Подходи за изследване на човешкият фактор в СЧМС
Човешкият фактор е многостранен и нито една частна наука не може да претендира за неговото комплексно изучаване. Отчитането на човешкия фактор в изследването и проектирането на системата “Човек – Машина – Среда” е стратегическа задача на ергономията и инженерната психология. Задачата има съществени количествени и качествени измерения и изисква решаването на актуални проблеми от науки като философия, социология, медицина, психология, лингвистика, семиотика, право, етика, естетика и др. Тези науки изследват човешкия фактор и предлагат критерии, показатели и експериментални данни за анализ на човешката дейност [41]. В някои отношения науките за човешкия фактор изостават от създаването и развитието на технологичната среда на човека, а това на свой ред води до редица грешни, неефективни и нелогични проекти и решения [28]. В изследването и проектирането вече е важно да се отчитат такива характеристики на човека като мотиви, потребности, цели, знания, жизнен опит, воля, характер, емоции и др. [20, 26, 27]. Това води до истинското развитие на ергономията и инженерната психология като наука за човешкия фактор при проектиране и създаване на човеко-машинни системи. Ергономията и инженерната психология използват знанията за човека от други науки, но разработват и собствени методи, подходи и средства за тяхното реализиране в системите “Човек – Машина”.
Ергономичното (в това число и инженерно-психологичното) изследване и проектиране е призвано да изменя, формира и развива техниката и технологиите в съответствие с хуманистичните цели, основани на потребностите на човека. На тази база се изграждат хармонични взаимовръзки и взаимоотношения между хората и компонентите на машината. Ергономичните изследвания и проектиране създават такива структури на човешки общности и дейности, които утвърждават човешкото у човека. Специалистите по ергономично изследване и проектиране са с ново мислене, методология и технология за работа; това са инженери, конструктори, технолози, архитекти, дизайнери, социолози, психолози, физиолози, икономисти, математици, а вече и ергономисти [4]. Тези специалисти се подготвят чрез съвместяване на знания и опит от хуманитарните и природоматематическите науки, техниката, културата, изкуството, с възможности за реализиране на нова методология на проектиране и решаване на задачи в областта на изграждане на “човешка техника” [41].
Методологията на изследване и проектиране на системите “Човек – Машина” изисква разглеждането на човека като компонент на система, която се развива и усъвършенства посредством развитието и усъвършенстването на всички нейни компоненти. Чрез системен подход и комплексни методи се отчитат изискванията, възможностите и ограниченията на човека във всяка една система “Човек – Машина” [37].
Широкият спектър от фактори, които влияят върху дейността на Човека изискват използване на разнообразни методи от психологията, физиологията, антропометрията, а също така и на методи от техническите и математическите науки.
1.2.1.Психологични и физиологични методи
Психологичните методи дават възможност за анализ на дейността на човека-оператор като цяло, или на отделни психологични параметри в реални или лабораторни условия.
Наблюдението и експериментът са основни психологични методи.
Целта на наблюдението в инженерната психология и ергономията е извеждане на професионално значимите особености на психичните процеси чрез изучаване и съпоставяне на външните прояви на дейността на човека (мимики, говор) и резултатите от труда му [3, 16].
Наблюдението се допълва с редица начини за обективна регистрация на изучаваните явления: фотографиране, видеозапис на работна поза, изражение на лицето на човека, запис на говора. Наблюдението може да бъде уточнено и чрез измерване (на геометричните размери на работното място, измерване на времето и последователността на отделните операции на трудовата дейност – хронометраж, на почивките в рамките на работния ден.
Наблюдението има един съществен недостатък – неговото използване не внася изменение в дейността на човека-оператор, при което не винаги могат да бъдат наблюдавани ситуациите, които интересуват наблюдателя.
Наблюдението се допълва с беседа и анкетиране. Беседата се извършва от висококвалифицирани лица, по различни схеми в зависимост от целта и времетраенето на беседата и в различни форми – устно или с помощта на специални бланки-анкети. Анкетирането има по-малки възможности от устната беседа, но чрез нея могат наведнъж да се изследват голям кръг лица.
Експериментът се използва за изследване на психологичните особености в дейността на човека-оператор при промяна на условията за работа и/или характера на дейността. Експериментът може да бъде лабораторен и естествен.
