Возможности формализации деятельности оператора

Применение математических методов в инженер­ной психологии основано во многих случаях на фор­мализации деятельности оператора. В самом общем случае под формализацией (от лат. forma — вид, образ) понимается уточнение содержания познания, осуще­ствляемое посредством того, что изучаемому объекту (в инженерной психологии — деятельности оператора) определенным образом сопоставляются некоторые материальные конструкции, обладающие относитель­но устойчивым характером и позволяющие в силу это­го выявлять и фиксировать существенные и закономер­ные стороны рассматриваемых объектов. Особенность формализации как гносеологического приема состоит в том, что совершающееся с ее помощью выявление и уточнение содержания происходит через выявление и фиксацию его формы. Во всякой формализации всегда присутствует момент огрубления живой, развивающей­ся действительности. Однако это огрубление является необходимой стороной процесса познания.

Основное значение для формализации имеют зна­ки специального характера, в частности, применяемые в математике. Проведение формализации всегда сопровождается противоречием между формой и содержа­нием. Опыт показывает, что если формализуется дос­таточно богатая содержанием теория, область научно­го знания (например, деятельность оператора), то она не может быть полностью отображена в формальной системе; в этой области всегда остается невыявленный, неформализуемыи остаток. Это несоответствие между формализацией и формализуемым содержанием выс­тупает в качестве внутреннего источника развития формально-логических средств науки. Преодоление указанного противоречия происходит путем построе­ния новых формальных систем, в которых формализу­ется часть того, что не было учтено при предшествую­щих формализациях. Таким образом осуществляется все более глубокая формализация содержания, никог­да, однако, не достигающая абсолютной полноты*.

Рассмотренные общефилософские и общеметодо­логические проблемы формализации научного знания имеют непосредственное отношение к инженерной психологии. Именно в ней открываются особенно боль­шие возможности для формализации деятельности человека. Этому способствуют следующие обстоятель­ства [77]. В изучаемой здесь деятельности человек ре­шает ограниченный круг технических задач, а его дей­ствия зачастую оказываются детерминированными извне техническими условиями. Помимо этого для операторской деятельности отбирается определенный круг людей, психофизиологические показатели кото­рых отвечают соответствующим требованиям. Оба эти обстоятельства способствуют как ограничению числа существующих психологических переменных, опреде­ляющих поведение операторов, так и уменьшению различий в их поведении. Все это и дает основание для формализованного описания психологических законо­мерностей деятельности оператора.

Формализация деятельности оператора, как отме­чается в [207], предполагает в первую очередь матема­тическое моделирование его трудового процесса. В об­щем случае модель любой деятельности может быть представлена в виде набора взаимосвязанных между собой частных моделей. При моделировании необхо­димо учитывать форму и тип труда (управление систе­мой, техническое обслуживание, ремонт и т. п.); состав­ляющие трудовой процесс операции, их взаимосвязь, точность и время выполнения; влияние на них направ­ленности деятельности, дефицита времени, внешних условий и многих других факторов.

Применяемые на практике модели можно класси­фицировать по функциональному назначению (модели информационного поиска [62], принятия решений [17], значащих переживаний [77], приобретения и утраты навыков [10], технической диагностики и устранения неисправностей [17] и др.) и принципу построения {информационные, игровые, структурно-алгоритмичес­кие и пр.). Приведенные модели, классифицированные по функциональному назначению, являются частными моделями, отображающими либо отдельные стороны деятельности, либо ее отдельные количественные ха­рактеристики (точность, надежность, производитель­ность и т. п.), но не моделируют профессиональную деятельность в целом как специфическое сложное явление. Некоторые из этих моделей будут рассмотре­ны при изучении соответствующих разделов.

