O Эмоциональная напряженность

Наличие этих состояний (несмотря на то, что оператор волевым усилием, мобилизацией резервных возможностей может поддерживать высокий уровень результативности) свидетельствует либо о его недостаточной подготовленности, либо о нарушениях режима труда и отдыха.

Помимо рассмотренной классификации функциональные состояния различают также по другим основаниям:

· по опасности для здоровья

o опасные

o безопасные

· по цене деятельности и вызываемой ею степени истощения организма

o нормальные

o пограничные

o патологические

· по проявлению работоспособности

o устойчивая работоспособность

o неустойчивая работоспособность;

· по проявления напряженности

o оперативная (операционная)

o психическая напряженность;

· по напряженности (тяжести) труда

o первой

o второй

o третьей

o четвертой степени тяжести.

Особо следует выделить экстремальные состояния, возникающие под воздействием экстремальных условий обстановки.

Они возникают в двух типах ситуаций.

· Первая из них сводится к тому, что существует такая интенсивность внешних условий, которая при определенном времени воздействия вызывает обязательное ухудшение параметров, по которым оценивается состояние человека.

· Вторая ситуация в отличие от первой состоит в том, что физическая характеристика условий не имеет ведущего значения, а главным становятся их информационно-семантические характеристики.

Общим для этих ситуаций является то, что под их влиянием состояние человека переходит в режим динамического рассогласования. Реакции человека в экстремальных условиях могут иметь адекватную форму реакции, либо протекать в форме реакции тревоги.

· Основным содержанием адекватной формы являются специфические реакции организма, направленные на устранение или преодоление влияния экстремальных факторов и на решение стоящих поведенческих задач.

· Реакция тревоги характеризуется относительно малой связью со спецификой экстремального фактора. Она направлена прежде всего на сохранение функционирования организма и в значительно меньшей степени на сохранность структуры трудовой деятельности. При этом сознательный контроль за поведенческими реакциями ослаблен и могут наблюдаются бессознательные поведенческие акты типа паники.

Для оценки функциональных состояний используются показатели:

• поведенческие (поза, мимика, характер общения с другими людьми),

• физиологические (реакции сердечно-сосудистой, дыхательной, центральной нервной систем, изменения биопотенциалов сердца, мозга, неработающих мышц, сопротивления кожи и др.),

• психологические (показатели внимания, памяти восприятия, мышления, психомоторики и т. д.),

• биохимические (обмен веществ, эндокринные и ферментные реакции),

• субъективные (самооценка состояния).

Функциональное состояние оператора формируется из его начального, «фонового» состояния и являются одним из результатов деятельности.

Отдельные функциональные системы организма (ЦНС, сердечно-сосудистая, дыхательная и др.) в процессе труда человека-оператора объединяются в единую функциональную систему, которая обеспечивает психическое регулирование деятельности. Эта система обеспечивает достижение двух целей: глобальной биологической — выживание человека и конкретной социально-психологической — достижение результата операторской деятельности.

Поскольку функциональное состояние человека формируется в процессе деятельности и является результатом взаимодействия функциональных систем организма разных уровней, то каждое функциональное состояние характеризуется не константными показателями (постоянными по времени), а определенным типом их динамики. Поэтому в диагностических целях главное значение имеет информация об основных тенденциях в характере изменения регистрируемых показателей, а не их абсолютные значения.

Основная особенность изменения рассмотренных выше показателей — это их качественно неоднозначные в ряде случаев ответы на воздействие внешних стимулов. Поэтому уверенно определить функциональное состояние оператора можно лишь по одновременным измерениям нескольких показателей. Они образуют симтомокомплекс показателей, а метод их анализа носит название полиэффекторного.Выбор конкретных показателей, входящих в состав симптомокомплекса, определяется спецификой изучаемой деятельности.

Общие рекомендации при этом сводятся к тому, чтобы в его состав входили показатели, характеризующие каждый из трех основных частных комплексов — психомоторный (двигательная активность человека), нейродинамический (динамика нервных процессов), вегетативный (протекание процессов обмена веществ в организме).

Для оценки функционального состояния по нескольким параметрам (симптомокомплексу) используют методы теории распознавания образов и ситуационного управления. При этом задача сводится к определению, к какому из двух классов (соответствующих или не соответствующих исследуемому состоянию) относится распознаваемый объект (функциональное состояние оператора) на основании полученных показателей.

