Предмет эргономики и ее задачи

Проблемы определения объекта исследования эргономики и тех сторон в этом объекте, которые она изучает, т. е. выявления ее предмета исследования, представляются особо важными для формирующейся научной дисциплины. Указанные определения строятся, как правило, исходя из эмпирических данных и в значительной степени из реального научного вклада специалистов, занятых в данной области знания.

Эргономика — научная дисциплина, комплексно изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятельности, связанной с использованием машин (технических средств).

Человек, машина и среда рассматриваются в эргономике как сложное, функционирующее целое, в котором ведущая роль принадлежит человеку. Эргономика является одновременно и научной, и проектировочной дисциплиной, так как в ее задачу входит разработка методов учета человеческих факторов при модернизации действующей и создании новой техники и технологии, а также соответствующих условий труда (деятельности).

Интерес к системам «человек — машина» возник в середине XX в.; он обусловлен тем, что в качестве объектов технического проектирования и конструирования стали все чаще выступать различного рода сложные системы управления производством, транспортом, связью, космическими полетами и т. п., эффективность функционирования которых во многом определяется деятельностью включаемого в них в качестве ведущего звена — человека.

Сочетание способностей человека и возможностей машины (или совокупности технических средств) существенно повышает эффективность управления.

Несмотря на совместное выполнение функций управления человеком и машиной, каждая из двух составляющих этой сложной системы подчиняется в работе собственным, свойственным только ей закономерностям, причем эффективность функционирования системы в целом определяется тем, в какой степени при ее создании были выявлены и учтены присущие человеку и машине особенности, в том числе ограничения и потенциальные возможности.

Предметом эргономики является конкретная деятельность человека (группы людей), использующего машины (технические средства], а объектом исследования — система «человек (группа людей) — машина (техническое средство) —среда»1.

Задача оптимизации таких систем требует комплексного подхода. «Эргономика — это наука плюс техника. Предмет эргономики как науки — деятельность человека-труженика и человека-потребителя. Цель эргономики как техники — оптимизация условий труда».

Эргономика рассматривает технический и человеческий аспекты в неразрывной связи.

Эргономика может, вероятно, существовать и добиваться определенных успехов на стыке психологии, физиологии, гигиены труда и анатомии, однако подлинный прогресс и практическая ценность ее определяются уровнем синтеза в ней человеческого и технического аспектов.

Более того, стремление раскрыть закономерности этого синтеза характеризует эргономику как новую науку особого типа. Решение прикладных проблем эргономики предполагает движение одновременно в двух направлениях — от требований человека к технике и условиям ее функционировавия и от требований техники и условий ее функционирования к человеку.

Оба эти направления взаимосвязаны, и оптимальные решения находятся, как правило, на их пересечении. Для нахождения таких оптимальных решений недостаточно использовать отдельные рекомендации психологии, физиологии, гигиены труда, антропометрии и др.

Необходимо согласовать эти рекомендации между собой, субординировать и увязать в единую систему требований к тому или иному виду конкретной деятельности и условиям ее осуществления. Важны знания (или представления) не отдельных функциональных возможностей восприятия, мышления и действий работающего человека, а его деятельности в целом, причем необходимо учитывать все обстоятельства, от которых зависит успех деятельности человека.

Эргономичность техники является целостной характеристикой, наиболее обобщенным показателем, венчающим иерархическую структуру свойств и показателей более низких уровней.

Эта целостная характеристика вырастает из ряда эргономических свойств техники: управляемости, обслуживаемости, освояемости и обитаемости.

Первые три характеризует органичность включения техники в соответствующие виды деятельности человека (группы людей).

Обитаемость техники характеризует приближение условий (среды) ее функционирования к биологически оптимальным параметрам внешней среды, при которых работающему человеку обеспечиваются нормальное развитие, хорошее здоровье и высокая работоспособность, а также достигается уменьшение или ликвидация вредных последствий ее эксплуатации для окружающей среды.

Комплексные эргономические показатели формируются на основе групповых показателей, которые представляют собой совокупность однородных единичных эргономических показателей: социально-психологических, физиологических, психологических и психофизиологических, антропометрических и гигиенических.

Данная иерархическая структура объединяет различные уровни интеграции эргономических показателей. Изучение взаимопереходов одних уровней в другие и составляет собственно исследовательскую задачу эргономики.

Различают две стадии (этапа) в развитии и соответственно два вида эргономики — коррективную и проективную (превентивную), которые соответственно связывают с задачами модернизации существующих машин и систем и с проектированием новых.

