Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Анализ проблеш оптимизации дейтелышш операторов-микроскопистов 12
1.1. Специфика деятельности оператора-микроскописта как вида зрительно-напряженного труда 12
1.2. Направления оптимизации деятельности операто-ров-микроскопистов . 19
1.3. Исследования динамики работоспособности опера-торов-микроскопистов 26
ГЛАВА II. Системная стратегия анализа функциональных состояний и здцачи исследования 35
2.1. Основные подходы к исследованию функциональных состояний человека 35
2.2. Функциональное состояние как объект системного исследования 42
2.3. Задачи и организация исследования функциональных состояний операторов-микроскопистов 56
ГЛАВА III. Профессиографическое исследование деятельности операторов-микроскопистов 61
3.1. Задачи и методы профессиографирования 61
3.2. Общая характеристика видов деятельности операторов-микроскопистов 62
3.3. Профессиографический анализ деятельности операторов визуального контроля кристаллов 66
3.4. Профессиографический анализ деятельности оператора-сварщика 85
3.5. Гипотеза, предмет и методы исследования 103
ГЛАВА ІV. Анализ сменной динамики работоспособности операторов-микроскопистов . 109
4.1. Сменная динамика работоспособности операторов-контролеров 109
4.2. Сменная динамика работоспособности операторов-сварщиков 136
ГЛАВА V. Рекомендации по оптимизации функционального состояния операторов-микроскопистов 167
5.1. Пути оптимизации функционального состояния. 167
5.2. Система мероприятий по оптимизации сменного режима труда и отдыха 168
5.3. Оптимизация рабочей позы операторов-микроско-пистов , 172
5.4. Оптимизация санитарно-гигиенических условий 181
5.5. Снижение напряженности работы зрительного анализатора 182
5.6. Оптимизация условий протекания процесса приема и переработки информации 184
5.7. Некоторые общие аспекты оптимизации профессионального обучения .,,...,,., 186
Заключение 188
список литературы 192
пршкжния 216
- Специфика деятельности оператора-микроскописта как вида зрительно-напряженного труда
- Основные подходы к исследованию функциональных состояний человека
- Профессиографический анализ деятельности операторов визуального контроля кристаллов
- Сменная динамика работоспособности операторов-контролеров
Специфика деятельности оператора-микроскописта как вида зрительно-напряженного труда
Процессы зрительного восприятия являются основным источником информации о внешнем мире практически для всех видов трудовой деятельности. Однако, именно вследствие своей ведущей роли, работа зрительной системы нередко протекает в затрудненных условиях. Существуют разнообразные виды труда, в которых человеку приходится перерабатывать огромные массивы зрительной информации в условиях дефицита времени, воспринимать объекты по параметрам, приближающимся к пороговым значениям, или работать с предметами, расположенными неадекватно близко от глаз человека. В таких условиях зрительная система испытывает большую нагрузку и функционирует со значительным напряжением. Виды труда, создающие подобные условия для работы органа зрения, получили название зрительно-напряженных работ /5,46,47,94,104,167/. Одним из видов зрительно-напряженных работ является трудовая деятельность опе-раторов-микроскопистов.
Термин "оператор-микроскопист" появился в литературе сравнительно недавно /14,16,17,237,245/ и обязан своим возникновением одному из направлений современного научно-технического прогресса - микроминиатюризации изготавливаемой продукции, прежде всего в микроэлектронной промышленности. Предмет труда в этом случае настолько мал, что недоступен восприятию невооруженным глазом. Так, например, о величине элементов интегральных схем (одного из наиболее типичных предметов труда для данного вида производства) можно судить по степени ее интеграции, которая определяется числом дискретных элементов, формируемых на поверхности одного кристалла. В настоящее время на одном кристалле интегрируется от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч элементов. При этом размеры самого кристалла составляют лишь несколько десятков шт. Однако актуальным является вопрос о доведении реализуемых на одном кристалле элементов до I млн /190/.
