Проектирование систем "человек-машина"

Министерство образования и науки Украины

Одесская национальная академия пищевых технологий

 

 

Кафедра менеджмента и логистики

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

На тему:

«Проектирование систем «человек-машина»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила Баранова Н.Н. Студентка 6 курса Группа ТХВ-61 Проверил Удовица О.Ф.

 

 

 

 

Одесса – 2013 г.

Содержание

Введение

1. Средства отображения информации

2. Органы управления или средства ввода информации

3. Рабочее место оператора

4. Оптимизация систем "человек - машина"

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

С развитием и усложнением техники возрастает значение человеческого фактора на производстве. Необходимость изучения этого фактора и учета его при разработке новой техники и технологических процессов, при организации производства и эксплуатации оборудования становится все более очевидной. От успешности решения этой задачи зависит эффективность и надежность эксплуатации создаваемой техники, функционирование технических устройств и деятельность человека, который пользуется этими устройствами в процессе труда, должны рассматриваться во взаимосвязи. Эта точка зрения привела к формированию понятия системы «человек — машина" (СЧМ).

Под СЧМ понимается система, включающая человека-оператора (группу операторов) и машины, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Машиной в СЧМ называется совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности. СЧМ и является объектом инженерной психологии.

Система «человек — машина» представляет собой частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром регулирования. При организации взаимосвязи человека и машины в СЧМ основная роль принадлежит уже не столько анатомическим и физиологическим, сколько психологическим свойствам человека: восприятию, памяти, мышлению, вниманию и т. п. От психологических свойств человека во многом зависит его информационное взаимодействие с машиной.

Актуальность изучения проектирование системы «человек-машина» заключается в том, что с развитием техники растет потребность в проектирование системы «человек-машина».

Целью данной работы является исследование проектирования системы «человек-машина».

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить средства отображения информации.

2. Исследовать органы управления или средства ввода информации.

3. Рассмотреть условия рабочего места оператора

4. Проанализировать литературу по вопросам инженерно-психологического проектирования.

Данный вопрос рассматривали следующие личности: Зинченко В.П., Мунипов В.М. в своей книге «Эргономика. Ориентированное на человека проектирование», Леонова А.Б., Чернышева О.Н. -  «Психология труда и организационная психология: современное состояние и перспективы», Стрелков Ю.К. в книгах «Психологическое содержание операторского труда», «Инженерная и профессиональная психология».

Завершает работу заключение - обобщающие основные идеи и итоги по исследуемой теме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Средства отображения информации

Проектирование систем "человек - машина" занимает видное место в работах по инженерной психологии (см. Основы инженерной психологии, 1986. С. 196-275; Зинченко, Мунипов, 1979. С. 210-292 и др.). Само проектирование СЧМ традиционно анализируется по основным блокам: средства отображения информации (сокращенно - СОИ), органы управления или средства ввода информации (сокращенно - СВИ), рабочее место оператора. Рассмотрим каждый из этих блоков подробнее.

1. Средства отображения информации (СОИ). Сами СОИ различаются по следующим критериям:
• по способу использования СОИ: контрольные, быстрые ("да -нет"); качественные (насколько возрастает или падает параметр); количественное чтение информации (численные значения в аналоговой или цифровой форме) - это для больших СОИ;
• по форме сигнала: цифровые, буквенные, фигурные;
• по степени детализации: интегральные или детальные.

Выделяются основные подходы в совершенствовании СОИ (см. Основы инженерной психологии, 1986. С. 228-230):

• структурно-психологический (в основе - статистика, позволяющая выбирать наиболее оптимальные стратегии, совершать предпочтительные выборы при построении информационных образов объекта);
• системно-лингвистический (построение оптимальных языков, диалоговых систем);
• графоаналитический (табличное программирование, экспертная оценка, теория графов - строится "картинка" распределения потоков информации).

Перспективные подходы в совершенствовании СОИ:

• разработка многоканальных (многофункциональных) индикаторов;
• разработка полисенсорных (полимодальных) СОИ, т.е. воздействующих на различные органы чувств;
• объемное отображение информации ("плюс" - со стереоскопическим эффектом);
• разработка индикаторов с возможностью предсказания дальнейшего развития процесса - выход на совместное принятия решения человеком и машиной.

Таким образом, по моему мнению, перспективные подходы в совершенствовании средств отображения информации являются наиболее эффективными подходами, так как учитывают большее количество факторов влияющих на систему «человек-машина».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Органы управления или средства ввода информации

В основу типологии СВИ также могут быть положены разные критерии:

• по характеру движений человека различают: простые, повторяющиеся, высокоточные;
• по назначению выделяют: оперативные, периодические, эпизодические;
• по конструктивному исполнению: кнопки, тумблеры, педали.

На основании специальных замеров и испытаний выделяются требования к отдельным типам органов управления, к совместному расположению индикаторов и органов управления, к системам ввода информации (к клавиатурам). Например, выделяются следующие принципы совместного расположения индикаторов и органов управления:

• функциональное соответствие (каждой подсистеме СЧМ - свой блок-панель на общем пульте управления);
• объединение (использование однотипных элементов контроля и управления - оптимизация количества информации);
• совмещение стимула и реакции, что обеспечивает последовательность действий, соответствие общему алгоритму управления - пример про компьютер (ноутбук и обычный);
• важность и частота использования (наиболее важные органы управления - в наиболее удобном месте).

