Эргономика как наука

1. Зрительный канал дает самую полную информацию о положении

наблюдаемых объектов в пространстве (по трем координатам). Большая точность

в оценке пространства и пространственны отношений обеспечивается за счет

выраженной аналитической способности зрительного анализатора, константности

восприятия, визуализации представлений, широкой возможности оперирования

пространственными зрительными образами.

2. Кожный канал при передаче этой информации можно поставить на второе

место. Он обеспечивает определение положения объекта в пространстве по двум

координатам при непосредственном соприкосновении с объектом и при

дистанционном определении положения его в пространстве за счет

искусственных кодовых признаках. Такими кодовыми признаками могут быть

частота вибротактильных или электрокожных сигналах и их локализация.

Применения для этого изменение амплитуды, величины и площади давления

тактильных сигналов ограничивается быстрым развитии адаптации в тактильном

анализаторе.

3. Слуховой канал при бинауральном восприятии обеспечивает высокую

точность определения направление на источник звука. Когда же применяется

искусственный код (обычное изменение частоты акустического сигнала, его

тона), точность локализации оказывается ниже, чем при использовании

зрительного и кожного анализаторов. В основном, в этом случае с помощью

слухового анализатора можно определять изменение положения объекта в

пространстве только по одной координате.

Восприятие времени.

Точность восприятия временных интервалов зависит от их длительности, от

того, заполнены они или не заполнены раздражителем и от ряда других причин.

Наибольшая точность отмечается при оценки заполненных временных интервалах.

1. Слуховой канал обеспечивает наибольшую точность в оценке временных

характеристик сигналов (их длительности, темпа, ритма и т.п.). Ошибка в

воспроизведении 3-, 5-, 10- секундных заполненных временных интервалов

составляет при использовании слухового анализатора 1.2 - 4.7 % заданных

стандартов.

2. Кинестетический канал также может успешно использоваться для

передачи информации по параметру длительности. При поступлению по этому

каналу заполненных временных интервалов длительностью в 4.8 и 9.1 с.,

ошибка в точности воспроизведении колеблется в пределах 6.4 - 16 %.

3. Тактильный канал по точности оценки времени занимает третье место.

Ошибка точности воспроизведения 5, 10 - секундных интервалов при

использовании этого анализатора составляет 7.4 - 24.8 % определяемых

величин. 4. Зрительный канал обеспечивает наименьшую точность передачи

временной информации. Пир поступлении сигналов в этот канал наблюдается

меньшая точность и большая флюктуация в оценке длительности временных

интервалов, чем при поступлении их по слуховому, кинестетическому и

тактильному каналам. Ошибка в точности воспроизведения 3-, 5- и 10-

секундных интервалов времени при использовании зрительного анализа

составляет 13.8 - 18 % стандарта, а флюктуация - 1.2 - 2.9 с.

Передача информации об аварийных ситуациях.

Сигналы, несущие информацию об аварийных ситуациях, можно подразделить на

предупреждающие и сигналы, свидетельствующие об аварии и переключающие

человека на деятельность по новому алгоритму. Предупреждающие сигналы не

должны нарушать заданного режима рабочей деятельности. Следствием аварийных

сигналов должно быть изменение алгоритма работы для предотвращения развития

аварийной ситуации и восстановления нормального функционирования системы.

Для передачи предупреждающего сигнала можно использовать любой канал связи

( зрительный, слуховой, тактильный). Выбор его зависит от структуры

деятельности, загруженности того или иного анализатора и вида алгоритма, на

который должен быть переключен оператор. Выбор канала связи для передачи

аварийного сигнала обусловливается тем, что сигнал должен быть обязательно

и немедленно воспринят при любых обстоятельствах, не зависимо от характера

работы.

1. Слуховой канал восприятия при передачи информации об аварийном

состоянии имеет те преимущества, что слуховой анализатор обладает

выраженной способностью к экстренной мобилизации. Звуковой сигнал хорошо

воспринимается независимо от местоположения его источника по отношению к

оператору. Отрицательным свойством длительного интенсивного звукового

сигнала его выраженное тормозное влияние на высшую нервную деятельность.

2. Зрительный канал восприятия при передаче аварийной информации

является также достаточно эффективным. Недостатком его является то, что

источник информации обязательно должен находиться в поле зрения. Особенно

важное значение приобретает канал в условиях интенсивного шум.

3. Кожный канал восприятия также может быть использован при подаче

аварийных сигналов. При передаче аварийного сигнала в некоторых случаях

может использоваться болевая чувствительность, однако данный вопрос требует

дополнительно изучения.[3,23]

2. Основное содержание курса эргономики

2.1. Психофизиологическая сущность и структура трудовой деятельности

С позиций эргономики трудовая деятельность рассматривается как процесс

преобразования информации и энергии, происходящей в системе "человек -

орудие труда - предмет труда - окружающая среда". Следовательно,

эргономические исследования рекомендации должны основываться на выяснении

закономерностей психических и физиологический процессов, лежащих в основе

определенных видов трудовой деятельности, с предметом труда и окружающей

физико-химической и психологической средой.

