Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды 7 страница
Проектирование функций, рабочих задач, типов работ, видов деятельности и взаимосвязей между человеком и техникой на основе изучения возможностей и особенностей человека, относящееся фактически к индивидуальному, групповому или, в лучшем случае, к подсис-темному уровню, представляет то, что называют микроэргономикой. Макроэргономическое же исследование и проектирование систем осуществляются на общеорганизационном уровне. Оптимальность макроэргономичес-кого проекта системы приобретает очень важное значение, поскольку после ее достижения можно переходить к микроэргономическому проектированию системы "человек—машина". Нисходящий эргономический подход существенно важен, так как увязывается с проектированием структуры организации с таким расчетом, чтобы обеспечить достижение целей, стоящих перед ней. Макроэргономика включает в себя: "1) определение задач и назначения системы; 2) определение мер организационной эффективности и использование их в качестве критериев для оценки возможности альтернативных структур; 3) систематическую оптимизацию основных параметров структуры организации — сложности, формализации и централизации; 4) систематический учет влияния системных технических, психосоциальных характеристик и показателей окружающей среды на структуру организации; 5) принятие решения о типе структуры для данной организации" [39, с.276]. При макроэргономическом проектировании организации важно располагать средствами для оценки относительной эффективности различных структурных подразделений. Таковыми могут служить критерии, разработанные Дж.Кэмпбеллом. Задача эргономиста — выбрать критерии организационной эффективности и представить их в форме, соответствующей конкретной системе (например, самолетостроение, коммунальное хозяйство, очистка нефтепродуктов) и ее функциям (например, торговля, маркетинг, производство) [39]. Своеобразие принципов и методов эргономики позволяет определять ее как особого рода технику (от греч. techne — искусство, мастерство), связанную с изучением и созданием интерфейса человек — система. "На микроуровне она включает технику интерфейса человек — машина или эргономику технических устройств; технику интерфейса человек — среда или эргономику среды и технику интерфейса пользователь — система или эргономику программного обеспечения (определяемую еще как когнитивная эргономика...). В противопоставление этому на макро или общесистемном уровне мы имеем технику интерфейса организация — машина или макроэргономику" [40, р.6].
1.6. Эргономика — комплексная научно-техническая дисциплина Таким образом, эргономику как сферу научной и проектной деятельности можно отнести к комплексным научно-техническим дисциплинам [41], в которых невозможно отделить исследование активного "деятельност-ного объекта" от воздействия на него, т.е. от его исследования, проектирования, совершенствования. В то же время изучение и воздействие не сливаются, но взаимно переходят друг в друга, постоянно взаимодействуют. Это, конечно, наблюдается не только в эргономике. Особую значимость для комплексных научно-технических дисциплин приобретают методы гуманитарного познания. Важная особенность последнего заключается в уникальности познаваемых объектов. В естественных науках и классической инженерной деятельности исследуется и проектируется типовой объект. Такой инженерный объект может тиражироваться во многих экземплярах, поэтому для его исследования могут применяться типовые методы, расчеты, способы идеализированного представления. Современные сложные "человеко-машинные" системы типа автоматизированных систем управления экономикой, сложных энергетических комплексов, систем противовоздушной обороны и т.п. являются уникальными, т.е. они настолько сложны, что не существует типовых способов их создания. Они производятся "в одном экземпляре", в процессе их разработки используются самые разнообразные методы, средства и представления, сочетание которых также уникально. Комплексная модель такого объекта по необходимости синкретична, составлена из набора разнородных, но все же согласованных представлений различных научных дисциплин. Для гуманитарного мышления характерны одновременная разработка взаимодополнительных и даже конкурирующих концепций на одном и том же материале, полемика с другими точками зрения как равноправными. Гуманитарное мышление принципиально диалогично. Подобным образом и в современных комплексных научно-технических дисциплинах подчеркивается необходимость сравнительного анализа альтернативных вариантов программ, проектов, моделей, планов. Для одной и той же уникальной сложной системы строится несколько возможных теоретических представлений. Рефлексивность современных научно-технических дисциплин, их направленность на профессиональное осознание собственной деятельности, их методологичность, постоянное обсуждение в них правомерности постановок различных проблем и способов их решения становятся нормой. В эргономическом знании, принципах и методах проектирования огромную роль играют "личностные компоненты", т.е. установки ученых и специалистов, их ценностные ориентации. В развиваемой М.Полани концепции "личностного знания" подчеркивается, что "в каждом акте познания присутствует страстный вклад познающей личности... и эта добавка — не свидетельство несовершенства, но насущно необходимый элемент знания" [42, с. 19]. Личностное участие в эргономическом знании и проектных установках приводит к возрастанию теоретической, методологической и проектировочной ответственности специалистов. В эргономическом знании и проектных установках изучаемая и формируемая реальность сопряжены с чело- веческим миром, а в теорию и практику эргономики включена человеческая перспектива. "Предельные проблемы" ("что такое жизнь? что такое человек?") укоренены в актах личностного самоопределения, в интуиции ученого и проектировщика.
