Файл: Литература 25 Краткая история развития эргономики 27.doc

7

Оптимизация средств и систем отображения информации

§1. Деятельность оператора с информационными моделями

Развитие промышленности XX столетия все в большей и большей степени характеризуется механизацией и автоматизацией произ­водственных процессов. В ряде случаев это приводит к тому, что во многих видах деятельности не так легко конкретно указать и определить предмет труда и его результат. Дело в том, что сред­ства трудовой деятельности начинают занимать в сознании рабо­тающего место ее предмета, а сам предмет как бы «дематериали­зуется». Этот процесс дематериализации происходил постепенно. Существовало и существует большое число ситуаций, когда тре­буемая точность непосредственного наблюдения и оценки превос­ходит разрешающую способность органов чувств человека. Для повышения точности непосредственного наблюдения стали исполь­зовать различные датчики, информация от которых поступает в аналоговой или цифровой форме. Эта информация частично дуб­лирует непосредственное восприятие предмета труда или рабочего процесса. Приборная информация предъявляется в более удобной для восприятия форме. Использование таких двойных источников информации — это начало «раздвоения» предмета трудовой дея­тельности. Человек начинает иметь дело не только, а в некото­рых случаях и не столько с непосредственно наблюдаемыми, сколько с инструментально измеренными свойствами предмета тру­да. Такие ситуации типичны для многих транспортных профессий, для профессий металлургов, инструментальщиков и др. По мере того как человек все больше удалялся от предмета труда в силу невозможности или опасности его непосредственного наблюдения, все шире стали использовать разнообразные средства дистанцион­ного, контроля и управления, специальные средства отображения информации. Последние предназначены для предъявления челове­ку данных, характеризующих объекты управления или его пара­метры, ход технологического процесса, наличие энергетических ресурсов, состояние средств автоматизации, каналов связи и пр. Эти данные предъявляются человеку в количественной, качественной, в том числе и картинной форме.

Внедрение систем дистанционного контроля и управления привело к тому, что средства отображения информации стали использовать в качестве единственного источника информации об управляемом объекте, рабочем процессе и о состоянии самой си­стемы дистанционного управления или системы «человек — маши­на». Операторы таких систем действуют не с реальными объекта­ми, а с их заместителями или имитирующими их образами, т. е. с информационными моделями реальных объектов. Последние, бу­дучи средствами трудовой деятельности операторов, нередко ста­новятся и ее предметом.

---

Информационная модель есть организованная в соответствии с определенной системой правил совокупность информации о со­стоянии и функционировании объекта управления и внешней сре­ды. Она является для оператора своеобразным имитатором, отра­жающим все существенно важные для управления свойства реаль­ных объектов, т. е. тем источником информации, на основе кото­рого он формирует образ реальной обстановки, производит анализ и оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает решения, обеспечивающие правильную ра­боту системы и выполнение возложенных на нее задач, а также наблюдает и оценивает результаты их реализации.

В философско-методологической литературе под моделью по­нимается функциональный гомоморфный перенос (отображение) части внешнего мира на систему понятий (изображений, визуали­зированных картин, символов, знаков и т. п.). Это отображение не является взаимно-однозначным, т. е. изоморфным, однако оно сохраняет связи, которые существуют между элементами внешнего мира. Последнее свойство позволяет модели быть не только описа­тельной, но и предсказательной. В соответствии с таким опреде­лением существенными компонентами модели являются: 1. Поня­тия (термины, знаки, символы). 2. Постулаты (аксиомы или зако­ны). 3. Правила трансформации (правила вычисления). 4. Прави­ла соответствия, отображения, которые позволяют сравнивать результаты вычислений с экспериментальными или практическими результатами. Приведенные четыре общих положения могут ха­рактеризовать модели-теории, а также очень простые модели. Распространены также и операционные определения модели. Си­стема является моделью, если она способна отвечать на вопросы о внешнем мире. Важным достоинством операционного определе­ния является то, что оно включает в себя не только модели-теории, но и кибернетические системы, реализованные с помощью ЭВМ. В соответствии с общепринятым положением о том, что слиш­ком абстрактная модель бесплодна, а слишком детальная вводит взаблуждение, объем информации, включенной в модель, и пра­вила ее организации должны соответствовать задачам и способам

управления. Физически информационная модель реализуется с по­мощью разнообразных средств отображения информации.

