапе развития производства и оказавшиеся не разрешимыми средствами только технических и медицинских наук. Необходимо было согласовать рекомендации психологии, физиологии, гигиены труда, дизайна и объединить их в общую систему требований к содержанию и характеру труда в СЧТС. На основе теории и методологии такого объединения и возникла эргономика.

Первой, наиболее существенной проблемой развития эргономики является недостаточная эффективность СЧТС, которая часто оказывается ниже расчетной, ожидаемой. Во многих случаях человек-оператор не в состоянии полностью использовать весь потенциал СЧТС по множеству причин. К ним относятся: несогласованность параметров оборудования и возможностей человека работать в условиях дефицита времени и информации, мощного воздействия внешних факторов (шум, вибрация, излучения, микроклимат и пр.); недооценка заинтересованности человека в использовании новой техники, уровня его интеллектуального и нравственного развития и др. Незнание или игнорирование разработчиком и конструктором этих причин, образующих человеческий фактор, приводило к тому, что производительность новых СЧТС повышалась не более чем на 25-30%. В результате возникло значительное отставание роста производительности труда от роста мощности применяемой техники.

Второй проблемой СЧТС является феномен роста травматизма людей, взаимодействующих с техническими системами на производстве, транспорте и в быту. В целом, если учесть все несчастные случаи в мире, связанные с использованием машин, оборудования, технических устройств, то число ежегодно страдающих от них составит более 10 млн. человек, причем около полумиллиона из них погибает.

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

Анализ причин травматизма показывает, что он часто обусловлен ошибочными действиями людей, связанными с недостатками в конструкции техники, средств отображения информации, органов управления машин и механизмов. Например, очень частая ошибка оператора - неправильная интерпретация показаний приборов - предопределяется плохой их читаемостью, подачей информации не в тот момент, когда она необходима, отсутствием сведений у оператора о том, включен ли прибор, подачей информации, требующей мысленного перевода в другие единицы, и пр. Причиной ошибки и аварии СЧТС может быть отсутствие четкой фиксации органа управления, неестественные направления движения педалей и ручек их неправильное расположение, неудобная для захвата форма рукояти и др. Многочисленность и вариативность причин аварий в СЧТС свидетельствуют о необходимости их специального изучения и разработки научно обоснованных методов их предотвращения.

Третья проблема трудовой деятельности человека в СЧТС связана с высокой кадровой нестабильностью. Это означает, что какое-то время простаивают рабочие места, работник, подбирающий себе новое место, не участвует в общественном производстве, осуществляются дополнительные затраты на его переподготовку на новом месте работы и пр. В настоящее время эргономисты отмечают усиливающуюся тенденцию к отказу рабочих от тяжелой, опасной, грязной работы. Более половины работающих в СЧТС ориентировано на творческие моменты в труде. Исследования показывают, что малоквалифицированный, неинтересный, физически тяжелый труд не стимулирует развития личности работника, ограничивает его стремление к духовному росту и нередко сопряжен с асоциальными формами поведения

Современные высокоэффективные техника и технологии приблизили решение этой задачи. В одном из вариантов работы наладчика, например, наблюдениям за технологическим процессом отводится 58,4-61,8% рабочего времени, наладке, регулировке и смене инструмента - 22,9-26,1%, выборочному контролю качества - 0,9-1,3%, ремонту - 6,7-9,1%. Предполагалось, что это потребует от рабочего более глубоких знаний, навыков быстрого решения сложных задач. Но оказалось, что внедрение самой современной, в том числе роботизированной, техники не ведет автоматически к появлению и расширению творческих функций и нередко даже способствует их исчезновению. Так, эксплуатация станков с числовым программным управлением снижает требования к квалификации станочника, сводит его деятельность к полупассивному контролю за технологическим процессом. Персонал гибких производственных систем, роботизированных комплексов и других современных технологий отреагировал на новые СЧТС способом, который получил название «психологического барьера».

Четвертая проблема современных СЧТС связана с ростом числа нервно-психических заболеваний, вызванных так называемым «индустриальным стрессом». По мнению специалистов, в современных условиях увеличилось воздействие на центральную нервную систему на производстве, в быту, на отдыхе факторов, часто имеющих стрессогенный характер. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 65 странах мира, где проживает более 3/4 населения Земного шара, на учете в психоневрологических учреждениях состоит примерно от 72 до 80 млн. психических больных, требующих обязательного стационарного лечения, а прямые денежные затраты, связанные с лечением этих больных, исчисляются суммой в 30 млрд. долл.

Значительная часть этих заболеваний обусловлена темпами и особенностями организации современного производства. Симплификация труда и конвейерный способ производства, рост «цены ошибки» работника, ситуации неопределенности, внезапности, новизны, заложенные в технологический процесс, являются причинами индустриального стресса и его последствий — роста нервно-психических заболеваний.