Принятый в коррективной эргономике подход предполагает в каждом случае оптимизацию деятельности поочередно по отдельным факторам: психологическдму (тогда значение антропометрического, физиологического и гигиенического факторов заранее принимается как оптимальное либо не учитывается вообще), физиологическому, гигиеническому и т.д. (с теми же оговорками).

Затем отдельные, данные суммируются. Вполне очевидно несоответствие подобной суммы идеализированных одномерных моделей реальным условиям протекания деятельности, где все факторы взаимосвязаны и переплетены.

Если бы эргономике не отводилась роль научной основы комплексного проектирования деятельности, то такая идеализация, широко принятая в научных исследованиях, была бы не только допустимой, но и закономерной, поскольку она позволяет добиваться особой строгости результатов и сокращать сроки исследований отдельных сторон деятельности.

Коррективная эргономика играет немаловажную роль, объединяя для решения важных и актуальных проблем специалистов различных областей знания. В коррективной эргономике предпринимаются попытки свести воедино, пусть зачастую и механически, факты, добытые различными науками о труде.

Коррективная эргономика оказывает определенное положительное влияние на практику проектирования, способствует накоплению отдельных данных о труде.

Формирование проективной эргономики предполагает не только накопление данных о человеческих факторах, но и развитие специальных исследований типичных видов и форм человеческой деятельности, создание методов ее анализа и формализации, выявление факторов, определяющих ее эффективность.

В свою очередь, эти задачи побуждают анализировать факторы, влияющие на про-текание различных видов деятельности, составлять эргономическую типологию видов деятельности, разрабатывать собственные, специфические, исследовательские методы проективной эргономики.

Проектировщики нуждаются в научно обоснованном инструменте проектирования трудовой деятельности, позволяющем оптимизировать СЧМ.

Такой инструмент и призвана дать проективная эргономика, формирование которой позволит нейтрализовать явно наметившуюся тенденцию «рецептурной» эргономики, таящей в себе опасность ограничения роли творческого анализа в таком сложном и ответственном деле, каким является гуманизация техники и условий труда и быта.

В связи с усиливающейся тенденцией технизации быта специалисты в области эргономики все большее внимание уделяют исследованию человеческих факторов применительно к задачам проектирования, создания и оценки технически сложных изделий культурно-бытового назначения. Однако в этом направлении сделаны только первые шаги.

Такая реабилитация представляет систему государственных, социально-экономических, медицинских, профессиональных, педагогических, психологических и других мероприятий, направленных на возвращение больных и инвалидов в общество и к общественно полезному труду.

Изучение возможностей и особенностей различных категорий инвалидов с целью учета полученных результатов при проектировании оборудования общественных, административных и жилых зданий, а также отдельных помещений, рабочих мест и различных промышленных изделий представляет одно из важных направлений эргономики.

С этой же целью в эргономике изучаются психофизиологические возможности и особенности людей пожилого возраста.

Имея в качестве основного объекта исследования системы СЧМ, эргономика изучает определенные их свойства. Эти свойства получили название человеческих факторов; они представляют собой интегральные характеристики связи человека и машины (технического средства), проявляющиеся в конкретных условиях их взаимодействия при функционировании системы, связанном с достижением конкретных целей.

Из приведенного определения человеческих факторов следует, что они не могут быть сведены к взятым самим по себе характеристикам человека, машины (технического средства), среды.

Естественно, при их выделении и определении используются фундаментальные знания о каждом из этих компонентов системы, имеющиеся и получаемые в соответствующих изучающих их науках.

Из приведенного определения следует также, что характеристики и свойства, фиксируемые в понятии человеческих факторов, представляют собой не отдельные изолированные признаки компонентов СЧМ, а являются ее совокупными, системными качествами.

«Новое качество, возникающее как продукт интеграции, соединения в единое целое многих элементов, дает нечто большее, чем сумма частей, оно отражает некие общие кооперативные свойства данного множества явлений и представляет собой определенность надындивидуальную».

По отношению к свойствам — качествам компонентов СЧМ человеческие факторы представляют собой качества второго порядка, возникающие как результат интеграции, воплощения в единое целое природных качеств, характеризующих среду, предметных качеств, характеризующих машину (техническое средство), функциональных, в том числе и социальных качеств, характеризующих человека.

Эргономику интересуют не все возможные «первичные» качества человека, машины, среды, а лишь те, которые определяются положением и ролью человека в СЧМ — именно поэтому они называются человеческими факторами.

Это не значит, что число таких качеств невелико. По-видимому, наиболее совершенными и эффективными будут такие модели, в которых количество свойств, качеств человека, поставленных в функциональную связь с его положением в системе, с ее природными и предметными качествами, является максимальным.