Лабораторният експеримент е “физично” моделиране на дейността на човека-оператор. Той бива синтетичен и аналитичен. Синтетичният експеримент се опитва да възпроизведе възможно най-точно условията на работа (това са тренажори, симулатори). При аналитичния експеримент се възпроизвеждат един или няколко елемента на дейността. Разновидност на аналитичния експеримент са тестовите изследвания. Тест – това е задача, чрез която се проверява равнището на развитие у човека на едно или друго психично качество на вниманието, паметта, мисленето. Тестовете могат да бъдат бланкови (писмени) или апаратурни.
Естественият експеримент се извършва в реални, но с известна промяна, условия на работа. Така непосредствено се оценява влиянието на изменението на даден фактор върху дейността на човека. Не всички фактори и ситуации могат да се изследват чрез естествен експеримент, затова все по-често се прилагат математически и имитационни модели на дейността.
Физиологични методи
Физиологичните методи спомагат за изучаване на функционалното състояние на човека в процеса на трудовата дейност. Прилагането на физиологични методи в ергономията и инженерната психология се обуславя от следните обстоятелства:
-
физиологичните характеристики са твърде информативни относно състоянието на човека;
-
всяка психична проява има физиологична основа;
-
в клиничната практика и във физиологията на труда има натрупан опит и апаратура за провеждане на физиологични измервания.
Представени са накратко някои важни физиологични характеристики [24].
Електроенцефалограма (ЕЕГ) – характеризира биоелектрическата активност на главния мозък. Чрез нея се отчитат колебания, наречени ритми, в диапазона 0.5 – 100 Hz:
-
делта-ритъм (Δ) : 0.5-4 Hz;
-
тита-ритъм (θ) : 5-7 Hz;
-
алфа-ритъм (α) : 8-12 Hz;
-
бета-ритъм (β) : 15-35 Hz;
-
гама-ритъм (γ) : 35-100 Hz.
Преобладаването на нискочестотните колебания (делта и тита) свидетелстват за настъпване на затормозяващи процеси като сън, отслабване на бдителността, вниманието, умора. Наличието на алфа вълни характеризира състояние на нормална синхронизация на основните нервни процеси. Те са доминиращи у здравия, бодър човек, т.е. – индикация са за оптимално работоспособно състояние на човека.
Преобладаването на високочестотните колебания показва съществуването на процеси на възбуждане в кората на главния мозък, а това е сигнал за психофизиологична или емоционална напрегнатост.
Електромиограма (ЕМГ) – представлява регистрация на био- потенциалите на мускулите на човека. Тя е обективен показател за включване в динамична или статична работа на отделни групи мускули. Такъв анализ е необходим при изследване на работната поза и управляващите движения на човека. С електромиограма може да се регистрира и умора, характеризираща се с намаляване на сумарната активност на мускулите и средната амплитуда на колебанията.
Кожно-галванична реакция (КГР) – характеризира изменението на електрическото съпротивление или разликите в потенциалите на кожата на човека. КГР е един от най-резултатните методи за регистрация възникването на емоционална напрегнатост, в резултат на което електрическото съпротивление пада и се увеличава разликата в потенциалите на кожата.
Електрокардиограма (ЕКГ) – регистрира електрическите явления, възникващи в сърдечния мускул. В ергономията ЕКГ се използва за определяне на напрегнатостта на работа на човека, като се отчита честотата на сърдечните съкращения, които по правило се увеличават при възникване на напрегнатост.
Електрооколограма (ЕОГ) – характеризира електрическата активност на очните мускули. Обикновено се използва разделителната регистрация на вертикални и хоризонтални движения на очите. Знакът на потенциала на ЕОГ показва направлението на преместване на погледа, а неговата големина – ъгъла на преместване на погледа. ЕОГ се използва за анализ на работата на зрителната система, разпределението и превключването на вниманието на човека в процеса на работа и др.
Пневмограма (ПГ) – представлява запис на външното дишане. Използва се за оценка на психофизиологичната напрегнатост. В състояние на напрегнатост честотата на дишането се увеличава до 50-60 колебания в минута, наблюдава се намаляване дълбочината на дишане и съкращаване на фазата на издишване спрямо тази на вдишване.
Речеви (говорен) отговор (РО) изследват се спектралните и времевите характеристики на речта (говора) на човека. По изменение на интонацията на гласа, отразена в спектралния състав на звуковите колебания, може да се съди за промяната в емоционалното състояние на човека, за неговата напрегнатост и умора. При развиване на умора се увеличават продължителността на думите и паузите между тях.
