Розподіл функцій у системі

Одним з найскладніших завдань, що виконує ергономіка, є роз­поділ функцій між активними елементами в системі «людина — машина — середовище».

Розподіл функцій розуміють як визначення операцій та дій, які повинні виконувати людина і машина для забезпечення по­трібної ефективності системи.

На жаль, до сьогодні дана проблема остаточно не розв'язана, що пояснюється динамічним розвитком техніки, і завдання роз­поділу функцій залишається постійно актуальним. Пояснюється це тим, що практичне значення розподілу функцій полягає у ви­значенні ступеня раціональності автоматизації трудового проце­су й місця людини в системі.

Природа розподілу функцій у системі полягає у різних влас­тивостях і особливостях функціонування основних елементів си­стеми: певні види операцій краще може виконувати людина, інші — машина. Наприклад, люди досить мобільні, але не можна від них вимагати чіткої послідовності виконання операцій тривалий час (порівняльна характеристика можливостей людини та машини подана в табл. 6.1), проте машина не зможе написати твору. При цьому розподіл функцій у системі «людина — машина — середо­вище» передбачає, що складові не конкурують між собою, а лише доповнюють одна одну.

У теоретичному плані ергономіка виокремлює два типи поєд­нання людини та машини або розподілу функцій між ними: коли людина виконує операцію контролю за машинним процесом рі­шення задач і затвердження рішення, а також коли процес рішення задачі не може відбуватися без включення операцій, які викону­ватиме людина та машина. У разі першого типу «взаємовідносин» відбувається паралельна організація взаємодії «людина — машина», другого — послідовна, покрокова організація дій.

Традиційно вважалося, що вибір певного типу поєднання ос­новних елементів системи обов'язково має спиратися на кількіс­ну оцінку якості вирішення завдань людиною та машиною й оцін­ку впливу цієї якості на узагальнену ефективність системи (в ана­лізі, як правило, застосовують метод попарного порівняння). Крім того, для вибору необхідно враховувати економічні фактори — продуктивність та ефективність, а також враховувати соціальні Функції людини як суб'єкта праці.

Таблиця 6.1
ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МОЖЛИВОСТЕЙ ЛЮДИНИ ТА МАШИНИ
Характеристика	людина	машина
Швидкістьпереміщення	До 30 км/год (на малих дистанціях)	дистанціях) До 400км/год (на будь-яких
Потужніть	До 1.5 кВт короткочасно; 0.33 кВтпротя- гом кількох хвилин; 0.15кВт безперервно протягом дня	Задана постійна уширокому діапазоні значень(до 735 00 кВт)
Сенсомоторнареакція	Різні реакції на один сигнал,повільні та нестабільні заточністю	Кількість різних реакцій на одинсигнал обмежена; реакції швидкі,точні та стабільні
Реакції на сигнал	Виявляє та впізнає (ідентифікує)корис - ний сигнал за високого рівня зважаючих чинників	Виявляє сигнал задуже низького відносного рівнязважаючихчинників
Реакції на стрес	Залежність від рівня стресора	Не реагує
Одноманітнаробота	Стомлюється від монотонності	Не стомлюється
Обчислювальніоперації	Виконує повільно, але здатна наприбли- зні обчислення	Виконує швидко таточно
Складна робота	Послідовно виконує окремі операції через одноканальністьпереробки інформації	Одночасновиконує кількаоперацій
Тип вирішуванихпроблем	Загальний і частковий	Частковий
Реакція на різніфізичнісередовища	Працює у природному середовищіпро- живання або в наближеному до нього штучному робочомусередовищі	Функціонує в різнихнебезпечних і безпечних для людинисередовищах
Спектрчутливості дозовнішніх фізичнихчинників	Обмежений кількістю органівчуття	Практично необмежений
Здатністьорієнтуватися упросторі і часі	має	Не має
Тривалістьроботи (без перерви)	Незначна чи обмежена	Не обмежена умежах ресурсів

Звідси випливає, що ергономічними принципами розподілу функ­цій у системі є такі:

 гуманізація праці, що означає необхідність надавати людині творчі функції та звільняти від важких і небезпечних операцій;

 відповідальність — найважливіші функції має виконувати людина чи машина за дозволом (підтвердженням) людини;

 технічна реалізація — людині надаються такі функції, які неможливо реалізувати

 за умови використання найсучаснішої техніки;

 максимізація ефективності — розподіл функцій має забез­печити найбільший ефект;

 мінімізація вартості — розподіл функцій має забезпечити максимальну ефективність системи за мінімальних витрат;

 переважних можливостей — людина наділяється функціями, які вона краще виконує за машину, а машині залишаються ті, що краще за людину виконує вона.

