Человеко машинные системы

Человеко-машинная система

Cтраница 1

Человеко-машинные системы относятся к классу эрратических систем.  

Человеко-машинные системы, предназначенные для автоматизированного сбора и обработки информации, называют автоматизированными системами управления.  

Человеко-машинные системы представляют собой важный объект исследований экономич.  

Разработанная человеко-машинная система ( ЧМС) может разными способами использоваться в рамках совершенствования планирования и прогнозирования развития ТЭК БАССР, а также потребления ТЭР в народном хозяйстве Башкирии.  

Человеко-машинные системы принятия решений используются, как правило, в сложных многообъектных многокритериальных задачах. В этих задачах ЛПР оказывается в сложной системе взаимоотношений с независимыми объектами Ft, обладающими собственными критериями и ограничениями. Выше был приведен пример применения модели типа 3 ( СМВРР) к задаче принятия решений в организационной системе. При этом рассматривался случай, когда анализ возможных вариантов доводится до конца ( вопросы первого типа) и ЛПР выбирает наиболее рациональный вариант. В ЧМС принятия решений распространены задачи, в которых ЛПР должен не только получить машинные рекомендации, адекватные конкретному решению набора ситуационных данных, критериям и ограничениям, но также и иметь возможность получить машинные рекомендации при изменении условий ( например, при необходимости ответа на вопрос типа, а что будет, если. Задачи такого рода, целесообразно решать в диалоговом режиме пользователя с ЭВМ.  

Человеко-машинная система решения задач обработки данных, ориентированная на непрофессиональных пользователей ЭВМ.  

Являясь человеко-машинной системой, в рамках которой реализуется информационная модель, формализующая процессы обработки данных в условиях новой технологии, АИТ замыкает через себя прямые и обратные информационные связи между объектом управления ( ОУ) и аппаратом управления ( АУ), а также вюдит в систему и выводит из нее потоки внешних информационных связей.  

Рассматриваемая человеко-машинная система не только включает алгоритмы АСБС и АОС, их информационное и программное обеспечение, но и выполняет ряд других функций, связанных с обеспечением процесса формирования таких структур и работы с ними. Среди подобных функций выделим выдачу разного рода справочной и расчетной информации пользователям по их запросам.  

Разработка человеко-машинных систем, реализующих выработку решений, в значительной мере связана с изучением и использованием присущих человеку неопределенностей в представлении, оценке, выборе и обучении.  

КПД человеко-машинной системы зависит и от производительности ( эффективности) технической системы ( в данном случае — крана), и от квалификации ( обучение опыт) оператора.  

Вид человеко-машинной системы, в структуре которой произошел несчастный случай: 1-человек — инструмент; 2 — ЧМС с одним оператором; 3 — ЧМС с группой операторов; 4-человек-человек; 5 — человек — технологический процесс; 6 — человек — объемно-пространственная среда; 7 — другие системы.  

Банки человеко-машинных систем подразделяют по характеру использования данных на индивидуальные, коллективные, долговременные и оперативные. Каждый проектировщик создает для себя индивидуальный банк в поле памяти ЭВМ, которое в начале работы отводит ему система. К индивидуальному банку имеют доступ проектировщик и его руководитель.

Материалы, необходимые другим проектировщикам, передаются в коллективный банк группы, а затем, если потребуется, в коллективные банки других групп, межгрупповые банки или системный банк. Каждому индивидуальному и коллективному банку сопутствует каталог шифров проектировщиков, которым разрешен доступ к информации банка.  

В человеко-машинной системе, к которой могут быть отнесены нефтеперерабатывающие и нефтехимические производства, человек является субъектом, а машина — объектом управления. Таким образом, управление производством — это управление работниками или коллективами, которые в самом производстве управляют средствами производства.  

Система «человек-машина-среда» (ЧМС). Факторы, формирующие условия труда в сельскохозяйственном производстве

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 70Следующая ⇒

Трудовой процесс в сельскохозяйственном производстве реализуется системой «человек-машина-среда» (ЧМС), т. е. работающим (человеком) посредством предмета труда (машины) в условиях определенной среды.

