Инженерная психология как наука (М. А. Дмитриева, А. А. Крылов, А. И. Нафтульев)

Определение инженерной психологии

Инженерная психология - наука, изучающая системы "человек - техника"¹ с целью достижения их высокой эффективности и разрабатывающая психологические основы:

¹ (Понятие системы "человек - техника" используется как обобщающее. Оно может быть отнесено как к случаям, когда система включает одного человека и одно или несколько технических устройств, так и к случаям, когда система включает несколько человек и сложные технические устройства.)

- конструирования техники и организации управления технологическим процессом;

- подбора людей, обладающих необходимым уровнем индивидуально психологических профессионально важных качеств для работы с определенной техникой;

- профессиональной подготовки людей, использующих в своей трудовой деятельности сложные технические устройства.

Инженерная психология как наука имеет двойственный характер. С одной стороны, это самостоятельная психологическая дисциплина, изучающая человека во всей полноте проявлений психики в трудовом процессе. С другой стороны, в инженерной психологии имеет место выраженный технический, инженерный аспект, касающийся конструирования техники. Это обусловлено особенностью самого двойственного по своей природе объекта исследования - систем "человек - техника".

Такая двойственность объекта исследования в инженерной психологии порождает ряд специфических методологических особенностей. Кроме того, следует иметь в виду, что любая система "человек - техника" - это своего рода микроэлемент макросистемы, в роли которой выступает система производительных сил. Поэтому в системах "человек - техника проявляется ряд таких общих закономерностей развития производительных сил, которые обусловлены наличием в них материального (прежде всего технического) и субъективного (человеческого) начал. Одна из таких закономерностей касается определяющих моментов производительности общественного труда. Производительность общественного труда на каждом уровне развития производительных сил определяется, во-первых, совершенством техники, а во-вторых, накопленным производственным опытом людей, их навыками к труду. Все это находит свое отражение в эффективности систем "человек - техника". Эффективность каждой такой системы будет определяться производительностью и надежностью техники, подготовленностью человека, согласованием рабочих характеристик человека и техники.

Решая вопросы согласования человека и техники как элементов единой системы, инженерная психология обосновывает и формулирует требования и рекомендации к конструированию техники, к организации управления технологическим процессом, подбору и подготовке специалистов, обслуживающих технику. К этим требованиям присоединяются требования других психологических дисциплин, а также физиологии, гигиены, анатомии, антропометрии, биомеханики.

Инженерная психология широко взаимодействует с такими дисциплинами, как кибернетика, системотехника и общая теория систем, теория связи, теория автоматического управления и регулирования, теория надежности, техническая эстетика и художественное конструирование и др.

Инженерная психология составляет также ядро обширной области научного знания, получившей название эргономики¹. Границы этой области очерчиваются в основном междисциплинарными связями инженерной психологии. Эргономика обычно рассматривает системы "человек - техника - среда", усиливая таким образом, прежде всего физиолого-гигиенический аспект исследований и рекомендаций. Не отрицая правомерности такого понятия исследуемой системы, отметим лишь, что используемое в инженерной психологии понятие системы "человек - техника" основано на положении, что всякая система функционирует в условиях внешней среды, способных оказывать то или иное воздействие на систему. Учет факторов внешней среды всегда был обязательным при инженерно-психологических исследованиях и практических разработках систем "человек - машина".

¹ (Эргономика пока вряд ли может рассматриваться как самостоятельная наука, хотя в литературе имеют место такого рода утверждения. Кардинальным решением в формировании эргономики как науки может быть лишь разработка методологических основ и специфических методов исследования.)

Необходимо отметить, что инженерно-психологические исследования трудовой деятельности человека, деятельности, связанной с новой и новейшей техникой, имеют высокую значимость в общем плане познания человека. Трудовая деятельность характеризуется установлением бесконечного многообразия отношений с окружающими физической, биологической и социальной средами. Именно в трудовой деятельности аккумулируются и наиболее ярко проявляются все индивидуально-психологические характеристики человека как личности, как субъекта деятельности. Результаты исследований поведения человека в автоматизированных системах, кроме очевидного прикладного значения, имеют важное значение и для общей системы человекознания.

