Рассмотренные выше психологические и физиологические методы могут быть применены лишь в реально существующих СЧМ или при наличии их макетов, имитаторов, испытательных стендов. Возможности этих методов при проектировании СЧМ, когда будущая система существует лишь в чертежах, весьма ограничены. Более широкие возможности в этих условиях имеют математические методы. Они применяются для формализованного описания и построения математических моделей деятельности оператора (функционирования СЧМ).
К математическим методам в инженерной психологии предъявляются следующие требования: размерность (описание процессов управления со многими взаимосвязанными переменными), динамичность (учет фактора времени), неопределенность (учет случайных, вероятностных составляющих в деятельности оператора), факторность (учет специфических особенностей поведения человека, например напряженности, эмоций и т. д.), описательность (возможность описания внутренних, психофизиологических механизмов деятельности человека). Кроме того, применяемые методы должны допускать возможность описания деятельности человека и работы машины с помощью единых показателей и характеристик.
Сравнительная характеристика различных методов приведена в табл. 2.2.