Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы, ее теоретическое и технологическое обоснование. 7
1.1. Анализ трудовой деятельности операторов животноводства 7
1.2. Теоретические аспекты адаптивного регулирования при разработке тренажеров для операторов животноводства. 38
1.3. Значение механизма управления молокоотдачей для разработки тренажеров. 48
1.4. Повышение функциональной надежности операторов с помощью тренажеров. 60
2. Повышение надежности и эффективности функционирования операторов . 69
2.1. Общие вопросы создания обучающих систем для подготовки операторов животноводства. 69
2.2. Эргономическая оценка системы «человек-машина-животное». 72
2.3. Значение оператора в повышении эффективности работы системы «человек-машина-животное». 81
2.4. Сравнительная характеристика методов определения надежности оператора. 84
2.5. Надежность деятельности оператора и ее показатели. 92
2.6. Концептуальная модель разработки тренажеров для подготовки операторов . 97
2.7. Технические средства для функционального повышения надежности оператора. 109
2.8. Выводы по главе 147
3. Экспериментальное исследование показателей функциональной надежности оператора на тренажере . 152
3.1. Проведение хронометражних наблюдений; разработка измерительной аппаратуры. 15 2
3.2. Методика определения функционально-программной надежности. 154
3.3. Комплексный тренажер для обучения операторов машинного доения коров . 158
3.4. Характеристика элементов функциональной и функционально-параметрической надежности операторов при обучении. 177
3.5. Экспериментальное исследование трудовой деятельности операторов машинного доения коров на тренажере и объективная оценка уровня профессионального мастерства. 189
3.6. Функциональная надежность и функциональные характеристики оператора в реальном процессе. 195
3.7. Оборудование для определения физической усталости и психофизиологических показателей оператора. 218
3.8. Разработка средств для снятия усталости и восстановление функционального состояния операторов машинного доения. 222
3.9. Выводы по главе 246
4. Общие выводы и рекомендации. 252
5. Список литературы. 256
6. Приложения. 273
6.1. Оценка социально-экономической эффективности предложений по повышению функциональной надежности операторов животноводства. 274
6.2. Некоторые технические разработки. 289
6.3. Материалы по внедрению.
- Теоретические аспекты адаптивного регулирования при разработке тренажеров для операторов животноводства.
- Эргономическая оценка системы «человек-машина-животное».
- Концептуальная модель разработки тренажеров для подготовки операторов
- Комплексный тренажер для обучения операторов машинного доения коров
Введение к работе
Стратегия повышения эффективности работы и надежности функционирования операторов механизированного животноводства является одной из наиболее злободневных проблем современного агропромышленного комплекса (АПК) страны.
В настоящее время сельское хозяйство России имеет самые низкие, по сравнению с развитыми странами, показатели производительности труда. Так, по данным акад. Н.В.Краснощекова, производительность труда работника сельского хозяйства России в 10...12 раз ниже, чем канадского фермера. Если в отраслях АПК Канады и странах ЕС 70 % работников сельского хозяйства имеют высокую квалификацию, то в АПК России таких насчитывается только 5 %.
Такое положение можно назвать катастрофическим. В самом деле, низкая квалификация работника, это не только недопустимо низкая производительность труда, но и низкое качество производимой продукции (сырья), и преждевременный выход из строя сложной и дорогостоящей техники, а следовательно повышение себестоимости, снижение рентабельности отрасли, невозможность выпуска конкурентоспособной продукции.
Особенно большие потери из-за отсутствия квалифицировашшх кадров несёт животноводство страны. Здесь к перечисленным выше потерям добавляются новые — заболевания животных и даже падеж из-за плохого обслуживания. В молочном скотоводстве низкое качество получаемого молока приводит к массовым желудочно-кишечным заболеваниям телят и невозможности вырастить здоровое животное с высоким генетическим потенциалом. Употребление некачественного молока приводит и к заболеваниям людей, из такого молока нельзя приготовить хорошие молочно-кислые продукты, сыр.
Неслучайно академик А.И.Берг, определяя основные проблемы в развитии научно-технического прогресса, еще в 70-годы прошлого века обращал внимание на надежность технических средств и эффективность подготовки обслуживающего персонала: «Надежность — проблема номер один в мире новой техники, повышение эффективности подготовки (обучение) - проблема номер один в воспитании человека».
