Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика. Программа книгоиздания России

• Название: Программа книгоиздания России
• Анкор: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Дата: 14.05.2017
• Размер: 4.12 Mb.
• Имя файла: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Тип: Программа; #7546
• страница: 11 из 64

54

быть приемлемым в ближайшем будущем. В-третьих, многие затруднения при распределении функций обусловлены инженерной неопределенностью. Инженеры часто изменяют проект и иногда действуют при этом методом проб и ошибок.

А.Чапанис рекомендует, чтобы при распределении функций сначала готовились полные и детальные спецификации. За этим должен следовать анализ всех функций системы. Затем можно провести пробное распределение функций. После этого должна последовать оценка всего набора функций, распределенных людям, чтобы убедиться, что нет их перегрузки или недогрузки.

Анализируя эти рекомендации, П.Т.Кидд высказывает предположение, что, видимо, есть ряд моментов, делающих саму идею формального распределения функций нереалистичной в ситуации проектирования.

Во-первых, как видно из опыта проектирования, написать полную и детальную спецификацию почти невозможно. Некоторые ограничения и цели трудно сформулировать и зачастую нельзя ясно выразить, пока не построена модель или макет системы. Когда спецификация написана и представлена клиенту, он, вероятно, ее примет. А когда система будет построена, он, вероятно, скажет, что это не то, чего он хотел или ожидал. Причина чаключается в том, что некоторые цели и ограничения существуют в неявном виде и становятся явными только тогда , когда цель не достигнута или нарушены ограничения. Это одна из причин, почему программное обеспечение (ПО) часто оказывается неадекватным или неподходящим.

Во-вторых, проектирование не является упорядоченным процессом, равномерно идущим от спецификаций к воплощению. В нем очень много итераций, и он гораздо сложнее, чем его часто изображают в простых линейных моделях. По ходу проектирования спецификации также часто меняются, когда выясняется, что что-то не подходит или кто-то предлагает лучшую идею. Конечно, эти изменения подлежат формальному контролю, но все равно проектная спецификация не будет статичным документом.

В-третьих, проектирование — процесс во многом подсознательный и творческий. Идеи приходят людям неожиданно, вдруг. Тогда они изучаются и обсуждаются. Предпринимаются некие эксперименты. Идея модифицируется и т.д. Во время этого творческого процесса решения по распределению функций принимаются скорее неявно, чем явно.

В-четвертых, инновации в технологии чаще начинаются в исследовательской лаборатории. Этот процесс может направляться любопытством (например, что бы можно сделать с технологией экспертных систем?). Некоторые научные идеи могут воплотиться в продукте, который затем купят клиенты и добавят их к существующим системам.

В-пятых, даже когда в начале имеется зеленая улица, аппаратные и программные средства часто покупаются "с полки", в неприспособленном виде. Следовательно, контроль за распределением функций ограничен, поскольку детальное проектирование ведется на самом деле третьей стороной.

В-шестых, при распределении функций определяется только, что будут делать человек и машина. При этом ничего не говорится о том, как машина работает. На современном языке это значит, что распределение функций почти не влияет ни на архитектуру компьютеров, ни на особенности программного обеспечения.

В-седьмых, при распределении функций ничего не говорится о целях системы, а от них часто в первую очередь зависит, что будет требоваться от человека. Так, например, чтобы автоматизировать планирование работы цеха, можно использовать информационную систему в режиме генерации и, возможно, в реальном масштабе времени. Или можно использовать такую систему пассивно, чтобы помочь пользователю понять особенности планировочных алгоритмов и правил. Если в качестве цели проектировщик выбирает информационную систему для автоматической планировки, он тем самым налагает ограничения на действия, ожидаемые от людей. В методах распределения функций этот факт никак не отражен, и можно сказать, что они предусматривают вторичные, более детальные решения о распределении и опираются на основные проектировочные решения, уже принятые проектировщиком системы задолго до того, как,в процессе проектирования встает вопрос о распределении функций.

