Эргономика для ЖД транспорта. Курс лекций по «Эргономике» - PDF-2. Курс лекций по Эргономике Утверждено на заседании Учного Совета Механикотехнологического факультета протокол 8 от 8
 Скачать 1.6 Mb.
|
|
информации, могут быть отказы в работе, когда человек получает слишком мало новых сигналов, а поступающие к нему зрительные, слуховые и другие раздражители монотонны, и однообразны. 11 12 В последние годы отмечено довольно большое число аварий транспортных средств, связанных не с нарушением технических требований эксплуатации, а с потерей бдительности или даже с кратковременным засыпанием водителей. Причем, эти явления возникают, как правило, в тот период, когда человек не выполняет активных действий. Машинисты локомотивов, шофера и др. засыпают в пути следования не потому, что они не дисциплинированы или плохо отдохнули перед рейсом, а потому, что условия их работы вызывают сонливость в силу природных свойств человека. Отсутствие физических нагрузок, укачивание, монотонный шум и однообразная зрительная картина не могут не вызывать торможения в центральной нервной системе. Опытные машинисты отмечают, что их труд теперь значительно легче, но работать стало тяжелее, чем тогда, когда нужно было за смену перебросить лопатой до тонны угля, т.е. субъективно физический труд, связанный со значительными мышечными усилиями, может быть легче для человека, чем напряженная умственная работа. Таким образом, в современной технике приходится считаться с такими понятиями, как «перегрузка» или «недогрузка» информацией человека оператора, ибо и то и другое отрицательно сказывается на рабочей характеристике системы, обслуживаемой человеком. В чем же дело? Почему эти «человеческие» вопросы возникли в технике? Что с ней произошло в последние годы? Если раньше на первом плане стояли двигательные качества человека, т.е. от работающего требовался «верный глаз» и «точная рука», то в современных автоматических и полуавтоматических станках, на пультах диспетчера и т.д. важны не точность приложенных мышечных, усилий и глазомер (работа чаще всего сводится к нажатию кнопок, включению и выключению приборов и т.д.), а выступают совершенно иные качества управления. Если в работе ткача нужна была виртуозная сноровка, то теперь дело сводится к нажатию кнопок и рычагов. 12 13 Например, аппаратчики в химической промышленности только 3 5% рабочего времени тратят на непосредственные регулирующие действия, а остальное время уходит на получение и сбор информации, выработку и принятие решений. Главное заключается в том, что коренным образом меняется характер труда человека и изменяются его функции в производственном процессе. Основной чертой технического прогресса является механизация и автоматизация производства. На путях автоматизации лежит генеральная линия развития техники. Отдельные операции, которые должен был раньше выполнять человек, передаются машинам. Если в 1870 г. только 4% всех работ выполняли машины, то в 1970 г. 99%. Главное - управление машинами и взаимодействие операторов, т.е. проблема не коня, а всадника. Эта характерная черта развития производства была отмечена еще учѐными 19 века. Анализируя развитие производства в капиталистическом обществе, рост производительных сил, они подчеркивали значение машины в развитии трудовой деятельности, и указывали на то, что автоматизация производства неизбежны. В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, главными функциями человека становятся не двигательные качества, а программирование, управление, контроль. Можно отметить три основные тенденции трудовой деятельности человека в условиях современной техники: 1. Перед человеком ставится задача одновременного управления все большим и большим числом объектов (станков и т.д.) и параметров системы. Это усложняет анализ и оценку сложившейся ситуации, а также операции программирования, управления, текущего контроля. 2. Человек все больше «удаляется» от обрабатываемых изделий и управляемых объектов. Между органами чувств человека и объектом труда «вклинивается» целая система технических устройств по передаче информа- 13 14 ции и управлению, причем само управление становится дистанционным. Иными словами, информация о состоянии объекта попадает к человеку в «закодированном» виде показаний счетчиков шкал приборов и т.д., и он должен осуществить «перевод» этих сигналов в привычные образы, а также представить последствия своих управляющих действий. В условиях современной техники резко возрастают требования точности и скорости действия человека, надежности и правильности принимаемого решения и, разумеется, качеству продукции. Кроме того, в ряде случаев человек работает в состоянии постоянной ответственности за правильность своих действий, т.