2.7.2. Автоматизированные системы эргономического проектирования

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Эффективным средством эргономического проекти­рования становятся автоматизированные системы проек­тирования (САПР), состоящие из ЭВМ, графических уст­ройств ввода —вывода и разнообразных пакетов про­граммного обеспечения. Автоматизированные системы эргономического проектирования развиваются под воз­действием и в i русле общего процесса автоматизации проектирования. По мере совершенствования программ­ных и аппаратных средств вычислительной техники, ин­терфейса "человек — САПР" все большее число задач эргономического проектирования решается с примене­нием указанных систем.

Конкуренция на рынках сбыта побуждает промыш­ленные предприятия сокращать сроки проектирования и производства изделий при одновременном повышении их качества. Поиски путей решения названных задач стимулируют развитие и применение систем автоматизи­рованного проектирования, в том числе и эргономичес­кого. Немецкими специалистами создана автоматизиро­ванная система эргономического проектирования ЭРГОМАС (ERGOMAS — Ergonomic Design and Optimisa­tion of Manufacturing and Assembly Systems), которая позволяет осуществлять пространственную планировку производственных систем, оптимизировать сборочные линии, организовывать потоки материалов, проектиро­вать рабочие места и производить их оценку, анализиро­вать временные нормативы и определять стоимость про­цесса сборки [38]. ЭРГОМАС способствует быстрому и падежному эргономическому проектированию и оценке рабочих мест путем использования следующих компо­нентов: трехмерной модели человека, зон досягаемости и полей зрения. Зоны досягаемости зависят от действий человека на рабочем месте. В соответствии с полом оператора и выбранным перцентилем ЭРГОМАС показы­вает зоны досягаемости. Возможны следующие зоны досягаемости: идеальная, физиологически максимальная, геометрически максимальная.

Дополнительный программный модуль.ЭРГОМэн по­зволяет моделировать действия человека на рабочем месте. Биомеханическая трехмерная модель человека в соответствии с выбранными полом и перцентилем поме­щается на рабочем месте. Различные человеческие дви­жения характеризуются путем измерения времени от­дельных моментов движения мультипликационных изо­бражений. Модель человека можно помещать в положе­ние сидя или стоя, нагрузка на суставы во время движе­ний вычисляется и графически документируется. Допол­нительно для помощи пользователю имеется справочник гипертекст, который через посредство ключевых слов предоставляет важную информацию по вопросам окру­жающей среды, об эргономических стандартах, инструкциях безопасности и т.д. Содержание справочника может модифицироваться и дополняться пользователем.

Основные модули ЭРГОМАСа основываются на объ­емлющей системе управления базой данных и заново разработанной графической системе для трехмерных изображений и изменения их расположения на экране дисплея. Созданная автоматизированная система эргоно­мического проектирования повышает производитель­ность труда проектировщиков, сокращает время проек­тирования, повышает качество проектных работ и позво­ляет избежать ошибок при их выполнении.

Широкое применение систем автоматизированного проектирования в авиационной индустрии США побуж­дает эргономистов этой отрасли интенсивно разрабаты­вать автоматизированные системы эргономического про­ектирования [39]. Компьютеризованный манекен чело­века корпорации "Локхид", например, позволяет решать широкий крут антропометрических задач проектирова­ния и оценки (обзор и досягаемость, рабочие позы). Манекен — элемент интегральной системы машинного проектирования этой корпорации.

Убедившись на собственном опыте, что двумерные чертежи, содержащие антропометрические данные, се­годня анахронизм, венгерские и немецкие эргономисты разработали программу ОСКАР, являющуюся динамич­ным партнером проектировщика. Она демонстрирует ему на экране дисплея в удобной для восприятия форме банк антропометрических и биомеханических данных. Программа построена на основе 10 млн. данных, включа­ющих перцентили от 2.5 до 97.5. На экране проектиров­щиком задается вариант объемно-пространственного ре­шения искомой структуры, затем в ней начинает "жить" подвижное объемное изображение человека, которое выполняет команды проектировщика, вплоть до возрас­тного изменения подвижности суставов.

Российскими учеными и специалистами создана экспертная система автоматизированного эргономичес­кого проектирования и оценки систем "человек—маши­на". Оболочка экспертной системы связана с банком эргономических данных, имеет "дружественный" пользо­вателю интерфейс и функционирует в среде MS-DOS (версии 5.0 и выше) на персональных компьютерах [40, 41].

Получила широкую известность автоматизирован­ная система эргономического проектирования, назван­ная английскими специалистами СЭММИЕ (SAMMIE — System for Aiding Man Machine Interaction Evaluating — система, помогающая оценивать взаимодействие челове­ка и машины) [42]. Система предоставляет следующие возможности: трехмерное моделирование рабочего места и оборудования; моделирование манекена — оператора в произвольных позах для эргономических оценок; множе­ственные методы наблюдения конструируемых сцен (практически с любой точки зрения, например изнутри создаваемой на экране конструкции); интерактивное (диалоговое) общение с моделью рабочего места с целью ее исправления, дополнения, изменения и пр. (рис. 2-10).

Основными компонентами системы являются рабо­чее место и изображение манекена — оператора. Рабочее

67

место строится из стандартных геометрических тел за­данной формы (кубов, призм, цилиндров и т.п.). При построении сложных объектов их элементы могут быть подвергнуты преобразованиям параллельного переноса, поворота, а также растяжения и сжатия. При построении в программу закладывается ряд геометрических и логи­ческих требований. Например, сохранение геометричес­кой формы и размеров недеформируемых элементов конструкции; сохранение контакта между некоторыми элементами; возможность движения одних элементов относительно других.

Система позволяет изменять взаимное положение элементов рабочего места. Например, достаточно припи­сать какому-либо движению элементов рабочего места (подъему захватов) соответствующую команду "Захват поднять", чтобы это движение выполнялось.