Совершенно очевидно, что при проектировании, внедрении и эксплуатации систем «человек—техника—среда» должны учитываться реальные возможности человека, которому предстоит работать в системе. Эргономист должен отчетливо представлять размер допустимых физических. интеллектуальных, эмоциональных затрат, которых потребует работа с конкретной технической системой, и в соответствии с этим корректировать действия ее создателей: инженера-разработчика, конструктора, технолога.

Основные цели и задачи, предмет и методы эргономики Цели. Первой и главной целью эргономики является повышение эффективности СЧТС, под которой понимается способность СЧТС достигать поставленной цели в заданных условиях и с определенным качеством. Снижение эффективности СЧТС свидетельствует в первую очередь о том, что она не в полной мере выполняет свое назначение. В этом случае ее производительность и качество производимого продукта оказываются ниже расчетных, а материальные, энергетические и психические затраты на обеспечение ее функционирования — выше запланированных.

Эффективность СЧТС невозможна без высокой работоспособности и надежности человека-оператора, которые строго определены в эргономике и за обеспечение которых несет ответственность эргономист. Работоспособность - это свойство человека-оператора, определяемое состоянием физиологических и психических функций и характеризующее его способность выполнять определенную деятельность с требуемым качеством и в течение требуемого интервала времени. Надежность - это свойство, характеризующее способность человека-оператора безотказно выполнять деятельность в течение определенного интервала времени при заданных условиях.

Эргономист должен поддерживать трудовые затраты человека-оператора при взаимодействии с технической системой на таком уровне, который позволял бы обеспечить оптимальные работоспособность и надежность оператора. В одних случаях эти трудовые затраты необходимо понижать за счет специального проектирования деятельности оператора, в других, наоборот, повышать их, чтобы поддержать готовность безошибочного и мгновенного реагирования на аварийные ситуации. Например, использование ЭВМ и робототехники значительно увеличивает эффективность трудовой деятельности, но может и резко повысить психофизические затраты работника в случае пренебрежения эргономическими анализом и проектированием рабочего места оператора, параметров дисплея. Известно, что уже через 15 мин работы на видеотерминале у человека-оператора наблюдается расстройство цветового зрения, появляются признаки утомления глаз. Необходимо учитывать, что он делает от 12 до 33 тыс. движений головой и глазами в течение рабочей смены, считывая при этом от 8 до 18 тыс. знаков в час. Большие трудовые затраты оператора снижают через некоторое время качество и производительность его работы, т. е. эффективность всей системы. Целью эргономики является не только уменьшение трудовых затрат оператора, но и в первую очередь повышение производительности и качества его труда за счет оптимизации его деятельности, совершенствования средств отображения информации, органов управления. Повысить эффективность труда оператора видеотерминала можно путем изменения соотношения яркости экрана и окружающего пространства от 3:1 до 5:1, увеличения минимальных размеров знаков на экране до 3,1-4,2 мм, снижения силы удара по клавише до 25—150 г, уменьшения длины пробега клавиш до 1-4 мм и т.д.

Безопасность труда является второй целью эргономики. В соответствии с трудовым правом охрана труда гарантирована совокупностью правовых норм, устанавливающих систему мероприятий, непосредственно направленных на обеспечение здоровых и безопасных условий труда. К системе техники безопасности относятся службы техники безопасности и производственной санитарии во всех отраслях народного хозяйства. Надзор и контроль за соблюдением правил по охране труда осуществляют специально уполномоченные государственные органы: Госгортехнадзор, Госэнерго-надзор, Госсаннадзор и др. Кроме них. эту работу ведут профсоюзы и состоящая в их ведении техническая инспекция труда. Служба надзора и контроля опирается на научно обоснованные, проверенные опытом технические требования, которые безусловно обеспечивают безопасность труда работников.

В последние годы распределение причин несчастных случаев в промышленности изменилось. Так, среди причин тяжелых несчастных случаев 22% приходятся на нарушения технологического процесса самими работниками, 19% - на грубое нарушение правил техники безопасности пострадавшим, 16% - на плохую организацию рабочего места, 7% - на неисправность оборудования и 4,3% - на плохую обученность. Субъективные причины травматизма в промышленности (ошибки человека) начали доминировать над объективными (неисправности техники).

Деятельность человека-оператора стала столь сложна, что именно в ее организации и исполнении оказались сконцентрированными основные причины опасных ошибок, приводящих к травме. Во многих случаях деиствия человека-оператора являются опасными из-за невозможности их правильного и своевременного выполнения, из-за того что при проектировании технических устройств не учитывался человеческий фактор.

Деятельность человека в СЧТС является таким же предметом изучения и проектирования, как и ее техническая часть. Эргономист должен принимать во внимание: возможности психических процессов человека по приему, переработке информации и принятию правильного решения в конкретных условиях функционирования СЧТС; психические свойства и особенности оператора, проявляющиеся в склонности к более или менее рискованному поведению; его способность работать в состояниях утомления, эмоционального стресса, психической напряженности, монотонии и т. д.

