Взаємозв'язок людини й машини

Функції людини на виробництві у зв'язку з механізацією й автоматизацією усе більше зводяться до керування, контролю й програмування.

Людина являє собою одну з ланок системи "людина – машина" (СЛМ). Ця жива ланка системи відрізняється від машинних ланок здатністю до інтеграції й асоціації. Яким б складними не були машини, вони були й залишаються лише знаряддями праці. Під терміном "машина" розуміють усякий технічний пристрій, за допомогою якого здійснюється будь-яка робота.

Розглянемо приклади систем "людина – машина". На рис. 4.1, а і 4.2, б представлено структурні одноконтурні схеми замкнутої системи "людина – машина". Процес регулювання полягає в ряді переходів впливів від однієї ланки до іншої. Стан будь-якої ланки впливає на всі інші та, у свою чергу, залежить від них.

Зв'язки в СЛМ можуть бути більш складними й включати велику кількість ланок (рис. 4.1, в).

Доцільно передати машині такі функції, з якими вона справляється краще, наприклад, прийом, зберігання й переробку інформації. Порівняння функціональних характеристик людини й машини наведене в табл. 4.1.

Рисунок 4.1 – Схеми систем "людина – машина":

а – найпростіша; б – з напівавтоматичним керуванням;

в – на стадії автоматизованого виробництва

Основними завданнями людини є контроль за роботою технічної системи, попередження й виявлення виникаючих несправностей і т.п. У процесі керування визначальне значення має циркуляція й переробка інформації.

Людина в системі "людина – машина" може виконувати різні функції. Вона може виступати в ролі приймача інформації, що надходить у тій або іншій формі від керованого об'єкта; у ролі ретранслятора, що передає інформацію від однієї ланки до іншої; може здійснювати аналіз інформації й приймати рішення; виконувати функцію програмування роботи всієї системи або її частин; здійснювати спостереження й контроль за роботою системи. Людина, як правило, сполучає ряд функцій, виконуючи їх послідовно або одночасно, будучи ланкою системи й суб'єктом керування.

Людина управляє об'єктом. Диспетчер електростанції, машиніст тепловоза, токар і т.д. – у всіх випадках процес керування має загальні риси: всі зміни об'єкта керування реєструються датчиками, перетворюються й подаються до приладів; людина сприймає показання приладів, розшифровує їх, приймає рішення, виконує відповідну дію, посилає керуючий сигнал, що викликає зміну стану керованого об'єкта; новий стан об'єкта викликає зміну показань приладу, що інформує людину про результати її дії; це, в свою чергу, потребує нових дій і т.д.

Таблиця 4.1 – Порівняння функціональних характеристик людини

й машини

Сумісність характеристик людини й виробничого

Середовища

Ціль ергономіки – створення таких умов, які роблять діяльність ефективною й забезпечують комфорт для людини. Інакше кажучи, мова йде про певну сумісність характеристик людини, техніки й виробничого середовища. Виділяють 5 видів сумісності, забезпечення яких гарантує успішне функціонування системи: інформаційна, енергетична, біофізична, просторово-антропометрична, техніко-естетична.

Інформаційна сумісність. У складних системах людина звичайно безпосередньо не управляє технологічним процесом. Найчастіше вона вилучена від місця їхнього виконання на значні відстані. Людина бачить показання приладів, екранів, чує сигнали, що свідчать про хід процесу. Всі ці пристрої називають засобами відображення інформації – ЗВІ. При необхідності оператор користується кнопками, ручками, важелями, вимикачами й іншими органами керування, у сукупності утворюючими сенсомоторне поле. ЗВІ и сенсомоторний пристрій – інформаційна модель машини (комплексу). Через неї людина здійснює керування самими складними системами.

Завдання ергономіки полягає в тому, щоб забезпечити створення такої інформаційної моделі, що відбивала б всі потрібні характеристики машини в цей момент й у той же час дозволяла б людині безпомилково приймати й переробляти інформацію, не перевантажуючи її увагу й пам'ять. Від вирішення завдань ергономіки залежить безпека, точність, якість і продуктивність людини. Інакше кажучи, інформаційна модель повинна відповідати психофізіологічним можливостям людини. У цьому й полягає вимога інформаційної сумісності.

Біофізична сумісністьмає на увазі створення такого навколишнього середовища, що забезпечувало б прийнятну працездатність і нормальний фізіологічний стан людини. Ці завдання стикуються з вимогами охорони праці. Граничні значення для багатьох факторів навколишнього середовища встановлені законодавством, але вони не завжди пов'язані з функціональними завданнями людини, тому при розробці машин з'являється необхідність спеціального дослідження параметрів шуму, вібрації, освітленості, забруднення повітряного середовища й т.д.

Енергетична сумісністьпередбачає узгодження органів керування машини з оптимальними можливостями людини відносно прикладених зусиль, затрачуваної потужності, швидкості й точності рухів. Силові й енергетичні параметри людини мають певні границі. Для приведення в дію сенсомоторных пристроїв (важелів, кнопок, перемикачів і т.п.) можуть знадобитися дуже великі або надзвичайно малі зусилля. І те й інше погано. У першому випадку людина буде стомлюватися, що може привести до небажаних наслідків у керованій системі. У другому випадку можливе зниження точності роботи системи, тому що людина не відчує опір важелів.

Просторово-антропометрична сумісністьприпускає облік розмірів тіла людини, можливості огляду зовнішнього простору, положення людини в процесі роботи. При вирішенні цього завдання визначаються обсяг робочого місця, зони досяжності для кінцівок людини, відстань від оператора до приладового пульта й інших. Деяка складність забезпечення цієї сумісності полягає в тому, що антропометричні показники в людей різні.

Техніко-естетична сумісністьполягає в забезпеченні задоволеності людини від спілкування з машиною, від процесу праці. Всім знайоме позитивне відчуття при користуванні добірно виконаним приладом або пристроєм. Для вирішення численних і надзвичайно важливих техніко-естетичних завдань ергономіка залучає художників, конструкторів, дизайнерів.