Наконец, проектирование — скорее искусство, чем наука. В нем смешались формальные и неформальные методы, анализы, математика, а также элементы суждений и опыта. Чаще проектировщик знает, что для достижения заданного результата ему надо сделать то-то и то-то. Его опыт не побуждает проводить детальный анализ задач, чтобы создать удовлетворительную работу для людей, которые будут использовать данную систему [20, с.218].


2.5. Моделирование в эргономике
2.5.1. Моделирование как средство выдвижения и проверки гипотез в эргономических исследованиях
Использование метода моделирования получило достаточно широкое распространение в эргономических исследованиях и проектировании. Моделирование таких в высшей степени сложных явлений, как деятельность человека, с достижением такого приближения и упрощения, которые позволяют сохранить, удержать в модели характеристики сложного оригинала и тем самым не исказить его природу или же сделать это в возможно минимальной степени, осуществимо на достаточно высоком уровне развития теории и экспериментальных исследований. К последним относится построение модели предметного действия [22], которое было выполнено с помощью функционально-структурного анализа и явилось результатом глубокого и неординарного теоретического осмысления добротных результатов эксперимен-

55

тальных исследований (рис. 2-7). Модель выступает, с одной стороны, как средство, а с другой стороны — как предмет экспериментального исследования, заменяющий "подлинный" объект изучения.

В современном производстве стереотипность трудовых движений постепенно уступает место целесообразным исполнительным действиям. Более того, во многих видах деятельности все чаще необходима защита от автоматизма, от импульсивных, рефлекторных реакций. Ошибочные действия, иногда приводящие к аварийным ситуациям, нередко происходят не потому, что человек не успел, а потому, что поторопился. Целесообразные исполнительные действия понимаются как своего рода морфологические объекты, функциональные органы.

Известно, что по мере овладения человеком определенной системой действий, последняя стереотипизиру-ется. Но далее эта система постепенно превращается в своеобразный "орган индивидуальности", в средство выражения и реализации отношения человека к действительности. Строение этого "органа", понимание и предвидение того, что может быть реализовано с его помощью, представляет научный и практический интерес для эргономики.

Функционально-структурный анализ предполагает не только выделение компонентов, входящих в структуру, но и установление закона связи между ними. Принцип функционирования модели легче описать, идя от простого к сложному. Примем, что наиболее элементарным и простым действием является ответ на экстренно возникший сигнал (мигание в ответ на громкий щелчок или яркий пучок света, отдергивание руки от раскаленной печи и т.д.). В таких случаях организация ответного действия совершается за очень короткие отрезки времени. Способ организации такого действия может быть представлен следующим образом.

Установочный сигнал, идущий от предметной ситуации и приобретающий в этом случае характер пускового сигнала, попадает в полимодальный афферентатор, а затем в блок дифференциальных программ. Пусковой сигнал актуализирует элементарные или хорошо заученные дифференциальные программы, которые трансформируются в моторные команды, и ответная реакция осуществляется. Оценка степени целесообразности и результативности происходит постфактум. Такая схема аналогична стимульно-реактивной схеме или схеме рефлекторной дуги.

При формировании нового сложного предметного действия, несмотря на наличие у субъекта цели, двигательной задачи и общего представления о результате, появление установочного сигнала не может вызвать адекватного действия. Последнее должно быть построено, и его освоение происходит следующим образом.

Установочный сигнал поступает в интегральную программу, а из нее — в схемы памяти, где начинается поиск близких или аналогичных поставленной цели схем (способов) действия. Если такие схемы не находятся, субъект начинает использовать имеющиеся в его распоряжении схемы поисковых, в том числе перцептивных и опробующих действий. Осуществление последних ведет к изменению предметной ситуации. Многократные, циклически повторяющиеся пробы оказываются все более эффективными в достижении промежуточных результатов.

