Введение к работе
Актуальность разработки данной научно-технической проблемы наяла свое отражение в одобренная съездом "Основных каг.рав„лпшх аконоілі-тееного и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года", где говорится о необходимости сочдзяия и ьне-дрчния аЕіоматизирозаглнх систем а различные сферы хозяйственной деятзлькостл, в том чясле и в проектирование, повышая тем самым роль конструкторских, .'. Фенологических и др'тих инаенеркых служб в обеспечении научно-технического прогресса и в своевременном ис-пользоглнии достижений . дуки и техники.
Создание новых средств интеллектуального тр.да, качественно $._^енішлих производственные условия и отноиеикя, предъявило повышенные требование к полноте учыта человеческого фактора в ходе проектирования ч эксплуатации автоматизированных си..ем, обеспечивающих определенный вид детальности человека.
Наког энный в инженерной психологи" опыт внедрения компьютерной техп:?ни в различные ; ,дн деятельности (Д.И.Аг^йкина, В.А.Вавилова, З.Ф.Венды, А.И.Талактионова, \.И.Губинского, В.Г.Евграфова, Г.М.Зараховского, В.П.Зинченко, А.А.Кріілова, 7 Ч.Литзака, Г.В,Ложкина, Б.Ф.Ломова, Г.Г.Маньшина, В.М.Мунипова, А.И.Нафтулье-ва, В.В.ПавловР. А.И.Половинкина, В.А.Понсмаренко, Г.С.Поспелова, В.И.Скуркхина, Г.В.Суходольского, О.К.Тихог-рсва, М.К.Тутупг -гой, А.Г.Чачхо, М.Грувера, Э.Зиммерса, Дж.Квдли, Н.Макворта, Д.МеЛсте-ра и Да.Рабидо, Р.3аялера, ы.Ыоныолена, У.Найс-jpa к Г.Са?'-ока, 1.Сакыона, У.їере ia, B.Xaqwpa, А.Чапаниса, Т.Шеридана, К.їїтейн-буха и др.) езидете. .ствуєт о той, что эффективность автоматизированных систем зависит не только о» еоверпенствования тзхничэ-
ских средств деятельности, но и от полноты учета к развития знаний о человеке и, в частности, - психологических особенностей индивидуальной и групповой деятельности. Неоднозначность влияния компьютерной техники на эффективность проектирозочной деятельности человека требует исследования особенностей зтого процесса, раскрытия его психологического содержания, описания специфических закономерностей и нахоядения путей управления самим процессов проектирования в САПР с целью создания условий, способствующих проявлению творческих компонентов деятельности, всестороннему развитию личности, повьшая тем самым производительность труда и качество продукции. Сам же учет знаний о чєлоеркє е с$грз производства возможен через систему инженерно-психологического обеспечения ССИіЮ), которая долана воздействовать на материальный (средства труда) и субъективный (человек, или группа ледей) аспекты производительных сил по трем основным направлениям: І) совершенсївова-ние технических средств и оптимизация их структуры; 2) подготовка специалиста и профессиональных групп; 3) организация и по,цдорнка взаимодействия в системе "человек-технические средства деятельности".
Вместе с тем, анализ литературных источников показывает, что преобладающее количество работ (Г.С.Альтшуллер, А.В.Брушшнский, Ч.М.Гаджиев, Т.В.Кудрявцев, Е.А.Мчлерян, В.А.Мзляко, Я.А.Пономарев, O.K.Тихомиров, А.Ф.Зсаулов, Дк.Джонс, Дк.Диисон, Е.Кунце, П.Хилл, Ф.Цвикки и др.), посвященных иселедоьакие технического творчества, проводились без учета использования ЭВМ в технической деяїйаьности человека. Только в последнее время стали появляться исследования (Г.Я.Буш, А.К.Половишсин, Г.Буль, Т.Зйлоарт и др.), в которых отражаются особенности конструктивно-технической деятельности человека при незначительной автоматизации его труда, чего яено недостаточно для разработки инженерно-психологического обеспечение творческого процесса в САПР. Поэтому актуальными и перспективными представляются исследования интеллектуальней деятельности, оснащенной специальными средствам* на базе .сомльктер-кой техники. Реизние эмй проблемы имеет вежное значение и для прикладных задач в области создания н эксплуатации единой системы инхокерно-пскхологического управления (ЕСИПУ) процессом проектирования б САПР, способствующей реализации творческих возыогне-стей человека, актуализации резервов его адаптивного и преобразовательного взаимодействия в системе.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность разработки данной проблемы определена социальны* запросом, который обусловлен: пирокой автоматизацией различных видов трудовой деятельности человека, в том числе и интеллектуального труда, г целью сокращения сроков внедрения новейших достижений НГП в народное хозяйство; стремительным обновлением гн-ораации в различных областях научного знания и потребностью их учета в проектируемых объектах; возрастадцей сложностью разрабатываемых объектов, разноречивости) требований проверки их согласованности с другими объектами техносферы, с оді стороны, и низкой производи гдьностыо автоматизированных систем из-за недостаточного учета знаний о человеке в процессе их создания;необ-лодііігостьа ул„ агония характеристик трудового процесса, условий труда, стиыулируети творческую активность человека; потребностью в непрерывном профессиональном обучении специалистов - с ^ругой.
