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 срока обучения)
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
4. Психологические проблемы организации взаимодействия человека с ЭВМ
1. Инженерная психология как наука
1.1 Определение инженерной психологии
Инженерная психология - наука, изучающая системы "человек - машины" с целью достижения их высокой эффективности и разрабатывающая психологические основы:
конструирования техники и организации управления технологическим процессом;
подбора людей, обладающих необходимым уровнем индивидуально-психологических профессионально-важных качеств для работы с определенной техникой;
профессиональной подготовки людей, использующих в своей трудовой деятельности сложные технические устройства.
Инженерная психология как наука имеет двойственный характер. С одной стороны, это самостоятельная психологическая дисциплина, изучающая человека во всей полноте проявлений психики в трудовом процессе. С другой стороны, в инженерной психологии имеет место выраженный технический, инженерный аспект, касающийся конструирования техники. Это обусловлено особенностью самого двойственного по своей природе объекта исследования - систем "человек - машина".
Такая двойственность объекта исследования в инженерной психологии порождает ряд специфических методологических особенностей. Кроме того, следует иметь в виду, что любая система "человек - машина" - это своего рода микроэлемент макросистемы, в роли которой выступает система производительных сил. Поэтому в системах "человек - машина" проявляется ряд таких общих закономерностей развития производительных сил, которые обусловлены наличием в них материального (прежде всего технического) и субъективного (человеческого) начал. Одна из таких закономерностей касается определяющих моментов производительности общественного труда на каждом уровне развития производительных сил определяется, во-первых, совершенством техники, а во-вторых, накопленным производственным опытом людей, их навыками к труду. Все это находит свое отражение в эффективности систем "человек - машина". Эффективность каждой такой системы будет определяться производительностью и надежностью техники, подготовленностью человека, согласованием рабочих характеристик человека и техники.
Другая общая закономерность связана с тем, что производительные силы существуют в единстве с производственными отношениями.
Решая вопросы согласования человека и техники как элементов единой системы, инженерная психология обосновывает и формулирует требования и рекомендации к конструированию техники, к организации управления технологическим процессом, подбору и подготовке специалистов, обслуживающих технику. К этим требованиям присоединяются требования других психологических дисциплин, а также физиологии, гигиены, анатомии, антропометрии, биомеханики.
Инженерная психология широко взаимодействует с такими дисциплинами, как кибернетика, системотехника и общая теория систем, теория связи, теория автоматического управления и регулирования, теория надежности, техническая эстетика и художественное конструирование.
Необходимо отметить, что инженерно-психологические исследования трудовой деятельности человека, деятельности связанной с новой и новейшей техникой, имеют высокую значимость в общем плане познания человека. Трудовая деятельность характеризуется установлением бесконечного многообразия отношений с окружающими физической, биологической и социальной средами. Именно в трудовой деятельности аккумулируются и наиболее ярко проявляются все индивидуально-психологические характеристики человека как личности, как субъекта деятельности. Результаты исследований поведения человека в автоматизированных системах, кроме очевидного прикладного значения, имеют важное значение и для общей системы человекознания.
1.2 Цель инженерной психологии
Весь комплекс теоретических и практических инженерно-психологических исследований имеет главной целью, как указывалось выше, обеспечение высокой эффективности систем "человек - машина". Эффективность любой системы определяется ее производительностью и надежностью при таких прочих равных условиях, как например, качество продукта (результата), долговечность, энергозатраты и многое другое. Ясно, что эффективная работа систем "человек-машина" требует наличия высокопроизводительной т надежной техники; далее, конструкция техники и организация производственного процесса должны позволять человеку реализовать все технические возможности. И, наконец, человек должен быть способным по своим качествам реализовать эти возможности, добиваться высокой производительности труда и обеспечивать выполнение производственных операций.
Достижение главной цели инженерной психологии осуществляется, во-первых, за счет улучшения технологических характеристик трудового процесса, а во-вторых, за счет характеристик трудового процесса и условий труда, стимулирующих трудовую активность человека и в конечном счете его отношение к труду.
Улучшение технологических характеристик трудового процесса означает следующие:
минимизацию времени выполнения отдельных действий и операций в трудовом процессе;
исключение грубых ошибок типа промахов в трудовой деятельности;
минимизацию вероятности ошибок, отрицательно сказывающихся на ходе технологического процесса, качестве продукта (результата) или отрицательно влияющих на состояние техники или человека;
сохранение высокой (заданной) работоспособности человека в течение длительного (заданного) времени путем минимизации энергозатрат (психического и физического напряжения) в трудовом процессе.
