Причины возникновения инженерной психологии

С развитием современного производства на научной основе возникла необходимость учитывать психологические и другие особенности человека, участвующего в производственном процессе.

Чем вызвана эта необходимость?

На протяжении многих веков менялись и совершенствовались орудия труда, менялись формы взаимодействия человека и техники. Однако в течение длительного времени, вплоть до начала нашего столетия, функции человека по отношению к технике оставались принципиально одними и теми же, т. е. энергетическими, поскольку для управления техникой человек использовал в основном свою мускульную силу. Характерным для такого труда был сложный двигательный процесс, требующий расходования значительных физических сил, высокой координации движений, согласованности, ловкости.

Согласование человека с техникой сводилось лишь к учету анатомических и физиологических особенностей человека и соответствующих требований к обслуживаемой технике. Учитывались, например, внешняя форма орудий труда, влияние рабочей деятельности на состояние организма и т. д. Соответствующие вопросы решались специальной наукой — физиологией труда (рис. 1).

В начале XX века появились новые виды трудовой деятельности (управление автомобилем, локомотивом, самолетом и т. д.), которые потребовали учета не только антропометрических и физиологических качеств человека, но и главным образом его психологических качеств (скорость реакций, особенности памяти и внимания, эмоциональная установка и т.д.). Изменение характера взаимодействия человека и техники привело к возникновению новой научной дисциплины — психологии труда. Она изучает психологические особенности трудовой деятельности человека и формирования у него профессионально важных качеств для повышения производительности труда. Трудовую деятельность человека стали изучать как в сфере физиологии, так и в сфере психологии труда.

Дальнейшее развитие техники привело к тому, что в середине АХ века возникли серьезные противоречия между потребностями быстро развивающегося производства и его материально-

технической базой, которая на определенном этапе начала сдерживать дальнейший прогресс производства. Это послужило одним из стимулов современной научно-технической революции. Основу этой революции составляет широкое внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) в различных отраслях народного хозяйства, а также комплексная механизация и автоматизация производственных процессов. Примерами АСУ являются системы управления рассредоточенными объектами (нефтепромыслами, электростанциями и т.п.), системы комплексной автоматизации технологических процессов на промышленных предприятиях

(химических, металлургических, машиностроительных заводах), диспетчерские системы управления железнодорожным транспортом, воздушным движением, полетами космических кораблей, системы распределения и учета потребления в торговой сети, системы управления боевыми действиями войск и многие другие.

Принципиальной особенностью автоматизированных систем управления является сохранение в них активной, творческой роли человека-оператора — центральной фигуры современного автоматизированного производства. Только с помощью оператора в АСУ могут быть осуществлены прогнозирование внешней обстановки и опережающая приспособляемость к ее изменениям путем частичной перестройки внутренней организации и способов функционирования системы управления. Следовательно, современные АСУ необходимо рассматривать как системы типа «человек—машина» (СЧМ), под которыми понимается совокупность динамически связанных операторских и технических звеньев, предназначенных для выполнения общей, единой задачи.

С внедрением АСУ существенным образом изменился характер труда человека. Преобладающими теперь стали не энергетические, а информационные его функции, то есть функции программирования, управления и контроля производственных процессов. Изменение характера трудовой деятельности по-иному поставило проблему взаимодействия человека и техники. Возможности человека расширились благодаря развитию техники, но техника, в свою очередь, становится настолько сложной, что человеку уже трудно управлять ею. Возникает задача согласования конструкций машин с психологическими и физиологическими возможностями человека. Как бы ни была совершенна техника, ее качественное применение в конечном итоге зависит от действий операторов, управляющих этой техникой. Поэтому возникает необходимость изучения работы машины и деятельности операторов в едином комплексе «человек — машина». Решение такой комплексной задачи выходит за рамки традиционной психологии труда.

Так на базе изучения психологии труда и технических наук возникло новое научное направление — инженерная психология, которая изучает вопросы взаимодействия, взаимного согласования возможностей человека и современной техники в рамках единой системы «человек — машина». Возможность решения этого вопроса при проектировании и эксплуатации СЧМ связана с развитием комплексного подхода, с успехами кибернетики, изучающей общие закономерности процессов управления в качественно различных системах (живых организмах, машинах, обществе) .

При комплексном (кибернетическом) подходе человек и машина рассматриваются как составные части единой сложной системы, а их анализ проводится с общих методологических позиций. Это обеспечивает общую теоретическую основу для решения задачи. Согласование характеристик машин с характеристиками человека-оператора позволяет рассматривать качественно различные по своей природе звенья СЧМ в одних и тех же терминах и пользоваться общими для этих звеньев методами исследования. При решении этой задачи используются, с одной стороны, положения теории вероятностей и математической статистики, теории информации, теории массового обслуживания, сетевого планирования, теории надежности и т. д., с другой стороны — данные психологии и физиологии труда, а также других наук о человеке.

При этом изучение и исследование СЧМ как единого функционального целого может осуществляться аналогично изучению любых других кибернетических систем. Однако нельзя правильно понять отношение «человек — машина», если не рассматривать человека как субъект, а машину — как орудие труда. Любая машина 'даже самая совершенная, есть лишь орудие труда. Отношение «человек — машина» — это в первую очередь отношение «субъект труда — орудие труда» [44].