Економічними цілями створення систем, як зазначалося рані­ше, є спрощення трудової діяльності людини, зменшення можли­вих помилок оператора, скорочення чисельності персоналу, під­вищення ефективності та безпечності процесів управління. Саме це, як свідчить практика, сприяло тому, що підвищувався рівеньавтоматизації всіх процесів у системах, хоча чим вищий рівень автоматизації систем, тим більша ймовірність виникнення техно­генних катастроф, зокрема в авіації, космонавтиці, атомній енер­гетиці тощо.

Світові тенденції в галузі розробок нової техніки пов'язані із суцільною автоматизацією, жорстким контролем за діями опера­торів, що, природно, веде до витіснення людини з процесу упра­вління. Так, наприклад, у космонавтиці Росії пріоритетними є ав­томатичні режими управління; в авіації впроваджуються техноло­гії безпілотного керування польотами тощо.

Фактично роль людини в управлінні змінюється, набуваючи рис роботи диспетчера, планувальника автоматики: оператор вво­дить у комп'ютер загальні цілі, отримує інформацію про вико­нання завдань на дисплеї, а комп'ютер реалізує безпосереднє ке­рування. Отже, нині в розподілі функцій у системі проблемою залишається виключення людини з процесу управління, а такожускладнення завдань людини — програмування засобів автома­тики, що призводить до появи нових видів помилок та, що стало характерним для процесу автоматизації з 80-х років, — появи нестандартних ситуацій (нетрадиційних відмов техніки, не пов'яза­них з її поламками).

Більшість сучасних науковців схиляється до думки, що голов­ною практичною метою розподілу функцій у системі є визначен­ня ролі оператора в управлінні. При цьому використовується рів­нозначний підхід до автоматизації. Він передбачає, що за автома­тизації техніки розробники (через створювані ними програми автоматики) й оператори повинні поперемінно виконувати провід­ну роль в управлінні, нести однакову відповідальність і мати рів­ну значимість у забезпеченні надійності управління.

Підсумовуючи вищевикладене, зазначимо, що на сучасному етапі розвитку ергономіки в основу розподілу функцій покладено не порівняння можливостей людини та техніки, а синтез двох ти­пів критеріїв — кількісних і якісних, які використовуються в процесі управління: перші — переважно розробниками автомати­зованих систем, інші — операторами. Водночас необхідно допов­нити принципи активного включення оператора в процес управ­ління системою принципом взаємного резервування.

Принцип взаємного резервування оператора та автоматики яв­ляє собою таке розв'язання проблеми надійності, за якого можна створити певну форму активної допомоги чи страховки операто­ра в складних ситуаціях. Одночасно забезпечується певна гаран­тія для розробників техніки щодо запобігання помилкам операто­рів, що можуть виникати за умов високої суб'єктивної складності трудової діяльності. Все це забезпечує одночасний захист і техні­ки, й операторів, дає можливість уникнути протиставлення лю­дини та автоматики, тобто протидій між операторами і розробни­ками техніки, адже розробники та оператори нерідко не довіря­ють одні одним. Розробники бояться помилок операторів і нама­гаються все автоматизувати, а оператори бояться хибних дій авто­матики й вимагають збереження ручного керування.

Зміст принципу взаємного резервування оператора й автоматики полягає ось у чому: оператор резервує автоматику (у випадках виник­нення відмов техніки чи непередбачуваних ситуацій) шляхом ініці­ативного зниження ним ступеня автоматизації; автоматика резервує оператора (в разі виникнення в його діяльності високої суб'єктивної складності) шляхом примусового підвищення ступеня автоматизації процесів управління. Напівавтоматичні процеси мають розглядати­ся як основні в процесах управління, автоматичні та ручні — як ре­зервні для страхування оператора й автоматики, відповідно.

Реалізація даного принципу можлива через те, що будь-яка си­стема є ієрархічною, а через обмеженість формалізації міжсистем-ної взаємодії повна автоматизація на найвищих рівнях системи недосяжна. Саме на цих рівнях можуть виконувати свої професій­ні функції оператори. Тому розподіл функцій між оператором і машиною має будуватися так, щоб визначити рівень програм управління, де є адекватними кількісні критерії (рівень управлін­ня машиною) та вищий рівень — рівень взаємодії між системами, який передбачає напівавтоматичний режим управління.

Резервування автоматики оператором реалізується через само­стійне зниження ним ступеня автоматизації у разі виникнення відмов і нерозрахованих ситуацій, з якими не можуть упоратися програми управління нижчих рівнів, зокрема за допомогою тех­нічного резервування. При цьому чим нижчий рівень програм управління, де виникає відмова чи нестандартна ситуація, тим меншим має бути ступінь автоматизації; необхідно передбачити й можливий перехід на ручне керування системою.

