Предмет эргономики и ее задачи

Проблемы определения объекта исследования эргономики и тех сторон в этом объекте, которые она изучает, т. е. выявления ее предмета исследования, представляются особо важными для фор­мирующейся научной дисциплины. Указанные определения строят­ся, как правило, исходя из эмпирических данных и в значительной степени из реального научного вклада специалистов, занятых в данной области знания [5, 13, 23, 28, 49, 51, 53, 54].

Эргономика — научная дисциплина, комплексно изучающая че­ловека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятель­ности, связанной с использованием машин (технических средств). Человек, машина и среда рассматриваются в эргономике как слож­ное, функционирующее целое, в котором ведущая роль принадле­жит человеку. Эргономика является одновременно и научной, и проектировочной дисциплиной, так как в ее задачу входит разра­ботка методов учета человеческих факторов при модернизации действующей и создании новой техники и технологии, а также со­ответствующих условий труда (деятельности).

Интерес к системам «человек — машина» возник в середине XX в.; он обусловлен тем, что в качестве объектов технического проектирования и конструирования стали все чаще выступать раз­личного рода сложные системы управления производством, транс­портом, связью, космическими полетами и т. п., эффективность функ­ционирования которых во многом определяется деятельностью включаемого в них в качестве ведущего звена — человека. Сочета­ние способностей человека и возможностей машины (или совокуп­ности технических средств) существенно повышает эффективность управления. Несмотря на совместное выполнение функций управ­ления человеком и машиной, каждая из двух составляющих этой сложной системы подчиняется в работе собственным, свойственным только ей закономерностям, причем эффективность функционирова­ния системы в целом определяется тем, в какой степени при ее созда­нии были выявлены и учтены присущие человеку и машине особен­ности, в том числе ограничения и потенциальные возможности.

Предметом эргономики является конкретная деятельность чело­века (группы людей), использующего машины (технические сред­ства], а объектом исследования — система «человек (группа лю­дей) — машина (техническое средство) —среда»[1]. Задача оптими­зации таких систем требует комплексного подхода. «Эргономика — это наука плюс техника. Предмет эргономики как науки — деятель­ность человека-труженика и человека-потребителя. Цель эргономи­ки как техники — оптимизация условий труда» [16, с. 14].

Эргономика рассматривает технический и человеческий аспекты в неразрывной связи. Эргономика может, вероятно, существовать и добиваться определенных успехов на стыке психологии, физиоло­гии, гигиены труда и анатомии, однако подлинный прогресс и практическая ценность ее определяются уровнем синтеза в ней че­ловеческого и технического аспектов. Более того, стремление рас­крыть закономерности этого синтеза характеризует эргономику как новую науку особого типа. Решение прикладных проблем эргоно­мики предполагает движение одновременно в двух направлениях — от требований человека к технике и условиям ее функционирова­вия и от требований техники и условий ее функционирования к че­ловеку. Оба эти направления взаимосвязаны, и оптимальные реше­ния находятся, как правило, на их пересечении. Для нахождения таких оптимальных решений недостаточно использовать отдельные рекомендации психологии, физиологии, гигиены труда, антропомет­рии и др. Необходимо согласовать эти рекомендации между собой, субординировать и увязать в единую систему требований к тому или иному виду конкретной деятельности и условиям ее осущест­вления. Важны знания (или представления) не отдельных функци­ональных возможностей восприятия, мышления и действий рабо­тающего человека, а его деятельности в целом, причем необходимо учитывать все обстоятельства, от которых зависит успех деятель­ности человека.

