Текст книги "Основы инженерной психологии"

1.3. Предмет, задачи и методы инженерной психологии

В западных странах инженерная психология (Ergonomics, Human engneering) первоначально рассматривалась как наука, решающая проблемы приспособления техники к человеку.

Так, один из родоначальников инженерной психологии А. Чапанис определяет инженерную психологию как науку, исследующую такие способы конструирования машин, такую организацию операций и рабочей среды, которые наиболее соответствуют возможностям и ограничениям рабочих.

Следует отметить, что в литературе существует достаточно определений того, что есть инженерная психология. В общих чертах инженерная психология рассматривается как наука, занимающаяся психологической гуманизацией техники в процессе ее конструирования и рационализации. Так, отечественные исследователи М.А. Дмитриева, А.Л. Крылов, А.И. Нафтульев определяют инженерную психологию как науку, изучающую разнообразные системы «человек – машина» с целью достижения их высокой эффективности и разрабатывающую психологические основы конструирования техники, подбора людей и их профессиональной подготовки. Другие авторы (Б.А. Душков, А.В. Королев, Б.А. Смирнов) определяют инженерную психологию как научную дисциплину, изучающую объективные закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники с целью использования их в практике проектирования, создания и эксплуатации систем «человек – машина». Если остановиться на последнем определении, то можно сказать, что предметом инженерной психологии являются процессы информационного взаимодействия человека и техники. Данное определение, на наш взгляд, наиболее точно характеризует предмет инженерной психологии, поскольку в системах управления циркуляция и переработка информации имеет фундаментальное значение: от точности своевременного приема информации человеком, надежности ее хранения и воспроизведения, эффективности переработки в конечном итоге зависит надежность, быстродействие всей системы «человек – машина».

Нарушение же информационного взаимодействия человека и машины является одной из главных причин ошибочных действий. Если говорить о субъекте труда в инженерной психологии, то им является оператор – человек, взаимодействующий со сложной техникой через информационные процессы.

Оператор – это и диспетчер энергетической системы, и пилот – командир воздушного корабля, и человек у компьютера, и управляющий прокатным станом или самыми разнообразными в технологическими процессами.

Одно из центральных понятий инженерной психологии – это понятие система «человек – машина». Понятие системы «человек – машина» (СЧМ) или сложных человекомашинных комплексов (СЧМК) включает человека – оператора (группу операторов) и машину, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. В настоящее время создаются и развиваются новые виды крупномасштабной, энергонасыщенной, потенциально опасной техники, такие как космические пилотируемые транспортные корабли, орбитальные станции, боевые и пассажирские самолеты, крупнотоннажные морские и речные суда, различные типы автоматизированных производств.

Все это примеры систем «человек – машина», которые характеризуются тем, что в такой системе человек не имеет возможности непосредственно наблюдать управляемые процессы. Тем не менее, оператору, управляющему машиной, необходимо представлять себе, что она делает: нужно какое-то отображение процесса. Иногда бывает достаточно простого переключателя типа «вкл. – выкл.», а иногда необходимо многообразие всяких циферблатов, дисков и шкал, как, например, в кабине самолета.

Цель здесь одна – сообщить оператору, как функционирует машина. Отображение – это представление информации в форме, которая может быть воспринята чувствами человека. Если это предупреждающие звуковые сигналы, они должны передаваться в диапазоне нашей слышимости. Если сигналы визуальные, они должны быть ясными и четкими, чтобы их можно было сразу различить. В первых самолетах, например, несчастные случаи происходили оттого, что приборы в кабине были расположены неправильно: те, которые давали жизненно важную информацию, находились за пределами прямого обзора, и их показания легко было упустить.

Специфика деятельности оператора состоит в том, что он, с одной стороны, контролирует состояние управляемого объекта и воздействует на него через дистанционные передачи. С другой стороны, он работает не с реальными объектами, а с их имитирующими образами, информационными моделями, которые представлены в виде условных кодов, а код не дает всех существенных признаков, которыми пользуется человек в естественном контакте с объектом. Так, контролер на атомной электростанции понимает и контролирует не физику атомного реактора, а наблюдает лишь за функционированием комплексной системы увязанных друг с другом процессов и их сочетанием.

