Введение к работе
- З -
Актуальность работа! Развитие техники, создание новых прогрессивных и высокоэффективных технологий не уменьшили, а наоборот, увеличили значение человеческого фактора в условиях современного производства. Человек, управляющий техникой, продолжает оставаться центральным звеном эргатических систем, от его эффективности и надежности зависит эффективность и надежность систем в целом. В последние годы,, благодаря усилиям специалистов в области психологии труда, эргономики и инженерной психологии, эти научные дисциплины заняли достойное место в проектировании автоматизированных и полуавтоматизированных контрольно-измерительных и управляющих технических систем. Однако до сих пор при разработке автоматизированных систем самого различного назначения основное внимание, как правило, уделяется техническому, алгоритмическому и программному обеспечению, в то время как вопросам взаимодействия человека с машиной, согласования свойств машины со свойствами и возможностями человека - оператора уделяется значительно меньше внимания. Одной из причин такого положения является то, что достижения эргономики и ингхенернои психологии,' порой носящие концептуальный и описательный характер, не удовлетворяют требованиям реальной 'практики проектирования этих систем. Сейчас как никогда, нужны четкие конкретные и информативные инженерно-психологические и эргономические рекомендации, основанные на сочетании результатов фундаментальных и прикладных исследований.
Особое значение инженерно-психологические и эргономические рекомендации имеют при создании: автоматизированных контрольно- измерительных систем (АКИС). Автоматизированные контрольно-измерительные системы широко распространены на практике. С их помощью осуществляется широкий диапазон производственных операций от управления технологическими процессами в целом, До точной настройки и регулировки параметров отдельных звеньев и элементов различных электронных систем. Человек-оператор в таких системах выполняет ряд функций: контроль работы АКИС в автоматическом режиме, резервирование! АКИС в случав её отказа, управление процес- . сами, регулирование параметров и их настройка в ручном режиме.
Такие, в частности, АКИС для проведения аналитических из-
_ 4 -
мерений и контроля концентраций различных веществ в многокомпонентных жидких и газообразных средах для целей охраны окружающей среды разрабатываются в Тбилисском НПО "Аналитприбор" по месту работы автора.
.' В настоящее время с развитием микроэлектроники большое ана-' чение приобретают высокоточные измерения и контроль параметров объектов, осуществляемые с помощью слабых и слабо-изменяющияся сигналов, причем оператору, резервирующему автоматическую работу системы, нередко приходится осуществлять вручную слежение за слабо-изменяющимися параметрами, а также осуществлять настройку параметров объекта или оборудования самой АКИС. При атом выбор органов управления должен учитывать возможности оператора и быть оптимальным по таким критериям, как точность слежения, быстродействие настройки и др., ибо эффективность работы АКИС во многом зависит от того, какими органами и о какими характеристиками осуществляется деятельность человека-оператора.
С 50-х годов в нашей стране и в зарубежных странах ведутся интенсивные исследования в области эргономики и инженерной психологии по различным научным направлениям. Среди них видное место занимают работы по изучению деятельности опораторов, органов управления и систем индикации. Однако, с появлением новых. систем возрастают и требования к техническим средствам деятельности. Поэтому часто возникает острая необходимость в развитии этих исследований,, особенно в области выбора рациональных органов управления для решения задач слежения и настройки, где по нашему мнению таких исследований явно недостаточно, хотя вопросы повышения эффективности органов управления систем "человек-машина" всегда находились в центре внимания инженерной психологии и эргономики. Дело в том, что вопросы регулирования, слежения и настройки для слабых и слабоизменяющихся сигналов пока не ставились, несмотря на имеющуюся необходимость их рассмотрения в таких системах, как, например, АКИС, хотя с развитием микроэлектроники, её" внедрением в создание различной техники именно со слабыми сигналами, т.е. близкими к порогам различения, и приходится иметь дело проектировщикам.'
В справочниках по инженерной психологии и эргономике, изданных у нас и за Рубеком, проведена общая классификация органов управления как для сильных, так и для слабых сигналов, представ-
лены оптимальные значения нагрузочных и геометрических характеристик. Однако, опыт эксплуатации АКИС показывает, что для слабых сигналов и управляющих действий, осуществляемых с помощью кисти и пальцев рук, нагрузочные характеристики не столь существенны, а приводимые в справочниках значения оптимальны для условий работы при классе входных воздействий, отличных от имеющих место в АКИС. К этому следует добавить, что в'справочниках данных представлены оптимальные значения далеко не всех характеристик, в частности, не рассматриваются передаточные отношения в органах управления, не даются рекомендации по выбору вида органа управления. Поэтому требуется углубленное инженерно-психологическое и эргономическое исследование, основанное на сравнении видов и определении оптимальных по точности параметров органов управления для сравнительно узкого класса задач аналогового управления в соответствии со спецификой работы оператора АКИС.
