Методи дослідження в ергономіці

 

Ергономіка застосовує різноманітні методи дослідження, які використовуються різними науками, зокрема технічними й гуманітарними. Таке різноманіття пов'язано зі специфікою самого об'єкта дослідження та складністю трудової діяльності як процесу.

Незважаючи на те, які методи використовуватимуться для дослідження системи, виокремлюють три основні принципи вивчення ергономічних явищ [3]:

– єдність свідомості та діяльності;

– людину як визначальний елемент системи, в якій відносини формуються як «суб'єкт праці – засоби праці»;

– системності та комплексності.

Сутність першого принципу у тому, що будь-яка трудова діяльність обов'язково є цілеспрямованою, а, отже, свідомою, тобто такою, що має соціально-економічну мету задоволення інтересів соціальних груп суспільства. Крім того, ергономіка, моделюючи системи, ставить завдання не лише задовольнити об'єктивні потреби людства, а й забезпечити розвиток особистості, ефективне використання творчого потенціалу.

Другий принцип свідчить про те, що будь-які наукові дослідження систем мають починатися з аналізу людини як елемента системи, адже вона не лише є цілеформуючим елементом, а й може обирати, змінювати засоби праці, впливати на зовнішнє середовище.

Останній принцип є дуже важливим, оскільки, зважаючи на динамічність системи, її не можна розглядати одномоментно. Дослідження необхідно проводити послідовно та постійно. Крім того, даний принцип вимагає розгляду системи як єдиного цілого та узагальнення відокремлених знань щодо стану та перспектив проектування кожного з елементів системи, тому для системного підходу в ергономіці характерним є обов'язковий аналіз можливих наслідків експлуатації системи, зокрема ризиків для здоров'я людей та змін навколишнього середовища.

Варто зазначити, що ергономічний підхід до вивчення та оптимізації систем «людина – машина – середовище» має низку особливостей, які в методичному плані полягають ось у чому:

1) проектуючи системи та їх компоненти, діяльність, необхідно застосовувати як експериментальні, так і апріорні методи;

2) для аналізу результатів мають бути використані лише узагальнені показники, наприклад, активності, напруження, комфортності діяльності, а також застосовуватися відповідні процедури, інтегральні критерії на основі одиничних показників;

3) ергономічні дослідження мають бути системними, постійними, що передбачає одночасне використання різних методів дослідження, які віддзеркалюють взаємозв'язки між елементами системи, їхні властивості.

Як було зазначено раніше, в ергономіці всі методи дослідження умовно поділяють на дві групи (рис. 2.2) – аналітичні (апріорні) та експериментальні (зокрема описові).

 

Рис. 2.2. Основні групи методів ергономічного дослідження системи «людина-машина-середовище»

 

Аналітичними методами вважаються ті, що вимагають проведення розрахункових дій, висування гіпотез і т. ін. Суть аналізу системи «людина – машина – середовище» – у розчленуванні об'єкта, предмета чи відносин, що склалися в системі, на складові, елементи (ознаки, властивості, риси, типи тощо) та їх відокремленому вивченні, а також з'ясуванні зв'язків між ними (структури). Експериментальні методи дозволяють вивчити елементи системи та зв'язки в ній через їх відтворення в штучно створених або звичайних умовах.

Основними аналітичними методами, що використовує ергономіка, є методи проектного аналізу: функціонально-структурний та функціонально-вартісний аналізи.

Методи проектного аналізу дозволяють оптимізувати структуру системи. Метою функціонально-структурного аналізу є обґрунтування мети ергономічного дослідження, а метою функціонально-вартісного аналізу – оптимізація співвідношення якості та витрат на експлуатацію, придбання, транспортування об'єкта, що досліджується.

Суть функціонально-структурного методу полягає у дослідженні відповідності структури системи її функціям і визначенні адекватності функцій системи її завданням. Функціонально структурний аналіз передбачає дослідження того, наскільки відповідні параметри системи дозволяють забезпечити виконання функцій. Отже, порівнюючи, як правило, параметри системи з еталонними, визначають відхилення, тобто можливі напрями вдосконалення системи.