Цель и стратегия инженерной психологии

Весь комплекс теоретических и практических инженерно-психологических исследований имеет главной целью, как указывалось выше, обеспечение высокой эффективности систем "человек - техника". Эффективность любой системы определяется ее производительностью и надежностью при таких прочих равных условиях, как, например, качество продукта (результата), долговечность, энергозатраты и т. п. Ясно, что эффективная работа систем "человек - техника" требует наличия высокопроизводительной и надежной техники; далее, конструкция техники и организация производственного процесса должны позволять человеку реализовать все технические возможности. И, наконец, человек должен быть способным по своим качествам реализовать эти возможности, добиваться высокой производительности труда и обеспечивать выполнение производственных операций.

Достижение главной цели инженерной психологии осуществляется, во-первых, за счет улучшения технологических характеристик трудового процесса, а во-вторых, за счет характеристик трудового процесса и условий труда, стимулирующих трудовую активность человека и в конечном счете его отношение к труду.

Улучшение технологических характеристик трудового процесса означает следующее:

- минимизацию времени выполнения отдельных действии и операции в трудовом процессе;

- исключение грубых ошибок типа промахов в трудовой деятельности;

- минимизацию вероятности ошибок, отрицательно сказывающихся на ходе технологического процесса, качестве продукта (результата) или отрицательно влияющих на состояние техники или человека;

- сохранение высокой (заданной) работоспособности человека в течение длительного (заданного) времени путем минимизации энергозатрат (психического и физического напряжения) в трудовом процессе¹.

¹ (Трудовая деятельность всегда была и будет связана с определенным физическим, а в условиях автоматизированного производства прежде всего психически напряжением. Исходя из общего требования обеспечения в нашей стране безопасного и безвредного труда, сказанное выше следует понимать как нагрузок, резко ухудшающих функциональное состояние или отрицательно влияющих на здоровье человека.)

Под улучшением характеристик трудового процесса, стимулирующих трудовую активность человека, подразумевается прежде всего следующее.

- надежность работы технических устройств,

- рациональная конструкция техники;

- соответствие сложности техники уровню подготовленности человека

- совершенный эстетический вид технических устройств и производственных помещений;

- отсутствие вредных и мешающих работе внешних факторов.

Конечно трудовая активность человека стимулируется не только улучшением характеристик трудового процесса. Существенную роль играют здесь социальные условия, определяющие все отношение человека к труду. Однако нельзя недооценивать роль характеристик трудового процесса в формировании личности человека, в создании высокого уровня мотивации к данному виду трудовой деятельности.

Задачи инженерной психологии

Теоретические задачи инженерной психологии связаны с изучением человека как субъекта деятельности, с исследованием информационной сущности всех форм психического отражения, психической регуляции и психических (психофизиологических) состояний в процессе трудовой деятельности и в подготовительный период, когда осуществляются профотбор, обучение, тренировка, а также с раскрытием основных закономерностей взаимодействия человека с людьми и техникой в системах "человек - техника"¹. В инженерно-психологических исследованиях, как правило, уделяется большое внимание выяснению того, какие психические и физиологические процессы и каким образом реализуются при обработке информации человеком, управляющим машиной. Изучение информационных систем человека, закономерностей кодирования внешнего сигнала, формирования психического образа и его регулирующей функции составляет один из главных аспектов инженерной психологии.

¹ (В связи со сказанным необходимо особо подчеркнуть, что наряду с исследованием формальной (прежде всего количественной) стороны психического в инженерной психологии должно уделяться большое внимание содержательной стороне. Это необходимо, во-первых, потому, что перед инженерной психологией стоит задача изучения человека как субъекта деятельности, а во-вторых, потому, что необходима разработка оценок семантических характеристик информации.)

Практические задачи инженерной психологии касаются согласования человека и техники как элементов единой системы. Под согласованием понимается, во-первых, максимальное приспособление техники к человеку (по параметрам конструкции и технологического процесса); во-вторых, максимальное приспособление человека к технике (по параметрам профессиональной пригодности и профессиональной подготовленности); в-третьих, рациональное распределение функций между человеком и автоматическими устройствами в системах "человек - техника".

