Человеческие факторы в технике не могут быть сведены к взятым самим по себе характеристикам чело-
32
века, машины (технического средства), среды. Характеристики и свойства, фиксируемые в понятии человеческих факторов в технике, представляют собой не отдельные изолированные признаки компонентов системы "человек—машина", а являются ее совокупными системными качествами.
По отношению к свойствам — качествам компонентов системы "человек — машина"— человеческие факторы в технике представляют собой качества второго порядка, возникающие как результат интеграции, воплощения в единое целое природных качеств, свойственных среде, предметных качеств, свойственных машине и предмету деятельности, функциональных, а также социальных качеств, присущих человеку. Человеческие факторы в технике относятся к категории "третьих" вещей, естественной технологии или техносов, артефактов, которые, согласно М.К.Мамардашвили, и не идеальные рассудочные сущности, законы, и не физические тела, а что-то третье, которое содержит в себе и вещественность действия (или предметность действия), независимого от нашего сознания и им не контролируемого (мы волей и сознанием не можем имитировать или производить эти действия, они должны этим предметам в нас произвес-тись). Эти "третьи" вещи не'вытекают из законов физики. Из законов физики, к примеру, не вытекает, что мы должны передвигаться колесным образом. "Что будет на стороне человеческого действия, как оно будет структурироваться и т.д., зависит от того, какие создавались такого рода «третьи» вещи (или наши органы, или приставки к нам самим), через которые мы конституируемся, зависит от того, каковы они, разные в разные времена и в разных местах, и зависит, следовательно, от того, какие последствия в человеческом существе они порождают" [22, с.60].
Эргономику интересуют не все возможные "первичные" качества человека, машины, среды, а лишь те, которые определяются положением и ролью человека в системе "человек —машина",— именно потому они называются человеческими факторами в технике.
Человеческие факторы в технике, понимаемые как важнейшие интегральные характеристики системы "человек—машина", представляют собой некоторую суперпозицию исходных показателей или соответственно фиксированные (или динамичные) функциональные связи между элементами и компонентами системы. В структурном аспекте человеческие факторы в технике выступают как основные системообразующие элементы, или таксономические единицы анализа функциональной структуры системы. Однако ее функциональная структура обусловлена не только человеческими, но и организационными, информационными, территориальными и другими факторами. Поэтому выделение человеческих факторов в технике в качестве единиц анализа, т.е. элементов функциональной структуры системы, не исключает выделения в ней, в зависимости от целей анализа, таксономических единиц другого рода.
Человеческие факторы в технике не даны изначально. Они представляют собой искомое, которое может быть найдено лишь на основе предварительного анализа задач системы "человек—машина", функций человека в ней, вида и отличительных черт его деятельности. В результате такого анализа определяется номенклатура человеческих факторов в технике, учет которых необходим в целях создания нормальных условий для деятельности человека и эффективного функционирования системы. Человеческие факторы в технике — это структурные образования различной степени сложности, в этом смысле они представляют собой некоторое временное сочетание сил, способное осуществить определенное достижение. Понятие деятельности служит и теоретической основой приведенной выше трактовки человеческих факторов в технике.
Теоретические представления о природе человеческих факторов в технике позволяют развернуть структурную схему формирования целостной эргономической характеристики системы "человек —машина", которая представляет как бы оборотную сторону проблемы соотношения экспериментальных показателей с критериями, используемыми при проектировании и оценке систем "человек —машина". Эта иерархическая динамическая структура (табл. 1-1) включает несколько уровней, каждый из которых обладает определенной качественной спецификой, не сводимой к механическому объединению ее составляющих. Высший уровень — эргономич-ность — всегда остается ведущим, но он может реализовать себя только с помощью нижележащих уровней и в этом от них зависит.
Высший уровень рассматриваемой иерархической структуры — эргономичность системы "человек—машина" — взаимосвязан с критериями производительности, надежности, экономичности, экологичности и эстетичности. Эргономичность — это целостность эргономических свойств, к которым относятся управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость. Первые три описывают свойства системы, при которых она органично включается в структуру и процесс деятельности человека или группы людей по управлению, обслуживанию и освоению. Происходит это в тех случаях, когда в проект системы закладываются решения, создающие наилучшие условия для удобного, эффективного и безопасного выполнения указанных видов деятельности. Четвертое свойство — обитаемость — относится к условиям функционирования системы, при которых сохраняется здоровье людей, поддерживаются нормальная динамика их работоспособности и хорошее самочувствие. Одним из эффективных путей создания таких условий является устранение или ослабление неблагоприятных факторов рабочей среды (шум, вибрация, излучения, загазованность и др.) в самом источнике их образования в системах, машинах и оборудовании.
Каждое эргономическое свойство представляет определенную целостность человеческих факторов в технике, которые являют собой разные, но взаимосвязанные существенные признаки указанных свойств. Человеческие факторы в технике формируются на основе базовых характеристик: социально-психологических, психологических, физиологических и психофизиологических, антропологических, гигиенических в их соотношении с
33
Таблица 1-1. Структурная схема формирования целостной эргономической характеристики системы "человек — машина"
Целостная эргономическая характеристика
Эргономичность системы "человек — машина
Эргономичес- | Управляемость | Обслуживаемость | Освояемость | Обитаемость | |||||
кие свойства |
|
|
| ||||||
Человеческие | Соответствие распределения функций | Соответствие | Заложенные в машине | Соответствие | |||||
факторы | между человеком (группой людей) и | конструкции | и эксплуатационной | условий функцио- | |||||
в технике | машиной оптимальной структуре их | машины (или | документации | нирования машины | |||||
взаимодействия при достижении | отдельных ее | возможности | биологически | ||||||
поставленных целей, при которых | элементов) | быстрейшего ее освоения | оптимальным | ||||||
обеспечивается ведущая роль человека | оптимальной | (приобретения необходи- | параметрам рабочей | ||||||
| психофизиоло- | мых знаний, умений и | среды, обеспечи- | ||||||
Соответствие конструкции машины | гической | навыков управления и | вающим человеку | ||||||
(или отдельных ее элементов) и орга- | структуре и | обслуживания) | нормальное раз- | ||||||
низации рабочего места оптимальной | процессу |
| витие, хорошее | ||||||
психофизиологической структуре и | деятельности | Задаваемые машиной | здоровье и высокую | ||||||
процессу деятельности в нормальных и | по ее | требования к уровню | работоспособность | ||||||
аварийных условиях | эксплуатации, | развития профессио- | |||||||
| обслуживанию | нально значимых | Уменьшение или | ||||||
Соответствие содержания задаваемой | и ремонту | психофизиологических и | ликвидация вред- | ||||||
машиной деятельности по управлению |
| психологических | ных для природной | ||||||
оптимальному уровню сложности и |
| функций человека для | среды условий | ||||||
разнообразию действий человека |
| деятельности как в | функционирования | ||||||
|
| нормальных, так и в | машины | ||||||
Соответствие задаваемой машиной |
| аварийных условиях | |||||||
напряженности деятельности минималь- |
|
| |||||||
ной напряженности, при которой |
| Задаваемые машиной | |||||||
достигается наивысшая эффективность |
| требования к характеру и | |||||||
управления |
| степени группового | |||||||
|
| взаимодействия при ее | |||||||
Соответствие задаваемых машиной |
| управлении | |||||||
требований к качеству деятельности по |
|
| |||||||
управлению оптимальным точностным, |
| Заложенные в машине | |||||||
скоростным и надежностным |
| возможности для разви- | |||||||
возможностям человека |
| тия и совершенствования | |||||||
|
| профессионально важных | |||||||
Соответствие задаваемых машиной |
| качеств | |||||||
темпов и ритмов трудовых процессов |
|
| |||||||
оптимальной временной структуре |
|
| |||||||
действий работающих людей |
|
| |||||||
Базовый | Социально- | Психологи- | физиологические | Антропологические | Гигиенические | ||||
уровень — воз- | психологические | ческие | и психофизиоло- |
|
| ||||
можности и | гические |
|
| ||||||
особенности |
|
|
| ||||||
человека (груп- |
|
|
| ||||||
пы людей), |
|
|
| ||||||
факторы среды |
|
|
| ||||||
Исходные | Соответствие конст- | Соответствие | Соответствие | Соответствие | Освещенность, вентилируе- | ||||
характеристики | рукции машины и | машины воз- | машины | машины размерам | мость, температура. | ||||
| организации рабочих | можностям и | силовым, | и форме тела | влажность, давление, | ||||
| мест характеру и | особенностям | скоростным, | работающего | напряженность магнитного | ||||
| степени группового | восприятия, | энергетическим, | человека, распре- | и электрического полей, | ||||
| взаимодействия | памяти, мыш- | зрительным, | делению его веса | запыленность, радиация, | ||||
| ления, психо- | слуховым, |
| токсичность, шум, | |||||
| Степень опосредова- | моторики, | осязательным, |
| вибрация, гравитационная | ||||
| ния межличностных | закрепленным | обонятельным |
| перегрузка, невесомость | ||||
| отношений содержа- | и вновь фор- | возможностям и |
|
| ||||
| нием совместной | мируемым | особенностям |
|
| ||||
| деятельности по | навыкам | человека |
|
| ||||
| управлению машиной | работающего |
|
|
| ||||
| человека |
|
|
| |||||
34
техникой. Исследователям и проектировщикам важно не только знать базовые характеристики и их номенклатуру, но и представлять, как на их основе формируются человеческие факторы в технике, эргономические свойства и эргономичность систем " человек —машина".