к. ошибка одного оператора может привести к серьезным нарушениям работы всей системы, дезорганизации деятельности большого числа других операторов, либо к аварии. В связи с этим ведущими вопросами становятся: сколько и какие сигналы может воспринять человек одновременно? Какова скорость его реакций? Как точно может он различать сигналы (зрительные, слуховые и т.д.)? Как быстро может человек переключить свое внимание на различные объекты? Каков объем его оперативной памяти? Как он принимает решение и какова вероятность возникновения ошибки? Каков его «моторный выход», т.е. какие управляющие действия и с какой скоростью он может выполнить? Как быстро и в каких условиях развивается утомление? Как влияют побочные факторы (шум, свет, вибрация и т.д.) на функцию человека? В какой мере условия работы (и какие) влияют на работоспособность и здоровье человека, др. В условиях современного производства, и особенно при конструировании и разработке новой техники, необходимо предвидеть и учитывать эти человеческие факторы, иначе эффективность сложных машин и механизмов может оказаться крайне низкой. Ответы на эти вопросы нельзя дать на основании одного «здравого смысла», тут нужны знания физиологии, особенно физиологии высшей нервной деятельности человека, психологии, в частности, изучение восприятия, внимания, памяти, т.е. психических характеристик. Но в данном случае речь идет не 14 15 просто о психических качествах человека, а об этих качествах в конфетных производственных условиях, в сочетании работы человека с техническими устройствами. Изучение психических качеств человека может успешно развиваться только на основе материалистической, подлинно научной психологии. Материалистическая психология рассматривает психику и сознание как свойство высокоорганизованной материи, способную отражать объективную реальность в виде ощущений и восприятий, представлений и т.д. Философские основы базируются на теории диалектического и исторического материализма. Научная психология рассматривает психику человека в связи с объективными условиями жизни человека, его трудовой деятельности, воспитания и т.д. Поэтому, правильное вскрытие закономерностей психической деятельности возможно только с позиций марксистско-ленинской философии. Это положение прямым образом относится и к инженерной психологии, которая изучает не просто психические качества, а в специфических условиях, в сочетании с техническими устройствами, во взаимодействии человека и производственной среды. Нужно не просто оценить психические качества, а сделать так, чтобы машины были максимально приспособлены к возможностям человека. Конструктор и инженер, заинтересованный в правильном и эффективном использовании техники, должен хорошо осознать каковы возможности человека, который будет эксплуатировать эту технику (как человек видит, слышит, думает и принимает решения, какое может развить мышечное усилие, какая поза меньше утомляет и т.д.). Фактически даже узкие специалисты в этой области далеки от полного понимания возможностей человека. Поэтому уместно сказать по отношению к конструкторам: «Не претендуйте на то, что вы своими психическими и физическими характеристиками, своими симпатиями и антипатиями представляете все человечество». 15 16 Кроме того, человек в условиях современной техники становится элементом сложной системы, которая получила название «человек-машина» или «человек-автомат». В ближайшем будущем будут создаваться (и уже создаются) весьма сложные системы управления, автоматизированные линии с «машинными» и «человеческими» звеньями. И чем сложнее будут функции у машин, тем на более высокую ступень обобщения и управления будет подниматься человек, тем большую роль будут играть процессы его «психической пластичности». Чем обширнее и ответственнее будет управленческая деятельность человека в производстве, тем больше придется учитывать именно «человеческий фактор», ибо он может стать «узким местом» работы всей сложной технической системы. В процессе трудовой деятельности возникают взаимодействия не только «человек-машина», но и «человек-человек» и поэтому индивидуальные особенности людей, их эмоциональное состояние, настроение, поведенческие реакции необходимо учитывать для выбора оптимальных режимов работы. Взаимоотношения в управленческом аппарате и между операторами определяют «человеческий микроклимат», несомненно, влияющий на эффективность производства. Следует особо подчеркнуть, что темпы технического прогресса требуют все большей мобилизации психических ресурсов человека, но психическая деятельность не может рассматриваться вне связи с функцией всех органов и систем организма. Поэтому, новые условия работы оказывают непосредственное влияние и на здоровье человека в широком плане. Как подчеркивал акад. В.