Модель тела человека также строится из простых геометрических элементов. Обычно при работе задаются модели трех определенных размеров, соответствующих 5-, 50- и 95%-ному перцентилю. Однако при необходимос­ти размеры манекена могут быть заданы произвольно.

Работа с системой проходит, как правило, в диалого­вом режиме на основе имеющихся меню. Их всего 35. Например, такие: меню оператора — для выбора размера и позы манекена; меню зоны обзора; меню для работы только с частью модели, выбираемой по желанию, и т.п. Во всех режимах предусмотрена возможность изменения размера изображения.

Наиболее часто модель используется для решения следующих задач:

♦ оценки соответствия размеров рабочего места разме­рам оператора (поместится ли он в отводимом ему пространстве);

♦ определения пределов досягаемости; при этом интере­сующий разработчика объект может быть указан его координатами, названием, предварительно введенном в программы (в этом случае будет определяться досяга­емость этого объекта при его перемещении в про­странстве), направлением движения части тела (доста­нет ли оператор до любой точки стены, если он при­встанет и вытянет руки в стороны);

♦ определения зон видимости; при этом любой поверх­ности могут быть приписаны свойства зеркала, как плоского, так и вогнутого, либо выпуклого с произволь­но выбираемыми фокусными расстояниями. Это позво­ляет определить зоны обзора.

2.7.3. Банки эргономических данных

Автоматизированные системы эргономического про­ектирования сопряжены с банками эргономических дан­ных. Такие банки созданы в США, Германии, Франции и других странах. Работы по созданию банков эргономи­ческих данных и знаний велись в СССР, а также в странах-членах СЭВ. В целом ряде стран исследования и разработки в этом направлении проводились по заказам военных ведомств, и поэтому до последнего времени о них имелось мало сведений.

Основной целью таких работ является формирова­ние единых источников, содержащих тщательно прове­ренные данные антропометрических измерений и коли­чественные показатели (и различные зависимости между ними) психофизиологических возможностей и особеннос­тей человека, для использования их в проектировании, разработке и оценке машин, оборудования, производст­венной среды, систем управления, промышленных изде­лий, а также при строительстве зданий. Не менее важ­ной целью является повышение уровня эргономических исследований путем разработки стандартов на условия проведения экспериментов, процедуры, методы и показа­тели, а также на формы представления получаемых результатов.

Во Франции на базе лаборатории антропологии и экологии человека Парижского университета им. Р.Де­карта функционирует банк биометрических данных "Эр-годата" [43]. Банк включает антропометрические данные как французского населения, так и населения других европейских стран. Создание банка стимулировалось не­обходимостью в эргономической проработке все более усложняющихся систем и оборудования на ранних эта­пах проектирования. Это в свою очередь потребовало учета различных антропометрических характеристик тех групп населения, которые будут работать на этом обору­довании. Кроме того, необходим учет антропометричес­ких характеристик населения тех стран, куда предпола­гается экспортировать оборудование.

Антропометрические характеристики, накопленные банком биометрических данных, позволяют вычислять

68

для каждого человека наиболее вероятные величины размеров, которые не были замерены эксперименталь­ным путем. Кроме того, возможно реконструировать полный набор антропометрических характеристик реп­резентативной выборки пользователей конкретного обо­рудования, даже если первоначально имелись некоторые размеры, чаще всего только вес и рост. Данные четко определены и выражены в сжатой форме с целью сокра­щения времени запроса, включая и возможность речево­го общения с банком.

Банк данных содержит информацию, которая может использоваться не только при разработке систем и обо­рудования, но и общественного транспорта, потребитель­ских изделий.

2.7.4. Перспективы применения моделиро­вания виртуальных реальностей в эргоно­мическом проектировании

Принципиально новые возможности для эргономи­ческого моделирования и проектирования открываются с созданием мира виртуальной реальности (рис. 2 цв. вкл.). Когда в физике элементарных частиц были обнару­жены частицы, возникающие только в акте взаимодейст­вия других частиц, они были названы виртуальными (от англ. virtual — фактически, действительно). На основании анализа работ, посвящен­ных изучению феномена вир­туальной реальности, выделя­ют три наиболее характерные ее особенности. Виртуальная реальность продуцируется ак­тивностью какой-либо другой реальности, внешней по отно­шению к ней. Поэтому ее назы­вают искусственной, или со­творенной, порожденной. Вир­туальная реальность существу­ет только "здесь и теперь". Воз­можность взаимодействия со всеми другими реальностями, в том числе и с порождающей, как независимыми друг от друга — еще одна особенность виртуальной реальности [44].

Разработка нового поколе­ния ЭВМ и новых принципов моделирования позволила мо­делировать виртуальные реаль­ности. В основе каждого при­кладного случая виртуальной реальности — база данных, ис­пользуемая компьютером для создания и демонстрации гра­фических программ. Однако, в отличие от других графических программ, ВР-компьютер по­средством приводов, присоеди­ненных к шлему и перчаткам, улавливает движение го­ловы и тела человека и соответственно регулирует наблю­даемый им мир (рис. 2-11). Пользуясь перчаткой, джойс­тиком, мышью или другими устройствами, человек взаи­модействует с образами на экране, преодолевает чувство недоверия, а создаваемое зрелище приобретает характер реальности. Конечная цель виртуальной реальности за­ключается в том, чтобы у пользователя возникло ощуще­ние реальности созданного компьютером мира и его нахождения в нем. Термин "виртуальная реальность" предложен в начале 80-х годов.

