Реферат: "Система человек-машина"

  Введение.

  Основная часть.

1. Особенности классификации  системы «человек  – машина».

2. Показатели качества  системы «человек  – машина».

3. Оператор в системе  «человек машина».

  Заключение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                Введение

Инженерная психология есть научная дисциплина, изучающая  объективные закономерности процессов  информационного взаимодействия человека и техники с целью использования  их в практике проектирования, создания и эксплуатации СЧМ. Процессы информационного взаимодействия человека и техники являются предметом инженерной психологии.

С давних пор  при создании орудий и средств  труда учитывались те или иные свойства и возможности человека. В начале интуитивно, а позже с  привлечением научных данных решалась задача приспособления техники к человеку. Однако предметом анализа последовательно становились различные свойства человека.

На первых порах  основное внимание уделялось вопросам строения человеческого тела и динамики рабочих движений. На основе данных биомеханики и антропометрии разрабатывались рекомендации, относящиеся лишь к форме и размерам рабочего места человека и используемого им инструмента. 
Затем объектом исследования становятся физиологические свойства работающего человека. Рекомендации, вытекающие из данных физиологии труда, относятся уже не только к оформлению рабочего места, но и к режиму рабочего дня, организации рабочих движений, к борьбе с утомлением. Предпринимались попытки оценить различные виды труда с точки зрения тех требований, которые они предъявляют человеческому организму.

Как самостоятельная  научная дисциплина инженерная психология начала формироваться в 40-х годах  нашего века. Однако идеи о необходимости  комплексного изучения человека и технических  устройств высказывались русскими учеными еще в прошлом столетии.

Русские ученые еще в конце прошлого века предприняли  попытки разработать научные  и теоретические основы учения о  труде. Пионером в этой области явился великий русский ученый И. М. Сеченов, который первым поставил вопрос об использовании научных данных о человеке для рационализации трудовой деятельности. И. М. Сеченов занялся изучением роли психических процессов при выполнении трудовых актов, поставил вопрос о формировании трудовых навыков и впервые показал, что в процессе трудового обучения изменяется характер регуляции: функции регулятора переходят от зрения к осязанию. Он ввел понятие активного отдыха как лучшего средства повышения и сохранения работоспособности.

Инженерная психология возникла на стыке технических и психологических наук. Поэтому характерными для нее являются 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 
СЧМ 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 и другим свойствам человека- оператора.

Научно-техническая  революция привела к существенному  изменению условий, средств и характера трудовой деятельности. В современном производстве, на транспорте, в системах связи, в строительстве и сельском хозяйстве все шире применяются автоматы и вычислительная техника; происходит автоматизация многих производственных процессов. 
Благодаря техническому перевооружению производства существенно изменяются функции и роль человека. Многие операции, которые раньше были его прерогативой, сейчас начинают выполнять машины. Однако, каких бы успехов ни достигала техника, труд был и остается достоянием человека, а машины, как бы сложны они ни были, являются лишь орудиями его труда. В процессе труда человек, используя машины как орудия труда, осуществляет сознательно поставленные им цели.

Следовательно, с развитием и усложнением  техники возрастает значение человеческого фактора на производстве. Необходимость изучения этого фактора и учета его при разработке новой техники и технологических процессов, при организации производства и эксплуатации оборудования становится все более очевидной. От успешности решения этой задачи зависит эффективность и надежность эксплуатации создаваемой техники, функционирование технических устройств и деятельность человека, который пользуется этими устройствами в процессе Труда, должны рассматриваться во взаимосвязи. Эта точка зрения привела к формированию понятия системы 
«человек — машина" (СЧМ). Под СЧМ понимается система, включающая человека- оператора (группу операторов) и машины, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Машиной в СЧМ называется совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности. СЧМ и является объектом инженерной психологии.

Система «человек — машина» представляет собой  частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром регулирования. При организации взаимосвязи человека и машины в СЧМ основная роль принадлежит уже не столько анатомическим и физиологическим, сколько психологическим свойствам человека: восприятию, памяти, мышлению, вниманию и т. п. От психологических свойств человека во многом зависит его информационное взаимодействие с машиной.

                           Основная часть.

1. Особенности  классификации системы «человек  – машина».

Под системой в  общей теории систем понимается комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, предназначенный для решения единой задачи. Системы могут быть классифицированы по различным признакам. Одним из них является степень участия человека в работе системы. 
С этой точки зрения различают автоматические, автоматизированные и неавтоматические системы. Работа автоматической системы осуществляется без участия человека. В неавтоматической системе работа выполняется человеком без применения технических устройств. В работе автоматизированной системы принимает участие как человек, так и технические устройства. Следовательно, такая система представляет собой систему «человек — машина» .

На практике применяются самые разнообразные  виды систем «человек — машина». Основой  их классификации могут явиться следующие четыре группы признаков: целевое назначение системы, характеристики человеческого звена, тип и структура машинного звена, тип взаимодействия компонентов системы.