Функціонально-вартісний аналіз системи передбачає, що предметом аналізу не є об'єкт як такий, а насамперед функції, які він виконує та обов'язковість визначення потреб споживача (які функції має виконувати об'єкт і які існують варіанти поєднання цих функцій). При цьому дається вартісна оцінка виконання кожної функції. Завдяки функціонально-вартісному аналізу, крім визначення основних функцій системи, дадуть оцінку вартості виконання кожної, зокрема роботи людини в системі. До аналітичних методів також відносять математичні методи обробки експертних даних, формалізації та моделювання операторської діяльності. Будь-які математичні методи являють собою сукупність алгоритмів, які ґрунтуються на теоретичних положеннях, ідеях певного розділу маематики і дозволяють здійснювати комплексний аналіз закономірностей, відносин, зв'язків. Так, для аналізу впливу різних факторів на трудову діяльність використовують дисперсійний аналіз. Залежно від кількості чинників він може бути одно-, дво-, багатофакторним. Для проведення дисперсійного аналізу вся сукупність експериментальних даних поділяється на групи за обраними факторами. Значення впливу чинникаоцінюється за допомогою критерію узгодженості Фішера, який є відношенням факторіальної дисперсії до ймовірної. У разі, коли відхилення між дисперсіями значне, то дія даного фактора на досліджуваний показник є суттєвою. Оцінювання достовірності результатів відбувається за принципом практичної упевненості, суть якого в тому, що достовірними вважаються ті події, що мають близьку до одиниці ймовірність.

Моделюючи та формалізуючи операторську діяльність, використовують теорії автоматів, надійності та ймовірності, автоматичного регулювання, інформації, ігор та ін.

До групи експериментальних методів відносять методи опису мікрокліматичних умов, біомеханіки, антропометричного аналізу, психологічні та фізіологічні методи. За допомогою психологічних методів здійснюють аналіз діяльності людини в системі в реальних або лабораторних умовах, також оцінюють вплив різних факторів на трудову діяльність, ефективність системи в цілому. Фізіологічні методи дозволяють вивчити фізіологічні стани людини в процесі трудової діяльності, визначити реакцію різних систем організму людини на виконання тих чи інших дій, тобто дається оцінка витрат людського організму під час виконання завдання в системі.

В ергономічних дослідженнях застосовуються також методи біомеханіки (прискорена кінозйомка, циклографії, кіноциклографія, електрична тензометрія тощо). Циклограмою є фотозйомка руху на нерухомій пластинці. Для цього на нерухомих частинах тіла «випробуваної» людини закріплюють мітки, що світяться. Перед фотоапаратом поміщають обтюратор, який з певною частотою закриває об'єктив. На фотоплівці фіксуються послідовні положення міток, які переміщуються в процесі руху разом із частинами тіла. Тензометричний метод використовують для макро-та мікрокутових вимірювань, особливо – для вимірювання мак-розмін суглобового кута при дослідженні тремору. Отже, ця група методів дає характеристику руховій активності людини з погляду ефективності роботи різних ланок опорно-м'язового апарата.

З метою вивчення умов, у яких відбувається виробничий процес, застосовують методи опису мікрокліматичних умов, які дозволяють вимірювати температурний режим, вологість повітря, рівень шуму, інтенсивність випромінювання, вібрації, визначати токсичні речовини тощо.

Для вирішення багатьох задач в ергономіці застосовують техніку антропометричного дослідження: соматографію, яка базується на техніко-антропометричному аналізі положення тіла та зміни робочої пози людини, співвідношень розмірів машини і людини. Соматографія – метод схематичного зображення людського тіла в технічній або іншій документації в зв'язку з проблемами вибору співвідношень між пропорціями людської фігури, формою та розмірами робочого місця. В інженерній графіці використовуються всі норми та прийоми технічного креслення та нарисної геометрії (рис. 2.3). Останнім часом через значну трудоємність класичну соматографію видозмінено – застосовують метод плоских манекенів (шаблонів-моделей) тіла з шарнірними сполученнями.

 

Рис. 2.3. Метод соматографії (фігура людини зображується в 3-х проекціях з урахуванням головних контурних та Функціональних розмірів (а), або як спрощений образ людської постаті (б))

 

Тож результати аналізу на базі цього методу дозволяють знаходити оптимальні варіанти організації робочого місця з урахуванням пропорційних співвідношень між параметрами людини та машини.

Незалежно від того, які експериментальні методи використовуються в дослідженні, необхідно дотримуватися правил «екологічної валідності» даних. Поняття «екологічна валідність» – це ознака, що свідчить про чистоту і достовірність даних, тобто відповідність лабораторних результатів експерименту реальним умовам.