1.7. Этика профессиональной деятельности эргономиста
Эргономическая деятельность, ориентированная на благополучие, удобство, комфорт и безопасность людей, приобретает нравственную окраску и значение. Принимая участие в создании техники и формировании среды, эргономист добивается максимума внимания и бережного отношения к человеку, действуя при этом, порой, в жестких тисках технических и экономических ограничений. Нильс Бор всегда говорил, что плохой человек не может быть хорошим ученым, так не бывает. В эргономике, по определению, не могут работать плохие люди. Эргономика, как и медицина, следует основному завету Гиппократа: "Прежде всего — не вредить". Для эргономиста не менее значима та отличительная черта, которую у врача выделил "отец медицины": "Пусть он также будет по своему нраву человеком прекрасным и добрым и, как таковой, значительным и человеколюбивым" [43, с.96]. Улучшение качества жизни людей на основе эргономических исследований и эргономического проектирования систем, техники и среды — задача предельно ответственная. Она предъявляет высокие требования к эргономисту и влечет за собой повышение его квалификации, сознания собственного достоинства и эргономической этики. Данная особенность деятельности эргономистов — одно из проявлений общей тенденции развития, согласно которой сложные проблемы науки, техники, цивилизации требуют новых стандартов этического поведения. Профессиональные эргономические общества в про-мышленно развитых странах серьезно озабочены тем, чтобы обеспечить высокий статус и престиж этой профессии. Эргономическое общество Австралии и Новой Зеландии, например, разработало и одобрило документ "Программа сертификации профессиональных членов". В нем содержатся конкретные требования к организации и научному уровню выполняемых работ, определяется характер взаимоотношений с заказчиками, потребителями и коллегами по профессии, а также целый ряд положений, который можно назвать этическим кодексом эргономиста. Приведем только один фрагмент программы: "Члены общества должны: 1) быть объективными и честными в своей профессиональной деятельности; 2) осознавать рамки своей компетенции и используемых методов; 3) проявлять профессиональную осторожность и опираться на фактически существующий уровень знаний в своих профессиональных обобщениях, избегая сенсационности, поверхности, преувеличений". Члены созданной в Российской Федерации Ассоциации прикладной эргономики официально провозгласили, что они руководствуются в своей деятельности триединой установкой: высокий профессионализм, интеллигентность, порядочность. В 90-е годы во многих странах создаются системы сертификации эргономистов, включающие требования данной профессии, процедуры оценки соответствия им указанных специалистов и выдачу удостоверения. Выделяют американскую, европейскую и японскую системы сертификации эргономистов. Развиваясь в направлении гармонизации, все эти системы преследуют цели достижения эргономистами профессионального мастерства и на этой базе развития исследований, проектирования и разработок, а также повышения социального статуса указанных специалистов и их роли в решении экономических и социальных задач общества. В американской системе сертификации эргономистов формулируется задача предохранения общества от недостаточности квалификации инженеров [44]. Эргономика у нас в стране и за рубежом в большей или меньшей степени интеллектуальна и практична, но еще далеко не интеллигентна, так как последнее связано прежде всего с поиском смысла жизни и духовным началом, вне которых любая профессиональная деятельность в определенном отношении ущербна, а для эргономики возможный духовный вывих (Г.