В репэнии отой проблемы необходим комплексный учет достижений различных областей психологического знания (об^ей, социальной и кхїзпзрной психологии, психологии труда и зргоної :ки) и кореккая перестройка самого процесса разработки новой техники за счет оптимизации структуры технической системы САПР, подготовки проекти-
РОВ^ЧКСВ К распределения фуНКЦИЙ о СИСТеМе С ЦеЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ
ззая"одействия "человек-техника". При этой САПРы должны выполнять двойную функц.-э, виступая в роли средств повышения производительности труда проектировщиков и в роли .средств развития человека в деле повышения его профессионртиного мастерства. Эти обстоятельства и определил:' цель работы.
Цель диссертационной работы - изучение особенностей творческого технического ыызления при использовании компьютерной техники; разработка принципов и структуры иняенерно-психологическо-т обеспечения творческого процесса з САПР на о.лове целеналраэлонного, разумного использования ЭВМ и ф^ чмі , ^ания необходимых условий, способств. лцих раскрытию творческих возможностей личности.
Настоящее исследование позволяет рассматривать проолеиу обеспечения творческого процесса в САПР как новое направление в инженерной психологии, имеющее важное прикладное значение.
Б разработке данной проблемы целесообразно выделить ряд конкретных задач: і. Изучить особенности те, гичесгсого ишяения з условиях применения компьютерной техники и провести системний анализ содераательно-предаеткого взаимодействия в ходе автоматизированного проектирования технических объектов с целью создания сч^укту-
- б -
ры САПР, обеспечиващей эффективную разработку полного проектного решения;
-
Выявить и систематизировать основные психологические факторы, влияющие на эффективность индивидуальной и групповая деятельности в САПР и разработать на этой основе ісодели регуляции индивидуальной н грігоіовой деятельности в САПР;
-
Разработать структуру СИПС индивидуальной и групповой деятельности в САПР, способствущих созданию и поддержании творческого процесса в ( ІТР;
-
Провести психологический анализ деятельности оператора ввода данных з ЭВМ, экспериментально исследовать особенности его деятельности и на гтой основе разработать и;зег.ерно-психологлче-ские рекомендации к организации его деятельности;
-
Провести психологический анализ деятельности оператора, отлаживавшего программное об&епеченке САПР, экспериментально исследовать особенности его деятельности и разработать предложения по оценке и организации его деятельности.
Предметом исследования являются особенности творческого мышления в деятельности, оснащенной специальным}* средствами (орудиями) иж-ллектуалького труда, в частности, деятельность проектировщика или группы проектировщиков, исп'. .ьзущих компьютерную технику.
Объектом исследования является организационно-техническая труктура САПР и деятельность проектировщике , а также их взаиг"-действие в этой системе.
Явтодологичвскуй основу диссертациок* ">го исследования составили сковные положения системного подхода (Б.Г.Ананьев, В.П.Зи? ч^чко, А.А.Крылов, Б.Ф.Ломов, В.Ы.МунипоЕ, q.А.Пономарев, Г.В.Су-ходольский, Ы.Г.Ярошевский), в котором ведущее место отводится проблемно-функциональному анализу.
Научно-технические проблемы возникает в системе производитель-кк сил, етрагаэт специфику определенного этпа их развития, а следовательно и определяют особенности организации и возмсгности применения технических средств б различных видах деятельности человека. Уровень необходимого "среза" енэених взаимосвязей проблемы, в * стности, согласование объекта с другими объектами техносферы, отравой б иерархической структуре САПР.