Указанные параметры предмета труда исключают возможность непосредственного воздействия человека на него. Это затруднение преодолевается путем использования увеличивающих оптических приборов и микроманипуляторов. Увеличивающий оптический прибор является необходимым средством труда, обеспечивающим возможность восприятия микрообъекта и контроля за действиями, выполняемыми над ним с помощью микроманипулнторов.
Работники, основное содержание деятельности которых составляет микроскопия, то есть восприятие микрообъектов с помощью оптических приборов, и получили название операторов-микроскопистов.
В качестве увеличивающих оптических приборов используются лупы, микроскопы и микропроекторы. При изготовлении таких сложных объектов, как интегральные микросхемы, требуется большая кратность увеличения и высокая четкость получаемого изображения. Поэтому в микроэлектронном производстве наиболее широкое применение нашли микроскопы. Микроскопы используют практически все рабочие, занятые на основных производственных операциях. Сюда относятся операторы прецизионной фотолитографии, контролеры прием- щики микроэлементов, операторы термосоединений, сборщики микросхем, сварщики полупроводниковых приборов и микросхем, скрайби-ровщики пластин, сортировщики приборов, узлов, пластин и кристаллов, лакировщики радиодеталей и другие.
Несмотря на то, что применение микроскопов в различных сферах трудовой деятельности человека имеет более чем трехсотлетнюю историю, с момента его изобретения Р.Гуком, актуальность исследований специфики работы человека с микрообъектами четко обозначилась только в последние десятилетия. Это связано с возникновением в электронной промышленности массовых профессий, требующих длительного использования микроскопов /19,84,132,163,196,197,198/.
Производство электронных микроприборов (интегральных схем, полупроводниковых приборов) является чрезвычайно трудоемким процессом, причем выполнение основных технологических операций по сборке приборов и текущему контролю за качеством изготавливаемой продукции с трудом поддается автоматизации и остается преимущественно функцией человека. В то же время, бурное развитие этих отраслей производства приводит к постоянному росту числа работающих /179/.
Деятельность этой огромной армии профессионалов имеет целый ряд специфических особенностей. Содержание деятельности по производству микроприборов предъявляет высокие требования к сенсо-мотор-ным и перцептивным процессам человека. В течение продолжительного времени оператор должен с высокой скоростью и точностью реализовать сенсо-моторные акты, многократно принимать решения, базирующиеся на сравнении нескольких десятков признаков, полностью при этом концентрируя внимание на процессе выполнения деятельности /153,163,196/. Использование микроскопа создает измененные по сравнению с нормой условия восприятия объекта /5,86,164,165/,что дополнительно усложняет реализацию и без того достаточно сложной деятельности. Таким образом, особенности самого предмета труда, используемых средств и орудий труда, а также содержание трудового процесса характеризуют эту профессиональную деятельность как зри -тельно-напряженный вид труда высокой интенсивности /46,47,81, 174/. Косвенно повышенная степень напряженности этого вида труда определяется и санитарно-гигиеническими условиями, поскольку по некоторым параметрам в силу технологических причин они отличаются от нормальных условий среды обитания человека /7,98,103, 214/.
Основные подходы к исследованию функциональных состояний человека
Важнейшим этапом процесса оптимизации любого вида трудовой деятельности является определение основных направлений поиска в решении данной проблемы, формулирование конкретных задач оптимизации. Здесь нужна специальная исследовательская деятельность по выявлению тех наиболее слабых звеньев в организации труда,ко-торые приводят к снижению эффективности трудового процесса,чрезмерно высокой его психофизиологической стоимости. Исследование функциональных состояний работников при этом играет существенную роль, обусловленную двумя следующими обстоятельствами. Во-первых, функциональные состояния непосредственно влияют на эффективность выполнения человеком своих трудовых обязанностей» Поэтому они сами могут выступать в качестве цели исследования и объекта оптимизации. Во-вторых, функциональные состояния как следствие особенностей содержания выполняемой трудовой деятельности и ее организации в конкретной ситуации, степени соответствия индивида требованиям профессиональной деятельности выступают в роли критерия или индикатора оптимальности взаимной адаптации человека и его трудовой деятельности /36/. В этом случае анализ состояний человека выполняет функцию опосредствующего средства при решении задач оптимизации.