В этой связи информационная модель должна, с одной стороны, с необходимой полнотой и точностью отображать состояние управляемого объекта, с другой – соответствовать возможностям оператора по приему и переработке информации. Чтобы система «человек – машина» функционировала надежно и эффективно, необходимо, чтобы информация, адресуемая человеку, передавалась ему в форме, наиболее удобной для ее восприятия, запоминания и осмысливания, а органы управления были бы удобными для организации соответствующих движений. Часто человек допускает ошибки не потому, что он не овладел своей профессией, а потому, что его психофизиологические возможности ограниченны: скорость передаваемой ему информации превышает возможности органов чувств, форма сигналов оказывается трудной для осмысливания.

Если при создании новой техники не будут учтены закономерности восприятия, внимания, памяти и мышления, психические свойства и динамика его психических состояний, то это означает, что уже в самой создаваемой технике закладывается человеческая ошибка. Таким образом, развитие автоматизации перемещает трудовые операции с выполнения двигательных операций во внутренние психологические процессы.

Поскольку инженерная психология возникла на стыке двух наук: психологических и технических, для нее характерны черты обеих наук. Как психологическая наука инженерная психология изучает психические и психофизиологические процессы и свойства человека, выясняя, какие требования к отдельным техническим устройствам и построению систем «человек – машина» в целом вытекают из особенностей человеческой деятельности, т. е. решает задачу приспособления техники и условий труда к человеку.

Как техническая наука инженерная психология изучает принципы построения сложных систем, посты и пульты управления, кабины машин, технологические процессы для выяснения требований, предъявляемых к психологическим, психофизиологическим свойствам человека-оператора. В этой связи инженерная психология обращается к решению как теоретических, так и практических задач. Теоретические задачи предполагают изучение человека как субъекта деятельности, исследование информационной сущности всех форм психического отражения.

Сюда же относятся, во-первых, задачи психической регуляции и психических (психофизиологических) состояний в процессе трудовой деятельности и в подготовительный период, когда осуществляются профотбор, обучение, тренировка, во– вторых, раскрытие основных закономерностей взаимодействия человека с людьми и техникой в системах «человек – техника», в-третьих, исследование психических и физиологических процессов при обработке информации человеком, управляющим машиной; изучение информационных систем человека, закономерностей кодирования внешнего сигнала, формирования психического образа и его регулирующей функции.

Практические задачи сводятся к согласованию человека и техники как элементов единой системы, где под согласованием понимается, во-первых, максимальное приспособление техники к человеку (по параметрам конструкции и технологического процесса), во-вторых, максимальное приспособление человека к технике (по параметрам профессиональной пригодности, профессиональной подготовленности), в-третьих, рациональное распределение функций между человеком и автоматическими устройствами в системах «человек – техника».

Приспособление техники к человеку должно осуществляться с помощью ряда последовательных целенаправленных инженерно-психологических разработок на всех этапах проектирования. В целом они составляют суть инженерно-психологического обеспечения проектирования автоматизированных систем управления. В инженерной психологии используются следующие методы исследований: организационные, которые обеспечивают комплексный подход к исследованию систем «человек – машина (главное – не синтез изолированных исследований, а «синтез нового» знания). Здесь можно выделить эмпирические способы получения нового знания, а именно: психофизиологические методы (исследования или испытания), где исследования раскрывают механизмы и закономерности, а испытания выявляют с помощью тестов соответствие человека и машины.

Физиологические методы определяют затраты организма, «психофизиологическую цену» успешности в труде, где важной составляющей является наблюдение и самонаблюдение, эксперимент (лабораторный, производственный, «формирующий»). Диагностические методы инженерной психологии – это тесты, анкеты, социометрия, беседы-интервью. Здесь же приемы анализа продуктов деятельности, хронометрия, циклография, профессиографическое описание, трудовой метод, оценка изделий.

Необходимость учета специфики взаимодействия человека с техникой (дистантность работы с объектом управления, работа с образными моделями и др.) определяет и специфичность методов. Это методы моделирования деятельности оператора в системе «человек – машина» (математическое, кибернетическое, психологическое, статистическое моделирование). Поскольку метод моделирования является наиболее специфичным для инженерной психологии, есть смысл рассмотреть его более подробно. Как отмечает Б.А. Смирнов, сущность метода моделирования – это изучение деятельности и построение на основе этого изучения психологической, математической или статистической модели.

