Что понимается под быстродействием системы человек машина счм

Что понимается под быстродействием системы человек машина счм

I. Основные определения

Человеко-машинная система, или эргономическая система (от греч. еrgon — работа), — сложная целеустремленная система, включающая:

II. Психологическая структура и распределение функций в системах “человек – техника”.
Роли и основные функции человека

Важным является определение рациональной степени автоматизации деятельности человека и на этой основе оптимальное распределение функций между человеком-оператором и техническими средствами.

Необходимо учитывать, что операции, которые выполняются человеком, технически реализуются в разной степени. Некоторые из них, например операции решения, имеющие эвристический, творческий характер, до конца не могут быть автоматизированы даже при самом высоком уровне автоматизации и останутся прерогативой человека.

Подходы к разработке систем, ориентированные на полную автоматизацию, не оправдались. В тех случаях, когда удавалось создать такие системы, их возможности оказывались весьма ограниченными.

Сравнение автоматических систем с автоматизированными, обслуживаемыми человеком, показало, что последние могут работать более надежно за счет реализации в них пластичности и универсальности человеческого звена.

Для решения практических задач возникает необходимость выделения общего принципа рациональности распределения функций между человеком и машиной. Целесообразно базироваться на динамических характеристиках системы, их сравнении с характеристиками, которые признаны оптимальными, исходя из совмещенного критерия точности и быстродействия.

Согласование характеристик машины с возможностями человека, призванного для ее управления, не всегда следует понимать узко, только как «притирку» тех или иных элементов машины к человеку. Здесь имеется в виду также согласование человека и машины на основе психологического изучения и оценки всей системы в целом.

Согласование функций человека и машины может происходить как на этапе проектирования системы, так и в процессе ее эксплуатации за счет расширения функциональных и творческих возможностей человека при использовании техники.

В зависимости от уровня развития техники по-разному рассматриваются и вопросы распределения функций человека и машины. Однако важным остается проведение психологического анализа возможностей человека и машины, учет особенностей техники и ее уровня, а также проведение психологического анализа деятельности человека в системах СЧМ.

В табл. 1 представлен ставший уже классическим психо-логический анализ возможностей человека и машины, базирующийся на сравнении их характеристик.

Психологический анализ возможностей человека и машины

Чувствительность к зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным и вкусовым раздражителям, имеющим низкий энергетический уровень

Восприятие информации в незакодированной форме

Обнаружение и восприятие необычных и неожиданных событий в окружающей среде

Распознавание объектов при высоких уровнях шумов и сокращенной полезной информации

Распознавание объектов при широкой вариативности их несущественных признаковЧувствительность к раздражителям, которые находятся за пределами диапазона чувствительности человека (например, к рентгеновским лучам, ультразвуку, вибрации высокой частоты)

Отсутствие чувствительности ко многим посторонним факторам, устойчивость «внимания»

Одновременное восприятие информации

Способность точно опознавать объекты, характеристики, которые определены программой

Наблюдение и контроль за точно определенными событиями, постоянная бдительность, особенно при низкой вероятности их появленияНакопление и сбережение на протяжении длительного времени большого количества информации

Способность вызывать из памяти (припоминать) полезные сведения в нужный моментБыстрое накопление большого количества закодированной информации, например, длинных рядов числовых показателей

Быстрое и точное вызывание (припоминание), а также сохранение на протяжении кратковременных периодов закодированной информацииСпособность делать выводы при неполной информации о событиях, реагировать на непредвиденные и маловероятные явления соответствующим решениям

Нахождение и применение эвристических методов решения практических задач

Способность использовать прошлый опыт и изменять действия применительно к изменениям в среде

Способность делать обращения на основании наблюдений (мыслить индуктивно)

Способность применять общие принципы к решению конкретных проблемТочное и быстрое исполнение логических операций, в частности переработка больших объемов информации в соответствии с программой

Выполнение быстрых и последовательных реакций на входные сигналы, предусмотренные программой