Согласно разработанной информационной технологии научно-тех-н.ичєская проблема распг-ается ні определенные классы психологиче-
ски однородных проблемных ситуаций, решение которых обеспб-лвает соответствующая подсистема САПР. Ксждая из таких подсистем САПР рассматривается ка* реааздая система, состоящая из набора технических ередстз и проектировг^ика или группы проекі'ировппчков, взаимодействие которых способно обеспечить прохождение определенного этапа в хода формирования полного проектного решения. В целом ае виутрэизия ззаиалггзязь этих подсистем позволяет реализовыр^ть "архитектуру" САП? любого иерархического уров}ія, в зависимости от слохности вознакаеь-ых научно-технических проблем.
Структура деятельности проектировщика представлена в виде системы взаимосвязанных функциональных кошонентов (подсистем психического): когкитизного, гмоционалъно-конмуникативного и регулятивного, 3 своя осередь, решакцгй проблему рассматривается как целостная личность, которая определенным образом сочетает выполнение основних психкческкх функций. Своеобразие их сочетания зависит как от особенностей задачи, так и от особенностей проявления его умственной .?.к'і"ирнссті'» гистеги ценностных оризггтаций. В качестве чнтегрел^жФ форту опибадк деятельности человека ясшаьзугтгя пенятис - стратегия достижения поставленной цели, - в которое ОЇ-ражгетсд внешние средства и внутренние условия взаимодействия в САГ-1.
При совместной деятельности в группе происходит распределение функций (или ролей) меяду членг -и группы по принципу преимущественных эозкожностей, который основан на сопоставлении эффективности выполнения конкретной личностью основных функций в группе: когнитивной, эмоционально-коммуникативной и регулятивной. Каждый член профессиональной группы выполняет все эти функции, но с различной степенью выраженности и в зависимости от доминирования какой-либо одной из них его можно отнести к "генератору идей", или "коммуникатору", или "критику". ':о позволяет осуществлять целенаправленное комплектовани- групп для решения определенных проблем или задач, обеспечивая выполнение основных функций ь группе, способств; тем самым эффективности ее функционирогания.
Методы диссертационного исследования вклвчают: I) теоретический и і!ЄТОдолог~'іеский анализ процесса проектирования технических объектов (в области машиностроения); 2) эмпирическое исследование особенностей индивидуальных решений творческих задач; 3) ма-тематико-статистическая обработка данных и составление корреляционное плеяд, ра--срывающих тесноту взаимосвязи психологических факторов, обусловливающих эффективность деятельности; 4) расра-
ботка методов комплектования и подготовки малых творческих групп, ориентированных на решение определенного класса проект з-конструк-торских задач; 5) разработка автоматизированного психодиагностического комплекса по формирования "портрета" проектировщика;
б) разработка автоматизированного метода интеллектуальной "под
держки" проектировщика, основанного на банке эвристических приемов.
Основной результат диссертационной работы состоит: а) в выяв-т. чий влияния компьютеризированных технических средств на процессуальные и продуктивные характеристики интеллектуальной деятельности проектировщика и разработке на этой основе ноделзй регуляции индивидуальной и групповой деятельности в САПР; б) в создании новой структуры и состава технической системы САПР и внедрении ее в ходе построения АРМ - конструктора, технолога, испытателя, обеспечивающих разработку проектного решения технических объектов;
в) в разработке системы инженерно-психологического обеспечения
деятельности проектировщика (группы проектировщиков) САПР, с
целью создания условий, способствующих эффективной реализации его
(их) творческого потенциала; г) в разработке и внедрении рекомен
даций по оценке и организации деятельности опегчтора подготовки
данных ЭЫ - "ядра" технической системы САПР; д) в создании авто
матизировало рабочего места интеллекту^ .ьной "поддеркки" щ. j-
ектироЕцика САПР, основанного на использовании банка эвристичес
ки приемов; е) в разработке и создании автоматизированного пси
ходиагностического комплекса Сна базе персональной ЭВМ), оказы
вающего содействие в создании психологического "портрета" проек
тировщика.