В. Парин, мы должны проводить всесторонние исследования в отношении влияния на человека условий производственной среды, с учетом особенностей, вызванных техническим прогрессом. По современным данным (Кларк) у операторов нервные заболевания. За многовековый период эволюции человек биологически приспособился к охоте, собиранию плодов и т.д. С развитием человеческого общества биоло- 16 17 гические факторы эволюции отошли на задний план, уступив место социальным. Поэтому, с точки зрения строения тела и его основных функций жизнь человека в среде автоматов противоестественна. Это дало основание одному американскому социологу пессимистически заметить, что человек в автоматизированной системе становится умственно недоразвитым нажимателем кнопок или обученным идиотом, представляющим лишь часть машины. С этой оценкой мы не можем согласиться. Нельзя отмахнуться от сложностей, связанных с развитием техники, но и недопустимо сводить роль человека к «обслуживанию» машин. Для того чтобы человек физически и умственно трудился в «оптимальном» режиме, мы должны расширять наши знания о человеке, о сочетании его с современной техникой. Таким образом, бурный технический прогресс выдвинул новые для техники проблемы, проблемы «человеческого фактора». Появилась отрасль науки, имеющая специальные цели и задачи, объекты и методы исследования и получившая название эргономика (от греч. еrgon работа, nomos закон) или наука о трудовой деятельности человека. Эргономика В широком плане изучает взаимодействие человека с производственной средой и, главным образом, функционирование технических систем с «машинными» и «человеческими» звеньями. Рассматриваемую дисциплину называют и технической психологией и психофизиологией труда, и психотехнологией, прикладной экспериментальной психологией и техникой человеческих факторов, и индустриальной психологией и, наконец, «человеческой инженерией». Большой круг проблем, связанных с взаимодействием человека и машины, относят к инженерной психологии, о чем будет сказано ниже. Предметом изучения эргономики (в широком плане) является система «человек производственная среда» (включающая технические устройства, с помощью которых осуществляется трудовой процесс). Такая система включает элементы: человек машина объект (термин «машина» в кибернетическом 17 18 плане, а объект как материальный субстрат, изменяющий свое состояние в результате воздействия на него человека посредством машины). «Человек машина объект» представляет собою динамическую систему, функционирующую в условиях конкретной производственной среды, воздействующей, в свою очередь, на все звенья этой системы и имеющую комплекс обратных связей (машина человек, объект человек И Т.Д.). До появления эргономики существовали (и существуют) научные дисциплины, изучающие трудовую деятельность человека (физиология, психология и гигиена труда и т.д.), но основные представления этих дисциплин, методы исследования и т.д. не могли удовлетворить запросы новой техники, изменившей роль в ней человека. Эргономика возникла в последние десятилетия на стыке антропологических наук и техники, в связи с бурным развитием последней и появлением качественно новых автоматизированных систем управления, предъявляющих к человеку-оператору требования, совершенно другого характера, по сравнению с требованиями прежних условий работы. Именно специфика деятельности человека в АСУ, отличающейся от традиционных форм труда, послужила толчком развития новой науки. Поэтому эргономика, выдвинув свои подходы (системный анализ, анализ надежности, вероятностно-статистические оценки и т.д.), учитывающие специфику функционирования человека с одной стороны, и общие принципы кибернетики с другой, объединила, и систематизировала представления антропологических, и некоторых технических наук, применительно к новым, прогрессивным формам трудовой деятельности. Не исключая, как предмет исследования, более простые случаи взаимодействия человека с техникой, рассматриваемые подробно физиологией и психологией труда (человек техническое устройство, человек орудие труда), эргономика все же концентрирует свое внимание на специфических формах деятельности, о чем говорилось выше. 18 19 Одним из основных разделов эргономики является инженерная психология, рассматривающая подробно психофизиологические особенности человека- оператора, характер приема и переработки информации человеком, его функции, как управляющего элемента, концентрирующая свое внимание именно на человеке. Следует особо подчеркнуть, что перспективной линией развития техники и всех, без исключения отраслей промышленности, является автоматизация и создание АСУ, т.