В соответствии с этим можно выделить два направления оптимизации функциональных состояний. Первое из них состоит в коррекции негативных функциональных состояний с помощью воздействий, направленных непосредственно на состояния человека, а второе - в выявлении причин возникновения негативных фнукциональ -яых состояний и определении на этой основе конкретных путей оптимизации трудовой деятельности. Наиболее эффективным является последнее направление. Однако его реализация на практике связана с определенными трудностями.
Основная трудность состоит в слабой теоретической разработке проблемы функциональных состояний. Важность этой проблемы для оптимизации трудовой деятельности несомненна. Поэтому она является одной из центральных в целом ряде дисциплин, изучающих трудовую деятельность человека, таких как психология труда, физиология труда, инженерная психология, эргономика. Однако, каждая научная дисциплина стремится создать свою собственную концепцию состояний человека и, опираясь на них, исследователю бывает очень сложно и трудно объяснить полученные экспериментальные данные, решить какие-то практические задачи. Эта трудность вызывается, главным образом, узостью соответствующих теорий, и преодоление этого недостатка требует развития общей концепции функциональных состояний /120/.
Многообразие подходов к проблеме состояний человека выражается, в частности, и в многообразии используемых термияов.Так, анализируемый класс явлений обозначается терминами: "психическое состояние" /117,188/, "психофизиологическое состояние"/92, 207/, "функциональное состояние" /120,136,141,205/. %и этом отличаются не только названия самих терминов, но и вкладываемое в них содержание. Одновременно с этим наблюдается неодинаковое понимание одних и тех же терминов, употребляемых в разных областях науки. Например, такие термины,как "утомление", "напряженность", "стресс" и другие понимаются физиологами и психологами по-разному.
При определении содержания понятия "состояние" используются разные, главным образом, эмпирические основания: длительность и сложность состояний как психических явлеяий Ібі/, комплексность и мяогокомпояеятность /136,141,188,205/, обусловленность состояний личностными свойствами человека /171/ и т.д. При этом многие определения характеризуются некоторыми типичными особенностями, аналогичными тем, которые были обнаружены, при анализе философских работ, посвященных проблеме состояния. Сюда относятся, во-первых, отождествление состояния с его характеристиками. Например, под состоянием понимается либо симптомо-комплекс характеристик физиологических и психологических процессов /136/, либо интегральный комплекс наличных характеристик функций и качеств человека /141/, либо целостная многокомпонентная характеристика внешних и внутренних функций человека /205/. Во-вторых, состояние отождествляется со всем множеством характеристик и представляется как временное сечение этих характеристик. В определении Ю.Е.Сосновиковой психическое состояние-"это конкретное проявление всех компонентов, явлений психики в данный период времени" /188, с.7/. А.Л.Симанов отмечает, что подобные определения ограничены из-за отсутствия в них онтологического аспекта понятия и абсолютизации его гносеологической стороны. /182/. Характеризуя приведенные выше определения, Е.П.Ильин отмечает, что они " в лучшем случае указывают, как можно выявить состояние..., но не что такое состояние" /92, с.328-329/.
Наряду с эмпирическим подходом к определению понятия "состояние" имеются попытки использовать для этой цели определенные теоретические концепции, такие как теория активации /26,127/, теория функциональных систем /92/, психологическая теория деятельности /148,150,151,207/. За разнообразием исследований функциональных состояний человека лежат разные теоретические уста яовки, которые позволяют объединить эти исследования в две группы, характеризующиеся, соответственно, аналитическим и целостным подходами. Аналитический подход предполагает изучение отдельных психических и физиологических функций человека либо с целью оценки состояния этих функций, либо с целью оценки работоспособности человека в целом. Здесь исследование названных функ ций осуществляется изолированно, вне взаимосвязи друг с другом, а вывод о работоспособности субъекта делается на основе отождествления его состояния с состоянием изучаемой подсистемы. При этом происходит неправомерное отождествление части и целого, а достоверность выводов о характере функционального состояния человека оказывается сомнительной.