Федотов) просто опасен. Сложившееся в эргономике положение, вероятно, можно объяснить, но не оправдать тем, что эргономика в определенной мере зародилась и мощно стимулировалась военно-промышленными комплексами и военными ведомствами многих стран. Однако все это лишь усилило технико-рационалистическое начало в эргономике, которое отвечает общей направленности развития цивилизации XX века, не отличающейся, по общему признанию, высокой духовностью. Глава II МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЭРГОНОМИКИ Уходят в прошлое дискуссии о предмете, задачах и границах эргономики. На первый план вышли проблемы профессиональной деятельности эргономистов и прежде всего вопросы методологии и методов эргономического исследования и проектирования, которые остаются наиболее сложными в эргономике. В течение длительного времени существовало лишь несколько книг по методам эргономики [1, 2, 3]. В 1990 г. в Великобритании выпущен фундаментальный труд "Оценка человеческой работы. Методология практической эргономики" [4]. Развитие эргономики и усложнение ее задач обусловливают появление новых и все более изощренных методических приемов, технических средств исследования и проектирования. Многие из них лишний раз оттеняют непреходящее значение так называемых традиционных методов, от которых иногда отказываются в угоду ложно понятой методической новизне, не отдавая отчет в том, что они нередко более адекватны решаемой задаче, а к тому же сравнительно просты, надежны и экономичны. Методическая культура и профессиональное мастерство — важнейшие условия корректного и эффективного использования арсенала методов и технических средств эргономики.
2.1. Общая характеристика эргономических исследований Эргономическое изучение и оптимизация деятельности человека с техникой имеют свою специфику. Во- первых, направленность эргономики на проектирование деятельности и ее средств требует применения не только экспериментальных, но и априорных проектировочных методов, а также приемов, с помощью которых удается формализовать то, что ранее задавалось лишь описательно. Во-вторых,оперирование обобщенными показателями активности, напряженности и комфортности деятельности обусловливает процедуры получения интегральных критериев на основе комплекса частных показателей. В-третьих,эргономическое исследование, проектирование или оценка, как правило, предполагают одновременное применение различных методов, отражающих взаимосвязи между компонентами и основными свойствами системы "человек—машина". Перечисленные особенности определяют стратегию выбора методов для решения конкретных эргономических задач. Методы исследования в эргономике условно могут быть разделены на три группы: аналитические, или описательные, экспериментальные и расчетные. В большинстве исследований они тесно переплетены между собой и применяются одновременно, дополняя и обогащая друг друга. Практически каждая эргономическая проблема возникает в результате переформулировки реальных задач, которые анализируются эргономистами с точки зрения выявления специфики деятельности человека или группы людей с техникой в производственной или иной среде. Эргономист должен уметь квалифицированно анализировать производственную сферу деятельности — производительность труда, профессиональный опыт, условия труда, брак, текучесть кадров, ошибочные действия, травматизм и т.п. Эргономическое исследование начинается с анализа деятельности человека и функционирования системы "человек —машина". Его цель — определение места и роли человека в системе; описание функциональной структуры его деятельности, присущих ей психических и психофизиологических функций; выявление челове- ческих факторов в технике, влияющих на эффективность и надежность системы в целом и ее частей. Цели анализа зависят от конкретной задачи. Если предстоит проводить экспериментальные исследования, то анализ нужен главным образом для выбора адекватной модели деятельности или отдельных действий, а также для определения задач эксперимента. Если требуется экспертиза системы "человек —машина", то целью анализа будет выявление тех компонентов системы, по которым должна производиться эргономическая оценка. При разработке критериев и методов профессионального отбора анализ будет направлен на определение свойств личности, существенно влияющих на качество выполнения деятельности. Усовершенствование технических средств или системы с целью наиболее полного учета возможностей и особенностей работающего человека