ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДУРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ПСИХОЛОГИИ им. Л.С. ВЫГОТСКОГО
Факультет психологический
Кафедра педагогической психологии
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ПСИХОЛОГИИ ТРУДА
ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ПСИХОЛОГИИ
студентки 3 курса (5 — летнего срокаобучения)
группа г
Фионова Людмила Александровна
Научный руководитель
Варфоломеева С.В.
Москва 2005
Содержание
1. Инженерная психология как наука
1.1 Определение инженерной психологии
1.2 Цель инженерной психологии
1.3 Задачи инженерной психологии
2. Система «человек-машина»
4. Психологические проблемы организации взаимодействиячеловека с ЭВМ/>
1. Инженерная психология как наука1.1 Определение инженерной психологии
Инженерная психология — наука, изучающая системы «человек- машины» с целью достижения их высокой эффективности и разрабатывающаяпсихологические основы:
– конструирования техники и организации управления технологическим процессом;
– подбора людей, обладающих необходимым уровнеминдивидуально-психологических профессионально-важных качеств для работы сопределенной техникой;
– профессиональной подготовки людей, использующих в своей трудовойдеятельности сложные технические устройства.
Инженерная психология как наука имеет двойственный характер.С одной стороны, это самостоятельная психологическая дисциплина, изучающаячеловека во всей полноте проявлений психики в трудовом процессе. С другойстороны, в инженерной психологии имеет место выраженный технический, инженерныйаспект, касающийся конструирования техники. Это обусловлено особенностью самогодвойственного по своей природе объекта исследования — систем «человек — машина».
Такая двойственность объекта исследования в инженернойпсихологии порождает ряд специфических методологических особенностей. Крометого, следует иметь в виду, что любая система «человек — машина» — это своего рода микроэлемент макросистемы, в роли которой выступает системапроизводительных сил. Поэтому в системах «человек — машина» проявляетсяряд таких общих закономерностей развития производительных сил, которыеобусловлены наличием в них материального (прежде всего технического) исубъективного (человеческого) начал. Одна из таких закономерностей касаетсяопределяющих моментов производительности общественного труда на каждом уровнеразвития производительных сил определяется, во-первых, совершенством техники, аво-вторых, накопленным производственным опытом людей, их навыками к труду. Всеэто находит свое отражение в эффективности систем «человек — машина».Эффективность каждой такой системы будет определяться производительностью инадежностью техники, подготовленностью человека, согласованием рабочиххарактеристик человека и техники.
Другая общая закономерность связана с тем, чтопроизводительные силы существуют в единстве с производственными отношениями.
Решая вопросы согласования человека и техники как элементовединой системы, инженерная психология обосновывает и формулирует требования ирекомендации к конструированию техники, к организации управлениятехнологическим процессом, подбору и подготовке специалистов, обслуживающихтехнику. К этим требованиям присоединяются требования других психологическихдисциплин, а также физиологии, гигиены, анатомии, антропометрии, биомеханики.
Инженерная психология широко взаимодействует с такимидисциплинами, как кибернетика, системотехника и общая теория систем, теориясвязи, теория автоматического управления и регулирования, теория надежности,техническая эстетика и художественное конструирование.
Необходимо отметить, что инженерно-психологическиеисследования трудовой деятельности человека, деятельности связанной с новой иновейшей техникой, имеют высокую значимость в общем плане познания человека.Трудовая деятельность характеризуется установлением бесконечного многообразияотношений с окружающими физической, биологической и социальной средами. Именнов трудовой деятельности аккумулируются и наиболее ярко проявляются всеиндивидуально-психологические характеристики человека как личности, каксубъекта деятельности. Результаты исследований поведения человека вавтоматизированных системах, кроме очевидного прикладного значения, имеютважное значение и для общей системы человекознания.1.2 Цель инженерной психологии
Весь комплекс теоретических и практическихинженерно-психологических исследований имеет главной целью, как указывалосьвыше, обеспечение высокой эффективности систем «человек — машина».Эффективность любой системы определяется ее производительностью и надежностьюпри таких прочих равных условиях, как например, качество продукта (результата),долговечность, энергозатраты и многое другое. Ясно, что эффективная работасистем «человек-машина» требует наличия высокопроизводительной тнадежной техники; далее, конструкция техники и организация производственногопроцесса должны позволять человеку реализовать все технические возможности. И,наконец, человек должен быть способным по своим качествам реализовать этивозможности, добиваться высокой производительности труда и обеспечиватьвыполнение производственных операций.
