Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические позиции анализа проблем взаимодействия человека и техники 21
1.1. Современные методологические подходы к человеку и технике и концепции автоматизации 21
1.2. Классификация множества методологических подходов к человеку и технике и концепций автоматизации 67
1.3. Основные особенности методологических подходов к человеку и технике и концепций автоматизации 72
Глава 2. Разработка теоретических оснований проблем субъектно-объектных отношений в технике 94
2.1. Общие теоретические позиции рассмотрения современной техники 96
2.2. Общие познавательные средства методологического анализа субъектно-объектных отношений 101
2.3. Специальные познавательные средства методологического анализа субъектно-объектных отношений для современной техники 125
Глава 3. Экспериментальные исследования факторов объективной сложности техники и субъективной сложности активности профессионалов 168
3.1. Проблема эффективности, надежности и безопасности технического комплекса 171
3.2. Проблема формирования системы подготовки операторов к аварийным ситуациях 182
3.3. Проблема определения степени автоматизации систем и роли операторов в управлении 19 0
Глава 4. Анализ соответствия методологических подходов к человеку и технике и концепций автоматизации теоретическим основаниям проблем субъектно-объектных отношений в технике 198
4.1. Картина объективной реальности в методологических подходах к человеку и технике и концепциях автоматизации 198
4.2. Методологические подходы к человеку и технике и концепции автоматизации и их соответствие общим познавательным средствам анализа субъектно-объектных отношений 202
4.3. Методологические подходы к человеку и технике и концепции автоматизации и их соответствие специальным познавательным средствам анализа субъектно-объектных отношений для современной техники 205
Глава 5. Теоретические решения психологических проблем субъектно-объектных отношений в технике 217
5.1. Основные этапы решения проблем 217
5.2. Общий методологический подход определения субъектно-объектных отношений в технике 219
5.3. Подход подчиненных субъектных отношений для автоматизированных систем 226
5.4. Подход независимых субъектных отношений для систем "человек-машина" 239
5.5. Подход равнозначных субъектных отношений для человеко-машинных системных комплексов 254
5.6. Общее правило выбора частного методологического подхода 272
Глава 6. Практические решения психологических проблем субъектно-объектных отношений в технике 278
6.1. Основные этапы и методы решения проблем 278
6.2. Возможные решения проблем для современной техники . 280
6.3. Методы решения новых аспектов проблем для человеко-машинных системных комплексов 293
Глава 7. Экспериментальные исследования по проверке адекватности решений психологических проблем субъектно-объектных отношений в технике 318
7.1. Экспериментальные исследования сложных видов операторской деятельности испытательского характера 325
7.2. Методологическое обоснование психологического
анализа нестационарной динамики деятельности 33 6
7.3. Метод содержательного анализа
проблемностей и психической регуляции деятельности 354
7.4. Экспериментальная проверка метода анализа проблемностей и психической регуляции деятельности 361
7.5. Инженерно-психологические и эргономические экспериментальные исследования эффективности сложных видов операторской деятельности в экстремальных условиях 370
7.6. Экспериментальная проверка методов решения новых аспектов проблем субъектно-объектных отношений для человеко-машинных системных комплексов 398
7.7. Разработка средств реализации теоретических и практических решений проблем субъектно-объектных отношений для человеко-машинных системных комплексов 4 08
Глава 8. Ограничения теоретических решений психологических проблем субъектно-объектных отношений в технике 433
8.1. Возможные проявления объективной сложности техники 434
8.2. Особенности субъектных отношений профессионалов 442
8.3. Воздействие социально-нравственных аспектов субъективной сложности активности профессионалов 448
8.4. Возможные проявления субъектно-объектных отношений в перспективных видах техники 453
Заключение 456
Литература 470
- Современные методологические подходы к человеку и технике и концепции автоматизации
- Проблема эффективности, надежности и безопасности технического комплекса
- Картина объективной реальности в методологических подходах к человеку и технике и концепциях автоматизации
- Общий методологический подход определения субъектно-объектных отношений в технике
Введение к работе
Настоящая диссертация представляет собой теоретико-экспериментальное исследование, посвященное созданию психологических основ решения проблем взаимодействия человека и современной сложной техники. Данное исследование является развитием и обобщением отечественных и зарубежных методологических подходов к человеку и технике и концепций ее автоматизации и проектирования в психологии труда, инженерной психологии и эргономике.
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Ключевая проблема научно-технического прогресса - потенциальная опасность крупномасштабных технических комплексов и социотехнических систем (атомных станций, космических кораблей и орбитальных станций), возрастание негативного воздействия их функционирования на все стороны общественной жизни. Наиболее существенным фактором, детерминирующим эти особенности современных технологий, становится проявление новых свойств их системно-структурной организации: высокая вероятность возникновения непредсказуемых, непредусмотренных разработчиками ситуаций управления, а также нелинейность процессов функционирования систем, приводящие к недостижимости полной автоматизации управления. Данные свойства объекта обусловливают необходимость принципиального изменения труда оператора: он должен приобретать инженерно-проектный, а не исполнительный характер. Также возникает необходимость более активного участия инженерного психолога и других специалистов по человеческому фактору в проектировании и эксплуатации объекта.
Серьезные трудности в проблемах обеспечения надежности и безопасности техники создают разобщенность разных профессиональных групп, принимающих участие в ее проектировании и эксплуатации, неравноправные отношения между ними и неравнозначные роли в управлении: доминирующие роли разработчиков и их технократические, маши-ноцентрические позиции в организации автоматизированного управления, второстепенные роли как операторов, так и специалистов по человеческому фактору. С особой остротой сегодня встают социально-нравственные аспекты проблем проектирования и эксплуатации техники: условия труда и жизни профессионалов, их компетентность, ответственность , социальная зрелость.