предполагает, во-первых, точное знание причин неудовлетворенности существующими видами техники с точки зрения эргономики, во-вторых, ясное представление о том, в каком направлении следует их модифицировать. Ответы на эти вопросы можно получить, если в ходе предварительного анализа деятельности вскрыты недостатки в организации взаимодействия человека и техники и определены требования, которые данный вид деятельности предъявляет к реализующим ее психофизиологическим свойствам человека и техническим средствам. В идеальном случае результатом аналитического этапа должно быть решение эргономических проблем усовершенствования существующего или проектирования нового технического средства, системы. На аналитическом этапе эргономического исследования оказываются полезными многие современные методы проектного анализа. Экспериментальное исследование позволяет выявить такие особенности организации взаимодействия человека с техническими средствами, которые не обнаруживаются непосредственно в процессе анализа. Важным методическим приемом является усложнение деятельности (постановка дополнительных задач, моделирование аварийной ситуации и др.), что позволяет выявить преимущество одного среди нескольких проектных решений в сравнительных исследованиях. Выполнение дополнительной задачи одновременно с основной деятельностью, подлежащей оценке, используется для регистрации резервного времени. Оно представляет собой избыточное время (сверх минимально необходимого), которым может располагать работающий человек для предотвращения отклонения регулируемого параметра за допустимые пределы. В свою очередь, величина резервного времени, меняющаяся в зависимости от уровня мобилизации возможностей человека, служит одним из показателей, на основании которого предсказывается, при какой степени усложнения деятельности надежность работы человека резко снизится. При организации эргономических исследований необходимо учитывать, что на результаты испытуемых влияют присутствие экспериментатора, его установки и ожидания. Не менее существенно, что испытуемый способен экспериментировать над экспериментатором. Проблема "экологической валидности" лабораторных исследований (возможность проецирования лабораторных результатов на ситуации "реальной жизни"), первоначально поставленная в области социально-психологических исследований, продолжает оставаться предметом пристального внимания и в эргономике. Трудности прямого переноса данных, полученных в лабораторных условиях, на реальные ситуации связаны с тем, что в первом случае испытуемые действуют под влиянием специфических мотивов, которые теряют свою силу, едва испытуемый покидает лабораторию. Нельзя упускать из виду, что схожая по своей операционной структуре деятельность в условиях лабораторий и в ситуациях "реальной жизни" может определяться различными мотивами. Поскольку характер мотивации является определяющим в регуляции деятельности, перенос результатов лабораторных исследований без учета специфики мотивации приводит к непредсказуемым результатам. Ограничения, которые накладывают лабораторные условия, вынуждают к проведению экспериментов в производственных условиях. Однако и эти эксперименты не свободны от недостатков. Часть из них связана с действием социально-психологических факторов. Поскольку логика исследования требует сравнения выполнения задания в условиях действия независимой переменной (гипотетической причины ожидаемого эффекта) и при ее отсутствии, в исследованиях принимают участие, как правило, экспериментальная и контрольная группы испытуемых. Поскольку в производственных условиях изоляция одной группы людей от другой затруднена, контрольная группа может вступать в соревнование с экспериментальной, что маскирует влияние исследуемого фактора. Деятельность контрольной группы может ухудшиться и в связи с тем, что ее члены будут чувствовать себя ущемленными из-за отсутствия тех нововведений (как правило, привлекательных), которые изменяют условия труда экспериментальной группы. Знание о существовании таких факторов помогает избежать поспешных выводов.
