Тема 5. Согласование функций человека и машины

Мы показали, что человек и машина в разной степени спо­собны справляться с выполнением отдельных функций в системе управления. Задача инженерной психологии — правильно распре­делить эти функции между человеком и машиной и тем самым обеспечить наиболее полное использование возможностей каж­дого из них. Для этого нужно прежде всего выявить те задачи, которые являются «узкими» местами в действии человека или машины, выявить преимущества человека и машины в разреше­нии указанных задач и на основе этих данных, если потребуется, перераспределить между ними функции.

Некоторые зарубежные авторы в основу распределения функций между человеком и машиной кладут три основных фактора:

— стоимость осуществления данной функции (куда входит и стоимость отбора, обучения операторов, если функция возла­гается на человека);

— временные характеристики (график) ее выполнения;

— эксплуатационные характеристики выполнения данной функции.

При разработке систем военного назначения наибольшее зна­чение придается не так стоимости систем, как высокой эффек­тивности их применения.

В основу распределения функций между человеком и маши­ной могут быть положены и следующие критерии:

— принцип преимущественных возможностей человека и машины, согласно которому функции между человеком и маши­ной распределяются в соответствии с преимуществами (по тем или иным показателям) каждого из них;

— принцип загруженности человека определяет согласова­ние потоков информации, поступающих из системы, с возможно­стями человека по их приему, переработке и по реализации ответных действий;

— принцип максимизации показателей системы «человек-машина», который предусматривает достижение максимального значения определенной характеристики (быстродействия, точ­ности, надежности и т. п.);

— принцип взаимного резервирования, который требует, чтобы были обеспечены возможности перераспределения функ­ций между человеком и машиной в процессе управления;

— принцип ответственности предусматривает распределение функций, исходя из их значимости в процессе управления. Так, нередко на практике отдельные ответственные операции, которые машина может выполнять быстрее и порой точнее, все же возлагаются на человека. При этом достигается снижение вероятно­сти таких отказов, которые чреваты наиболее опасными послед­ствиями для системы.

Для решения практических задач естественно возникает необходимость в замене указанных частных критериев единым обобщенным критерием, который можно было бы назвать пока­зателем рациональности распределения функций между чело­веком и машиной. Этот критерий может определяться или пока­зателем экономической эффективности системы, или вероятностью правильного решения системой за заданное время всех возложенных на нее задач. Выбор наиболее рационального распределения функций между человеком и машиной на основе указанных критериев осуществляется методами линейного про­граммирования.

Возможно также распределение функций на основе неодно­значности, существующей между входным и выходным сигна­лом. Чем больше разнородных факторов приходится учитывать при формировании ответа на данный входной сигнал, тем более оснований к тому, чтобы указанную функцию выполнял чело­век.

Имеется метод и более точного распределения функций между человеком и машиной, основанный на количественных оценках возможностей человека и машины по выполнению раз­личных функций в системе управления.

Распределения функций между человеком и машиной воз­можно осуществлять по динамическим характеристикам сис­темы, из сравнения их с характеристиками, которые признаны оптимальными, исходя из совмещенного критерия точности и быстродействия.

В настоящее время делаются попытки использовать для раз­деления функций между человеком и машиной математических методов. Трудности такого подхода заключаются в том, что при решении подобных задач невольно приходится переносить тех­нические понятия на сравнимые с ними характеристики деятель­ности человека, что не всегда удается сделать достаточно кор­ректно.

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

Согласование функций человека и машины может происхо­дить и в процессе эксплуатации системы за счет широких функ­циональных, приспособительных и творческих возможностей человека в системе управления. Покажем это на конкретном примере. Мы исследовали погрешности, с которыми летчики считывают показания авиагоризонта — основного пилотажного прибора. Оказалось, что точность отсчетов довольно грубой шкалы углов крена этого прибора (имеющий цену деления 5°), равна ±1, 3°. С такой высокой точностью летчики не отсчиты­вали показания ни одного другого пилотажного прибора, даже с менее грубой шкалой. Полученный результат можно объяс­нить, исходя из задачи, которую решает летчик: при пилотиро­вании он должен особенно точно выдерживать положение само­лета относительно его продольной оси. В данном случае практическая необходимость заставила летчика приспособиться к довольно грубой шкале авиагоризонта и получать от этого прибора такую информацию, которая требуется для управления самолетом с заданной степенью точности. В данном примере согласованная (по точности) работа летчика с авиагоризонтом была достигнута благодаря творческим, приспособительным возможностям человека. Следовательно, при разработке систем «человек-машина» нужно учитывать подобные возможности человека и предусматривать условия, стимулирующие их раз­витие.

Отметим, что требуется согласование не только «входа» звена оператора с характеристиками технических звеньев, но и «выхода» этого звена. Органы управления должны быть согла­сованы с характеристиками моторных действий оператора. Бла­годаря автоматизации удалось передать машине большую часть двигательных операций. Поэтому при современной технике в деятельности оператора на передний план выдвинулись его психические функции. Однако этот факт ни в коей мере не ума­ляет важность вопроса согласования двигательных характерис­тик оператора с органами управления.

Согласование функций человека и машины может осущест­вляться и путем специального отбора операторов, способных по своим индивидуальным качествам наилучшим образом решать задачи, возникающие в системе управления.

Так, каков же общий подход к распределению функций между человеком и машиной? На каждом этапе развития техники какие-то функции лучше выполняет человек, какие-то — машина. Чтобы оценить систему «человек-машина», нужно провести инженерно-психологический анализ ее работы, а далее, очевидно, следует действовать так, как рекомендовал Н. Винер: «Отдайте же человеку — человеческое, а вычислительной машине — машинное. В этом и должна, по-видимому, заклю­чаться разумная линия поведения при организации совместных действий людей и машин».

Контрольные вопросы

1. Какая основная задача инженерной психологии в распределении функций в системе управления?

2. Какие факторы можно положить в основу функций между человеком и машиной?

3. Каков общий подход к распределению функций между человеком и машиной?