В психологической науке проблемы проектирования и эксплуатации технических объектов и определения роли человека в управлении во многом базируются на антропоцентрическом подходе, разработанном в 60-70-х годах (А.Н.Леонтьев, Б.Ф.Ломов, 1963; Н.Д.Завалова, В.А.Пономаренко, 1971), в соответствии с которым человек-оператор рассматривается не как специфическое звено технической системы, а как субъект труда, осуществляющий сознательную, целенаправленную деятельность. На основе антропоцентрического подхода был создан ряд концепций автоматизации, адаптации человека и машины, взаимодействия оператора с системами управления и средствами отображения информации (А.А.Крылов, 1975; В.М.Ахутин, 1977; В.Ф.Венда, 1977; А.И.Галактионов, 1978; Г.В.Суходольский, 1988 и др.). В 80-90-х годах антропоцентрический подход стал одной из ведущих теоретических позиций и в зарубежных исследованиях (Ч.Биллингс, 1991; Б.Кан-товиц, Р.Соркин, 1991; Н.Морей, 1991; Г.Йоханнсен, А.Левис, Х.Стассен, 1994 и др. ), в которых решение проблем проектирования и эксплуатации современной техники предлагается с учетом когнитив ных процессов операторской деятельности.
Воздействие научно-технического прогресса на экологические, нравственные, социальные аспекты общественной жизни и потенциальная опасность современной технологии для природы и общества стали в фокусе внимания развивающихся в последние годы подходов и концепций социоцентрической направленности, макроэргономики и культуры безопасности (М.Монмоллен, 1990; Дж.Тэро, 1991; Г.Салвенди, 1997; В.Н.Абрамова, 1990; Г.Е.Журавлев, 1992; В.П.Третьяков, 1993; М.И.Бобнева, 1996; Ф.Е.Иванов, 1999 и др.), рассматривающих социальные, организационные, управленческие, экономические и личностные факторы функционирования сложных человеко-машинных комплексов и социотехнических систем.
Многообразие и разнородность подходов и концепций требуют постановки проблем обобщающего характера по созданию новых методологических подходов к человеку и технике для современных технических комплексов, учитывающих их основные системные свойства.
Разработка в настоящем исследовании новых методологических подходов к человеку и технике (равнозначных, независимых и подчиненных субъектных отношений в управлении) и определяет его научную значимость и актуальность для теории, методологии и методического инструментария психологии труда, инженерной психологии и эргономики. Выполненное теоретико-экспериментальное исследование предлагает новые пути решения остроактуальных междисциплинарных проблем научно-технического прогресса - усложнения объектов техносферы, обострения экологических, социальных и нравственных последствий потенциально опасных технологий, доминирования социально-нравственных аспектов в субъектно-объектных отношениях.
Методологические решения психологических проблем взаимодейс твия человека и сложной техники в настоящем исследовании имеют не только теоретическое, но и практическое значение для создания новых методов и средств повышения роли и социального статуса профессий оператора и инженерного психолога, проектирования деятельности и систем обучения профессионалов, гармонизации активности субъектов и связей сложных технических объектов с социальной средой, природой и обществом в процессе их проектирования и эксплуатации.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ. При изучении сущности и специфики деятельности и взаимоотношений субъектов разных профес-I сиональных групп для современных сложных технических комплексов в качестве теоретических оснований исследования использовались принципы единства и взаимозависимости человека и общества, социальной детерминации личности (Б.Ф.Ломов, 1976; А.А.Бодалев, 1983;
Л.С.Выготский, 1983; А.Н.Леонтьев, 1975; В.Н.Мясищев, I960;
I
С.Л.Рубинштейн, 1957; А.В.Брушлинский, 1990), принцип субъекта и
субъектно-деятельностный подход (С.Л.Рубинштейн, 1976; А.В.Бруш I.
t;
линский, 1991; К.А.Абульханова-Славская, 1980), концепции актив-ИИ ности личности, социального мышления и типологический подход (К.А.Абульханова-Славская, 1994), концепции регуляции социального поведения (Е.В.Шорохова, 1977; М.И.Бобнева, 1979), коллективного субъекта (А.Л.Журавлев, 1999), социальной компетентности (А.В.Брушлинский, 1995; Г.Э.Белицкая, 1995) .
Теоретическим фундаментом анализа субъектно-объектных отношений в технике являлась совокупность методологических подходов к человеку и технике, концепций автоматизации, методов решения проб-лем психологического анализа деятельности и труда операторов в психологии труда, инженерной психологии, эргономике (А.Н.Леонтьев, Б.Ф.Ломов, 1963; Н.Д.Завалова, В.А.Пономаренко, 1971; А.А.Крылов,
1975; В.Я.Дубровский, Л.П.Щедровицкий, 1971; А.И.Галактионов, 1978; Г.В.Суходольский, 1988; А.А.Митькин, 1974; В.Д.Шадриков, 1982; Д.Н.Завалишина, 1985; В.А.Барабанщиков, 1991; А.В.Карпов, 1991; В.А.Бодров, 1995; Е.А.Климов, 1996; Ю.К.Стрелков, 1989; Л.Г.Дикая, 1990; Е.М.Иванова, 1992; Д.Мейстер, 1991; Б.Кантовиц, 1992; Ч.Биллингс, 1996; Г.Салвенди, 1997 и др.).