Заметим, что модель должна «воспроизводить» не весь моделируемый объект, а лишь наиболее существенные элементы, связи и отношения, что и позволяет в более простом и доступном виде выделять и анализировать достаточно сложные объекты. Так, Б.А. Смирнов выделяет следующие виды моделирования деятельности оператора:

Во-первых, это психологическое моделирование, или замещение реальной деятельности некоторой ее модификацией (через имитаторы, макеты, испытательные стенды). Выделяется два основных вида психологического моделирования: 1) внешнее воспроизведение, имитация деятельности и рабочего места оператора; 2) воспроизведение характерных сторон деятельности без внешнего сходства (например, моделирование групповой деятельности по гомеостатической методике, когда несколько человек в разных душевых кабинках купаются и им необходимо так отрегулировать воду, чтобы всем было хорошо. Внешне это никак не похоже на «настоящую» работу операторов, но, по сути, моделирует сложные отношения в бригаде операторов.

Во-вторых, математическое моделирование – исследование деятельности с помощью математических моделей (через формулы, неравенства, закономерности), когда такая модель ставится в соответствие реальному процессу труда.

В-третьих, статистическое (имитационное) моделирование – это имитация деятельности оператора при помощи ЭВМ с учетом воздействия и просчета различных факторов, включая прогнозирование случайных факторов.

Достоинства статистического моделирования по сравнению с психологическим моделированием состоит в том, что появляется возможность его применения на любых стадиях проектирования системы «человек – машина» (когда еще реальной деятельности нет и как бы нечего «имитировать»).

По сравнению с математическим моделированием – это возможность учета основных психофизиологических закономерностей деятельности оператора (математика предлагает лишь абстрактные модели, где «соответствие реальному процессу» лишь предполагается). Недостатки статистического моделирования заключаются в том, что данный метод численный, и поэтому результаты, полученные при таком моделировании, соответствуют определенным начальным условиям и исходным данным (не учитывается изменчивость этих условий и данных). Поэтому для других условий моделирование необходимо проводить заново.

1.4. Связь инженерной психологии с другими науками

Развитие инженерной психологии происходит в тесной связи с развитием психологической науки в целом, т. е., исследуя процессы информационного взаимодействия человека и техники, инженерная психология опирается на методологические принципы, теоретические концепции и схемы, разработанные общей (теоретической) психологии. Она использует знания о закономерностях восприятия, внимания, памяти и мышления, посредством которых человек принимает и перерабатывает информацию, накопленную в экспериментальной психологии. Большое значение для инженерной психологии имеют данные психофизиологии, раскрывающие физиологическое обеспечение психических процессов, а также физиологические основы индивидуальных различий между людьми.

Поскольку современная техника обслуживается, как правило, коллективами людей, инженерная психология обращается к проблемам социальной психологии, изучающей закономерности формирования коллективов, совместную деятельность, общение и взаимоотношение людей. Но опять-таки она берет социально-психологические проблемы в специфическом плане: взаимодействия людей в системе «человек – машина».

При решении многих задач профессионального отбора, обучения и тренировок операторов инженерная психология использует достижения, полученные в педагогической психологии и педагогике. В последнее время наметились точки соприкосновения между такими, казалось бы, далекими друг от друга отраслями психологии, как инженерная и юридическая.

Речь идет в данном случае о психологическом анализе и установлении ответственности различных лиц за совершаемые оператором ошибочные действия (особенно приводящие к нежелательным последствиям). Причем сказанное относится не только к оперативному персоналу, но и к создателям техники и организаторам производства. Инженерная психология плодотворно развивается в содружестве с физиологией и гигиеной труда и кибернетикой.

Но в отличие от кибернетики, пытающейся увидеть в человеке машину, инженерная психология, напротив, в машине видит человека. Инженерная психология как научная дисциплина связана с психологией труда. Психология труда имеет основной целью повышение эффективности труда за счет совершенствования уже созданной, уже эксплуатируемой техники и приспособления человека к эксплуатации этой техники.

Психология труда изучает психические процессы, происходящие при выполнении ручного или простого машинного труда, которые состоят в том, что человек посредством орудия труда воздействует на предмет труда. Она вырабатывала соответствующие рекомендации, относящиеся к отбору работников, их профессиональной подготовке, режиму трудовой деятельности и т. п. Например, к водителю трамвая при профессиональном отборе предъявлялись требования быть внимательным, обладать достаточной скоростью реакции, чтобы не наехать на внезапно возникшее препятствие, не теряться в стрессовых ситуациях.

