Принципы и содержание инженерно-психологического проектирования

Инженерно-психологическое проектирование может рассматриваться как особый вид проектирования эргатических систем, объектом которого является автоматизированная система управления, предметом — информационное взаимодействие человека с техническими средствами, опосредующими связь с объектом управления. Цель проектирования — создание автоматизированных систем управления сложными (системными) объектами, обеспечивающими надежное выполнение социально значимых функций. Примерами объектов проектирования такого типа являются системы управления энергообеспечением потребителей, управления транспортом, технологическими процессами, системы обработки данных (территориального типа, по отраслям народного хозяйства и обслуживания). Проектирование ориентировано на обеспечение надежности систем в различных условиях, поскольку сбои в их работе недопустимы, ведут к непоправимым последствиям, являются, по выражению В. П. Зинченко, «системами повышенной ответственности» .

Инженерно-психологическое проектирование базируется на системотехническом подходе, для которого характерно рассмотрение компонентов системы как равноправных, требующих согласования их функционирования для достижения целей. Системотехнический подход утвердился как основа проектирования, преодолев недостатки и сохранив позитивные идеи механоцентрического и антропоцентрического подходов, которые использовались на ранних этапах становления инженерной психологии.

Содержание инженерно-психологического проектирования описывается перечнем задач на разных его этапах. Обычно выделяют следующие шесть этапов [6].

• 1. Анализ задач и назначения системы: фиксируются цели, рассматриваются статические и динамические характеристики системы, функциональная структура, инженерно-технические возможности реализации функций, возможные потоки информации для достижения целей системы.
• 2. Распределение функций между человеком и техническими устройствами: анализ характеристик выполнения отдельных функций человеком и машиной, определение критериев эффективности системы, определение ограничивающих условий, сравнение характеристик выполнения функции по выбранному критерию, формирование перечней функций человека и технических устройств в системе.
• 3. Распределение функций между операторами: построение функциональной структуры деятельности «интегрированного» оператора, выделение логико-технологических (функциональных) единиц деятельности, определение количества операторов для разных функций, определение задач для каждого рабочего места, организация связи между операторами.
• 4. Проектирование деятельности оператора: определение алгоритма деятельности для каждого оператора, требований к характеристикам деятельности, уровню обучения, допустимым нормам деятельности.
• 5. Проектирование технических средств деятельности оператора: разработка требований и рекомендаций к средствам отображения информации и информационным моделям, органам управления, общей организации рабочего места.
• 6. Инженерно-психологическая оценка проекта системы: оценка рабочего места и условий деятельности, оценка характеристик деятельности оператора, оценка эффективности системы по отношению к требованиям технического задания. Оценке подлежат системотехнические характеристики, условия работы оперативного и обслуживающего персонала, особенности организации рабочих мест.

Инженерно-психологическое проектирование реализуется в соответствии с принципами цикличности, оптимальности, обоснованности степени автоматизации.

Принцип цикличности означает необходимость решения всех задач на каждом из этапов с возможностью возврата на предыдущий этап и уточнения варианта решения проектных задач.

Принцип оптимальности предполагает, что при обосновании решения проектных задач используются не наилучшие значения частных характеристик выполнения функций, а приемлемые (оптимальные) в силу их взаимодействия и взаимообусловленности (например, скорость предъявления информации должна обеспечить не только возможность ее считывания, но и возможность ее интерпретации как объектного состояния, а также снижения вероятности ошибок).

Принцип обоснованности степени автоматизации означает необходимость учитывать вероятность возникновения ситуаций, отличающихся от стандартных, для действий в которых высокий уровень автоматизации может оказаться препятствием. Кроме того, высокий уровень автоматизации может привести к монотонии и «сдвигу» объекта управления на информационную модель, увеличению вероятности ошибочных решений.