Цели исследования. Целью настоящей диссертационной работы является исследование регуляции деятельности в режиме точной настройки и регулировки и, на основе этого, разработка рекомендаций по выбору вида и параметров аналоговых органов управления в высокоточных автоматизированных контрольно-измерительных системах для различных классов задач и характеристик входных сигналов.
Исходя из основной цели, были сформулированы следующие за
дачи: п
-
Характеристика действий оператора АКИС с помощью аналоговых органов управления, выбор критериев и показателя качества работы оператора.
-
Сравнение существующих органов управления и способов их применения в АКИС.
. 3. Конструирование стенда для проведения многофакторных экспериментальных исследований (моделирования деятельности оператора в АКИС).
-
Обоснование методики моделирования деятельности оператора АКИС.
-
Разработка рекомендаций по выбору типа и параметров органа управления для различных условий работы на низких и-инфра-низких частотах входного сигнала.
Объект и предмет исследования. Объект исследования - дея-
тельность операторов АИІС в режиме ручного управления с помощью аналоговых органов управления. Предмет исследования - влияние вида и параметров аналоговых органов управления на эффективность работы оператора в задачах слежения и настройки.
Научная новизна.
-
Дана характеристика деятельности человека-оператора, осу-, ществляющего настройку параметров и слежение за сигналами, близкими к пороговым значениям и аналогичной деятельности, в случае, когда входные воздействия и регулируемые параметры изменяются в диапазоне оперативных порогов.
-
Показано, что данные виды операторской деятельности имеют различные механизмы психологической регуляции; в связи с этим
существующие эргономические и инженерно-психологичеокие рекомендации не могут обеспечить точную настройку и регулировку.
3. Разработаны инженерно-психологические рекомендации к ор
ганам управления автоматизированных контрольно-измерительных сис
тем для точной настройки и регулировки.
Практическая значимость работы. Полученные конкретные рекомендации использованы при проектировании автоматизированных кон- і трольно-измерительных и других систем, в которых работа операторов включает решение задач слежения и настройки.
Материалы диссертационной работы использованы при выполнении НИР, '.Такита-АН" в Институте психологии АН СССР, а разработанный экспериментальный стенд внедрен в этом же Институте. Полученные рекомендации по выбору органов управления АКИС внедрены в Тбилисском НПО "Аналитприбор" Министерства электротехнической промышленности и приборостроения СССР.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались и обсуждались на различных Всесоюзных конференциях, семинарах, и совещаниях, в частности: на Всесоюзной конференции по проблемам эргономического и психологического проектирования среды человеческой деятельности на промышленных предприятиях (г.Телави, 1963 г.), на Всесоюзной конференции по проблемам анализа и проектирования систем "человек-машина" (г.Звенигород,1983г.), УІ Всесоюзной конференции по инженерной психологии (г.Ленинград, IS64 г.), Второй итоговой научной сессии ИП АН СССР (г.Москва, І2ЄЗ г.), Третьей итоговой научной сессии ИП АН СССР (г.Москва, 1964 г.), Секции."ШС. ТШІО "Аналитприбор" (г.Тбилиси, 1986 г.)
и других. По результатам работы имеется 6 публикаций.
Основные положения, выносимые на защиту, сводятся к следующему:
-
Регуляция деятельности человека-оператора, осуществляющего точну» настроііку и регулировку параметров, изменяющихся о характеристиками, близкими к пороговым значениям, существенно отличается от слежения и настройки сигналов, близких к оперативному порогу. В связи о этим существующие иаженерно-психологи-ческие рекомендации к характеристикам органов управления не могут быть использованы для задач точной настройки и регулировки.
-
Исходя из выявленных закономерностей регуляции деятельности для осуществления точной настройки и регулировки в автоматизированных контрольно-измерительных системах следует использовать:
безинерционные газоразрядные индикаторы;
цилиндрические поворотные ручки с большим диапазоном изменения передаточного отношения, с варибильностыо основных функциональных характеристик.
Существует определенный диапазон значений параметров отмеченных органов управления и индикаторов, при которых существуют зоны гипоротабильности точности.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитированной литературы и приложения. Работа изложена на 133 машинописных страницах основного текста, содержит 15 таблиц и 37 рисунков. Список литературы вюшчает 163 наименования, в том числе 21 иностранных.