Третьей целью эргономики является обеспечение условий для развития личности трудящегося в процессе труда. Основным путем ее достижения служит постепенное органическое соединение физического и умственного труда в производственной деятельности. Оно включает:

- последовательное повышение содержательности труда всех профилей, повышение его интеллектуальной насыщенности на основе совершенствования техники и технологии;

- повышение общеобразовательной и профессиональной подготовки работников;

- вовлечение трудящихся с учетом их знаний, интересов и склонностей в управление производством, общественными делами; создание оптимальных условий для сочетания профессионального труда с техническим творчеством в производственной и непроизводственной обстановке.

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

На достижение этой цели существенно влияет автоматизация производства Чтобы избежать отрицательных социально-психологических и экономических последствий СЧТС, необходимо повышать объем интеллектуальных, творческих операций при работе на ЭВМ, станках с числовым программным управлением, в гибких производственных системах и т. п. в результате целенаправленной деятельности конструкторов и эргономистов. Последние должны исходить из того, что продуктом СЧТС являются не только детали и расчеты, но и сам человек-оператор, растущий и совершенствующийся в процессе труда Целью СЧТС является не только производимая ею продукция, но и качества производящего ее человека.

Задачи. Рассмотренные выше цели эргономики определяют семь ее теоретических задач.

Разработка теоретических основ проектирования деятельности человека-оператора с учетом специфики эксплуатации им технических систем и окружающей среды. На этапе становления эргономики в ней преобладали аналитические исследования, оценивавшие те или иные отдельно взятые технические устройства (и их элементы) с точки зрения их соответствия также отдельно взятым психологическим характеристикам человека. Реальная деятельность человека-оператора в этих исследованиях редуцировалась к элементарным реакциям, поэтому накопленные данные имеют ограниченное значение. Позднее выяснилось, что на скорость обработки информации человеком влияют уровень его работоспособности, состояние, степень его тренированности, особенности мотивации и др. Это определило развитие «антропоцентрического подхода», т. е. подхода от человека к машине. Главным звеном при таком подходе становится проектирование деятельности человека-оператора. Проект деятельности выступает как основа решения всех других задач, связанных с разработкой системы «человек—техника—среда»: от общей задачи определения ее принципиальной схемы до конкретных частных задач—выбора типа органов управления, оформления панелей и шкал приборов и т. п. В результате не человек рассматривается как простое звено, включенное в техническую систему, а машина - как звено, включенное в деятельность человека, пользуясь, которым оператор решает поставленные перед ним задачи.

Исследование закономерностей взаимодействия человека с техническими системами и окружающей средой, определяющих качество его деятельности. Единой теоретико-методологической концепцией инженерной психологии и эргономики является концепция человека-оператора, которая реализуется в виде изучения закономерностей осуществления всех нервно-психических процессов в системе мозга как информационных.

В настоящее время изучены механизмы включения всех частных информационных процессов в единую систему общего информационного процесса. Эмпирическим основанием «гипотезы включения», сформулированной А. А. Крыловым, послужили закономерности изменения времени. нужного для выполнения действий типа простой сенсомоторной реакции, в зависимости от временного интервала между сигналами. Примером эмпирической закономерности служит также «закон независимости», согласно которому вероятность точного слежения за многомерным стимулом равна произведению вероятностей точного слежения за каждым из его параметров. Отсюда следует, что реакции на каждый из параметров не зависят друг от друга. Однако в ходе решения задачи и по мере тренировки наблюдаются все большие отклонения от этого закона и субъект начинает отвечать на многомерный стимул единым координированным движением.

Исследователями установлено более 70 эмпирических закономерностей восприятия и переработки информации, выражающихся в различного рода зависимостях, например зависимости получения и переработки информации человеком - от ее количества; зависимости критической частоты слияния мельканий - от яркости знака, его конфигурации и угловых размеров и др. Задача эргономистов на современном этапе состоит в систематизации этих закономерностей.

Формулирование принципов создания СЧТС и алгоритмов деятельности в ней человека-оператора. К числу общих принципов относятся следующие принципы:

- системной эргономичности, которая состоит в том, что эргономическое проектирование должно быть нацелено на достижение наивысших показателей эффективности СЧТС при одновременном соблюдении допустимых или оптимальных условий деятельности человека по социальным, психологическим, физиологическим и медико-гигиеническим критериям;

- адаптивной эргономичности, заключающейся в том, что по мере развития и совершенствования информационно-программно-технических средств СЧТС эргономические требования должны пересматриваться в направлении улучшения их от допустимых к оптимальным;

- научной эргономичности, состоящей в том, что вопросы эргономического проектирования должны решаться на основе объективных количественных оценок, получаемых на начальных стадиях эргономического проектирования путем расчетно-аналитических, модельных и экспертных оценок, проверяемых опытно-экспериментальным путем на последующих стадиях;

- информационной эргономичности СЧТС, требующей, чтобы информация об объекте, обслуживаемом СЧТС, не только была полной, достоверной, актуальной, т. е. соответствовала истинному состоянию объекта, но и представлялась в виде, удобном для принятия решения человеком;

- программно-интеллектуальной эргономичности, обеспечивающей устойчивую тенденцию разумного освобождения человека от рутинных функций, т. е. монотонных, утомительных, нетворческих операций, и создания условий для максимальной реализации творческого потенциала человека, усиленного интеллектуальными возможностями программного обеспечения, что будет способствовать формированию и развитию личности оператора.