Разработка методических средств содержательного анализа сложных видов операторской деятельности, в частности, метода анализа проблемностей, базировалась на понятийном аппарате психологических исследований процессов мышления, принятия решений, психических механизмов регуляции деятельности (Б.Ф.Ломов, 1976, 1984; А.В.Бруш-линский, 1979; А.М.Матюшкин, 1972; Я.А.Пономарев, 1976; Д.Н.Завалишина, 1976; В.Ф.Рубахин, 1976; Г.А.Балл, 1970; М.И.Воловикова, 1982; В.Е.Никифоров, 1988 и др.).
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ - современные потенциально опасные технологии, крупномасштабные технические комплексы и социотехнические системы (космические корабли и орбитальные станции, атомные станции) , характеризующиеся высокой вероятностью возникновения нерасчетных, непредсказуемых ситуаций управления; деятельность и взаимодействия субъектов разных профессиональных групп (разработчиков, операторов, инженерных психологов), участвующих в проектировании и эксплуатации этой техники.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ - факторы объективной сложности изучаемых технических комплексов; психологическое содержание деятельности профессионалов (разработчиков, операторов, инженерных психологов) и субъективная сложность их активности; зависимость теоретических позиций профессионалов от факторов сложности объекта в разных классах техники.
ГИПОТЕЗА ИССЛЕДОВАНИЯ - Решение психологических задач проектирования и эксплуатации техники детерминируется теоретическими позициями субъектов-профессионалов по рассмотрению системных свойств объекта, особенностями организации их деятельности и социально-личностных отношений. Так как теоретические позиции субъектов должны быть соотнесены с реальными свойствами объектов, каждый класс техники, характеризующийся спецификой системно-структурной организации объекта, требует своего методологического подхода определения субъектно-объектных отношений. Методологические подходы для разных классов техники должны быть построены на соответствии между ее объективной сложностью и субъективной сложностью активности профессионалов для согласования методов описания свойств объекта и особенностей деятельности и социально-личностных отношений профессионалов.
Современные крупномасштабные технические комплексы и социо-технические системы требуют разработки новых методологических подходов определения субъектно-объектных отношений для адекватного отражения внутренней активности объектов; они должны быть акцентированы на свойствах потенциальности, нелинейности процессов функционирования объектов и аспектах субъективной сложности в социальной сфере активности профессионалов.
ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ - разработка комплекса теоретических оснований методологического анализа психологических проблем взаимодействия человека и техники; изучение особенностей системно-структурной организации разных классов техники и факторов их объективной сложности, специфики психологического содержания деятельности и труда профессионалов и субъективной сложности их активности при проектировании и эксплуатации технических объектов; разработка ме тодологических подходов определения субъектно-объектных отношений для разных классов технических объектов и практических решений психологических проблем субъектно-объектных отношений.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ - Для достижения целей исследования необходимо было решение следующих основных теоретических, методологических, методических и экспериментальных задач:
1) анализ множества существующих методологических подходов к человеку и технике и концепций ее автоматизации и проектирования и классификация этого множества по доминирующим направлениям решения психологических проблем субъектно-объектных отношений; 2) анализ тенденций и главных особенностей исторического развития техники, типов системно-структурной организации объектов, сущности и социально-исторической специфики активности субъектов-профессионалов; 3) определение теоретических оснований и средств, раскрывающих содержание, специфику и тип системной организации объекта и активности субъекта, и формирование новых понятий и представлений, обеспечивающих соответствие между субъектом и объектом в их отношениях; 4) экспериментальное изучение факторов объективной сложности техники и субъективной сложности активности профессионалов, особенностей сложных видов операторской деятельности, возможных форм организации рациональных субъектно-объектных отношений для сложных человеко-машинных комплексов; 5) анализ соответствия методологических подходов к человеку и технике и концепций автоматизации теоретическим основаниям психологических проблем субъектно-объектных отношений в технике; б) разработка методологических подходов определения субъектно-объектных отношений в технике для выделенных типов системно-структурной организации объектов; 7) определение возможных путей практических решений психологических
проблем субъектно-объектных отношений для сложных человеко-машинных комплексов; 8) экспериментальная проверка теоретических и практических решений психологических проблем субъектно-объектных отношений и разработка средств их реализации для сложных человеко-машинных комплексов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ результатов настоящего исследования состоит в создании теоретико-экспериментальных основ методологического анализа субъектно-объектных отношений в технике, что позволяет по новому подойти к решению психологических проблем проектирования и эксплуатации современных сложных технических объектов, организации деятельности и социально-личностных отношений всех групп профессионалов.
В данной работе предложено (отличное от традиционных решений отдельных проблем взаимодействия оператора и систем управления в существующих подходах к человеку и технике и концепциях автоматизации) целостное решение основных проблем проектирования и эксплуатации технического объекта ( выбора стратегии автоматизации и роли человека в управлении, распределения функций между профессионалами, обеспечения эффективности, надежности и безопасности функционирования технического объекта, организации деятельности и социально-личностных отношений профессионалов) на единой теоретико-методологической основе.
В настоящем исследовании получен ряд новых научных результатов, главными из которых являются:
Выделена малоисследованная проблемная область в психологии труда, инженерной психологии и эргономике - изучение взаимосвязей свойств объекта и познавательных средств субъектов-профессионалов, соотношения объективной сложности техники и субъективной сложности
активности профессионалов, особенностей активности субъектов в индивидуальной сфере, межличностных взаимодействиях и социальной сфере для разных классов техники.