Эргономичность техники является целостной характеристикой, наиболее обобщенным показателем, венчающим иерархическую структуру свойств и показателей более низких уровней. Эта це­лостная характеристика вырастает из ряда эргономических свойств техники: управляемости, обслуживаемости, освояемости и оби­таемости. Первые три характеризует органичность включения тех­ники в соответствующие виды деятельности человека (группы лю­дей). Обитаемость техники характеризует приближение условий (среды) ее функционирования к биологически оптимальным параметрам внешней среды, при которых работающему человеку обес­печиваются нормальное развитие, хорошее здоровье и высокая ра­ботоспособность, а также достигается уменьшение или ликвидация вредных последствий ее эксплуатации для окружающей среды. Каждое эргономическое свойство техники, в свою очередь, вы­растает из ряда комплексных показателей, которые представляют разные, но взаимосвязанные стороны этих свойств. Комплексные эргономические показатели формируются на основе групповых показателей, которые представляют собой совокупность однород­ных единичных эргономических показателей: социально-психологи­ческих, физиологических, психологических и психофизиологических, антропометрических и гигиенических. Данная иерархическая струк­тура объединяет различные уровни интеграции эргономических показателей. Изучение взаимопереходов одних уровней в другие и составляет собственно исследовательскую задачу эргономики.

Различают две стадии (этапа) в развитии и соответственно два вида эргономики — коррективную и проективную (превентивную), которые соответственно связывают с задачами модернизации су­ществующих машин и систем и с проектированием новых. Приня­тый в коррективной эргономике подход предполагает в каждом случае оптимизацию деятельности поочередно по отдельным факто­рам: психологическдму (тогда значение антропометрического, фи­зиологического и гигиенического факторов заранее принимается как оптимальное либо не учитывается вообще), физиологическому, гигиеническому и т.д. (с теми же оговорками). Затем отдельные, данные суммируются. Вполне очевидно несоответствие подобной суммы идеализированных одномерных моделей реальным условиям протекания деятельности, где все факторы взаимосвязаны и пере­плетены. Если бы эргономике не отводилась роль научной основы комплексного проектирования деятельности, то такая идеализация, широко принятая в научных исследованиях, была бы не только допустимой, но и закономерной, поскольку она позволяет доби­ваться особой строгости результатов и сокращать сроки исследо­ваний отдельных сторон деятельности.

Коррективная эргономика играет немаловажную роль, объеди­няя для решения важных и актуальных проблем специалистов раз­личных областей знания. В коррективной эргономике предприни­маются попытки свести воедино, пусть зачастую и механически, факты, добытые различными науками о труде. Коррективная эрго­номика оказывает определенное положительное влияние на прак­тику проектирования, способствует накоплению отдельных данных о труде.

Формирование проективной эргономики предполагает не только накопление данных о человеческих факторах, но и развитие спе­циальных исследований типичных видов и форм человеческой дея­тельности, создание методов ее анализа и формализации, выявле­ние факторов, определяющих ее эффективность. В свою очередь, эти задачи побуждают анализировать факторы, влияющие на про-текание различных видов деятельности, составлять эргономиче­скую типологию видов деятельности, разрабатывать собственные, специфические, исследовательские методы проективной эргоно­мики.

Проектировщики нуждаются в научно обоснованном инструмен­те проектирования трудовой деятельности, позволяющем оптими­зировать СЧМ. Такой инструмент и призвана дать проективная эргономика, формирование которой позволит нейтрализовать явно наметившуюся тенденцию «рецептурной» эргономики, таящей в се­бе опасность ограничения роли творческого анализа в таком слож­ном и ответственном деле, каким является гуманизация техники и условий труда и быта.

В связи с усиливающейся тенденцией технизации быта специа­листы в области эргономики все большее внимание уделяют ис­следованию человеческих факторов применительно к задачам про­ектирования, создания и оценки технически сложных изделий куль­турно-бытового назначения. Однако в этом направлении сделаны только первые шаги.

Эргономика играет все возрастающую роль и в решении ком­плексной проблемы реабилитации лиц, в той или иной мере утра­тивших трудоспособность. Такая реабилитация представляет сис­тему государственных, социально-экономических, медицинских, профессиональных, педагогических, психологических и других ме­роприятий, направленных на возвращение больных и инвалидов в общество и к общественно полезному труду. Изучение возможно­стей и особенностей различных категорий инвалидов с целью уче­та полученных результатов при проектировании оборудования об­щественных, административных и жилых зданий, а также отдель­ных помещений, рабочих мест и различных промышленных изде­лий представляет одно из важных направлений эргономики. С этой же целью в эргономике изучаются психофизиологические возмож­ности и особенности людей пожилого возраста.