Достижение главной цели инженерной психологииосуществляется, во-первых, за счет улучшения технологических характеристиктрудового процесса, а во-вторых, за счет характеристик трудового процесса иусловий труда, стимулирующих трудовую активность человека и в конечном счетеего отношение к труду.
Улучшение технологических характеристик трудового процессаозначает следующие:
– минимизацию времени выполнения отдельных действий и операций в трудовомпроцессе;
– исключение грубых ошибок типа промахов в трудовой деятельности;
– минимизацию вероятности ошибок, отрицательно сказывающихся на ходетехнологического процесса, качестве продукта (результата) или отрицательновлияющих на состояние техники или человека;
– сохранение высокой (заданной) работоспособности человека в течениедлительного (заданного) времени путем минимизации энергозатрат (психического ифизического напряжения) в трудовом процессе.
Под улучшением характеристик трудового процесса,стимулирующих трудовую активность человека, подразумевается прежде всегоследующее:
– надежность работы технических устройств;
– рациональная конструкция техники;
– соответствие сложности техники уровню подготовленности человека;
– совершенный эстетический вид технических устройств и производственныхпомещений;
– отсутствие вредных и мешающих работе внешних факторов.
1.3 Задачи инженерной психологии
Методологические задачи — определение предмета изадач исследования (то есть уточнения предмета); разработка новых методовисследования; разработка принципов исследования; установление инженернойпсихологии в системе наук о человеке (и в науке вообще).
Психофизиологические задачи — изучениехарактеристик оператора; анализ деятельности оператора; оценка характеристиквыполнения отдельных действий; изучение состояний оператора.
Системотехнические задачи — разработка принциповпостроения элементов системы «человек — машина»; проектирование иоценка системы «человек — машина»; разработка принципов организациисистемы «человек — машина»; оценка надежности и эффективности системы«человек — машина».
Эксплуатационные задачи — профессиональнаяподготовка операторов; организация групповой деятельности операторов;разработка методов повышения работоспособности операторов.
Отдельно можно выделить задачу укрепления связейинженерных психологов со смежными науками: управлением, техническимконструированием, психогигиеной труда, кибернетикой, эргономикой.
2. Система «человек-машина»
Представим себе, что человек управляет каким-либо объектом.Будет ли это железнодорожный диспетчер или авиадиспетчер, летчик или машинистэлектростанции, — во всех случаях процесс управления имеет некоторые общиечерты. Все изменения управляемого объекта улавливаются с помощью каких-либодатчиков, сигналы от датчиков преобразуются и подаются к приборам, за которыминаблюдает человек. Он воспринимает показания приборов, расшифровывает их,принимает решение, выполняет соответствующее действие, которое может быть иочень простым (например, нажим кнопки) и более сложное. Сигналы, возникающие врезультате действия человека, преобразуется и поступает к управляемому объекту,изменяя его состояние. Новое состояние объекта вызывает изменение показанийприборов, которые информируют человека о результатах его действия. А это, всвою очередь, может потребовать от него новых действий.
Так в общих чертах выглядит замкнутая система регулирования,в которой человек, связанный прямыми и обратными связями с управляемымобъектом, выступает в роли важнейшего, наиболее ответственного звена системы, аименно регулятора. Но, человек может и не получать сведений о результатах своихдействий. Тогда он рассматривается как звено разомкнутой системы.
