Крушельницька Я. В. Фізіологія і психологія праці (2000)

Характерною особливістю науково-технічного прогресу на сучасному етапі є створення автоматизованих систем управління на основі впровадження електронно-обчислювальної техніки, наслідками чого є:

● збільшення кількості об’єктів і їх параметрів, якими необхідно управляти;

● розвиток системи дистанційного управління об’єктами, про динаміку яких судять на основі сприйнятих сигналів від засобів відображення інформації;

● ускладнення і збільшення швидкості перебігу виробничих процесів;

● зміни в умовах праці;

● зміни в структурі і характері трудової діяльності, поява професії оператора, основними функціями якого є управління, налагодження і контроль роботи різноманітних автоматизованих систем;

● створення різних типів систем «людина-машина», функціонування яких залежить від взаємодії технічних пристроїв і діяльності людини в єдиному контурі регулювання.

Під системою «людина—машина» розуміють систему, яка включає людину-оператора (групу операторів) і сукупність технічних засобів, за допомогою яких здійснюється трудова діяльність. За структурою машинного компонента системи «людина-машина» можуть бути різного рівня складності [18]:

● інструментальні системи «людина—машина», в яких технічними пристроями є інструменти і прилади;

● прості системи «людина—машина», які включають стаціонарні і нестаціонарні технічні пристрої і людину, що використовує ці пристрої;

● складні системи «людина—машина», в яких людина управляє сукупністю технологічно взаємопов’язаних, але різних за функціональним призначенням апаратів, пристроїв і машин. Керування технологічним процесом забезпечується локальними системами автоматичного управління;

● система «людина—машина» у вигляді системотехнічних комплексів. Це складні системи, в яких людина взаємодіє не тільки з технічними пристроями, але й іншими людьми. Системотехнічні комплекси можна подати як ієрархію більш простих людино-машинних систем.

За типом взаємодії людини і машини виділяються системи неперервної та епізодичної взаємодії.

Незалежно від рівня автоматизації системи «людина—машина» основною ланкою є людина, яка ставить мету, планує, направляє і контролює весь процес її функціонування.

Особливості діяльності оператора такі:

● керування великою кількістю об’єктів і параметрів, що зумовлює значні навантаження на нервово-психічні функції;

● сприймання, переробка інформації і прийняття рішень є суттю діяльності;

● необхідність декодування інформації, отриманої в закодованому вигляді від приладів, і співвіднесення її зі станом реального процесу або об’єкта;

● висока точність дій і швидкість прийняття рішень та здійснення управлінських функцій;

● висока відповідальність за дії і прийняті рішення;

● висока готовність до екстрених дій;

● обмежена рухова активність, незначні м’язові навантаження;

● сенсорна монотонія або політонія;

● сенсорні, емоційні та інтелектуальні перенавантаження.

Ефективність роботи оператора, як і всієї системи в цілому, залежить від раціонального розподілу функцій між людиною і машиною, виходячи з врахування їх переваг і обмежень.

В одних випадках можливості людини набагато більші, ніж у машини, в інших, навпаки, машина має переваги над людиною. Так, людина здатна працювати в несподіваних ситуаціях, їй властива висока гнучкість і адаптивність до мінливих зовнішніх впливів, може працювати по багатьох програмах. Для машини неможливо запрограмувати всі випадковості; їй властиві мала гнучкість і висока ціна багатоваріантної роботи. Людина здатна створити повне уявлення про події, явища за неповної інформації. У машини така можливість обмежена. Людина має великі можливості для вибору способів дії, може швидко використовувати резерви, виправляти помилки. У машини ці можливості обмежені. В той же час у людини обмежена «пропускна здатність» щодо сприймання і переробки інформації. У машини — навпаки. У людини зменшується працездатність внаслідок розвитку втоми, розсіюється увага, з’являється різні емоційні стани і переживання. Машина має практично постійну роботоздатність. Людина порівняно повільно і неточно виконує обчислювальні операції, в той час як для машини характерні висока швидкість і точність обчислень. В зв’язку з цим необхідна автоматизація тих функцій, які можуть бути виконані без участі людини. За людиною залишаються функції щодо прийняття рішень, що і зумовлює більшу ефективність праці людини порівняно з роботою автоматичних пристроїв. Мислячий оператор посідає центральне місце у великих системах управління.

До взаємодії людини і технічних засобів ставляться підвищені вимоги, що вимагає пристосування техніки до людини (конструювання машин з врахуванням людських можливостей) і людини до машини (добір і підготовка спеціалістів).

Зазначені особливості операторської праці дозволяють виділити її в специфічний вид професійної діяльності, основні етапи якої такі.

— Сприймання інформації щодо об’єктів керування та навколишнього середовища, яка важлива для розв’язання завдань, поставлених перед системою «людина-машина». Для цього оператор повинен помітити сигнали, виділити з їх сукупності найбільш важливі та розшифрувати. Внаслідок цих дій у оператора формується попереднє уявлення про стан керованого об’єкта. Якість сприймання інформації залежить від типу і кількості індикаторів, організації інформаційного поля, характеристик інформації.