Утомление оператора:

Работоспособность человека– способность выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне (обеспечивать заданную производительность труда). Работоспособность закономерно изменяется и характер ее динамики отражает так называемая кривая работоспособности.Закономерности:

• во второй половине дня период врабатываемости короче, чем в первой;

период врабатываемости­ характеризуетсяпостоянным повышением всех показателей работы оператора. Рабочая доминанта – нервные центры, регулирующие рабочие функции организма, объединяются в единую функциональную систему. Период врабатываемости характеризуется особенно высоким нервно-психическим напряжением.

• максимальная работоспособность в фазе выского уровня работоспособности до обеда выше, чем после обеда;

Период устойчивой (оптимальной) работоспособности характеризуется относительно стабильными, наилучшими для данных условий результатами работы оператора. Продолжительность этого периода зависит от степени тяжести и напряженности работы, степени тренированности и других личных качеств оператора.

• период утомления после обеда наступает быстрее чем до обеда.

Период утомления обусловлен истощением работающих органов и развитием процесса торможения. В первую очередь сни­жается работоспособность органов и систем, непосредственно обеспечивающих выполнение данной деятель­ности.

• Проявляется четвертая фаза–конечный порыв

Утомление – это временное снижение работоспособности под влиянием длительного воздействия нагрузки.

Оно проявляется на разных уровнях:

· на поведенческом - в снижении производительности труда, скорости и качества работы;

· на физиологическом – в затруднении выработки условных связей, повышении инертности нервных процессов;

· на психологическом – в нарушении внимания, памяти, интеллектуальных процессов, сдвигах в эмоционально-мотивационной сфере.

От вида нагрузки, локализации и продолжительности воздействия, времени востановления выделяют различные виды утомления: физическое и умственное, компенсируемое и некомпенсируемое, острое и хроническое и т.д..

Тяжесть и утомительность различных видов труда определяются факторами:

· затратой физических усилий,

· напряжением внимания,

· темпом работы,

· рабочим положением,

· монотонностью труда,

· температурой и влажностью внеш.среды,

· запыленностью и загрязненностью воздуха,

· шумом,

· вибрацией, вращением и толчками,

· освещением.

За основу классификации работ по степени тяжестии напряженности труда принимают градацию степени утомления по виду кривой работоспособности.

Поскольку у здорового, опытного и тренированного оператора кривая работоспособности в норме состоит из трех периодов, то эти виды трудао тносятся к I степени утомления и к I категории тяжести и напряженности.

Утрата плавности динамики работоспособности в период врабатывания, раннее наступление утомления, уменьшение производительности труда характеризуют II степень утомления и соответствуют II категории тяжести и напряженности труда.

К III степени относятся трудовые действия, характеризующиеся значительным нарушением координационной функции центральной нервной системы в связи с накоплением следов утомления.

Это состояние может приобретать застойный характер и переходить в переутомление (IV степень тяжести и напряженности труда).

Биологическим критерием тяжести и напряженности труда и его условий, кроме утомления, является заболеваемость работающих.

Причина утомления коренится в изменениях функционального состояния нервных центров, в которых во время работы проходят сложные процессы, отражающие способность нервных клеток суммировать в себе следовые процессы. Уменьшение скорости нервных процессов, проявляющееся в увеличении скрытого времени зрительно-моторной реакции и в уменьшении критической частоты слияния мельканий, снижает точность рабочих действий и нарушает слаженный в период врабатывания рабочий динамический стереотип.

Развитие охранительного торможения свидетельствует о том, что снижение работоспособности в связи с утомлением вызывается не непосредственно истощением запасов энергии в нервных клетках, а предшествующим этим процессам нарушением ритма деятельности и рабочего динамического стереотипа. В общем случае указанные обратимые функциональные нарушения вызываются суммированием следов возбуждения, остающихся после каждого рабочего действия. Конкретные психофизиологические механизмы суммирования следовых процессов в нервной системе, приводящие к утомлению, различны и зависят от условий труда.

В каждом виде труда необходимо применять такие оздоровительные меры, которые могли бы максимально соответствовать психофизиологическим процессам.Большое влияние на работоспособность оператора оказывает четкий ритм производственного процесса. Устранение вынужденных перерывов — не единственное средство сделать работу ритмичной и снизить тем самым утомление. Другим проявлением ритмичности является работа без рывков, без замедления и ускорения ее темпа.

Эргономичность систем «человек–машина»

Содержание понятия «эргономичность». Формирование эргономичности систем «человек-машина». Единичные, групповые (антропометрические, физилогические, психофизиологические, психологические, гигиенические) и комплексные эргономические показатели. Эргономические свойства систем «человек-машина» (управляемость, освояемость, обслуживаемость, обитаемость). Связь между собой эргономическими показателями и эргономическими требованиями. Принципы реализации эргономических требований к систем «человек-машина».