Чтобы решить эту проблему, необходима большая и серьезная работа по внедрению современных технологий в процессе обучения. Одним из мощных рычагов решения проблемы повышения квалификации кадров может стать широкое применение тренажеров и муляжей. Тем более, что в нашей стране (в космонавтике, в авиации, на флоте) накоплен большой и успешный опыт использования тренажеров.
К достоинствам тренажеров следует отнести возможность имитировать информацию, усложнять или упрощать ее, изменять параметры процесса и масштаб его времени, вводить аварийные ситуации, многократно возвращаться к повторению нужного эпизода и разучивать его по частям, автоматически получать объективную оценку знаний, контролировать процесс обучения, разбирать ошибки или поощрять действия обучаемого в ходе тренировки и т.д.
Обучение на тренажерах наиболее полно отвечает организационно-методическим, педагогическим и инженерно-психологическим требованиям. Расчеты специалистов показывают, что тренажер полностью окупает себя в течение первых нескольких месяцев эксплуатации.
Дело лишь за тем, чтобы создать эти тренажеры и наладить их выпуск. При разработке тренажеров для обучения операторов, обслуживающих технологические процессы механизированного животноводства, можно использовать наш опыт, который изложен в настоящей работе. Мы создали около тридцати различных конструкций тренажеров, проверили их при обучении рабочих массовых профессий, студентов инженерных и технологических факультетов высших и средних аграрных учебных заведений и получили хорошие результаты.
Цель исследования.
Выявление общих закономерностей, позволяющих повысить надежность и улучшить эффективность функционирования операторов животноводства за счет внедрения современных технологий в процессе обучения и применения тренажеров.
Объект исследования
Процесс функционирования операторов механизированного животноводства и тренажеры для их обучения.
Предмет исследования.
Взаимосвязи и закономерности процесса функционирования операторов животноводства.
Задачи исследования:
-
На основании обзора научных исследований дать аналитическую оценку состояния проблемы функционирования операторов животноводства, предложить современные технологии обучения операторов на основе тренажеров.
-
Показать значение оператора в системе «человек-машина-животное», дать эргономическую оценку системы, привести сравнительную характеристику методов определения надежности оператора.
-
Рассмотреть теоретические и технологические аспекты разработки и создания тренажеров для операторов животноводства, предложить концептуальную модель разработки тренажеров.
-
Предложить систему тренажеров, позволяющих повысить адаптационные свойства операторов, их квалификацию, надежность и эффективность функционирования.
-
Провести лабораторные и производственные исследования предложенных тренажеров, выявить их влияние на программно-функциональную надежность операторов.
-
Выявить функциональные характеристики оператора в реальном процессе, разработать средства для восстановления функционального состояния оператора.
Научную новизну работы составляют:
определение современных тенденций развития эффективных технологий в процессе подготовки операторов животноводства на основе применения тренажеров,
формирование теоретических и технологических основ разработки тренажеров, определение условий создания обучающих систем для подготовки операторов,
выявление информации о надежности деятельности операторов и эффективности их функционирования, создание концептуальной модели разработки тренажеров для подготовки операторов животноводства,
предложенные методические решения и способы по определению функционально-программной надежности операторов.
Практическая ценность работы
Предложенное научно-теоретическое, методическое и программное обеспечение работы дает возможность повысить функциональную надежность операторов при обучении, улучшить их характеристики в реальном процессе и восстановить психофизиологические показатели операторов после работы.
Разработанная система оригинальных тренажеров для подготовки операторов животноводства, предназначенных для операторов машинного доения коров (а.с. 918961, 1442140, 1511758, 1683590, пат. 2084137), ветеринарных специалистов (пат. 2082218, 2084141), техников-бонитеровщиков (а.с. 1033087, 1257691), стригалей овец (а.с. 903942), чесальщиков пуха у коз (а.с. 2040166, пат. 2086119) и т.д., позволяет повысить качество подготовки специалистов, улучшить условия работы, повысить производительность труда и качество продукции.
Апробация
Основные положения диссертации были доложены в период с 1977 по 2005 год и получили официальное одобрение на следующих научных форумах: НТС МСХ СССР (1977 г.), Госпрофобр СССР (1981 г.), Международных симпозиумах по машинному доению сельскохозяйственных животных (V - Рига, 1979 г., VIII и IX - Оренбург, 1995 и 1997 гг., XII -Винница, 2004 г.), 6 и 7 Международных научно-практических конференциях
(ВНИИМЖ, 2004 и 2005 гг.), Международной конференции по энергосбережению в сельском хозяйстве (Москва, 1995), научно-технических конференциях ЛСХИ (Ленинград, 1985) и ЧИМЭСХ (Челябинск, 1978 и 1985 гг.), конференции «Сложные (биотехнические) системы» (Оренбург, 1995), региональных научно-практических конференциях (Оренбург, 1977...2005 гг.)