Наиболее существенной особенностью деятельности человека с информационной моделью является необходимость соотнесения сведений, получаемых посредством приборов, экранов, мнемосхем, табло и т. п., как между собой, так и с реальными управляемыми объектами. На процедурах соотнесения этих сведений строится вся деятельность оператора. Отсюда понятно, что построение адекватной информационной модели является одной из важней­ших задач конструирования системы управления в целом.

---

В работе по созданию информационных моделей, предшествую­щей выбору технических средств ее реализации, т. е. средств ото­бражения информации, необходимо руководствоваться следующи­ми эргономическими требованиями:

— по содержанию: информационные модели должны адекватно отображать объекты управления, рабочие процессы, окружаю­щую среду и состояние самой системы управления;

— по количеству информации: информационные модели должны обеспечивать оптимальный информационный баланс и не при­водить к таким нежелательным явлениям, как дефицит или излишек информации;

— по форме и композиции: информационные модели должны со­ответствовать задачам трудового процесса и возможностям человека по приему, анализу, оценке информации и осущест­влению управляющих воздействий.

Всесторонний учет этих требований в процессе проектирования обеспечивает необходимую оперативность и точность трудовой деятельности человека и, в частности, эффективное выполнение функций системой «человек — машина».

Информационные модели современных СЧМ в большинстве -случаев адекватно отражают объекты управления и состояние системы управления. Тем не менее работа оператора с ними часто не удовлетворяет требованиям оперативности и точности..

Опыт показывает, что операторы часто сталкиваются с трудно­стями, которые являются результатом того, что конструктор исхо­дит из неправильных или неполных представлений о возможно­стях человека по приему и переработке информации. С этим свя­заны такие просчеты, как неудачный выбор системы кодирования, предъявление слишком больших объемов информации или слиш­ком быстрая ее смена, не говоря уже об игнорировании элемен­тарных психофизиологических требований. Главная причина этого в том, что в основу информационной модели нередко кладется система взаимосвязей реального объекта, не учитывающая специ­фических особенностей психологической структуры работы чело­века с этим объектом.

Предметное содержание деятельности оператора весьма много­образно. Это разнообразие отражено в классификации автомати­зированных систем управления (АСУ). К нему следует лишь добавить саму систему управления и ее элементы, которые высту­пают в качестве особого предметного содержания деятельности операторов, занятых функциональным контролем и обслуживанием средств автоматизации. В описание предметного содержания объектов управления обязательно должны входить пространствен­но-временные и динамические параметры их существования, функ­ционирования и взаимодействия.

---

Кстати, для того чтобы проиллюстрировать многообразие пред­метного содержания деятельности оператора, следует напомнить, что в качестве такового выступает и его собственное функциональ­ное состояние. Это типично для проводимых космонавтами медико-биологических, психологических и эргономических исследований. Анализ предметного содержания деятельности является исход­ным и необходимым условием решения любых эргономических за­дач. Детальная характеристика предметного содержания деятель­ности особенно необходима на стадиях разработки информацион­ных моделей и для обучения операторов.

Характеристика психологического содержания деятельности оператора была дана в работах Д. Ю. Панова и В. П. Зинченко [8, 9], после чего многократно воспроизводилась, детализирова­лась, уточнялась применительно к различным видам операторской деятельности. Здесь нужно подчеркнуть, что эргономика и инже­нерная психология изучают и проектируют именно деятельность с информационными (и исполнительными) моделями. В инженер­ной психологии нередко употребляется термин «взаимодействие человека со средствами автоматизации». Этот термин, однако, не позволяет зафиксировать специфику человеческой деятельности. Средства автоматизации, как известно, могут взаимодействовать друг с другом и без помощи человека. Об этом можно было бы и не говорить, если бы термины «информационное взаимодействие», «информационный обмен» и т. п. не задавали неверную методоло­гическую ориентацию эргономическим и инженерно-психологиче­ским исследованиям.