Эргономичность– это целостная эргономическая характеристика системы «человек – техника – среда». Она представляет собой иерархическую динамическую структуру, включающую несколько уровней каждый из которых обладает определенной качественной спецификой, не сводимой к механическому объединению ее составляющих.

Эргономичность формируется на основе интеграции эргономических свойств и показателей. Эргономические свойства и показатели каждого предыдущего уровня являются основой формирования эргономических показателей последующего уровня. Здесь действует тот же общий принцип, которому подчиняются межуровневые отношения структуры деятельности человека и который состоит в том, что наличный высший уровень всегда остается ведущим, но он может реализовать себя только с помощью уровней нижележащих и в этом от них зависит .

Только единичные эргономические показатели представляют собой те или иные конкретные реальные материализованные характеристики системы СЧТС, которые можно измерить или даже «потрогать руками». Групповые же эргономические показатели, эргономические свойства и интегральная характеристика «эргономичность» представляют собой определенные абстракции, не имеющие материальной основы, которые реально нельзя увидеть или потрогать руками. Они введены для того, чтобы можно было как-то разделить многочисленные единичные показатели на группы с учетом механизмов их влияния на выходные показатели функционирования СЧТС. Данные показатели и свойства можно оценить только относительными оценками (баллами, процентами и т.п.).

К групповым относятся социально-психологический, психологический, физиологический, психофизиологический, антропометрический и гигиенический показатели.

Социально-психологическийвключает:

• соответствие конструкции машины и организации рабочих мест характеру и степени группового взаимодействия;

• степень опосредования межличностных отношений содержанием совместной деятельности по управлению машиной.

Психологический включает:соответствие машины возможностям и особенностям восприятия, памяти, мышления, психомоторики работающего человека, закрепленным и вновь формируемым навыкам человека.

Физиологическийвключает соответствие машины силовым, скоростным и энергетическим возможностям и особенностям человека.

Психофизиологическийвключает соответствие машины зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным возможностям и особенностям человека.

Антропометрическийвключает соответствие машины размерам и форме тела работающего человека, распределению его веса.

Гигиенический включает показатели, характеризующие среду, в которой функционирует система «человек – машина», к ним относится освещенность, вентилируемость, температура, влажность, давление, напряженность магнитного и электрического полей, запыленность, радиация, токсичность, шум, вибрация, невесомость и др.

Комплексными показателямиэргономичности являются:

1) по управляемости:

– среднее время или коэффициент занятости человека-оператора выполнением определенной единицы технологического процесса;

– вероятность выполнения человеком-оператором единицы технологического процесса с заданным качеством;

– производительность или норма времени на единицу труда;

2) по обслуживаемости:

– среднее оперативное время занятия человека подготовкой техники к применению;

– среднее оперативное время занятости восстановлением или профилактикой;

3) по освояемости:

– среднее календарное время профессиональной подготовки человека-оператора;

– уровень квалификации человека, необходимый для обслуживания техники.

Эргономическими свойствами СЧМ являются (управляемость, освояемость, обслуживаемость, обитаемость).

Управляемостьопределяет:

– соответствие распределения функций между человеком (группой) и машиной оптимальной структуре их взаимодействия при достижении поставленных целей, которые обеспечивают ведущую роль человека;

– соответствие конструкции машины (отдельных ее элементов) и организации рабочего места оптимальной психофизиологической структуре и процессу деятельности человека в нормальных и аварийных условиях;

– соответствие содержания задаваемой машиной деятельности по управлению оптимальному уровню сложности и разнообразию действий человека;

– соответствие задаваемой машиной напряженности деятельности минимальной напряженности, при которой достигается наивысшая эффективность управления;

– соответствие задаваемых машиной требований к качеству деятельности по управлению оптимальным точностным, скоростным и надежностным возможностям чела;

– соответствие задаваемых машиной темпов и ритмов трудовых процессов оптимальной временной структуре работающих людей.

Обслуживаемостьопределяет соответствие конструкции машины (или отдельных ее элементов) оптимальной психофизиологической структуре деятельности по ее эксплуатации, обслуживанию и ремонту. Следовательно, необходимо учитывать, что одна и та же машина обязательно будет входить составной частью в несколько различных человеко-машинных систем, таких как «оператор – управленец – машина», «оператор – наладчик – машина», оператор – ремонтник – машина», и создавать комфортные условия для работы всех названных типов пользователей.