Имея в качестве основного объекта исследования системы СЧМ, эргономика изучает определенные их свойства. Эти свойства полу­чили название человеческих факторов; они представляют собой ин­тегральные характеристики связи человека и машины (техническо­го средства), проявляющиеся в конкретных условиях их взаимо­действия при функционировании системы, связанном с достижени­ем конкретных целей.

Из приведенного определения человеческих факторов следует, что они не могут быть сведены к взятым самим по себе характери­стикам человека, машины (технического средства), среды. Естест­венно, при их выделении и определении используются фундамен­тальные знания о каждом из этих компонентов системы, имеющие­ся и получаемые в соответствующих изучающих их науках. Из приведенного определения следует также, что характеристики и свойства, фиксируемые в понятии человеческих факторов, пред­ставляют собой не отдельные изолированные признаки компонентов СЧМ, а являются ее совокупными, системными качествами. «Новое качество, возникающее как продукт интеграции, соедине­ния в единое целое многих элементов, дает нечто большее, чем сумма частей, оно отражает некие общие кооперативные свойства данного множества явлений и представляет собой определенность надындивидуальную» [19, с. 83].

По отношению к свойствам — качествам компонентов СЧМ че­ловеческие факторы представляют собой качества второго порядка, возникающие как результат интеграции, воплощения в единое це­лое природных качеств, характеризующих среду, предметных ка­честв, характеризующих машину (техническое средство), функци­ональных, в том числе и социальных качеств, характеризующих человека. Эргономику интересуют не все возможные «первичные» качества человека, машины, среды, а лишь те, которые определя­ются положением и ролью человека в СЧМ — именно поэтому они называются человеческими факторами. Это не значит, что число та­ких качеств невелико. По-видимому, наиболее совершенными и эф­фективными будут такие модели, в которых количество свойств, качеств человека, поставленных в функциональную связь с его положением в системе, с ее природными и предметными качества­ми, является максимальным. Именно поэтому для оптимизации деятельности человека и обеспечения эффективности СЧМ недоста­точно компетенции отдельных наук, изучающих различные аспек­ты трудовой деятельности.

Эргономика должна обеспечить определение необходимой и достаточной номенклатуры функциональных связей между компо­нентами СЧМ, поскольку только в этом случае последняя и может приобрести статус системы, обладающей заданной эффективностью и отвечающей определенным критериям. Номенклатура функцио­нальных связей должна быть конструктивной (а не бесконечной) и отвечать целому ряду критериев оценки СЧМ, как техническим (стабильность, надежность, помехоустойчивость), так и социально-экономическим. Конкретно это выражается в том, что эргономика не просто оперирует различными наборами исходных свойств, ка­честв, показателей (гигиенических, физиологических, психологи­ческих, социально-психологических, технических, экологических и пр.), добываемых в соответствующих науках, а трансформирует их в системные качества путем установления между ними необхо­димого числа функциональных связей.

Человеческие факторы, понимаемые как важнейшие интеграль­ные характеристики СЧМ, представляют собой, таким образом, не­которую суперпозицию исходных показателей, а соответственно и фиксированные (или динамичные) функциональные связи между элементами и компонентами СЧМ. Поскольку система «человек — машина» представляет собой определенную функциональную струк­туру, то с эргономической точки зрения человеческие факторы вы­ступают как основные, системообразующие элементы, или таксоно­мические единицы анализа функциональной структуры системы.

Естественно, что функциональная структура СЧМ характеризует­ся не только человеческими, но и другими факторами: организаци­онными, информационными, территориальными и пр. Поэтому вы­деление человеческих факторов в качестве единиц анализа, т. е. элементов функциональной структуры системы, разумеется, не ис­ключает выделения в ней таксономических единиц другого рода в зависимости от целей анализа таких систем.

Человеческие факторы не однородны. Их выделение и класси­фикация — достаточно сложная и специальная задача. Важно от­метить, что и сами человеческие факторы выступают как струк­турные образования различной степени сложности. Понимаемые именно таким образом, они представляют собой некоторое времен­ное сочетание сил, способное осуществить определенное достиже­ние.