Эти общие принципы в совокупности представляют основу концепции эргономического проектирования.

Конкретные принципы непосредственно связаны с работой человека-оператора. К ним относятся:

- принцип соответствия функций, первое условие которого - родство однопорядковых элементов - оказывается несостоятельным, так как человек и технические звенья являются разнопорядковыми элементами; второе условие соответствия - общность свойств элементов и свойств системы -выполняется полностью, но только в том смысле, что и оператор, и технические устройства способны к осуществлению информационного процесса:

- принцип актуализации функций, позволяющий рассматривать организацию СЧТС как непрерывный процесс становления функций, в котором система приобретает все новые свойства и все больше свойств становится функциями' системы. Этот принцип справедлив для периода, когда обучение и тренировка оператора еще не закончены;

- принцип сосредоточения функций, полностью проявляющийся в организации информационного процесса и в звене «человек—оператор», и в целом СЧТС. Этот принцип отражает иерархию процесса, зависимость осуществления функций более общего уровня от реализации функций менее общего уровня;

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

- принцип лабилизации функций, отражающий возможность перехода живой системы на качественно новый уровень за счет изменения отношения устойчивости структуры к подвижности функции. Этот принцип связан с изменением взаимодействия элементов информационного процесса в период обучения и тренировки оператора вследствие нахождения им новых способов решения оперативных задач;

- принцип стабилизации функций, означающий, что все свойства информационной системы существуют в качестве функций, реализация которых упорядочена во времени и в пространстве;

- принцип компенсации функций, обусловливающий возможность передачи функций вышедших из строя технических устройств и элементов СЧТС, неспособных к самовосстановлению, человеку;

- принцип активизации информационных функций, означающий, что в СЧТС активизация информационных функций осуществляется за счет активного по своей природе поведения самого человека-оператора и за счет введения человеком определенных программ в информационный процесс технической подсистемы.

Выдвижение и проверка гипотез о перспективах развития труда человека и связанных с ним технических систем, факторов внешней среды. Известно, что автоматизация меняет взаимоотношения человека и техники в процессе трудовой деятельности. Человек, непосредственно осуществлявший раньше технологический процесс, становится его регулировщиком, наладчиком, программистом. В связи с этим повышаются требования к квалификации и интеллектуальной подготовке кадров; увеличивается доля высококвалифицированных рабочих и специалистов, занятых обслуживанием автоматической техники и технологии; растет производительность труда. Высвобождающиеся трудовые ресурсы «перекачиваются» в другие сферы человеческой деятельности.

Ученые высказывают мнение о том, что массовая компьютеризация обучения, труда и быта может изменить свойства интеллекта, сделать человека рациональнее, сузить его духовный мир, привести к переоценке нравственных ценностей. Но до сих пор не установлена точно возможность таких изменений в психологии человека, мера влияния на нее существующих моделей взаимодействия с компьютерами, отсутствуют рекомендации по проектированию деятельности человека в роботизированных системах.

Недостаточная эффективность эргономического прогнозирования приводит к тому, что упускаются из виду психологические проблемы, связанные как с организацией непосредственного взаимодействия человека с ЭВМ, так и с внедрением средств автоматизации в уже сложившиеся организационные структуры человеческой деятельности. Очевидна необходимость разработки специальных эргономических мероприятий по преодолению психологического барьера человека при общении с машиной, по улучшению профессиональной подготовки пользователей и пообеспечению их творческих потребностей.

Создание методов исследования, проектирования и эксплуатации СЧТС, обеспечивающих ее безопасность, эффективность и удовлетворенность трудом работающего в ней человека. В настоящее время более 90% аварий СЧТС происходит вследствие ошибочных действий человека. Причиной этого является то, что совершенствование технического звена системы идет быстрее, чем решение вопросов, связанных с человеческим фактором. В то же время резервы той составляющей общей эффективности, которая определяется совершенствованием технических средств автоматизированных систем, уже значительно исчерпаны. Повышение же эффективности СЧТС за счет организации оптимального взаимодействия технического звена системы и человека-оператора, взаимодействия между отдельными операторами таит в себе существенные резервы.