Для резервування оператора автоматикою реалізується прин­цип примусового підвищення ступеня автоматизації. Необхід­ність цього резервування виникає тоді, коли оператор не може знайти рішення і вийти з непередбачуваної ситуації (тобто такої ситуації, коли суб'єктивна складність роботи є вищою, ніж за нор­мальних умов). Тому резервування відбувається за перевищення нормативу суб'єктивної складності для системи, що допускається в даному режимі роботи. При цьому чим більше оцінка ситуації перевищує норматив, тим вищим має бути ступінь автоматизації, включно з можливістю переходу на автоматизований режим управ­ління або реалізацією аварійних режимів.

Принцип взаємного резервування звільняє чимало часу опера­торів для детального та глибокого аналізу ситуацій, що відпові­дає вимогам принципу активної людини. Тобто в процесі трудо­вої діяльності людина повинна мати можливість творчо реалі­зуватися, робити вибір режимів функціонування системи тощо.

З позицій управління персоналом і виробництвом розподіл функцій у системі реалізується у формі закріплення функціональ­них обов'язків між структурними елементами системи відповідно до поділу та кооперації праці та визначення посадових обов'язків кожного працівника згідно з його місцем у системі, роллю в управлінні процесами виробництва.

Отже, розподіл функцій у системі «людина — машина — сере­довище» є процесом організації взаємодії всіх елементів системи. І, як зазначає більшість науковців, ефективність взаємодії складових системи «людина — машина» залежить від виконання певних умов:

— взаємопорозуміння людини та машини, що передбачає не лише вміння людини експлуатувати техніку, а й адекватність реак­ції машини на завдання, що ставить перед системою людина;

— психологічна готовність людини до її взаємодії з машиною — передбачає психофізіологічну адаптованість людини до роботи в системі, бажання працювати;

— вільний доступ людини у будь-який час до обчислювальної техніки необхідний, щоб була можливість практикуватися, набу­вати досвіду роботи з даною технікою;

— швидкість реакції машини на інформацію, яку вводить

людина;

— комфортність спілкування людини з машиною.

Досягнення взаєморозуміння між людиною і машиною — це найважливіша проблема в процесі їх взаємодії. її розв'язання ле­жить у площині проектування та моделювання систем, урахуван­ня вимог до людини та машини.

Зважаючи на вищевикладені умови, людина в системі повинна:

~ вміти чітко формулювати завдання;

~ мати загальні знання про машину, її роботу і можливості;

~ знати одну з мов програмування, зрозумілих ПЕОМ (у разі ро­боти на комп'ютері);

~ вміти граматично правильно описати спосіб виконання зав­дання мовою машини (здебільшого для операторів-програмістів);

~ уміти порівнювати отриманий результат з очікуваним і в разі необхідності вносити відповідні корективи.

До машини в системі висуваються такі вимоги:

~ мати великий обсяг знань, інформації (констант, програм рі­шення задач тощо), які можуть бути застосовані для безпосеред­нього швидкого використання в базовій програмі;

~ розуміти вхідні мови програмування високого рівня;

~ швидко й адекватно відповідати на запити користувача;

~ мати здатність самоорганізації процесу обчислення, а також до «навчання» в процесі експлуатації.

Виконання вищезгаданих умов, правильний розподіл функцій між елементами дозволить створити раціональний симбіоз люди­ни та машини. Такий симбіоз характеризуватиметься тим, що об­числювальна техніка матиме ті самі здібності до формалізованого мислення, які вона має по відношенню до рішення формалізова­них задач, а також тим, що буде забезпечено взаємодію людини та машини в процесі прийняття рішень і контролю складних ситуацій, завдяки ліквідації залежності від раніше визначених про­грам, які позбавляють цю взаємодію достатньої мобільності.

Симбіоз людини та машини передбачає реалізацію принципу її взаємодоповнення. Відповідно до цього принципу розподіл функ­цій не є основним завданням, важливіше організувати спільну ді­яльність людини та машини так, щоб взаємно посилювати функ­ціональні можливості кожного елемента. Взаємодоповнення може реалізуватися через створення оптимальної складності в трудо­вому процесі, резервування та дублювання функцій людини і машини в разі виникнення відмов у роботі техніки й переходу на ручний режим управління. Симбіоз як стан системи видозміню­ватиметься залежно від властивостей елементів, що не є статич­ними. Зважаючи на таке, в системах важливо проводити динаміч­ний або адаптивний розподіл функцій у системі «людина — ма­шина — середовище». При цьому людина в системі має викону­вати переважно функції безперервного контролю процесу управ­ління, а також управління окремими операціями.