Такое понимание эргономики и человеческих факторов расхо­дится с распространенным взглядом на эргономику как на комплекс наук о трудовой деятельности или как на своего рода метанауку, интегрирующую другие науки. Статус эргономики определяется тем, что она оперирует данными, полученными в других науках, трансформирует их, разрабатывая свои исходные представления и средства и преследуя собственные цели и задачи, связанные с орга­низацией и проектированием условий и способов деятельности че­ловека в системе.

Как уже отмечалось, именно деятельность человека служит основанием при выделении необходимых для учета человеческих факторов, при определении функциональных связей между компо­нентами СЧМ. Столь же справедливо и то, что наличие подобных функциональных связей представляет собой необходимую основу для организации успешного осуществления деятельности человека в системе. Это означает, что человеческие факторы не даны изна­чально. Они представляют собой искомое, то, что может быть най­дено лишь на основе предварительного анализа задач СЧМ, функ­ций человека в системе, типа и характера его трудовой деятель­ности.

Подобный анализ является непременным условием проектиро­вания СЧМ. Иное дело, что он осуществляется с большим или меньшим профессионализмом, на интуитивном или научном уров­не, эмпирически, экспериментально (на соответствующих прототи­пах, макетах, экспериментальных стендах или реальных устройст­вах), на основании имеющегося практического опыта. В результа­те такого предварительного анализа деятельности определяется номенклатура человеческих факторов, учет которых необходим для эффективного функционирования СЧМ. Полнота выделенных че­ловеческих факторов и соответственно богатство и полнота потен­циальных функциональных связей между компонентами СЧМ, ко­торые удалось установить на этапе проектирования системы, су­щественно облегчают внедрение указанных систем, в том числе и формулирование требований к профессиональному отбору, обучению персонала, согласованию внешних средств трудовой деятель­ности и способов ее осуществления и пр. Правильно выделенная и сконструированная система человеческих факторов во многом определяет проектирование СЧМ, обеспечивая повышение эффек­тивности ее функционирования и способствуя успешному выполне­нию предписанных ей задач.

Таким образом, деятельность человека представляет собой на­чало и завершение эргономического исследования, эргономической оценки, эргономического проектирования. Понятие деятельности соответственно служит и теоретической основой приведенной выше трактовки человеческих факторов. Поэтому в эргономике форми­руются новые концептуальные схемы деятельности и новые мето­ды ее анализа, что, в свою очередь, стимулирует разработку общей теории трудовой деятельности. В указанном отношении проблема­тика эргономики перекрещивается с проблематикой праксеологии, которая ставит задачу изучения общих законов всякой деятельно­сти и определения наиболее общих правил ее организации.

На основе марксистского учения о предметной деятельности, ее развитии и формах наметился продуктивный выход эргономиче­ских исследований в сферу теории и методологии изучения трудо­вой деятельности. Эффективное решение эргономических проблем возможно только при условии, «если синтез общественных и есте­ственных наук будет направляться не по пути механического объ­единения данных тех или других наук в некую суммированную си­стему или конгломерат знаний и не по пути их «соподчинения», а станет базироваться на общей теории трудовой деятельности» [43, с. 63].

Эргономика решает задачи рациональной организации деятель­ности людей в СЧМ, целесообразного распределения функций между человеком и машиной, определения критериев оптимизации СЧМ с учетом возможностей и особенностей работающего челове­ка (группы людей), разрабатывает типологии таких систем. К числу эргономических относятся проблемы определения методов оценки динамики функционального состояния работающих людей-и оптимальных показателей среды СЧМ.

Определенное представление о содержании эргономических ис­следований дают систематизация и анализ публикаций в журналах. Реферативный английский журнал «Ergonomics Abstracts» следую­щим образом классифицирует все работы по эргономике (приво­дится сокращенно).

I. Работы общего характера.

П. Человек как компонент системы: 1. Перцептивные (входные)-процессы (зрение, слух и т. п.). 2. Центральные процессы (кратко­временная и долговременная память, принятие решений, внимание и т. п.). 3. Основные моторные процессы (слежение, двигательные навыки, ручная сноровка и т. п.). 4. Характеристика перцептивно-моторной деятельности и факторы, влияющие на нее. 5. Основные физиологические процессы. 6. Условия работы (статическая и ди-намическая нагрузка). 7. Антропометрические и биомеханические данные. 8. Основные данные физиологии органов чувств и факто­ры, влияющие их физиологические и биомеханические функции (утомление, стресс и т. п.).