Под улучшением характеристик трудового процесса, стимулирующих трудовую активность человека, подразумевается прежде всего следующее:
надежность работы технических устройств;
рациональная конструкция техники;
соответствие сложности техники уровню подготовленности человека;
совершенный эстетический вид технических устройств и производственных помещений;
отсутствие вредных и мешающих работе внешних факторов.
1.3 Задачи инженерной психологии
Методологические задачи - определение предмета и задач исследования (то есть уточнения предмета); разработка новых методов исследования; разработка принципов исследования; установление инженерной психологии в системе наук о человеке (и в науке вообще).
Психофизиологические задачи - изучение характеристик оператора; анализ деятельности оператора; оценка характеристик выполнения отдельных действий; изучение состояний оператора.
Системотехнические задачи - разработка принципов построения элементов системы "человек - машина"; проектирование и оценка системы "человек - машина"; разработка принципов организации системы "человек - машина"; оценка надежности и эффективности системы "человек - машина".
Эксплуатационные задачи - профессиональная подготовка операторов; организация групповой деятельности операторов; разработка методов повышения работоспособности операторов.
Отдельно можно выделить задачу укрепления связей инженерных психологов со смежными науками: управлением, техническим конструированием, 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 машинист электростанции, - во всех случаях процесс управления имеет некоторые общие черты. Все изменения управляемого объекта улавливаются с помощью каких-либо датчиков, сигналы от датчиков преобразуются и подаются к приборам, за которыми наблюдает человек. Он воспринимает показания приборов, расшифровывает их, принимает решение, выполняет соответствующее действие, которое может быть и очень простым (например, нажим кнопки) и более сложное. Сигналы, возникающие в результате действия человека, преобразуется и поступает к управляемому объекту, изменяя его состояние. Новое состояние объекта вызывает изменение показаний приборов, которые информируют человека о результатах его действия. А это, в свою очередь, может потребовать от него новых действий.
Так в общих чертах выглядит замкнутая система регулирования, в которой человек, связанный прямыми и обратными связями с управляемым объектом, выступает в роли важнейшего, наиболее ответственного звена системы, а именно регулятора. Но, человек может и не получать сведений о результатах своих действий. Тогда он рассматривается как звено разомкнутой системы.
С развитием автоматики функции регулирования передаются автоматам. Однако в этом случае информация об управляемом объекте, а также о состояниях систем автоматического регулирования поступает на индикаторы, за которыми наблюдает человек-оператор. Его основными задачами становятся контроль за работой системы автоматического регулирования, предупреждение и профилактика аварий, выявление возникающих неисправностей. При нормальной работе системы автоматического регулирования оператор ограничивается только пассивным наблюдением за состояниями управляемых объектов. Но в те моменты, когда система автоматического регулирования по каким-либо причинам не справляется с задачей, оператор вынужден активно вмешаться в процесс регулирования.
Еще большими техническими возможностями обладают комплексно-автоматизированные системы, которые включают управляющие вычислительные машины. Эти машины могут осуществлять автоматический пуск управляемых агрегатов по оптимальной программе с учетом их состояний, поддерживать заданный режим работы, исходя из максимальной экономичности, предупреждать аварии, сигнализировать о нарушениях, освобождая тем самым человека-оператора от многих функций. Основной задачей человека становиться контроль за работой управляющих вычислительных машин. При выходе их из строя оператор берет на себя и функции управления. В таких системах на приборную панель оператора передается информация об управляемом объекте и о работе управляющих вычислительных машин.
Из выше сказанного видно, что при переходе от одного этапа развития к другому человек постепенно освобождается от ряда функций, которые передаются машинам. Но вместе с тем перед ним возникают новые и все более ответственные задачи. Человек становится интегральным звеном системы управления.
Основные параметры системы управления - время цикла регулирования (быстродействие), пропускная способность, точность и надежность - в значительной мере определяются возможностями и особенностями деятельности ее интегрального звена - человека. Без анализа его характеристик невозможно ни понять работу системы в целом, ни правильно рассчитать ее.
Жизнь показывает, что недоучет характеристик человека при конструировании систем управления ведет или к тому, что система оказывается не в состоянии работать, или к частым нарушениям ее работы, которые иногда заканчиваются авариями, или к преждевременному утомлению оператора (а это снижает надежность всей системы). Так, по данным американских авторов, значительное число аварий в авиации объясняется так называемым "человеческим фактором" - обычно ошибками пилота. Они происходят потому, что пилот неточно воспринял показания приборов, принял один прибор за другой, спутал органы управления, не успел вовремя отреагировать.