Система «человек-машина-среда» – это совокупность элементов трудового процесса в которой:

‑ человек представляет собой оператора или группу операторов, управляющих машиной;

‑ машина – совокупность технических средств, используемых человеком в процессе труда;

‑ среда – совокупность факторов внешней среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда (т.

е. это условия труда).

Оператором называют человека, осуществляющего трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой через посредство информационной модели и органов управления.

Изучением системы ЧМС занимается наука – эргономика (греч. Ergon – работа, Nomos – закон). Эргономика занимается комплексным изучением и проектированием трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда, а также профессионального мастерства.

Эргономика включает в себя такие понятия, как антропометрия, биомеханика, гигиена труда, физиология труда, техническая эстетика, психология труда, инженерная психология.

Главной ее задачей является создание таких условий работы для человека, которые бы способствовали сохранению здоровья, повышению эффективности труда и снижению утомляемости.

Для того чтобы исключить возможность травмирования и профессиональных заболеваний, а также повысить работоспособность оператора рассматриваемая система ЧМС должна быть надежной. В целом надежность системы определяется надежностью каждого из компонентов. Ведущая роль здесь принадлежит человеческому фактору, т.е. совокупности свойств человека-оператора, влияющих на эффективность всей-системы.

При выполнении одинаковых операций не всегда затрачивается адекватное количество энергии в единицу времени. Это объясняется различной интенсивностью (напряженностью) труда работающих, которая пропорциональна количеству труда, т. е. количеству жизненной энергии, израсходованной в единицу времени.

Надежность оператора – его свойство, характеризующее способность безотказно выполнять работу в течение определенного интервала времени при заданных условиях. Надежность оператора зависит от приспособленности машин и технологий к психофизическим возможностям человека.

Работоспособность оператора – его свойство, определяемое состоянием физиологических и психических функций и характеризующее способность выполнять определенную деятельность с требуемым качеством и в течение требуемого интервала времени.

Отказ оператора – невыполнение им предписанных действий или ухудшение качества их выполнения ниже предельно необходимого для достижения цели деятельности.

С учетом возможности адаптации организма к производственным условиям введено нормирование факторов, характеризующих условия труда.

Напряженность оператора – состояние, определяемое качественным своеобразием и интенсивностью физиологических и психических процессов, обеспечивающих выполнение работы.

Эмоциональная напряженность оператора – состояние, обусловленное его мотивацией и субъективной оценкой результатов и сложности деятельности.

Нервно-психическое напряжение – состояние оператора, определяемое напряженностью органов чувств, вниманием, усилием воли. На него влияют выдержка, осторожность, самостоятельность, ответственность и др. Зависимость интенсивности труда от нервно-психического напряжения выражается двумя показателями: степенью загрузки того или иного фактора (органов чувств, внимания и др.) при выполнении работы и долей рабочего дня, приходящейся на оперативную работу.

В процессе труда на человека воздействует множество разнообразных факторов производственной среды, которые в совокупности определяют то или иное состояние условий труда. Производственные факторы подразделяются на технические, эргономические, санитарно-гигиенические, организационные, психофизиологические, социально-бытовые, природно-климатические, экономические.

Технические факторы, отражают уровень автоматизации и механизации производственных процессов; наиболее полное использование оборудования и рациональную организацию рабочего места; применение управляющей техники (дистанционное управление оборудованием); наличие и исправность коллективных средств защиты (блокировки, тормозные устройства световая и звуковая сигнализация, защищенность опасных зон.

Опасные зоны имеют место вокруг передач (шестеренчатых, ременных, цепных и др.), абразивного круга, дисковой плиты, трактора со стогометателем, грузоподъемных машин, режущих машин, движущихся машинно-тракторных агрегатов, мобильных сельскохозяйственных машин и др. К особо опасным относятся зоны, где возможен захват одежды или волос, открытые движущиеся и вращающиеся детали, заготовки и т.д.

Размер опасных зон зависит от скорости деталей (заготовок), а также движущихся частей и рабочих органов машин и механизмов и др.