Подсчет и измерение физических объектов

Одновременное выполнение нескольких видов логических операций, предусмотренных программойСпособность выполнять тонкие двигательные операции, особенно в непредвиденных ситуациях

Способность выполнять действия в условиях перегрузокНадежное и точное выполнение двигательных операций с высоким уровнем повторяемости

Длительное и точное осуществление больших физических усилий (отсутствие утомляемости) Работа в физической среде, вредной для человека

Используя характеристики, приведенные в таблице, можно выделить основные отличия в возможностях человека и машины:

Проведенное сравнение показывает, что можно выделить ряд функций, которые предпочтительно возлагать на машину и на человека. Рассмотрим вариант такого распределения.

Машине целесообразно передавать функции, где требуется:

Человеку следует отдавать предпочтение при выполнении функций, где требуется:

Возможности человека, как и его ограничения, вытекают из физиологических и психологических качеств человека и особенностей выполняемой деятельности.

При полном или частичном копировании или использовании материалов с сайта shopclub.ru, ссылка на него обязательна.

Характер космических полетов требует тщательного рассмотрения вопроса о том, как во время полета распределяются роли между человеком и техническими системами космического корабля или системами, обеспечивающими человеку условия, необходимые для его жизнедеятельности (их принято называть системами жизнеобеспечения). Эти системы и космонавта нельзя рассматривать отдельно друг от друга, так как человек в космическом корабле — это не просто пассажир, которого корабль перевозит из одного места в другое. Поэтому при разработке программ космических полетов принято рассматривать систему человек — машина. Такой подход помогает конструкторам определить роль каждого звена этой системы и создать в итоге оптимальную конструкцию космического корабля. Хорошее определение понятия системы человек — машина дал Э. Маккормик, который говорит, что «систему человек — машина можно определить как сочетание одного или нескольких людей с одним или несколькими компонентами оборудования, взаимодействующими друг с другом таким образом, чтобы система, получая сигналы на входе, вырабатывала требуемые в конкретных условиях окружающей среды выходные сигналы». Такое определение понятия «человек — машина» позволяет легко увидеть то общее, что есть в сочетаниях автомобиль — водитель, самолет — экипаж, пишущая машинка — машинистка, а также космический корабль — космонавт.

Н а рисунке схематически представлена система человек – машина. Машина, получив входные данные, поставляет человеку информацию, которую он воспринимает и интерпретирует, используя для этого в качестве устройства для обработки данных свой мозг. Далее человек производит необходимую установку органов управления машиной, чтобы изменить ее выходные данные. Таким образом, человек и машина образуют единую систему, в которой используются возможности каждого из них.

Если, например, скорость вращения корабля изменяется в нежелательную сторону или становится просто опасной, космонавт включает соответствующую систему торможения, прекращающую или уменьшающую вращение корабля вокруг той или иной оси. При этом он следит за показаниями приборов, указывающих на то, что вращение корабля прекратилось или уменьшилось до приемлемой величины. В системах с замкнутым контуром человек обычно выполняет функции чувствительного элемента (датчика), устройства для обработки полученной информации и регулятора, в то время как машина поставляет ему информацию для принятия решения. Машина также обеспечивает усиление выходных мощностей. Схема такой системы приведена на рис. 1.

Чтобы наилучшим образом, целесообразно распределить между человеком и машиной задачи, стоящие перед всей системой космический корабль — космонавт, нужно иметь представление о возможностях человека и машины и об их сильных и слабых сторонах. Так, человек способен выделять полезные сигналы на фоне помех (например, шумов), в то время как машина это делает плохо. С другой стороны, человек обладает замедленной реакцией (между раздражением и ответным действием человека проходит некоторый период времени), машина же почти мгновенно реагирует на поступающие к ней сигналы. Очевидно, что, прежде чем конструировать космический корабль, необходимо до мельчайших подробностей четко разграничить задачи, которые должен выполнять космонавт, с одной стороны, и система космического корабля — с другой.