Научные и технические разработки автора удостоены следующих наград: дипломов и премий на областных выставках и конкурсах (Оренбург 1981, 1993, 2005 гг.), медалей ВДНХ СССР (1979, 1986, 1995 гг.), знака «Участник ВВЦ» (2002 г.).
Реализация результатов исследований.
Технические решения, отличающиеся принципиальной новизной, и представляющие собой значимую практическую ценность, внедрены в хозяйствах Оренбургской области. НТС МСХ СССР (протокол № 68 от 12 июля 1977 г.), Госпрофобр СССР и Госкомсельхозтехника (3 июля 1981 г.), утвердили ТУ на изготовление тренажера. Ревдинский механический завод по пат. 1683590 выпустил серию тренажеров ТМД-1 для обучения мастеров машинного доения коров (1989-1991 гг.).
Выпуск тренажеров-имитаторов (по авт. свид. и пат. 918961, 1257691, 1442140) для обучения животноводов был включен в целевую комплексную программу «Учебная техника» ВСНПО «Союзприбор» на 1991-1993 годы.
По решению Оренбургского обл. упр. сельского хозяйства (1982 г.) проект учебного класса для подготовки мастеров машинного доения был внедрен на станциях технического обслуживания области. Такой же класс на базе разработанного тренажера был рекомендован для хозяйств Московской области (1983 г.). Актюбинский завод «Агропроммаш» выпустил партию гребней для чески коз (1988 г.).
Научно-методические материалы по разработке и применению тренажеров используются в учебном процессе аграрных ВУЗов России.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Концептуальная модель разработки тренажеров для операторов животноводства.
-
Значение оператора в системе «человек-машина-животное», эргономическая оценка системы.
-
Сравнительная характеристика методов определения программно-функциональной надежности оператора.
-
Системы тренажеров, позволяющие повысить адаптационные свойства операторов, надежность и эффективность их функционирования.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 50 печатных работах, в том числе в одной монографии и 18 публикациях центральных изданий. Новизна технических решений защищена 17 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, списка литературы из 219 наименований, изложена на 341 странице машинного текста, содержит 55 рисунков, 14 таблиц и 68 маш. стр. приложений.
LINK1 Теоретические аспекты адаптивного регулирования при разработке тренажеров для операторов животноводства. LINK1 В последние годы фактически полностью прекратила свое существование, имеющая ранее место система подготовки высококвалифицированных кадров операторов животноводства, в частности, операторов. Это крайне пагубно сказалось на эффективности молочного производства, поскольку машинное доение коров является его завершающим этапом. Плохая работа оператора машинного доения может свести на нет все предыдущие усилия персонала, обслуживающих молочное стадо (зоотехников, скотников, телятнику и др,) и обеспечивающих получение высококачественной молочной продукции.
В основу работы тренажеров по обучению и подготовке операторов машинного доения должна быть заложена модель адаптивного регулирования (оператора обучаемого, т.е. адаптирующегося к «среде» процессу машинного доения). Связано это, прежде всего с тем, что действия, осуществляемые оператором и проводимые им в период машинного доения, в идеальном случае должны представлять собой процессы оптимизации. При этом в таких процессах (оптимизации) довольно существенная часть информации недоступна оператору, принимающему решение. Недоступность информации во многом определяется наличием животного, поведение и реакция которого не всегда предсказуема для принимающего решение (оператора машинного доения). Рассмотрение таких процессов требует единого подхода и слияния в целое идей теории случайных процессов, статистики, вариационного исчисления, дифференциальных уравнений, вычислительной математики. Зададимся вопросом, как можно применить методы функциональных уравнений динамического программирования для формулировки и решения (аналитического и численного) различных задач адаптивного регулирования применительно к разработке тренажера для обучения оператора машинного доения. Следует отметить, что в более общем виде проблемой адаптивного регулирования занимались еще Р.Берман, R.Kalaba, Н.Винер, У.Эшби и другие выдающиеся ученые[5, 6, 52...55]. Ставится задача разработки «виртуальной» модели оператора с возможностью проигрывания на ЭВМ различных ситуаций, возникающих в процессе машинного доения. При этом программа-тренажер должна работать как в автономном режиме, демонстрируя оператору грамотное выполнение приёмов и правил машинного доения, так и в режиме одновременного обучения и контроля - в диалоговом режиме. И в том и в другом случае, исходим из того факта, что «виртуальному» оператору (просто оператору) процесса машинного доения нужна «подсказка», с помощью которой он мог бы принимать решения при самых различных условиях неопределенности в отношении подлежащих регулированию процессов. Эти условия могут варьироваться, как от полного знания, так и от полного незнания, т.е. по существу они определяются квалификацией оператора на момент обучения.