Эргономические факторы характеризуют установление соответствия скоростных, энергетических, зрительных и других физиологических возможностей человека в рассматриваемом технологическом процессе; введение рациональных режимов труда и отдыха, сокращение объема информации, снижение нервно-эмоциональных напряжений и физиологических нагрузок; профессиональный отбор. Это касается скоростных параметров техники, объема поступающей от рабочих органов информации, уровня организации рабочего места, удобства расположения органов управления и индикации, конструкции сиденья оператора, обзорности рабочей зоны и т.д.

Эстетические факторы отображают соответствие эстетических потребностей человека и реализуемых в художественно-конструкторских решениях рабочих мест (орудий труда) и производственной среды.

Санитарно-гигиенические факторы показывают состояние производственной санитарии на рабочих местах (качество воздушной среды, уровень вредных веществ и излучений, шума, вибраций, состояние освещения и др.). Они должны соответствовать требованиям ГОСТов, ССБТ и т.д.

Организационные факторы, характеризуют режим труда и отдыха на предприятии; дисциплину и форму организации труда, обеспеченность рабочих спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты (СИЗ); состояние контроля за трудовым процессом и, в частности, за охраной труда; качество профессиональной подготовки работающих; качество профессиональной подготовки работающих и др.

Психофизиологические факторы отражают напряженность и тяжесть труда, морально-психологический климат в коллективе, взаимоотношения работающих друг с другом и др.

Социально-бытовые факторы включают общую культуру производства, порядок и чистоту на рабочих местах, озеленение территории, обеспеченность санитарно-бытовыми помещениями (гардеробные, душевые, помещения для сушки, туалетные комнаты и т.д.), столовыми, медпунктами и др.

Природно-климатические факторы, – это географические и метеорологические особенности местности (высота над уровнем моря, рельеф местности, частота и вид осадков, температура, влажность, ионизация и подвижность воздуха, атмосферное давление и др.).

Экономические факторы включают в себя повышение технической вооруженности труда: наиболее полное использование оборудования, рациональную организацию рабочего места, выбор оптимальной технологии, устранение и уменьшение ненужных затрат рабочего времени, строгая регламентация темпа и ритма работы.

Условия труда зависят от того или иного сочетания производственных факторов и, в свою очередь, влияют на производительность и результаты труда, на состояние здоровья работающих. Благоприятные условия улучшают общее самочувствие, настроение человека, создают предпосылки для высокой производительности, и, наоборот, плохие условия снижают интенсивность и качество труда, способствуют возникновению производственного травматизма и заболеваний. Создание здоровых и безопасных условий труда – главная задача администрации предприятия, нанимателя.

Хотя такую систему можно обозначить формально, с помощью математических символов и теории систем , мы будем использовать неформальное словесное определение. Человеко- машинная система — это совокупность людей и машин, взаимодействующих в рамках некоторого окружения ради достижения комплекса целей. Специалист по человеческим факторам пытается оптимизировать взаимодействие между человеческими и машинными элементами данной системы, учитывая в то же

1. Схематическое представление человеко-машинной системы.

время окружающую обстановку. Схематически система человек— машина показана на рис. 3.1. Правая половина схемы представляет подсистему машины, какой она выглядит для специалиста по человеческим факторам. Визуальные и другие средства отображения показывают состояние машинного оборудования в форме, доступной для человеческого понимания. Органы управления позволяют человеку-оператору вносить изменения в состояние оборудования. Эти два блока представляют важнейшие эргономические аспекты машины, а вое остальное объединяется в отдельный блок, обозначенный «состояние оборудования». Инженеры, конструирующие это оборудование, тратят месяцы, упорядочивая более детальные подсистемы, которые непосредственно не представлены на рис. 3.1. С их точки зрения, такая схематизация означает грубое упрощение подсистемы машины, и представлять всю их работу единственным блоком — почти оскорбление. Однако подобная схематизация не означает, что специалист по человеческим факторам недооценивает важность работы конструктора. Она не означает, что дальнейшая детализация машины — выделение редукторов и передач, интегральных схем и цифровой логики — несущественна. Однако специалист по человеческим факторам должен задать характеристики средств отображения и органов управления, отвечающие психофизиологическим характеристикам человека, а также оказывать помощь инженерным группам в обеспечении совместимости динамики системы с возможностями человека.