Сочетание виртуального видения с физической об­ратной связью открывает широкие возможности для при­менения в эргономических исследованиях и проектиро­вании [45]. Демонстрируя последние достижения вирту­альной реальности, инженеры компании "Боинг" в Сиэт­ле создали имитатор-тренажер самолета. Надев "вирту­альные" шлем и перчатки, можно открыть ремонтный люк, чтобы проверить механические узлы, заглянуть в кабину и грузовой отсек, изучить расположение систем управления и пассажирских мест. В перспективе "Боинг" планирует внедрить ВР в компьютеризированные кон­структорские отделы. Это позволит — еще до сборки самолета — расположить, например, все функциональ­ные узлы в пределах досягаемости на случай ремонта. В Токио в специальном демонстрационном зале покупатели надевают очки и перчатки, чтобы "подобрать" и "обста-

69

вить" ВР-кухню на свой вкус. Заказчики могут открыть шкафы и сами убедиться, устраивает ли их расположение мебели. Если нет, заказчик вносит изменения, и компью­тер выдает подробные эскизы для удовлетворения запро­сов заказчика.

Развитие методического арсенала эргономики по­буждает вспомнить программу радикального изменения эксперимента в эргономике, которую еще в 1962 г. пред­ложил американский ученый Дж.Ликлайдер и которая рассматривалась в то время как нереальная. Программа, призванная обеспечить максимальное соответствие экс­перимента практике создания систем с ее жесткими ограничениями по времени проведения соответствую­щих работ, сводилась к разработке:

1) автоматических методов исследования;

2) принципиально новых и более эффективных способов планирования эксперимента;

3) таксономии функций систем "человек—машина";

4) программ для ЭВМ, моделирующих системы "человек-машина".

70

Глава III

ПРИНЦИПЫ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ТРУДОВОЙ И ДРУГИХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Категория деятельности является важнейшей в сис­теме эргономического знания. Труд осуществляется в различных формах предметно — практической, произ­водственной, познавательной и управляющей деятель­ности. Деятельность есть специфически человеческая форма отношения к окружающему миру, содержание которой составляет целесообразное изменение и преоб­разование этого мира [1].

Деятельность в эргономике выступает в каче­стве предмета объективного научного изучения. При этом она расчленяется и воспроизводится в теоретичес­ких схемах и моделях в соответствии с методологически­ми принципами, развитыми в науке, и в зависимости от конкретных эргономических задач. Деятельность в эр­гономике выступает и как предмет управления, т.е. то, что подлежит организации в слаженную систему функционирования и (или) развития на основе совокуп­ности фиксированных принципов, которые формулиру­ются в эргономике, в социальной психологии и социоло­гии труда. Деятельность в эргономике выступает и как предмет проектирования, т.е. перед эргономикой стоит задача выявления способов и условий оптимальной реализации определенных видов деятельности. Наконец, деятельность в эргономике выступает и как пред­мет многоплановой оценки, которая и должна осущест­вляться в соответствии с различными критериями, таки­ми, как эффективность, надежность, удовлетворенность, комфортность и т.п. Таким образом, деятельность вы­ступает в эргономике как начало, содержание и за­вершение эргономического анализа, организации, проектирования и оценки. Естественно, что такая самая общая характеристика функций деятельности может иг­рать лишь роль методологического ориентира эргономи­ческих исследований и проектирования. Для решения научных и практических задач эргономики понятию деятельности должен быть придан определенный конструк­тивный смысл. Эта задача отнюдь не простая.

В эргономике широко используются концептуаль­ные схемы анализа деятельности, имеющиеся в смежных науках, особенно в психологии и социологии. Эти кон­цептуальные схемы не только ассимилируются, но и трансформируются эргономикой в соответствии со спе­цификой решаемых ею задач. Эргономика разрабатывает методы анализа и выявления функциональных структур различных видов деятельности и прежде всего трудовой: от сравнительно элементарных до предельно сложных. Таково обязательное условие оптимизации трудовой де­ятельности, ее рационального проектирования. В против­ном случае задачи эти решаются либо на основании здравого смысла, либо путем эмпирического перебора множества факторов, так или иначе влияющих на эффек­тивность и другие аспекты деятельности, т.е. методом последовательных приближений.

Обосновывая необходимость решительного поворо­та эргономики к изучению деятельности человека, фран­цузский ученый Ж.Лепля предлагает в этих целях разви­вать психологическую эргономику. "Поведение можно определить,— отмечает Д.Мейстер,— очень широко, как любую активность — когнитивную, физиологическую, психомоторную — человеческого организма... Деятель­ность, как мы ее определяем, есть мотивированная целью работа и как таковая является частью (хотя и значитель­ной) поведения в целом. Возможно, было бы преувеличе­нием сказать,— подчеркивает ученый,— что человечес­кие факторы в технике интересуются только деятельнос­тью, но такое утверждение во многом верно" [2, с.38].

Для эргономики основополагающим является исход­ное расчленение деятельности, в соответствии с кото­рым в ней выделяют цель, средство (орудие труда) и результат. В научном и практическом отношениях по­лезна и более детальная схема единиц анализа деятель-

72

иости, разработанная в психологии. Приведем вариант структуры деятельности, предложеной А.Н.Леонтьевым [3] и модифицированной в работе В.Зинченко и В.Муни-пова [4]:

МОТИВ -ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ЦЕЛЬ-ДЕЙСТВИЕ

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СВОЙСТВО - УСЛОВИЕ

ПРЕДМЕТНОЕ СВОЙСТВО - ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ БЛОК

Выделенные единицы анализа и их детерминанты составляют в своей совокупности четыре уровня анализа: от макроанализа (мотив— деятельность) до микрострук­турного и микродинамического анализа на последнем уровне. Уровень анализа определяется задачами эргоно­мического исследования.

Вместе с тем различные формы активности обладают относительной автономностью (например, восприятие выступает как деятельность у контролера качества про­дукции или оператора-наблюдателя, мышление — как деятельность у оператора-исследователя и т.д.). Но и здесь они сохраняют свойства структуры деятельности как таковой и могут рассматриваться лишь сквозь при­зму ее основных компонентов. Они вычленяются из контекста целостной деятельности и обслуживают ее (рис. 3-1).