е. со временем традиционные формы трудовой деятельности уступят место операторским, диспетчерским функциям. В связи с этим главную роль в эргономике будет играть оценка эффективности систем с участием человека, и эргономика в качестве предмета исследования будет рассматривать не деятельность отдельного оператора, а сложные системы, ее научной основой станет кибернетика. Она полностью, повидимому, превратиться в науку о проектировании сложных систем, включающих «человеческое» звено. Такое прогрессивное направление в эргономике получило название проективной эргономики.1) Таким образом, предметом изучения эргономики сегодняшнего дня является динамический комплекс человек машина объект производственная среда, или трудовая деятельность человека с использованием современной техники. Задача эргономики заключается в создании научных основ оптимизации труда человека (приспособление современной техники к возможностям человека, повышение эффективности труда), разработке общих принципов рационального проектирования и конструирования технических систем. Основными проблемами эргономики являются следующие: анализ задач человека в системах управления, его связи с другим компонентами системы, распределение функций между человеком и машиной, определение и предсказание надежности и скорости работы оператора, выявление способов решения задач, разработка методов профобучения и индивидуального профотбора, изучение путей ввода информации человеку, его «пропускная способность», исследование факторов производственной среды, влияющих на работоспособ- 19 20 ность человека, исследование групповой деятельности людей, разработка методов конструирования с учетом «человеческого фактора», разработка систем слежения и контроля над состоянием человека в процессе трудовой деятельности и т.д. Можно отметить несколько основных направлений (или разделов) эргономики: 1. Психофизиологический рассматривающий психофизиологические характеристики человека, его возможности по приему, переработке и хранению информации, законы психической деятельности в процессе труда, механизмы оперативного мышления, принятия решения, особенности функционирования анализаторов («входных» каналов информации), моторные функции человека, в том числе вопросы работоспособности, утомления и т.д. К этому разделу относится изучение эмоциональных реакций человека, законов его высшей нервной деятельности, индивидуальных свойств человека. Большая часть этих параметров носит вероятностный характер, и должна изучаться с помощью информационных подходов и статистических законов. Этот раздел связан с физиологией труда, психологией труда, инженерной психологией, математической статистикой и т.д. 2. Технико-эксплуатационный изучает деятельность человека во взаимосвязи с техническими устройствами, пультами управления, механизмами и т.д. Рассматриваются призмы и методы работы в оптимальном режиме (анализ деятельности), надежность, пропускная способность, точность и помехоустойчивость оператора, эффективность систем «человек машина», влияние экстремальных и аварийных ситуаций на функционирование системы и оператора, взаимодействие операторов (групповая психология). Сюда же относятся проблемы комфортности и обитаемости, организации и компоновки рабочих мест (антропометрия, санитарно-гигиенические требования). Важным моментом является проблема контроля состояния оператора. Этот раздел связан с физиологией и гигиеной труда, инженерной психологией, конструированием, кибернетикой и т.д. 20 21 3. Конструкторско-системотехнический обоснование и разработка систем, включающих «человеческое» звено, распределение функций между человеком и машиной, функции человека на различных уровнях систем управления, анализ будущей деятельности, выбор оптимальных, с точки зрения эффективности системы условий деятельности, разработка и создание средств отображения информации, органов управления и, наконец, разработка методов проведения эргономической оценки на различных этапах проектирования. 4. Профессионально-педагогический разработка методов профотбора и обучения, воспитания, построения и укрепления коллективов и т.д. (элементы групповой психологии). Эргономика экспериментальная наука, строящая свои выводы на основании наблюдений и специально проводимых опытов. В ее распоряжении широкий арсенал физиологических, психологических и др.методов исследования, которые могут дать надежную информацию о состоянии человека. Кроме этого, в эргономике применяются методы математического моделирования для установления общих закономерностей работы человека и функционирования систем. Как отмечалось, эргономика базируется на таких научных дисциплинах, как физиология, |