Участие эргономистов в разработке систем "человек — машина" и их элементов позволило накопить огромный массив проектных и методических знаний. Эти знания фиксируют единичные случаи таких преобразований и закрепляются в виде общего знания у отдельных специалистов и коллективов. Любые попытки эмпирически систематизировать их, задать в виде перечня правил неминуемо начинают не срабатывать, отставать от обобщаемой практики эргономического исследования и проектирования. Возникает своего рода тупик, возможный выход из которого состоит в установлении и разработке инвариантов сочетания параметров эргономических ситуаций и методов действия, в их уточнении и укрупнении. Однако это предполагает особый тип эргономической деятельности: уже не практическое преобразование систем "человек —машина", не решение конкретной иссле-довательско-проектировочной задачи, а поиск более общих, в какой-то мере фундаментальных принципов, которые можно было бы представить как особые эргономические знания об изучаемом и проектируемом объекте, о средствах и методах работы с ним [23].
Обобщения, фиксирующие связи между проектными и методическими знаниями и опирающиеся на опыт многих конкретных преобразований систем "человек — машина" и ее элементов, позволяют создавать руководства и стандарты в области эргономики. Они воспроизводятся во многих странах как бы по одному образцу. Применение же зафиксированных в них связей проектных и методических знаний к преобразованию новых объектов приводит к результатам, зачастую не соответствующим ожиданиям эргономистов, что воспринимается ими как разрыв между их целями и тем, что получается на практике. Разрывы эти, ставя под сомнение определенные составляющие опыта эргономистов, побуждали пересматривать и переструктурировать накопившиеся проектные и методические знания, а в конечном счете стимулировали разработку теории эргономики.
Переход от эмпирического изучения и проектирования системы "человек —машина" к ее теоретическому рассмотрению, точно так же, как движение в обратном направлении, представляет достаточно сложную задачу, не имеющую формальных правил и процедур. Необходимым условием ее решения является методологическая культура исследователей и проектировщиков. Об этом же пишет Д.Мейстер: "Теоретические поиски в области исследования человеческих факторов проводятся на сравнительно низком уровне... Во всяком случае, большая часть теоретических исследований в области человеческих факторов в технике не основана на едином, глубоко обоснованном наборе системных концепций..." [17, с.448]. Теория в эргономике — это прежде всего теория конкретного, олицетворяющая живую связь теоретических исследований и прикладных разработок. Отсюда и методология, имеющая много общего с той, которую предложил Г.Блумер и которая соединяет собственно научные и "гуманистические" пути и приемы исследования, требующие "интимного знакомства" с изучаемой реальностью. Эргономическая теория — это не просто набор устоявшихся и неизменных понятий, но главным образом поле для творческих поисков. Попытка построить эргономику по образцу естествознания ведет в последовательном проведении к отрицанию самого объекта эргономики. "Существо человека, а следовательно, и общества, или — что то же — истинный объект обществоведения образует та сущая жизнь, которая, совмещая в себе реальность с идеальностью, фактическую осущест-вленность со стремлением к иному, высшему, еще неосуществленному, стоит как бы на пороге между тем, что фактически есть, и тем, что должно быть, и есть живая сила единства того и другого.— бытие как объективная реальность творчества и самоопределения" [24, с.43].
1.4. Эргономика — проектировочная дисциплина
В эргономике все еще преобладает экстенсивный путь развития, хотя, следуя ему, она добилась значительных результатов в формировании таких эргономических характеристик систем "человек —машина", которые обеспечивают ее функционирование с необходимым или возможным качеством при минимальном количестве людей, разумной организации их деятельности и допустимом использовании их физиологических и психических ресурсов. Интегральным индикатором этих показателей зачастую является удовлетворенность человека выполняемой деятельностью и качеством среды, в которой она осуществляется.
Диапазон объектов, в создании которых участвует эргономика, велик: от космического корабля до обычной лопаты, от оборудования кухни до аппаратных и программных средств вычислительной техники (см. иллюстрации на цв. вкладке). Возникающие при создании и использовании таких разнообразных объектов эргономические задачи схожи между собой по постановке и методам решения.
Эргономические принципы, методы и данные имеют непосредственное отношение ко всем стадиям создания и использования систем: анализу, проектированию, разработке, испытаниям, оценке, функционированию оборудования. Определяющим является проектирование, т.е. тесно связанная с наукой и инженерией деятельность по созданию проекта — прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, процесса. Наряду с традиционными видами проектирования (техническое, архитектурное и др.) сложились новые направления проектирования систем "человек —машина", организаций, деятельности, работы, а также экологическое, социальное, генетическое проектирование и т.д. Сущность проектирования раскрывается в большом числе определений, из которых приведем только два: "1) тип деятельности (на-
35
ряду с планированием, программированием и пр.) по предварительному определению общих целей и характера любой деятельности, лежащей в основе всей созидательной, преобразовательной практики и включенной в общую систему общественного производства; 2) процесс создания описания, изображения или концептуальной модели несуществующего объекта с заданными функциональными, эргономическими и эстетическими свойствами" [25, с.35].
Проектирование систем "человек—машина", направленное на оптимизацию деятельности человека или группы людей по их освоению, управлению (использованию), обслуживанию и ремонту в нормальных и экстремальных условиях с целью обеспечения эффективного, надежного, безопасного функционирования систем при одновременном сохранении здоровья работающих людей и развитии личности, выделилось в самостоятельное направление — эргономическое проектирование. Его возникновение позволяет установить порядок, согласно которому с самого начала проектируются системы "человек —машина", а не только технические средства, которые лишь на стадии их практической "подгонки" к человеку становятся компонентами этой системы. Такая направленность развития эргономики не имеет ничего общего с технократическими иллюзиями, связанными с проектированием всего и вся, включая и человека.