Действие может входить в состав различных деятель-ностей, при этом действие, сохраняя свою цель, меняется только по мотивации и, следовательно, по субъективному смыслу и эмоциональной окраске. Операции определяются теми условиями, в которых дана цель. Они пред­ставляют собой техническую сторону действий и поэтому могут быть формализованы и переданы машине. Опера­ции в свою очередь подлежат расчленению на более мелкие единицы — функциональные блоки.

Деятельность субъекта, с одной стороны, зависит от психической организации человека, а с другой — сама детерминирует формирование и протекание психичес­ких процессов. Экспериментально обосновано представ­ление о процессах восприятия, памяти, мышления, вни­мания как о системах перцептивных, мнемических, ум­ственных и других действий.

Прежде чем рассматривать функциональную струк­туру трудовой деятельности, единицы ее анализа и типы связей между ними, необходимо охарактеризовать "мир деятельности", к которому относится и в который "погру­жен" эмпирический материал эргономики [1].

3.1. Деятельность в ее различных проявлениях — объединяющее начало эргономики

В историческом аспекте выделяют три основные стадии развития труда и его орудий (техники): ручной труд, механизированный труд, автоматизированный труд. Все эти типы труда характерны для современного

73

производства. Эргономика, возникнув на стадии автома­тизированного труда, имеет тем не менее отношение ко всем трем его типам.

В сферу эргономических исследований преимущест­венно включаются виды трудовой деятельности, которые связаны с использованием технических средств. Труд, выполняемый вручную, также включают в сферу изуче­ния эргономики; имеются эргономические издания, по­священные проблемам ручного труда.

Для того чтобы грамотно оценивать и проектиро­вать потребительские изделия, самое их потребление также должно быть рассмотрено как специальный вид деятельности, как деятельность потребления. При этом не должно вводить в заблуждение сходство оперативно-технических компонентов трудовой деятельности и дея­тельности потребления. Их цели, мотивы, результаты принципиально различны, как различны и требования к условиям их использования, степени комфортности.

Объектом эргономики являются: производственная техника (машины, механизмы, инструменты, аппараты управления машинами и технологическими процессами, средствами транспорта, коммуникации, связи и т.п.); не­производственная техника (средства коммунальной и бы­товой техники, техника передвижения, техника образо­вания и культуры и др.), а также военная техника (танки, ракетные установки, летательные аппараты, надводные и подводные суда и др.).

Поэтому эргономический "мир деятельности" можно представить через обобщенные характеристики трудо­вой и других видов деятельности с различными средства­ми, обращая при этом внимание на наиболее существен­ные психологические особенности этих процессов. В любой трудовой деятельности, как и во всякой другой (учении, игре потребления)), можно выделить когнитив­ные, исполнительные, мотивационные, в том числе и целевые аспекты. Естественно, что содержание каждого из этих аспектов, равно как и соотношение между ними, конкретно-исторично. Они определяются развитием целей, усовершенствованием производства, технологи­ческих режимов и условий труда, а также предметного мира. Особенно отчетливо это обнаруживается при сопо­ставлении психологических особенностей трудовой дея­тельности с такими средствами производства, как инстру­мент, механизированные системы или машины и автома­тизированные системы.

Наиболее непосредственное взаимодействие субъек­та и объекта деятельности происходит при использова­нии орудий или различного рода инструментов. Приме­ром таких видов деятельности может служить не только деятельность слесаря-инструментальщика, строителя, специалиста по ремонту или наладке, врача и конструк­тора, но и, безусловно, также работников некоторых видов искусства — художников прикладного искусства, скульпторов и т.д. Объект в этих случаях предстает перед субъектом во всем многообразии своих свойств, а субъ­ект — многообразными возможностями их изменения и использования с целью получения желаемого результата. Для реализации этих возможностей он должен осущест­вить не только исполнительные, но и различные аналитические и познавательные действия, иными словами, решить задачу наиболее эффективной организации своих действий. В этом случае само средство деятельнос­ти — орудие, инструмент в своей идее или конструк­ции — отражает как свойства объекта (форму, фактуру и т.д.), так и функциональные особенности способа дей­ствий человека с объектом, усилия, которые он должен приложить, требования точности и скорости действия. Многие давно созданные орудия и инструменты до сих пор поражают своей "разумностью", удобством и просто­той их использования, а главное, возможностью с их помощью создавать новые формы объектов или преобра­зовывать один и тот же объект совершенно различным образом с качественно, а не только количественно раз­ными результатами. Непосредственность взаимодейст­вия с объектом с помощью предметно- и функциональ­но-специфических средств деятельности создает условия как для исполнительных, так и для познавательных дей­ствий. Их соотношение может быть разным в сходных процессах, что определяется прежде всего не объектом и средством действий, а требованиями к результатам этих действий. Требования к функциональным или, например, к эстетическим качествам результата определяют способ действий и эффективность их осуществления. При ис­пользовании орудий человек применяет свои способнос­ти, приобретает опыт и навыки в разных сферах деятель­ности, а также удовлетворяет свои потребности в позна­нии и творчестве.

Иначе протекает деятельность в случае применения механизированных средств производства в системе "че­ловек—машина". Объект деятельности (или исходный ма­териал, заготовка и т.д.) выступает здесь только ограни­ченным количеством своих свойств, так как машина неспособна учесть все свойства материала. Обеднению качественного содержания взаимодействия с объектом сопутствует и рост требований к количественным харак­теристикам взаимодействия, например к его скорости или величине затраченной энергии. Соответственно и к трудовым действиям человека в данных условиях предъ­являются требования с точки зрения определенного ко­личественного эффекта, т.е. получения заданного объема продукции в минимальные сроки и с наименьшими за­тратами.

При таких условиях трудовой деятельности стано­вится постоянной необходимость повышения четкости, организованности и стереотипности исполнительных действий. В результате в трудовом акте почти совсем не остается "места" для познавательных действий. Само производство не требует и даже не допускает каких-либо отклонений в качественных характеристиках результата по отношению к заданным. Оно требует от человека приложения только ограниченного круга его способнос­тей, главным образом определенных навыков и их эф­фективной координации с временным режимом работы машины. По существу, объектом трудовых действий для человека становится не только предмет, но и сама маши­на. Именно к ее пространственным и временным особен­ностям он должен приспособить свои действия.