Освояемостьопределяет:

– заложенные в машине и эксплуатационной документации возможности быстрейшего ее освоения на основе приобретения необходимых знаний, умений и навыков управления и обслуживания;

– задаваемые машиной требования к уровню развития профессионально значимых психофизиологических и психологических функций человека для деятельности, как в нормальных, так и в аварийных условиях;

– задаваемые машиной требования к характеру и степени группового взаимодействия при ее управлении;

– заложенные в машине возможности для развития и совершенствования профессионально важных качеств.

Обитаемостьопределяет:

– соответствие условий функционирования машины биологически оптимальным параметрам рабочей среды, обеспечивающим человеку нормальное развитие, хорошее здоровье и высокую работоспособность;

– уменьшение или ликвидацию вредных для природной среды условий функционирования машины.

С эргономическими показателяминепосредственно связаны эргономические требования, характеризующие необходимость учета в конструкции технического звена СЧТС или в организации рабочего места человека-оператора тех или иных конкретных особенностей человека.

Эргономические требования (ЭТ) определяются свойствами человека-оператора и устанавливаются с целью оптимизации его деятельности. Они являются базовыми при проектировании СЧТС на основе антропоцентрического подхода.

Под эргономическими требованиями к СЧТС понимаются требования к СЧТС, ее отдельным подсистемам, оборудованию, рабочей среде, определяемые свойствами человека и устанавливаемые для его эффективной и безопасной деятельности.

При формулировании эргономических требований имеет место следующая логическая последовательность.

Основными принципами реализации эргономических требований являются:

Принцип непрерывности, состоящий в том, что ЭТ учитываются на всех этапах жизнедеятельности СЧТС: при проектировании, производстве,эксплуатации.

Принцип цикличности, заключающийся в том, что ЭТ в различном содержании учитываются на всех этапах проектирования СЧТС, а именно при разработке Технических требований, Технического задания, Эскизного предложения, Эскизного проекта, Технического проекта, Технической документации.

Принцип обязательности использования, реализующийся путем стандартизации ЭТ.

26 Эргономическое проектирование систем «человек–техника–среда».

Основная идея, цель и подходы к эргономическому проектированию. Структура процесса проектирования систем «человек–техника–среда». Виды проектирования, составляющие процесс проектирования систем «человек–техника–среда». Системный подход как общая методология эргономического обеспечения. Предмет и результат эргономического проектирования. Этапы эргономического проектирования. Принципы распределения функций между человеком-оператором и техникой в процессе проектирования систем «человек–техника–среда». Проектирование деятельности оператора. Цикличность и последовательность эргономического проектирования.

Эргономическое проектирование заключается в решении всех вопросов, связанных с включением человека в проектируемую систему «человек— машина— среда». Оно направлено на повышение эффективности системы «человек – техника- среда» (СЧТС) и качества труда в ней пользователей (операторов), т.е. на безопасность эксплуатации и обслуживания, улучшение условий труда, сокращение сроков освоения системы, экономию затрат физической и нервно-психической энергии работающего человека благодаря максимально возможному согласованию параметров технической части системы с возможностями и особенностями человека.

Эргономическое проектирование представляет собой особый, но не изолированный аспект работы в общем процессе проектирования техники. Обладая определенными особенностями, эргономическое проектирование вместе с тем подчиняется общим закономерностям и методам проектной деятельности, в частности общей схеме построения этапов проектных работ.

Отличительной его чертой является создание проекта деятельности человека, аналогично тому как задачей технического проектирования является создание проекта технической части системы. Кроме создания проекта деятельности человека-оператора, в задачи эргономического проектирования входит согласование, «стыковка» технического и человеческого проектов и создание на основе этого обобщенного проекта системы «человек — машина».

В настоящее время используется три подхода к осуществлению эргономического проектирования:

Механоцентрический подход, в основу которого положено инженерно-техническое проектирование с учетом в той или иной степени рекомендаций эргономики, в основном на коррективном уровне.

Антропоцентрический подход выражает противоположную точку зрения. Согласно ему первоначально должна проектироваться деятельность человека, а затем технические средства ее реализации.

Равнокомпонентный подход, занимающий срединное положение между двумя вышеприведенными подходами, при котором человек и техника рассматриваются как равноправные подсистемы.

Структура процесса проектирования систем «человек–техника–среда».

Решение задач эргономического проектирования организационно реализуется в ходе осуществления других видов технического проектирования:

– системотехнического,

– схемотехнического,

– программного,

– конструкторского,

– технологического,

– дизайнерского.

Эргономическое проектирование является основной частью эргономического обеспечения систем «человек – техника – среда», которое включает в себя другие стадии жизненного цикла СЧТС: производство, эксплуатацию, утилизацию.

