Фактори виробничого середовища
Обговорено та затверджено на
Методичній нараді кафедри
« » ___________2015р.
Протокол № ___
Зав. кафедри _____________________
Одеса -2015
Лекція № 6 «Проектування технічних засобів діяльності оператора»
1. Актуальність теми. Обгрунтування теми. – 2 год.
Опанування цієї теми необхідно для виховання наукового мислення та кругозору, для засвоєння основ „Інженерної психології” .
2. Цілі лекції:
- навчальні:
· Засвоїти проектування засобів відображення інформації.
· Знати організацію робочого місця оператора.
· Засвоїти проектування органів управління.
· Вивчити фактори середовища.
- виховні:
· Дати певні світоглядні орієнтації студентам-медикам;
· Сформувати у студентів уявлення про принцип поваги до будь якої психологічної течії, напрямку, школи та світоглядних позицій, якщо вони не загрожують фізичному та духовному здоров’ю людини;
· Навчити бачити важливість різних напрямків розвитку практичної психології.
3. План та організаційна структура лекції.
| №№ п.п. | Основні етапи лекції та їх зміст | Цілі у рівнях абстракції | Тип лекції, оснащення лекції | Розподіл часу |
| 1. 2. 3. 4. | Підготовчий етап Визначення навчальних цілей. Забезпечення позитивної мотивації. Основний етап Викладення лекційного матеріалу. План: 1. Проектування засобів відображення інформації. 2. Проектування органів управління. 3. Організація робочого місця оператора. 4.Фактори середовища. Заключний етап 1. Резюме лекції, загальні висновки. 2. Відповіді лектора на можливі запитання. 3.Завдання для самопідготовки студента. 4. Перевірка відвідування лекції студентами | 1, 2 1, 2, 3 1, 2, 3 | У відповідності з виданням: “Методичні рекомендації щодо планування, підготовки та аналізу лекції”. (Од. 2011р.) Список літератури, питання, завдання. | 1 % 1% 85% - 90% 2 % 3 % 1 % 2 % |
4. Зміст лекційного матеріалу
1.Проектування засобів відображення інформації
Проектування систем "людина - машина" займає важливе місце в роботах по інженерній психології. Саме проектування СЛМ традиційно аналізуеться в трьох напрямках: засоби відображення інформації (ЗВІ), органи управління чи засоби введення інформації, рабоче місце оператора. Розглянемо кожний напрямок.
Засоби відображення інформації — це елементи робочого місця оператора, призначені для формування інформаційної моделі керованого об'єкта шляхом пред'явлення оператору сигналів про поточні параметри керованого об'єкта, показники навколишнього середовища, стан каналів зв'язку і допоміжних пристроїв і т.п.
При рішенні питання про вибір засобів відображення інформації за ознаками їх модальності необхідно враховувати, що зорові сигнали можуть одночасно передати операторові до 3,25 біт, тактильно-вібраційні — 2,0 - 2,8 біт, акустичні — 2,0 - 2,2 біт, смакові — 1,9 біт інформації.
Виділяють основні підходи до вдосконалення ЗВІ :
- структурно-психологічний (в основі - статистика, що дозволяє вибирати найбільш оптимальні стратегії при побудові інформаційних образів об’єкта);
- системно-лінгвістичний (створення оптимального алфавіту, діалогових систем);
- графоаналітичний (табличне програмування, експертна оцінка, теориія графів, коли створюється "картинка" розподілу потоків інформації).
Перспективними є такі підходи в удосконаленні ЗІВ:
- розробка багатоканальних (багатофункціональних) індикаторів;
- розробка полісенсорних (полімодальних) ЗІВ, таких, що впливають на різні органи чуття;
-об’ємне відображення інформації (зі стереоскопіческим эффектом);
-розробка індикаторів з можливістю передбачення подальшого розвитку процессу - вихід на спільне прийняття рішень людиною та машиною (Ю.К.Стрелков).
1. За функцією інформації
Командні ЗВІ відображають цілі керування і дають зведення про необхідні дії для її досягнення, інформують про ступінь відхилення керованого процесу від заданих значень; ситуаційні індикатори відображають, головним чином, сигнали про стан об'єкта або процесу.