Решение указанной задачи требует создания соответствующих методов, одним из которых является метод структурно-алгоритмического анализа и синтеза деятельности. Процедуру структурно-алгоритмического моделирования условно можно расчленить на три этапа.

Первый этап - структурный анализ. Основная цель его состоит в выделении по возможности непротиворечивым и удобным образом структурных уровней коллективной и индивидуальной деятельности, режимов работы и задач, решаемых оператором. Для этого проводятся операции по: 1) выделению круга обязанностей каждого из операторов, 2) выделению режимов работы, 3) выделению подмножеств задач для каждого режима и каждого оператора.

Второй этап - алгоритмизация. Основной его целью является получение в матричной и графической форме вероятностных алгоритмов для множества задач, предписываемых операторам. Процедура этапа состоит из следующих операций: 1) построения алгоритма задачи в форме графа Бержа, 2) перечисления реализации алгоритма, 3) взвешивания реализации (построения вероятностного алгоритма), 4) нормирования графа алгоритма.-

Третий этап - структурно-алгоритмический синтез. Основная цель его заключается в синтезе алгоритмических структур, образованных совокупностью последовательно выполняемых алгоритмов задачи. Соответственно осуществляются операции по: 1) синтезу структуры режима работы, 2) синтезу структуры индивидуальной деятельности, 3) синтезу структуры коллективной деятельности, 4) симметризации и ранжированию матриц, описывающих структуры деятельности.

Такое моделирование, развернутое для конкретной ситуации, позволяет интерпретировать в виде, удобном для инженерного решения, задачу компоновки оборудования на постах централизованного контроля и управления.

Разработка специфических категорий эргономики, отражающих особенности ее предмета, содержания и метода. Наличие предельно широких понятий, отображающих наиболее общие, существенные свойства, признаки, отношения предмета исследования, является обязательным условием существования любой области знания. Без них невозможны систематизация и классификация полученного материала. Из более чем 200 понятий, используемых в эргономике, согласованными и общепринятыми являются только 50 категорий. В эргономике разработка, обсуждение и принятие ее основных категорий осуществляются в форме создания ГОСТов. Стандартизация инженерно-психологических норм и требований является одним из наиболее эффективных путей внедрения достижений инженерной психологии в практику промышленного производства.

Поиск, обнаружение и описание фактов, демонстрирующих связь качества труда человека с эргономическими параметрами технических систем и внешней среды. В результате исследований эргономистов накоплено большое количество сведений о психологических и психофизиологических характеристиках человека, на которых базируются инженерно-психологические требования к техническим устройствам, окружающей среде. Эти сведения организуются в виде различного рода «банков данных», предназначенных для специалистов, непосредственно занятых созданием СЧТС. Справочники по эргономике и инженерной психологии содержат тщательно проверенные количественные показатели психофизиологических возможностей и особенностей человека и различные зависимости между ними, которые необходимо использовать в проектировании, создании и оценке машин, оборудования, производственной среды, систем управления, промышленных изделий.

Теоретические исследования в эргономике сопряжены с решением практических задач, к которым относятся:

Эргономическое обеспечение проектирования СЧТС, состоящее из анализа трудовой деятельности оператора, распределения функций между человеком и машиной, прогнозирования численности обслуживающего персонала, учета факторов среды, определения социально-экономической эффективности новой СЧТС.

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

Разработка эргономических основ эксплуатации СЧТС, направленных на достижение социальной однородности труда, создание условий, при которых обеспечиваются развитие личности оператора, сохранение его здоровья и максимальная производительность труда.

Эргономическая оценка качества СЧТС, состоящая из установления эргономических требований к объекту, его параметров, эргономических показателей и их оценки и приводящая к установлению эргономического уровня качества объекта с последующим решением в случае необходимости об улучшении качества, выборе другого варианта и т. д.

Предмет эргономики. Предметом эргономики является трудовая деятельность человека в процессе взаимодействия с техническими системами и в условиях существенного влияния на него факторов внешней среды.

Инженерно-психологическое определение деятельности как процесса достижения поставленных перед СЧМ целей, состоящего из упорядоченной совокупности действий, позволяет установить этапы деятельности оператора, их содержание, выполняемые при этом действия и факторы, влияющие на ее успешность

В инженерной психологии один из научных подходов к пониманию деятельности базируется на том, что деятельность исходит из определенных мотивов и направлена на достижение определенных целей. Отношение «мотив - цель» - это своего рода вектор, задающий ее направленность и интенсивность. В общем смысле мотив - это то, что побуждает человека к деятельности, а цель - то, чего он стремится достигнуть в процессе ее выполнения. Основой мотива является потребность человека, т. е. его объективная необходимость в пище, энергии, информации, движении. В потребностях заключены «пружины» человеческой деятельности, мотив - это форма субъективного отражения потребностей. Сформированный вектор «мотив - цель» реализуется в деятельности. Цель как бы связывает социально-психологические и процессуальные аспекты деятельности. Цель как регулятор деятельности - это идеальный, или мысленно представляемый. ее результат, т. е. то, чего еще реально нет, но что должно быть получено в итоге деятельности.