2.2. Классификация эргономических методов
Классификации методов эргономики имеет много общего с классификацией методов человекознания [5]. Первую группу методов условно называют организационными. К ним относятся методологические средства эргономики, обеспечивающие системный и деятель-ностный подходы к исследованию и проектированию. Они выступают в качестве инструмента интеграции методов различных наук и сфер практической деятельности, на стыке которых возникают и решаются качественно новые проблемы изучения и проектирования систем "человек—машина". Характерной чертой таких исследований и проектирования является не синтез результатов, полученных на основе независимых исследований, а ор- ганизация такого исследования и проектирования, в ходе которых используются в определенном сочетании принципы и методы различных дисциплин. Системный подход сам по себе как таковой не дает решения проблем эргономики непосредственно, он служит средством правильной их постановки, играет конструктивную роль в построении и развитии предмета исследования. Эффективным инструментом осуществления такой функции является системное моделирование, "где предмет моделирования рассматривается как система и сам модельный познавательный процесс расчленяется на систему моделей, каждая из которых отображает дисциплинарный срез моделируемой системы, а все вместе дают ее многодисциплинарное представление" [6, с.465]. Объяснительная схема, основанная на понятии деятельности, образует как бы содержательное ядро предмета эргономики, позволяет увидеть реалии, которые эмпирически были известны и раньше, но сегодня выступили как объект специального изучения и проектирования. Понятие деятельности задает такой взгляд на систему "человек — машина", при котором "вычленяется то и только то, что объединяется в определенное целое как мир деятельности, ее продуктов, условий и форм организации" [7, с.295]. Вторую группу методов составляют эмпирические способы получения научных данных. К этой группе относятся наблюдение и самонаблюдение; экспериментальные процедуры (лабораторный, производственный, "формирующий" эксперименты), диагностические методики (различного рода тесты, анкеты, социометрия, интервью и беседы); анализ процессов и продуктов деятельности; моделирование (предметное, математическое и т.д.). Третью труппу методов составляют различные способы количественной и качественной обработки данных. Наконец, в четвертую группу методов входят различные способы интерпретации полученных данных в контексте целостного описания функционирования систем "человек —машина". Наиболее обширна вторая группа методов, внутри которой в зависимости от целей и характера исследований выделяется целый ряд конкретных методических процедур. Сущность операционно-структурного описания трудовой деятельности, часто называемого алгоритмическим анализом, состоит в разложении трудовой деятельности на качественно различные составляющие (единицы деятельности — действия, операции), в определении их логической связи между собой, порядка следования друг за другом и вычислении ряда показателей, имеющих определенный психофизиологический смысл [8]. В методический арсенал эргономики входят многие психофизиологические методики: измерение времени реакции (простой сенсомоторной реакции, реакции выбора, реакции на движущийся объект и т.д.); психофизические методики (определение порогов и динамики чувствительности в различных модальностях); психометрические методы исследования перцептивных, мне- мических, когнитивных процессов и личностных характеристик. В эргономике широкое распространение получили методы электрофизиологии, изучающей электрические явления в организме человека при различных видах его деятельности. Они позволяют оценивать временные параметры многих процессов, их выраженность, топографию, механизмы их регуляции и т.д. К ним относятся: 1) электроэнцефалография (ЭЭГ) — запись электрической активности мозга с поверхности головы. ЭЭГ дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния собственной активности мозга и его реакций при действии раздражителей; 2) электромиография (ЭМГ) — запись электрической активности мышц (чувствительный показатель включения в двигательную активность или статическую работу определенных мышечных групп), которая играет важную роль при оценке состояния мышечного тонуса и незаменима при исследовании позы и рабочих движений (рис. 2-1); 3) регистрация кожно-гальванической реакции (КГР) — изменение разности потенциалов кожи (показатель электропроводимости кожи) — весьма чувствительный показатель эмоционального состояния человека; 4) электрокардиография (ЭКГ) — запись электрической активности сердца — индикатор состояния сердечно-сосудистой системы, позволяющий выявить, например, характер зависимости частоты сердечных сокращений от величины физической нагрузки при работе; 5) электроокулография (ЭОГ) — запись электрической активности наружных мышц глазного яблока, использующаяся в эргономике как объективный показатель перемещения взора человека при рассматривании какого-либо объекта (рис. 2-2). Регистрация биоэлектрических процессов в организме человека позволяет определять и количественно характеризовать малодоступные для непосредственного наблюдения функциональные сдвиги в организме человека, происходящие под воздействием самых разнообразных изменений окружающей среды и взаимодействия с техникой. Часто применяют регистрацию не одного, а нескольких электрофизиологических