Щоб дані експерименту були екологічно валідними, необхідно враховувати такі обмеження:

– індивідуальні особливості виконання операцій не розглядати, як правило, до уваги беруться середні дані;

– в експериментах мають брати участь треновані працівники, параметри діяльності яких мають стабільний характер;

– розглядати дані, отримані в стандартних умовах, виключаючи функціональні зрушення в стані працівника;

– враховувати віковий ценз, тобто аналізується діяльність працівників лише у віці 18–40 років;

– як критерій надійності роботи працівника необхідно використовувати критерій точності її виконання, тобто розраховують відносну кількість помилок;

– має зберігатися типовість елементів, які досліджуються, враховуватися цілі дослідження у проектуванні експерименту, що дає можливість моделювання екстремальних ситуацій.

Врахування згаданих обмежень дозволить наблизити результати лабораторних експериментів до таких, які можна отримати в реальних умовах, тобто сформувати максимально ефективну систему.

Експериментальні методи дослідження мають велике значення у проектуванні нових систем, оскільки дозволяють з'ясувати такі особливості організації взаємодії та зв'язків людини і технічних засобів, які не можна виявити в процесі аналізу (що пов'язано з тим, що на практиці, як правило, до людини висуваються досить низькі вимоги). У ході проведення експерименту визначаються граничні можливості людини та машин (критичні показники). З цією метою ускладнюються завдання (зокрема включаються додаткові завдання), моделюються аварійні ситуації. Визначення критичних показників дозволяє виявити переваги кількох варіантів технічних засобів у порівняльних дослідженнях. Крім того, фіксується «резервний» час, тобто час понад мінімально необхідний, протягом якого працівник може прийняти правильне рішення, запобігти відхиленню регульованого параметра за встановлені межі.

Розглянемо детальніше групу психологічних методів дослідження. Найпоширенішими методами є спостереження, опитування, анкетування (хоча останні два повною мірою також належать і до арсеналу соціометричних методів). Опитування являє собою метод, що дозволяє зібрати інформацію у вигляді відповідей на поставлені запитання. Опитування може проводитися у формі бесіди чи анкетування. Результати опитування є суб'єктивними даними, тому від відвертості та професійності осіб, які відповідали на питання, залежатиме ефективність застосування цього методу. Анкетування та опитування, як правило, використовують з метою вивчення ставлення працівників до організації системи, з'ясування можливих причин конфліктів у колективах, визначення системи пріоритетів і цінностей людей.

Спостереження і самоспостереження – також поширені методи в ергономіці. Їх розуміють як цілеспрямований, організований, систизований розгляд досліджуваного об'єкта. Отримана інформація є суб'єктивною, проте іноді вона є єдиним джерелом даних про особливості діяльності, які не можна вивчити іншими методами.

Психологічне тестування є стандартизованою методикою, що дозволяє діагностувати ступінь вираження у людини психічних властивостей або станів у процесі виконання практичних завдань. Тести дозволяють оцінити кількісно та якісно сприйняття людиною інформації, якість уваги, властивості короткострокової та довгострокової пам'яті, особливості мислення, вивчити когнітив-ний стиль діяльності тощо.

Фізіологічні методи представлені методами вивчення динаміки різних фізіологічних функцій: електроенцефалографія (запис електричної активності мозку), електроміографія (запис потенціалу дій м'язів, їх тонусу), реєстрування шкірогальванічної реакції (вимірювання різності потенціалів шкіри, що є показником емоційного стану людини), електрокардіографія (запис електричної активності серця), електрооколографія (запис потенціалу, який виникає під час повороту очного яблука), вимірювання артеріального тиску, термометрія. Дані методи дозволяють оцінити витрати енергії людини або частин її тіла у процесі виконання певних операцій, виконання завдань у системі. В результаті цих досліджень можна визначити оптимальне фізичне та психічне навантаження на людину в системі, ризики для здоров'я, фактори впливу на працездатність і т. ін.

 

Контролі питання

1. Які методи дослідження в ергономіці визнаєте?

2.

3. Які фактори впливають на трудову діяльність людини?

4. Основні групи методів ергономічного дослідження системи «людина-машина-середовище»

5. З яких позицій розглядають трудову діяльність в ергономіці?