В ходе действий начинают заполняться предметным содержанием блоки, ответственные за образ ситуации, образ действия и интегральную программу. Это происходит благодаря встрече информации (о совершенных в предметной ситуации изменениях), идущей через полимодальный афферентатор по внешнему контуру, и информации о совершенном движении, идущей по внутреннему контуру, которая транзитом (на этом этапе овладения действием) проходит через пока еще перцептивно и процессуально пустой блок контроля и коррекций. В этом блоке еще нет представления о результатах действия, поскольку последние могут поступить в него лишь после того, как образ и интегральная программа будут сформированы. Информация о движении, поступая в интегральную программу, выполняет двоякую функцию. Во-первых, она вместе с информацией, проходящей по внешнему контуру, служит источником формирования образа, а во-вторых, модифицирует программу следующего пробующего движения. В результате большого числа движений, идущих по описанной схеме, складываются образ ситуации, образ действия и интегральная программа нового действия.

Интегральная программа, являясь производной от образа, содержит общую схему требуемого действия, обобщенную информацию о том, что и в какой последовательности необходимо сделать. Информация, поступающая в интегральную программу из образных компонентов, обогащается за счет схем и способов действия, хранящихся в блоке памяти. Результатом формирования образа и интегральной программы является не только сложившаяся схема действия, но и реальный план, программа требуемых действий.

После того, как сформированы образ и интегральная программа, реализация действия идет по следующей схеме. Установочный сигнал через полимодальный афферентатор актуализирует интегральную программу и образ действия, на основе чего возможно принятие решения о целесообразности выполнения действия. На этой стадии интегральная программа становится производной от образа и представляет собой план действия. Информация от интегральной программы идет по двум каналам: в блок контроля и коррекций и в блок дифференциальных программ. Информация, идущая по первому каналу, представлена в обобщенном виде как результат действия (схема действия). Информация, идущая по второму каналу, наоборот, достаточно конкретна: в ней отражены такие параметры требуемого действия, как время его выполнения, направление, степень пространственности, амплитуда перемещения, требуемые усилия и т.д. Информация о параметрах действия подвергается дальнейшей детализации в блоке дифференциальных программ. Например, информация о направлении действия и степени его пространственности трансформируется здесь в отдельные моторные команды, ответственные за пространственно-временные характеристики движения по каждой координате.

56



Рис. 2-7. Функциональная модель предметного действия:

А— афферентатор полимодальный; П— схемы памяти; О_д— образ действия; О_с— образ ситуации; ИП — интегральная программа, план действия; М — моторный компонент; ДП — дифференциальная программа; К — контроль и коррекция;

1 — предметная ситуация (двигательная задача,

мотив);

2 — установочный сигнал;

3 — текущие и экстренные сигналы;

4— текущие и экстренные команды;

5— изменение предметной ситуации;

6 — информация из окружающей среды;

7 — информация из схем памяти;

8 — актуализация образа;

9— информация, релевантная двигательной задаче;

10 —формирование программы, плана действия;

11 — схема действия;

12 — детализация программ действия;

13 —моторные команды;

14— текущая информация от движения;

15— текущий коррекционный сигнал;

16— упреждающая обратная связь;

17— коррекционные моторные команды;

18— конечная информация от движения;

19— изменение предметной ситуации

(информация для образа ситуации и образа действия);

20— изменение предметной ситуации

(информация для полимодального

афферентатора);

21 — конечный результат;

22— информация в схемы памяти.

57

Основная функция дифференциальных программ состоит в декомпозиции плана целостного действия. Информация из дифференциальных программ также идет по двум каналам: по каналу прямой связи она попадает в блок коррекций и контроля, а затем — в моторный компонент действия. Таким образом, в блоке контроля и коррекций еще до начала моторного ответа имеются общее представление о схеме действия и начальные условия — детали требуемого действия.

Решение о необходимости корректировки действия вырабатывается на основе сличения информации о начальных условиях, хранящейся в блоке контроля и коррекций, и текущей информации о движении, поступающей из моторного компонента. В результате вырабатывается коррекционный сигнал, который после переработки в блоке дифференциальных программ преобразуется в коррекционные моторные команды. Последние в виде" текущей информации вновь поступают в блок контроля и коррекций, где процесс сличения повторяется. В случае сложного движения процесс может повторяться многократно. Решение об окончании действия принимается на основе сопоставления информации о движении и информации о схеме действия. Эта информация поступает в интегральную программу, где она сравнивается с информацией об изменениях, внесенных моторным актом в предметную ситуацию. При их несовпадении план корректируется, а в случае совпадения принимается окончательное решение о выполнении действия и эта информация поступает в схемы памяти и там хранится.

