инженерно психологическое проектирование

Инженерно-психологическое проектирование направлено  на взаимное согласование  психологических характеристик человека и технических характеристик машины в системе "Ч-М-С" для обеспечения максимальной эффективности, безопасности и комфортности труда. Инженерно-психологическое проектирование включает:

- рациональное  распределение  функций между человеком и машиной, анализ функций человека в конкретной деятельности, в конкретной системе "Ч-М-С";
- оптимизация информационного взаимодействия человека и  техники: а)за счет регулирования объема информационных потоков на основе учета психологических возможностей человека по скорости и точности приема и переработки информации;  б)за счет оптимального эргономического конструирования средств отображения информации (СОИ); в)за счет оптимального зргономического конструирования органов управления, оптимального построения рабочих мест операторов, пультов управления;
- обеспечение оптимальных или приемлемых критериев напряженности работы оператора, приемлемой тяжести труда. Поток информации, поступающей к человеку, можно измерить и сопоставить с психологическими возможностями человека по приему информации. Так, для измерительной системы и сигналов, поступающих с экрана (табло), количество информации определяется по формуле: I = nlog₂N, где n - количество измеряемых параметров или точек контроля, N - длина алфавита сообщений, т.е. число символов, знаков для отображения информации в данной системе отображения.

Пропускная способность (ПС) человека, т.е. максимальная  скорость, с  которой  он  может  воспринимать  и  передавать информацию (бит/сек), зависит от профессиональной подготовки и эмоционального состояния человека, яркости и размеров символов, выводимых на средства отображения информации,  их контрастности по отношению к фону и других факторов. Однако многие исследования свидетельствуют, что нормальная, без перегрузки, работа человека будет обеспечена, если ПС = 3 - 5 бит/сек. При ПС = 5 - 9 бит/сек информационная нагрузка несколько завышена, но поскольку она соответствует объему оперативной памяти (7 +/- 2), то вполне допустима. Зона перегрузки является 10 - 100 бит/сек, хотя для некоторых видов деятельности может достигать 50 - 70  бит/сек; например, человек опознает буквы, цифры со скоростью 20 - 60 бит/сек, читает про себя - 40 - 50 бит/сек, опытная машинистка печатает со скоростью 14 - 26 бит/сек, но скорость приема и запоминания информации составляет 1 - 9 бит/сек, скорость принятия сложных решений еще меньше. Если скорость поступления информации к оператору (V_пос.) превышает ПС, то из-за перегрузки человек не сможет воспринимать всю информацию,  будет допускать ошибки, пропускать сигналы, задерживать их при передаче, искажать, даже возможно принятие неверных решений.

При конструировании СОИ следует учитывать:

- информация должна быть ограничена только тем, что необходимо оператору для принятия решений и выполнения определенных действий, соответствовать пропускной способности человека
- информация должна отображаться только с такой точностью и степенью детализированности, какая требуется оператору. Поэтому сигналы должны быть лаконичными, т.к. быстрота и точность переработки информации обратно пропорциональна количеству элементов, которые оператор должен держать под наблюдением;
- информация должна отображаться в форме, непосредственно пригодной к использованию. Необходимость различных вычислений, преобразований в другие единицы исключается.
Конструктивно визуальные СОИ могут быть разных типов: стрелочные СОИ, СОИ на электронно-лучевых трубках, СОИ коллективного пользования, мнемосхемы, и для каждого из типов разработаны специфичные эргономические рекомендации. Например, скорость и точность считывания показаний на стрелочных приборах лучше на круглой шкале, чем на прямолинейных горизонтальных или вертикальных шкалах.  Наилучшими являются шкалы с ценой деления 1, 5, 10 и соответствующей оцифровкой. Точность считывания цифр зависит от соотношения высоты ширины и толщины обводки, от освещения и контрастности: оптимальное отношение толщины обводки к высоте цифр при прямом контрасте составляет 1:6, а при обратном контрасте - 1:10. Приборы, несущие наиболее важную информацию, должны иметь шкалы диаметром 120 - 130 мм, менее важную - 70 - 80 мм, а остальные - 40 - 60 мм.

Использование приборов с различным числом делений на  модель оцифровки на одной панели запрещается. Для отображения информации на дисплее следует учитывать следующие рекомендации: яркость и цвет свечения экрана дисплея, контраст, частота мелькания изображения, величина буквенно-цифровых знаков, скорость предъявления информации - все должно соответствовать психологическим характеристикам; оптимальнее использовать цвет свечения экрана высвечивания знаков желто-зеленого спектра; эти цвета характеризуются максимальной видностью и не утомляют глаз. Эргономические рекомендации таковы: яркость свечения не менее 35 нит., контраст экрана не менее 80 - 85%, размер букв, цифр при оптимальных характеристиках яркости и контраста 20' - 40', ширина знаков 0,75 его высоты,  расстояние между знаками 0,25 - 0,50 высоты знака, между словами - 0,75 - 1, между строками 0,5 - 1 высоты знака, мощность  дозы рентгеновского излучения трубки не должна превышать 100 МКР/ч на расстоянии 10 см от поверхности экрана. На скорость и точность восприятия информации влияет выбранный способ кодирования информации, т. е. способ представления информации с помощью условных символов: способ кодирования информации может быть цифрами, буквами, геометрическими формами, размерами, частотой мельканий, цветом и т.д. Выбор способа кодирования зависит от характера решаемой задачи; так, при задаче поиска информации эффективно кодирование цветом, а буквы лучше использовать для передачи информации о назначении объекта, цифры - для информации о его количественных характеристиках, геометрические фигуры (мнемознаки) - для кодирования информации в тех случаях, когда оператору необходима наглядная картина о технологическом процессе управляемого объекта. Для привлечения внимания человека используют кодирование частотой мелькания изображения 3 - 8 Гц.

