Взаимосвязь человека и технической системы

Взаимосвязь человека с технической системой или со средой обитания происходит через информационную модель этой системы.

К сенсорному (чувствительному) полю информационной модели относят комплекс сигналов, который воспринимается человеком непосредственно от системы (шум, вибрация, электромагнитные поля и т.д.) и ряда сигнальных систем (приборов, индикаторов и т.п.).

К сенсомоторному полю относят комплекс сигналов от органов управления (рычагов, ручек, кнопок и т.д.).

При создании техники необходимо определить роль и место человека в системе производства, распределить функции между человеком и машиной, учесть конструктивные особенности оборудования, инструмента, пространственную компоновку рабочих мест, решить вопросы системы защиты машины как в совокупности, так и отдельных ее элементов, а также защиты человека от негативных производственных факторов.

Совместимость человека и системы условно делится на пять видов, обеспечение которых гарантирует успешное функционирование системы.

Биофизическая совместимость человека и системы состоит в достижении разумного компромисса между физиологическим состоянием и работоспособностью человека, с одной стороны, и различными факторами, характеризующими систему с учетом объема, качества выполняемых им задач и продолжительности работы – с другой. Здесь должны быть обоснованы и выбраны номинальные и предельные значения отдельных воздействий на организм человека с целью обеспечения минимальной опасности и максимально возможной производительности.

Энергетическая совместимость предусматривает создание органов управления системы и выбор оператора так, чтобы они гармонировали в отношении затрачиваемой мощности, скорости, точности, оптимальной загрузки конечностей оператора. Это достигается профессиональным отбором, выбором рациональных режимов труда и отдыха.

Пространственно-антропометрическая совместимость человека и машины состоит в учете антропометрических характеристик и некоторых физиологических особенностей человека при создании (организации) рабочего места. Сложность решения данной проблемы состоит в том, что антропометрические данные у всех людей разные.

Технико-эстетическая совместимость состоит в творческой и эстетической удовлетворенности человека от процесса труда как совокупности физических и интеллектуальных сил с элементами творческой направленности.

Информационная совместимость должна соответствовать возможностям человека по приему и переработке всего потока закодированной информации и эффективному приложению управляющих воздействий к системе. Количество информации принято измерять в двоичных знаках – битах. У человека, например, поток информации через зрительный рецептор равен 10⁸… 10 ⁹ бит/с, нервные пути пропускают 2 10⁶ бит/с, до сознания доходит около 50 бит/с, в памяти прочно удерживается 1 бит/с. Объем долговременной памяти человека предположительно составляет 10²¹ бит, а кратковременная память имеет емкость 50 бит. Скорость передачи информации в центральную нервную систему в виде нервных импульсов около 120 м/с.

Получение информации о многих процессах в управляемом объекте во внешней среде – одна из важнейших функций оператора сложных систем. Данные, поступающие по каналам связи от управляемого объекта и внешней среды, отображается на различных устройствах (стрелочные приборы, экраны осциллографов и т.п.), образующих «информационную модель», - непосредственный источник информации для оператора, принимающего решения. Основная трудность управления в таких системах – не только быстро считывать показания приборов, но и быстро (иногда молниеносно) обобщать поступающие данные, мысленно представлять взаимосвязь между показаниями приборов и реальной действительностью. Это значит, что оператор на основании показаний приборов (информационной модели) должен создать в своем сознании внутреннюю модель управляемого объекта и окружающей среды и принять соответствующие решения.