В настоящее время при исследовании и описании СЧТС используются четыре общих методологических подхода:

Функциональный подход, сущность которого сводится к выделению структуры объекта как некоторого инварианта с последующим функциональным описанием этой структуры.

Структурный подход, при котором основную нагрузку несет понятие структуры, а функциональная сущность ее компонентов выступает в качестве одной из исходных предпосылок.

Структурно-функциональный подход, при котором проектируют не элементы объекта и не систему в целом, а расчлененную систему в статике.

Системный подход, при котором объект рассматривается как нечто целое с точки зрения наличия в нем действующих элементов. Таким образом, при системном подходе центральным звеном является система с такими элементами, как структура, организация, связь, элемент и т.п.

Применительно к эргономическому проектированию системный подход позволяет на одной основе (понятийной, критериальной) описывать и проектировать взаимодействие человека с технической частью системы при равнокомпонентном представлении объекта как целостного образования т.е. системы «Чел-Тех-Среда».

Предметом эргономического проектирования являются процесс, средства и условия деятельности человека-оператора или группы операторов.

Результатом эргономического проектирования является эргономическое решение, которое представляет собой проект деятельности человека-оператора, выполненный при последовательной реализации эргономических требований с учетом специфики объекта проектирования.

Эргономическое проектирование включает три взаимосвязанных и взаимообусловленных этапа:

- обоснование (разработку) эргономических требований,

- реализация эргономических требований на стадии проектирования,

- оценка полноты и правильности реализации этих требований (эргономическая экспертиза и аттестация).

Проектирование системы «человек — машина — среда» включает в себя несколько взаимосвязанных этапов:

1) анализ характеристик объекта управления;

2) распределение функций между человеком и техникой;

3) распределение функций между операторами;

4) проектирование деятельности оператора;

5) проектирование технических средств деятельности оператора;

6) оценка системы «человек — техника — среда».

Важное место в решении всех этих вопросов занимает распределение функций между человеком и техникой и обоснование требуемой степени автоматизации. При этом автоматам передаются шаблонные, однообразные, примитивные операции, выполнение которых вызывает у оператора монотонность, скуку и усталость. Операции, требующие большого физического напряжения, также должны быть возложены на машину.

Автоматы и вычислительные устройства должны предотвратить перегрузку памяти, внимания, интеллектуальной и эмоционально-волевой сферы человека, его опорно-двигательного аппарата и т.п.

При выборе варианта распределения функций между человеком и машиной сначала определяют функции (задачи, операции, действия), которые должны выполняться человеком и машинными звеньями, и ожидаемое качество выполнения их.

Распределение оставшихся задач осуществляется по следующему принципу: задачи, разрешаемые с учетом многих признаков, имеющие много вариантов решений, отличающиеся высокой неопределенностью информации, незначительной логической и вычислительной сложностью, целесообразно предварительно поручать человеку. Задачи с противоположными свойствами возлагаются на машину.

В общем случае решение задачи проектирования деятельности человека-оператора в СЧТС предполагает получение ответа на следующие вопросы:

1. Где будет находиться человек?

2. Что и в какой последовательности человек будет делать?

3. Как и какими средствами человек будет выполнять свои функции?

4. Какими психологическими и психофизиологическими качествами человек должен обладать для успешного выполнения функций взаимодействия с техникой?

В результате решения задачи проектирования деятельности оператора, определяются структура и алгоритмы деятельности оператора в различных режимах работы СЧТС, способы выполнения этой деятельности, требования к психофизиологическим характеристикам человека (к объему памяти и внимания, скорости реакции, эмоциональной устойчивости и др.), производится проверка выполнения предельно допустимых норм деятельности оператора.

На основании этого осуществляется разработка средств отображения информации, органов управления, производится общая компоновка рабочего места.

Процесс эргономического проектирования имеет циклический и последовательный характер. Цикличность и последовательность эргономического проектирования заключается в необходимости решения всех перечисленных задач на каждой из существующих стадий проектирования: на этапе формулирования технических требований (ТТ); при разработке технического задания (ТЗ); при эскизном предложении; на этапе эскизного проектирования; при техническом проектировании; на этапе рабочего проектирования; при различных испытаниях, оценке и т. д.

Все поставленные задачи в той или иной степени решаются на каждой из стадий проектирования. Однако уровень проработки и решения этих задач на каждой из стадий проектирования будет различным. Одни задачи могут решаться в общем виде, другие – детально, третьи уточняются после решения их на предыдущем этапе. Еще одной особенностью является различная вариантность проработки принимаемых решений на каждом из этапов, что позволяет постепенно прийти к оптимальному варианту.