Принцип цикличности проектирования может быть пояснен на примере. Выбор варианта распределения функций между операторами возможен при условии выбора варианта распределения функций между человеком и технической составляющей системы, однако решение второй задачи может вызвать затруднения ввиду использования дополнительных критериев оценки и потребовать рассмотрения другого варианта распределения функций между человеком и технической частью системы. Возврат возможен с каждого этапа проектирования не только к задачам непосредственно предшествующего этапа, но и на любой другой, вплоть до анализа функций и назначения системы или анализа прототипов технических средств. Аналогичным образом при разработке алгоритмов деятельности и требований к техническим средствам возможен пересмотр варианта распределения функций между операторами.

Проектирование автоматизированных систем может включать задачу разработки программно-технических средств обеспечения (поддержки) основной деятельности управления, например система поддержки принятия решений (CППP) (Decision Support: System DSS). Проектирование также включает работы по обслуживанию систем — диагностике и устранению неисправностей технических элементов. Системы поддержки предназначены для расширения способностей человека в части хранения и переработки информации (процедурные руководства, клавиатурные трафареты, микрофиши, специальные слайды, справочные таблицы, блок-схемы, контрольные перечни) за счет формирования подсказок, ориентиров и ассоциаций для спецификации процедур, позволяющих оптимальным образом достичь желаемого результата. Несмотря на большие успехи разработки средств обеспечения и поддержки деятельности, достигнутые в области военного оборудования ВВС и ВМС США, аргументацию и подтверждение их эффективности при определенных условиях, в отечественной инженерной психологии эти проблемы не получили должного освещения (если не обращаться к специальной литературе).

Научно-методическая составляющая проектирования в условиях совершенствования программных и аппаратных (компьютерных) средств все в большей мере становится наукой, направленной на сокращение сроков проектирования и повышение качества проектов. Результатом исследований процесса проектирования является создание и использование систем автоматизированного проектирования — технологии решения различных проектных задач начиная от поиска и формирования баз данных, расчетных и конструкторских операций до подготовки документации.

Система автоматизированного проектирования объединяет технические, программные, информационные, лингвистические, методические, организационные, правовые и эргономические средства, обозначаемые как соответствующие средства обеспечения проектирования. Эргономическое обеспечение проектирования — база данных о психологических, психофизиологических, антропометрических характеристиках человека, используемая для расчета параметров технических средств автоматизации и рабочей среды (рабочего места). Для обозначения таких систем широко используется аббревиатура САПР. Вариантов расшифровки аббревиатуры несколько, они близки по содержанию и сводятся к следующим:

• • система автоматизации проектных работ — расшифровка точно соответствует аббревиатуре, однако используется нечасто;
• • система автоматического проектирования — неверное толкование, поскольку понятие «автоматический» подразумевает работу системы без участия человека, а в САПР часть функций выполняет человек, программно-технические компоненты обеспечивают выполнение отдельных проектных операций и процедур;
• • программное средство автоматизации проектирования — слишком узкое толкование, лишь условно связанное с аббревиатурой;
• • система автоматизированного проектирования — толкование, принятое в современной технической, учебной литературе и государственных стандартах.

САПР используется при проектировании производственных систем, проектировании авиационной техники, транспортных средств, средств связи, объектов энергетических отраслей, информационных систем, рабочего пространства и др. В зависимости от отраслевого и целевого назначения САПР образует широкий спектр частных систем, имеющих и специфическое обозначение.

Для решения задач инженерно-психологического (и эргономического) проектирования, особенно в условиях использования средств автоматизации, требуются данные о характеристиках технических элементов, деятельности человека при решении различных задач в разных условиях, внешней среды, обеспечивающих успешность деятельности и эффективность работы системы. Во многих странах созданы банки эргономических данных, в частности по заказу военных ведомств. Целью банка данных является формирование единых источников тщательно проверенных результатов антропометрических измерений, факторов и характеристик психофизиологических и психологических особенностей человека для проектирования и оценки эргатических систем и изделий широкого назначения. Кроме того, база данных обеспечивает разработку стандартов проведения эргономических исследований, включающих описание условий, методов и процедур проведения измерений и экспериментов, форм представления результатов.