74

Соответственно и инициатива человека в оптимиза­ции трудовой деятельности может проявиться главным образом в сфере организации этой деятельности, выра­ботке профессионального стиля, совершенствовании тех­нологии, т.е. во всем, что касается способа действий, а не средств и свойства объекта. Изучением и анализом эф­фективности последних занимаются в основном люди других специальностей, которые не участвуют в самом трудовом процессе.

Наконец, в условиях использования автоматизиро­ванных средств производства функциональная направ­ленность действий человека еще более дифференцирует­ся, повышаются требования к срокам или скорости вы­полнения действий, жестче становится их организация в целом. Рабочие автоматизированных систем управле­ния, или операторы, подразделяются на пять видов, в соответствии с которыми определяют пять классов опе­раторской деятельности.

I. Оператор-технолог. Оператор непосредственно вклю­чен в технологический процесс, работает в основном в режиме немедленного обслуживания, совершает преиму­щественно исполнительные действия, руководствуясь при этом четко регламентирующими действия инструк­циями, которые содержат, как правило, полный набор ситуаций и решений. Это — операторы технологических процессов автоматических линий, операторы, выполняю­щие функции формального перекодирования и передачи информации.

II. Оператор-манипулятор. В этом случае для оператора основную роль играют механизмы сенсомоторной дея­тельности, а также, хотя и в меньшей степени, образного и понятийного мышления. К числу функций оператора-манипулятора относится управление манипуляторами, роботами, машинами-усилителями мышечной энергии. К этой же категории можно отнести и деятельность опера­торов, обслуживающих радиолокационные станции. Правда, деятельность этих операторов с не меньшими основаниями может быть отнесена к следующему типу — деятельности оператора-наблюдателя, поскольку при вы­полнении функций слежения, сопровождения целей в условиях помех огромная доля нагрузки падает на зри­тельную систему.

III. Оператор-наблюдатель, контролер. Это классичес­кий тип оператора (оператор слежения радиолокацион­ной станции, диспетчер транспортной системы и т.п.). Для данного типа деятельности характерен больший "вес" информационных и концептуальных моделей, у него соответственно несколько редуцированы навыки управления (по сравнению с первыми двумя типами деятельности оператора). Он может работать в режиме как немедленного, так и отсроченного обслуживания. Такой тип деятельности является массовым для операто­ров технических систем, работающих в реальном мас­штабе времени.

IV. Оператор-исследователь. Такой оператор в значи­тельно большей степени использует аппарат понятийного мышления и опыта, заложенный в образно-концептуаль­ных моделях. Органы управления играют для него еще меньшую роль, а "вес" информационных моделей, напро­тив, существенно увеличивается. К таким операторам относятся исследователи любого профиля — пользовате­ли вычислительных систем, дешифровщики объектов (изображений) и т.д.

V. Оператор-руководитель. Он управляет не технически­ми компонентами системы или машины, а другими людь­ми. Это управление осуществляется как непосредствен­но, так и опосредованно — через технические средства и каналы связи. К таким операторам относятся организа­торы, руководители различных уровней, лица, прини­мающие ответственные решения, обладающие соответст­вующими знаниями, опытом, волей, навыками принятия решения и интуицией. Операторы-руководители в своей деятельности должны "играть" не только с объектом, учитывать не только возможности и ограничения машин­ных компонентов системы, но и в полной мере особен­ности подчиненных — их возможности и ограничения, состояния и настроения. Основной режим деятельности оператора-руководителя — оперативное мышление.

При всем своем несовершенстве эта классификация операторской деятельности проясняет пути согласования внешних средств и способов деятельности и позволяет, по крайней мере на первых порах, лучше ориентировать исследовательскую и практическую работу в области эргономики [5].

Жесткая, алгоритмизированная организация дейст­вий, например оператора-наблюдателя или оператора систем слежения, далеко не всегда позволяет оператору сформировать наиболее удобный для него способ дейст­вия и не создает непосредственно потребностей в улуч­шении качества конечного результата. Фактически изме­няется само содержание результата. Под ним понимается уже не результат воздействия человека с помощью авто­матизированных средств на какой-либо объект, а резуль­тат изменений, которые вызываются действиями челове­ка в самом автоматизированном устройстве. И те меры, которыми определяется эффективность режима работы системы, переносятся на действия человека. К ним отно­сятся меры точности, скорости и надежности.

Таким образом, непосредственным объектом дея­тельности для человека становится само техническое средство, а требования к результату взаимодействия ог­раничиваются его рабочим режимом или состоянием. Практически эти требования относятся только к испол­нительным действиям человека и лишь в случае, когда само устройство перестает работать в заданном режиме и человеку представляется возможность совершить неко­торые познавательные действия по обнаружению причи­ны аварии. Эти действия характеризуются чаще не мерой потребности, а мерой ответственности. В результате можно было бы заключить, что основными критериями трудовых действий должны быть меры исполнительных действий, которые устанавливаются исходя из эффектив­ного функционирования системы. Однако в условиях автоматизированного производства появляются новые типы профессий: оператора-исследователя и руководите­ля, которые требуют иного подхода.

75

В этих видах деятельности все большую роль играют не только совершенное владение техническими средст­вами, не только исполнительные и когнитивные процес­сы, но и процессы формирования или полагания целей и выбора способов их достижения. При этом речь идет о полагании целей вполне конкретных, имманентных про­цессам трудовой деятельности и динамичным условиям, в которых они протекают, а не внешних по отношению к трудовой деятельности. Эргономический анализ многих современных видов трудовой деятельности предполагает обязательный учет человеческой субъективности, анализ мотивационной сферы и процессов целеполагания, ха­рактеристику субъективной представленности целей и их смены в самом процессе труда. Эти требования к эргономическому анализу связаны с тем, что цели впле­таются в трудовой процесс, они не могут быть заменены ни трудовыми установками, ни мотивами.

