Надежность оператора и системы «человек — машина»

Принципы определения надежности СЧМ

Одной из задач инженерной психологии является решение проблемы надежности системы «человек — машина», т. е. ее свойство сохранять значение установленных существенных параметров в определенных пределах. Надежность зависит как от технических факторов, так и от человеческих составляющих системы, от характера функций, возложенных на человека-оператора, от человеческого фактора.

Статистика показывает, что в авиации до 70% летных происшествий случается по вине человека. Более 56% из общего числа происшествий, где обошлось без смертельного исхода, приходится на сенсомоторные акты. Около 52% от числа трагических случаев сводятся к ошибкам категории «принятие решения». Ошибки человека являются основной причиной большинства аварий и других инцидентов на море. Ошибки человека вызвали от 60 до 80% аварийных случаев, в то время как конструктивные недостатки оборудования дали лишь немногим более 10%.

При определении надежности СЧМ необходимо учитывать следующее:

• 1. Показатели надежности должны быть едиными для всех звеньев СЧМ, по возможности включать в себя в явном виде показатели надежности ее отдельных звеньев — человека и машины.
• 2. При определении надежности СЧМ с методической точки зрения целесообразно представлять человека — оператора в качестве одного из звеньев СЧМ. Вместе с тем следует помнить, что человек является специфическим звеном СЧМ с присущими только ему особыми свойствами.
• 3. Необходимо выявить основные классы СЧМ и для каждого из них получить свои выражения для оценки надежности.

В качестве основного показателя надежности СЧМ следует принять вероятность безотказного, безошибочного и своевременного выполнения задачи системой определяемую через показатели надежности оператора и техники с учетом взаимного влияния их друг на друга. К числу показателя надежности техники относятся вероятность безотказной работы в течение времени и коэффициент готовности.

Показатели надежность оператора

Надежность оператора характеризуется показателями безошибочности, готовности, восстанавливаемости и своевременности.

Основным показателем безошибочности является вероятность безошибочной работы. Эта вероятность может вычисляться как на уровне отдельной операции, так и на уровне алгоритма в целом.

Для типовых, часто повторяющихся операций в качестве показателя безошибочности может использоваться также интенсивность ошибок. Эти показатели вычисляются, как правило, в расчете на одну выполненную операцию (алгоритм).

Важным показателем надежности является и коэффициент готовности оператора, представляющий собой вероятность включения оператора в работу в любой произвольный момент времени.

Введение

показателей восстанавливаемости связано с возможностью самоконтроля оператором своих действий и исправления допущенных ошибок.

Показатели своевременности действия оператора вводятся потому, что правильные, но несвоевременные действия не приводят к достижению цели, т. е. дают тот же результат, что и совершенная ошибка. Основным показателем своевременности является вероятность выполнения задачи в течение времени.

Надежность деятельности оператора не остается величиной постоянной, а меняется с течением времени. Это изменение обусловлено как изменением условий деятельности, так и колебаниями состояния оператора.

Надежность человека-оператора в общем случае обусловлена тремя основными факторами:

• — степенью инженерно-психологической согласованности техники с психофизиологическими возможностями оператора для решения возникающих у него задач;
• — уровнем обученности и натренированности оператора при выполнении этих задач;
• — его физиологическими данными, в частности особенностями нервной системы, состоянием здоровья, порогами чувствительности, а также психологическими особенностями его личности.

Потенциальные возможности оператора к надежной работе определяются двумя группами качеств, различающимися степенью их устойчивости.

Первая группа объединяет типологические свойства нервной системы, характеризующие протекание нервных процессов возбуждения и торможения. К этим свойствами относятся сила (или слабость) нервной системы, подвижность (или инертность), лабильность, характеризующая скорость возникновения и прекращения нервных процессов, и динамичность, которая характеризует быстроту и легкость приспособления нервной системы к новым условиям. Свойства нервной системы отличаются высокой консервативностью, они почти не поддаются изменению, воспитанию в процессе деятельности.

Свойства нервной системы сами по себе не являются ни «положительными», ни «отрицательными». Например, слабость выражается, с одной стороны, в малой выносливости нервной системы, но с другой — связана с повышенной чувствительностью к воздействиям малой интенсивности (для сильной нервной системы — наоборот). Понятно, что в зависимости от конкретной обстановки проявления силы или слабости нервной системы могут способствовать или препятствовать успешной деятельности.

Вторую группу качеств составляют свойства личности, которые менее устойчивы, чем свойства нервной системы: добросовестность, волевые качества, самообладание, интерес к деятельности, умение быстро замечать и поправлять ошибки, умение не мешать себе работать. Эту группу качеств можно формировать посредством обучения, воспитания, тренировок.

Однако в практической деятельности надежность оператора обычно в значительной мере зависит от характера решаемой задачи, условий работы, особенностей техники и т. п. Нужно иметь в виду значительные компенсаторные возможности личности человека-оператора, позволяющие в данном конкретном виде деятельности восполнить недостатки одних качеств за счет других. Например, оператор, отличающийся неустойчивостью внимания, рассеянностью, компенсирует эти недостатки приобретением навыка педантично выдерживать заученную программу действий, не полагаясь на способность к непроизвольному наблюдению.

Между надежностью оператора и технических устройств в системе «человек—машина» существует взаимное влияние. Как машина, так и оператор могут выводить из строя систему. Кроме того, машина из-за ее несовершенства может провоцировать отказы оператора. Человек, в свою очередь, тоже может при управлении машиной вызвать в ней отказы.

Однако человек может обнаруживать и устранять отказы машины в случаях их возникновения, может, даже при отдельных поломках машины, удерживать выходные параметры машины в заданных пределах и не допускать при этом ее полного отказа. Человек с его большими приспособительными и творческими возможностями самим фактом своего участия в системе управления способствует повышению ее надежности.

При конструировании человеко-машинных систем у машины может быть предусмотрена функция контроля состояния оператора и его управляющих действий, способность отфильтровывать его ошибки, в случае нарушения нормальной жизнедеятельности оператора автоматически резервировать его и таким образом предупреждать отказ системы.

Повышению надежности деятельности оператора способствует контроль за его работой со стороны другого оператора.