В разных странах возникший вид проектирования называется проективной эргономикой, перспективной эргономикой, проектной эргономикой, проектированием эргономических систем. Нельзя не упомянуть, что первых эргономистов, решивших принять участие в разработке систем, встречали с изрядной долей недоверия, скептицизма, иронии. Однако уже в 70-е годы, если судить по книге "Эргономические основы разработки сложных систем", американские эргономисты принимают участие в проектировании всех сложных систем военного назначения [17]. В 90-е годы как само собой разумеющееся воспринимается то, что в фундаментальном Руководстве по инженерии, в подготовке которого приняли участие двести ведущих специалистов США, Европы и Японии, один из основных разделов посвящен "человеческому измерению". Содержание раздела раскрывается по трем направлениям: организационное проектирование, проектирование работы, эргономика [26].
Эргономическое проектирование восполняет недостающее звено общего процесса проектирования систем "человек—машина". Требования к человеку и деятельности, задаваемые техникой или системой как побочный и непредсказуемый результат проектирования, впервые начинают целенаправленно проектироваться и исследоваться адекватными методами и средствами с начальных этапов общего процесса проектирования.
Задача создания систем "человек — машина" обусловливает взаимозависимость методов эргономического проектирования процесса, средств и условий деятельности, а также методов разработки средств и способов формирования и поддержания квалификации и работоспособности. Это позволяет учитывать влияние на эффективность и качество деятельности функционального состояния человека и находить рациональные способы обеспечения его работоспособности. Такой подход соответствует сформировавшимся в мировой практике направлениям исследований и разработок, обеспечивающим оптимальные условия труда: приспособление работы к работнику и приспособление работника к работе.
Множественность и сложный характер изменений во взаимодействии людей с техникой и средой, их значительная отсроченность по отношению к началу проектирования — все это требует новой методологии. Основные задачи перемещаются из области разработки конкретных объектов и изделий в сферу анализа и прогнозирования деятельности людей с создаваемыми техническими средствами и системами в предполагаемой среде, а также воздействия последних на психофизиологическое состояние и здоровье.
В методическом отношении эргономическое проектирование характеризуется чередованием неформальных (интуитивных, творческих, эвристических) процедур с процедурами формальными (расчетными, математическими). Это способствует рождению новых проектных идей и нахождению нестандартных эргономических решений, учитывающих сложные, в большинстве своем неформализуемые характеристики человека, доведению этих идей и решений до количественной оценки конкретных вариантов технических средств, параметров функционирования и т.п. Использование в эргономическом проектировании процедур системной оптимизации позволяет находить целесообразные проектные решения по выбранным приоритетным критериям с учетом закономерностей деятельности человека, критериев его физического и психического состояния, а также технических, экономических, демографических и других ограничений [27].
Известно несколько организационных форм эргономического проектирования. В одних случаях проектировщики и конструкторы самостоятельно решают некоторые задачи эргономического проектирования, используя для этого руководства по эргономике, эргономические стандарты, справочники. В других случаях они привлекают к проектированию в качестве консультантов профессиональных эргономистов. И, наконец, третья форма, когда организуются междисциплинарные группы из эргономистов и ученых смежных научных дисциплин — социологов, проектировщиков, конструкторов, технологов, дизайнеров и других специалистов для решения эргономических задач проектирования систем "человек -- машина".
Как показывает опыт, третья форма наиболее эффективна при условии, что цели эргономического проекта ясны и приняты всеми участниками междисциплинарной группы. Это не исключает, однако, что по мере выполнения проекта нередко происходит развитие целей. Самое сложное в работе такой группы — это достижение приемлемых компромиссов. Эффективность групповой деятельности будет низка, если входящие в группу эргономисты не имеют проектных установок, не владеют проектно-ориентированным инструментарием (методы, средства, практические навыки), если они не умеют "вживаться" в общий замысел проекта, не несут
36
ответственности за проект в целом и за последствия его практической реализации.
Эргономическое проектирование — составная часть разработки проектов и осуществляется с учетом их отличительных признаков:
1) четкие цели, которые должны быть достигнуты с одновременным выполнением ряда технических, экономических и других требований;
2) внутренние и внешние взаимосвязи операций, задач и ресурсов, требующие четкой координации в процессе выполнения проекта;
3) определенные сроки начала и конца проекта;
4) ограниченные ресурсы;
5) определенная степень уникальности целей проекта, условий осуществления;
6) неизбежность различных конфликтов [28].
Эргономическое проектирование осуществляется на всех этапах общего процесса проектирования (табл. 1-2). На стадии технического задания важно выполнить корректный эргономический анализ задач инженерного проектирования, определив действительную роль человека в управлении, обслуживании и ремонте системы, возможное воздействие на него условий ее функционирования. Как правило, приходится добиваться изменения задаваемого техническими специалистами характера и степени участия человека в функционировании системы. Поэтому речь идет не об акте одноразовой выдачи эргономического раздела технического задания, а о совместной с другими специалистами разработке общего технического задания. На этой стадии наиболее полно проявляется принцип эргономической деятельности: заказчику следует предоставлять не то, что он просит, а необходимое ему на самом деле, отвечающее подлинным его интересам. Такой подход — не проявление снобизма специалистов и не желание посредством проектирования сделать людей счастливыми помимо их воли, а стремление восполнить все еще низкий уровень эргономической культуры в обществе. По мере того, как во многих странах становится нормой участие в проектировании персонала будущих технических систем, потребителей, пользователей, деятельность эргономистов в соответствии с указанным принципом позволяет всем им лучше и глубже понять свои задачи в новом деле. На основе сотрудничества специалистов с неспециалистами возникло и интенсивно развивается специальное направление — эргономика участия, сверхзадача которого — побуждать людей к эргономическому образу мышления, что явится солидной предпосылкой создания лучшего мира людьми и для людей.
Участие персонала, потребителей, пользователей в проектировании, а также возникновение эргономического проектирования и эргономики участия — это реакция на несовершенство существующих методов проектирования и разработки новой техники. Особенно остро недостатки указанных методов проявились при создании новой информационной технологии, о которой можно говорить, что она состоялась, если произошло объединение мира компьютера с миром конечного пользователя.
Анализ рабочих задач, деятельности человека или группы людей, прототипов и аналогов проектируемого объекта, а также нормативно-технической документации, проводимый по выбранной или специально разработанной методике, является первым этапом эргономической деятельности на стадии технического предложения и эскизного проекта. Он подготавливает почву для выполнения на этой же стадии эргономического концептуального проекта, содержащего основной замысел эргономического решения проектируемого объекта и обоснование выбранного варианта решения. При проектировании больших систем осуществляется функциональное и математическое моделирование деятельности человека.
В концептуальном эргономическом проекте, основанном на уточнении распределения функций в системе "человек —машина", первоначальном проектировании рабочих задач и деятельности человека или группы людей, конкретизируются эргономические требования к технической системе, рабочему пространству и рабочему месту, среде, предварительно определяется число людей, необходимых для управления и обслуживания технической системы. Это создает основу для разработки сначала укрупненных, а затем и детальных алгоритмов деятельности человека. Такое алгоритмическое описание позволяет перейти к определению тех психологических и физиологических функций, которые обеспечивают реализацию отдельных действий и логических условий.
Концептуальный эргономический проект разрабатывается на основе поискового макета проектируемого объекта (этой цели могут служить макеты дизайнеров) (рис. 1-6). Макет выполняется в натуральную величину из недорогих материалов (фанера, картон и т.д.) и представляет собой трехмерную модель оборудования или блока системы (макетировать большую систему целиком, как правило, не представляется возможным).
37
Таблица 1-2. Взаимосвязь конструкторских, дизайнерских и эргономических работ в процессе проектирования изделий
38
Примечания:
1. Перечень работ в таблице условный, взаимосвязь и результаты могут меняться в зависимости от специфики объекта разработки, глубины эргономической проработки и других факторов.
2. Содержание и результаты конструкторских и дизайнерских работ раскрывается в самом общем виде и в той только части, которая имеет непосредственное отношение к эргономическим работам.
39
Поисковый макет может использоваться для выбора оптимального способа организации оборудования; его эргономической оценки; получения ответов на такие вопросы о его функционировании, которые не могут быть решены с помощью двухмерных чертежей; решения задач организации рабочего места; проверки размещения органов управления с точки зрения удобства пользования; проверки точности и скорости считывания показаний приборов; определения доступности точек при проверке, испытаниях и регулировке в процессе технического обслуживания оборудования и т.д.
Для экспериментальных эргономических исследований на этой же стадии создается функциональный макет (моделирующий комплекс), который в отличие от поискового может имитировать процесс функционирования аппаратуры (при этом он может и не имитировать внешний вид объекта). Деятельность человека здесь организуется таким образом, что ее основные характеристики соответствуют характеристикам деятельности в реальной системе (рис. 1-7). К этому виду макетов можно отнести и тренажеры, представляющие технические средства профессиональной подготовки человека и реализующие физическую и (или) функциональную модель системы "человек —машина". Качественно новые возможности функциональных макетов открылись при применении вычислительной техники. Функциональный макет может быть использован для сравнения альтернативных вариантов или проверки выбранного проекта, а также для оценки отдельных характеристик оборудования.
На стадии разработки технического проекта в качестве его составной части выполняется эргономический проект, содержание которого сводится к окончательному эргономическому решению проектируемого объекта, основывающемуся на распределении функций в системе "человек—машина", проектировании рабочих задач и деятельности человека или группы людей. Проект включает эргономические требования к человеку (группе людей), технической системе, рабочему месту, среде. В техническом проекте также определяются окончательный для технической системы состав специалистов, их функциональные обязанности и организация работы; состав коллективных и индивидуальных средств отображения информации, органов управления, рабочих мест и пультов управления; организация рабочих мест, включая компоновку средств отображения информации, органов управления и их размещение в рабочем пространстве. Иными словами, эргономический проект определяет эргономические свойства создаваемого объекта.
На стадии подготовки рабочей документации, изготовления и испытания опытного образца осуществляются анализ и экспериментальная оценка последнего (желательно в условиях опытной эксплуатации) с целью определения степени реализации эргономических требований и предложений. В случае необходимости формулируются предложения по эргономическому совершенствованию объекта, включая и конструктивные изменения, направленные на облегчение и удобство эксплуатации и обслуживания.
Эргономическая оценка как проектный акт проходит через все стадии проектирования, а оценка опытного образца подводит ее итог. Оценка проводится по выбранной или специально созданной программе и методике и включает определение эргономических критериев оценки, выявление параметров системы "человек —машина", связанных с этими критериями и подлежащих количественной оценке с помощью измерений и экспертным путем. Значения по отдельным параметрам сводятся в единую шкалу, которая дает возможность в результате всей процедуры сделать вывод об уровне эргономического качества объекта (рис. 1-8).
Не всегда одна стадия эргономического проектирования последовательно переходит в другую. Зачастую происходит движение в обратном направлении с возвращением на исходную позицию, а затем оно продолжается дальше. Рекомендуется планировать процесс эргономического проектирования с определенным опережением работ на стадиях технического проектирования, так как эргономические исследования и разработки, как правило, продолжительны и сложны в методическом и технико-исполнительском плане. Эффективной включенности в общий процесс проектирования способствуют автоматизированные системы эргономического проектирования (рис. 1-9).
Эргономическое проектирование не безразлично к тому, как осуществляется управление проектом в целом. При традиционных организационных формах и методах управления, к которым относят так называемые иерархические, функционально ориентированные формы с нечеткой ответственностью за конкретный проект, эргономическое проектирование обречено на низкую эффективность. Специализированные (функциональные) подразделения и их руководители часто неспособны организовать творческую и эффективную совместную работу и координацию с эргономическим и другими функциональными подразделениями, заказчиком и т.д. Это часто оказывается критическим для успеха эргономического про-
40
екта, да и проекта в целом. Нередко то, что представляется руководителю полезным для его подразделения, оказывается вредным для проекта или организации [28]. Представляя одно из эффективных средств рыночной экономики, эргономика нуждается в методологии управления проектами, которая в современном виде сформировалась во второй половине XX столетия, хотя профессия управляющего проектом существует более 6000 лет, о чем говорят многие известные в истории проекты и их результаты, такие, например, как египетские пирамиды. Методология управления проектами развилась в условиях перехода от технически ориентированного стиля работы к ориентированному на рынок, > а одним из отличительных признаков ее стал перенос акцента с контроля деталей выполнения проекта на контроль целей [29]. Достижение цели деятельности является наиболее важным, так как определяет пользу от реализации проекта. "Управление проектами — это наука определения цели деятельности и организации работ группы людей так, чтобы эти цели достигались по завершению деятельности" [30, с. 11 ].
Управление изменениями, которые осуществляются в форме проектов технических, экономических, социальных, организационных, является наукой и искусством. Это особый вид управления, и его не следует путать с производственным управлением. Управление проектами, как правило, связано с созиданием и новаторством. Одна из важнейших его задач — наилучшее использование способностей и талантов каждого члена проектного коллектива. Для управления проектами необходим особый тип руководителя.
Управление проектами приобретает особое значение при определении соотношения целей проекта в целом и его эргономической части. Установки эргономического проектирования пока еще в большинстве случаев относятся к неявным целям проекта, которые Р.Альбонет-ти называет скрытыми, но реальными и иногда очень важными. Явные цели обычно указываются в таких проектных документах, как контракты.
41
Эргономическое проектирование наиболее чувствительно к тому, как соотносится управление проектами с культурой. Происходит это по двум принципиальным направлениям [31, с.22];
1, Культура через управление проектами. Проекты переводят системы в новые состояния, которые являются будущей окружающей средой и условиями жизни. Управление проектами может использоваться для создания новой или поддержки старой культуры...
2. Культура управления проектами. Проект осуществляется при помощи проектной организации, которая имеет собственную культуру. Эта культура включает в себя как среду, так и условия работы. Некоторые проекты почти полностью определяются культурой осуществляющих их организаций.
Управление проектами приобретает особую значимость, так как становится правилом совместная оптимизация техники и технологии, организации и развития квалификации работников. Совместная и одновременная оптимизация технической и социальной подсистем приводит к экономическому успеху. Анализ деятельности многих предприятий, фирм и корпораций показал, что они в той или иной степени привержены принципу: организация прежде автоматизации [32]. Предприятия и организации на собственном опыте убеждаются: "мало толку внедрять компьютеры третьего, четвертого и пятого поколений в систему организации второго поколения" [33, р.1].
Эргономическое проектирование не может абстрагироваться от проблемы экономической эффективности, т.е. от определения отношения между эргономическими результатами и затратами на этот результат. Выгоды от эргономических разработок и исследований могут быть связаны с повышением производительности труда и улучшением качества промышленных изделий, повышением эффективности и надежности сложных систем "человек—машина", сохранением здоровья и обеспечением безопасности, удовлетворением работой и индивидуальным развитием работающих людей. Проблема состоит в измерении этих выгод или предотвращенных потерь и их соотнесении с затратами [34; 35]. Деятельность проектировщика по достижению целей эргономики в условиях ограниченных ресурсов предполагает альтернативные решения и обуславливает проблему выбора. Имеется в виду нахождение разумного компромисса, не допускающего умаления целей эргономики и обеспечивающего максимально возможную экономическую эффективность.
Используют два несложных подхода к анализу экономических аспектов эргономического проектирования. Суть первого состоит в том, чтобы, выделив некоторые адекватные эргономике стоимостные подходы, подобрать такие данные, которые можно включить в стоимостные расчеты. Второй подход — это ознакомление с некоторыми экономическими расчетами и процедурами, пригодными для анализа и обоснования эргономических нововведений [36].
Эргономическое проектирование нуждается в маркетинге, так как оно создает продукт, в котором все больше заинтересован рынок. Осознавая это, эргономисты большое внимание уделяют маркетингу своих идей, разработок и услуг, т.е. изучению — что, кому, где, когда и как продавать. В маркетинге эргономических разработок и услуг ученые и специалисты должны достаточно обоснованно отвечать на вопросы: 1) сколько времени занимает выполнение данной разработки или услуги; 2) сколько они стоят; 3) каковы выгоды. И лучший маркетинговый инструмент эргономики — расширение сферы ее приложения, повышение профессионального уровня и сокращение времени на ее исследования и разработки. Однако этого мало. Необходима еще ответственность ученых и специалистов за эргономические свойства промышленных изделий, систем и показатели рабочей (производственной) среды, а это больше, чем просто маркетинг [37].
1.5. Микро- и макроэргономика
Использование новой информационной технологии в управлении сопряжено с такими изменениями в организациях, которые выходят за рамки индивидуальных задач сотрудников и отдельных рабочих мест. Появляются так называемые непосредственные организационные эффекты, которые могут существенно влиять на структуру и содержание деятельности, схемы коммуникаций и другие аспекты функционирования предприятия или фирмы. Информационные системы нарушают равновесие между рабочими ролями и возбуждают вопросы типа "кто что делает?" Проблемы такого рода не могут предвидеть ни разработчик информационных систем, ни заказавшая их организация, что приводит к противоречиям между технической и социальной системами (система рабочих ролей) в организации. Поэтому ставится задача проектировать социотехнические системы, в которых социальные и технологические процессы находятся в неразрывной связи. Сформировалось новое направление исследований и разработок, получившее название "макроэргономика в организациях".
Развитие макроэргономики позволяет максимально снизить вероятность попадания в одну из ловушек, о которых предупреждал Дж.Форрестер, анализировавший динамические характеристики сложных социальных систем: "Интуитивно очевидные «решения» социальных проблем имеют тенденцию заводить в одну из нескольких ловушек, обусловленных характером сложных систем. Прежде всего, попытка отреагировать на часть симптомов может только создать новую форму поведения системы, также ведущую к неприятным последствиям. Во-вторых, попытка добиться кратковременного улучшения может привести к трудностям в долговременном плане. В-третьих, локальные цели для части еистемы нередко находятся в противоречии с интересами системы в целом. В-четвертых, часто пытаются воздействовать на систему в тех ее частях, где она малочувствительна к такому воздействию и где усилия и деньги тратятся с малым эффектом" [38, с.111].
42
Проектирование функций, рабочих задач, типов работ, видов деятельности и взаимосвязей между человеком и техникой на основе изучения возможностей и особенностей человека, относящееся фактически к индивидуальному, групповому или, в лучшем случае, к подсис-темному уровню, представляет то, что называют микроэргономикой. Макроэргономическое же исследование и проектирование систем осуществляются на общеорганизационном уровне. Оптимальность макроэргономичес-кого проекта системы приобретает очень важное значение, поскольку после ее достижения можно переходить к микроэргономическому проектированию системы "человек—машина". Нисходящий эргономический подход существенно важен, так как увязывается с проектированием структуры организации с таким расчетом, чтобы обеспечить достижение целей, стоящих перед ней. Макроэргономика включает в себя: "1) определение задач и назначения системы; 2) определение мер организационной эффективности и использование их в качестве критериев для оценки возможности альтернативных структур; 3) систематическую оптимизацию основных параметров структуры организации — сложности, формализации и централизации; 4) систематический учет влияния системных технических, психосоциальных характеристик и показателей окружающей среды на структуру организации; 5) принятие решения о типе структуры для данной организации" [39, с.276].
При макроэргономическом проектировании организации важно располагать средствами для оценки относительной эффективности различных структурных подразделений. Таковыми могут служить критерии, разработанные Дж.Кэмпбеллом. Задача эргономиста — выбрать критерии организационной эффективности и представить их в форме, соответствующей конкретной системе (например, самолетостроение, коммунальное хозяйство, очистка нефтепродуктов) и ее функциям (например, торговля, маркетинг, производство) [39].
Своеобразие принципов и методов эргономики позволяет определять ее как особого рода технику (от греч. techne — искусство, мастерство), связанную с изучением и созданием интерфейса человек — система. "На микроуровне она включает технику интерфейса человек — машина или эргономику технических устройств; технику интерфейса человек — среда или эргономику среды и технику интерфейса пользователь — система или эргономику программного обеспечения (определяемую еще как когнитивная эргономика...). В противопоставление этому на макро или общесистемном уровне мы имеем технику интерфейса организация — машина или макроэргономику" [40, р.6].
1.6. Эргономика — комплексная научно-техническая дисциплина
Таким образом, эргономику как сферу научной и проектной деятельности можно отнести к комплексным научно-техническим дисциплинам [41], в которых невозможно отделить исследование активного "деятельност-ного объекта" от воздействия на него, т.е. от его исследования, проектирования, совершенствования. В то же время изучение и воздействие не сливаются, но взаимно переходят друг в друга, постоянно взаимодействуют. Это, конечно, наблюдается не только в эргономике.
Особую значимость для комплексных научно-технических дисциплин приобретают методы гуманитарного познания. Важная особенность последнего заключается в уникальности познаваемых объектов. В естественных науках и классической инженерной деятельности исследуется и проектируется типовой объект. Такой инженерный объект может тиражироваться во многих экземплярах, поэтому для его исследования могут применяться типовые методы, расчеты, способы идеализированного представления. Современные сложные "человеко-машинные" системы типа автоматизированных систем управления экономикой, сложных энергетических комплексов, систем противовоздушной обороны и т.п. являются уникальными, т.е. они настолько сложны, что не существует типовых способов их создания. Они производятся "в одном экземпляре", в процессе их разработки используются самые разнообразные методы, средства и представления, сочетание которых также уникально. Комплексная модель такого объекта по необходимости синкретична, составлена из набора разнородных, но все же согласованных представлений различных научных дисциплин.
