Методы инженерной психологии и эргономики

Системно-антропоцентрическая концепция инженерно-психологического проектирования (ИПП) привела к необходимости более широкого, чем ранее, привлечения к исследованию методов моделирования, алгоритмизации, фор­мализации и связанных с ними понятий. Рассмотрим те методы исследования, которые, найдут самую широкую область приложений при проектировании деятельности. Формирование методов решения проблемы проектирования деятельности (ППД) зависело не только от особенностей деятельности челове­ка как объекта исследования и проектирования, но и от мето­дологической и технической вооруженности исследователя [3].

Рассматриваемые методы можно разделить по признаку характера результата, поступающего в распоряжение исследователя, на качественные и количественные.

Можно выделить четыре качественных метода [3].

Метод традиций – основан на том предпо­ложении, что всегда можно найти прототип если не всей си­стемы, то отдельных ее подсистем. Следовательно, на человека нужно возложить те функции, которые он традиционно выпол­нял в других подобных эргатических системах[11]. Обоснованность этого предположения вытекает из известного тезиса, что раз­работка любой системы на 90% представляет эволюцию и лишь на 10% революцию. Этот метод нашел довольно широкое приложение в современных инженерно-психологических иссле­дованиях.

По сути дела метод традиций является отправным для процессуальной концепции ИПП. В определенной мере он по­влиял на развитие структурно-обобщенного метода расчета надежности системы «человек – машина».

Второй метод основывается на том предположении, что оператору следует поручать только те функции, которые нельзя формализовать для их технической реализации. При этом не учитывается, что человек мог бы (или не мог бы) выполнить их более эффективно. Считается, что в качестве исходных данных для проектирования в этом случае необходимо иметь полную информацию об объекте, его составе, а также алгорит­мы функционирования и управления как всем объектом, так и отдельными его звеньями. Распределение функций осуществ­ляется, исходя из концепции максимальной автоматизации, на основе которой автомат должен выполнить все принципиально возможные для него функции.

Третий метод основан на использовании принципа ответст­венности. Согласно этому принципу, человеку должны поручать­ся те функции, которые имеют наибольшую значимость и вы­полнение которых связано с наибольшей ответственностью. В пользу такого подхода свидетельствуют эмпирические данные о том, что: 1) если предоставленный человеку уровень ответст­венности или значимости будет меньше, чем тот, который он может оправдать, то надежность всей системы может значи­тельно снизиться; 2) если необходимо использовать способность человека осуществить перестройку своей деятельности с связи с непредвиденными обстоятельствами, то разрешение новых проблем бывает более эффективным в случае предоставления человеку относительной свободы в выборе действий три соответ­ствующей ответственности за их исход.

На этих отправных положениях в инженерной психологии основан описательный метод решения проблемы проектирования деятельности на фазе распределения функций и получены удов­летворительные результаты его приложения при предваритель­ной разработке структуры одной из систем, предназначенной для космических исследований.

Четвертый метод в инженерной психологии получил широкое распространение. Этот метод основан на логическом сопостав­лении преимущественных возможностей по тем или иным пока­зателям человека и технического устройства при выполнении конкретных функций. На основе этого метода был получен ряд важных результатов. В частности, метод сравнения явился отправной точкой для чрезвычайно интенсивных иссле­дований, результатом которых явилось создание так называе­мых индикаторов с убыстрением. В результате использования таких индикаторов было достигнуто резкое улучшение характе­ристик деятельности оператора. Однако данный метод не учи­тывает тех свойств, которые появляются при взаимодействии человека и технического устройства.

Все рассмотренные качественные методы в значительной ме­ре субъективны, так как полученные результаты дают основание для решения лишь частных задач согласования характеристик ма­шин и человека в системах управления.

Что касается количественных методов, то известное самостоятельное значение в инженерной психоло­гии последнее время приобрел так называемый экспертный метод. Сторонники этого метода опираются на интуицию, опыт и значения человека в той области, в которой этого человека можно считать специалистом. Опыт и знание экспертов не могут быть в полной мере форма­лизованы, но, безусловно, они представляют несомненную цен­ность при решении задач ИПП. К сожалению, при решении сложных задач ИПП, где приходится иметь дело с обширной областью данных, подбор экспертов сам по себе представляет задачу значительной трудности [3].

При получении экспертных оценок принято рассматривать следующие этапы (рис.2):

Рис. 2. Основные этапы получения экспертных оценок

К числу основных принципов построения системы эксперт­ных оценок относят:

ü ограничение разнообразия суждений экспертов за счет выравнивания информационной неоднородности, присущей экспертной группе, на этапе формирования каждым экспертом собственной модели причинно-следственных связей анализируе­мого явления;

ü ограничение разнообразия суждений экспертов за счет итеративного подхода к формированию коллективного мнения группы, периодически уточняемого на основе поступления новой информации из внешней среды;

ü обеспечение циркуляции информации без искажений вну­три экспертной группы за счет создания благоприятного психо­логического климата;

ü количественную измеримость оцениваемых явлений, ха­рактеризуемую устойчивым набором признаков, состояния кото­рых могут быть обозначены некоторыми числами.