Источник

Система «Человек-машина»

Москва, 2005

Система “человек-машина-среда” представляет собой сложную многофункциональную систему, включающую неживую, живую материю и общество.

Система “человек-машина-среда” структурно включает в себя:

· машины – все то, что искусственно создано руками человека для удовлетворения своих потребностей (технические устройства, информационное обеспечение и т.д.);

· среду, которую условно можно разбить на два вида – окружающую среду и социальную среду.

Окружающая среда характеризуется в основном такими параметрами, как микроклимат, шум, вибрация, освещенность, запыленность, загазованность и т.д. Социальная среда характеризуется социально–экономическими и политическими отношениями в обществе.

Человек и машина, при своем взаимодействии, составляют подсистему в рамках системы “человек-машина-среда”, которая называется система “человек-машина”.

Система «человек-машина» представляет собой частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром регулирования.

В основу классификации систем «человек-машина» могут быть положены четыре группы признаков:

· целевое назначение системы;

· характеристики человеческого звена;

· тип машинного звена;

· тип взаимодействия компонентов системы.

По целевому назначению системы «человек-машина» делятся на:

· управляющие, в которых основной задачей человека является управление машиной (или комплексом);

Особенность управляющих и обслуживающих систем заключается в том, что объектом целенаправленных воздействий в них является машинный компонент системы. В обучающих и информационных системах «человек-машина» направление воздействий противоположное — на человека. В исследовательских системах воздействие имеет и ту, и другую направленность.

По характеристикам человеческого звена системы «человек-машина» делятся на:

· моносистемы, в состав которых входит один человек;

· полисистемы, в состав которых входит целый коллектив и взаимодействующий с ним комплекс технических устройств.

Полисистемы можно подразделить на паритетные и иерархические (многоуровневые). В паритетных системах в процессе взаимодействия людей с машинными компонентами не устанавливается какая-либо подчиненность и приоритетность отдельных членов коллектива. В иерархических системах «человек-машина» устанавливается организационная или приоритетная иерархия взаимодействия человека с техническими устройствами.

По типу машинного звена условно можно выделить два вида признаков:

· материальные (инструментальные) – машины, обрабатывающие материальные носители и в состав которых в качестве технических устройств входят инструменты и приборы;

По типу взаимодействия компонентов системы в системах «человек-машина» выделяют два вида:

· информационное – взаимодействие, обусловленное передачей информации от машины к человеку;

· сенсомоторное – взаимодействие, направленное от человека к машине для выполнения поставленной цели.

Следует отметить, что рассмотренная классификация систем «человек-машина» не является единственно возможной.

Однако, несмотря на большое разнообразие систем «человек-машина», они имеют целый ряд общих черт и особенностей. Эти системы являются, как правило, динамическими, целеустремленными, самоорганизующимися, адаптивными.

— разветвленность структуры (или связей) между элементами (человеком и машиной);

— разнообразие природы элементов (в состав системы могут входить человек, коллектив людей, автоматы, машины, комплексы машин и т.д.);

— перестраиваемость структуры и связей между элементами (например, при нормальном ходе технологического процесса оператор лишь следит за ходом его протекания, т. е. включен в контур управления как бы параллельно; при отклонении от нормы оператор берет управление на себя, т. е. включается в контур управления последовательно);

— автономность элементов, т. е. способность их автономно выполнять часть своих задач.

Системы «человек-машина» относятся также к классу целеустремленных систем. В общем случае считается, что система действует целеустремленно, если она продолжает преследовать одну и ту же цель, изменяя свое поведение при изменении внешних условий. Существенной особенностью целеустремленных систем является их способность получать одинаковые результаты различными способами. Системы этого класса могут изменять свои задачи; они выбирают как сами задачи, так и средства их реализации. Целеустремленность систем «человек-машина» обусловлена тем, что в нее включен человек. Именно он ставит цели, определяет задачи и выбирает средства достижения цели.