Сформировавшаяся система предметного действия может функционировать на разных уровнях: ее свойства удовлетворяют требованиям, предъявляемым к жестким, самонастраивающимся и самоорганизующимся системам. Предложенная модель пригодна для описания разнообразных видов и форм человеческого действия: это дискретное и непрерывное слежение, медленное и баллистическое, формирующееся и заученное, исполнительное и пробующе-перцептивное, планируемое и экстренное действия. В осуществлении любого из перечисленных действий принимает участие специфический для него набор компонентов и связей между ними.
2.5.2. Общая характеристика математических моделей в эргономике
В проектной практике эргономики большое внимание уделяется развитию математических моделей. Основное преимущество этих моделей состоит в том, что они позволяют рассматривать эргономические проблемы уже с момента зарождения программы, разработки, а не на предпоследнем этапе только для того, чтобы как-то включить человека в систему. Будучи вовлеченными в проектную деятельность с первоначального ее этапа, эргономисты оказываются перед необходимостью кардинального, а не частичного решения проблем человеческого фактора в технике, что, в свою очередь, стимулирует инновационную деятельность по созданию изделий, рабочих мест и систем. Не менее существенно и то, что эргономические проектные решения в таких случаях, как правило, наиболее экономичные.

Кроме традиционных преимуществ, имеются дополнительные аргументы в пользу использования математических моделей в эргономике [23]. Первый состоит в том, что эргономисты совместно с проектировщиками, инженерами, системотехниками участвуют в создании техники и технологии. А партнеры эргономистов привыкли иметь дело с количественными показателями. Второй аргумент в пользу математических моделей в эргономике обусловливается ее тесным взаимодействием с общей теорией систем, которая открывает широкие возможности для применения математических методов. Суть третьего в том, что математическое моделирование является важным средством развития эргономики как научной дисциплины. Четвертый аргумент: математическое моделирование применяется для изучения такого сложного явления, как деятельность человека. Пятый довод: математические модели требуют определенной системы и способствуют повышению культуры в сборе данных. Шестой аргумент в пользу применения математических моделей в эргономике — они позволяют нередко осуществлять синтез там, где раньше он был невозможен.

Важно знать не только доводы в пользу применения математических моделей в эргономике, но и те ограничения и подводные камни, которые с этим связаны.

1. Возможности моделей ограничены и они могут неадекватно отражать деятельность человека.

2. Модели могут давать повод для необоснованных экстраполяции. Например, сервомеханическая модель предлагалась для применения в эргономике. Вначале эта модель касалась лишь деятельности оператора при выполнении задачи компенсаторного слежения. Затем предпринимались попытки использовать ее для изучения деятельности, в которой определяющее значение приобретают такие факторы, как память и способность прогнозирования. Однако сервомеханические модели теряют свою эффективность при их экстраполяции на эту область.

3. Модели могут отрицательно влиять на проектирование работы. Существует опасность, что проектировщики, используя математические модели, будут видеть в рабочем месте интеграцию отдельных задач, количественно выражаемых, и не будут обращать внимание на социальный аспект деятельности.

4. Модели могут толкать на упрощенные эксперименты. В то же время могут создаваться модели на основе упрощенных экспериментов.

5. Даже простые описательные модели могут иметь свои внутренние проблемы. Тем более это относится к сложным математическим моделям. Многие модели, особенно касающиеся когнитивных процессов, настолько сложны, что даже трудно представить возможность их проверки, разве только на очень глобальном уровне.

6. В некоторых случаях модели превращаются в самоцель. Устанавливаются взаимосвязи, которые не имеют практической ценности. Поскольку практическая пригодность модели редко бывает видна в самом начале работы над нею, то значительные потери времени без практического эффекта — вещь неизбежная.

Выделяют три типа эргономических моделей: