Требования это требования которые предъявляются к системе человек машина среда
GN1405: Эргономика
Ознакомимся с самим определением эргономики:
Ergo (греч. работа) + nomos (закон) — научная дисциплина, комплексно изучающая функциональные возможности человека в трудовых и бытовых процессах, выявляющая закономерности создания оптимальных условий высокоэффективной жизнедеятельности и высокопроизводительного труда.
Эргономика возникла в связи с усложнением технических средств и условий функционирования в современном производстве, существенным изменением трудовой деятельности человека, в которой оказалось синтезировано множество трудовых функций. Поэтому она формировалась на стыке многих наук — от психологии, гигиены и анатомии до ряда технических дисциплин.
Предметом эргономики как науки является изучение системных” закономерностей взаимодействия человека (группы людей) с техническими средствами, объектом деятельности и средой в процессе достижения цели деятельности или при специальной подготовке к ее выполнению в трудовой и досуговой сферах.
Цель эргономики — повышение эффективности и качества деятельности человека в системе «человек — машина — объект деятельности — среда» (сокращенно «человек — машина — среда») при одновременном сохранении здоровья человека и создании предпосылок для развития его личности.
Объектом исcnедования в эргономике является система «человек — машина — среда», т.е. исследуются взаимосвязи человека с предметным миром в процессе трудовой и других видов деятельности. Но могут рассматриваться и другие системы, например, система взаимодействия людей в производственном или ином коллективе.
Задачей эргономики как сферы практической деятельности является проектирование и совершенствование процессов (способов, алгоритмов, приемов) выполнения деятельности и способов специальной подготовки (обучения, тренировки, адаптации) к ней, а также тех характеристик средств и условий, которые непосредственно влияют на эффективность и качество деятельности и психофизиологическое состояние человека.
Эргономичесние требования — это требования, которые предъявляются к системе «человек — машина — среда» (рис. 2) в целях оптимизации деятельности человека-оператора с учетом его социально-психологических, психофизиологических, психологических, антропологических, физиологических и других объективных характеристик и возможностей. Эргономические требования являются основой при формировании конструкции машины, дизайнерской разработке пространственно-композиционных решений системы в целом и отдельных ее элементов.
Машина или инструмент — здесь любое техническое устройство, предназначенне для целенаправленного изменения материи, энергии. информации и пр. Понятие “машина” может означать как самые простые орудия (нож, молоток), так и сложные — станки, ЭВМ или космические корабли.
Человек-оператор — любой человек, управляющий машиной: диспетчер аэропорта, рабочий-станочник, домохозяйка у плиты или с пылесосом и т.п. — для эргономиста все они являются операторами. Эргономика и ее методы в последнее время все шире используются при проектировании не только технических устройств, но и архитектурных объектов, интерьеров, элементов их оборудования. Поэтому представляется целесообразным в этом случае вместо понятия «машина» употреблять более обобщенные понятия «изделие», «предмет», а вместо термина «оператор» применять обозначения, подходящие данному действию, — «потребитель», «зритель» и т.п.
Эргономические свойства — это свойства изделий (машин, предметов или их совокупностей), которые проявляются в системе «человек — машина (предмет) — среда» в результате реализации эргономических требований.
Основные структурные элементы эргономики (рис. З) — это теория. методология и научные знания о предмете исследования. Наряду с этими элементами, формирующими общенаучные основы эргономики как науки. важным звеном ее практического функционирования и развития служит блок оперативных средств и методов Эргономического исследования, определяющий специфику эргономики в качестве прикладной научной дисциплины.
Блок оперативных средств и методов охватывает три важнейших направления эргономических исследований объекта «человек — предмет — среда»: анализ, синтез (моделирование) и оценка объекта.
Результаты эргономического исследования — научно и экспериментально обоснованные данные, необходимые для проектной разработки системы.
Процесс проектирования системы с самого начала должен быть ориентирован на формирование ее (системы) эргономических свойств как на одну из важнейших целей, достигаемых в процессе эргононмческого обеспечения проектирования.
Рис 2. Система “человек — машина — окружающая среда”
Весь процесс эргономического сопровождения (обеспечения) проектирования можно представить в виде следующих этапов:
Рис.3 Эргономика как наука (структурная схема)
Эргономика органично связана с дизайном, одной из главных целей которого является формирование гармоничной предметной среды, отвечающей материальным и духовным потребностям человека. При этом отрабатываются не только свойства внешнего вида предметов, но, главным образом, их структурные связи, которые придают системе функциональное и композиционное единство (с точки зрения как изготовителя, так и потребителя). Именно последнее обстоятельство позволяет рассматривать эргономику как естественнонаучную основу дизайна. В практическом плане учет человеческих факторов — неотъемлемая часть процесса дизайнерского проектирования.
В последние десятилетия и в нашей стране, и за рубежом все чаще употребляется понятие эргодизайн для обозначения сферы деятельности, возникшей на стыке эргономики и дизайна. Эргодизайн объединяет в единое целое научные эргономические исследования «человеческоro фактора» с проектными дизайнерскими разработками таким образом, что провести границу между ними порой оказывается просто невозможно.
Эргономические требования. Эргономические требования — это требования, которые предъявляются к системе «человек — машина — среда» в целях оптимизации деятельности человека-оператора с
Эргономические требования — это требования, которые предъявляются к системе «человек — машина — среда» в целях оптимизации деятельности человека-оператора с учетом его социально-психологических, психофизиологических, психологических, антропологических, физиологических и других объективных характеристик и возможностей. Эргономические требования являются основой при формировании конструкции машины, дизайнерской разработке пространственно-композиционных решений системы в целом и отдельных ее элементов.
* Система — сочетание взаимодействующих факторов, компонентов, объединенных определенной единой целью, системность — свойство системы.
**Машина или инструмент деятельности (изделие, предмет) в эргономике — любое техническое устройство, предназначенное для целенаправленного изменения материи, энергии, информации и пр. Понятие «машина» может означать как самые простые орудия (нож, молоток и т.п.), так и сложные — станки, ЭВМ или космические корабли.
Человек-оператор — любой человек, управляющий машиной: диспетчер аэропорта, рабочий-станочник, домохозяйка у плиты или с пылесосом и т.д. — для эргономиста все они являются операторами. Эргономика и ее методы в последнее время все шире используются при проектировании не только технических устройств, но и архитектурных объектов, интерьеров, элементов их оборудования. Поэтому представляется целесообразным в этом случае вместо понятия «машина»** употреблять более обобщенные понятия «изделие», «предмет», а вместо
термина «оператор» применять обозначения, подходящие данному действию, — «потребитель», «зритель» и т.п.
Эргономические свойства — это свойства изделий (машин, предметов или их совокупностей), которые проявляются в системе «человек—машина (предмет)—среда» в результате реализации эргономических требований.
СОВРЕМЕННЫЕ ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ПРОГРАММЫ
В мировой практике сегодня широко распространено проведение международных симпозиумов, посвященных эргономическим проблемам и исследовательским программам. В качестве примера обсуждения можно привести следующие темы:
• исследование утомления и комфорта в работе;
• сбор данных и знаний, применимых к решению эргономических задач;
• проектирование машин, оборудования и окружения на основе изучения поведения человека;
• проектирование мебели и домов для престарелых;
• оборудование кухонь;
• пиктография;
• проектирование дорожных знаков, автомобилей, защитных шлемов;
• учет интересов людей на отдыхе и во время игр;
• анализ аварий и катастроф;
• человеческий фактор в спорте и на отдыхе — безопасность спортсменов на тренировках;
• разработка спортивных снарядов, приспособлений, спортивной обуви, одежды, использование компьютеров в спорте и др.
За кажущимся многообразием тем и объектов эргономических интересов явно просматривается стержневая тенденция: дойти до каждого конкретного человека. Эргономисты вышли за первоначальный круг своих интересов, когда субъектами их изучения, в основном, были рабочие на производстве, операторы систем управления, военные и космонавты. Сегодня эргономика не ограничивается детьми, пожилыми, людьми с ограниченными физическими возможностями, а исследует людей всех возрастов и в любом физическом состоянии в быту, на отдыхе, во время игр, делая акцент на моментах познания, интеллектуального и физического развития. Принимаются в расчет и национальные, и этнические различия.
Более того, современные тенденции социально-экономического развития постиндустриального общества, улучшение качества жизни без ущерба для экономической эффективности обусловили повышенное внимание к проблемам сохранения физического здоровья, психологического климата в коллективе, моральной удовлетворенности трудовой деятельностью. Проводятся исследования по улучшению условий труда почтовых работников, служащих банков, офисов, театральных коллективов, где, в частности, деятельность многих на 90% нетворческая, что ведет к острым конфликтам между артистами, рабочими сцены, обслуживающим персоналом и другими категориями штатных сотрудников.
Медицинская техника, медицинские учреждения — объект повышенного внимания эргономистов. Но даже при самом богатом воображении еще недавно трудно было поверить, что они позволят себе вторгнуться в святое святых — процесс рождения ребенка. Однако это произошло. Эргономика не только участвует в отработке акушерского инструмента и оборудования, но и осуществляет исследования по оптимальной позе матери в момент родов (в последнее время появились сведения об оптимальности вертикальной позы роженицы).
Симптоматично, что ряд ведущих дизайнеров и дизайнерских фирм не только все большее внимание уделяют эргономике в своих разработках, но сами проводят теоретические и методологические исследования. Так один из легендарных американских дизайнеров Генри Дрейфус (1904—1972) настолько глубоко проникся необходимостью учета «человеческих факторов» и так успешно их использовал, что в справочно-энциклопедических изданиях его называют не только дизайнером, но и специалистом в области эргономики и визуальных коммуникаций.
ВНИИТЭ
ВНИИТЭ проводило координацию работы разветвленной сети организаций, осуществлявших разработки теоретической и практической проблематики эргономики. В эту сеть входили институты, специализировавшиеся в областях психологии, гигиены и охраны труда, АН, АПН, АМН, ВЦСПС, Институт медико-биологических проблем, университеты, другие учреждения и организации, обладавшие значительным научным потенциалом. Приоритетными направлениями работы ученых-эргономистов того времени были системные исследования в сфере эргономики производства. Немало опыта было получено в области проектирования бытовой техники, мебели, в автомобилестроении, оборудования диспетчерских центров и др. Многие из этих наработок, прежде всего в станкостроении, сельскохозяйственном машиностроении, были внедрены. Особенно велики успехи эргономики в освоении космоса, где и сегодня наши скафандры, технологии управления космическими аппаратами, эргономика систем жизнеобеспечения на орбите остаются эталонными.
К сожалению, следует отметить, что в повседневной отечественной практике эрго-дизайнерского проектирования все еще существует большой разрыв между эргономическим знанием и его применением. Специалисты отмечают печальный факт состояния сегодняшних наших достижений в области «мирной» эргономики, состояния, которое приоткрылось в последние годы благодаря реализации процессов конверсии в военной промышленности и широкой интервенции на наш потребительский рынок зарубежной бытовой и производственной техники.
5. Человек и техническая система
5.4. Требования к системе «человек — машина — среда»
Под системой в общей теории систем понимается комплекс взаимосвязанных между собой элементов, предназначенный для решения единой задачи.
Система «человек-машина-среда» (СЧМС), или, проще, «человек-машина», по существу – абстракция, а не физическая конструкция. Система представляет собой концепцию, поскольку связана с преобразованиями (входных сигналов в входные), которые невозможно наблюдать, а можно увидеть лишь результаты преобразований. Концепция СЧМ должна быть основана на определенных допущениях. Основные из них, принятые в системе «человек-машина», хорошо сформулированы одним из известных американских ученых в области актуальных проблем человеческих факторов Д. Мейстером. Автор допущений исходит из принципа безусловного соответствия требований системы потребностям человека, управляющего этой системой, что несомненно имеет глубокий этический и гуманистический смысл. Основные допущения (по Д. Мейстеру), принятые в системе «человек-машина»:
1. Категория «человек-машина» образует систему (СЧМ), элементы которой – человек, машина и среда – представляют собой подсистемы, организованные определенным образом и подчиняющиеся общим требованиям системы.
2. Элементы СЧМ взаимодействуют между собой, влияя друг на друга и на систему в целом.
3. Будучи искусственным образованием, система целенаправленно (посредством предъявляемых к ней требований) программируется на получение определенных результатов (на основе заранее заданных входных данных):
а) общие требования системы обуславливают работу подсистемы и определяют входные характеристики;
б) работа системы активируется и направляется необходимостью выполнения этих требований;
в) система функционирует адекватно только в том случае, если эти требования выполняются;
г) невыполнение требований, предъявляемых к системе, приводит к изменениям ее функционирования.
4. Как и другие «живые» системы, СЧМ и ее подсистемы функционируют во времени и пространстве и поэтому зависят от изменений, происходящих в указанных измерениях.
5. Выходные параметры всех подсистем должны обеспечивать получение требуемого результирующего продукта на выходе системы в целом; в противном случае работа подсистем становится неэффективной.
6. В той мере, в какой это допускается структурой ее построения, система осуществляет самонастраивание с целью оптимизации соотношений входных и выходных параметров в соответствии с общесистемными требованиями.
Разработка системы включает обычное проектирование входящих в нее отдельных компонентов, но на этом не заканчивается. Поскольку работа каждого отдельного элемента системы является частично функцией других входящих в систему элементов, а также и функцией общей задачи системы, необходимо выработать метод представления и создания системы как единого целого. Система включает в себя человека, машину и работает как одно целое для выполнения поставленной задачи. Поэтому определение системы можно считать условным и зависящим от цели, для которой она создана.
СЧМ является «живой системой», поскольку ею управляет человек. Системам такого типа присущи общие характеристики, к наиболее важным из которых специалисты относят следующие: 1) все элементы системы взаимодействуют друг с другом, 2) каждый элемент системы оказывает влияние на другие элементы и на систему в целом, 3) функционирование системы сопровождается преобразованием энергии и вещества из одного вида в другой.
Не следует путать анализ и оценку системы – это процессы разные. Анализ должен дать представление о структуре и функциях системы: показать компоненты системы, пути и процессы их взаимодействия.
Для того чтобы система отвечала своему назначению и работала эффективно с точки зрения экономичности и охраны здоровья человека, необходимо в самом начале проектирования учитывать факторы человека, его возможности и способности как главного звена системы. Это требование системы «человек-машина» должно быть отправным.
Человек-оператор представляет собой подсистему СЧМ, его поведение должно быть подчинено выполнению общих целей системы. Поэтому для описания системы целесообразно учитывать те данные, в которых характеристики и поведение оператора соотнесены с требованиями системы, например, в виде выходных параметров системы.
Подсистему «оператор» следует проектировать в соответствии с требованиями, предъявляемыми ко всей системе. Для этого необходимо использовать различные способы, например, создание оборудования рабочего места и методов управления, учитывающих антропометрические, психофизиологические и другие данные оператора, отбор операторов по признакам их профессиональных и личных качеств. Вместе с тем прогнозирование поведения человека оператора надо вести методами, совместимыми с описаниями действия машины. Это в первую очередь методы моделирования и прогнозирования поведения оператора как подсистемы СЧМ.
Исследует систему «человек – машина — среда» (СЧМС) и такая наука, как инженерная эргономика, которая ставит своей целью оптимизацию орудий и процессов производства, условий труда и окружающей среды. Три составляющие системы: человек, машина и среда – рассматриваются как сложное целое, в котором доминирующая роль отводится человеку. Будучи одновременно научной и проектно-конструкторской дисциплиной, инженерная эргономика включает в свою задачу системный анализ, изучение объективных закономерностей процессов и средств взаимодействия человека, техники и среды с целью приложения их к проектированию и конструированию техники, управляемой человеком.
Для решения проблемы оптимизации СЧМС надо организовать исследовательские работы на таком уровне, чтобы иметь возможность синтезировать данные всех областей знания, например, конструирования и практики эксплуатации машин, психофизиологии, математики. Рассматривая задачу создания благоприятных и высокопроизводительных условий труда человека-оператора в машиностроении, необходимо прежде всего уяснить ряд вопросов. Во-первых, чем обусловлен процесс изменения психофизиологических характеристик человека-оператора с течением времени и насколько он неизбежен? Во-вторых, не лучше ли создавать автоматические устройства, в совершенстве реализующие управление машинами, чем изучать проблему «человек-машина»? В-третьих, каковы методологический аспект проблемы и какие философские категории и закономерности определяют его? Рассмотрим эти вопросы.
Человек-оператор, выполняя функции управления машиной, находится во взаимодействии с окружающей средой и управляемым объектом – машиной. при этом он неизбежно включается в цепь возникающих причинно-следственных связей, отражающих различные субъектно-объектные отношения. Постоянно взаимодействия с окружающей средой, человек не может быть изолирован от процессов, протекающих в ней. Различные виды энергии – механическая, тепловая, химическая, электрическая, электромагнитная и др. – действуют на него, вызывая снижение начальных функциональных характеристик организма. Поэтому, исследуя причины вредных воздействий, надо выявить сущность процессов, формирующих преждевременное утомление и снижающих работоспособность человека-оператора, изучить реакцию его на влияние производственной среды и на основании этого создать такие рабочие места в СЧМ, которые позволяют выполнять необходимые функции без спадов производительности, не принося в период рабочего времени (смены) ущерба здоровью работающего.
Следует учитывать, что длительное воздействие на человека таких вредных факторов, как шум, вибрация, запыленность, загазованность и т.п. (даже в пределах допустимых концентраций и уровней), может привести к снижению не только функциональных возможностей организма, но и к качественным изменениям в нем. Физиологическая реакция организма на эти изменения проявляется в синдроме утомления.
Снижение работоспособности во времени вследствие развития утомления – процесс естественный. Исключить полностью нежелательные явления вредных воздействий невозможно. Однако мы можем увеличить период высокой производительности, работоспособности, снизить утомляемость – иными словами, изменить отклонение качественных показателей функционального состояния организма так, чтобы они находились в течение рабочего времени в допустимых пределах. Идеальными были бы условия, при которых технический уровень управления и всего комплекса параметров рабочего места соответствовал оптимуму психофизиологических возможностей каждого человека. Однако большая часть средств и орудий труда увеличивает информационную нагрузку на человека, вызывая преждевременное утомление и переутомление. В такое ситуации облегчить положение оператора можно двумя путями: либо внедрением автоматов, либо созданием управляющих устройств или систем на основе науки об учете человеческого фактора в СЧМ.
Инженерно-эргономические требования к системе «человек-машина среда» (СЧМС)
Под системой в общей теории систем понимается комплекс взаимосвязанных между собой элементов, предназначенный для решения единой задачи.