Пока машина выполняла только энергетические или силовые функции, методы психологии труда обеспечивали работу людей с производственной или военной техникой. Но с переходом к машинам, способным замещать психические функции человека (воспринимать и преобразовывать информацию, осуществлять контроль за производственными процессами, вырабатывать управляющие воздействия), проблемы изучения психических процессов в сфере человекомашинного взаимодействия уже вышли за традиционные рамки психологии труда.

Проблемы взаимодействия человека, машины и среды в процессе трудовой деятельности изучаются эргономикой – это наука о трудовой деятельности, изучающей антропометрические, психофизиологические, информационные, педагогические аспекты. Инженерная психология может рассматриваться как составная часть эргономики, решающая ее задачи применительно к сложным системам «человек – машина», обеспечивающая учет психологических факторов при проектировании и эксплуатации этих систем. В настоящее время повышение «удельного веса» социальных и организационных факторов на производстве выдвигает необходимость помимо изучения систем «человек – машина» интенсивно исследовать системы «человек – коллектив – техника – среда», иначе: «социотехнические системы».

На этой основе рождается новый научный комплекс – наука управления. В рамках этого комплекса инженерная психология также не теряет самостоятельности, объединяется с экономикой, организацией труда, социологией, социальной психологией и рядом других дисциплин, изучающих социотехнические системы. Важное место в этом комплексе занимает психология управления, включающая в себя функционально-структурный анализ организационных систем и управленческой деятельности, психологический анализ построения, эксплуатации и использования в народном хозяйстве автоматизированных систем управления, социально-психологический анализ производственных и управленческих коллективов с исследованием психологии руководства.

Таким образом, в психологии управления осуществляется переход от «операторской» психологии к анализу деятельности проектировщиков и конструкторов автоматизированных систем управления, а также обслуживающего персонала этих систем. Главное здесь – глубокое изучение психологических особенностей, структуры, механизмов управленческих процессов, управленческой деятельности в целом. Из рассмотренного видно, что управленческая деятельность выходит за рамки инженерной психологии и не может быть понята без социально-психологического анализа процессов управления. Однако точно так же она не может быть изучена и без инженерно-психологического анализа социотехнических систем.

В этом заключается прямая взаимосвязь инженерной психологии и науки управления (точнее, той ее части, которая относится к психологии управления). В последние годы усиливаются взаимосвязи между инженерной психологией и экономикой. Это обусловлено развитием техники и технологий, совершенствованием системы экономического планирования и управления производством, что открывает мощные резервы роста производительности труда и повышения эффективности производства. Однако они могут быть по-настоящему реализованы только при условии развития творческой активности человека. Поэтому наряду с резервами, создаваемыми научно-техническим прогрессом, все большее значение на современном этапе приобретают резервы главной производительной силы общества – человека. Возрастает роль психологических факторов как одного из важнейших условий интенсификации экономики.

Широкое внедрение инженерно-психологических разработок в практику народного хозяйства оказывает существенное влияние на экономические показатели отдельных подразделений и предприятий. В свою очередь, высокая экономическая эффективность этих разработок способствует более быстрому и широкому их внедрению, возрастанию авторитета научных исследований в области инженерной психологии. Это оказывает существенное влияние на развитие дальнейших исследований в данной области.

Вопросы и задания для самопроверки

1. Что такое автоматизация и как она влияет на процесс труда?

2. Где и когда возникла инженерная психология?

3. Причины возникновения инженерной психологии.

4. Что изучает инженерная психология?

5. Перечислите основные задачи инженерной психологии. 6. Назовите основные методы инженерной психологии.

7. С какими науками связана инженерная психология?

2. Методологические принципы и системный подход в инженерной психологии

2.1. Основные принципы инженерной психологии

Чтобы успешно решать перечисленные задачи, в инженерной психологии было разработано несколько методологических принципов, выполнение которых на практике способствует повышению результативности инженерно-психологических исследований и разработок. Основными из этих принципов являются: принцип гуманизации труда, принцип активного оператора, принцип проектирования деятельности, принцип последовательности и принцип комплексности.

Принцип гуманизации подчеркивает ведущую, творческую роль человека в процессе труда. Противоположным ему является принцип симплификации (упрощения), при реализации которого стремятся к максимальному упрощению деятельности человека, из нее выхолащиваются все творческие элементы, а сам человек низводится до придатка машины, оставаясь исполнителем лишь механических действий и движений. Так, на заводе Форда был станок для обработки блока цилиндров автомобильного мотора, получивший название «негрский», так как «белые» на нем не могли проработать и несколько дней. При работе на других станках Форда трудовые движения рабочего напоминали первобытный танец.