Целевое назначение системы оказывает определяющее влияние на многие ее характеристики и поэтому является исходным признаком. По целевому назначению можно выделить следующие классы систем:

 а) управляющие,  в которых основной задачей  человека является управление машиной (или комплексом)

 б) обслуживающие,  в которых человек контролирует состояние машинной системы, ищет неисправности, производит наладку, настройку, ремонт и т.п.

 в) обучающие,  т. е. вырабатывающие у человека  определенные навыки 
(технические средства обучения, тренажеры и т. п.)

 г) информационные, обеспечивающие поиск, накопление или получение необходимой для человека информации (радиолокационные, телевизионные, документальные системы, системы радио и проводной связи и др.)

 д) исследовательские,  используемые при анализе тех  или иных явлений, поиске новой  информации, новых заданий (моделирующие установки, макеты, научно-исследовательские приборы и установки).

Особенность управляющих  и обслуживающих систем заключается  в том, что объектом целенаправленных воздействий в них является машинный компонент системы. В обучающих и информационных СЧМ направление воздействий противоположное — на человека. В исследовательских системах воздействие имеет и ту, и другую направленность. 
По признаку характеристики «человеческого звена» можно выделить два класса 
СЧМ:

 а) моносистемы,  в состав которых входит один человек и одно или несколько технических устройств

 б) полисистемы,  в состав которых входит некоторый  коллектив людей и взаимодействующие  с ним одно или комплекс  технических устройств. 

Полисистемы в  свою очередь можно подразделить на «паритетные» и иерархические (многоуровневые). В первом случае в процессе взаимодействия людей с машинными компонентами не устанавливается какая-либо подчиненность и приоритетность отдельных членов коллектива. Примерами таких полисистем может служить система «коллектив людей — устройства жизнеобеспечения» 
(например, система жизнеобеспечения на космическом корабле или подводной лодке). Другим примером может быть система отображения информации с большим экраном, предназначенная для использования коллективом операторов.

В отличие от этого в иерархических СЧМ  устанавливается или организационная, или приоритетная иерархия взаимодействия людей с техническими устройствами. Так, в системе управления воздушным  движением диспетчер аэропорта  образует верхний уровень управления. Следующий уровень — это командиры воздушных судов, действиями которых руководит диспетчер. Третий уровень — остальные члены экипажа, работающие под руководством командира корабля. 
По типу и структуре машинного компонента можно выделить инструментальные 
СЧМ, в состав которых в качестве технических устройств входят инструменты и приборы. Отличительной особенностью этих систем, как правило, является требование высокой точности выполняемых человеком операций.

Другим типом  СЧМ являются простейшие человеко-машинные системы, которые включают стационарное и нестационарное техническое устройство 
(различного рода преобразователи энергии) и человека, использующего это устройство. Здесь требования к человеку существенно различаются в зависимости от типа устройства, его целевого назначения и условий применения. Однако их основной особенностью является сравнительная простота функций человека.

Следующим важным типом СЧМ являются сложные человеко-машинные системы, включающие помимо использующего  их человека некоторую совокупность технологически связанных, но различных по своему функциональному назначению аппаратов, устройств и машин, предназначенных для производства определенного продукта (энергетическая установка, прокатный стан, автоматическая поточная линия, вычислительный комплекс и т. п.). В этих системах, как правило, связанность технологического процесса обеспечивается локальными системами автоматического управления. В задачу человека входит общий контроль за ходом технологического процесса, изменение режимов работы, оптимизация отдельных процессов, настройка, пуск и остановка.

Еще более сложным  типом СЧМ являются системотехнические комплексы. Они представляют собой  сложную техническую систему  с не полностью детерминированными связями и коллектив людей, участвующих в ее использовании. Для систем такого типа характерным является взаимодействие не только по цепи «человек — машина», но и по цепи «человек — человек — машина». Другими словами, в процессе своей деятельности человек взаимодействует не только с техническими устройствами, но и с другими людьми. При всей сложности системотехнических комплексов их в большинстве случаев можно представить в виде иерархии более простых человеко-машинных систем. Типичными примерами системотехнических комплексов различного уровня и назначения могут служить судно, воздушный лайнер, промышленное предприятие, вычислительный центр, транспортная система и т. п.

В основу классификации  СЧМ по типу взаимодействия человека и машины может быть положена степень  непрерывности этого взаимодействия. По этому признаку различают системы непрерывного (например, система «водитель— автомобиль») и эпизодического взаимодействия. Последние, в свою очередь, делятся на системы регулярного взаимодействия. Примером системы регулярного взаимодействия может служить система «оператор — ЭВМ». В ней ввод информации и получение результатов определяются характером решаемых задач, т. е. режимы взаимодействия во времени регламентируются характером и объемом вычислений. Стохастическое эпизодическое взаимодействие имеет место в таких системах, как «оператор — система централизованного контроля», 
«наладчик — станок» и т. п. 
Рассмотренная классификация СЧМ не является единственно возможной. Примеры иных подходов к решению этой задачи приводятся в специальной литературе.

Однако несмотря на большое разнообразие систем «человек — машина», они имеют целый  ряд общих черт и особенностей. Эти системы являются, как правило, динамическими, целеустремленными, самоорганизующимися, адаптивными.