На ащиту выносятся следующие положения:
-
Применение компьютерной техники проектировщиком неоднозначно влияет на ход и результат творческого процесса в САПР. Степень этого влияния зависит от полноты учета знаїгий о человеке в сфере производства;
-
Использование компьютерной техники в де"тельности проектировщика позволяем достичь принципиально нового уровня в организации интеллектуального труда. Наиболее целесообразным является выделение блоков, связанных с информационной технологией разработки проек -юго решения и, в то so время, отражающих психологическую "однородность", содержащихся в них проблемных ситуаций. Каждая из таких подсистем САПР, ориентированная на решение опреде-
ленного класса научно-технических проблем, должна тлеть соответствующее компьютерное обеспечение, функционировать и развиваться азтономно, обеспечивать единство, совместимость и инвариантность информационной и технической "стыковки" между соб Я, что позволит реали.зсБывать лвбуга "архитек уру" САПР;
-
Разработка ЕСИПУ процессом проектирования технических объектов в САПР возможна только на основе выявления системы психологических факторов, определяющих объективность самого процесса, которая может быть отражена в моделях регуляции индивидуальной я групповой деятельности в САПР.' Оптимизацил их влияыя осуществляется через СИПО САПР, которая призвана способствовать возникновению и поддержанию творческого процесса в условиях применения СЕМ;
-
Для оптимального взаимодействия з САПР проектировіди'-v необходимо: - уметь вводить информации з ЭВМ; - запрашивать необходимые .данные; - задавать определенные роцедуры их обработки. Эффективность деятельности по вводу данных в ЭВМ определяется не только знаниями, опытом и назыками, ко и формой вводимого материала, динамикой работоспособности оператора. Оптимизация влияния данных факторов способствует повышению производительности труда, особенно у непрофессиональных пользователей ЭВМ;
-
о'дним из дорогостоящих и трудоемких этапов всего цикла г-дготовки дангегх ЭВМ, как "ядра" технической системы САПР, является процесс отладки программ. Эффективность этсго процесса определяется не столько объективной "длиной" программы ''-оличество членов алгоритм), сколько частотой ее контрол. , которая зависит от количества переменных в программе, индивидуально-типологических характеристик личности отладчика, ^о квалификации и использовании соответствующих технических средств, в том числе и ЭВМ;
-
Автоматизация процесса проекп.^оваї я способствует не только повышению производительности труда, но и ро^гу профессионального мастерства проектировщиков, за счет ус оения им бедственного опыта, совершенствования логических схем решения и создания условий, позволяющих выходить за рамки логических конструкций, обеспечивал тем самым работу интуиции.
Новизна дисс ртационної - исследования состоит в следующем:
- осуществлена разработка нового научного направления на сты
ке Общей, ИНЖеНерНОЙ И СОЦИалЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ, ;ЗІЄ;с:2ЄГ0 ВБ.-ЯЮЗ
прикладное значение - педологическое обеспечение творческого процесса в САПР;
разработана новая структура проектирования объектов в САПР, основанием для которой служили типы проблемных ситуаций и проектировочных задач, решаемых в ходе раяраоотки объекта; технические средства деятельности проектировщика, на базе различного класса ЭВМ; специфика структурных и динамических характеристик взашо-действия в системе;
на основании анализа экспериментальных данных определена система психологических факторов, в которой выделено два основных комплекса, управляющих функционированием самой систеш! и динамикой развития ее компонентов;
установлена гчетема психологических факторов, обусловливающих епредблЬ.киК вид регуляции поведения человека, который бил описан с понещьч различных стратегий деятельности проектировщика;
разработаны подели регуляции индивидуальной и групповой деятельностью проектировщиков технических объектов, использующих средства авт іатизации проектирования;
предложена структура инженерно-психологического обеспечения индивидуальной и групповой деятельности проектировщиков САПР;
выдвинут тезис о целесообразности установления соответствия между доминирующим уровней функционирования личности (при достаточном развитии остальных) специфике решаемых задач, которая,
в свою очередь, предъявляет требования к доминированию одного из компонентов (или их-сочетания) действенно-образно-понятийной структуры технического мышления;
разработаны психологические "портреты" различных типов личности проектировщика: "мыслитель", "собеседник", "практик", которые были положены в ос. .ту комплектования малых пр^изйодственных групп САПР;
разработаны различные организационно-технические формы взаимодействия членов групп: дискуссия, консилиум, конструктивный спор, консультирование, "жесткий" диалог;
определена система тестовых задач и модифицировано техниче- '.' ское устройство типа "кибернометр", позволяющие осуществлять интенсивную подготовку малых групп по критерию "срабатываемости";
разработаны кяженер;ю-п_.геологические требования к организация деятельности оператора ввода данных в ЭВМ, в частности, -* структуре исходной информации и я организации режимов труда и отдыха;
предложен іг кципиально новый подход к оценке деятельности программиста по отладке программ, который базируется на характеристиках трудности данного процесса, а не формальной длины алгоритма программ;
определено направление дальнейших исследований компьютеризованных систчм типа САПР, указаны пути разработки общих и частных психологиче.. ах требований и рекомендаций, составляющих систему психологического обеспечения.