Профессиографический анализ деятельности операторов визуального контроля кристаллов
Исследование деятельности операторов-микроскопистов проводилось на двух московских предприятиях, выпускающих транзисторы и интегральные микросхемы. Несмотря на то, что технологический процесс производства микроприборов отличается не только в зависимости от того, что производится - транзисторы или микросхемы, но и от типа этих приборов, номенклатура основных технологических операций во всех случаях одинакова.
Начальный этап работы (рассматриваемый нами как предварительный, поскольку микроскопная техника здесь не используется) состоит в изготовлении и первичной обработке пластин , служащих исходным материалом для производства приборов. На каждой пластине путем последовательного, послойного формирования проводящих, полупроводниковых и диэлектрических структур одновременно создается множество приборов, число которых может достигать нескольких тысяч. Этот этап складывается из выполнения трех циклически следующих друг за другом процессов - формирования сплошного поверхностного слоя того или иного вещества, фотолитографии и диффузии. Этот цикл воспроизводится шесть-семь и более раз в зависимости от типа изготавливаемого прибора.
Готовые пластины (см. рис. I) подвергаются визуальному и функциональному контролю, при этом дефектные по внешнему виду и статическим параметрам кристаллы30 маркируются магнитной краской. После этого пластины скрайбируются - нарезается на отдельные кристаллы по сетке нанесенных рисок. Разделенные кристаллы, не помеченные краской, раскладываются в специальную тару - кассеты с углублениями для кристаллов - и передаются для повторного визуального контроля по внешнему виду. Он осуществляется с целью обнаружения дефектов фотолитографии, механических повреждений и загрязнений поверхности кристаллов.
Годные кристаллы (см. рис. 2) направляются на участок сборки. Туда же поступают цоколи будущих приборов (так называемые "ножки"). Каждый кристалл припаивается или приклеивается к основанию - "саиется на ножку", после чего выполняется операция присоединения выводов (см. рис. 3). В результате вшолнения последней операции образуются злектрические соединения между контактными площадками кристалла и выводами основания.
Смонтированные на основании кристаллы еще раз подвергаются функциональной проверке и классифицируются по уровню качества на несколько категорий. Приборы,признанные годными, покрываются защитным лаком и герметизируются. В заключение приборы подвергают ких операций производства полупроводниковых приборов, которые можно разбить на две группы. Первую составляют технологические операции, при выполнении которых оператор совершает преимущественно перцептивные действия, связанные с поиском, обнаружением, опознанием и оценкой различного рода дефектов. К этой группе относятся контрольные операции: контроль фотошаблонов, контроль кристаллов по внешнему виду, контроль готовой продукции по внешнему виду. Во вторую группу объединяются операции, основной функцией человека на которых является непосредственное воздействие на предмет труда, и которые требуют выполнения достаточно сложных сенсомоторных актов. Последние по своему характеру являются инструментальными и выполняются в условиях нарушения естественных соотношений между фактическим и видимым перемещением объекта наблюдения. К данной группе можно отнести операции совмещения и экспонирования в фотолитографии, скрайбирование, посадку кристалла на основание, присоединение выводов.
В качестве типичного для первой группы технологических операций вида деятельности мы выбрали деятельность оператора-контролера внешнего вида кристаллов. Это обусловлено тем, что данная операция имеет наибольший удельный вес среди операций первой группы, поскольку она выполняется на всех промежуточных этапах процесса сборки прибора (в технологических маршрутах повторяется 20 и более раз /32/ и составляет 72$ общего объема контрольных операций /24Z/), ее массовым характером (здесь занято наибольшее число операторов первой группы) и сложностью содержания деятельности.