Любая, даже самая совершенная, техника создается для использования ее человеком. Забота о благе человека, создание наиболее благоприятных условий для его трудовой деятельности является основной задачей Коммунистической партии и правительства нашей страны. Решить эту задачу помогает, наряду с другими науками, и инженерная психология. Знания в области инженерной психологии необходимы современному инженеру и руководителю любого предприятия. Знакомство с основными закономерностями функционирования человека в условиях автоматизированного производства необходимо им при решении следующих задач:

— проектирования аппаратуры с учетом психологических особенностей деятельности оператора;

— совершенствования рабочих мест операторов;

— научной организации труда операторов;

— совершенствования процесса эксплуатации техники;

— организации профессиональной подготовки операторов. Внедрение достижений инженерной психологии в практику

является необходимым условием научно-технического прогресса. Именно в нашей стране имеются вое условия для успешного развития и практического использования результатов этой науки.

§ 2. Предмет и содержание инженерной психологии

Проблема взаимодействия, взаимного согласования возможностей человека и техники — одна из важнейших проблем современной науки. Рост скоростей и мощностей производственных процессов, их сложность, необходимость поддержания высокой точности их протекания по-иному поставили задачу учета человеческого фактора при создании и эксплуатации сложных систем. Во-первых, в связи с расширением понятия «человеческий фактор» появилась необходимость учета не только анатомических и физиологических особенностей человека, но прежде всего — его психологических особенностей.

Во-вторых, потребовался новый способ учета человеческого фактора. При создании и эксплуатации техники необходимо теперь определить те качества (свойства) человека, которые нужны ему для управления этой техникой, и при создании новой техники находить такие решения, которые обеспечивали бы максимальное проявление найденных качеств человека. Иными словами, современные машины и оборудование должны удовлетворять не только предъявляемым к ним техническим требованиям, но также и анатомическим, физиологическим, психологическим требованиям, определяемым особенностями деятельности человека. Причем высшим уровнем этой группы требований являются психологические требования. Они определяют соответствие техники психическим особенностям человека, т. е. особенностям восприятия, памяти, мышления, образования и закрепления навыков и т. д.

Возможности человека значительно расширяются за счет интенсивного внедрения во все области производственной деятельности средств автоматики и телемеханики, электронной вычислительной техники, счетно-решающих и управляющих машин. Создаются автоматизированные системы управления (АСУ) не только отдельными агрегатами и технологическими процессами, но и целыми цехами, предприятиями и отраслями промышленности. Такие АСУ успешно применяются на многих предприятиях Украины (киевский завод «Точэлектроприбор», бердянский завод «Азовкабель», Львовский телевизионный завод, Производственное объединение «Химволокно», Ждановский завод тяжелого машиностроения и др.). Широкое применение АСУ находят при управлении железнодорожным, воздушным и морским транспортом, в современной энергетике, химической и нефтедобывающей промышленности. В значительной степени автоматизированы процессы управления войсками и современным боевым оружием.

Широкое внедрение АСУ во все сферы жизни является одной из важнейших задач Коммунистической партии и Советского правительства. Не случайно КПСС постоянно уделяет внимание дальнейшему совершенствованию системы управления народным хозяйством на базе широкого внедрения АСУ во все отрасли народного хозяйства. Согласно решениям Партии и Правительства число действующих АСУ в стране увеличивается ускоренными темпами, отдельные системы управления предприятиями сведены в отраслевые автоматизированные системы управления, а последние — в единую общегосударственную автоматизированную систему управления народным хозяйством.

Однако применение средств автоматизации и вычислительной техники совсем не исключает человека из процесса управления. Это обусловлено рядом причин. Во-первых, часть функций человек выполняет лучше, чем автоматические устройства. Кроме того, ряд функций при любой степени автоматизации всегда будут прерогативой человека. Это прежде всего функции принятия ответственных решений и оценки работы комплекса «человек — машина», поскольку только решение человека имеет юридическую силу. Во-вторых, ряд функций может передаваться человеку потому, что это оказывается более целесообразным с экономической точки зрения. Поэтому одновременно с проблемой и совершенствования техники возникает задача оптимального синтеза систем «человек — машина», с тем чтобы создать наиболее производительный комплекс, в котором взаимно компенсировались бы недостатки человека и техники и максимально использовались их достоинства и преимущества друг перед другом.

Решение этой задачи потребовало широкого применения в практике проектирования, создания и эксплуатации СЧМ данных не только технических наук, но и наук, изучающих человека (и в первую очередь — психологии и физиологии). На стыке этих наук сформировался ряд новых направлений, одним из которых и является инженерная психология.

Инженерная психология связана с изучением деятельности человека в системах контроля и управления. Примерами такой деятельности является деятельность оперативного дежурного у щита управления, оператора, диспетчера, аппаратчика механизированного производства, водителя машины. При этом представители различных профессий, осуществляющие процесс управления в сложных системах, объединяются под общим названием человек-оператор.