Предметом эргономики является всякая деятель­ность, поскольку она включена в достаточно широкий контекст технических средств. Эргономика связана с общей теорией деятельности или с общими теоретичес­кими представлениями о деятельности человека. Методо­логически это выглядит вполне естественно: специально-научное изучение деятельности должно иметь в качестве своих теоретических и методологических предпосылок некоторые общие представления о деятельности в целом, о законах ее организации и строения. Практически же, как отметил Э.Г.Юдин, дело обстоит значительно слож­нее; современное научное знание, по существу, не рас­полагает теоретически развернутой феноменологией де­ятельности в целом, поэтому у исследователя деятельнос­ти фактически остается единственная возможность, если он пытается отыскать и явным образом задать теорети­ческое основание своей работы, обратиться к представ­лениям о деятельности, которые выработала психология [1]. По этому пути и пошли авторы при рассмотрении собственного средства деятельности индивида и анализе функциональной структуры исполнительной и познава­тельной деятельности, которым посвящены следующие разделы настоящей главы.

3.2. Функциональный орган как собственное средство деятельности индивида

Господь Бог или Природа гениально сотворили живые существа, снабдив их большим числом органов, в том числе органов передвижения, органов чувств, кото­рые, по словам К.Линнея, являются преизящно устроен­ными орудиями. Но даже они не смогли снабдить их всем необходимым на все случаи жизни. Человеческий (да и не только человеческий) мир динамичен, неопределенен, неожидан, скверно предсказуем. Почти никогда не зна­ешь, где найдешь, а где потеряешь. Что необходимо, заранее знают только рефлексы и инстинкты, которых у человека маловато. Даже если бы их было больше, то косные инстинкты и близорукие рефлексы не могли бы противостоять непредсказуемости мира. Ей могут проти­востоять только свобода и самостоятельность человека. Эта свобода не может быть обеспечена врожденными, даже прекрасно функционирующими анатомо-морфоло-гическими органами. А.А.Ухтомский писал, что механиз­мы нашего тела — не механизмы первичной конструк­ции. Их дополняют приобретаемые в процессе жизни и деятельности органы, получившие в немецкой филосо­фии, а затем в физиологии и психологии название функ­циональных. К числу таких функциональных органов относят образы восприятия, человеческую память, мыш­ление, эмоции, включая любовь, сознание и многое дру­гое. По сути дела, к числу таких органов относятся все феномены психической жизни индивида. Важнейшей характеристикой живой системы, будь то индивид или социум, является возможность создания системой в про­цессе ее становления и развития недостающих ей орга­нов. Поясним это.

В культуре издавна существует различие глаза телес­ного и глаза духовного, или ока души. Последнее направ­лено как вовне, так и вовнутрь. Духовный глаз — это целое семейство сформировавшихся на единой анатомо-физиологической основе функциональных органов-ново­образований. Это органы, обеспечивающие формирова­ние образа, узнавание, точную идентификацию, визуали­зацию, воображение, внимание, образное визуальное мышление. На этой же основе формируются определен­ные коммуникативные, жестовые функции. Мы можем попросить, указать, даже приказать взглядом, выразить восхищение и возмущение. Вполне заслуженно мы назы­ваем глаз зеркалом души.

Если все так обстоит с глазом, то что же можно сказать о руке, которая, по замечанию Р.Бекона, пред­ставляет собой орудие орудий, т.е. может овладеть самы­ми нелепыми орудиями, порождаемыми так называемым техническим прогрессом. Эти идеи развивал А.А.Ухтом­ский, которому принадлежит строгое определение поня­тия подвижного, интегрально-целого функционального органа:

"С именем «органа» мы привыкли связывать представление о морфологически сложившем­ся, статически постоянном образовании. Это совершенно не обязательно. Органом может быть всякое временное сочетание сил, способ­ное осуществить определенное достижение" [6, с.149].

А.А.Ухтомский называл орган динамическим, по­движным деятелем, рабочим сочетанием сил. К числу подвижных функциональных органов он относил интег­ральный образ, воспоминание, доминанту, парабиоз и т.п. Их изучение облегчается тем, что функциональные орга­ны проявляют себя в том или ином симптомокомплексе. Н.А.Бернштейн к числу динамических функциональных органов отнес живое движение. Он утверждал, что пос­леднее, как и морфологический орган, эволюционирует, инволюционирует, оно реактивно. Замечательна характе­ристика живого движения, данная им в 1924 г. на основании его первых исследований биомеханики удара:

76

Движение — и «монолит», и «паутина на ветру»

"...ударное движение при рубке есть монолит, очень четко отзывающийся весь в целом на каж­дое изменение одной из частей. Можно было бы сказать что движение реагирует, как живое су­щество ' [7].

К этим чертам движения А.В.Запорожец добавил еще ощущаемость, а Н.Д.Гордеева — чувствительность. Благодаря этим последним свойствам возникает и управ­ляемость живого движения. Движение, понимаемое как функциональный орган, наиболее наглядно демонстриру­ет идею подвижных органов — новообразований. Со­гласно Н.А.Бернштейну, живое движение обладает соб­ственной, весьма сложной биодинамической тканью, ко­торая описывается не метрическими, а топологическими категориями. Он уподоблял живое движение "паутине на ветру". Движение и действие имеют внешнюю и внут­реннюю формы. Биодинамическая ткань — это наблю­даемая и регистрируемая внешняя форма живого движе­ния. Использованием для характеристики живого движе­ния термина «ткань» подчеркивается, что это материал, из которого строятся целесообразные, произвольные дви­жения и действия. По мере их построения, формирова­ния все более сложной становится внутренняя форма, внутренняя картина таких движений и действий. Она заполняется когнитивными, эмоционально-оценочными, смысловыми образованиями. Подлинная целесообраз­ность и произвольность движений и действий возможна тогда, когда слово входит в качестве составляющей во внутреннюю форму или картину живого движения. Чис­тую, лишенную внутренней формы биодинамическую ткань можно наблюдать при моторных персеверациях, в квазимимике, в хаотических движениях младенца и т.п. Биодинамическая ткань избыточна по отношению к ос­военным скупым, экономным движениям, действиям, жестам.