2. За формою сигналу.
В абстрактних ЗВІ сигнали передаються у вигляді символів (цифри, букви, геометричні фігури й ін.), які відображають у закодованому вигляді стан об'єкта;
В образотворчих ЗВІ передача сигналів здійснюється за допомогою зображень, якість яких визначається ступенем схематизації, деталізації і кількістю відтворених властивостей конкретного зображення.
3. За використанням інформації.
ЗВІ для контрольного (перевірочного) зчитування служать для рішення альтернативних задач (типу - "ні", "працює — не працює").
Індикатори якісного читання подають інформацію про напрямок зміни керованого параметра.
Індикатори кількісного читання — про числові значення стану об'єкта.
4. За ступенем деталізації.
У ЗВІ інтегрального типу інформація подається в узагальненому вигляді.
На детальних індикаторах відображається, як правило, один параметр стану об'єкта керування.
5. За модальністю сигналу.
За допомогою візуальних ЗВІ передається основна частина інформації — до 90 %.
Однак, іноді більш доцільним є застосування акустичних сигналів, а саме у випадках:
- якщо інформація, яка підлягає обробці, проста, коротка і вимагає негайної реакції;
- якщо застосування візуальної інформації обмежено внаслідок інформаційного перевантаження оператора або особливих умов його роботи (необхідність переміщень оператора, низька або дуже велика освітленість і ін.);
- якщо необхідно або бажаним є голосовий зв'язок і т.ін.
Акустичні сигнали можуть передаватися у вигляді певних звуків, які є кодом, або в мовній формі.
Засоби відображення інформації можуть бути виконані у вигляді:
-табло – дані відображаються у формі таблиць;
-мнемосхема – графічне зображення у вигляді комплексу символів;
-панель приладів – окремі прилади та індикатори.
Всі сигнали поділяються на два класи: сигнали-зображення – в яких властивості сигналу відтворюють властивості об’єкта (схеми, малюнки, креслення), та сигнали-символи– позначають властивості об’єкта за допомогою абстрактних символів.
Сигнали-символи мають три форми індикації:
Стрілкова індикація – спосіб відображення інформації для забезпечення оператора відомостями про хід та спрямованість змін контрольованого процесу.
Знакова індикація – спосіб відображення інформації за допомогою літер, цифр, умовних символів, абстрактних фігур.
Графічна індикація – спосіб відображення інформації за допомогою графіків, діаграм, номограм.
Акустична індикація – спосіб відображення інформації у формі звуків чи мовних повідомлень (гудки, сирени, свистки, дзвоники). Використовуються для попередження оператора про небезпеку, для нагадування про використання певних дій і ін. Широкого використання набувають мовні повідомлення, які мають переваги перед звуковими (складне повідомлення, швидкий обмін інформацією, напруженість діяльності оператора).
Кодування інформації – це перетворення відомостей у сигнал (термін запозичений з терії інформації). Для технічних систем важливим є зручність передавання коду по каналу зв’язку з мінімальними відхиленнями. Категорія коду визначається засобами кодування інформації, якими можуть бути геометричні фігури, літери, цифри, колір, яскравісь, розмір і ін.Вибір коду залежить від характеру вирішуваного завдання, форми об’єкта (В. Н. Дружинина, Г.К.Середа, Ю.Л.Трофімов, Б.Ф Ломов, М.А. Котик).
2. Проектування органів управління
Органи управління призначені для передачі керуючих впливів від оператора до машини і їх виконання із заданою точністю і швидкістю. Це елементи робочого місця оператора, які забезпечують введення виконавчих команд у машину.
Органи керування використовуються в СЛМ для:
1)введення командної цифрової і логічної інформації;
2)установки необхідних режимів роботи апаратури;
3)регулювання різних параметрів;
4)висновку інформації для контролю.
У якості органів управління використовуються кнопки, тумблери, штурвали, педалі, важелі і ін., а також технічні пристрої мовного керування, які забезпечують введення в машину команд, що подаються голосом.