Система «человек-машина-среда», или, проще, «человек-машина», по существу – абстракция, а не физическая конструкция. Система представляет собой концепцию, поскольку связана с преобразованиями (входных сигналов в входные), которые невозможно наблюдать, а можно увидеть лишь результаты преобразований. Концепция СЧМ должна быть основана на определенных допущениях. Основные из них, принятые в системе «человек-машина», хорошо сформулированы одним из известных американских ученых в области актуальных проблем человеческих факторов Д. Мейстером. Автор допущений исходит из принципа безусловного соответствия требований системы потребностям человека, управляющего этой системой, что несомненно имеет глубокий этический и гуманистический смысл. Основные допущения (по Д. Мейстеру), принятые в системе «человек-машина»:
1. Категория «человек-машина» образует систему (СЧМ), элементы которой – человек, машина и среда – представляют собой подсистемы, организованные определенным образом и подчиняющиеся общим требованиям системы.
2. Элементы СЧМ взаимодействуют между собой, влияя друг на друга и на систему в целом.
3. Будучи искусственным образованием, система целенаправленно (посредством предъявляемых к ней требований) программируется на получение определенных результатов (на основе заранее заданных входных данных):
а) общие требования системы обуславливают работу подсистемы и определяют входные характеристики;
б) работа системы активируется и направляется необходимостью выполнения этих требований;
в) система функционирует адекватно только в том случае, если эти требования выполняются;
г) невыполнение требований, предъявляемых к системе, приводит к изменениям ее функционирования.
4. Как и другие «живые» системы, СЧМ и ее подсистемы функционируют во времени и пространстве и поэтому зависят от изменений, происходящих в указанных измерениях.
5. Выходные параметры всех подсистем должны обеспечивать получение требуемого результирующего продукта на выходе системы в целом; в противном случае работа подсистем становится неэффективной.
6. В той мере, в какой это допускается структурой ее построения, система осуществляет самонастраивание с целью оптимизации соотношений входных и выходных параметров в соответствии с общесистемными требованиями.
Разработка системы включает обычное проектирование входящих в нее отдельных компонентов, но на этом не заканчивается. Поскольку работа каждого отдельного элемента системы является частично функцией других входящих в систему элементов, а также и функцией общей задачи системы, необходимо выработать метод представления и создания системы как единого целого. Система включает в себя человека, машину и работает как одно целое для выполнения поставленной задачи. Поэтому определение системы можно считать условным и зависящим от цели, для которой она создана.
СЧМ является «живой системой», поскольку ею управляет человек. Системам такого типа присущи общие характеристики, к наиболее важным из которых специалисты относят следующие: 1) все элементы системы взаимодействуют друг с другом, 2) каждый элемент системы оказывает влияние на другие элементы и на систему в целом, 3) функционирование системы сопровождается преобразованием энергии и вещества из одного вида в другой.
Не следует путать анализ и оценку системы – это процессы разные. Анализ должен дать представление о структуре и функциях системы: показать компоненты системы, пути и процессы их взаимодействия.
Для того чтобы система отвечала своему назначению и работала эффективно с точки зрения экономичности и охраны здоровья человека, необходимо в самом начале проектирования учитывать факторы человека, его возможности и способности как главного звена системы. Это требование системы «человек-машина» должно быть отправным.
Человек-оператор представляет собой подсистему СЧМ, его поведение должно быть подчинено выполнению общих целей системы. Поэтому для описания системы целесообразно учитывать те данные, в которых характеристики и поведение оператора соотнесены с требованиями системы, например, в виде выходных параметров системы.
Подсистему «оператор» следует проектировать в соответствии с требованиями, предъявляемыми ко всей системе. Для этого необходимо использовать различные способы, например, создание оборудования рабочего места и методов управления, учитывающих антропометрические, психофизиологические и другие данные оператора, отбор операторов по признакам их профессиональных и личных качеств. Вместе с тем прогнозирование поведения человека оператора надо вести методами, совместимыми с описаниями действия машины. Это в первую очередь методы моделирования и прогнозирования поведения оператора как подсистемы СЧМ.