В последние годы много новых идей возникло с связи с рассмотрением

трудовой деятельности как процесса взаимодействия человека с машиной и

более сложными системами управления. Некоторые из этих идей конструктивны в

смысле перехода от качественных к структурно-количественным представлениям

в разработке теории деятельности . Значительный вклад в понимание

психофизиологического содержания трудовой деятельности внесли исследования

по физиологии труда.

Деятельность - это реализация личностных свойств человека. Эти свойства

имеют также определенную структуру, рассматриваемую в теориях личности.

Окружающая среда и сама деятельность могут приводить к изменению состояния

человека. Процесс длительности регулируется не только внутренними, но и

внешними факторами, к которым относятся взаимодействующий субъект (или

коллектив) и сам предмет труда. В качестве взаимодействующего компонента

деятельности может выступать и орудие труда, если оно относится к классу

автоматических устройств.

В более формализованном виде трудовую деятельность можно представить как

динамическую структуру, осуществляющую преобразование информации и энергии.

Работающий человек имеет трудовую цель, т.е. субъективную модель

состояния предмета труда, в которое необходимо перевести этот предмет из

исходного состояния посредством трудовых - информационных и энергетических

воздействий. Эти воздействия человек может осуществлять непосредственно на

предмет труда или через промежуточное устройство - орудие труда. При этом

человек воспринимает информацию через сигналы от предмета труда,

промежуточного устройства и среды. Цель труда у человека формируется на

основе мотивов, потребностей, установок (своих или получаемых извне).

Воспринимаемая и извлекаемая из памяти информация преобразуется по

одному из тех типов переработка информации человеком: прямого замыкания

(прямая, закрепленная ассоциативная связь, автоматизированное действие),

репродуктивного мышления (принятие решения путем пошагового преобразования

информации по известным правилам), Продуктивного (или творческого)

мышления. С помощью этих преобразований формируется прогнозируемый

результат трудового воздействия и программа (план, стратегия) действий для

его достижения.

Существенное влияние на характер протекания процессов, восприятия,

мышления, воспроизведения сведений (энграмм) в памяти оказывают

активационные воздействия, обусловленные уровнем бодрствования,

эмоциональным и волевым напряжениям, функцией внимания. В основе

информационных и энергетических преобразований, представляющих собой суть

трудового воздействия на предмет труда, лежат физико-логические процессы. В

целом вся описанная функциональная структура представляет собой систему

"человек - орудие труда - среда".

Предметом труда не обязательно может быть объект внешнего мира. Человек

способен осуществлять преобразования информации, имеющие смысл трудового

воздействия, целиком в сфере субъективного отражения, создавая "духовный

продукт". Деятельность, направленную на объекты внешнего мира, называют

предметной, или экстериозированной, а направленную на преобразование и

формирование собственных энграмм (т.е. представлений, образов, понятий,

планов) - интериозированной. В чистом виде эти типы деятельности

практически не встречаются. Речь может идти только лишь о существенном

преобладании одного из них.

Специфика взаимоотношений человека с предметом труда через промежуточное

устройство определяется главным образом тем, какие свои функции как

преобразователя информации и энергии человек передал этому устройству.

Различают два типа систем "человек - орудие труда - среда": с

промежуточными устройствами в виде простых орудий труда; в виде машин.

При работе с простыми орудиями труда весь поток информации, необходимый

для управления воздействием на предмет труда, преобразует человек и он,

таким образом, во всех отношениях и в любой момент осуществляет и

контролирует процесс воздействия. Машина в интересующем нас аспекте

является преобразователем информации, а не только энергии, т.е. она

частично без участия человека формирует командные сигналы и регулирует

воздействие. В результате принципиальная особенность работы человека с

машиной заключается в неполном контроле с его стороны за протекающим

процессом воздействия на предмет труда.

Первый тип систем, которые можно называть системами "человек -

инструмент", делится на четыре класса в зависимости от того, какую функцию

человека реализует орудие труда.

1. С Эффективными орудиями (инструментами). Психофизиологическая

особенность этого класса заключается в изменении характера воздействия на

предмет труда по сравнению с естественными двигательными реакциями

человека.

2. С афферентными орудиями. С помощью таких орудий естественный образ

предмета труда превращается в измененный образ, который можно рассматривать

как простейшую информационную модель предмета. Эта модель гомофорфна

объекту. Искусственного кода здесь нет, а есть изменение масштаба, ракурса,

выпадение отдельных признаков и появление новых (например, при работе с

микроскопом). В результате человек должен в процессе обучения выработать

специальный (отличный от жизненного опыта) набор энграмм - эталонов,

необходимых для восприятия.