Наиболее ярким примером деятельности операторов второй группы является деятельность операторов-сварщиков, выполняющих операцию присоединения выводов ручным способом. Операторы-сварщики - самая представительная группа по численности для всего производства. Это объясняется большой трудоемкостью данной операции из-за сложности исполнительного состава действий и высоких требований к качеству выполнения. Вследствие этого поиск путей оптимизации деятельности на операции присоединения выводов представляет наибольший интерес в непосредственно практических целях.
Сменная динамика работоспособности операторов-контролеров
Исследование динамики производительности труда операторов-контролеров осуществлялось методом хронометража. Схема и процедура измерений описаны выше (см. раздел 3.3). У двух работниц имеются данные полного хронометража. Для них анализ проводился по шести выделенным критическим точкам (три в первой половине смены, три во второй). Для четырех работниц по данным частичного хронометража получена характеристика производительности для двух точек в начале смены и двух точек в конце смены. Производительность труда определялась расчетным путем: по данным хронометража выделялись интервалы времени (примерно равные I часу) и фиксировались соответствующие объемы выполненной работы. Отношение объема работы к длительности интервала соответствует производительность труда.
Результаты исследования и их обсуждение Результаты обработки хронометрических данных приведены в табл. 6 и представлены на рис. 10 и в приложении Ш. Из приведенных данных видно, что производительность труда в начале смены достаточно низка и составляет около 60% от индивидуального максимума. Вся первая половина смены характеризуется увеличением производительности труда, что свидетельствует о
Вторая половина смены характеризуется интенсивной работой. При этом непосредственно после обеденного перерыва уровень производительности достаточно высок, иногда он равен предобеденному или превосходит его (операторы I, 2, 4 и 6), к концу смены происходит его снижение (операторы I, 2, 4, 5, 6). Только в одном случае производительность труда не снижается, а несколько растет к концу смены (оператор 3). Это можно расценить как ком пенсацию объема работы вследствие недостаточно высокой скорости работы в послеобеденные часы. Таким образом, вторая половина смены требует более напряженной работы. Несмотря на развивающееся состояние утомления, операторы вынуждены в данный период выполнять больший объем работы. Причина этого, по всей видимости, кроется в неравномерном распределении нагрузки в течение смены. Частота сердечных сокращений (ЧСС) исследовалась нами для оценки напряженности деятельности операторов-контролеров в разные периоды смены.
Методика и процедура исследования и обработка данных ЧСС измерялась методом электрокардиографии. Отведение сигналов производилось по трехэлектродной схеме. Один электрод устанавливался на правом виске оператора, второй - на щиколотке левой ноги, третий - на щиколотке правой ноги. Усиленные сигналы записывались с помощью чернильного самописца. В процессе обработки полученных данных по электрокардиографическим кривым измерялись BR интервалы, которые усреднялись и расчетным путем переводились в показатели ЧСС.
Запись электрокардиограммы производилась б раз в течение смены. По производственным условиям в исследовании приняли участие только два оператора-контролера.
Анализ динамики 4СС в течение смены показывает, что в первой половине смены происходит постепенное снижение частоты сердечных сокращений. При этом изменение происходит в пределах от 70 до 63 уд/мин у первого оператора и от 82 до 77 уд/мин у второго. После обеденного перерыва происходит резкое повышение ЧСС в соответствии с изменением производительности труда. В конце смены происходит падение этого показателя, однако его абсолютные значения превосходят дообеденный уровень.
Данные о соотношении ЧСС в первой и второй половинах рабочего дня говорят о том, что вторая половина смены является более напряженной. Здесь диапазон изменения рассматриваемого параметра у первого оператора составляет 83,3 - 73,8 уд/мин, у второго - 90,5 - 75,2 уд/мин. Снижение ЧСС в конце рабочего дня может интерпретироваться как индикатор истощения энергетических ресурсов вследствие работы с повышенной напряженностью.
В исследовании решались следующие задачи: проверка гипотезы о развитии психических компонентов зрительного утомления и отбор валидных показателей ; выявление влияния данного вида утомления на протекание процессов приема и переработки зрительной информации ; описание типичной динамики работоспособности операторов по показателям психометрических тестов.
