инженерно психологическое проектирование

Инженерно-психологическое проектирование направлено на обоюдное согласование психических черт человека и технических черт машины в системе “Ч-М-С” для обеспечения наибольшей эффективности, безопасности и комфортности труда. Инженерно-психологическое проектирование включает:

– рациональное распределение функций меж человеком и машиной, анализ функций человека в определенной деятельности, в определенной системе “Ч-М-С”; – оптимизация информационного взаимодействия человека и техники: а)за счет регулирования объема информационных потоков на базе учета психических способностей человека по скорости и точности приема и переработки инфы; б)за счет рационального эргономического конструирования средств отображения инфы (СОИ); в)за счет рационального зргономического конструирования органов управления, рационального построения рабочих мест операторов, пультов управления; – обеспечение хороших либо применимых критериев напряженности работы оператора, применимой тяжести труда. Поток инфы, поступающей к человеку, можно измерить и сравнить с психическими способностями человека по приему инфы. Так, для измерительной системы и сигналов, поступающих с экрана (табло), количество инфы определяется по формуле: I = nlog2N, где n – количество измеряемых характеристик либо точек контроля, N – длина алфавита сообщений, т.е. число знаков, символов для отображения инфы в данной системе отображения.

Пропускная способность (ПС) человека, т.е. максимальная скорость, с которой он может воспринимать и передавать информацию (бит/сек), находится в зависимости от проф подготовки и чувственного состояния человека, яркости и размеров знаков, выводимых на средства отображения инфы, их контрастности по отношению к фону и других причин. Но многие исследования свидетельствуют, что обычная, без перегрузки, работа человека будет обеспечена, если ПС = 3 – 5 бит/сек. При ПС = 5 – 9 бит/сек информационная нагрузка несколько завышена, но так как она соответствует объему оперативки (7 +/- 2), то полностью допустима. Зона перегрузки является 10 – 100 бит/сек, хотя для неких видов деятельности может достигать 50 – 70 бит/сек; к примеру, человек опознает буковкы, числа со скоростью 20 – 60 бит/сек, читает про себя – 40 – 50 бит/сек, опытнейшая машинистка печатает со скоростью 14 – 26 бит/сек, но скорость приема и запоминания инфы составляет 1 – 9 бит/сек, скорость принятия сложных решений еще меньше. Если скорость поступления инфы к оператору (Vпос.) превосходит ПС, то из-за перегрузки человек не сумеет принимать всю информацию, будет допускать ошибки, пропускать сигналы, задерживать их при передаче, искажать, даже может быть принятие неправильных решений.

При конструировании СОИ следует учесть:

– информация должна быть ограничена только тем, что нужно оператору для принятия решений и выполнения определенных действий, соответствовать пропускной возможности человека – информация должна отображаться только с таковой точностью и степенью детализированности, какая требуется оператору. Потому сигналы должны быть лаконичными, т.к. быстрота и точность переработки инфы назад пропорциональна количеству частей, которые оператор должен держать под наблюдением; – информация должна отображаться в форме, конкретно применимой к использованию. Необходимость разных вычислений, преобразований в другие единицы исключается. Конструктивно зрительные СОИ могут быть различных типов: стрелочные СОИ, СОИ на электронно-лучевых трубках, СОИ коллективного использования, мнемосхемы, и для каждого из типов разработаны специфичные эргономические советы. К примеру, скорость и точность считывания показаний на стрелочных устройствах лучше на круглой шкале, чем на прямолинейных горизонтальных либо вертикальных шкалах. Лучшими являются шкалы с ценой деления 1, 5, 10 и соответственной оцифровкой. Точность считывания цифр находится в зависимости от соотношения высоты ширины и толщины обводки, от освещения и контрастности: среднее отношение толщины обводки к высоте цифр при прямом контрасте составляет 1:6, а при оборотном контрасте – 1:10. Приборы, несущие более важную информацию, обязаны иметь шкалы поперечником 120 – 130 мм, наименее важную – 70 – 80 мм, а другие – 40 – 60 мм.