Кроме того, следует учесть, что по мере течения процесса (машинного доения) оператору становится доступной добавочная информация. В этом случае оператор в системе «человек-машина-животное» (ЧМЖ) имеет возможность «обучаться», т.е. улучшать свою работу на основании уже накопленного опыта, адаптироваться к тем условиям, при которых он уже работает.
Следует учесть, что, имея дело с такими процессами, мы должны рассматривать не только техническое, организационное, физическое состояние системы машины и животного - МЖ в текущий момент времени, но и возможные ее изменения в результате принятия оператором определенного решения. Также мы должны учесть знания оператора о том, какие последствия вызовут принятые решения и то, как эти знания меняются в ходе процесса. Кроме того, на ход течения процесса может оказать влияние не только сам оператор, но и сам ход процесса (вернее состояние других элементов системы «М-Ж», участвующих в ней), поскольку эти знания могут существенно изменить представление оператора о происходящем процессе.
Рассмотрим первый случай, в котором оператор располагает всеми существенными данными, т.е. результат от принятого решения ему точно известен. Это - модель системы МЖ с квалифицированным оператором, в этом случае имеет место процесс детерминированного регулирования.
Очевидно, что целью процесса регулирования является достижение конечного состояния с наименьшими потерями молокоотдачи, где потеря (падение) молокоотдачи измеряется некоторой функцией (р(рн) от конечного состояния - максимальной молокоотдачи.
Мы хотим знать целесообразное решение вопроса о том, что делать с системой МЖ, находящейся в данный момент времени в определенном состоянии, когда оператору остаётся ещё сделать любое заданное число шагов (определяемое правилами машинного доения, либо возможными вариантами хода процесса машинного доения в случае возникновения внештатных ситуации).
Наиболее подходящим для этого случая является принцип оптимальности Беллмана [52] - «Оптимальная последовательность решений обладает тем свойством, что независимо от исходного состояния и решения, принятого в первый момент, последующие решения должны быть оптимальными относительно состояния, получающегося из исходного в результате первого решения».
Эргономическая оценка системы «человек-машина-животное».
Наблюдаемая тенденция автоматизации в области процессов животноводства приводит к выводу, что на завершающей стадии комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства человек будет управлять процессом, а не выполнять производственные операции. Это будет высококвалифицированный специалист, решающий все вопросы четко, быстро и грамотно. К этому оператора машинного доения обязывает ответственность, связанная не только с работой машин и оборудования, но и с функционированием живого организма - коровы.
Принимая во внимание многообразие факторов, оказывающих влияние на систему человек-машина-животное (ЧМЖ), мы разработали физическую модель трудовой деятельности, которая позволила дать комплексную оценку рассматриваемому вопросу. Речь идет не о полном моделировании поведения оператора в данном процессе, а о построении модели, сложность которой определяется задачей управления, достаточной для ее корректного решения. При этом учитываются основные ограничения, свойственные человеку, и принимаются во внимание физиологические характеристики животного.
Анализ этой модели показывает, что эффективность и надежность системы ЧМЖ определяются состоянием оборудования, анатомо-морфологическими показателями животного, организацией трудовой деятельности и технологией производственных процессов [66... 77], а последняя, в свою очередь - качественным и своевременным выполнением оператором основных и подготовительных операций. Одним словом, правильность выполнения этих операций обусловлена функциональной надежностью человека, т.е. зависит от организационно-технологических факторов, социально-эмоциональной устойчивости, уровня профессиональной подготовки оператора, его индивидуальных особенностей, а также от способа подготовки и методов контроля за процессом обучения. Выходные показатели эффективности системы ЧМЖ - здоровье животного, его продуктивность, качество продукции и в итоге - производительность труда.