Обращает на себя внимание парадоксальность ха­рактеристик, которые давал Н.А.Бернштейн живому дви­жению. Указанный парадокс наглядно показан на рис. 3-2. С одной стороны, это монолит, конструкция, а с другой — паутина на ветру. Загадочной остается пробле­ма построения движения, формирования навыка, так как он результат упражнений, а упражнение — это повто­рение без повторения. Неустранимый разброс остается даже при выполнении хорошо заученных движений (рис. 3-3, 3-4).

Движение обладает также чувственной тканью. По­добно биодинамической чувственная ткань представляет собой строительный материал образа. Ее наличие дока­зывается с помощью достаточно сложных эксперимен­тальных процедур. Например, при стабилизации изобра­жений относительно сетчатки, обеспечивающей неиз­менность стимуляции, наблюдатель поочередно может видеть совершенно разные зрительные картины. Изобра­жение представляется ему то плоским, то объемным, то движущимся и т.п. В функциональных моделях зритель­ной кратковременной памяти чувственная ткань локали­зуется в таких блоках, как сенсорный регистр и икони-ческая память. В этих блоках содержится избыточное количество чувственной ткани. Скорее всего, она вся необходима для построения образа, хотя используется при его построении или входит в образ лишь ее малая часть.

Как биодинамическая, так и чувственная ткань, со­ставляющие "материю" движения и образа, обладают свойствами реактивности, чувствительности, пластичнос­ти, управляемости. Из их описания ясно, что они тесней­шим образом связаны со значением и смыслом. Понятие смысла указывает на то, что индивидуальное сознание несводимо к безличному знанию, что оно в силу принад­лежности живому субъекту и реальной включенности в систему его деятельностей всегда страстно, короче, что сознание есть не только знание, но и отношение. Поня­тие значения фиксирует то обстоятельство, что сознание человека развивается не в условиях "робинзонады", а внутри некоторого культурного целого, где исторически кристаллизован опыт общения, мироощущения, мировоз­зрения, деятельности и который индивиду надо постро­ить.

Между обоими видами ткани существуют не менее сложные и интересные взаимоотношения, чем между значением и смыслом. Они обладают свойствами обрати­мости и трансформируются одна в другую. Развернутое во времени движение, совершающееся в реальном про-

77

странстве, трансформируется в симультанный образ про­странства, как бы лишенный координаты времени. Как говорил О.Мандельштам, остановка может рассматри­ваться как накопленное движение, благодаря чему образ получает своего рода энергетический заряд, становится напряженным, готовым к реализации. В свою очередь пространственный образ может развернуться во времен­ной рисунок движения. Существенной характеристикой взаимоотношений биодинамической и чувственной тка­ней является то, что их взаимная трансформация являет­ся средством преодоления пространства и времени, об­мена времени на пространство и обратно.

Живое движение, как и предметное действие, обла­дающее собственными дополнительными чертами и свой­ствами, представляют собой динамические функциональ­ные органы — новообразования. Они обеспечивают ин­тегральный подход к действительности, соединяя внеш­нюю и внутреннюю формы. Внутренней формой дейст­вия является не только слово, но и образ ситуации, в которой выполняется действие. Однако образ также представляет собой функциональный орган. А.А.Ухтом­ский относил к числу функциональных органов даже интегральный образ мира. О.Мандельштам подчеркивал, что образ и представление — такие же органы, как печень и сердце.

В реальном поведении и деятельности многочислен­ные функциональные органы работают не изолированно, они вступают во взаимодействие не только с миром, но и друг с другом. В своей совокупности они составляют трудно дифференцируемый организм, который одновре­менно предметный, телесный и духовный.

Особенности этого организма, назовем его духов­ным, состоят в активности, действенности, направленнос­ти вовне не только на поиск, выбор, но и созидание, творчество. Интересно и продуктивно различение души и духа, предложенное М.М.Бахтиным: "Внутреннюю жизнь другого я переживаю как душу, в себе самом я живу в духе. Душа — это образ совокупности всего действи­тельно пережитого, всего наличного в душе во времени, дух же — совокупность всех смысловых значимостей, направленностей жизни, актов исхождения из себя (без отвлечения от Я)" [8, с.74]. Далее М.М.Бахтин отмечает пассивность, рецептивность души в отличие от активнос­ти и действенности духа.

Духовный организм конструируют вполне вещест­венные и "воздушные" (например, слово) орудия, телес­ные органы и органы, которые можно назвать менталь­ными, или духовными. Как разобраться во всем этом переплетении hardware и software ! Рассмотрим взаимо­действие, или совместную работу двух функцио­нальных органов: образа и действия.

Зрительный образ складывается в результате особо­го класса действий, получивших название перцептивных. Это информационный поиск, обнаружение, выделение фигуры из фона и существенных информативных при­знаков, их обследование, наконец, формирование образа и отнесение его к тому или иному классу, т.е. категори­зация. Такая последовательность обнаруживается лишь на ранних стадиях развития восприятия. Обычно мы ее не замечаем и способны практически одномоментно, даже при вспышке молнии, воспринимать то, что нахо­дится в поле зрения. Как правило, складывающийся образ ситуации обладает свойствами предметности, ос-

78

мысленности, константности, экологической достовер­ности или валидности. К тому же он открыт для новых впечатлений, получаемых в том числе и от действий с предметами.