Выделена главная особенность современного этапа исторического развития техники - появление сложных человеко-машинных комплексов, основными свойствами которых становятся потенциальность, нелинейность, принципиальная недостижимость полной автоматизации управления.
Разработаны основные понятия для описания качественного своеобразия, сущностных свойств активности объекта и субъекта-профессионала - объективная и субъективная сложности как многофакторные образования, раскрывающие особенности системно-структурной организации, функционирования и управления объектом и деятельности субъекта, его отношений к объекту, социальной среде, обществу и другим субъектам.
Показаны особенности системно-структурных свойств объекта, выделены области существования управления в разных классах техники; впервые дана оценка специфики профессиональных функций, деятельности, взаимоотношений между собой и с социальной средой для представителей трех профессиональных групп - разработчиков, операторов и инженерных психологов (в отличие от традиционного рассмотрения в подходах и концепциях только проблем деятельности операторов и особенностей их взаимодействия с системами управления).
Для наиболее сложных типов современной техники - человеко-машинных системных комплексов - предложен новый методологический подход равнозначных субъектных отношений в управлении, отражающий специфику системно-структурной организации объекта и новый инженерно-проектный (а не исполнительный) характер профессиональных
функций операторов, а также постулирующий необходимость более активного участия инженерного психолога и других специалистов по человеческому фактору в проектировании и эксплуатации объекта.
Разработаны новые практические решения психологических проблем субъектно-объектных отношений для человеко-машинных системных комплексов, направленные на рациональную организацию этих отношений: моделирование операторами потенциальных, непредвиденных ситуаций управления, кардинально изменяющее характер труда оператора, его роль и социальный статус; включение в состав комплекса экспертной системы как средства поддержки оператора при осуществлении им этих функций, также способствующее повышению роли и статуса инженерного психолога; изменение структуры системы профессиональной подготовки операторов к инженерно-проектным задачам моделирования ситуаций управления.
В экспериментальных исследованиях факторов объективной сложности техники, особенностей деятельности операторов по управлению современными техническими объектами показаны формы актуализации аспектов объективной сложности сложных человеко-машинных комплексов, характер их воздействия на сложность деятельности и другие аспекты субъективной сложности активности профессионалов.
Разработан метод анализа проблемностей, позволяющий проводить анализ психологического содержания деятельности, раскрывать характер воздействия доминирующих факторов объективной сложности современных технических комплексов, требующих от субъекта поиска нового знания, изменения социально-личностных норм и мировоззрения.
При решении психологических проблем проектирования деятельности и профессиональной подготовки операторов к управлению системами космического транспортного корабля и в процессе эксперимен тальной проверки этих решений в полунатурных и реальных условиях космического полета показана возможность формирования и продуктивность рациональных, равнозначных субъектных отношений между всеми группами профессионалов, участвующих в проектировании и эксплуатации человеко-машинных системных комплексов, - между разработчиками, операторами, инженерными психологами и другими специалистами по человеческому фактору.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработанные в диссертации методологические подходы определения субъектно-объектных отношений для выделенных типов системно-структурной организации современных и перспективных технических объектов позволяют с единой теоретической позиции решать основные задачи их проектирования, создания и эксплуатации, а также дают реальную возможность рациональной организации деятельности и взаимоотношений субъектов всех профессиональных групп, гармонизации их взаимосвязей с объектом, социальной средой и обществом.
Результаты настоящего теоретико-экспериментального исследования прошли апробацию в нескольких научно-исследовательских работах на предприятиях космической, авиакосмической, атомной и оборонной промышленности, направленных на инженерно-психологический и эргономический анализ эффективности сложных видов операторской деятельности и проведенных как в лабораторных, так и в полунатурных и натурных условиях функционирования технических объектов. Апробация показала продуктивность разработанных теоретических и практических подходов к организации субъектно-объектных отношений, а также метода анализа проблемностей в решении задач инженерно-проектных, инженерно-психологических и эргономических исследований эффективности сложных видов деятельности, систем профессионального обуче ния, средств поддержки операторов.
Результаты и рекомендации работы (в частности, решения проблем поддержания и восстановления навыков космонавтов в условиях длительных полетов на орбитальных станциях и профессиональной подготовки к деятельности по выходу из аварийных ситуаций на наземных учебно-тренировочных средствах, разработки нормативных алгоритмов деятельности космонавтов по управлению системами транспортных кораблей) реализованы в практике космических полетов. Разработанный методологический подход равнозначных субъектных отношений в управлении предложен для реализации при создании перспективных пилотируемых орбитальных комплексов в процессе выполнения НИР "Эргономи-ка-2" и "Эргономика-3" совместно с ЦНИИ машиностроения Российского авиационно-космического агенства.
Теоретико-экспериментальные исследования, результаты которых отражены в диссертации, поддерживались грантами Российского фонда фундаментальных исследований (N 93-06-10765) и Российского гуманитарного научного фонда (N 95-06-17245 и 96-03-16-95), научным руководителем которых являлся автор настоящей работы.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.
1. Главная особенность современного этапа исторического развития техники - появление потенциально опасных технологий, крупномасштабных технических комплексов и социотехнических систем, воздействующих на все стороны жизни общества. Основными свойствами их системно-структурной организации становятся высокая вероятность возникновения непредсказуемых, непредусмотренных разработчиками ситуаций управления, а также нелинейность процессов функционирования систем, приводящие к недостижимости полной автоматизации уп равления.