Знание возможностей человека выполнять те или иные функции и способов их выполнения является необходимым условием рационального конструирования систем управления.
инженерная психология человек машина
3. Функции человека в системе "человек - машина"
Эти функции могут быть различны. Человек может выступать в роли приемника осведомительной информации, поступающей в той или иной форме от управляемого объекта, ее ретранслятора, передающего информацию от одного звена системы к другому. Он может осуществлять анализ информации и принимать решения, то есть вырабатывать управляющую, или командную, информацию. Человек также может выполнять функцию программирования работы всей системы или ее частей. Он может осуществлять наблюдение и контроль за работой системы. Наконец, оператор может быть исполнителем той или иной команды, то есть выполнять действия, непосредственно направленные на преобразования управляемого объекта. Обычно человек совмещает ряд функций, выполняя их последовательно или одновременно.
В ходе технического прогресса, особенно в связи с созданием кибернетических машин, отдельные функции человека в системах управления по приему, хранению, передаче и переработке информации стали постепенно передаваться машинам. Но создаваемые машины пока могут "решать" лишь частные задачи. Поэтому для того, чтобы обеспечить работу системы управления как целого, в нее обязательно должно быть включено звено, осуществляющее интеграцию всех остальных звеньев. Этим интегральным звеном современных систем управления, в которых широко применяются кибернетические машины, и является человек, так как его психические свойства позволяют наилучшим способом решать задачи интеграции. Именно он организует процесс регулирования и тем самым координирует работу всех элементов системы, связывая их в единое целое.
При оценке роли человека в системах управления, обусловленной развитием техники, нужно учитывать два органически связанных момента. С одной стороны, успехи техники создают возможность передать ряд весьма 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 машин включается в процесс управления и чем более расширяется круг задач, тем большей становится необходимость интегрировать их работу. А это означает, что относительная роль человека в системе управления возрастает.
В отношении приема информации несомненные преимущества человека заключаются в том, что возможности его "сенсорного входа" не ограничены каким - либо одним способом подачи сигналов. Человек может получать информацию и непосредственно от регулируемого объекта, наблюдая за ним, и посредством тех или иных приборов. При этом переход от одного способа к другому, если позволяют условия, осуществляется сравнительно легко. "Сенсорный вход" человека характеризуется значительной пластичностью и гибкостью. Поэтому человек может правильно и точно оценивать сигналы, изменяющиеся по тем или иным признакам в довольно широких пределах. Так, если говорить о чтении письменной речи, то человек может читать тексты, напечатанные любым шрифтом и написанные любым почерком. Буквы могут значительно варьировать по величине, наклону, форме, некоторые из них могут быть даже частично стертыми, но это не помешает человеку читать текст. Возможности существующих "читающих" машин пока еще весьма ограничены.
Благодаря пластичности "сенсорного входа" оператор может оценивать состояние регулируемых объектов не только по тем сигналам, которые прямо ему и адресованы, но и по косвенным сигналам, не предусмотренным схемой системы управления. Благодаря опыту у оператора складываются свои способы приема информации, позволяющие ему "брать информацию за пределами рассчитанной системы управления". В отношении приема информации человек не ограничен конструкцией системы управления. Так, предположим, что в системе управления - по расчетам конструкторов - единственным средством подачи оператору информации об управляемом объекте должен быть тот или иной прибор или их комплекс. Прием информации рассматривается как считывание показаний приборов. Однако часто оказывается, что в реальном процессе управления оператор не ограничивается только считыванием показаний приборов, но ориентируется в обстановке и по многим другим косвенным сигналам (например, по вибрации пола, шуму мотора), разумеется, если они доступны для его органов чувств. При этом иногда косвенные сигналы служат для него источником гораздо большей информации, чем приборы.
В отличие от человека вход у существующих машин ограничен схемой системы регулирования. Машина "видит" и "слышит" лишь те сигналы, которые только ей и адресованы, и может принять их лишь в той форме, которая была заранее определена конструктором. Ко всем другим сигналам машина "слепа" и "глуха".
Человек может с максимальной выгодой использовать избыточность информации. Он способен объединять отдельные сигналы в целостную структуру, что позволяет находить наиболее экономные способы ее приема и переработки. Способы приема информации машиной ограничены, так же как и ее возможность использовать избыточность информации.
Далее, человек в состоянии "схватить" маловероятные (неожиданные с точки зрения задач данной системы) события. В этом отношении возможности существующих машин пока весьма ограничены.