Органи управління можуть приводитися у рух за допомогою рук або ніг оператора. Ручне керування доцільніше, коли потрібна висока точність і швидкість установки органів керування у певне положення і немає необхідності в безперервному або тривалому додаванні великого зусилля. Ножні органи управління використовуються для розвантаження рук оператора, економії часу, або при значних м’язевих зусиллях.
На основі спеціальних вимірювань та дослідів виділяються вимоги до окремих типів органів управління, до спільного розташування індикаторів і органів управління, до систем введення інформації (до клавіатур). Наприклад, виділяють такі принципи спільного розташування індикаторів і органів управління:
- функціональна відповідність (кожна підсистема СЛМ повинна мати свою панель на загальному пульті управління);
- використання однотипних елементів контролю та управління;
- важливість і частота використання органів управління (нйбільш важливі органи управління - в найзручнішому місці).
Також на основі спеціальних вимірювань та досліджень виділяються загальні вимоги до систем введення інформації – СВІ (до клавіатур):
- клавіші повинні відповідати характеру вирішуваних задач і психофізфіологічним характеристикам людини-оператора;
- розташування клавіш - оптимальне (мінімум робочих рухів оператора);
- компактність клавіатури і її вміщуваність в зоні моторного контролю (навіть в умовах постійного ускладнення СЛМ ) (Ю.К.Стрелков).
Виділяються також основні правила економії робочих рухів, які важливо враховувати при проектувані різноманітних органів управління:
- при рухах двома руками – одночасність, симетричність, що забезпечує рівновага тіла;
- простота рухів, їх плавність і заокругленість; мінімум кількості рухів;
- траекторія - в межах робочої зони оператора;
- рухи повинні відповідати анатомічній будові руки і знаходитись в зоні зорового контролю;
- робочі рухи повинні бути ритмічними;
Там, де більш необхідними є швидкі рухи, рекомендується враховувати такі особливості:
- де потрібна швидка реакція, переважаючими повинні бути рухи до себе;
- в горизонтальній площині швидкість рук більша, ніж у вертикальній;
-найбільша швидкість руки - зверху вниз, найменша - знизу вверх;
-швидкість більща зліва - направо (для правої руки);
-обертальні рухи швидші, ніж поступальні;
-плавні криволінійні рухи рук швидші, ніж прямолінійні з несподіваною зміною напрямку (ніж різкі);
Там, де необхідні більш точні рухи, рекомендується враховувати, що:
- більш точні - в положенні сидячи (ніж стоячи);
- при рухах у вертикальній площині помилок менше, ніж в горизонталній (Ю.К.Стрелков).
Органи упрпавління класифікуються за рядом ознак.
3. Організація робочого місця оператора
Робоче місце людини-оператора — простір в СЛМ, оснащений засобами відображення інформації, органами керування і допоміжним устаткуванням, де здійснюється трудова діяльність.
Робочі місця класифікуються:
- взалежності від кількості одночасно працюючих операторів - індивідуальні і колективні;
- за характером операцій, які виконує людина — автоматизовані, механізовані, переважно ручні операції;
- за ступенем спеціалізації — універсальні, спеціалізовані, спеціальні;
- взалежності від робочої пози — робота сидячи, стояча, з переміщенням.
- залежно від функцій, що виконує оператор – оперативного управління, інформаційно-довідкові, операпор ЕОМ, керування рухомим об’єктом, комбіновані.
Просторове компонування робочого місця визначають положенням тіла працюючого оператора. Термін “робоча поза” позначає типове положення тіла при виконанні трудових дій. Перевагу надають положенню оператора “сидячи”.
Основою робочого місця управління є пульт управління, який може мати різні форми: фронтальна, трапецієподібна,багатогранна.
Робоче місце містить у собі інформаційне і моторне поля.
Інформаційним полем називається простір робочого місця людини-оператора з розміщеними засобами відображення інформації й інших джерел зведень, що використовуються оператором у процесі діяльності.
Моторне поле — це простір робочого місця людини-оператора з розміщеними органами керування, у якому здійснюються рухові дії оператора по керуванню СЛМ.
Підвищення точності і швидкості дій оператора пердбачаєдотримання ряду принципів:
Принцип функціональної відповідності, згідно якого кожна підсистема СЛМ має свою панель на пульті управління.