Именно поэтому для оптимизации деятельности человека и обеспечения эффективности СЧМ недостаточно компетенции отдельных наук, изучающих различные аспекты трудовой деятельности.

Эргономика должна обеспечить определение необходимой и достаточной номенклатуры функциональных связей между компонентами СЧМ, поскольку только в этом случае последняя и может приобрести статус системы, обладающей заданной эффективностью и отвечающей определенным критериям.

Номенклатура функциональных связей должна быть конструктивной (а не бесконечной) и отвечать целому ряду критериев оценки СЧМ, как техническим (стабильность, надежность, помехоустойчивость), так и социально-экономическим.

Конкретно это выражается в том, что эргономика не просто оперирует различными наборами исходных свойств, качеств, показателей (гигиенических, физиологических, психологических, социально-психологических, технических, экологических и пр.), добываемых в соответствующих науках, а трансформирует их в системные качества путем установления между ними необходимого числа функциональных связей.

Человеческие факторы, понимаемые как важнейшие интегральные характеристики СЧМ, представляют собой, таким образом, некоторую суперпозицию исходных показателей, а соответственно и фиксированные (или динамичные) функциональные связи между элементами и компонентами СЧМ.

Поскольку система «человек — машина» представляет собой определенную функциональную структуру, то с эргономической точки зрения человеческие факторы выступают как основные, системообразующие элементы, или таксономические единицы анализа функциональной структуры системы.

Естественно, что функциональная структура СЧМ характеризуется не только человеческими, но и другими факторами: организационными, информационными, территориальными и пр. Поэтому выделение человеческих факторов в качестве единиц анализа, т. е. элементов функциональной структуры системы, разумеется, не исключает выделения в ней таксономических единиц другого рода в зависимости от целей анализа таких систем.

Человеческие факторы не однородны. Их выделение и классификация — достаточно сложная и специальная задача. Важно отметить, что и сами человеческие факторы выступают как структурные образования различной степени сложности. Понимаемые именно таким образом, они представляют собой некоторое временное сочетание сил, способное осуществить определенное достижение.

Такое понимание эргономики и человеческих факторов расходится с распространенным взглядом на эргономику как на комплекс наук о трудовой деятельности или как на своего рода метанауку, интегрирующую другие науки.

Статус эргономики определяется тем, что она оперирует данными, полученными в других науках, трансформирует их, разрабатывая свои исходные представления и средства и преследуя собственные цели и задачи, связанные с организацией и проектированием условий и способов деятельности человека в системе.

Как уже отмечалось, именно деятельность человека служит основанием при выделении необходимых для учета человеческих факторов, при определении функциональных связей между компонентами СЧМ.

Столь же справедливо и то, что наличие подобных функциональных связей представляет собой необходимую основу для организации успешного осуществления деятельности человека в системе. Это означает, что человеческие факторы не даны изначально.

Они представляют собой искомое, то, что может быть найдено лишь на основе предварительного анализа задач СЧМ, функций человека в системе, типа и характера его трудовой деятельности.

Иное дело, что он осуществляется с большим или меньшим профессионализмом, на интуитивном или научном уровне, эмпирически, экспериментально (на соответствующих прототипах, макетах, экспериментальных стендах или реальных устройствах), на основании имеющегося практического опыта.

В результате такого предварительного анализа деятельности определяется номенклатура человеческих факторов, учет которых необходим для эффективного функционирования СЧМ.

Полнота выделенных человеческих факторов и соответственно богатство и полнота потенциальных функциональных связей между компонентами СЧМ, которые удалось установить на этапе проектирования системы, существенно облегчают внедрение указанных систем, в том числе и формулирование требований к профессиональному отбору, обучению персонала, согласованию внешних средств трудовой деятельности и способов ее осуществления и пр.

Правильно выделенная и сконструированная система человеческих факторов во многом определяет проектирование СЧМ, обеспечивая повышение эффективности ее функционирования и способствуя успешному выполнению предписанных ей задач.

Таким образом, деятельность человека представляет собой начало и завершение эргономического исследования, эргономической оценки, эргономического проектирования. Понятие деятельности соответственно служит и теоретической основой приведенной выше трактовки человеческих факторов.

Поэтому в эргономике формируются новые концептуальные схемы деятельности и новые методы ее анализа, что, в свою очередь, стимулирует разработку общей теории трудовой деятельности. В указанном отношении проблематика эргономики перекрещивается с проблематикой праксеологии, которая ставит задачу изучения общих законов всякой деятельности и определения наиболее общих правил ее организации.