Мы воспринимаем зрительную сцену не в соответ­ствии с тем, как она отображена на сетчатке глаза, а так, как будто ее кто-то нормализовал, привел в соответствие с идеальными условиями наблюдения. Тарелка на столе воспринимается как круглая, а не как эллипс, хотя на сетчатке она именно такова. Белый лист бумаги в сумер­ках воспринимается как белый, а антрацит на солнечном свете — как черный, хотя световой поток от них одина­ков. Константно восприятие величины и формы предме­тов и т.д. Такой целостный образ очень удобен для осмысливания ситуации, принятия решения о целесооб­разности и способах действия в этой ситуации. Но он непригоден для регуляции и осуществления предстояще­го действия, параметры которого должны соответство­вать реальным свойствам ситуации, а не константному образу. Существенным достоинством целостного образа является его избыточность, позволяющая выбирать или строить различные варианты полезных действий. Избы­точность образа по отношению к оригиналу, равно как и избыточность кинематических цепей человеческого тела по отношению к любому исполнительному акту, является необходимым онтологическим условием свободы воли, свободного действия, свободного выбора. В отсутствии избыточности не только образа и телесной механики, но и памяти, мышления, воображения понятие свободы ли­шается смысла. Свобода возможна там, где имеется "про­странства внутренний избыток".

После принятия решения о действии происходят преодоление избыточности и декомпозиция образа, ко­торый перестраивается в интересах избранного варианта действия, т.е. он трансформируется в образ, а затем в проект действия, становится его интегральной програм­мой. Дальнейшая перестройка идет в направлении дезин­теграции, выделения из образа отдельных перцептивных свойств, таких как пространство, движение, истинная величина, форма, удаленность и пр. Каждое из этих свойств должно найти отражение в дифференциальных моторных программах строящегося исполнительного акта. Значит, декомпозиция образа есть необходимое условие композиции действия. Естественно, что осущест­вление действия меняет исходную ситуацию (не будем обсуждать, в хорошую или плохую сторону: бывает вся­кое). Эти изменения воспринимаются как по ходу, так и в итоге осуществления действия, т.е. построенное, осущест­вленное действие как бы умирает в своем продукте и оставляет после себя не только результат, но и новый образ изменившейся ситуации. Сохраняется и прежний образ ситуации, с которым может быть сопоставлен новый.

Далеко не всегда можно измененную ситуацию вер­нуть в исходное состояние. Но это издержки любых форм неразумной человеческой активности. Они могут быть уменьшены, если человек в образном плане проигрывает все до реального действия, заранее представляет и даже видит его последствия. Такая способность у него имеется и называется способностью оперирования, манипулирования образом, проигрывания действия во "внутренней моторике". Декомпозиция образа, предшествующая реа­лизации действия, — это не разрушение, а развертыва­ние образа, достройка и перестройка ситуации в образ­ном плане, минимизирующая ошибки реального дейст­вия.

Повседневная жизнь нас учит тому, что локальные предсказания и прогнозы оказываются в высокой степе­ни достоверными. К сожалению, это внушает уверен­ность в достоверности глобальных прогнозов, на основе которых люди склонны строить долговременные планы, программы, проекты. Адептам тотального управления и проектирования жизни полезно помнить назидание Во-ланда Ивану Бездомному: "Для того чтобы управлять, нужно как никак иметь точный план ... хотя бы на смехотворно короткий срок, ну, лет, скажем, в тысячу" (М.Булгаков. "Мастер и Маргарита").

Таким образом, существует общее правило взаимо­действия функциональных органов: композиция одного есть одновременно декомпозиция другого. Функциональ­ные органы индивида всегда конструируются на ходу, "с колес". АЛ. Ухтомский не случайно сравнивал жизнь функ­циональных органов с вихревым движением Декарта.

3.3. Функциональная структура исполнительных (перцептивно-моторных) действий

В предисловии к "Очерку рабочих движений чело­века", опубликованному в 1901 г., И.М.Сеченов писал, что предмет его очерка "составляют вопросы о сложных мышечных движениях, при посредстве которых человек производит так называемые внешние работы, т.е. дейст­вует силами своих мышц на предметы внешнего мира" [9]. Хотя с тех пор существенно изменился характер "внешних работ" и появились совершенно новые типы трудовой деятельности, связанной с управлением слож­ными техническими устройствами, до настоящего време­ни справедливы слова Сеченова о том, что работа всегда была и всегда остается жизненной функцией мышечной системы человека, как бы ни вытесняла современная техника из промышленной жизни мускульный труд чело­века. Для решения задач управления и оптимизации исполнительной деятельности и задач проектирования ее новых видов и форм необходимо провести анализ и выявить общие принципы развития и становления ее функциональной структуры. Это необходимо для органи­зации рационального обучения и тренировки, формиро­вания совершенных навыков, организации режимов труда и отдыха, препятствующих утомлению.

Исполнительное и управляющее действия в эргоно­мике — это приобретенное в результате обучения и повторения умение (навык) решать трудовую задачу, оперируя орудиями труда (ручной инструмент, органы управления и т.п.) с заданной точностью и скоростью. Обычно исполнительные действия входят в качестве ком-

80

понента в более широкие структуры трудовой деятель­ности и обеспечивают ее эффективное выполнение на­ряду с такими компонентами, как познавательные (ког­нитивные), включая и принятие решения. В зависимости от вида трудовой деятельности удельный вес исполни­тельных действий может быть весьма различен. Эти действия могут совершаться либо эпизодически, либо занимать все рабочее время. Иными словами, в структуре деятельности в целом они могут занимать место основной цели либо выступать в качестве средства ее достижения, например передачи команды, реализации принятого ре­шения и пр. В последнем случае исполнительные, мотор­ные акты, как правило, просты и не требуют длительного научения. В тех случаях, когда исполнительные действия составляют основное содержание деятельности (работа с ручным инструментом, работа станочника, водительские профессии, работа телеграфиста, оператора ЭВМ, работа в режиме слежения), требуется длительное формирова­ние соответствующих умений и навыков, обеспечиваю­щих своевременное и точное выполнение трудовой дея­тельности.