2.5.3. Математическое моделирование деятельности человека-оператора

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Существует несколько методов априорного анализа деятельности: обобщенно-структурный, операционно-психологический, метод статистического эталона, логико-информационный и т.д. Используются также три типа моделей поведения человека: когнитивные модели, моде­ли теории управления, сетевые модели задач. В данном разделе рассматривается один из возможных аналитичес­ких методов — метод математического моделирования деятельности [22].

В основу такого моделирования положена идея ис­пользования методов Монте-Карло для имитации вероят­ностно-временных характеристик деятельности операторов. Степень расчленения деятельности оператора на отдельные операции зависит от цели расчета и не имеет для модели существенного значения.

В общем случае время выполнения отдельной опера­ции состоит из двух составляющих:

59

60

61

2.5.4. Моделирование систем "человек—машина" в эргономике

Моделирование систем "человек —машина" более затруднительно, чем моделирование физических систем, поскольку:

1) фундаментальных законов или принципов в науке о поведении мало;

2) соответствующие процедурные элементы часто трудно описать и представить;

3) поведение людей во многом определяется социальными факторами, причем их влияние трудно выразить в коли­чественной форме;

4) во многих аспектах поведения существенными могут быть случайные элементы;

5) неотъемлемой частью таких систем становятся способ­ности человека к принятию решений и решению задач.

В современных условиях достаточно широко приме­няются изощренные методы анализа в эргономике, по­зволяющие прогнозировать динамику взаимодействия человека, технических средств и программного обеспе­чения. Все большее внимание уделяется разработке ими­тационных моделей систем "человек —машина". Такое моделирование предпочтительнее эмпирических иссле­дований в тех случаях, когда использование реальной системы невозможно, непрактично или даже опасно. Имитационное моделирование дополняет и углубляет экспериментальные исследования и аналитическое моде­лирование [27].

В системном моделировании, использующем воз­можности ЭВМ, в большей мере моделируется не струк­тура, а поведение объекта. Имеется в виду моделирова­ние сложных систем, которые человек не только форми­рует в системную целостность, но и в которые сам включается в качестве определяющей подсистемы. При этом возрастает роль неформализованных факторов мо­дели. Новое единство формализованного и неформализо­ванного — важная черта системных моделей.

При неуклонном возрастании эвристических воз­можностей совершенствующихся формализованных приемов значение неформализованных утверждений, интуитивных догадок в области моделирования сложных систем становится все более существенным. Важной сто­роной системного моделирования является аксиологиза-ция, или учет, ценностных ориентиров конкретного типа общества. Поэтому в системном моделировании весьма существен удельный вес такой процедуры, как оценка. "Если технической базой системной модели служит не­уклонно совершенствующийся компьютер, то технологи­ческое основание этого познавательного приема состав­ляют такие специфические гносеологические особеннос­ти, как более органичное включение и в объект, и в модель человека, по сравнению с традиционными чисто объективными формами моделей (в силу этого системное моделирование тесно связано с самопознанием челове­ка), единство общественных и естественных наук при определяющей роли социальных концептуальных пред­посылок модели, диалоговость и сценарный подход" [6, с.467].

Системно-функциональный анализ лежит в основе разработки модели целостной системы "человек—маши­на", которая должна быть пригодна для определения требований к человеко-машинному интерфейсу, разра­ботки базы для оценки показателей выполнения деятель­ности и составления контрольного листа, позволяющего проверить, все ли эргономические требования воплощены в проекте системы. Деятельность эргономиста в процес­се проектирования сложных систем начинается с рас­смотрения всех важнейших требований системы и ее функций в их единстве и взаимосвязи. "Наиболее опти­мальный путь для обобщения информации, необходимой для анализа функций, состоит в подготовке общего сце­нария с полным набором системных операций. Сценарий состоит из осмысленного описания типичной последова­тельности системных операций в вербальной форме, в нем учитываются как нормальные условия протекания деятельности, так и возможные (и наиболее важные) пограничные случаи. В сценарии может отразиться неко­торая путаница или взаимопересечение отдельных функ­ций. Это не имеет серьезных последствий на начальном этапе описания, но в ходе дальнейшего анализа функций они должны быть четко рассортированы" [28, с. 109].

Разработка сценария закладывает фундамент меж­дисциплинарного сотрудничества ученых и специалис-

62

тов, участвующих в проектировании систем человек-машина". Здесь применимы многие методы проектного анализа из тех тридцати пяти, которые описаны Дж.К.Джонсом и которые создают возможность коллек­тивного творчества. Важность этих методов заключается в том, что они позволяют сотрудничать до возникновения концепции, сформированной идеи, случайного эскиза, до появления "проекта". Верно используемые, они освобож­дают каждого от тирании навязанных проектных идей и позволяют каждому внести свой вклад и действовать так, как он себе представляет. Рекомендуется начинать с использования двух методов — "мозговой атаки" и клас­сификации, которые частично включают многие из ас­пектов наиболее разработанных методов. "Мозговая атака (рационалистический способ использования вооб­ражения) создает у специалиста уверенность в совмест­ном восприятии идей, а классификация (интуитивный способ рационального действия) позволяет приобрести весьма необходимый опыт в искусстве нахождения мо­делей в явно хаотичной информации, поступившей извне. Примененные вместе, эти два метода позволяют достаточно быстро охватить проблему в целом" [29, с.21].