Принцип об’єднаня полягає в застосуванні однотипних елементів, які поєднанні в одну групу, сприяє зменшенню кількості інформації, що надходить до оператора.
Принцип поєднання стимулу і реакціїпросторово узагальнює елементи управління та індикації, що зменшує кількість варіантів вибору органів управління.
Принцип послідовності дій полягає в тому, що елементи управління розташовуються на пульті згідно алгоритму діяльності.
Принцип важливості і точності використання передбачає розміщення найважливіших індикаторів, що використовуються найчастіше в оптимальних робочих зонах ( В.Н. Дружинін, Г.К.Середа, Ю.Л.Трофімов, Б.Ф. Ломов, М.А. Котик).
Основні умови проектування робочого місця оператора:
-достатній робочий простір для оператора;
-достатні фізичні, зорові і слухові зв’язки між робітниками;
-оптимальне розташування робочих місць в приміщенні, а також безпечні та зручні проходи;
-необхідне природнє та штучне освітлення;
-допустимий рівень акустичного шуму і вібрації;
Оптимізація рабочого місця оператора передбачає:
-вибір відповідного робочого положення (сидячи, стоячи);
-раціональне розташування індикаторів і органів керування;
-забезпечення оптимального обзору элементів робочого місця;
-відповідність інформаційнних потоків можливостям людини по їх прийманню і переробці;
-забезпечення умов для короткочасного відпочинку в процесі роботи.
Виділяются такі оптимальні робочі пози оператора:
- положення "стоячи" більш природніше для людини (але при тривалій роботі стоячи людина втомлюється швидше), тому необхідно передбачити можливість зміни робочої пози;
- нормальна поза в положені "стоячи", коли не потрібно нахилятися вперед більш, ніж на 15о;
- нахили назад і в сторону (при роботі стоячи) небажані;
- положення "сидячи" має певні переваги (розгружаються різні системи органів), проте, тривале сидіння також небажане, із-за нагрузки на таз, і тому також краще передбачити зміну поз (Ю.К.Стрелков).
Як приклад можна привести основні вимоги до робочого сидіння оператора:
-сидіння оператора повинно забезпечувати позу, що сприяє зменшенню статичної роботи м’язів;
-сидіння повинно забезпечувати можливість для зміни робочої пози;
-воно не повинно ускладнювати діяльність різних систем організму (дихальної системи, серцево-судинної, травної) і не викликати дискомфортних відчуттів;
-глибина сидіння не повинна бути надмірно великою;
-необхідно забезпечити вільне переміщення сидіння відносно робочих поверхонь (а також його обертання);
-необхідним є можливість регулювання висоти, кута нахилу спинки, висоти спинки;
-важливо враховувати вимоги безпеки;
-слід використовувати напівм’яку оббивку, але таку, що не ковзає, не електризується, пропускає повітря (Ю.К.Стрелков).
Фактори виробничого середовища
Важливим компонентом СЛМ є умови праці (робоче середовище), які впливають на ефективність діяльності людини-оператора.
Умови праці — це сукупність факторів зовнішнього середовища на робочому місці, яка здійснює вплив на функціональний стан і працездатність людини-оператора.
Елементи виробничого середовища прийнято класифікувати за критеріями їх якісної своєрідності й інтенсивності впливу.
За критерієм якісної своєрідності умов праці можна виділити:
- фізико-хімічні фактори (температура, вологість, швидкість руху, газовий склад повітря, барометричний тиск, радіаційні фактори, шкідливі домішки і т. ін.) для яких існує система санітарно-гігієнічного нормування;
- інформаційні фактори (обсяг інформації, інтерференція, надмірність, дефіцит, помилкова інформація і т.д.), показники яких не нормуються, а об'єктивна і суб'єктивна значущість інформації, як правило, не збігаються;
- соціально-психологічні фактори (рівень згуртованості колективу, психологічний клімат, стиль керівництва, міжособистісні конфлікти та т. ін.), які визначаються психологічними особливостями суб'єктів діяльності і змістом трудових задач;
- естетичні фактори (естетичні і функціональні якості предметного середовища — художнє оформлення, фактура матеріалів, колірне рішення, гармонійність композиції, сучасність стилю і т. ін.), які забезпечують привабливий ефект устаткування, світокольоровий тон інформаційних і моторних полів робочого місця.