Приспособление техники к человеку должно осуществляться с помощью ряда последовательных целенаправленных инженерно-психологических разработок на всех этапах проектирования. В целом они составляют суть инженерно-психологического обеспечения проектирования АСУ. Инженерно-психологическое обеспечение проектирования систем есть в то же время и проектирование деятельности человека. В период эксплуатации техники ее приспособление к человеку очень ограничено и оказывается возможным лишь при модернизации².

² (В период эксплуатации приспособление техники к человеку может осуществляться также за счет тех регулировок, которые предусмотрены в процессе проектирования. Это, например, изменение высоты сидения кресла применительно к росту человека, изменение громкости или яркости сигнала в зависимости от конкретных условий работы и т. п.)

Приспособление техники к человеку затрагивает структурную и функциональную стороны их взаимодействия.

Структурное приспособление связано с организацией сенсомоторного поля в рабочих зонах, с учетом рабочего положения сидя или стоя. Основаниями для структурного приспособления являются следующие данные:

- размеры и форма тела человека и отдельных его частей;

- пределы и характер движений в суставной системе;

- силовые характеристики мышечной системы;

- поле зрения;

- чувствительность анализаторов.

В соответствии с указанными данными определяются следующие параметры техники:

- размеры и форма пульта управления и кресла;

- размеры и форма панелей органов управления;

- размеры и форма органов управления (манипуляторов, педалей),

- объем, направление и характер движений органов управления;

- сопротивление органов управления;

- размеры и форма приборных панелей;

- размеры элементов индикационных частей приборов;

- сила сигнала (визуального или слухового).

Функциональное приспособление техники к человеку связано с особенностями деятельности информационной системы человека. Исходными данными для решения вопросов функционального приспособления являются:

- объем и время восприятия;

- объем оперативной памяти и длительность хранения информации;

- структурно-временные характеристики мышления;

- особенности внимания;

- особенности представлений;

- пределы регуляции произвольных движений;

- особенности координации движений;

- особенности взаимодействия анализаторов.

В соответствии с этим при разработке техники определяются следующие параметры:

- количество сигналов и частота их поступления;

- длительность существования сигнала;

- признаки привлекающего эффекта сигналов;

- мнемические признаки сигналов;

- признаки отражения в сигнале существенных характеристик объекта - источника информации;

- соотношение изменений индикационных элементов и движении органов управления;

- соответствие характеристик сигналов представлениям человека о реальной ситуации, об объекте;

- размещение индикаторов и органов управления в соответствии с их значимостью и очередностью использования;

- полнота информационного представления объекта.

Важным вопросом согласования характеристик человека и техники, как указывалось выше, является приспособление человека к технике. Оно включает в себя профессиональную ориентацию, профотбор и профессиональную подготовку.

Исходя из потребностей в определенной профессиональной деятельности, требований, предъявляемых той или иной профессией к человеку, и качеств, которыми должен обладать человек для успешного выполнения данной деятельности, проводится профессиональная ориентация. Целью ее является обеспечение оптимального распределения людей по различным профессиям, которое достигается, во-первых, профпропагандой и профпросвещением, направленными на формирование знаний о профессии, необходимых для обоснованного ее выбора, устойчивой мотивации и методов самоподготовки и развития профессионально важных качеств; во-вторых, профконсультацией, предполагающей предварительное психологическое (и обычно медицинское) обследование с последующей рекомендацией по поводу выбора профессии. Профессиональный отбор (профотбор) имеет целью определение пригодности людей к обучению и последующей профессиональной деятельности. Профотбор проводится на основании оценки различных психологических и других (медицинских, социальных) показателей, полученных в результате обследования, изучения документов, собеседования, наблюдения за поведением, конкурсных экзаменов и т. п. Из психологических показателей наиболее часто оцениваются показатели внимания, мышления, памяти, произвольных реакций, интеллектуальных способностей, тревожности, эмоциональной устойчивости, целеустремленности, дисциплинированности, честности, общительности, идейной убежденности, принципиальности и т. п.