Для гуманитарного мышления характерны одновременная разработка взаимодополнительных и даже конкурирующих концепций на одном и том же материале, полемика с другими точками зрения как равноправными. Гуманитарное мышление принципиально диалогично. Подобным образом и в современных комплексных научно-технических дисциплинах подчеркивается необходимость сравнительного анализа альтернативных вариантов программ, проектов, моделей, планов. Для одной и той же уникальной сложной системы строится несколько возможных теоретических представлений. Рефлексивность современных научно-технических дисциплин, их направленность на профессиональное осознание собственной деятельности, их методологичность, постоянное обсуждение в них правомерности постановок различных проблем и способов их решения становятся нормой.
В эргономическом знании, принципах и методах проектирования огромную роль играют "личностные компоненты", т.е. установки ученых и специалистов, их ценностные ориентации. В развиваемой М.Полани концепции "личностного знания" подчеркивается, что "в каждом акте познания присутствует страстный вклад познающей личности... и эта добавка — не свидетельство несовершенства, но насущно необходимый элемент знания" [42, с. 19]. Личностное участие в эргономическом знании и проектных установках приводит к возрастанию теоретической, методологической и проектировочной ответственности специалистов.
В эргономическом знании и проектных установках изучаемая и формируемая реальность сопряжены с чело-
43
веческим миром, а в теорию и практику эргономики включена человеческая перспектива. "Предельные проблемы" ("что такое жизнь? что такое человек?") укоренены в актах личностного самоопределения, в интуиции ученого и проектировщика.
1.7. Этика профессиональной деятельности эргономиста
Эргономическая деятельность, ориентированная на благополучие, удобство, комфорт и безопасность людей, приобретает нравственную окраску и значение. Принимая участие в создании техники и формировании среды, эргономист добивается максимума внимания и бережного отношения к человеку, действуя при этом, порой, в жестких тисках технических и экономических ограничений. Нильс Бор всегда говорил, что плохой человек не может быть хорошим ученым, так не бывает. В эргономике, по определению, не могут работать плохие люди. Эргономика, как и медицина, следует основному завету Гиппократа: "Прежде всего — не вредить". Для эргономиста не менее значима та отличительная черта, которую у врача выделил "отец медицины": "Пусть он также будет по своему нраву человеком прекрасным и добрым и, как таковой, значительным и человеколюбивым" [43, с.96].
Улучшение качества жизни людей на основе эргономических исследований и эргономического проектирования систем, техники и среды — задача предельно ответственная. Она предъявляет высокие требования к эргономисту и влечет за собой повышение его квалификации, сознания собственного достоинства и эргономической этики. Данная особенность деятельности эргономистов — одно из проявлений общей тенденции развития, согласно которой сложные проблемы науки, техники, цивилизации требуют новых стандартов этического поведения.
Профессиональные эргономические общества в про-мышленно развитых странах серьезно озабочены тем, чтобы обеспечить высокий статус и престиж этой профессии. Эргономическое общество Австралии и Новой Зеландии, например, разработало и одобрило документ "Программа сертификации профессиональных членов". В нем содержатся конкретные требования к организации и научному уровню выполняемых работ, определяется характер взаимоотношений с заказчиками, потребителями и коллегами по профессии, а также целый ряд положений, который можно назвать этическим кодексом эргономиста. Приведем только один фрагмент программы: "Члены общества должны: 1) быть объективными и честными в своей профессиональной деятельности; 2) осознавать рамки своей компетенции и используемых методов; 3) проявлять профессиональную осторожность и опираться на фактически существующий уровень знаний в своих профессиональных обобщениях, избегая сенсационности, поверхности, преувеличений".
Члены созданной в Российской Федерации Ассоциации прикладной эргономики официально провозгласили, что они руководствуются в своей деятельности триединой установкой: высокий профессионализм, интеллигентность, порядочность. В 90-е годы во многих странах создаются системы сертификации эргономистов, включающие требования данной профессии, процедуры оценки соответствия им указанных специалистов и выдачу удостоверения. Выделяют американскую, европейскую и японскую системы сертификации эргономистов. Развиваясь в направлении гармонизации, все эти системы преследуют цели достижения эргономистами профессионального мастерства и на этой базе развития исследований, проектирования и разработок, а также повышения социального статуса указанных специалистов и их роли в решении экономических и социальных задач общества. В американской системе сертификации эргономистов формулируется задача предохранения общества от недостаточности квалификации инженеров [44].
Эргономика у нас в стране и за рубежом в большей или меньшей степени интеллектуальна и практична, но еще далеко не интеллигентна, так как последнее связано прежде всего с поиском смысла жизни и духовным началом, вне которых любая профессиональная деятельность в определенном отношении ущербна, а для эргономики возможный духовный вывих (Г.Федотов) просто опасен. Сложившееся в эргономике положение, вероятно, можно объяснить, но не оправдать тем, что эргономика в определенной мере зародилась и мощно стимулировалась военно-промышленными комплексами и военными ведомствами многих стран. Однако все это лишь усилило технико-рационалистическое начало в эргономике, которое отвечает общей направленности развития цивилизации XX века, не отличающейся, по общему признанию, высокой духовностью.
44
Глава II
МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
ЭРГОНОМИКИ
Уходят в прошлое дискуссии о предмете, задачах и границах эргономики. На первый план вышли проблемы профессиональной деятельности эргономистов и прежде всего вопросы методологии и методов эргономического исследования и проектирования, которые остаются наиболее сложными в эргономике.
В течение длительного времени существовало лишь несколько книг по методам эргономики [1, 2, 3]. В 1990 г. в Великобритании выпущен фундаментальный труд "Оценка человеческой работы. Методология практической эргономики" [4]. Развитие эргономики и усложнение ее задач обусловливают появление новых и все более изощренных методических приемов, технических средств исследования и проектирования. Многие из них лишний раз оттеняют непреходящее значение так называемых традиционных методов, от которых иногда отказываются в угоду ложно понятой методической новизне, не отдавая отчет в том, что они нередко более адекватны решаемой задаче, а к тому же сравнительно просты, надежны и экономичны. Методическая культура и профессиональное мастерство — важнейшие условия корректного и эффективного использования арсенала методов и технических средств эргономики.
2.1. Общая характеристика эргономических исследований
Эргономическое изучение и оптимизация деятельности человека с техникой имеют свою специфику. Во-первых, направленность эргономики на проектирование деятельности и ее средств требует применения не только экспериментальных, но и априорных проектировочных методов, а также приемов, с помощью которых удается формализовать то, что ранее задавалось лишь описательно. Во-вторых, оперирование обобщенными показателями активности, напряженности и комфортности деятельности обусловливает процедуры получения интегральных критериев на основе комплекса частных показателей. В-третьих, эргономическое исследование, проектирование или оценка, как правило, предполагают одновременное применение различных методов, отражающих взаимосвязи между компонентами и основными свойствами системы "человек—машина". Перечисленные особенности определяют стратегию выбора методов для решения конкретных эргономических задач.
Методы исследования в эргономике условно могут быть разделены на три группы: аналитические, или описательные, экспериментальные и расчетные. В большинстве исследований они тесно переплетены между собой и применяются одновременно, дополняя и обогащая друг друга.
Практически каждая эргономическая проблема возникает в результате переформулировки реальных задач, которые анализируются эргономистами с точки зрения выявления специфики деятельности человека или группы людей с техникой в производственной или иной среде. Эргономист должен уметь квалифицированно анализировать производственную сферу деятельности — производительность труда, профессиональный опыт, условия труда, брак, текучесть кадров, ошибочные действия, травматизм и т.п.