Также на основании специальных замеров и испытаний выделяются общие требования к системам ввода информации - СВИ (к клавиатурам):

• клавиши должны соответствовать характеру решаемых задач и соответствовать психофизиологическим характеристикам человека-оператора;
• расположение клавиш - оптимальное (минимум рабочих движений оператора);
• компактность клавиатуры и ее умещаемость в зоне моторного контроля (даже в условиях постоянного усложнения СЧМ и увеличения алфавита вводимых символов).

Выделяются также основные правила экономии рабочих движений, которые важно учитывать при проектировании разнообразных органов управления (см. Зинченко, Мунипов, 1979. С. 292):

• при движении двумя руками - одновременность, симметричность и противоположность по своей направленности (все это обеспечивает равновесие тела);
• простота движений, их плавность и закругленность; необходима минимизация самого количества движений;
• траектория - в пределах рабочей зоны оператора;
• движения должны соответствовать анатомии руки и находиться в зоне зрительного контроля;
• рабочие движения должны быть ритмичными;
• привычность движения для работника (следует учитывать ранее сформированные двигательные навыки);
• при возникновении малых сопротивлений - должны включаться малые группы мышц, при больших сопротивлениях - большие группы (т.к. требуются большие усилия);
• необходимо по возможности использовать кинетическую (двигательную, инерционную) энергию самого объекта работы.

Выявлена более оптимальная организация при выполнении различных рабочих движений. В частности, там, где больше требуются быстрые движения, рекомендуется учитывать следующие особенности

• где требуется быстрая реакция, более предпочтительны движения к себе;
• в горизонтальной плоскости скорость рук быстрее, чем в вертикальной;
• наибольшая скорость руки - сверху вниз, наименьшая - от себя снизу вверх;
• скорость больше слева - направо (для правой руки и для правшей);
• вращательные движения быстрее, чем поступательные;
• плавные криволинейные движения рук быстрее, чем прямолинейные с внезапным изменением направления (чем резкие и угловатые);

Там, где требуются более точные движения, рекомендуется учитывать, что:

• более точные - в положении сидя (чем стоя);
• при движении в вертикальной плоскости ошибок меньше, чем в горизонтальной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Рабочее место оператора

Рабочее место оператора является третьим блоком, анализ которого важен при проектировании и оптимизации систем "человек - машина".

Основные условия проектирования рабочего места оператора:

• достаточное рабочее пространство для оператора;
• достаточные физические, зрительные и слуховые связи между работниками;
• оптимальное размещение рабочих мест в помещении, а также безопасные и удобные проходы;
• необходимое естественное и искусственное освещение;
• допустимый уровень акустического шума и вибрации;
• необходимые средства защиты от опасных и вредных производственных факторов (физических, химических, биологических и психофизиологических).

Оптимизация рабочего места оператора предполагает:

• выбор целесообразного рабочего положения (сидя, стоя);
• рациональное размещение индикаторов и органов управления;
• обеспечение оптимального обзора элементов рабочего места;
• соответствие рабочего места различным характеристикам работника;
• соответствие информационных потоков возможностям человека по их приему и переработке;
• обеспечение условий для кратковременного отдыха в процессе работы.

Выделяются также оптимальные рабочие позы оператора:

• положение "стоя" более естественно для человека (но при длительной работе стоя человек утомляется быстрее), поэтому необходимо предусмотреть возможность изменения рабочей позы;
• нормальная поза в положении "стоя", когда не требуется наклоняться вперед более, чем на 15о;
• наклоны назад и в сторону (при работе стоя) нежелательны;
• положение "сидя" имеет много преимуществ (разгружаются многие системы органов), но длительное сидение тоже нежелательно, из-за нагрузки на таз, и поэтому также лучше предусмотреть смену поз.

В качестве примера можно привести основные требования к рабочему сиденью оператора:

• сиденье оператора должно обеспечивать позу, способствующую уменьшению статичной работы мышц;
• сиденье должно обеспечивать возможность для изменения рабочей позы;
• оно не должно затруднять деятельность различных систем организма (дыхательной системы, сердечно-сосудистой, пищеварительной) и не вызывать болезненных ощущений;
• глубина сиденья не должна быть чрезмерно большой;
• должно быть обеспечено свободное перемещение сиденья относительно рабочих поверхностей (в том числе желательно обеспечить вращение сиденья);
• важно предусмотреть возможность регулирования высоты, угла наклона спинки, высоты спинки;
• важно учесть требования безопасности (общие и частные, в зависимости от конкретного места работы оператора);
• желательно использовать на сидениях полумягкую обивку, но не скользкую, неэлектризирующуюся, воздухопроницаемую, влагоотталкивающую (кроме случаев с особыми условиями производства, где сиденья могут быть только деревянными) и т.п.