С развитием автоматики функции регулирования передаютсяавтоматам. Однако в этом случае информация об управляемом объекте, а также осостояниях систем автоматического регулирования поступает на индикаторы, закоторыми наблюдает человек-оператор. Его основными задачами становятся контрольза работой системы автоматического регулирования, предупреждение и профилактикааварий, выявление возникающих неисправностей. При нормальной работе системыавтоматического регулирования оператор ограничивается только пассивнымнаблюдением за состояниями управляемых объектов. Но в те моменты, когда системаавтоматического регулирования по каким-либо причинам не справляется с задачей,оператор вынужден активно вмешаться в процесс регулирования.
Еще большими техническими возможностями обладают комплексно-автоматизированныесистемы, которые включают управляющие вычислительные машины. Эти машины могутосуществлять автоматический пуск управляемых агрегатов по оптимальной программес учетом их состояний, поддерживать заданный режим работы, исходя из максимальнойэкономичности, предупреждать аварии, сигнализировать о нарушениях, освобождаятем самым человека-оператора от многих функций. Основной задачей человекастановиться контроль за работой управляющих вычислительных машин. При выходе ихиз строя оператор берет на себя и функции управления. В таких системах наприборную панель оператора передается информация об управляемом объекте и оработе управляющих вычислительных машин.
Из выше сказанного видно, что при переходе от одного этапаразвития к другому человек постепенно освобождается от ряда функций, которыепередаются машинам. Но вместе с тем перед ним возникают новые и все болееответственные задачи. Человек становится интегральным звеном системыуправления.
Основные параметры системы управления — время цикларегулирования (быстродействие), пропускная способность, точность и надежность — в значительной мере определяются возможностями и особенностями деятельности ееинтегрального звена — человека. Без анализа его характеристик невозможно нипонять работу системы в целом, ни правильно рассчитать ее.
Жизнь показывает, что недоучет характеристик человека приконструировании систем управления ведет или к тому, что система оказывается нев состоянии работать, или к частым нарушениям ее работы, которые иногдазаканчиваются авариями, или к преждевременному утомлению оператора (а этоснижает надежность всей системы). Так, по данным американских авторов,значительное число аварий в авиации объясняется так называемым «человеческимфактором» — обычно ошибками пилота. Они происходят потому, что пилотнеточно воспринял показания приборов, принял один прибор за другой, спуталорганы управления, не успел вовремя отреагировать.
Знание возможностей человека выполнять те или иные функции испособов их выполнения является необходимым условием рациональногоконструирования систем управления.
инженерная психология человек машина
3. Функции человека в системе «человек — машина»
Эти функции могут быть различны. Человек может выступать вроли приемника осведомительной информации, поступающей в той или инойформе от управляемого объекта, ее ретранслятора, передающего информациюот одного звена системы к другому. Он может осуществлять анализ информации ипринимать решения, то есть вырабатывать управляющую, иликомандную, информацию. Человек также может выполнять функцию программированияработы всей системы или ее частей. Он может осуществлять наблюдение и контрольза работой системы. Наконец, оператор может быть исполнителем тойили иной команды, то есть выполнять действия, непосредственно направленные напреобразования управляемого объекта. Обычно человек совмещает ряд функций,выполняя их последовательно или одновременно.
В ходе технического прогресса, особенно в связи с созданиемкибернетических машин, отдельные функции человека в системах управления поприему, хранению, передаче и переработке информации стали постепеннопередаваться машинам. Но создаваемые машины пока могут «решать» лишьчастные задачи. Поэтому для того, чтобы обеспечить работу системы управлениякак целого, в нее обязательно должно быть включено звено, осуществляющееинтеграцию всех остальных звеньев. Этим интегральным звеном современныхсистем управления, в которых широко применяются кибернетические машины, иявляется человек, так как его психические свойства позволяют наилучшим способомрешать задачи интеграции. Именно он организует процесс регулирования и темсамым координирует работу всех элементов системы, связывая их в единое целое.