индикаторов, каждый из которых несет информацию о том или ином аспекте деятельности. Комплексную регистрацию психофизиологических функций называют еще полиэффекторным методом. Включает эргономика в свой методический арсенал и биотелеметрию — дистанционное исследование функций и измерение показателей жизнедеятельности человека, которое осуществляется в реальной обстановке в течение длительного времени. Функциональное состояние человека оценивается с помощью физиологических и психологических методов [9, 10]. В последнюю группу входят методы оценки эффективности выполнения различных психометрических тестов и анализа субъективных признаков конкретных видов функциональных состояний. Содержательный психофизиологический анализ конкретных видов трудовой деятельности является необходимым условием создания комплексных систем тестов, пригодных для оценки динамики функциональных состояний в процессе реального производства. Для интегральной оценки функционально- го состояния используется полиэффекторный метод регистрации психофизиологических параметров. Фиксация количественного и качественного снижения работоспособности, а также нарушения координации процессов, связанных с выполнением работ, позволяет наблюдать за развитием утомления без отрыва человека от трудового процесса, причем часто выявляется снижение работоспособности еще до изменения количественных и качественных показателей работы. С одной стороны, наблюдаются нарушения рабочего стереотипа, например изменение длительности рабочих фаз движений и особенно более значительная вариабельность времени их выполнения. С другой стороны, отмечается снижение эффективности физиологических трат на единицу работы. Оно прослеживается по данным газообмена, температуры тела, частоты пульса и др.; в последнем случае эффективно использование непрерывной ра-диопулъсометрии в процессе выполнения работы. Все это многообразие проявления сниженной работоспособности может по-разному комбинироваться между собой, что требует вдумчивого подбора адекватных тестов [11]. Перспективность применения в диагностических целях субъективных оценок утомления отмечалась еще А.А.Ухтомским. Он писал, что так называемые субъективные оценки столь же объективны, как и так называемые объективные, и дадут на практике критерии утомления и утомляемости более деликатные и точные, чем существующие лабораторные методы. Объясняется это многообразием проявлений симптомов утомления во внутренней жизни индивида, среди которых выделяются две категории: субъективные оценочные реакции, характеризующие отношение индивида к собственному состоянию, и объективно контролируемые признаки утомления (физиологический дискомфорт и нарушения психической деятельности), которые могут осознаваться человеком. Существование качественно различных групп симптомов дает основание для развития различных направлений в методах субъективной диагностики — опросников и субъективного шкалирования. Опросники позволяют выявить качественно разнообразные симптомы утомления, которые с большей или меньшей легкостью могут быть осознаны человеком. Количественная оценка или определение степени выраженности каждого признака не ставятся главной целью подобных исследований. Состояние человека оценивается общим количеством симптомов и их качественным своеобразием. Методики субъективного шкалирования предназначены для оценки степени утомления самим человеком. Испытуемого просят соотнести свое состояние с рядом признаков, для каждого из которых выделены полярные оценки (отсутствие/присутствие, плохой/хороший). Расстояние между крайними точками представляется в виде многоступенчатой шкалы. Степень выраженности каждого признака определяется расположением точки, выбранной испытуемым на этой шкале. Примером методики многофакторного шкалирования может служить тест дифференцированной самооценки утомления САН (назван по первым буквам слов "самочувствие", "активность", "настроение"). При разработке этого теста исходили из того, что характеристика функционального состояния возможна с помощью трех категорий признаков: самочувствия, активности и настроения. Испытуемый должен соотнести свое состояние с рядом признаков, свойственных каждой из перечисленных категорий. Степень выраженности признака устанавливается по семибальной шкале [12, 13]. Методы измерения рабочей нагрузки разнообразны, само же определение рабочей нагрузки продолжает быть предметом научных дискуссий. Измерение рабочей нагрузки на практике необходимо прежде всего для установления того, что действия, которые должен выпол-
пять человек, осуществимы и для выявления тех из них, которые вызывают наибольшую нагрузку. Один из методов оценки рабочей нагрузки, используемый проектантами и прошедший апробацию в американской компании "Боинг", основан на анализе выполнения задач на временной шкале ("задача — временная шкала"). В наиболее простой форме эта процедура сводится к следующему: на левой стороне страницы располагается перечень задач (в их рабочей последовательности), и по отношению к каждой из них в виде горизонталь-пых линий фиксируется время их выполнения. Описание задач i может различаться по степени детализации. Но деление на фазы, соответствующее отдельным событиям, продолжительность их выполнения и совмещенность по времени должны быть указаны как можно точнее. Это позволяет отразить изменение деятельности при использовании оборудования, создаваемого на основе того или иного проектного решения.
|