Инженерной психологией упорядочены и последовательно определены, исходя из категории движения, семантические эквиваленты понятия «деятельность». Они образуют такой ряд:

- активность как самодвижение;

- жизнедеятельность как биологическая, белковая активность;

- деятельность как целесообразная жизнедеятельность;

- человеческая деятельность как сознательная деятельность;

- трудовая деятельность, или труд, как производящая стоимость человеческая деятельность;

- профессиональная деятельность, или профессиональный труд, как трудовая деятельность (труд), производящая стоимость в особой потребительной форме, требующая специальной квалификации;

- операторская деятельность как профессиональная деятельность, технически оснащенная для дистанционного контроля и управления предметом, средствами труда и самим трудом.

Отсюда следует инженерно-психологическая трактовка трудовой деятельности: любой труд в условиях комплексной механизации и автоматизации является либо становится профессиональным трудом операторского типа.

Основным объектом эргономики является система «человек-техника-среда». В инженерной психологии изучают систему «человек-машина», т. е. систему, состоящую из человека-оператора и машины, посредством которой оператор осуществляет трудовую деятельность; эргономика исследует еще и факторы внешней (физической, химической и социальной) среды, существенно влияющие на эффективность деятельности СЧТС. Под «человеком-оператором» в эргономике понимается человек, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой посредством информационной модели и органов управления. Информационная модель - это организованное в соответствии с определенной системой правил отображение состояний предмета труда, СЧТС, внешней среды и способов воздействия на них. На основе восприятия информационной модели в сознании оператора формируется образ состояния управляемого объекта. Вся совокупность представлений человека-оператора о целях и задачах трудовой деятельности и состояниях предмета труда СЧМ, внешней среды и способах воздействия на них называется концептуальной моделью.

На прием и переработку информации человеком-оператором могут влиять такие факторы внешней (рабочей) среды, как температурные условия, шум и вибрация, освещенность, изменения внешнего давления, ускорения, изменения газового состава воздуха, электромагнитные излучения. Они могут резко изменять соматическое и психическое состояние работника, а следовательно снижать эффективность его деятельности вплоть до проявлений неадекватного поведения. Не менее важно и влияние социальной среды, в которой работает человек. Социальная среда действует на. оператора через характер межличностных отношений в коллективе, группе, сплоченность персонала СЧТС.

Главной функцией человека в СЧМ является прием, переработка информации, а также выполнение соответствующих операций с помощью управляющих устройств.

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

Методы. Применяемые в эргономике методы сложились в психологии, физиологии, гигиене и охране труда, функциональной анатомии, социологии. Задачей эргономики является их координация на основе системного подхода. Среди психологических методов различают инженерно-психологические, психофизиологические и персонологические, математические методы и методы моделирования.

Инженерно-психологические методы предназначены для исследования рабочего процесса и работы оператора, функционирования СЧТС, оценки деятельности оператора, анализа его ошибок и факторов внешней среды, для проектирования деятельности.

Психофизиологические и персонологические методы позволяют исследовать организацию психофизиологических функций организма человека-оператора в процессе деятельности, оценивать и контролировать его функциональное состояние, работоспособность, надежность и эффективность деятельности, особенности проявлений его личности и индивидуальности. С помощью этих методов исследователи пытаются понять, каким образом мозгу удается скоординировать все сложнейшие процессы, лежащие в основе управляющих действий оператора и необходимые для поддержания его жизнедеятельности и развития личности.

Математические методы применяются для формализованного описания и построения моделей деятельности оператора. Наиболее часто для построения моделей применяют следующие теории: информации, массового обслуживания, автоматического управления, автоматов, статистических решений.

Методы моделирования включают предметное, предметно-математическое, знаковое и математическое моделирование. Например, предметное моделирование ведется на модели, воспроизводящей основные геометрические, физические, динамические и функциональные характеристики «оригинала». Различают статические и функциональные макеты. Первые - это как правило, трехмерные, выполненные в натуральную величину модели оборудования и его отдельных блоков, которые подвергают испытаниям: а) для решения задач организации рабочего места; б) для проверки размещения органов управления; в) для проверки точности и скорости считывания показаний приборов: г) для определения доступности точек проверки, испытаний, регулировки в процессе технического обслуживания оборудования. Функциональный макет представляет модель оборудования в натуральную величину, которая в отличие от статического макета может воспроизводить реальное функционирование аппаратуры в режимах ручного и автоматического управления. Он может быть использован для изучения трудовой деятельности оператора в имитированных условиях работы с целью сравнения альтернативных вариантов конструкции.