При оценке роли человека в системах управления,обусловленной развитием техники, нужно учитывать два органически связанныхмомента. С одной стороны, успехи техники создают возможность передать рядвесьма сложных функций человека машине: идет процесс частичной замены человека«машинными звеньями» систем. В связи с этим расширяется круг задач,которые способна решать система. С другой стороны, чем, больше число машинвключается в процесс управления и чем более расширяется круг задач, тем большейстановится необходимость интегрировать их работу. А это означает, чтоотносительная роль человека в системе управления возрастает.
В отношении приема информации несомненныепреимущества человека заключаются в том, что возможности его «сенсорноговхода» не ограничены каким — либо одним способом подачи сигналов. Человекможет получать информацию и непосредственно от регулируемого объекта, наблюдаяза ним, и посредством тех или иных приборов. При этом переход от одного способак другому, если позволяют условия, осуществляется сравнительно легко. «Сенсорныйвход» человека характеризуется значительной пластичностью и гибкостью.Поэтому человек может правильно и точно оценивать сигналы, изменяющиеся по темили иным признакам в довольно широких пределах. Так, если говорить о чтенииписьменной речи, то человек может читать тексты, напечатанные любым шрифтом инаписанные любым почерком. Буквы могут значительно варьировать по величине,наклону, форме, некоторые из них могут быть даже частично стертыми, но это непомешает человеку читать текст. Возможности существующих «читающих» машинпока еще весьма ограничены.
Благодаря пластичности «сенсорного входа» операторможет оценивать состояние регулируемых объектов не только по тем сигналам,которые прямо ему и адресованы, но и по косвенным сигналам, не предусмотреннымсхемой системы управления. Благодаря опыту у оператора складываются своиспособы приема информации, позволяющие ему «брать информацию за пределамирассчитанной системы управления». В отношении приема информации человек неограничен конструкцией системы управления. Так, предположим, что в системе управления- по расчетам конструкторов — единственным средством подачи операторуинформации об управляемом объекте должен быть тот или иной прибор или ихкомплекс. Прием информации рассматривается как считывание показаний приборов.Однако часто оказывается, что в реальном процессе управления оператор неограничивается только считыванием показаний приборов, но ориентируется вобстановке и по многим другим косвенным сигналам (например, по вибрации пола,шуму мотора), разумеется, если они доступны для его органов чувств. При этоминогда косвенные сигналы служат для него источником гораздо большей информации,чем приборы.
В отличие от человека вход у существующих машин ограниченсхемой системы регулирования. Машина «видит» и «слышит» лишьте сигналы, которые только ей и адресованы, и может принять их лишь в тойформе, которая была заранее определена конструктором. Ко всем другим сигналаммашина «слепа» и «глуха».
Человек может с максимальной выгодой использоватьизбыточность информации. Он способен объединять отдельные сигналы в целостнуюструктуру, что позволяет находить наиболее экономные способы ее приема ипереработки. Способы приема информации машиной ограничены, так же как и еевозможность использовать избыточность информации.
Далее, человек в состоянии «схватить» маловероятные(неожиданные с точки зрения задач данной системы) события. В этом отношениивозможности существующих машин пока весьма ограничены.
Что же касается максимального объема информации, принимаемойи перерабатываемой в единицу времени, то здесь явные преимущества остаются замашиной. Так как она в состоянии принять и переработать значительно (в сотни итысячи раз) большее количество информации.
