Тема 8 Человек в системе управления

Понятие системы «человек-машина» (СЧМ). Структурная схема СЧМ. Функции человека-оператора. Сравнительные преимущества человека и средств автоматики и принципы распределения функций между ними. Основные характеристики СЧМ: время цикла регулирования, пропускная способность, точность, надежность.

Если психология труда изучает деятельность человека в производственных процессах, то в инженерной психологии главный субъект труда – это «оператор» – человек, взаимодействующий со сложной техникой через информационные процессы. Таким образом, знания инженерной психологии необходимы в практике проектирования, создания и эксплуатации систем «человек-машина» (СЧМ) с учетом особенностей и возможностей психомоторных свойств человека.

СЧМ это комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, предназначенных для решения единой задачи, который включает средства отображения информации (СОИ), органы управления (ОУ), средства автоматического регулирования (САР) и объект управления (машина).

Структурно схему СЧМ можно представить следующим образом (рисунок 8.1)

СОИ

Человек - оператор

ОУ

Вход

О

САР

братная

связь

МАШИНА

Выход

Рисунок 8.1 – Структурная схема СЧМ

Другие авторы [ 3,5,16] в обобщенном варианте структурную схему СЧМ показывают следующим образом (рисунок 8.2), акцентируя внимание на деятельность рецепторов, эффекторов и нервной системы.

Рецепторы

(органы чувств)

Средства отображения информации

Центральная нервная система

Информационные логические и вычислительные устройства

Управляемый объект

Эффекторы (органы движения)

Органы

управления

Человек Машина

Рисунок 8.2 – Структурная схема системы «человек-машина»

Выделяются различные критерии классификации СЧМ:

- по степени участия человека в работе системы: 1) автоматизированные (работающие практически без человека по жестким программам) или детерминированные; 2) автоматизированные (человек работает вместе с техническими средствами); или недетерминированные; 3) неавтоматизированные (человек больше работает без применения сложных технических средств);

- по целевому назначению: 1) управляющие (основная задача – управление машиной или комплексом); 2) обслуживающие (человек контролирует состояние машины, ищет неисправности, осуществляет настройку); 3) обучающие (тренажеры, технические средства обучения – ТСО); 4) информационные (радиолокационные, телевизионные и т.п.); 5) исследовательские (моделирующие установки, макеты);

- по характеристике «человеческого звена» («человеческого фактора»): 1) моносистемы (один человек, например пилот или оператор станков с ЧПУ); 2) полисистемы (несколько человек, бригада), где выделяются «паритетные» (когда все операторы работают на равных) и иерархические (с четкой соподчиненностью операторов, например экипаж летательного средства, бригада тепловоза, электровоза);

- по типу взаимодействия человека и машины. 1) непрерывное, постоянное (например, система «водитель-автомобиль»); 2) частичное стохастическое (например, система «оператор-компьютер, ЭВМ», «наладчик—станок с ЧПУ»); 3) эпизодическое взаимодействие;

- по типу и структуре машинного компонента в СЧМ: 1) инструментальные СЧМ (неотъемлемый компонент системы – инструменты и приборы, которые отличаются высокой точностью выполняемых самим человеком операций, т.е. важна роль самого человека); 2) простейшие человеко-машинные системы (включают стационарные и нестационарные технические устройства); 3) сложные человеко-машинные системы (включают целую систему взаимосвязанных аппаратов, различных по своему функциональному назначению); 4) системотехнические комплексы (часто система расширяется до «человек-человек-машина» как некая иерархия более простых систем).

Традиционно выделяют следующие показатели качества систем «человек-машина»:

Важнейшей характеристикой СЧМ является ее эргономичность. В целом эргономичность СЧМ предполагает: 1) управляемость системы (социально-психологические и психологические характеристики; возможность контролировать систему); 2) обслуживаемость (соответствие физиологическим и психофизиологические характеристикам оператора); 3) освояемость (соответствие системы антропометрическим характеристикам оператора); 4) обитаемость (соответствие гигиеническим требованиям).