Използването само на един физиологичен показател като правило не дава еднозначен отговор за състоянието на човека. Затова се използва полиефекторен метод, заключаващ се в едновременен запис и анализ на комплекс от показатели, наречени симптомо-комплекс. Използването на полиефекторната методика позволява значително да се повиши надеждността и достоверността при диагностиката на функционалното състояние на човека [25].
При необходимост в инженерната психология и ергономия се използват редица:
-
психо-физиологични методики като измерване времето за реакция (на проста сензорна и моторна реакция, реакции при избор на движещ се обект и др.), определяне на праговете и динамиката на чувствителност на различни анализатори; изследване на перцептивни, мимически, конгнитивни процеси; личностните характеристики [25, 33].
-
социометрични методи за изследване на личностни характеристики, междуличностните отношения, работа в екип, осъществяване на ръководни функции, организационни способности и др. [23].
Антропометрични изследвания
За антропометрични изследвания се прилагат методи от биомеханиката като ускорени видеозаписи, снимки, циклография, електрическа тензометрия – получават се данни за деформация на човешките части в процеса на работа чрез датчици за електрическо регистриране на механични величини и др. [4, 19, 30].
Широко приложение намира соматографията: антропологичен анализ на положението на тялото и изменението на работните пози на човека, съотношения на размерите на човека и машината. Резултатите от този анализ обикновено се представят в графична форма. Соматографията позволява да се определят работните зони на оптимална и лека досегаемост, ергономичното проектиране на работното място с отчитане на пропорциите в размерите на човека и оборудването.
Методи за изследване влиянието на условията на средата
При изследване на условията, в които протича дейността на човека, в ергономията и инженерната психология се използват специализирани методи на научноприложното направление „хигиена на труда”. С тяхна помощ се анализират параметрите на работната среда – температура, влага, движение и състав на въздуха, осветление, шум, вибрации, лъчения, електромагнитни полета и др.
1.2.2. Математически методи
Разгледаните по-горе психологични и физиологични методи могат да бъдат приложени в реално съществуващи системи ”Човек – Машина”. При проектиране на нови системи тези методи са неприложими. Тогава се прилагат математически методи, които позволяват формализирано описание и изграждане на математически модел на дейността на човека-оператор и на системата “Човек – Машина” [7, 29, 37].
Използването на математическите методи за целите на инженерната психология и ергономия се осъществява при:
-
статистическата обработка на резултати от психологически, физиологически и други изследвания;
-
при проектиране на дейността на човека-оператор;
-
при създаване на имитационни модели на дейността на човека-оператор на базата на компютърни системи.
Към математическите методи се поставят изисквания за:
-
размерност – възможност за описание на процесите в СЧМ с многото взаимосвързани променливи;
-
динамичност – възможност за отчитане на фактора време;
-
неопределеност – възможност за отчитане на случайни съставящи в дейността на човек-оператор;
-
факторност – възможност за отчитане на специфични особености в поведението на човека-оператор като емоции, напрегнатост;
-
описателност – възможност за описване на вътрешни, психологични и психофизиологични механизми на дейността на човека като мотиви, желания, интереси.
Използваните математически методи трябва да допускат описание на дейността на човека-оператор и на машината с едни и същи показатели и характеристики. За тази цел се използват математическите апарати на: теорията на информацията [22, 36]; теорията на масовото обслужване; теорията на автоматичното управление; теория на крайните автомати [24], теория на статистическите решения [31]. Всяка от изброените теории има своите предимства и недостатъци, които най-добре са представени в таблица 1.1.
Таблица 1.1.Сравнителна характеристика
на математични методи, използвани в ергономията.
метод
|
размерност
|
неопределеност
|
динамичност
|
факторност
|
описателност
|
Теория на
информацията
|
висока
|
средна
|
няма
|
средна
|
средна
|
Теория на масовото обслужване
|
висока
|
средна
|
средна
|
средна
|
няма
|
Теория на
автомат. управление
|
средна
|
малка
|
висока
|
няма
|
малка
|
Теория на
крайните автомати
|
малка
|
средна
|
средна
|
няма
|
средна
|
Теория на статистическите решения
|
средна
|
висока
|
средна
|
средна
|
висока
|
От таблицата се вижда, че няма метод, който еднакво добре да отговаря на всички изисквания. Затова се използва комбинация от методи.
Сподели с приятели: |