Что же касается максимального объема информации, принимаемой и перерабатываемой в единицу времени, то здесь явные преимущества остаются за машиной. Так как она в состоянии принять и переработать значительно (в сотни и тысячи раз) большее количество информации.
Большой пластичностью и гибкостью характеризуется также деятельность человека по переработке принятой информации. Его возможности преобразовывать информацию из одной формы в другую, анализировать и синтезировать поступающие сигналы практически почти безграничны. В зависимости от условий и требований конкретного процесса управления оператор может применять либо тот, либо иной способ кодирования и декодирования принимаемых сигналов, сравнительно легко переходя от одного из них к другому. Человек не ограничен каким - либо одним алфавитом и способен при соответствующем обучении работать в разных "ключах". Одну и ту же операцию по переработке информации он может выполнить, пользуясь различными способами. В принципе для человека всегда остается возможность найти новый способ переработки, не предусмотренный конструктором системы управления. Существующие кибернетические машины моделируют лишь некоторые, далеко не всегда наиболее экономные способы обработки информации, применяемые человеком.
В отношении функции переработки информации так же, как и в отношении функции приема, человека не ограничен конструкцией системы управления.
Но в выполнении некоторых действий человек значительно уступает по точности и скорости машине. Так, операции счета он выполняет значительно медленнее и менее точно, чем это делает информационно - логическая машина.
Выступая в роли исполнителя командной информации, человек также характеризуется большой пластичностью. Пользуясь одним и тем же двигательным аппаратом, он в состоянии выполнять самые разнообразные действия.
Как правило, существующие автоматические регуляторы являются строго и узко специализированными. Человек же при некотором обучении с одинаковым успехом может осуществлять функции регулятора во многих системах управления, какими бы различными ни были их функциональные структурные схемы. Он может легко и часто менять программы, по которым должно осуществляться регулирование. Обладая огромной пластичностью, человек способен в случае тех или иных нарушений переходить от одного способа выполнения своих функций в системах управления к другим. Машина же при нарушении перестает работать или начинает допускать грубые ошибки.
Однако, имея возможность "настроиться на любую программу", оператор значительно уступает машине по времени, в течение которого он способен непрерывно работать по заданной программе. Он сравнительно быстро устает, может отвлекаться, забывать нужное и многое другое.
Итак, из выше сказанного следует, что человек - оператор является универсальным и наиболее пластичным "звеном системы управления". Вместе с тем он уступает "машинным звеньям" системы по скорости, а частично и точности выполнения операций и по возможности длительное время непрерывно сохранять заданный режим работы.
4. Психологические проблемы организации взаимодействия человека с ЭВМ
Интенсивное развитие информационно-вычислительной техники и ее широкое использование при решении различных технических и управленческих задач обусловило актуальность исследований и разработок, связанных с проблемой организации эффективного взаимодействия человека-оператора с ЭВМ.
При использовании ЭВМ человек выполняет самые разнообразные функции, начиная с технического обслуживания аппаратуры и кончая управлением сложными экспериментами или принятием ответственных решений на высших уровнях управления. Необходимость расширения сферы эффективного использования ЭВМ ставит перед психологической наукой комплекс весьма сложных задач. Причем эти задачи не ограничиваются инженерно-психологическим проектированием и оценкой только согласующих средств, таких, как индикаторные устройства и пульты ввода информации, хотя они, без сомнения, делают возможным, ускоряют, расширяют или усиливают взаимодействие человека с ЭВМ.
Психологический анализ включает также распределение функции между человеком и ЭВМ, оптимизацию взаимодействия в системе в целом, поиск принципиально новых способов организации процессов решения интеллектуальных задач на базе перспективной информационно-вычислительной техники.
Одним из наиболее острых является вопрос о распределении функции, о рациональном сопряжении ЭВМ и творческой деятельности человека.
Решение задачи распределения функции тесно связано с психологическим исследованием основных функций, выполняемых человеком с применением ЭВМ. Наиболее важными функциями являются принятие решений, диагностика, прогнозирование и планирование. Наряду с традиционными проблемами, такими, как изучение особенностей восприятия человеком информации, выбор предпочтительных форм взаимодействия, возникает целый ряд принципиально новых: выбор стратегий и тактик решения; формирование критериев, оценка последовательности и построения управляющих воздействий; особенности использования различных языков обмена и способов их построения; организация диалогов, повышение эффективности процедур обмена информацией при принятии оперативных решений.