Понятие деятельности применимо и в тех случаях, когда речь идет о диалоге человека и машины. Во всяком диалоге имеется ведущий партнер. В диалоговых взаимоотношениях человека и машины в автоматизированных системах управления меняется лишь то, что оператор имеет значительно большую свободу опе­рирования с информационной моделью по сравнению с первыми-поколениями АСУ. Видимо, в перспективе операторы в известных пределах сами будут определять содержание и форму информа­ционных моделей, обращаясь к информационному обеспечению АСУ.

Узловая проблематика психологического анализа деятельности оператора связана с содержанием, формой постоянных и опера­тивных образно-концептуальных моделей (ОКМ) реальной и прогнозируемой обстановки, самой системы управления, потен­циальных и актуальных проблемных ситуаций. ОКМ также включает в себя систему оценок и ценностей, оперативные способности, общее представление о времени и пространстве и определенный способ взаимодействия индивида с внешним миром. Проблема внутренних моделей окружения возникла в философии и общей психологии до инженерно-психологических исследований. Эти мо­дели назывались также собственными, концептуальными. (В ка­честве курьеза можно упомянуть также об употреблении равно­значных по смыслу, но неадекватных по форме терминов «мозго­вая» и «психическая модель».)

---

В контексте инженерно-психологических исследований пробле­ма внутренних и концептуальных моделей была выдвинута в Англии в 1943 г., но затем она долго не могла получить соот­ветствующей разработки. Интерес к этой проблематике возродил­ся в последние годы в связи с приходом на смену необихевиоризму и информационному подходу когнитивной психологии. В нашей литературе проблеме формирования и функционирования ОКМ посвящено большое число экспериментальных психологических исследований. Это связано с основной ориентацией советской эрго­номики и инженерной психологии на формирование у оператора системы разумных действий, а не цепей реакции. Хотя к деятель­ности человека в АСУ предъявляются требования в отношении скорости, своевременности, оперативности, это не означает, что у человека надо вырабатывать реактивные, импульсивные формы поведения. Подчеркивание значения ОКМ в деятельности опера­тора—это подчеркивание разумного, сознательного характера его деятельности.

Сложность рационального определения (и проектирования) дея­тельности оператора состоит в том, что его включают в систему управления для выполнения таких функций, применительно к ко­торым часто невозможно выработать четкие и однозначные инструкции и правила. При этом оператору поручаются выполне­ние или контроль наиболее важных и ответственных функций в системе. От оператора требуются разумные действия в непред­виденных обстоятельствах, зачастую в условиях недостаточной, а порой и недостоверной информации. Работа оператора, как и системы управления в целом, протекает в реальном масштабе вре­мени, что налагает особые требования к ее скорости и точности. Проблемы оптимизации и проектирования деятельности опера­торов с информационными моделями, разработка требований к ин­формационным моделям, пути формирования постоянных и опе­ративных образно-концептуальных моделей ситуации уже длитель­ное время находятся в центре внимания специалистов области эргономики, инженерной психологии, техники отображения инфор­мации. В то же время конкретное содержание этой проблематики претерпело за последние пятнадцать лет существенные изменения. Отступили на второй план исследования скорости перцептивных процессов, в частности информационного поиска. Значительное усовершенствование качества предъявления информации привело к уменьшению числа исследований, посвященных однозначности восприятия знаковой и буквенно-цифровой информации. Достигну­та значительно большая ясность в понимании оперативно-техниче­ской стороны перцептивных и опознавательных процессов. Однако все это не уменьшило актуальности исследования путей построе­ния информационных и формирования концептуальных моделей. Корни этой проблематики касаются самого существа деятельности операторов автоматизированных систем управления. В этом типе деятельности выступает, может быть, значительно более рельеф­но, чем в других, известная диспропорция между бедностью ото­бражения и богатством, сложностью и многослойностью отобра­женной реальности, которую человек должен реконструировать, анализировать и применять в соответствии с принятым решением. И несмотря на быстрое развитие техники отображения, эта дис­пропорция сохраняется (если не увеличивается по мере роста мас­штабов и сложности АСУ). Сохранение этой диспропорции приво­дит к изменению проблематики изучения перцептивных и мысли­тельных процессов.

---