За реализацию этих характеристик ответственны другие, и специалиста по человеческим факторам не особенно заботит, каким образом обеспечивается, например, необходимая задержка по времени — за счет разделения работы или посредством инерционного звена.

Подсистема человека представлена левой стороной рис. 3.1. Информация воспринимается со средств отображения и обрабатывается, после чего принимаются решения. На основании этих решений формируются управляющие воздействия на органы управления. Конечно, рис. 3.1 не является адекватным представлением человека: ничто в нем не показывает непосредственно работу мозга и центральной нервной системы. Но хотя мозг и является очень важным органом человека, специалисту по человеческим факторам не нужно знать, что происходит в отдельных нейронах, чтобы оптимизировать систему. Те части системы человек — машина, которые наиболее важны для понимания человеческих факторов, данная схема освещает достаточно хорошо, но в ней пренебрегается другими важными аспектами как машин, так и людей, менее существенными в рассматриваемом контексте.

Вероятно, наиболее важная часть рис.

3.1—это вертикальные линии, разделяющие подсистему «машина» и подсистему «человек». Эти линии образуют область взаимодействия между человеком и машиной. Информация проходит через эту область в обоих направлениях: от машины к человеку и от человека к машине. Таким образом, рис. 3.1 представляет собой замкнутый контур, ибо, начав путь в любом пункте системы и пройдя его в одном направлении, неизбежно возвращаешься в исходную точку.

Информационная технология, как человеко-машинный комплекс (ЧМК).

Автоматизированные информационные системы (АИС) представляют собой сложные ЧМК, основным компонентом которых является пользователь (человек), методы управления и комплекс аппаратно-программных средств (КАПС) обработки и передачи информации.

В зависимости от того, как человек получает информацию, возможны следующие режимы взаимодействия пользователя с системой (АИС):

— Терминальный режим: пользователь интерактивно работает непосредственно с АИС, формулирует запросы к ней, получает ответы и использует их в процессах принятия решений.

— Режим клерка: пользователь работает с системой, когда осуществляется не прямой доступ к её вычислительным ресурсам.

— Режим посредника: пользователь использует систему через посредников, которые получив запросы, формализуют их и с помощью АИС производят анализ проблемы, фильтруют выдаваемые результаты.

— Режим «на подпись»: пользователь получает стандартные, часто повторяющиеся, сообщения, которые автоматически, без специального запроса генерируются АИС.

Традиционно, при создании АИС как ЧМК, рассматривается лишь техническая сторона вопроса, а пользователь остаётся без внимания, поэтому человеческому фактору необходимо уделить особое внимание в АИС, с точки зрения эргономики и инженерной психологии.

Кибернетические принципы построения АИС:

1. Необходимость знания цели выполнения.

2. Наличие альтернативных путей достижения цели.

3. Требование максимальной простоты структуры, с минимальным количеством уровней иерархии и количеством циклов.

4. Способность изменения параметров структуры АИС, и её законов функционирования.

Note:Эргономика предъявляет определённые требования к качеству и количеству информации, представляемой пользователям. Информация должна быть наглядной и подаваться в объёме, пригодном для восприятия человеком и в те периоды времени, когда в этом есть необходимость.

Основные задачи инженерной психологии при разработке АИС состоят в следующем:


1. Анализ функций пользователей, изучение структуры и видов деятельности пользователей.

2. Изучение процессов приёма, восприятия и преобразования информации пользователем.

3. Разработка принципов построения АИС.

4. Изучение влияния психологических факторов на эффективность функционирования АИС.

5. Инженерно-психологическое проектирование АИС.

6. Разработка принципов и методов профессиональной подготовки сотрудников к работе с АИС в новых условиях.

Note: инженерная психология должна ответить на 3 вопроса:

Что может и не может делать пользователь, какова его роль в системе?

2. Какие функции пользователь должен выполнять самостоятельно, какие с помощью ЭВМ, а какие полностью должны быть переданы ЭВМ?