Другой принцип – это принцип активного оператора, который предполагает, что человек всегда должен находиться в состоянии готовности к действию, поскольку степень готовности к действию служит важным фактором надежности человека как звена в автоматизированной системе, определяющая своевременность и эффективность вмешательства оператора. Профессии оператора в автоматизированных системах свойственна высокая интенсивность внимания почти на всем протяжении рабочего времени. Это обусловлено тем, что в автоматических устройствах не исключена возможность выхода из строя тех или других элементов, возникновения непредвиденных осложнений, которые требуют от оператора экстренного перехода от наблюдения к действию. Поэтому согласно принципу активного оператора при определении роли человека в системе «человек – машина» очень важно, чтобы он не был просто придатком машины, а осуществлял активные функции. Более того, если говорить вообще об активности человека, то, безусловно, она определяется его природой, т. е. тем, что человек в процессе работы обязательно имеет в виду конечную цель своих взаимодействий с техникой.

Оператор не только перерабатывает информацию, принимает решение, манипулирует органами управления, но и имеет свое личное отношение к выполняемым действиям, активно стремится к цели. Да и при активной позиции оператора эффективность его деятельности достигает более высокого значения, а психофизиологические затраты оказываются меньшими. Подробно данный принцип мы рассмотрим в следующих подразделах в связи с проблемой автоматизации.

Принцип проектирования деятельности предполагает, что проект деятельности должен выступать как основа для решения всех остальных задач построения систем «человек – машина». Необходимо спроектировать деятельность человека, который будет пользоваться этими устройствами. Более того, сами эти устройства, используемые в системе «человек – машина», должны разрабатываться на основе и с учетом проекта будущей деятельности человека-оператора. Они не могут рассматриваться сами по себе, безотносительно к человеку. К техническим устройствам нужно подходить как к средствам сознательной деятельности человека.

В связи с проектом деятельности должен решаться вопрос об автоматизации тех или иных звеньев производственного процесса. При автоматизации в первую очередь необходимо обеспечить передачу автомату тех функций, которые для человека являются одноразовыми, шаблонными, примитивными и выполнение которых вызывает у него чувство монотонности, скуки, раннее развитие утомления. Автоматы и вычислительная техника должны также освободить человека от необходимости перерабатывать потоки информации, превышающие его возможности. Начало проектирования – это определение того круга задач, который поручается человеку. Тем не менее, проект деятельности не сводится к перечню задач. Важнейшей его частью является описание психологических составляющих и определение в данной конкретной системе «человек – машина».

Проект деятельности должен предусматривать пути формирования у оператора умения планировать собственную деятельность, осуществлять самоконтроль и управление собственными резервами. Например, в деятельности летчика или космонавта имеет большое значение, будет ли она регулироваться непрерывно (или прерывисто) поступающими зрительными, слуховыми и другими внешними сигналами? Или же оператор должен основную информацию, необходимую для управления, хранить в памяти? Как часто оператору придется принимать решения и какого уровня сложности?

Таким образом, проект деятельности оператора должен явиться не только основой построения системы «человек – машина», но и основой для ее правильного применения по назначению, включая такие вопросы, как обучение и тренировка операторов, организация их труда, контроль и оценка результатов их деятельности.

Согласно принципу последовательности выполнение инженерно-психологических требований не должно представлять собой одноразовое мероприятие по созданию проекта деятельности оператора, а должно быть обеспечено на всех этапах существования системы «человек – машина»: проектирования, производства и эксплуатации. Реализация на практике принципа последовательности позволяет разрабатывать и внедрять единую систему инженерно-психологического обеспечения системы «человек – машина» на всех этапах ее существования.

Реализация принципа комплексности означает необходимость развития междисциплинарных связей инженерной психологии, взаимодействия ее с другими науками о человеке и технике. Этот принцип опирается на идеи В.М. Бехтерева о комплексном изучении человека и человеческого фактора. Подчеркивая ведущее, первостепенное значение психологической проблематики, необходимо иметь в виду, что только ею не исчерпываются все «человеческие» проблемы, возникающие при анализе, изучении и оптимизации системы «человек – машина». В этой связи возникает потребность тщательного изучения не только информационного взаимодействия, но и других аспектов функционирования систем «человек – машина», в частности антропометрических, гигиенических, физиологических и т. п.