III. Проектирование средств взаимодействия между человеком и машиной: 1. Визуальные, слуховые, кинестетические и тактиль­ные индикаторы. 2. Органы управления и специализированные входные устройства. 3. Планирование рабочего пространства. 4. Конструкция оборудования, инструментов, механизмов и машин, специального защитного снаряжения. 5. Физические факторы сре­ды (освещенность, шум, вибрация, температура, атмосферные ус­ловия и т. п.).

IV. Проектирование и организация систем: 1. Распределение функций между человеком и машиной. 2. Проектирование и орга­низация работ (темп, рабочие смены и т. п.). 3. Тренировка. 4. От­бор. 5. Мотивация и отношение к работе.

V. Методы исследования и экспериментальная техника в эрго­номических исследованиях: 1. Методы и приборы измерения, ана­лиза и оценки данных. 2. Программа тренировки, процедуры отбо­ра, тестирование, методики опроса и т. п. 3. Моделирование, в том числе на ЭВМ. 4. Статистическая обработка данных и планирова­ние эксперимента, в том числе с помощью ЭВМ.

В приведенном перечне заложена определенная избыточность информации, обусловленная требованиями информационного по­иска.

Эргономика не только изучает, но и проектирует целесообразные варианты конкретных видов человеческой деятельности, связанных с использованием новой техники. На основе проекта деятельности, разработанного в соответствии с основными целями создаваемой СЧМ, формулируются требования к используемым техническим средствам, которые используются в трудовой деятельности, и одно­временно к профессиональному отбору и обучению, а также к тех­ническим средствам подготовки. При этом не только внешние сред­ства обусловливают способы деятельности, но в соответствии с последними «преобразуются» и внешние средства, в результате чего происходит оптимизация условий, способствующих проявлению трудовой активности человека.

Эргономика при социализме содействует созданию таких усло­вий, орудий и процессов труда и быта, которые позволяют более успешно решать триединую задачу: повышение эффективности де­ятельности, сохранение здоровья людей и всестороннее развитие личности. «Уже сейчас, видимо, следует... в разработке техничес­кого задания исходить из идеи вторичной, обслуживающей фун­кции машин, и, следовательно, учитывать прежде всего позитивные качества человека как действительного субъекта труда, т. е. то, что составляет не его недостатки, а его преимущества по сравне­нию с машиной. На этом пути открываются принципиально новые резервы повышения эффективности труда... В перспективе переход от решения неотложных проблем организации труда, совершенст­вования имеющейся техники, адаптации человека к сложившимся уже технологическим нормам к проектированию новых видов чело­веческой деятельности на основе комплексного теоретического ис­следования потенциальных физических, психических и интеллекту­альных возможностей человека, которым уже сейчас занимается эргономика» [43, с. 63].

Проектирование человеческой деятельности опирается на фун­даментальные психологические исследования и моделирование выс­ших психических функций: восприятия, памяти, мышления (образ­ного и понятийного). Эти функции являются по существу собствен­ными средствами, или психологическими инструментами деятель­ности. К числу таких 'средств (способов) деятельности относятся опыт, знания, программы и схемы поведения, навыки оператора, составляющие в совокупности его профессиональный облик. На основе собственных средств деятельности формируются постоянные и оперативные образно-концептуальные модели, лежащие в основе процесса принятия решения и управляющей деятельности челове­ка, которые подлежат специальному формированию и тренировке.

Работающий человек, использующий арсенал 'психологических инструментов деятельности, опирается на внешние средства, предо­ставляемые ему конструкторами машин и систем. К внешним сред­ствам деятельности относятся информационные модели, реализу­емые на устройствах отображения 'информации (экраны, табло, мнемосхемы, индикаторные приборы или в форме документа), средства математического обеспечения ЭВМ (при решении задач совместно с ЭВМ), и другие вспомогательные средства подготовки решения, органы управления и средства коммуникации. В разных условиях центр тяжести проектирования может приходиться либо на внешние, либо на собственные средства деятельности.