Приведенный перечень этапов и принципов экспертного мето­да свидетельствует о необходимости проведения значительной подготовительной работы перед его непосредственным исполь­зованием. Анализ литературы показывает, что основное внимание сейчас обращается на математическую обработку эксперт­ных оценок. Центральный вопрос здесь – формализация степе­ни согласованности мнений экспертов, которая определяется коэффициентом согласованности. Этот коэффициент служит мерой величины существующей неопределенности и степени достоверности получаемых количественных оценок.

Важное значение имеет также оценка степени компетентности экспертов в исследуемой проблеме. Для этой оценки может быть использован коэффициент ранговой корреляции рядов мнений экспертов. Оценка компетентности может быть также уточнена с помощью процедуры типа «экзамен» и тренировочных игр.

Экспертный метод становится сейчас весьма популярным в инженерной психологии. Очевидная его доступ­ность и кажущаяся простота при поверхностном знакомстве создают иллюзию самых широких возможностей для решения с его помощью задач ИПП. Причем, к сожалению, обращают внимание не на принципиальные трудности использования ме­тода в инженерной психологии, а на процедурные трудности.

Принципиально новые возможности для решения проблемы проектирования деятельности возникли в связи с использовани­ем системного и кибернетического подходов. Конкретным выра­жением использования системных и кибернетических концепций является, в частности, применение моделей как средства теоре­тического и экспериментального исследования [2, 3].

Метод моделирования деятельности человека хотя и связан самым непосредственным образом с ранее рассмотренными методами решения проблемы проектирования деятельности, од­нако обладает такими отличительными чертами, которые по­зволяют рассматривать его как особый самостоятельный метод исследования. Роль моделирования в современных научных ис­следованиях настолько велика, что математическое моделиро­вание рассматривается наряду с дедуктивным методом и экспе­риментом в качестве третьего «интеллектуального орудия». Бла­годаря синтетической природе метод моделирования содейству­ет интеграции различных сфер формализованного и содержа­тельного знания, позволяя наиболее оптимально сочетать стро­гие формализованные и нестрогие интуитивно-содержательные приемы познания в исследованиях.

Моделирование целесообразно использовать для:

1) получения основных представлений о характере деятель­ности человека в эргатической системе и создания языка для адекватного описания этой деятельности. Здесь исследуются принципы управления и обработки информации человеком в отдельных подсистемах и ищутся оптимальные частные харак­теристики этих подсистем;

2) подтверждения принципиальной возможности создания эрратической системы по определенной схеме и сопоставления определенных типов схем с целью выбора наиболее перспектив­ных. Здесь определяется структура деятельности человека, от­рабатывается и коррелируется взаимодействие элементов и под­систем эргатической системы и проверяется ее работоспособ­ность в комплексе;

3) имитирования деятельности в условиях, максимально приближенных к реальным.

Таким образом, посредством моделирования можно решать как задачи, связанные с обоснованием требований к элементам системы со стороны оператора, так и задачи получения комп­лексной оценки эффективности тех или других вариантов струк­туры системы. Именно моделирование помогает добиться наибо­лее адекватного решения проблемы проектирования деятель­ности.

При построении моделей деятельности необходимо учиты­вать основные требования к создаваемым моделям для повышения ценности последних и избегания ошибок и погрешностей:

а) модель должна быть непротиворечивой в рамках моделирования процессов, способной вписываться в более общую модель и быть основной для детализации частных моделей;

б) модель должна выполнять определенные информацион­ные функции, нести новые знания о структуре моделируемых процессов, обеспечивать прогноз их функционирования, выявле­ние новых свойств этих процессов;

в) при реализации модели должны быть использованы самые современные технические средства. Важное требование к моделям деятельности

заключается в том, что они должны адекватно отображать существенные свойства реальной позна­вательной и исполнительной деятельности. Лишь при этом ус­ловии создаваемые модели окажутся пригодными для прогноза эффективности того или иного вида деятельности и затрат вре­мени на нее.

Однако при реализации метода моделирования приходится сталкиваться с рядом методологических проблем:

1. Расчленение процесса проектирования приводит к рас­членению процесса моделирования. Разделение модели являет­ся методологической проблемой: при наличии сложных взаимо­связей между подсистемами разделение может привести к по­тере информации.

2. Разработчики подсистем и разработчики системы пользу­ются различными моделями.