Разработанный методологический подход равнозначных субъектных отношений в управлении для этого типа технических объектов (построенный на принципах "попеременного доминирования автоматики и оператора в управлении" и "соответствия объективной сложности человеко-машинного системного комплекса и субъективной сложности сферы социальной активности профессионалов") отражает специфику системно-структурной организации объекта и новый инженерно-проектный (а не исполнительный) характер профессиональных функций операторов, а также постулирует необходимость более активного участия инженерного психолога и других специалистов по человеческому фактору в проектировании и эксплуатации объекта. Данный подход определяет рациональные решения главных задач проектирования и эксплуатации объекта.
2. Методологические подходы подчиненных субъектных отношений (построенный на принципах "одностороннего доминирования автоматики в управлении" и "соответствия объективной сложности автоматизированной системы и субъективной сложности индивидуальной сферы активности профессионалов") и независимых субъектных отношений в управлении (основанный на принципах "одностороннего доминирования оператора в управлении" и "соответствия объективной сложности системы "человек-машина" и субъективной сложности сферы межличностных отношений профессионалов") являются теоретическим решением психологических проблем проектирования и эксплуатации автоматизированных систем и систем "человек-машина", входящих в состав человеко-машинного системного комплекса.
3. Качественное своеобразие и свойства технического объекта описываются понятием "объективная сложность", раскрывающим все
стороны его существования - строение, функционирование, управление, взаимосвязи с внешней и социальной средой. Объективная сложность в разных типах техники проявляется через 10 своих аспектов: конструкционно-технологическая сложность элементов и блоков, структурная сложность, сложность природы функционирования элементов и блоков, эргономическая сложность рабочего места оператора, функциональная сложность, актуальная неопределенность, сложность интерфейса, сложность управления, потенциальная неопределенность, сложность экспертной системы. На многофакторной шкале объективной сложности техники выделяются три типа объектов: автоматизированные системы, системы "человек-машина" и человеко-машинные системные комплексы.
4. Активность субъектов-профессионалов в процессе проектирования и эксплуатации техники детерминируется спецификой объектов, социально-культурными условиями, ценностными ориентирами жизни человека в обществе. Качественное своеобразие и свойства субъекта описываются понятием "субъективная сложность активности профессионала", раскрывающим все стороны его труда и деятельности. Субъективная сложность проявляется через 10 своих аспектов: профессионально-важные качества, профессиональная подготовленность, сложность деятельности, ответственность, уверенность, взаимосвязанность, актуальная неопределенность, социальная зрелость, социальная значимость, потенциальная неопределенность. В пространстве активности профессионалов на многофакторной шкале ее субъективной сложности выделяются три главные области или сферы: сфера индивидуальной активности и отношений личности к техническому объекту, к труду; сфера межличностных взаимодействий и групповых отношений; сфера социальной активности субъектов и их отношений с социальной
средой и обществом.
5. Взаимосвязь между субъектной и объектной сторонами в их отношениях раскрывается основным теоретическим средством анализа -принципом соответствия между объективной и субъективной сложностью, постулирующим необходимость согласования методов описания свойств технического объекта и особенностей деятельности, межличностных взаимодействий и социальных отношений профессионалов, принимающих участие в проектировании и эксплуатации техники. Реализация этого принципа детерминирует гуманистическую, социально-нравственную направленность теоретических и практических решений по организации субъектно-объектных отношений в технике.
6. Практические решения психологических проблем субъектно-объектных отношений для наиболее сложных объектов в современной техносфере - человеко-машинных системных комплексов - моделирование операторами непредвиденных ситуаций управления, включение в состав комплекса экспертной системы как средства поддержки операторов при осуществлении ими этих функций, построение специальных этапов системы профессиональной подготовки операторов к инженерно-проектным задачам - кардинально меняют характер труда, роль и социальный статус операторов, инженерных психологов и других специалистов по человеческому фактору, способствуют гармонизации их отношений с разработчиками, взаимосогласованности теоретических позиций и социальных условий труда субъектов всех профессиональных групп.
АПРОБАЦИЯ диссертационной работы проходила на заседаниях лаборатории психологии труда и инженерной психологии, на методологическом семинаре Института психологии РАН. Предзащита диссертации проходила на совместном заседании лаборатории психологии труда,
лаборатории системных исследований и группы инженерной психологии и эргономики Института. Основные положения и результаты настоящего исследования докладывались на международных и всесоюзных съездах, конференциях и симпозиумах. Наиболее важные из них: 32-й конгресс Международной астронавтической федерации IAF (Рим, Италия, 1981), научные Гагаринские чтения по космонавтике и авиации (Москва, 1989, 1991), 7-я Всесоюзная конференция по инженерной психологии (Ленинград, 1990), 1-е Международные Ломовские чтения (Москва, 1991), 25-й Международный психологический конгресс (Брюссель, Бельгия, 1992), 3-й Европейский психологический конгресс (Тампере, Финляндия, 1993), 3-й Международные Ломовские чтения (Москва, 1996) , 2-я Международная конференция "Деятельность и технологии автоматизации" (Флорида, США, 1996), 2б-й Международный психологический конгресс (Монреаль, Канада, 1996), научная конференция Института психологии РАН (Москва, 1997), 13-й конгресс Международной эргономической ассоциации IEA 97 (Тампере, Финляндия, 1997), 3-й съезд Российского общества психологов (Ярославль, 1998), Международная научно-практическая конференция к 110-летию со дня рождения С.Л.Рубинштейна (Москва, 1999).