3. С орудиями памяти (например, чертеж, фотография, запись). В этом

случае используется искусственный код. Перекодирование как специфический

психический процесс становится важным компонентом деятельности человека.

4. С орудиями преобразования информации (счеты, логарифмическая

линейка). В результате использования таких орудий происходит изменение

психологической структуры принятия решений. Ряд операций продуктивного

мышления человек может превратить в простые операции прямого замыкания,

высвобождая тем самым свой мозг для творческого мышления.

Второй тип систем, или систем "человек - машина", делится на три класса:

1. С простой машиной, в которой совершается преобразование информации по

элементарной линейной программе (передача то человека части реакций прямого

замыкания). Обратная информация от предмета труда поступает почти полностью

к человеку, и он сам вносит коррективы в программу машины.

2. С репродуктивно - преобразующей машиной (обычные ЭВМ). В этом классе

характерным является существенное, почти полное отчуждение человека от

предмета труда и его преобразования. Если человеку понадобится включиться в

рабочий процесс, он должен будет по искусственному коду реконструировать

как состояние предмета труда, так и процессы, которыми управляет машина.

3. С продуктивно - преобразующей машиной (самоорганизующиеся

кибернетические устройства). Взаимодействие человека с такой машиной уже

носит характер информационного обмена между относительно замкнутыми

системами информации.

Человека, работающего с помощью машины, будем называть оператором. Ввиду

того что именно этот тип деятельности является основным предметом

эргономического исследования, рассмотрим его психофизиологическую сущность

более подробно.

Наиболее характерной чертой деятельности оператора является то, что он

лишен возможности непосредственно наблюдать за управляемыми объектами и

вынужден пользоваться информацией, которая поступает к нему по каналам

связи. Деятельность человека, совершаемая не с реальными объектами, а с их

заместителями или имитирующими их образами, называют деятельностью с

информационными моделями реальных объектов.

Информационная модель - совокупность информации о состоянии и

функционировании объекта управления и внешней среды. Она является для

оператора своеобразным имитатором, отражающим все существенно важные для

управления свойства реальных объектов, т.е. тех источников информации, на

основе которого он формирует образ реальной обстановки, производит анализ и

оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает

решения, обеспечивающие правильную работу системы и выполнение возложенных

на нее задач, а также наблюдает и оценивает результаты их реализации.

Объем информации, включенной в модель, и правила ее организации должны

соответствовать задачам и способам управления. Физически информационная

модель реализуется с помощью устройств отображения информации. Наиболее

существенной особенностью деятельности человека с информационной моделью

является необходимость соотнесенья сведений, получаемых с помощью приборов,

экранов, табло как между собой, так и с реальными управляемыми объектами.

Именно на основании соотнесенья этих сведений строится вся деятельность

оператора. Рассмотрим основные этапы деятельности оператора при решении

определенной технологической задачи или выполнении операции СЧМ.

Первый этап - восприятие информации - процесс, включающий следующие

качественно различные операции: обнаружение объекта восприятия; выделение в

объекте отдельных признаков, отвечающих стоящей перед оператором задаче;

ознакомление с выделенными признаками и опознавание объекта восприятия.

Различия между операциями обнаружения и выделения информативных

признаков определяются тем, что явления, связанные с обнаружением объекта

восприятия, протекают на уровне рецепторных полей воспринимающих систем, в

то время как способность к выделению информативного содержания формируется

на основе прошлого опыта и требует специального обучения.

В процессе ознакомления с выделенными признаками оператор устанавливает

связи между отдельными свойствами объекта восприятия, формирует собственные

системы эталонов, на основании которых он может в последствии опознать

объект или ситуацию. Процессам ознакомления и опознавания сопутствуют

обычно укрупнение признаков, объединяющих их в структуры, которые затем

выступают как единые оперативные единицы восприятия.

Оперативная единица восприятия - это семантически целостное образование,

формирующееся в результате рецептивного обучения и создающее возможность

практически одномоментного, симультанного и целостного восприятия объектов

внешнего мира, независимо от числа содержащихся в них признаков.

Формирование оперативных единиц восприятия обеспечивает не только

целостность и предметность восприятия, но и возможность в дальнейшем

мысленного реконструирования ряда особенностей объекта, не нашедших

непосредственно отражения в информации, предъявленной оператору, равно как

и возможность выделения полезной информации в помехах.

Второй этап - оценка информации, ее анализ и обобщение на основе заранее

заданных или сформированных критериях оценки. Оценка производится на основе

сопоставления воспринятой информационной модели со сложившейся у оператора

внутренней образно-концептуальной моделью обстановки (системы управления).