Идеи системного подхода как одной из ведущих современных общенаучных ориентации определяют многие исходные установки и теоретические положения эргономики. В их числе - стремление к целостному рассмотрению человеко-машинных систем, системно-динамический взгляд на их структуру, включение деятельности человека в предмет научного рассмотрения, тенденция к синтезу различных аспектов исследования, стремление выявить возможные последствия деятельности человека.

Системная организация должна соответствовать следующим допущениям:

Система построена по принципу иерархии, т. е. система более низкого порядка встроена в систему более высокого порядка и т.д., и выходной эффект (отдача) системы более низкого порядка воспринимается системой более высокого порядка и преобразуется в процесс.

Система целенаправленна. В частности, системы, с которыми взаимодействует человек, целенаправленны, поскольку являются конструкциями, т. е. искусственно созданы человеком. При этом цель служит отправной точкой для разработки СЧТС: цель определяет деятельность создателей и эксплуатационников СЧТС; цель позволяет «судить», правильно ли работает СЧТС.

Каждый элемент системы подчинен общей цели.

Каждый элемент системы оказывает влияние на все другие элементы.

Выходные эффекты отдельных элементов преобразуются в выходной эффект системы.

Измерение, оценка, обратная связь являются неотъемлемыми элементами системной организации. Так, если цель СЧТС определена и особенно если она определена количественно, то эта цель устанавливаем эталон рабочих характеристик, которого нужно достигнуть.

Состав и структура эргономики Признаками эргономического качества СЧТС являются ее высокая эффективность, полная безопасность взаимодействия человека-оператора с техническими устройствами, удовлетворенность человека содержанием, характером, результатами своего труда.

Эргономическую оценку СЧТС можно осуществлять дифференциальным методом, при котором используются отдельные эргономические показатели, или комплексным методом, при котором определяют один обобщенный эргономический показатель. Оценку составляет комплексный эргономический показатель 1 уровня, характеризующий определенную группу эргономических свойств оборудования, однородных по функциональному назначению:

- обеспеченность эффективности приема и переработки информации;

-обеспеченность эффективности действий при работе на оборудовании;

<< В начало | < Предыдущая | Содержание | Следущая > | В конец >>

Лекции по БЖД

- уровни факторов, генерируемых оборудованием в рабочую зону.

Его дополняет комплексный эргономический показатель II уровня, характеризующий группу эргономических свойств оборудования, однородных по соответствию тем или иным свойствам человека в процессе трудовой деятельности, и образованный следующими групповыми показателями: антропометрическим, гигиеническим, физиологическим, психофизиологическим и психологическим. Перечисленная группа показателей формирует состав эргономики.

Первый групповой показатель, антропометрический, регламентирует соответствие машины размерам и форме тела работающего человека, подвижности частей тела и другим параметрам. Его единичные показателе обеспечивают рациональную и удобную позу, правильную осанку, оптимальную хватку рукояток, максимальные и оптимальные рабочие зоны рук и ног и т. д.

Второй эргономический групповой показатель характеризует гигиенические условия жизнедеятельности и работоспособности человека при его взаимодействии с СЧТС. Он предполагает создание на рабочем месте нормальных метеорологических условий и ограничение воздействия вредных факторов внешней среды. Групповой показатель составляют единичные показатели освещенности, вентилируемости, температуры, влажности, давления, запыленности, радиации, шума, вибрации, гравитационной перегрузки и ускорений, силы электромагнитных излучений. Превышение допустимых пределов по этим показателям может угрожать жизни и здоровью человека-оператора, вызывать «трудные» психические состояния, снижающие его работоспособность. Известно, например, что оптимальная для работы человека температура окружающей среды равна 18°С; при повышении температуры до 25°C начинается физическое утомление и появляются признаки ухудшения психического состояния (раздражительность, напряженность и др.); при З0°С ухудшается умственная деятельность, замедляются реакции, возникают ошибки; температуру около 50°С оператор может переносить в течение одного часа.

В эргономике упорядочены основные термины, характеризующие внешнюю среду рабочего места человека-оператора. Под факторами внешней среды на рабочем месте понимаются физические, химические, биологические, информационные, социально-психологические и эстетические свойства СЧТС, воздействующие на человека-оператора. Эргономисты выделяют комфортную, относительно дискомфортную, экстремальную и сверхэкстремальную внешние рабочие среды на рабочем; месте оператора.

Комфортная среда обеспечивает оптимальную динамику работоспособности оператора, хорошее самочувствие и сохранение его здоровья.

Относительно дискомфортная среда, воздействуя в течение определенного интервала времени, обеспечивает заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывает у человека-оператора неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы.

Экстремальная рабочая среда обусловливает снижение работоспособности человека и вызывает функциональные изменения, выходящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим нарушениям.

Сверхэкстремальная среда приводит к возникновению в организме человека патологических изменений и (или) к невозможности выполнения работы.