На основе марксистского учения о предметной деятельности, ее развитии и формах наметился продуктивный выход эргономических исследований в сферу теории и методологии изучения трудовой деятельности.

Эффективное решение эргономических проблем возможно только при условии, «если синтез общественных и естественных наук будет направляться не по пути механического объединения данных тех или других наук в некую суммированную систему или конгломерат знаний и не по пути их «соподчинения», а станет базироваться на общей теории трудовой деятельности».

Эргономика решает задачи рациональной организации деятельности людей в СЧМ, целесообразного распределения функций между человеком и машиной, определения критериев оптимизации СЧМ с учетом возможностей и особенностей работающего человека (группы людей), разрабатывает типологии таких систем. К числу эргономических относятся проблемы определения методов оценки динамики функционального состояния работающих людей-и оптимальных показателей среды СЧМ.

Определенное представление о содержании эргономических исследований дают систематизация и анализ публикаций в журналах. Реферативный английский журнал «Ergonomics Abstracts» следующим образом классифицирует все работы по эргономике (приводится сокращенно).

1. Работы общего характера.
2. Человек как компонент системы:

1. Перцептивные (входные)-процессы (зрение, слух и т. п.).
2. Центральные процессы (кратковременная и долговременная память, принятие решений, внимание и т. п.).
3. Основные моторные процессы (слежение, двигательные навыки, ручная сноровка и т. п.).
4. Характеристика перцептивно-моторной деятельности и факторы, влияющие на нее.
5. Основные физиологические процессы.
6. Условия работы (статическая и ди-намическая нагрузка).
7. Антропометрические и биомеханические данные.
8. Основные данные физиологии органов чувств и факторы, влияющие их физиологические и биомеханические функции (утомление, стресс и т. п.).

3. Проектирование средств взаимодействия между человеком и машиной:

1. Визуальные, слуховые, кинестетические и тактильные индикаторы.
2. Органы управления и специализированные входные устройства.
3. Планирование рабочего пространства.
4. Конструкция оборудования, инструментов, механизмов и машин, специального защитного снаряжения.
5. Физические факторы среды (освещенность, шум, вибрация, температура, атмосферные условия и т. п.).

4. Проектирование и организация систем:

1. Распределение функций между человеком и машиной.
2. Проектирование и организация работ (темп, рабочие смены и т. п.).
3. Тренировка.
4. Отбор.
5. Мотивация и отношение к работе.

5. Методы исследования и экспериментальная техника в эргономических исследованиях:

1. Методы и приборы измерения, анализа и оценки данных.
2. Программа тренировки, процедуры отбора, тестирование, методики опроса и т. п.
3. Моделирование, в том числе на ЭВМ.
4. Статистическая обработка данных и планирование эксперимента, в том числе с помощью ЭВМ.

В приведенном перечне заложена определенная избыточность информации, обусловленная требованиями информационного поиска.

Эргономика не только изучает, но и проектирует целесообразные варианты конкретных видов человеческой деятельности, связанных с использованием новой техники.

На основе проекта деятельности, разработанного в соответствии с основными целями создаваемой СЧМ, формулируются требования к используемым техническим средствам, которые используются в трудовой деятельности, и одновременно к профессиональному отбору и обучению, а также к техническим средствам подготовки.

При этом не только внешние средства обусловливают способы деятельности, но в соответствии с последними «преобразуются» и внешние средства, в результате чего происходит оптимизация условий, способствующих проявлению трудовой активности человека.

Эргономика при социализме содействует созданию таких условий, орудий и процессов труда и быта, которые позволяют более успешно решать триединую задачу: повышение эффективности деятельности, сохранение здоровья людей и всестороннее развитие личности.

«Уже сейчас, видимо, следует… в разработке технического задания исходить из идеи вторичной, обслуживающей функции машин, и, следовательно, учитывать прежде всего позитивные качества человека как действительного субъекта труда, т. е. то, что составляет не его недостатки, а его преимущества по сравнению с машиной.

На этом пути открываются принципиально новые резервы повышения эффективности труда… В перспективе переход от решения неотложных проблем организации труда, совершенствования имеющейся техники, адаптации человека к сложившимся уже технологическим нормам к проектированию новых видов человеческой деятельности на основе комплексного теоретического исследования потенциальных физических, психических и интеллектуальных возможностей человека, которым уже сейчас занимается эргономика».

Проектирование человеческой деятельности опирается на фундаментальные психологические исследования и моделирование высших психических функций: восприятия, памяти, мышления (образного и понятийного).