Эргономическое исследование начинается с анализа деятельности человека и функционирования системы "человек —машина". Его цель — определение места и роли человека в системе; описание функциональной структуры его деятельности, присущих ей психических и психофизиологических функций; выявление челове-
46
ческих факторов в технике, влияющих на эффективность и надежность системы в целом и ее частей.
Цели анализа зависят от конкретной задачи. Если предстоит проводить экспериментальные исследования, то анализ нужен главным образом для выбора адекватной модели деятельности или отдельных действий, а также для определения задач эксперимента. Если требуется экспертиза системы "человек —машина", то целью анализа будет выявление тех компонентов системы, по которым должна производиться эргономическая оценка. При разработке критериев и методов профессионального отбора анализ будет направлен на определение свойств личности, существенно влияющих на качество выполнения деятельности.
Усовершенствование технических средств или системы с целью наиболее полного учета возможностей и особенностей работающего человека предполагает, во-первых, точное знание причин неудовлетворенности существующими видами техники с точки зрения эргономики, во-вторых, ясное представление о том, в каком направлении следует их модифицировать. Ответы на эти вопросы можно получить, если в ходе предварительного анализа деятельности вскрыты недостатки в организации взаимодействия человека и техники и определены требования, которые данный вид деятельности предъявляет к реализующим ее психофизиологическим свойствам человека и техническим средствам. В идеальном случае результатом аналитического этапа должно быть решение эргономических проблем усовершенствования существующего или проектирования нового технического средства, системы. На аналитическом этапе эргономического исследования оказываются полезными многие современные методы проектного анализа.
Экспериментальное исследование позволяет выявить такие особенности организации взаимодействия человека с техническими средствами, которые не обнаруживаются непосредственно в процессе анализа. Важным методическим приемом является усложнение деятельности (постановка дополнительных задач, моделирование аварийной ситуации и др.), что позволяет выявить преимущество одного среди нескольких проектных решений в сравнительных исследованиях. Выполнение дополнительной задачи одновременно с основной деятельностью, подлежащей оценке, используется для регистрации резервного времени. Оно представляет собой избыточное время (сверх минимально необходимого), которым может располагать работающий человек для предотвращения отклонения регулируемого параметра за допустимые пределы. В свою очередь, величина резервного времени, меняющаяся в зависимости от уровня мобилизации возможностей человека, служит одним из показателей, на основании которого предсказывается, при какой степени усложнения деятельности надежность работы человека резко снизится.
При организации эргономических исследований необходимо учитывать, что на результаты испытуемых влияют присутствие экспериментатора, его установки и ожидания. Не менее существенно, что испытуемый способен экспериментировать над экспериментатором. Проблема "экологической валидности" лабораторных исследований (возможность проецирования лабораторных результатов на ситуации "реальной жизни"), первоначально поставленная в области социально-психологических исследований, продолжает оставаться предметом пристального внимания и в эргономике.
Трудности прямого переноса данных, полученных в лабораторных условиях, на реальные ситуации связаны с тем, что в первом случае испытуемые действуют под влиянием специфических мотивов, которые теряют свою силу, едва испытуемый покидает лабораторию. Нельзя упускать из виду, что схожая по своей операционной структуре деятельность в условиях лабораторий и в ситуациях "реальной жизни" может определяться различными мотивами. Поскольку характер мотивации является определяющим в регуляции деятельности, перенос результатов лабораторных исследований без учета специфики мотивации приводит к непредсказуемым результатам.
Ограничения, которые накладывают лабораторные условия, вынуждают к проведению экспериментов в производственных условиях. Однако и эти эксперименты не свободны от недостатков. Часть из них связана с действием социально-психологических факторов. Поскольку логика исследования требует сравнения выполнения задания в условиях действия независимой переменной (гипотетической причины ожидаемого эффекта) и при ее отсутствии, в исследованиях принимают участие, как правило, экспериментальная и контрольная группы испытуемых. Поскольку в производственных условиях изоляция одной группы людей от другой затруднена, контрольная группа может вступать в соревнование с экспериментальной, что маскирует влияние исследуемого фактора. Деятельность контрольной группы может ухудшиться и в связи с тем, что ее члены будут чувствовать себя ущемленными из-за отсутствия тех нововведений (как правило, привлекательных), которые изменяют условия труда экспериментальной группы. Знание о существовании таких факторов помогает избежать поспешных выводов.
2.2. Классификация эргономических методов
Классификации методов эргономики имеет много общего с классификацией методов человекознания [5].
Первую группу методов условно называют организационными. К ним относятся методологические средства эргономики, обеспечивающие системный и деятель-ностный подходы к исследованию и проектированию. Они выступают в качестве инструмента интеграции методов различных наук и сфер практической деятельности, на стыке которых возникают и решаются качественно новые проблемы изучения и проектирования систем "человек—машина". Характерной чертой таких исследований и проектирования является не синтез результатов, полученных на основе независимых исследований, а ор-
47
ганизация такого исследования и проектирования, в ходе которых используются в определенном сочетании принципы и методы различных дисциплин.
Системный подход сам по себе как таковой не дает решения проблем эргономики непосредственно, он служит средством правильной их постановки, играет конструктивную роль в построении и развитии предмета исследования. Эффективным инструментом осуществления такой функции является системное моделирование, "где предмет моделирования рассматривается как система и сам модельный познавательный процесс расчленяется на систему моделей, каждая из которых отображает дисциплинарный срез моделируемой системы, а все вместе дают ее многодисциплинарное представление" [6, с.465].
Объяснительная схема, основанная на понятии деятельности, образует как бы содержательное ядро предмета эргономики, позволяет увидеть реалии, которые эмпирически были известны и раньше, но сегодня выступили как объект специального изучения и проектирования. Понятие деятельности задает такой взгляд на систему "человек — машина", при котором "вычленяется то и только то, что объединяется в определенное целое как мир деятельности, ее продуктов, условий и форм организации" [7, с.295].
Вторую группу методов составляют эмпирические способы получения научных данных. К этой группе относятся наблюдение и самонаблюдение; экспериментальные процедуры (лабораторный, производственный, "формирующий" эксперименты), диагностические методики (различного рода тесты, анкеты, социометрия, интервью и беседы); анализ процессов и продуктов деятельности ; моделирование (предметное, математическое и т.д.).
Третью труппу методов составляют различные способы количественной и качественной обработки данных. Наконец, в четвертую группу методов входят различные способы интерпретации полученных данных в контексте целостного описания функционирования систем "человек —машина".
Наиболее обширна вторая группа методов, внутри которой в зависимости от целей и характера исследований выделяется целый ряд конкретных методических процедур.
Сущность операционно-структурного описания трудовой деятельности, часто называемого алгоритмическим анализом, состоит в разложении трудовой деятельности на качественно различные составляющие (единицы деятельности — действия, операции), в определении их логической связи между собой, порядка следования друг за другом и вычислении ряда показателей, имеющих определенный психофизиологический смысл [8].
В методический арсенал эргономики входят многие психофизиологические методики: измерение времени реакции (простой сенсомоторной реакции, реакции выбора, реакции на движущийся объект и т.д.); психофизические методики (определение порогов и динамики чувствительности в различных модальностях); психометрические методы исследования перцептивных, мне-
мических, когнитивных процессов и личностных характеристик.