Поскольку в рассматриваемой системе оператор работает в реальном масштабе времени, основным требованием, предъявляемым к его деятельности, является оперативность. Ее критерии - время восприятия, оценка ситуации и принятие решения [76]. Достигается она несколькими способами, один из которых - организация специального обучения и тренировки людей. Например, для определения сложности профессиональной деятельности оператора машинного доения как звена замкнутой, децентрализованной иерархической системы следует рассмотреть эргономическую модель системы ЧМЖ. В этом случае трудовую деятельность оператора можно представить в формализованном виде как динамическую структуру, осуществляющую преобразование информации и энергии (рис. 6). В процессе работы субъективная модель состояния животного (Q) переводится из исходного состояния Qi (например, корова имеет возможность отдать молоко) в последующее Q2 (молоко полностью выведено из вымени). Это достигается посредством трудовых информационных (Sn) или энергетических (Е) воздействий, которые оператор может направлять непосредственно на животное п или осуществлять через механизм (машину), т.е.
На втором этапе оператор последовательно осуществляет декодирование принятой информации, т.е. перерабатывает ее в форму, удобную для принятия решения, и сравнивает с нормативными значениями, определенными в инструкциях, теоретических знаниях или приобретенными опытным путем. В ходе принятия решения возможно возвращение к первому этапу для получения дополнительной или исчерпывающей информации. Необходимость получения дополнительной информации уточняется в процессе принятия решения.
Третий этап деятельности оператора - реализация принятых решений, выражающихся, как правило, в трудовых движениях, связанных или непосредственно с обработкой животного, или с обслуживанием энергетического звена - машины (механизма). Качественно-временные показатели работы оператора при одних и тех же условиях зависят от уровня профессионального мастерства, т.е. практических навыков. Это не что иное, как комплекс сенсорных, моторных и умственных способностей. Анализ состояния звеньев системы человек-машина-животное показывает, что активное вмешательство человека в процесс, (например машинного доения), способствует достижению конечной цели даже при условии, что два других звена (аппарат, животное) не благоприятствуют этому. Оператор как управляющее звено не только осуществляет связь элементов в единое целое, но и контролирует их работу. Надежность его работы определяется как вероятность того, что технологический процесс или поставленная задача будут выполнены успешно на любой стадии работы системы человек-машина-животное [71, 77, 78].
Все три этапа можно показать более подробно, с учетом управляющих воздействий, регулируемых и нерегулируемых помех, необходимостью использования осведомительной и статистической информацией (рис. 7). Анализ состояния звеньев системы человек - машина - животное показывает, что активное вмешательство человека в процесс, (например машинного доения), способствует достижению конечной цели даже при условии, что два других звена (аппарат, животное) не благоприятствуют этому. Оператор, как управляющее звено, не только осуществляет связь элементов в единое целое, но и контролирует их работу. Надежность его работы определяется как вероятность того, что технологический процесс или поставленная задача будут выполнены успешно на любой стадии работы системы человек-машина-животное [17, 79...82].
Концептуальная модель разработки тренажеров для подготовки операторов
В настоящее время накоплен большой опыт в исследовании работы механизмов, обслуживающих животных, и поведения животных. Однако действия оператора как активного звена системы, изучены пока недостаточно. Тем не менее установлено, что труд оператора животноводства отличается значительной энергонаправленностью.
Полученные нами данные [66, 68] по проблеме повышения функциональной надежности операторов биотехнических систем (машинного доения, стригалей, чесальщиков пуха) свидетельствуют о том, что 80 -85 % энергетических затрат исполнителя приходится на его активные органы - руки и частично на опорно-двигательный аппарат - ноги. Так, при работе оператора машинного доения с двумя аппаратами, средняя интенсивность выведения молока которых составляет 0,9-1,5 л/мин, расход физической энергии равен 4,75 - 12,5 кДж. Расход машинной энергии (в расчет была принята работа вакуумной установки с восемью доильными аппаратами) составил 15 %, а суммарный расход приведенных энергозатрат - 19 % - 32,9 кДж.