Эти функции являются по существу собственными средствами, или психологическими инструментами деятельности. К числу таких ‘средств (способов) деятельности относятся опыт, знания, программы и схемы поведения, навыки оператора, составляющие в совокупности его профессиональный облик.

На основе собственных средств деятельности формируются постоянные и оперативные образно-концептуальные модели, лежащие в основе процесса принятия решения и управляющей деятельности человека, которые подлежат специальному формированию и тренировке.

Работающий человек, использующий арсенал ‘психологических инструментов деятельности, опирается на внешние средства, предоставляемые ему конструкторами машин и систем.

К внешним средствам деятельности относятся информационные модели, реализуемые на устройствах отображения ‘информации (экраны, табло, мнемосхемы, индикаторные приборы или в форме документа), средства математического обеспечения ЭВМ (при решении задач совместно с ЭВМ), и другие вспомогательные средства подготовки решения, органы управления и средства коммуникации. В разных условиях центр тяжести проектирования может приходиться либо на внешние, либо на собственные средства деятельности.

Проектирование конкретных видов человеческой деятельности как в сравнительно простых, так и в сложнейших человеко-машинных комплексах требует проведения самых разнообразных исследований.

Специальные издания в области эргономики насыщены экспериментальными антропометрическими, физиологическими и психологическими исследованиями познавательной и исполнительной деятельности.

Более того, эргономика наложила свой отпечаток на проблематику, теорию и методы исследования в упомянутых областях знания. Получаемые в науках о человеке результаты выполняют сейчас не только функцию иллюстрации и доказательства той или иной теории или гипотезы. Они приобретают и самостоятельное практическое значение.

Грамотное проектирование внешних средств трудовой деятельности и формирование способов ее осуществления требуют не только теоретических знаний о строении человеческой деятельности, но и большого числа количественных данных, относящихся к точности, скорости, устойчивости и оперативности выполнения различных видов деятельности.

Получение таких данных возможно лишь на основе разработки новых методов экспериментального исследования, создания специальных экспериментальных стендов. Их сложность (и стоимость) порой бывает соизмеримой с реальной сложностью технических средств, с которыми приходится иметь дело операторам современных автоматизированных систем управления.

При таком размахе экспериментальных работ и их направленности на решение практических задач особенно велико значение методологических исследований.

Перед эргономикой стоят два класса методологических проблем. Первый связан с тем, что эргономика является областью междисциплинарных исследований.

Поэтому важнейшей задачей является разработка методологических средств для учета и синтеза результатов, полученных в различных областях знаний, на которые опирается эргономика.

Отсюда не следует делать вывод, что эргономика не может успешно развиваться до тех пор, пока не будет решена, например, старая, как мир, проблема взаимоотношений между психическим и физиологическим.

В эргономике данная методологическая проблема ставится в достаточно конкретной форме и приобретает вид проблемы совместимости в одном экспериментальном исследовании как различных методов, так и способов интерпретации получаемых результатов.

Уже сейчас накапливается позитивный опыт психологического изучения различных видов предметной познавательной деятельности с одновременной полиэффекторной регистрацией физиологических функциональных структур и систем, участвующих в реализации этих видов деятельности.

В итоге получаются данные, позволяющие характеризовать не только суммарную эффективность деятельности, например, в режиме обнаружения, информационного поиска или информационной подготовки решения, но также и энергетические затраты участвующих в ее реализации физиологических функциональных систем.

На основании ‘подобного объединения в одной экспериментальной процедуре методов, развитых в различных науках, в частности в психологии и физиологии, появляется возможность делать более реальные прогнозы относительно эффективности и возможных функциональных состояний в проектируемых видах деятельности.

Аналогичным образом накапливается опыт одновременного изучения антропометрических, биомеханических и психологических аспектов исполнительной деятельности, например деятельности в режиме сенсомоторного слежения, оперирования органами управления, в том числе и имеющих две-три степени свободы.

Второй класс методологических проблем, стоящих перед эргономикой, может быть назван внутридисциплинарным. В каждой из наук, на которые опирается и результаты которых использует эргономика, существуют различные методологические подходы, концептуальные схемы и методические приемы изучения и описания одних и тех же явлений.

Иное дело, что при опробовании пригодности тех или иных сложившихся ранее концептуальных схем и методологических подходов для решения эргономических задач возникает необходимость их частичного пересмотра, дополнения, изменения. Разработка проблем методологии и методов исследования способствует построению теории эргономики и тем самым обогащает практику конкретных исследований.