Концептуальная модель представляет собой продукт осмысливания оператором

сложившейся ситуации с учетом стоящих перед ним задач. В отличии от

информационной модели она относится к внутренним психологическим способам -

средствам деятельности оператора.

2.2. Факторы деятельности, вызывающие утомление

Основным фактором, вызывающим утомление, является интегральная

экстенсивностная напряженность деятельности (нагрузка). Помимо абсолютной

величины нагрузки на степени развития утомления сказывается еще ряд

факторов, среди которых необходимо выделить следующие:

- статический или динамический характер нагрузки;

- Интенсивность нагрузки, т.е. ее распределение во времени;

- постоянный и ритмический характер нагрузки.

Статическая физическая нагрузка при прочих равных условиях ведет к

большему развитию утомления, чем динамическая, причем субъективное ощущение

усталости в этом случае выражено особенно отчетливо.

Время наступления утомления и его выраженность зависят от степени

интенсивности нагрузки следующим образом: при увеличении интенсивности

нагрузки утомление наступает раньше, при уменьшении интенсивности нагрузки

- время наступления утомления не изменяется (в последнем случае

производительность труда значительно снижается, что невыгодно). Существует

определенная оптимальная интенсивность нагрузки, при которой утомление

развивается медленнее всего.

Помимо величины нагрузки существует ряд дополнительных или

способствующих развитию утомления факторов. Сами по себе они не ведут к

развитию утомления, однако, сочетаясь с действием основного фактора,

способствуют более раннему и выраженному наступлению утомления. Эти факторы

можно разбить на три больших группы:

1) микроклимат 2) использование техники 3) нарушение режима труда и

отдыха.

К первой группе относятся: пониженное содержание кислорода во вдыхаемом

воздухе, повышенное содержание углекислого аза, высокая температура среды,

повышенная влажность, изменение барометрического давления и т.п.

Наибольшим разнообразие характеризуется вторая труппа. Среди причин,

входящих в эту группу, следует назвать изменение состава воздуха -

загрязненность его различными газами ( например, продуктами неполного

сгорания топлива и др.); действие механических сил ведущих к вибрации,

тряске, ускорениям, воздействие электромагнитных колебаний, шумов и

ультразвука, изменение освещенности, неудобство рабочей позы и многое

другое.

Наконец к третьей группе относятся факторы, связанные в основном с

нарушением режима труда и отдыха: недостаточность времени для

восстановления сил после утомления, неправильное использование перерывов

между работой, непродуманное планирование работы и отдыха.

На развитие утомления сильно влияют эмоциональные факторы. Выраженность

и время наступления утомления человека, его общего и специального

физического развития и т.п.

Среди видов утомления следует специально указать на один специфический

вид, возникающий при отсутствии деятельности. Оно довольно часто

встречается в современном производстве у специалистов, деятельность которых

связана с приемом нерегулярно и неожиданно поступающей информации, т.е.

работающих в режиме ожидания. Этот вид утомления занимает промежуточное

место между общим и умственным утомлением. Чувство усталости у этих

специалистов частично обусловлено статической рабочей позой, хотя в

основном определяется развитием сенсорной напряженности.

Сказанное позволяет считать, что описанные фазы определяются сочетанием

физических и информационный характеристик работы. Но существует еще одна

специфическая форма изменения функционального состояния оператора, в

меньшей степени связанная с физическими характеристиками. Это в основном

реакция организма оператора на информационную структуру системы. Такая

форма измененного функционального состояния называется специфической

напряженностью.

Динамика работоспособности, динамика утомления являются неспецифическими

проявлениями организма, общей реакцией на интенсивность и экстенсивность

рабочей деятельности, в то время как состояние специфической напряженности

зависит то структуры и содержания потока информации в СЧМ.

В связи с этим основным критерием оценка специфической напряженности,

вернее, оценки характера реакции организма на информационную структуру

рабочего класса процесса является критерий адекватности. Исследование были

условно названы состоянием адекватной мобилизацией и состоянием

динамического рассогласования.

Состояние адекватной мобилизации - это такое состояние оператора,

которое является оптимальным или близким к оптимальному для данных условий

работы человека, включенного в конкретную систему управления. Симптоматика

и выраженность этого состояния зависят прежде всего от объема информации,

ее плотности и экстенсивности, от семантической значимости информации,

характера кодирования, наличия шума, требуемых программ реализации принятой

информации и особенностей управляемой системы. Чем больше требуемое

состояние отличается от состояния оперативного покоя, тем больше выражена

активная мобилизация.

Характерной чертой адекватной мобилизации является ее линейность, т.е.

наличие прямой зависимости от субъективной трудности выполняемой работы.

Первым шагом диагностики, или прогнозирования этого состояния является

Страницы: 1, 2, 3