Тяжелый, с часто повторяющимися, однообразными движениями труд операторов вызывает физическую и функциональную усталость. Это приводит к изменению физиологической и психологической работоспособности, колебанию биологического ритма, появлению ошибок, переходящих в фазу срыва. С учетом принципа независимости работы элементов эргатических систем определены КПД доильного аппарата - 12 %, оператора - 47,4 %, всей системы - 9,5 %. Коэффициент полезного действия человека (исполнителя) при ручном доении коров средней тугодойности находится в пределах 12,55 - 15,54 % (расход энергии на вспомогательные операции в расчет не брали).
Однако для количественно-качественной оценки трудовой деятельности оператора в биотехнических системах необходим такой показатель, который был бы идентичен показателям других, совместно работающих с ним элементов, соизмерим с нами и изменялся бы по определенному закону.
При выборе закона управления (математического моделирования поведения оператора в рассматриваемой биотехнической, системе), с достаточной достоверностью можно утверждать, что в формализованном виде -это система регулирования с «динамическим» звеном, работающая по схеме: прием информации F(t), переработка информации W(P), принятие решения Wy(P), выполнение действия x(t) (рис. 12).
Функциональная надежность оператора зависит от большого числа факторов. Здесь основное внимание сосредоточим лишь на проблеме профессионального уровня и на определяющих его и на определяемых им элементах. Совместно с заинтересованными ведомствами и квалифицированными специалистами-экспериментаторами нами разработаны объективные психограммы основных профессий для молочного скотоводства (так называемый психологический профиль профессии). Полученные результаты были взяты за основу при комплектовании обучаемых групп »
В основу разработки предлагаемых технических средств (более 30, почти все защищены авторскими свидетельствами и патентами на изобретения) заложены операционные технологии с логическими связями, допущениями, ограничениями [68, ПО... 120]. Основные объекты формирования профессиональных навыков - физические модели (аналоги натурных образцов), оснащенные соответствующими датчиками контроля технических и технологических параметров (искусственное вымя различных исполнений, модели отдельных функциональных органов животных и др.). Преобразованная первичная информация поступает по соответствующим каналам связи на блоки управления, контроля, сравнения, оценки и допущенных ошибок.
Обучение на тренажерах строят по принципу постепенного поэтапного приближения показателей трудовой деятельности исполнителя к задаваемому уровню, количественно-качественные значения которого определяют программными (л:), временными (в) и параметрическими ( 5) условиями (ограничениями). В основу программы тренажеров, которые можно отнести к узкопрофессиональной группе, положены технологические операции. Обучаемый должен обязательно выполнить их при наименьшей степени риска.
Поскольку в обучающей программе верхний предел количественно-качественных значений закладываемых показателей характеризует тот или иной комплекс (уровень) требований к обучаемому, то в зависимости от задачи и стадии (этапа) подготовки необходимо исходить из основной стратегии решаемой задачи (проблемы) - достичь поставленную цель. С этих позиций весь процесс подготовки операторов высочайшей квалификации с наименьшими материальными и физическими затратами необходимо разбить на несколько функционально связанных этапов.
Первый этап. Взаимоотношения оператора характеризуются игрой двух лиц с нестрогим соперничеством одного из них. Более пассивный игрок в этом случае человек. Стратегия , оператора заключается в получении дозы информации, которая ему необходима и полезна для взаимоотношений с тренажером на следующих этапах.
Критерий эффективности взаимоотношения обучаемого и тренажера -мера индивидуальной полезности Ру. Для машины она заключается в информационной способности выдачи предъявления доз информации М/, и их содержательности Suj. Для обучаемого это выражается в получении предоставляемой оперативной информации Щ, переработке и усвоении, отложении ее в кратковременную Пк или (предпочтительно) в долговременную Пд память. Идеальный вариант взаимных стратегий машины и человека Ру = АИ/ИраПд = Пк.
Логическая структура предъявления информации тренажером должна сама определять и указывать игроку (обучаемому) его стратегию, т.е. что нужно сделать при любой возможной информации АИ/. вернуться к проработке участка программы, логически связаной с последней, дать подкрепляющую или разъяснительную информацию в текстовой или мнемонической форме и т.д.
Комплексный тренажер для обучения операторов машинного доения коров
Работу оператора машинного доения коров на различных типах доильных установок можно отнести к разряду эргатических при условии, что он гарантированно выполняет (соблюдает) технологию обслуживания животного (функционально-временная и функционально-параметрическая надежность принимается равной единице).
Рассматривая трудовую деятельность оператора машинного доения коров на различных типах доильных установок, как сложную динамическую систему, необходимо разработать методику оценки сложности алгоритма трудовой деятельности и модель, которая в последующем может быть реализована, как в обучающей программе, так и в виртуальной.