2.6. Методы эргономической оценки промышленных изделий и проектных решений

Эргономическая оценка техники и технически слож­ных потребительских изделий — важный этап их разра­ботки и совершенствования, а также сертификации [30], проводится, как правило, после оценки их безопасности. В процедуре оценки используется комплекс взаимосвя­занных эргономических требований, предъявляемых к объекту оценки и обусловливающих деятельность чело­века с ним.

Эргономическая оценка техники и потребительских изделий осуществляется следующими методами:

♦ экспериментальным (с помощью технических измери­тельных средств, см. рис . 2-8);

♦ расчетным (основан на вычислении значений парамет­ров, найденных другими методами);

♦ экспертным (основан на учете мнений экспертов); на­блюдения и опроса.

В процедуре эргономической оценки могут приме­няться как отдельные методы, так и их сочетания (рас­четного и экспертного, экспериментального и экспертно­го). Номенклатура показателей оценки определяется в зависимости от ее целей, требований потребителя, усло­вий использования или функционирования объекта, кон­структивных особенностей, сложности объекта и т.д. [31].

Так, например, целью экспериментальной эргономи­ческой оценки дисплеев является измерение показателей функционирования этих технических средств и их кон­структивных характеристик, оказывающих влияние на здоровье и работу пользователей. Объект оценки — дисплей с клавиатурой, системным блоком (в случае необхо­димости), а также с программным обеспечением, необхо­димым для генерации и управления символами в соответ­ствии с методикой проведения оценки. Эргономическая оценка распространяется на многоцветные дисплеи и дисплеи, у которых в качестве средств отображения применяется не только электронно-лучевая трубка, но и ЖК-индикаторы, плазменные индикаторы и др. Предмет оценки: 1) визуальные эргономические характеристики дисплея, определяющие качество зрительного воспри­ятия информации на его экране и безопасность пользо­вателя; 2) излучения дисплеев. Соответственно определя­ется номенклатура показателей оценки. Для визуальных эргономических характеристик дисплея они следующие:

1) цвет фона или символа;

2) яркость экрана или курсора;

3) средняя яркость;

4) равномерность яркости;

5) отражательная способность, зеркальное или смешанное отражение;

6) коэффициент диффузного отражения;

7) дрожание изображения;

8) критическая частота мельканий изображения;

9) размеры символа и его искажения;

10) нелинейность — неравномерность расположения эле­ментов, образующих вертикальные и горизонтальные линии;

11) неортогональность — отклонение от прямоугольности горизонтальных и вертикальных линий или строк и столбцов;

12) соотношение между смежными яркостями в распреде­лении яркости поперек вертикальной линии (горизон­тальное распределение яркости) или поперек горизон­тальной линии (вертикальное распределение яркости), выраженное в процентах модуляции;

13) соотношение между соседними яркостями и его зави­симость от угла наблюдения;

14) соотношение между максимальной и минимальной яр­костью в одном растровом цикле в направлении, пер­пендикулярном смежным строкам роста;

15) анализ четкости и модуляционной передаточной функ­ции;

16) коэффициент диффузного отражения — отношение рассеянного светового потока, отраженного от оцени­ваемой поверхности, к световому потоку, отраженному от абсолютно белой, диффузно отражающей поверх­ности.

В номенклатуру измеряемых излучений дисплеев входят:

1) рентгеновское излучение;

2) электростатический потенциал экрана;

3) напряженность переменного электрического поля;

4) плотность магнитного потока;

5) ограничения тока электростатического разряда (с использованием клавиатуры).

Цели, номенклатура показателей, методы, средства и условия эргономической оценки дисплеев определяют­ся государственным стандартом Российской Федерации

63

"Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономичес­ких параметров и параметров безопасности" (ГОСТ Р50949 —96), шведским стандартом "Методика проведе­ния испытаний дисплеев. Визуальные эргономические характеристики. Характеристики излучений" (MPR 1990:8 1990-12-01), а также другими национальными и международными стандартами.

В государственном стандарте приведен минималь­ный рекомендуемый перечень средств измерений визу­альных эргономических характеристик дисплеев. Швед­ский стандарт переведен на русский язык Ассоциацией прикладной эргономики и Московским институтом элек­троники и математики. В названных стандартах внима­ние обращается на то, что результаты экспериментальной эргономической оценки дисплеев дополняются субъек­тивными оценками пользователей. Одновременно под­черкивается, что оценка условий работы пользователя с дисплеем должна охватить рабочее место в целом.

Результаты эргономической оценки и разработан­ные на их основе рекомендации сравниваются с постав­ленной ранее целью оценки для того, чтобы выяснить, решены ли задачи, поставленные перед эргономической оценкой, не возникли ли новые задачи, не следует ли изменить номенклатуру эргономических показателей и способ их определения. Выявление подобных факторов существенно для достижения объективности и динамич­ности эргономической оценки.

Эргономическая оценка проектных решений прово­дится на всех этапах проектирования и разработки технически сложных потребительских изделий и техники. Наиболее сложной представляется эргономическая оценка на основе анализа технической документации, включающей технико-экономическое обоснование, рас­четы, чертежи, сметы, пояснительные записки и другие материалы. Аля оценки проектных решений использу­ются стандарты в области эргономики, справочники, контрольные листы, а также разнообразные макеты и модели.