За критерієм інтенсивності впливу факторів виділяють наступні види робочого середовища:
- комфортне, що забезпечує нормальне самопочуття й оптимальну динаміку працездатності людини-оператора;
- відносно дискомфортне, неприємні суб'єктивні відчуття і зміни функціонального стану і рівня працездатності до кінця робочого дня;
- екстремальне, яке викликає виражені функціональні зміни, які не ведуть до патології і зниження працездатності;
- надекстремальне, яке викликає патологічні порушення в організмі і різке падіння працездатності чи відмову від роботи.
Враховуючи специфіку діяльності оператора, фактори середовища режим праці і відпочинку визначається:
- тривалістю робочої зміни (тижня, місяця);
- тривалістю і напруженістю безупинного робочого процесу;
- тривалістю, періодичністю перерв у роботі і способом організації відпочинку;
- тривалістю періоду відновлення після роботи;
- добовим часом роботи (денна чи нічна зміна, стабільний чи "слизький" графік роботи) і т. ін .
Розрізняють регламентовані і довільні перерви. Регламентовані перерви встановлюються в моменти, які передують зниженню працездатності. Їх тривалість і періодичність визначаються кількістю і глибиною періодів спаду працездатності. Для операторської діяльності бажані короткі (5 - 10 хв.), але часті перерви. При роботі в безупинному режимі (наприклад, чергування оператора за пультом СЛМС) можуть виникати довільні перерви (мікропаузи) у проміжки часу, коли оператор не зайнятий обробкою інформації.
З метою обмеження шкідливого впливу психолого-фізіологічних факторів виробничої небезпеки рекомендується:
- встановлення раціонального режиму праці і відпочинку;
- організація відпочинку в процесі роботи;
- проведення відновно-оздоровчих заходів при виражених явищах перенапруги;
- дотримання гранично припустимих норм робочого навантаження;
- узгодження величини робочого навантаження і динаміки працездатності оператора;
- чергування різних робочих операцій чи форм діяльності протягом робочого дня;
- раціональний розподіл функцій між оператором і технічними пристроями;
- урахування психолого-фізіологічних якостей оператора і досягнення відповідності їх вимогам операторської діяльності шляхом проведення професійного добору, навчання і тренувань (В.Н. Дружинін, Г.К.Середа, Ю.Л.Трофімов, Б.Ф Ломов, М.А. Котик ).
Література:
1. Бодров В. А, Орлов В.Я. Психология и надежность: Человек в системах управления техникой /РАН, Институт психологии. — М.; Институт психологии РАН, 1998. — 285 с.
2. Галактионов А.И. Основы инженерно-психологического проектирования АСУ ТП. -М.: Энергия, 1978. -208с.
3. Инженерная психология. Под ред. Г.К.Середы. К.: Вища школа, 1976. - 308 с.
4. Ломов Б ф. Человек и техника Очерки инженерной психологии / Предисл. Б.Г.Ананьева - 2-е изд., испр. и доп. — М.: Сов. радио, 1966. - 464 с.
5. Основы инженерной психологии: Учебник для вузов / Под ред. Б. Ф. Ломова. — 2-е изд. - М,: Высшая школа, 1986, - 447 с.
6. Современная психология: Справочное руководство/Под ред. В. Н. Дружинина. - М..ИНФРА-М, 1999.-687 с.
7. Справочник по инженерной психологии / С.В.Борисов, В.А.Денисов, Б.А.Душков; Под ред. Б.Ф.Ломова, — М,: Машиностроение, 1982. — 368 с.
8. Стрелков Ю.К. Инженерная и профессиональная психология:Учеб. Пособие для студ.высш. учеб.заведений. – М.:Издательский центр «Академия»; Высшая школа, 2001. – 360 с.
9. Трофімов Ю.Л. Інженерна психологія:Підручник. – К.: Либідь, 2002. – 264 с.
10. Человеческий фактор. В 6 т. Т.1 / Пер. с англ. В.П.Зинченко. Под ред. Г. Салвенди. — М„ Мир, 1991. -599с.