Третий и четвертый групповые показатели, физиологический и психофизиологический, характеризуют те эргономические требования, которые определяют соответствие СЧТС силовым, скоростным, энергетическим. зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным возможностям и особенностям человека. На основании многочисленных экспериментальных данных сформулированы, например, эргономические требования ГОСТа 21829-88 «Кодирование зрительной информации», по которым минимальная допустимая яркость цветных знаков должна быть 10 кд/м² рекомендуе мая—170 кд/м², оптимальная угловая величина цветового знака - 35-45' и т д. Эргономические требования ГОСТа 21752-86 «Маховики управления и штурвалы» следуют из экспериментально установленных максимальных усилий руки при различных углах сгиба в локте. Например, вытянутой правой рукой оператор может тянуть на себя рукоять с силой до 22 кг, толкать от себя - до 20 кг, выжимать вверх - до 5,5 кг, тянуть вниз - до 7 кг и т.д. F3 процессе проектирования необходимо отчетливо представлять возрастные, половые, психологические и другие особенности операторов конкретной СЧТС. Так, с возрастом резко падает чувствительность к свету: потребность в освещенности у человека 30-летнего возраста в два раза, у 40-летнего в три, а у 50-летнего в шесть раз больше, чем у 10-летнего. Отсюда следует, что если 30-летнему оператору достаточно освещенности в 1000 лк для максимально точного восприягия деталей, то для создания аналогичных условий 50-летнему необходимо около 2000 лк.

Пятый групповой показатель, психологический, отражает соответствие машины возможностям и особенностям восприятия, памяти, мышления психомоторики, закрепленным и вново формируемым навыкам работающего человека, степени и характеру группового взаимодействия, опосредова-ния межличностных отношений содержанием совместной деятельности по управлению СЧТС. Эти особенности выступают в качестве единичных показателей. Психические процессы в зависимости от характера работы в СЧТС могут изменять свои параметры, присущие этим же людям в обычных условиях. Например, восприятие текста бортовой документации на борту пило тируемого космического аппарате; в которое включены процессы восприятия, мышления, представления зависит не только от светотехнически условий рабочего места космонавта, но и от многих других специфических факторов, воздействующих на организм космонавта в полете. К таким факторам можно отнести строгий лимит времени, утомление, недостаточность афферентации, гиподинамию.

Существуют эргономические рекомендации по организации поведения персонала СЧТС, «команды». Например, при разработке СЧТС необходимо создавать иерархическую структуру с определенной степенью централизации. Надо развивать параллельные подсистемы, избегая последовательных структур. Насколько позволяет задание, при разработке СЧТС не следует создавать условий, допускающих возможность взаимодействия членов команды, в особенности таких, которые требуют вербальной коммуникации. В целях обеспечения коммуникаций нужно отдавать предпочтение визуальным средствам отображения информации перед вербальными каналами и т. д.

Психологический групповой показатель объединяет данные инженерной психологии, психологии труда, социальной психологии, социологии труда.

Структуру эргономики формируют ее цели: эффективность СЧТС; безопасность работы в ней; создание условий, обеспечивающих развитие личности человека-оператора (комфорт) Очевидно, что значимый результат может быть достигнут при согласованном взаимодействии специалистов из разных областей знания: системотехников, дизайнеров, врачей-гигиенистов, специалистов по физиологии труда, биофизике, психологов. Их усилия должны сочетаться с работой конструкторов СЧТС, заинтересованных в ее максимальной производительности и надежности; специалистов по охране труда, ответственных за безопасные условия труда операторов; организаторов и руководителей производства, обеспечивающих комплектование персонала СЧТС и решение социальных вопросов. Достижение целей эргономики представляется весьма сложным делом, потому что уже при постановке задач проектирования и эксплуатации СЧТС необходимо контролировать 15 точек, каждая из которых может решающим образом повлиять на успешность технической разработки. Можно оптимально произвести взаимную адаптацию человека и технических устройств по 14 точкам, т. е. антрометрическим (точки 1- 3), гигиеническим (4 - 6), физиологическим (7 - 9) и другим параметрам, но не придать значения точке 13 (безопасность - психологический групповой показатель) - и вся разработка потеряет смысл. Например, изнуряющая монотонность автострад притупляет бдительность водителей и вызывает у них сонливость, которая способствует авариям. Эргономист для предотвращения этого эффекта может предусмотреть в конструкции автомашины прибор, который улавливал бы непроизвольные движения головой или ослабление мышц рук на руле, характерные для засыпающего водителя, и посылал бы пробуждающий звуковой сигнал.

Анализ множества ошибок операторов, приводящих к остановкам или авариям СЧТС, показывает, что 50% из них имеют в своей основе недоучет психологического группового показателя, 22% - психофизиологического, 6% -физиологического, 19% - гигиенического и 3% - антропометрического. Этим определяется преобладающий объем психологических исследований у процессе эргономической проработки и оценки промышленных изделий и их большое влияние на состав и структуру эргономики.