В последнее время наряду с традиционными (общими) методами оценки трудовой деятельности операторов подобных систем стали применять и инженерно-психологические. По своему характеру инженерно-психологическая оценка может быть двух видов: статической и динамической. Статическая заключается в оценке тех или иных качеств системы без учета процесса ее функционирования. Примером ее является оценка расположения индикаторов и органов управления в сенсорном и моторном полях, оценка рабочего места с учетом антропометрических характеристик операторов, оценка надежности операторов и системы в целом для некоторых «усредненных» режимов без учета динамики их изменения во времени и т. д. [103,130].
Статическая оценка является исходной и обязательной фазой проведения оценки, однако только она не может решить всех задач, и тем более наглядно отразить изменение показателей трудовой деятельности исполнителя в течение какого-то промежутка времени (этапа работы, продолжительности смены и т. д.)
Для решения этой задачи используют методы динамической оценки, сущность которых заключается в выявлении всех возможных состояний и организация контроля этих состояний. Динамическая оценка является главной и завершающей стадией, по результатам которой принимаются те или иные решения об оцениваемой системе.
Инженерно-психологическая оценка производится для каждого из режимов системы «человек-машина» в отдельности (основной режим, контроль функционирования, поиск и обнаружение неисправностей, техническое обслуживание и др.). При невыполнении этого требования может оказаться, что система, эффективная в одном режиме работы, может быть неэффективной в другом.
Инженерно-психологическая оценка - это измерение тех или иных характеристик деятельности оператора или работы всей системы «человек -машина», которое отличается от любых других измерений необходимостью учета специфических закономерностей человеческого поведения, связанных прежде всего с его вариабельностью.
Учитывая вышеизложенные положения, следует особо отметить следующие, на наш взгляд, важные моменты: непрерывный процесс работы исполнителя можно рассматривать как непрерывное обучение оператора, в процессе которого при повторных испытаниях оператор является более подготовленным, чем в предыдущих; также измерения нужно проводить, учитывая конкретную стадию обучения, иначе результаты будут характеризовать не только условия работы, но и процесс обучения; в течение рабочего дня характеристика (показатели) деятельности человека непрерывно изменяется; поскольку оператор подвержен влиянию большего числа объективных и субъективных факторов, нужно учитывать все его характеристики: возраст, пол, стрессоустойчивость, эмоциональное состояние, уровень профессиональной подготовки, общий стаж работы стаж работы по данной специальности и т.д.
Основными оценочными показателями инженерно-психологического исследования трудовой деятельности оператора в рассматриваемых случаях (на различных типах доильных установок) можно выделить следующие:
1. оценка характеристики деятельности оператора (надежность, быстродействие, напряженность и др.), а также аналогичные характеристики системы в целом;
2. оценка организации системы «человек - машина» и прежде всего организация взаимодействия между человеком и техническими устройствами, человеком и животным через техническое средство;
3. оценка рабочего места оператора в целом и отдельные элементы рабочих мест (пульт управления, средства отображения и ввода информации, рабочее кресло и т.д.);
4. оценка алгоритмов и норм деятельности оператора;
5. оценка условий внешней среды;
6. оценка требуемой степени обученности и профессиональной подготовленности операторов к условиям изменяющегося режима, ритма, различным способам организации труда.
Следует заметить, что в общетехнической и специальной литературе первым вопросам уделено большое внимание [131, 132, 133]. Однако сущность последнего вопроса до сегодняшнего дня полностью не раскрыта и требует более глубокой проработки.
Так, в работах Карташова Л.П., Квашенникова В.И. рассмотрены вопросы взаимодействия оператора и животного (ЧМЖ), как элементов многоуровневой биотехнической системы. В одном случае дается общая оценка функционирования [134], в другом рассматривается функционально-временная и параметрическая надежность [135] и, в третьем, энергетическая, связанная с физическими возможностями исполнителя [136]. Обобщенной оценкой исследуемой системы является показатель, функционально объединяющий временные, параметрические и программные характеристики исполнителя.
Для получения надежной и достоверной исходной информации для определения количественно-качественных значений вышеупомянутых показателей необходимы специальные технические решения, позволяющие достаточно полно имитировать реальную трудовую деятельность операторов. К ним можно в первую очередь отнести сенсорные и моторные обучающие средства - тренажеры.