Знание психофизиологических возможностей человека и в первую очередь особенностей восприятия, памяти, оперативного мышления, моторной деятельности необходимо современному инженеру для научно обоснованной организации труда операторов в АСУ при конкретных условиях внешней среды. Требования инженерной психологии должны учитываться как при эксплуатации, так и при проектировании СЧМ.

Разработка и внедрение АСУ в различные сферы деятельности обусловливают изменение функций человека в процессе управления. Не силу человеческих мышц, как было еще в недалеком прошлом, а его интеллектуальные и творческие возможности необходимо использовать для управления современной техникой, чтобы получить высокоэффективную СЧМ. Главными функциями человека в такой системе становятся контроль, программирование (принятие решений), прогнозирование (предвидение), управление (выполнение управляющих действий).

Каковы же основные особенности операторской деятельности? Какие факторы (особенности) отличают деятельность оператора от других видов деятельности? Рассмотрим основные из них.

1. Человек должен управлять все большим и большим числом объектов, что усложняет оценку их состояний, а следовательно, организацию контроля и управления.

Человек все более удаляется от управляемых процессов и объектов и поэтому не может воспринимать их состояние непосредственно. Поэтому он в процессе своего функционирования взаимодействует не с реальными объектами, а с имитирующими их образами, называемыми информационными моделями. Эти образы создаются системой технических устройств наглядного отображения и органов управления. Иными словами, человек осуществляет дистанционное управление, управление по приборам, получая необходимую информацию в закодированном виде, т. е. в виде показаний счетчиков, индикаторов, шкал приборов и т. д. Эту информацию он должен декодировать и мысленно сопоставить с состоянием управляемого объекта. Это постоянное сопоставление и является основным признаком деятельности оператора с информационной моделью.

3. Возрастают требования к быстродействию человека, связанные с резким повышением скоростей управляемых процессов, и к надежности его работы. Последнее обусловлено непрерывным ростом сложности и важности как самой АСУ, так и управляемых объектов и процессов.

4. С физиологической точки зрения операторская деятель ость является качественно новым видом деятельности. Она содержит в себе элементы как умственной, так и физической деятельности. Причем с ростом степени автоматизации происходит все большее усиление элементов умственной, творческой деятельности. Главной функцией человека становится анализ обстановки и принятие решения, а управляющие действия пре дельно упрощаются и сводятся к нажатию кнопок, переключению тумблеров и т. д.

5. Возрастает степень ответственности за совершаемые дейст вия, поскольку ошибка оператора в выполнении даже самого простого действия может привести к нарушению работы системы, к аварии, а в ряде случаев создать угрозу для жизни оператора или других людей.

6. Нарушаются привычные условия работы человека. Зачастую для деятельности оператора характерно ограничение двигательной активности, которое проявляется не только в общем уменьшении количества выполняемой мышечной работы, но и связано с преимущественным использованием малых групп мышц. Другой особенностью является необходимость выполнения работы в условиях изоляции от привычной социальной среды. Деятельность оператора протекает, как правило, не в обществе людей, а среди приборов и индикаторов.

7. Высокая готовность к экстренным действиям. От оператора требуется в ряде случаев резкий переход от спокойной монотонной работы в нормальных условиях к активным энергичным действиям в случае возникновения нежелательных ситуаций (аварий). При этом оператор должен в течение короткого отрезка времени переработать большое количество информации, принять и осуществить правильное решение. Это приводит к возникновению сенсорных, эмоциональных и интеллектуальных перегрузок [33,40,44].

Таким образом, развитие техники вызвало изменения условий трудовой деятельности человека, а последнее, в свою очередь, изменило и требования к самому человеку-работнику. Проблема взаимодействия человека и техники в АСУ (проблема «человек — машина») превратилась в одну из основных проблем современной науки. Попытки решения этой проблемы и привели к образованию и развитию новой научной дисциплины — инженерной психологии.

Инженерная психология — научная дисциплина, изучающая объективные закономерности процессов взаимодействия человека и техники с целью использования их в практике проектирования, создания и эксплуатации СЧМ. Конечной целью

инженерно-психологических исследований является создание высокоэффективных СЧМ на основе рационального использования возможностей человека и техники. На рис. 2 схематически представлены предмет, основные задачи и цель инженерной психологии.

В настоящее время инженерная психология добилась больших успехов как в нашей стране, так и за рубежом. Однако следует иметь в виду, что пути решения основных задач инженерной психологии в странах социализма и капитализма существенно различны. Основным принципом англо-американской инженерной психологии является принцип симплификации (упрощения) труда. Идеальным вариантом считается такой, при котором деятельность человека может быть превращена в систему простых реакций. Человеческая деятельность обедняется, из нее выхолащивается творчество, а человек низводится до положения автомата и превращается по существу лишь в придаток машины.

В отличие от этого основным принципом инженерной психологии в нашей стране является принцип гуманизации труда. Согласно этому принципу совершенствование СЧМ должно быть нацелено не только на повышение эффективности техники и производительности труда операторов, но и на обеспечение условий для развития трудоспособности человека и его творческих возможностей.