ТаорзтичБокая значимость работы заключается в следующем:
-
Разработай :ганцептуальный аппарат теории и методологии психологического обеспечения творческого процесса в САПР, что способствует разработке единой психологической теории компьютеризации проектировочной деятельности сложных технических систем;
-
Дополнена новыми структурными компонентам система проектирования объектов з САПР, которая отражает психологические особенности проектировочных задач в сочетании о необходимым уровнем технического обеспечения и спецификой взаимодействия как ь.іутри под<-!сте^, тая и между ними;
-
Раскрытые в исследовании особенности проектирования технических объектов в САПР позволили по-новому подойти к проблеме управления "м в условиях индивидуальной и групповой деятельности.
С этой целью pp.: ^аботаны теоретические мо,г~та регуляции индивиду-льной и групповой деятельности, а также структура СИЛО творческого процесса в САПР;
-
В работе бн"и применены методические новшества, сг тоящие в подборе специальных задач, отражающих специфику конструктивно-технической деятельности проект ро-_,ика, с одной стороны, и "проявляи^их" доминирувщий уровень функционирования личности -о другой;.
-
Установленные в работе новые экспериментальные факты подтвердили правильность теоретических предпосылок н позволили разработать комплексный показатель оценки психофизиологической "стоимости" деятельности оперстора ввода даь.-*сс в ЭВМ;
-
Предложен принципиально новый метод оценки деятельности оператора отладки программ, позволяющий оценивать субъективную
трудность этого процесса, дифференцировать его, обосновывая целесообразность использования.в нем ЭВМ;
7. Е ;винутые теоретические положения позволяю разрабатывать психологическое обеспечение широкого спектра автоматизированных систем, дают необходимые для этого концептуальные схемы, операциональные способы и средства анализа.
Практическая ценность и внедрение результатов исследования. Разработанная ЕСИПУ индивидуальной и групповой деятельностью в САПР позволяет повысить эффективность этого виде, систем, а универсальность моделей и СИТО использовать их при создании и других видов автоматизированных систем. Предложены новые принципы комплектования групп и подбора их руководящего яЕена, расширен подход к созданию системы их подготовки по критерию "срабатываемости", что может быть использовано при формировании и подготовке различных производственных групп. Разработаны подходы и количественные показатели оценки деятельности оператора ввода данных в ЗЗМ и отладки програш, способствующие организации этих видов труда. Представленные в работе конкретные материалы к методы исследовательской и практической работы используются в процессе преподавания психологии в КГУ им. Т.Г.Шеьченко.
Результаты исследований использовались при выполнении хоздоговорных работ по созданию автоматизированных рабочих мест конструктора машиностроения (АРМ-КМ) и исследователя (АРМ-И), автоматизированной системы комплексного испытания объекта (АЖІО), автоматизированного психодиагностичг -.кого комплекса' (АПК) пользователей САПР, автоматизированного рабочего места психологической, интеллектуальной поддержки (АРМ ПИП) пользователей САПР. Экономический эффект от внедрения разработанной СИЛО составил 111,0 тысяч рублей в год.
Материалы, представленные в диссертации, были внедрены по теме "Разработка критериев комплектования групп ссциотехнических систем" (шифр "РЯДНО-АН"), разрабатываемой Институтом психологии АН СССР и использованы при выполнении НИР: "Проведение работ по формированию банка художественно-конструкторских проектов к дизайнерских идей по новым товарам народного потребления", разраба-тыеае-мой Киевским филиалом ВНИИ технической эстетики. Бее подтверждено соответствующими документами.
Апробаряя работы. Основные результаты работы выли доложены на
- ІЗ -
Всесоюзной конференции "Психологические проблемы создания и использования ЭВМ" (Москва, 1985), на ІУ Всесоюзной конференции "Автоматизация поискового конструирования и подготовка инженерных кадров" (Волгоград, 1987), на П Всесоюзной конференции по эргономике (Москва, 1988), на межригиональном семинаре "Эргономика и.эффективность систем "человея-їехника" (Игналина, 1983), на конференции "Инженерная психология в автоматизированных системах" (Киев, 1988), на методологическом семякарв лаборатории инженерной психологии Института психология АН СССР (Москва, 1985; 1S86; 1987), на заседания кафедры психологии труда и инженерной психологии МГУ (Москва, 1987), на заседании кафедры инженерной психологии и эргономики ЛГУ (Ленинград, 1987; 1988), на заседании кафедры общей и инзэнеряой психологии КГУ (Киев, 1Э85; 1986; 1987; 1988).
По теме диссертации автором опубликована 21 работа, в том числе монография "Техническое творчество з САПР. Психологические аспекты", объемом 10,0 печ.листов.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Дисеертацич иллюстрирована 16 рисунками и 20 таблицами. Основной текст диссертации иэлояен на 380 страницах.