3. Исследование характеристик системы в целом выполня­ется на основе предварительного анализа характеристик под­систем. Вместе с тем требования к подсистемам также можно сформулировать, лишь исходя из свойств системы в целом. Выход из порочного круга усматривается в организации после­довательных приближений. Процесс проектирования и модели­рования сложной системы оказывается циклическим.

4. Данные, по которым строится модель на начальных цик­лах проектирования, зачастую получают после небольшого числа экспериментов или на основе экспертных оценок, и поэтому они неточны. На последующих этапах неопределенность умень­шается, но не исчезает. Таким образом, моделирование в целях решения ППД реализуется, как правило, в условиях неопре­деленности исходных данных.

Метод моделирования может быть реализован тремя спосо­бами: как физическое моделирование, как математическое моделирование или как разумное сочетание того и другого спо­собов.

Эргономика использует методы наук, входящих в эргономический комплекс: физиологии, гигиены, охраны труда и др. Специфические эргономические методы принято делить на три группы [2]:

1) методы сбора данных о характеристиках процесса взаимодействия человека и технических устройств;

2) методы преобразования данных для целей проектирования систем «человек – техника – среда»;

3) методы оценки проектов (насколько полно учтены эргономиче­
ские требования и рекомендации).

Таким образом, для решения задач ИПП деятельности опе­ратора используется система методов. При этом методы, состав­ляющие систему, не просто механически дополняют друг друга, но и диалектически взаимодействуют. Однако взаимодополняемость и взаимодействие методов не снимают доминирующего влияния одного из них.

Известно, что методы формируются под воздействием кон­цепций, господствующих в той или иной период развития зна­ния. Поэтому в разное время доминирующее значение может приобретать тот или иной метод (группа методов).

Для современного этапа развития инженерно-психологиче­ского исследования характерно использование методов, в осно­ве которых лежит формализованное описание деятельности человека-оператора, особенно метода математического моделиро­вания. Инженерная психология уже вступила на путь матема­тического моделирования деятельности, но испытывает на этом пути много серьезных трудностей, причем зачастую не техни­ческого, а методологического порядка. К этим трудностям от­носятся сложные аспекты и противоречия в понимании природы метода математического моделирования. Поэтому целесообраз­но уточнить те пункты, которые являются отправными при ис­пользовании метода математического моделирования деятель­ности в процессе инженерно-психологического проектирования [3].

Литература:

1. Душков Б.А. Основы инженерной психологии. – М.: Высшая школа, 2002. – 390 с.

2. Горюнова Л.Н. Операторская деятельность в человекотехнических системах: Учеб. Пособие. – СПб., 2006. – 68 с.

3. Никитина Е.В. Психология труда и инженерная психология. – М.: СГУ, 2001. – 60 с.

4. Сергеев С.Ф. Инженерная психология и эргономика. – М.: НИИ школьных технологий, 2008. – 176 с.

5. http://www.ergo-spb.org/news/allnews/265.

6. http://mapn.su/membership/lvov-vladimir-markovich

7. http://ru.wikipedia.org/wiki

8. http://lib.rus.ec/b/204316/read

[1] Петр Яковлевич Шлаен – почетный президент Межрегиональной эргономической ассоциации, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии СССР, доктор технических и психологических наук, профессору, Главный научный сотрудник Межотраслевого центра эргономических исследований и разработок [5].

[2] Львов Владимир Маркович - специалист по эргономике, доктор технических наук, профессор, полковник, Лауреат Госкомоборонпрома РФ[6].

[3] Михаил Алексанрович Рыкачев (1841-1919) – русский метеоролог, директор Главной физической обсерватории, ординарный академик Императорской академии наук [7].

[4] Иван Михайлович Сеченов (1829-1905) – выдающийся русский физиолог, ученый-энциклопедист, психолог, патолог, анатом, гистолог, токсиколог, естествоиспытатель [7].

[5] Фредерик Уинслоу Тейлор (1856-1915) – американский инженер, основоположник научной организации труда и менеджмента [7].

[6] Фрэнк Гилберт (1868-1924) – один из основателей «науки о движении» и «научных методов управления» [8].

[7] Генри Форд (1863-1947) – американский промышленник, владелец заводов по производству автомобилей по всему миру, изобретатель, автор 161 патента США [7].

[8] Алексей Капитонович Гастаев (1882-1939) – русский революционер, профсоюзный деятель, поэт и писатель, теоретик научной организации труда и руководитель Центрального института труда [7].

[9] Борис Федорович Ломов (1927-1989) – советский психолог, специалист в области общей, инженерной и педагогической психологии, а также психологии познавательных процессов [7].

[10] Владимир Петрович Зинченко (1931-2014) – российский психолог, один из создателей инженерной психологии в России [7].

[11] Эргатическая система – схема производства, одним из элементов которой является человек или группа людей. Основными особенностями таких систем являются социально-психологические аспекты [7].