Полная модель деятельности человека может быть получена лишь на основе комбинированного использова­ния частных моделей с учетом специфики связи между ними, обусловленными психофизиологическими возмож­ностями человека и характерными для данной системы условиями его деятельности. В таких моделях возможнос­ти формализации, как правило, меньше по сравнению с частными моделями. В них обычно остается не учитывае­мый, не формализуемый остаток, поэтому полные модели являются большим огрублением действительности, чем частные модели. Однако это обстоятельство не может служить основанием для отказа от формализации деятель­ности оператора. Важно только учитывать степень огруб­ления и с учетом этого применять созданные модели на практике и делать соответствующие выводы. Наличие же неформализуемого остатка является обычно стимулом для дальнейшего совершенствования разработанных моделей. Разработка математических моделей деятельности опера­тора является важнейшим направлением применения ма­тематических методов в инженерной психологии.

Анализ деятельности человека в СЧМ показывает, что современный уровень развития отдельных матема­тических методов и недостаточная степень познания психофизиологических и интеллектуальных характери­стик, а также поведенческих мотивов человека не по­зволяют в настоящее время предложить универсаль­ного метода формализации, адекватно описывающего все эти процессы в деятельности человека. Поэтому для описания и оценки деятельности человека в инже­нерной психологии используется большое число раз­нообразных математических методов. В связи с этим выбор математического аппарата и построения на его основе адекватной математической модели становится самостоятельной проблемой. Чтобы уменьшить затруд­нения, возникающие при выборе подходящей модели, стремятся каким-то образом классифицировать уже известные модели, методы их построения и анализа, а также определить возможные области их применения. Одна из таких классификаций, основанная на делении моделей на частные и общие, рассмотрена выше. Дру­гие подходы к классификации математических моде­лей приведены в работах [40, 107, 178]. Однако эти классификации несколько громоздки и не всегда дос­таточно информативны, что затрудняет их практичес­кое использование.

Одной из наиболее полных и пригодных для прак­тического использования является классификация, предложенная А.В. Кудрявцевым [83]. Она приведена в табл. 8.1. В этой классификации выделены два основ­ных класса моделей операторской деятельности: моде­ли конкретной задачи и модели оператора (класса за­дач). Модели первого класса нестабильны, поскольку изменяются от задачи к задаче даже для одного режи­ма работы оператора. В то же время эти модели доволь­но универсальны за счет более широкой сферы при­менения. Отмеченных недостатков в определенной мере лишены модели оператора, однако каждая из них (кроме, пожалуй, структурно-алгоритмических) может быть эффективно использована только в своей специ­фической области.

Для построения моделей деятельности оператора, как следует из табл. 8.2, может быть использован раз­личный математический аппарат.

Таблица 8.1

Классификация математических моделей операторской деятельности

Таблица 8.2

Возможности применения математических методов в инженерной психологии

К математическим методам в инженерной психо­логии предъявляются следующие требования: размер­ность (описание процессов управления со многими неизвестными), динамичность (учет фактора времени), неопределенность (учет случайных, вероятностных составляющих в деятельности оператора), факторностъ (учет специфических особенностей поведения челове­ка, например, напряженности, эмоций и т. п.), описа-тельность (возможность описания внутренних, психо­физиологических механизмов деятельности человека). Кроме того, применяемые методы должны допускать возможность описания деятельности человека и фун­кционирования машины с единых позиций, с помощью единых показателей и характеристик [196]. Сравни­тельная характеристика различных методов приведе­на в табл. 8.2.

Из этой таблицы видно, что метод, одинаково хоро­шо учитывающий все характеристики деятельности оператора, практически отсутствует. Каждый из рас­смотренных методов оптимален лишь по одной — двум характеристикам, иными словами, удачно описывает лишь определенные стороны деятельности оператора. Поэтому при решении инженерно-психологических задач очень часто приходится применять комбинацию тех или иных методов. Это можно сделать, воспользо­вавшись данными табл. 8.1. и 8.2. Рассмотрим более подробно возможности и особенности применения различных математических методов, перечисленных в этих таблицах, для построения моделей деятельности оператора.