Система « Человек – машина « [ «Человек–машина–среда»].

Человек (человек– оператор) занимает основное место в управлении созданной им техникой. Технические средства помогают человеку усиливать его возможности с точки зрения физической силы, скорости действия Є производительности труда.

Ведущий принцип организации взаимодействия в системе « Человек–Машина « – ориентация на человека, как субъекта труда и творчества, с целью наиболее полного и рационального использования его интеллектуального и творческого потенциала. Т.О–М.– средство поддержания профессиональной деятельности человека: « Машина – для человека, а– не человек для машины !!! «.

N Научная и практическая задача организации систем «Человек–Машина–(Среда)» состоит в рациональном распределении и согласовании функций между Человеком и Машиной при сохранении ответственности за Человека !

Эту задачу решает Инженерная психология. При этом Человек–Оператор рассматривается в первую очередь не как звено системы, а именно как живого человека, обладающего такими свойствами, как:

восприятие;

внимание;

скорость реакции;

память, мышление, потребность в общении;

емкость и долговременность;

образность и гибкость оперативного мышления и т.д.

В инженерной психологии рассматривают:

сенсорный вход (органы чувств, или рецепторы человека) и моторный выход (двигательный или эффекторный аппарат человека) Человека–Оператора;

процессы переработки информации и задачи управления машинами (объектом);

нормальные и критические условия жизнедеятельности Человека–Оператора (физиологический или материальный).

é Человек Þ индуктивное мышление

Машина Þ дедуктивные действия û

По этим аспектам мы рассмотрим лишь некоторые рекомендации, которые могут оказаться полезными при конструировании пультов управления, приборных панелей, конструкторско–инженерных устройств и т.п.

При художественном конструировании применяются схемы взаимосвязей: простая: Человек–Объект

 

«Треугольник взаимосвязей»: Человек–Система управления–Объект (среда);

 

 

Ч–О: Оператор станка ЧПУ;

СУ: Блок ЭЧПУ;

О: Станок.

1 – получение Ч–О от СУ разнообразной выходной информации в виде сигналов от приборов (отсчётные, световые, звуковые).

2 – формирование человеком сигналов управления в виде действий по настройке, регулирования, управления станком.

3 – непосредственное воздействие объекта (среды) на Ч–О: расположение элементов блока управления должно соответствовать психофизиологическим возможностям.

4 – воздействие человека на объект (среду): работа со станком требует не только определённых знаний и навыков,но и «совместимости» параметров объекта с человеком (с учётом «помех»).

5 – воздействие СУ на объект (среду): система ЧПУ станка может иметь определённые геометрические размеры (что не всегда позволяет разместить её в станке).

6 – воздействие О(С) на СУ: СЧПУ должна нормально работать в условиях вибрации, загрязнённой атмосферы цеха, и других нежелательных воздействий.

Системный подход.

Чтобы упростить сложные процессы анализа работы Человека–Оператора в системах взаимосвязей применяют частотные модели поведения Человека–Оператора.

Чаще всего Человек–Оператор выступает в роли «машины» по приёму и выработке информации.

 

 

W – воздействие внешней среды.

 

Y = F (X, W).

 

Основные рецепторы (органы чувств):

Р 1 – зрение;

Р 2 – слух;

Р 3 – осязание;

Р_пр. – (тактильные): обоняние,вкус,равновесие (вестибулярный аппарат).

Основные эффекторы (формируют сигналы управления):

Э 1 – пальцы рук (кисть) (точные, но менее сильные);

Э 2 – ноги (менее точные, но более сильные);

Э_пр. – звуковые команды (речь), биоэлектрические потенциалы, параметры физиологической активности (t°, потоотделение, частота пульса и др.)

В соответствии с органами чувств на деятельность человека оказывают влияние (W):

освещённость и цвет среды;

шум, атмосферное давление;

характер поверхностей, с которой имеется контакт;

наличие запахов и токсичных веществ;

рабочая поза, t°C и влажность (термолабильность).

Для оптимизации связи Человека–Оператора с Оборудованием

необходимо знать:

какое количество информации Человек– Оператор может принять, передать или переработать в единицу времени: «Пропускная» способность и предельные скорости различных реакций;

какова точность восприятия и выдачи различных сигналов: время «задержки» (обработки) сигналов;

какова надёжность работы Человека–Оператора: способность противостоять W.

При этом вопросы необходимо решать путём «подгонки» параметров объекта конструирования под способности и возможности человека, а не наоборот.

Т.к. приём и переработка информации – процессы познавательные (ощущение – восприятие – представление ® мышление), которые сформировались в течение тысячелетий эволюции человека.

«Прибором» человека, с помощью которого он воспринимает или формирует сигналы, являются анализаторы: Рецептор + Нервные пути – центр в коре больших полушарий.

Рецепторный аппарат тесно связан с эффекторным (двигательным) аппаратом.

Если рассмотреть Схему прохождения сигнала по контуру управления: Человек–Оператор « Объект, можно выделить 9 характерных стадий (звеньев):

 

 

¬ восприятие показаний (сигналов);

Á преобразование показаний индикатора в форму удобную для сравнения с программой работы ®;

¯ принятие решения об изменении программы работы;

° воздействие на органы управления объектом;

± перемещение рабочих элементов регуляторов;

² реакция объекта на воздействие;

Ç работа объекта по новой программе;

´ отображение нового режима работы на индикаторах.

Основная характеристика этого процесса – скорость обращения сигнала по контуру управления, кроме того,– погрешностями и надёжностью звеньев; скоростью обработки информации в них.

Скорость обращения сигналов по контуру управления определяется временем полного цикла регулирования:

Т = Т₀ + Т_М,

 

где Т₀ – время задержки сигнала оператором (стадии 1...5); Т_М – время задержки сигнала объектом (стадии 6...9).

Всегда Т₀ >> Т_М. Т₀ – определяется следующими компонентами:

анализаторами и длительностью латентного периода (время от момента появления сигнала среднего уровня до ответа на него действием):

 

│ ?_{лп (за)} = 0,15.... 0,22 с

│?_{лп (са)} = 0,12.... 0,18 с

│ ?_{лп (та)} = 0,09.... 0,22 с

│ ?_{лп (общ)} =0,31....0,39 с

 

 

Кроме того, необходимо учесть количество индикаторов и органов управления.

А также темп работы оператора (бит с):

оптимально 0,5.....5 бит с (< 0,5 – «засыпает», > 5 – «перегружен»).

Таким образом скорость обработки сигнала оператором зависит от:

характера информации (знакомая 30...45 бс; незнакомая);

конструкции индикатора (шкала, светофор, звук);

характера считывания информации (команда, осведомление, ситуация);

различимость сигнала (сигнал должен превышать фон в 3....5 раз).