3. Как обеспечить необходимую эффективность и надёжность работы пользования.

Функции человека:

— Сбор, анализ и оценка поступающей информации.

— Принятие управленческих решений.

— Реализация и контроль за исполнением принятого решения.

— Управление во внештатных ситуациях и при отказах.

— Обеспечение адаптивности, путём модернизации системы.

— Совершенствование системы на основе прогнозирования.

Функции ЭВМ:

— Обеспечение высокого быстродействия и точности обработки информации, и производства вычислений.

— Хранение исходной и промежуточной информации, до получения конечной информации.

— Более быстрое и качественное выполнение монотонных (однообразных) операций.

— Сохранение высокой работоспособности в течении длительного времени.

В целом ЧМК, включающий человеческий фактор и комплекс аппаратно-программных средств обработки и передачи информации, выполненный в виде АИС, объединяет достоинства и возможности как пользователей, так и вычислительной техники (симбиоз).

В эволюции различных соотношении между эффективностью работы пользователя, предельными возможностями его организма и эмоционально-волевым напряжением можно выделить семь этапов:

1. Этап врабатываемости, при котором увеличивается уровень предельных возможностей организма, и нарастает эффективность работы.

2. Этап оптимального уровня предела возможностей организма, при котором эффективность работы и волевые усилия стабильны.

3. Этап лёгкого утомления: при котором уровень предельных возможностей организма несколько снижается, однако усилием воли эффективность работы сохраняется прежней.

4. Этап сильного утомления: при котором уровень предельных возможностей организма падает, волевое напряжение непрерывно изменяется, в результате чего нарушается стабильность эффективности работы.

5. Этап переутомления: при котором эффективность работы пользователя может быть поддержана на требуемом уровне лишь при значительном волевом усилии.

6. Этап прогрессивного снижения эффективности работы: при котором уровень предельных возможностей организма всё-же выше уровня эффективности.

7. Этап невозможности дальнейшей работы.

Классификация информационных технологий по выполняемым функциям и уровню автоматизации.

По признаку уровней информатизации, функциям и автоматизации существуют 3 класса АИС:

— Информационно-справочные АИС.

Позволяют производить учёт информации (учётные АИС), устанавливать её количественные характеристики (статистические), отражать изменения в состоянии отдельных процессов (следящие). Учётные – являются исходной базой создания статистических АИС, а статистические – являются исходной базой следящих. Каждый вышестоящий подкласс решает задачи предыдущего класса, и ряд специфических задач своего класса.

Функции ПЭВМ в этом классе: сбор, обработка и группировка информации, накопления, обновления и выдачи данных по запросам пользователей.

Функции пользователей в этом классе: анализ получаемой информации, выработка возможных альтернатив, их оценка и отбор наиболее эффективных, а так же принятие управленческих решений.

— Информационно-аналитические АИС.

Обеспечивают подготовку диагнозов (диагностические), прогноза (прогнозирующие), или варианта решения (советующие).

Каждый последующий подкласс основан на предыдущем и решает его задачи.

Функции ПЭВМ: выполняет все функции информационно-справочных АИС, и ряд дополнительных: выработку альтернатив, их сравнительную оценку и выдачу предложений и рекомендаций по управлению протекающими процессами.

Функции пользователя: выбор одной из альтернатив, и принятие окончательного решения по управлению субъектом культуры.

Лекция 4.

— Информационно-решающий АИС.

Подразделяются на 2 подкласса:

— планирующие (подготовка перспективных и оперативных планов).

— информационно-решающие (в структуру входят самонастраивающиеся, самообучающиеся логи, которые определяют выбор режима и функционирование системы).

Функции ПЭВМ в этом классе: выполняют функции предыдущего класса, и дополнительно осуществляют принятие решений, и их исполнение в ряду часто повторяющихся, типовых ситуаций, обеспечивают контроль за выполнением решений.

Функции пользователя: формулировка целевых и критериальных функций, а так же принятию решений в нетривиальных ситуациях.

Работа таких систем происходит в диалоговом режиме, примерно 90% задач решаются оптимизационными способами.

Добавить комментарий

Закрыть меню