В результате профотбора для обучения профессиональной деятельности (с учетом прогнозов успешной работы после обучения) должны быть рекомендованы прежде всего люди, имеющие высокий уровень индивидуально-психологических качеств, необходимых в данной профессиональной деятельности. Далее, должны быть отведены все лица, имеющие явные противопоказания к данной деятельности или столь низкий уровень исходной подготовки, который не позволяет надеяться на успешность обучения в заданные сроки. В процессе обучения результаты профотбора уточняются (методом исключения лиц, заключение о профпригодности которых оказалось ошибочным).

Профессиональная подготовка является одним из существенных моментов приспособления человека к технике. Это прежде всего профессиональное обучение, направленное на приобретение знаний, умений и навыков. Обучение сначала осуществляется преимущественно в рамках тренировки, причем начальный этап тренировок может быть связан лишь с развитием профессионально важных качеств (внимания, быстроты действий и т. п.).

Согласование человека и техники как элементов единой системы связано с необходимостью решения вопросов распределения функций между человеком и машиной (автоматом). При решении этих вопросов устанавливается, какие функции целесообразнее оставить человеку, а какие должны выполняться автоматическими устройствами. Следовательно, и трудовая деятельность человека по своей форме и содержанию, и политика автоматизаций в отношении различных видов технических систем будут существенно зависеть от распределения функций. Распределение функции между человеке и автоматом осуществляется обычно по принципу преимущественных Возможностей.

Основными преимуществами техники можно считать следующие:

- стабильность выполнения однообразных действий;

- быстрота выполнения вычислительных операций, просчета многочисленных вариантов с целью нахождения наилучшего по заданным критериям;

- большой объем памяти и быстрота извлечения необходимых данных;

- быстрота и точность классификации относительно простых сигналов при малых уровнях помех;

- использование для передачи информации форм энергии, к которым рецепторы человека не имеют специфической чувствительности (например, электромагнитных колебаний в диапазоне радиоволн);

- выполнение операций строго по заданным программам и алгоритмам;

- нечувствительность к влиянию социальной среды;

- относительная простота создания защитных (от внешней среды) устройств.

Основными преимуществами человека можно считать:

- способность к обнаружению и опознанию сигналов в условиях высоких уровней шумов, при наличии специальных мер маскировки и т. п.;

- возможность принимать решения на основе обобщения данных и знаний, относящихся к различным областям науки, техники, производства,

- способность вырабатывать индивидуальный стиль деятельности как эффективную адаптационную меру;

- способность находить новые решения, новые способы выполнения рабочих (технологических) операций;

- способность принимать информацию по различным сенсорным каналам, легко переходить от одной модальности сигналов к другой,

- способность накапливать информацию и использовать накопленный опыт для совершенствования способов работы;

- возможность использовать для взаимодействия с техническими устройствами различные индикаторы и органы управления,

- возможность усиливать интерес к работе за счет наличия в трудовом процессе творческого, поискового компонента;

- способность сохранять готовность к действию в неожиданных ситуациях;

- способность находить новые пути в неожиданных (экстренных) ситуациях.

Конечно, человек может поддерживать относительно высокий и стабильный уровень работоспособности лишь в пределах какого-то ограниченного времени. В процессе работы человек может отвлекаться, он утомляется и, следовательно, скорость и точность его действий могут значительно снижаться. В отношении длительной стабильности однообразной работы машина бесспорно превосходит человека, она способна при этом выполнять десятки тысяч счетных операций. Однако человек имеет неоспоримые преимущества при работе в сложных условиях, он обладает также колоссальными возможностями компенсации, может в течение короткого времени не только полностью восстанавливать работоспособность, но и выполнять работу на более высоком уровне.

Очевидно, что в любой системе управления функции между человеком и автоматическими устройствами должны распределяться таким образом, чтобы обеспечить возможность проявления всех тех качеств, которые аккумулированы в современном человеке как результат трудовой деятельности предшествующих поколений. В этом отношении автоматические устройства, от простейших до самых сложных, призваны в первую очередь обеспечить высокопроизводительную и надежную работу систем, при этом освободить человека от тех функций, к которым он наименее приспособлен, и максимально представить в рабочем процессе функции, наиболее отвечающие качествам человека как личности, как субъекта деятельности.

Дмитриева М. А., Крылов А. А., Нафтульев А. И. Психология труда и инженерная психология. Л., 1979. С. 129-137.