Теоретические и экспериментальные результаты исследования обсуждались на итоговых сессиях и заседаниях Ученого Совета Института психологии РАН.
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, списка использованной литературы. Объем работы составляет 491 страниц текста, 18 таблиц, 16 рисунков; список литературы содержит 409 наименований, из которых 86 на иностранных языках.
Современные методологические подходы к человеку и технике и концепции автоматизации
Решения проблем автоматизации в инженерной психологии и психологии труда во многом основывались на общих подходах к человеку и технике как методологических основаниях к анализу их взаимодействия. В зависимости от изучаемых аспектов взаимодействия человека и техники эти подходы определялись по-разному: как подходы к пониманию роли человека в системах управления [139] или как подходы к анализу систем "человек-машина" [198].
На начальном этапе развития инженерной психологии, в 40-50-х годах, был распространен так называемый машиноцентрический подход, который обозначали как подход "от машины (техники) к человеку". В этом подходе - отмечал Б.Ф.Ломов - "человек рассматривается как простое звено системы; функционирование этого звена исследуется в плане тех схем, принципов и методов, которые разработаны для описания и анализа технических систем. Главная задача исследования, вытекающая из машиноцентрического подхода, - определение "входных" и "выходных" характеристик человека" [198, с. 33].
В качестве позитивных аспектов использования машиноцентрического подхода Н.Д.Завалова, Б.Ф.Ломов, В.А.Пономаренко считали развитие точных методов в психологии и выявление некоторых существенных моментов деятельности человека-оператора: с одной стороны, его ограничений и, с другой стороны, преимуществ перед автоматом, что, безусловно содействовало решению некоторых задач автоматизации. При конкретном определении характеристик человека-оператора как звена управления или канала связи в технической системе использовались методы теории автоматического регулирования, надежности, передачи информации, с помощью которых анализировались параметры передаточной функции человека, его пропускной способности, скорости переработки информации, времени реакции и т.д. [139].
Однако с развитием инженерно-психологических исследований все более проявлялась ограниченность машиноцентрического подхода. Так, было выявлено, что приведенные выше характеристики человека-оператора во многом зависят от структуры его деятельности, индивидуально-личностных особенностей, уровня профессиональной подготовленности, работоспособности, состояния. Поэтому возникла необходимость создания принципиально нового подхода к анализу систем "человек-машина", который бы полнее учитывал психологические особенности операторской деятельности.
Таким подходом стал антропоцентрический подход, разработанный в 60-70-х годах в основном в работах А.Н.Леонтьева и Б.Ф.Ломова, который его авторы определили как подход "от человека к машине (технике)" [193,198]. В этом подходе человек-оператор "рассматривается не как специфическое звено технической системы, а как субъект труда, осуществляющий сознательную, целенаправленную деятельность и использующий в ходе ее осуществления автоматические устройства в качестве средств достижения поставленной цели" [139, с. 4-5]. И, таким образом, отношение "человек - машина" в системах управления считается здесь как отношение "субъект труда - орудие труда", то есть машина является средством, включенным в деятельность человека.
В теоретическом плане антропоцентрический подход основывается на психологической теории деятельности и предполагает анализ структуры и динамики операторской деятельности и механизмов ее психической регуляции, а также исследование свойств человека как субъекта труда, познания и общения. Главной задачей инженерно-психологических исследований с позиций данного подхода становится проектирование деятельности человека-оператора. При этом проект деятельности должен обусловливать решение всех других задач, связанных с разработкой систем "человек-машина". "По существу своему, - подчеркивают Н.Д.Завалова, Б.Ф.Ломов, В.А.Пономаренко, - подход от "человека к технике" является психологическим, утверждающим ведущую роль человеческого фактора в системах "человек-машина" [139, с. 5] .
В то же время, как отмечал Б.Ф.Ломов, задача проектирования деятельности не имеет пока окончательного решения, так как она "предполагает опору на общую теорию, которая раскрывала бы внутренние взаимосвязи между психическими процессами, функциями и состояниями, соотношение между наличными и потенциальными свойствами, динамику их развития, на такую теорию, которая раскрывала бы строение психики человека как системы в целом" [198, с. 47].
Проблема эффективности, надежности и безопасности технического комплекса
Данная проблема для основных экспедиций орбитальных космических комплексов "Салют-Союз" в процессе подготовки и натурных испытаний решалась с помощью как методов обеспечения надежности функционирования бортовых систем орбитального комплекса, так и соответствующей организации наземной подготовки экипажей.
В частности, в процессе создания орбитальной станции "Са-лют-б" задача длительного надежного функционирования ее бортовых систем была выполнена за счет программы материально-технического обеспечения грузовыми транспортными кораблями, доставляющими на борт запасы топлива и рабочего тела, средства и запасы системы жизнеобеспечения экипажа, запасные и резервные элементы и блоки систем, оборудование для проведения ремонтно-восстановительных и профилактических работ. Кроме того, в программе полета основных экспедиций для решения задач эффективности, надежности и безопасности бортовых систем также были предусмотрены специальные работы по тестовой проверке бортовых систем и научного оборудования, технического обслуживанию и ремонту отдельных блоков, приборов и элементов систем. Сложные программы ремонтно-восстановительных работ на борту "Салюта-б" выполнили 3-я и 4-я основные экспедиции; полет транспортного корабля "Союз Т-3" в основном был посвящен проведению ремонтных работ, контролю и проверке работоспособности систем и оборудования станции.