Большой пластичностью и гибкостью характеризуется такжедеятельность человека по переработке принятой информации. Еговозможности преобразовывать информацию из одной формы в другую, анализировать исинтезировать поступающие сигналы практически почти безграничны. В зависимостиот условий и требований конкретного процесса управления оператор может применятьлибо тот, либо иной способ кодирования и декодирования принимаемых сигналов,сравнительно легко переходя от одного из них к другому. Человек не ограниченкаким — либо одним алфавитом и способен при соответствующем обучении работать вразных «ключах». Одну и ту же операцию по переработке информации онможет выполнить, пользуясь различными способами. В принципе для человека всегдаостается возможность найти новый способ переработки, не предусмотренныйконструктором системы управления. Существующие кибернетические машинымоделируют лишь некоторые, далеко не всегда наиболее экономные способыобработки информации, применяемые человеком.
В отношении функции переработки информации так же, как и вотношении функции приема, человека не ограничен конструкцией системы управления.
Но в выполнении некоторых действий человек значительноуступает по точности и скорости машине. Так, операции счета он выполняетзначительно медленнее и менее точно, чем это делает информационно — логическаямашина.
Выступая в роли исполнителя командной информации,человек также характеризуется большой пластичностью. Пользуясь одним и тем жедвигательным аппаратом, он в состоянии выполнять самые разнообразные действия.
Как правило, существующие автоматические регуляторы являютсястрого и узко специализированными. Человек же при некотором обучении содинаковым успехом может осуществлять функции регулятора во многих системахуправления, какими бы различными ни были их функциональные структурные схемы.Он может легко и часто менять программы, по которым должно осуществлятьсярегулирование. Обладая огромной пластичностью, человек способен в случае техили иных нарушений переходить от одного способа выполнения своих функций всистемах управления к другим. Машина же при нарушении перестает работать или начинаетдопускать грубые ошибки.
Однако, имея возможность «настроиться на любуюпрограмму», оператор значительно уступает машине по времени, в течениекоторого он способен непрерывно работать по заданной программе. Он сравнительнобыстро устает, может отвлекаться, забывать нужное и многое другое.
Итак, из выше сказанного следует, что человек — операторявляется универсальным и наиболее пластичным “звеном системыуправления”. Вместе с тем он уступает «машинным звеньям» системыпо скорости, а частично и точности выполнения операций и по возможностидлительное время непрерывно сохранять заданный режим работы.
4. Психологические проблемы организации взаимодействиячеловека с ЭВМ
Интенсивное развитие информационно-вычислительной техники иее широкое использование при решении различных технических и управленческихзадач обусловило актуальность исследований и разработок, связанных с проблемойорганизации эффективного взаимодействия человека-оператора с ЭВМ.
При использовании ЭВМ человек выполняет самые разнообразныефункции, начиная с технического обслуживания аппаратуры и кончая управлениемсложными экспериментами или принятием ответственных решений на высших уровняхуправления. Необходимость расширения сферы эффективного использования ЭВМставит перед психологической наукой комплекс весьма сложных задач. Причем этизадачи не ограничиваются инженерно-психологическим проектированием и оценкойтолько согласующих средств, таких, как индикаторные устройства и пульты вводаинформации, хотя они, без сомнения, делают возможным, ускоряют, расширяют илиусиливают взаимодействие человека с ЭВМ.
Психологический анализ включает также распределение функциимежду человеком и ЭВМ, оптимизацию взаимодействия в системе в целом, поискпринципиально новых способов организации процессов решения интеллектуальныхзадач на базе перспективной информационно-вычислительной техники.
Одним из наиболее острых является вопрос о распределениифункции, о рациональном сопряжении ЭВМ и творческой деятельности человека.
Решение задачи распределения функции тесно связано спсихологическим исследованием основных функций, выполняемых человеком сприменением ЭВМ. Наиболее важными функциями являются принятие решений,диагностика, прогнозирование и планирование. Наряду с традиционными проблемами,такими, как изучение особенностей восприятия человеком информации, выборпредпочтительных форм взаимодействия, возникает целый ряд принципиально новых:выбор стратегий и тактик решения; формирование критериев, оценкапоследовательности и построения управляющих воздействий; особенностииспользования различных языков обмена и способов их построения; организациядиалогов, повышение эффективности процедур обмена информацией при принятииоперативных решений.