Важно рационально осуществить компоновку СОИ на  информационной панели, учитывая следующие принципы
- принцип значимости, когда СОИ, имеющие важное значение, помещают в зоне наилучшего восприятия, зоне мгновенной видимости;
- принцип последовательного использования, согласно которому размещение  СОИ должно производиться в соответствии с последовательностью операций управления;
- принцип чистоты использования, требующий чтобы наиболее часто используемые элементы помещались в самых удобных зонах сенсомоторного поля;  вертикальный размер  панелей для размещения СОИ - 30 градусов вверх, и 40 градусов вниз от линии нормального взора. Угол наклона лицевой панели к горизонтальной линии взора должен составлять 60 - 80 градусов. Горизонтальный размер панелей 40 - 60 градусов с поворотом головы до 90 градусов. Эргономические требования к органам управления учитывают оптимальные характеристики двигательной системы и зрительного восприятия устройств управления и т.п. Количество органов управления должно быть минимальным, но достаточным для эффективного выполнения задач управления, а манипулирование с ними должно быть простым и надежным.

Конструкция и расположение органов управления, траектории их движения должны проектироваться с учетом особенностей антропометрии, биомеханики движений человека и анатомического строения конечностей. Форма и размеры органа управления должны обеспечивать удобный захват его рукой с тем, чтобы оператор мог длительное время работать с наименьшими затратами мускульной силы. И конечно, конструкция органа управления должна гарантировать безопасность оператора от поражения электрическим током, от различных механических повреждений рук, ног. Ручные органы управления такие как рычаги, тумблеры, вращающие рукоятки, поворотные кнопки, переключатели, маховички, штурвалы, нажимные кнопки и клавиши, имеют свои специфические особенности и соответственно свои эргономические рекомендации. Важно также и правильно произвести компоновку органов управления.

При инженерно-психологическом проектировании рассматриваются все этапы деятельности оператора и факторы, влияющие на их выполнение. Так, время выполнения оператором отдельных действий складывается из времени приема информации, ее анализа и переработки, осуществления управляющих воздействий, а также времени срабатывания технических звеньев, например время считывания показания цифрового СОИ на базе газоразрядных ламп 0,73 с, восприятие семизначного числа - 1,2 с, чтение слова из n букв = 22  + 0,9 n (миллисекунд), набор на клавиатуре дисплея одного знака = 0,6 с, простейшее арифметическое вычисление - 1  с, решение комбинарной логической задачи при числе условий n = 2, t = 4 с, при n = 5,  t = 20 с,  при n = 8, t = 60 с, нажатие кнопки - 1,6 с, поворот переключателя - 0,7 с, вращение рукояток - 0,6 с, выдача команды голосом (5 - 6 слов) - 3 с.

Наибольшее влияние на результаты деятельности оператора оказывает интенсивность поступающей к нему информации. Для оценки напряженности работы оператора используют предельно допустимые нормы, характеризующие значения информационной нагрузки - коэффициент загруженности, который равен приведенной плотности входящего потока информации. Из физиологии труда известно, что при операторской деятельности 25% рабочего времени должно быть предоставлено оператору для отдыха, период занятости - время непрерывной (без пауз) работы  T_зан <= 15 - 20 мин. Появление напряженности в работе вызывается наличием очереди в обработке информации, т. е. когда новая информация поступает до окончания обработки ранее поступившей. Если длина очереди К превышает объем оперативной памяти человека,  то возможны случаи пропуска сигналов, возникновение ошибок. К должно быть не более трех сигналов одновременно. Время пребывания информации  на  обработке  Тпр  должно  быть меньше времени  одного цикла регулирования управляемого объекта, скорость поступления информации V = 1 - 5 бит/сек.

Фактические характеристики деятельности оператора не должны превышать соответствующих предельно допустимых норм. Превышение их повлечет за собой напряженность в работе оператора, повышает вероятность ошибок и аварийных ситуаций, несчастных случаев и переутомления человека.

Мышление и воображение в психологии

Психологические особенности делового общения

Личность и коллектив как субъекты управления

Деятельность и сознание личности

Гуманистическая теория личности маслоу

Вернуться в оглавление: Психология