Проблема обеспечения эффективности, надежности и безопасности функционирования орбитального комплекса также может быть решена с помощью запусков автоматических транспортных кораблей-спасателей в случае возникновения на борту транспортных кораблей (доставивших экипажи на борт орбитальной станции) аварийных ситуаций, последствия которых могут привести к невозможности безопасного возвращения экипажа на Землю. Практически данный метод обеспечения безопасности экипажа был реализован для 3-ей основной экспедиции "Са-люта-б" автоматическим кораблем-спасателем "Союз-34".
Программа наземной подготовки экипажей орбитальной станции "Салют-б" разрабатывалась таким образом, что на этапе непосредственной подготовки космонавтов особое внимание обращалось на отработку действий в условиях нештатных и аварийных ситуаций, приводящих к нарушению функционирования бортовых систем или опасных для жизнедеятельности экипажа.
Однако анализ деятельности космонавтов в реальных условиях космического полета показал, что большая продолжительность полета и длительное воздействие на человека факторов космического пространства приводят к ухудшению работоспособности космонавтов, снижению уровня их профессиональной подготовленности, появлению ошибочных действий. Таким образом, в проблеме эффективности, надежности и безопасности орбитального комплекса возникла новая задача разработки методов сохранения и восстановления навыков космонавтов по управлению системами непосредственно на борту комплекса.
На экипаж современных пилотируемых орбитальных комплексов длительного времени существования по программе полета возлагается большой объем функций: управление бортовыми системами (выбор автоматических режимов работы систем, ручное управление системами с пультов космонавтов, ручное управление движением корабля); контроль состояния бортовых систем (периодический контроль систем в течение дня, постоянный контроль функционирования систем в процес се выполнения динамических режимов, контроль выполнения автоматических режимов работы систем); техническое обслуживание бортовых систем, ремонтно-восстановительные и разгрузочно-погрузочные работы; контроль и управление научной аппаратурой и проведение научных экспериментов; выполнение операций в открытом космосе (монтаж и демонтаж оборудования на внешней поверхности станции, эксперименты в открытом космосе); ведение связи и бортовой документации.
Так, экипажи основных экспедиций орбитального комплекса "Са-лют-б" должны были выполнять целый ряд таких ответственных операций, как расконсервация и консервация станции, обеспечение стыковки станции с грузовыми и пилотируемыми транспортными кораблями, проведение разгрузочно-погрузочных и ремонтных работ, дозаправок станции топливом, коррекций орбиты станции и перестыковок транспортного корабля, выход в космос. Программа полета также предусматривала большое количество научных экспериментов и визуальных наблюдений, кино-фотосъемок и репортажей. В частности, в течение 140-суточного полета экипаж 2-ой основной экспедиции провел более 20 технических, 50 технологических, 20 астрофизических, 60 геофизических и других экспериментов.
В процессе наземной подготовки экипажей к выполнению такого значительного объема разнородных и сложных задач и режимов по управлению и эксплуатации систем орбитального комплекса занятия и тренировки по отдельным режимам могут проводиться задолго до начала самого полета (например, тренировки по отработке действий в гидроневесомости, практические занятия по выполнению некоторых экспериментов).
Картина объективной реальности в методологических подходах к человеку и технике и концепциях автоматизации
Множество отечественных и зарубежных инженерно-психологических подходов к человеку и технике и концепций ее автоматизации и проектирования, рассматриваемое в первой главе, описывает определенную совокупность представлений о системно-структурных характеристиках технических объектов, их типологии и общих особенностях функционирования и управления, взаимодействия человека с ними, стратегии и задачах исследования проблем проектирования техники, опытных фактов, теоретических позиций и методических средств их решения. Эту совокупность в целом мы будем полагать в первом приближении картиной объективной реальности для инженерной психологии, психологии труда и эргономики.
Тогда естественно возникает вопрос, в какой степени данная картина объективной реальности соответствует общим теоретическим представлениям и позициям рассмотрения современной техники?
В второй главе было показано, что в комплексе общих позиций рассмотрения техники в философии техники, гносеологии, системных исследованиях и системологии необходимо выделить три элемента: описание закономерностей исторического развития технических объектов; постановку проблем феномена техники; позиции комплексных под
ходов к исследованию техники.
В силу того, что инженерная психология, психология труда и эргономика - конкретные науки, непосредственно связанные с техникой, наибольшее соответствие можно отметить между их картиной объективной реальности и первым элементом комплекса; в частности, в картине объективной реальности существенное место занимают опытные данные и анализ особенностей и закономерностей развития техники. Что касается соотношения со вторым элементом, социально-культурные факторы научно-технического прогресса, его этические и нравственные проблемы также достаточно отражены в картине объективной реальности, особенно в классе антропо-социологических концепций. Здесь еще только нет четких позиций, которые раскрывали бы причины воздействия техногенных факторов на природу и общество, сложности управления развитием техники,обусловленные несовершенством социальных, культурных, идеологических, политических условий, и предлагали бы альтернативы и пути их преодоления.
Есть некоторая связь между картиной объективной реальности и третьим элементом комплекса, так как в отдельных ее фрагментах (в большей мере в подклассе социально-культурных концепций) выражается необходимость междисциплинарных, комплексных исследований проблем взаимодействия человека и техники; однако можно говорить об отсутствии в них конкретных представлений об основаниях таких исследований, о методах и средствах решения их задач.