Внедрение устройств с разным числом делений на модель оцифровки на одной панели воспрещается. Для отображения инфы на экране следует учесть последующие советы: яркость и цвет свечения экрана монитора, контраст, частота мелькания изображения, величина буквенно-цифровых символов, скорость предъявления инфы – все должно соответствовать психическим чертам; оптимальнее использовать цвет свечения экрана высвечивания символов желто-зеленого диапазона; эти цвета характеризуются наибольшей видностью и не утомляют глаз. Эргономические советы таковы: яркость свечения более 35 нит., контраст экрана более 80 – 85%, размер букв, цифр при хороших свойствах яркости и контраста 20′ – 40′, ширина символов 0,75 его высоты, расстояние меж знаками 0,25 – 0,50 высоты знака, меж словами – 0,75 – 1, меж строчками 0,5 – 1 высоты знака, мощность дозы рентгеновского излучения трубки не должна превосходить 100 МКР/ч на расстоянии 10 см от поверхности экрана. На скорость и точность восприятия инфы оказывает влияние избранный метод кодировки инфы, т. е. метод представления инфы при помощи условных знаков: метод кодировки инфы может быть цифрами, знаками, геометрическими формами, размерами, частотой мельканий, цветом и т.д. Выбор метода кодировки находится в зависимости от нрава решаемой задачки; так, при задачке поиска инфы отлично кодирование цветом, а буковкы лучше использовать для передачи инфы о предназначении объекта, числа – для инфы о его количественных свойствах, геометрические фигуры (мнемознаки) – для кодировки инфы в тех случаях, когда оператору нужна приятная картина о технологическом процессе управляемого объекта. Для вербования внимания человека употребляют кодирование частотой мелькания изображения 3 – 8 Гц.

Принципиально правильно выполнить сборку СОИ на информационной панели, беря во внимание последующие принципы – принцип значимости, когда СОИ, имеющие принципиальное значение, помещают в зоне лучшего восприятия, зоне моментальной видимости; – принцип поочередного использования, согласно которому размещение СОИ должно выполняться в согласовании с последовательностью операций управления; – принцип чистоты использования, требующий чтоб более нередко применяемые элементы помещались в самых комфортных зонах сенсомоторного поля; вертикальный размер панелей для размещения СОИ – 30 градусов ввысь, и 40 градусов вниз от полосы обычного взгляда. Угол наклона лицевой панели к горизонтальной полосы взгляда должен составлять 60 – 80 градусов. Горизонтальный размер панелей 40 – 60 градусов с поворотом головы до 90 градусов. Эргономические требования к органам управления учитывают рациональные свойства двигательной системы и зрительного восприятия устройств управления и т.п. Количество органов управления должно быть наименьшим, но достаточным для действенного выполнения задач управления, а манипулирование с ними должно быть обычным и надежным.

Конструкция и размещение органов управления, линии движения их движения должны проектироваться с учетом особенностей антропометрии, биомеханики движений человека и анатомического строения конечностей. Форма и размеры органа управления должны обеспечивать удачный захват его рукою с тем, чтоб оператор мог долгое время работать с меньшими затратами мышечной силы. И естественно, конструкция органа управления должна гарантировать безопасность оператора от поражения электронным током, от разных механических повреждений рук, ног. Ручные органы управления такие как рычаги, переключатели, крутящие ручки, поворотные кнопки, тумблеры, маховички, штурвалы, нажимные кнопки и кнопки, имеют свои специальные особенности и соответственно свои эргономические советы. Принципиально также и верно произвести сборку органов управления.

При инженерно-психологическом проектировании рассматриваются все этапы деятельности оператора и причины, действующие на их выполнение. Так, время выполнения оператором отдельных действий складывается из времени приема инфы, ее анализа и переработки, воплощения управляющих воздействий, также времени срабатывания технических звеньев, к примеру время считывания показания цифрового СОИ на базе газоразрядных ламп 0,73 с, восприятие семизначного числа – 1,2 с, чтение слова из n букв = 22 + 0,9 n (миллисекунд), набор на клавиатуре монитора 1-го знака = 0,6 с, простейшее арифметическое вычисление – 1 с, решение комбинарной логической задачки при числе критерий n = 2, t = 4 с, при n = 5, t = 20 с, при n = 8, t = 60 с, нажатие кнопки – 1,6 с, поворот тумблера – 0,7 с, вращение рукояток – 0,6 с, выдача голосовые команды (5 – 6 слов) – 3 с.

Наибольшее воздействие на результаты деятельности оператора оказывает интенсивность поступающей к нему инфы. Для оценки напряженности работы оператора употребляют максимально допустимые нормы, характеризующие значения информационной нагрузки – коэффициент загруженности, который равен приведенной плотности входящего потока инфы. Из физиологии труда понятно, что при операторской деятельности 25% рабочего времени должно быть предоставлено оператору для отдыха, период занятости – время непрерывной (без пауз) работы Tзан < = 15 - 20 мин. Возникновение напряженности в работе вызывается наличием очереди в обработке инфы, т. е. когда новенькая информация поступает до окончания обработки ранее поступившей. Если длина очереди К превосходит объем оперативки человека, то вероятны случаи пропуска сигналов, появление ошибок. К должно быть менее 3-х сигналов сразу. Время пребывания информации на обработке Тпр должно быть меньше времени 1-го цикла регулирования управляемого объекта, скорость поступления инфы V = 1 - 5 бит/сек.

Фактические свойства деятельности оператора не должны превосходить соответственных максимально допустимых норм. Превышение их повлечет за собой напряженность в работе оператора, увеличивает возможность ошибок и аварийных ситуаций, злосчастных случаев и переутомления человека.