Проектирование конкретных видов человеческой деятельности как в сравнительно простых, так и в сложнейших человеко-машин­ных комплексах требует проведения самых разнообразных иссле­дований. Специальные издания в области эргономики насыщены экспериментальными антропометрическими, физиологическими и психологическими исследованиями познавательной и исполнитель­ной деятельности. Более того, эргономика наложила свой отпеча­ток на проблематику, теорию и методы исследования в упомяну­тых областях знания. Получаемые в науках о человеке результаты выполняют сейчас не только функцию иллюстрации и доказатель­ства той или иной теории или гипотезы. Они приобретают и само­стоятельное практическое значение. Грамотное проектирование внешних средств трудовой деятельности и формирование способов ее осуществления требуют не только теоретических знаний о строе­нии человеческой деятельности, но и большого числа количествен­ных данных, относящихся к точности, скорости, устойчивости и оперативности выполнения различных видов деятельности. Полу­чение таких данных возможно лишь на основе разработки новых методов экспериментального исследования, создания специальных экспериментальных стендов. Их сложность (и стоимость) порой бывает соизмеримой с реальной сложностью технических средств, с которыми приходится иметь дело операторам современных авто­матизированных систем управления.

При таком размахе экспериментальных работ и их направлен­ности на решение практических задач особенно велико значение методологических исследований.

Перед эргономикой стоят два класса методологических проб­лем. Первый связан с тем, что эргономика является областью меж­дисциплинарных исследований. Поэтому важнейшей задачей явля­ется разработка методологических средств для учета и синтеза ре­зультатов, полученных в различных областях знаний, на которые опирается эргономика. Отсюда не следует делать вывод, что эрго­номика не может успешно развиваться до тех пор, пока не будет решена, например, старая, как мир, проблема взаимоотношений между психическим и физиологическим. В эргономике данная ме­тодологическая проблема ставится в достаточно конкретной форме и приобретает вид проблемы совместимости в одном эксперименталь­ном исследовании как различных методов, так и способов интер­претации получаемых результатов. Уже сейчас накапливается по­зитивный опыт психологического изучения различных видов пред­метной познавательной деятельности с одновременной полиэффекторной регистрацией физиологических функциональных структур и систем, участвующих в реализации этих видов деятельности.

В итоге получаются данные, позволяющие характеризовать не только суммарную эффективность деятельности, например, в режи­ме обнаружения, информационного поиска или информационной подготовки решения, но также и энергетические затраты участву­ющих в ее реализации физиологических функциональных систем. На основании 'подобного объединения в одной экспериментальной процедуре методов, развитых в различных науках, в частности в психологии и физиологии, появляется возможность делать более реальные прогнозы относительно эффективности и возможных фун­кциональных состояний в проектируемых видах деятельности. Ана­логичным образом накапливается опыт одновременного изучения антропометрических, биомеханических и психологических аспектов исполнительной деятельности, например деятельности в режиме сенсомоторного слежения, оперирования органами управления, в том числе и имеющих две-три степени свободы.

Второй класс методологических проблем, стоящих перед эрго­номикой, может быть назван внутридисциплинарным. В каждой из наук, на которые опирается и результаты которых использует эр­гономика, существуют различные методологические подходы, кон­цептуальные схемы и методические приемы изучения и описания одних и тех же явлений. Эти концептуальные схемы возникали в свое время для решения определенных научных и практических задач, которые далеко не всегда совпадают с задачами эргономики Но это вовсе не означает, что молодая научная дисциплина должна проявлять «методологический ригоризм» и обязательно строить собственную методологическую концепцию, так сказать, на пустом месте, лишь бы эта методология была оригинальной, эр­гономической. Иное дело, что при опробовании пригодности тех или иных сложившихся ранее концептуальных схем и методологических подходов для решения эргономических задач возникает необходи­мость их частичного пересмотра, дополнения, изменения. Разработ­ка проблем методологии и методов исследования способствует по­строению теории эргономики и тем самым обогащает практику конкретных исследований.