Степень несоответствия между данными взглядами еще усугубляется и "внутренней" неопределенностью картины объективной реальности, которая возникает вследствие целого ряда особенностей ее структурной организации. В первую очередь к ним следует отнести разнородность и даже противоречивость теоретических позиций многих концепций, входящих в состав рассматриваемого множества, отсутствие общепринятых методологических подходов к человеку и технике и концепций автоматизации, непосредственно связанных с теоретическими представлениями философии и системных исследований; некоторые концепции вообще построены на собственных теоретических основаниях.
Эта внутренняя неопределенность картины объективной реальности резко проявляется, если анализировать ее отдельные фрагменты -теоретические представления разных классов и подклассов.
Безусловно, наиболее далек от общих позиций рассмотрения техники первый класс - технократических и сциентистских концепций. Фактически здесь каждая концепция характеризуется собственной теоретической основой, определяющей специальные математические методы решения проблем проектирования, что, в свою очередь, обусловливает высокую разнородность концепций. Доминирование математического аппарата приводит к тому, что технические объекты рассматриваются в них как некоторые абстракции; поэтому и техносфера в целом представляется множеством объектов, в котором нельзя выделить качественно отличающиеся друг от друга классы.
Модели деятельности и поведения человека-оператора в процессе функционирования технических объектов даже для развитых формальных средств в подклассе системотехнических концепций являются адекватными только для простейших видов режимов управления. И вследствие ориентации на математические методы за пределами концепций данного класса остаются задачи учета социально-культурных факторов развития техники.
Второй класс - антропо-социологических концепций в целом ближе общим взглядам на технику за счет своего третьего подкласса
социально-культурных концепций. Именно в этом подклассе теоретические позиции требуют рассмотрения многообразия социальных, организационных, управленческих, культурных, идеологических аспектов проблем человека в технике с использованием междисциплинарных методов исследования их воздействия на операторскую деятельность, персонал управления и окружающую среду социотехнической системы. Но акцент на социально-культурные аспекты проектирования и эксплуатации техники в определенной мере снижает внимание к изучению типологии и системно-структурным характеристикам технических объектов, их взаимосвязи с деятельностью операторов, что можно считать ограничением данного подкласса.
Общий методологический подход определения субъектно-объектных отношений в технике
В настоящей работе полагается, что психологические проблемы субъектно-объектных отношений в технике связаны с решением главных задач проектирования, создания и эксплуатации современной техники: формирования стратегии автоматизации (построения структуры управления техническим объектом, определения степени автоматизации и роли человека на всех ее уровнях); распределения функций и ответственности между представителями разных профессиональных групп; обеспечения эффективности, надежности и безопасности функционирования технического объекта; организации деятельности и социально-личностных отношений профессионалов.
Именно эти главные задачи обусловливают направления и характер решений всех других задач проектирования, создания и эксплуатации технических объектов, в частности, по разработке средств отображения информации и управления, профессионального обучения и контроля за деятельностью операторов, обеспечения рациональных социально-личностных отношений и условий труда профессионалов.
С общих теоретических позиций психологические проблемы субъектно-объектных отношений в технике являются самостоятельным научным направлением. Отражая в себе тенденции интегративного развития науки, это направление имеет междисциплинарный и синтетический, обобщающий характер. В силу многомерности, многоаспектности нап равления при формировании его теоретических оснований на первом этапе исследований потребовалось использование познавательных средств философии техники, теории познания, системных исследований, системологии, синергетики. На этом фундаменте в предыдущих главах был разработан комплекс теоретических оснований, состоящий из постулатов и принципов описания современной техники, общих и специальных познавательных средств методологического анализа субъ-ектно-объектных отношений.
На втором этапе был проведен анализ представлений о системно-структурных характеристиках технических объектов, их типологии и общих особенностях функционирования и управления, взаимодействия человека с ними, стратегии и задачах исследования проблем проектирования техники, теоретических позиций и методических средств их решения в существующих отечественных и зарубежных инженерно-психологических подходах к человеку и технике и концепциях автоматизации и их соответствия разработанным теоретическим основаниям психологических проблем субъектно-объектных отношений в технике.
При сравнении средств методологического анализа субъектно-объектных отношений в философии техники, теории познания, системных исследованиях, системологии, синергетике и теоретических позиций подходов к человеку и технике и концепций автоматизации отмечена слабая представленность в них положений и принципов, отражающих закономерности и особенности активности объекта, изменение содержания субъектно-объектных отношений в их развитии, социальных и нравственных аспектов активности субъекта в этих отношениях, новые типы системно-структурной организации объекта со свойствами неустойчивости, нестабильности, критических состояний.
С учетом требований комплекса теоретических оснований и отме ченных форм несоответствия между ними и существующими отечественными и зарубежными подходами к человеку и технике и концепциями автоматизации в данной главе - на третьем этапе исследований d& должен быть разработан общий методологический подход определения субъектно-объектных отношений в технике как общее теоретическое w решение изучаемых проблем. В нем необходимо выделить специальные познавательные средства методологического анализа субъектно-объек-тных отношений для современной техники: понятия и представления об общих особенностях функционирования и управления техническим объ-Г " ектом, деятельности субъектов разных профессиональных групп и их взаимоотношениях с объектом и между собой, а также пути и принципы общих решений главных задач.
Общий методологический подход на четвертом этапе исследований должен стать основой для создания частных методологических подходов определения субъектно-объектных отношений в технике. В этих частных методологических подходах следует сформировать соответс цц твующие познавательные средства конкретных решений главных задач направления, отражающих специфику свойств функционирования объекта и активности субъектов-профессионалов для отдельных типов системно-структурной организации объектов.
