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;
Рпр. – (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);
Эпр. – 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 + ТМ,
где Т0 – время задержки сигнала оператором (стадии 1...5); ТМ – время задержки сигнала объектом (стадии 6...9).
Всегда Т0 >> ТМ. 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).