Системы «человек-машина» можно рассматривать и как адаптивные системы. Свойство адаптации заключается в приспособлении системы «человек-машина» к изменяющимся условиям работы, в изменении режима функционирования в соответствии с новыми условиями. Для повышения эффективности системы «человек-машина» необходимо предусмотреть возможность адаптации как внутри самой системы, так и по отношению к внешней среде. До недавнего времени свойство адаптации систем «человек-машина» реализовалось благодаря приспособительным возможностям человека, гибкости и пластичности его поведения, возможности его изменения в зависимости от конкретной обстановки. В настоящее время разрабатываются системы «человек-машина», в которых свойство адаптации реализуется путем соответствующего программно-технического обеспечения. Речь идет о создании таких технических средств, которые могут изменять свои параметры и условия деятельности в зависимости от текущего конкретного психофизиологического состояния человека и показателей эффективности его деятельности.

И наконец, системы «человек-машина» можно отнести к классу самоорганизующихся систем, т. е. систем, способных к уменьшению энтропии (неопределенности) после вывода их из устойчивого, равновесного состояния под действием различного рода возмущений. Это свойство становится возможным благодаря целенаправленной деятельности человека, способности его планировать свои действия, принимать правильные решения и реализовывать их в соответствии с возникшими обстоятельствами.

Способность к адаптации и самоорганизации обусловливает такие важные свойства систем «человек-машина», какими являются их быстродействие, надежность и живучесть.

Учет инженерно-психологических требований необходим для обеспечения рационального распределения функций в системе «человек-машина»: организации рабочего места; соответствия технических средств возможностям человека по приему и переработке информации и осуществлению управляющих воздействий, оптимальных для работоспособности человека.

Принципы согласования системы “человек-машина” построены на основе инженерно-психологических и эргономических требований к системам «человек-машина». Часть этих требований, определяемых характеристиками человека-оператора и машины, стандартизована [см. Приложение] и должна учитываются в процессе проектирования, производства и эксплуатации системы. Причем требования предъявляются как к различным элементам, так и к системе в целом.

Таким образом, рассмотренные особенности систем «человек-машина» определяются наличием в их составе человека, его возможностью правильно решать возникающие задачи в зависимости от конкретных условий и обстановки. Это лишний раз показывает, что исходным пунктом анализа и описания системы «человек-машина» должна быть целесообразная деятельность человека.

1. ГОСТ 21480-76 Система «Человек-машина». Мнемосхемы. Общие эргономические требования.

2. ГОСТ 21752-76 Система «Человек-машина». Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования.

3. ГОСТ 21753-76 Система «Человек-машина». Рычаги управления. Общие эргономические требования.

4. ГОСТ 21786-76 Система «Человек-машина». Сигнализаторы звуковые неречевых сообщений. Общие эргономические требования.

5. ГОСТ 21829-76 Система «Человек-машина». Кодирование зрительной информации. Общие эргономические требования.

6. ГОСТ 21889-76 Система «Человек-машина». Кресло человека-оператора. Общие эргономические требования.

7. ГОСТ 21958-76 Система «Человек-машина». Зал и кабины операторов. Взаимное расположение рабочих мест. Общие эргономические требования.

8. ГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования.

9. ГОСТ 22613-77 Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели поворотные. Общие эргономические требования.

10. ГОСТ 22614-77 Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования.

11. ГОСТ 22615-77 Система «Человек-машина». Выключатели и переключатели типа «Тумблер». Общие эргономические требования.

12. ГОСТ 22902-78 Система «Человек-машина». Отсчетные устройства индикаторов визуальных. Общие эргономические требования.

13. ГОСТ 23000-78 Система «Человек-машина». Пульты управления. Общие эргономические требования.

1. Большой Энциклопедический Словарь, http://edic.ptvs.net/

2. Психологический словарь

3. Основы инженерной психологии. (Под ред. Ломова), Москва, 1986г.

4. Шемакин самоорганизующихся систем. М.: Академический проект, 2003

5. Информатика (Под ред. Данчула), М.: РАГС, 2004 г.

Источник