В эргономике широкое распространение получили методы электрофизиологии, изучающей электрические явления в организме человека при различных видах его деятельности. Они позволяют оценивать временные параметры многих процессов, их выраженность, топографию, механизмы их регуляции и т.д. К ним относятся:
1) электроэнцефалография (ЭЭГ) — запись электрической активности мозга с поверхности головы. ЭЭГ дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния собственной активности мозга и его реакций при действии раздражителей;
2) электромиография (ЭМГ) — запись электрической активности мышц (чувствительный показатель включения в двигательную активность или статическую работу определенных мышечных групп), которая играет важную роль при оценке состояния мышечного тонуса и незаменима при исследовании позы и рабочих движений ( рис . 2-1);
3) регистрация кожно-гальванической реакции (КГР) — изменение разности потенциалов кожи (показатель электропроводимости кожи) — весьма чувствительный показатель эмоционального состояния человека;
4) электрокардиография (ЭКГ) — запись электрической активности сердца — индикатор состояния сердечно-сосудистой системы, позволяющий выявить, например, характер зависимости частоты сердечных сокращений от величины физической нагрузки при работе;
5) электроокулография (ЭОГ) — запись электрической активности наружных мышц глазного яблока, использующаяся в эргономике как объективный показатель перемещения взора человека при рассматривании какого-либо объекта ( рис . 2-2).
Регистрация биоэлектрических процессов в организме человека позволяет определять и количественно характеризовать малодоступные для непосредственного наблюдения функциональные сдвиги в организме человека, происходящие под воздействием самых разнообразных изменений окружающей среды и взаимодействия с техникой. Часто применяют регистрацию не одного, а нескольких электрофизиологических индикаторов, каждый из которых несет информацию о том или ином аспекте деятельности. Комплексную регистрацию психофизиологических функций называют еще полиэффекторным методом. Включает эргономика в свой методический арсенал и биотелеметрию — дистанционное исследование функций и измерение показателей жизнедеятельности человека, которое осуществляется в реальной обстановке в течение длительного времени.
Функциональное состояние человека оценивается с помощью физиологических и психологических методов [9, 10]. В последнюю группу входят методы оценки эффективности выполнения различных психометрических тестов и анализа субъективных признаков конкретных видов функциональных состояний. Содержательный психофизиологический анализ конкретных видов трудовой деятельности является необходимым условием создания комплексных систем тестов, пригодных для оценки динамики функциональных состояний в процессе реального производства. Для интегральной оценки функционально-
48
го состояния используется полиэффекторный метод регистрации психофизиологических параметров.
Фиксация количественного и качественного снижения работоспособности, а также нарушения координации процессов, связанных с выполнением работ, позволяет наблюдать за развитием утомления без отрыва человека от трудового процесса, причем часто выявляется снижение работоспособности еще до изменения количественных и качественных показателей работы. С одной стороны, наблюдаются нарушения рабочего стереотипа, например изменение длительности рабочих фаз движений и особенно более значительная вариабельность времени их выполнения. С другой стороны, отмечается снижение эффективности физиологических трат на единицу работы. Оно прослеживается по данным газообмена, температуры тела, частоты пульса и др.; в последнем случае эффективно использование непрерывной ра-диопулъсометрии в процессе выполнения работы. Все это многообразие проявления сниженной работоспособности может по-разному комбинироваться между собой, что требует вдумчивого подбора адекватных тестов [11].
Перспективность применения в диагностических целях субъективных оценок утомления отмечалась еще А.А.Ухтомским. Он писал, что так называемые субъективные оценки столь же объективны, как и так называемые объективные, и дадут на практике критерии утомления и утомляемости более деликатные и точные, чем существующие лабораторные методы. Объясняется это многообразием проявлений симптомов утомления во внутренней жизни индивида, среди которых выделяются две категории: субъективные оценочные реакции, характеризующие отношение индивида к собственному состоянию, и объективно контролируемые признаки утомления (физиологический дискомфорт и нарушения психической деятельности), которые могут осознаваться человеком. Существование качественно различных групп симптомов дает основание для развития различных направлений в методах субъективной диагностики — опросников и субъективного шкалирования.
Опросники позволяют выявить качественно разнообразные симптомы утомления, которые с большей или меньшей легкостью могут быть осознаны человеком. Количественная оценка или определение степени выраженности каждого признака не ставятся главной целью подобных исследований. Состояние человека оценивается общим количеством симптомов и их качественным своеобразием.
Методики субъективного шкалирования предназначены для оценки степени утомления самим человеком. Испытуемого просят соотнести свое состояние с рядом признаков, для каждого из которых выделены полярные оценки (отсутствие/присутствие, плохой/хороший). Расстояние между крайними точками представляется в виде многоступенчатой шкалы. Степень выраженности каждого признака определяется расположением точки, выбранной испытуемым на этой шкале. Примером методики многофакторного шкалирования может служить тест дифференцированной самооценки утомления САН (назван по первым буквам слов "самочувствие", "активность", "настроение"). При разработке этого теста исходили из того, что характеристика функционального состояния возможна с помощью трех категорий признаков: самочувствия, активности и настроения. Испытуемый должен соотнести свое состояние с рядом признаков, свойственных каждой из перечисленных категорий. Степень выраженности признака устанавливается по семибальной шкале [12, 13].
Методы измерения рабочей нагрузки разнообразны, само же определение рабочей нагрузки продолжает быть предметом научных дискуссий. Измерение рабочей нагрузки на практике необходимо прежде всего для установления того, что действия, которые должен выпол-
49
пять человек, осуществимы и для выявления тех из них, которые вызывают наибольшую нагрузку.
Один из методов оценки рабочей нагрузки, используемый проектантами и прошедший апробацию в американской компании "Боинг", основан на анализе выполнения задач на временной шкале ("задача — временная шкала"). В наиболее простой форме эта процедура сводится к следующему: на левой стороне страницы располагается перечень задач (в их рабочей последовательности) , и по отношению к каждой из них в виде горизонталь-пых линий фиксируется время их выполнения. Описание задач i может различаться по степени детализации. Но деление на фазы, соответствующее отдельным событиям, продолжительность их выполнения и совмещенность по времени должны быть указаны как можно точнее. Это позволяет отразить изменение деятельности при использовании оборудования, создаваемого на основе того или иного проектного решения.
Обработка данных о временных распределениях задач может осуществляться вручную и на компьютере. В том и другом случае, систематически двигаясь слева направо, составляется "профиль рабочей нагрузки". Этот профиль должен быть проанализирован и уточнен опытными операторами. Пики рабочей нагрузки указывают, на какие фрагменты выполнения задачи следует обратить наибольшее внимание [14]. Данный метод не может быть распространен на весь спектр задач, связанных с процессами информационной подготовки и принятия решений [15].
В эргономических исследованиях находят применение методы биомеханики: ускоренная киносъемка, циклография, киноциклография, видеозапись, тензометрия, электрическая регистрация механических величин с помощью датчиков угловых перемещений, опорных динамографов и др. С их помощью характеризуется двигательная активность человека с точки зрения эффективности трудовых движений, работы различных звеньев опорно-мышечного аппарата (рис. 2-3).
Широкое применение получила техника антропометрических исследований — измерение тела человека и его частей: головы, шеи, груди, живота, конечностей при помощи специальных инструментов. Измеряются длина и ширина, обхват (окружность) и другие параметры частей тела (рис. 2-4).
В проектировании находит применение сомато-графия — технико-антропологический анализ положения тела и изменения рабочей позы человека, соотношения размеров человека и машины. Результаты этого анализа обычно представляются в графической форме. Соматогра-фия позволяет рассчитывать зоны легкой и оптимальной досягаемости, находить оптимальные способы организации рабочего места с учетом пропорциональных отношений между элементами оборудования и человеком.