— Оцінка і переробка інформації. На цьому етапі порівнюються задані і реальні режими роботи системи, здійснюється аналіз та узагальнення інформації, виділяються критичні об’єкти і ситуації. На основі вже відомих критеріїв важливості і терміновості встановлюється черговість обробки інформації. На оцінку і переробку інформації впливають спосіб кодування, обсяг і динаміка змін в системі, а також відповідність обсягів інформації можливостям пам’яті і мислення оператора.

— Прийняття рішення про необхідні дії на основі проведеного аналізу та оцінки інформації, а також на основі інших відомостей про мету і умови роботи системи, можливі способи дії, наслідки правильних і неправильних рішень. Ефективність прийнятого рішення залежить від типу задачі, складності логічних умов, алгоритму та кількості можливих варіантів рішення.

— Реалізація прийнятого рішення шляхом виконання певних дій або видачі відповідних розпоряджень. На цьому етапі окремими діями є перекодування прийнятого рішення в машинний код, пошук потрібного органу керування і маніпуляції з ним тощо. Виконання рухів залежить від кількості органів керування, їх типу і способів розміщення.

На кожному етапі необхідний контроль власних дій, який може бути інструментальним або візуальним, що забезпечує надійність роботи оператора.

Перші два етапи називають отриманням інформації, інші два — її реалізацією.

Отримання інформації відбувається через сприймання оператором інформаційної моделі об’єкта керування, тобто різних носіїв інформації. Після декодування сприйнятих сигналів формується логічне знання про керований процес, яке називають концептуальною моделлю. Концептуальна модель дає можливість операторові поєднувати в єдине ціле окремі частини керованого процесу і на основі прийнятого рішення здійснити ефективні керівні дії, тобто реалізувати отриману інформацію.

Незважаючи на загальні риси діяльності оператора, можна виділити окремі види операторської праці, для яких характерні свої особливості.

● Оператор-технолог безпосередньо включений в технологічний процес. Працює переважно в режимі негайного обслуговування, тобто слідкує, контролює і регулює технологічний процес з метою підтримання його в заданих межах. Переважаючими є керівні дії, виконання яких регламентується інструкціями. Останні містять повний набір ситуацій і рішень. До цього типу відносяться оператори технологічних ліній, оператори по прийняттю і переробці інформації.

● Оператор-спостерігач (контролер, диспетчер). В його діяльності важливе значення мають інформаційні та концептуальні моделі, а також процеси прийняття рішень. Керівні дії дещо простіші. Може працювати в режимі відкладеного обслуговування. Сюди належать оператори радіолокаційних станцій, диспетчери на різних видах транспорту.

● Оператор-дослідник в значно більшій мірі використовує понятійний апарат мислення і досвід, закладені в концептуальну модель. Органи керування мають менше значення, а інформаційні моделі, навпаки, велике. Сюди належать користувачі обчислювальних систем, дешифрувальники різних об’єктів.

● Оператор-маніпулятор, в діяльності якого велике значення має сенсомоторна координація і моторні (рухові) навички. Механізми моторної діяльності основні, хоча використовується і апарат понятійного та образного мислення. Функціями оператора-маніпулятора є керування роботами, машинами, транспортними засобами і т. ін.;

● Оператор-керівник. Головну роль в діяльності відіграють інтелектуальні процеси. Належать організатори, керівники різних рівнів, особи, які приймають відповідальні рішення в людино-машинних комплексах і володіють знаннями, досвідом, інтуїцією.

Залежно від переважання того чи іншого психічного процесу в роботі оператора можна виділити такі види діяльності:

● сенсорно-перцептивну;

● моторну;

● інтелектуальну.

У сенсорно-перцептивній діяльності центр ваги припадає на отримання інформації і її первинну оцінку. Основне завдання вирішується в сфері сприймання, а виконавські дії прості.

Для моторної діяльності характерна висока питома вага виконавських дій, в той час як сприймання інформації і прийняття рішення підпорядковані цій основній задачі.

Діяльність інтелектуального типу характеризується тим, що на перший план виступають функції прийняття рішень, логічної переробки інформації, обчислення.

Ефективність роботи оператора залежить від режиму, в якому вона протікає. Розрізняють мінімальний, оптимальний і екстремальний режими роботи:

Мінімальний режим роботи оператора має місце при керуванні нормально працюючою високоавтоматизованою системою. Недовантаженість інформацією, комфортні умови, монотонність призводять до втрати пильності, гіпнотичних станів оператора, що може бути причиною несвоєчасних дій на аварійні сигнали, виникнення аварій, катастроф.

Оптимальний режим роботи характеризується комфортними умовами і нормальною роботою автоматичних пристроїв. Людина слідкує за станом системи, коригує ті параметри, які виходять за межі норми. Основне значення мають набуті навички, звичний темп. Робота виконується без значних нервово-психічних затрат.

Екстремальний режим роботи відзначається різко підвищеними вимогами до інтелектуальної та емоційно-вольової сфери людини. Робота в складних, відповідальних і несподіваних ситуаціях вимагає вміння швидко аналізувати обстановку і за короткий час прийняти та реалізувати рішення. Оператору часто потрібна мужність, заснована на почуттях обов’язку і відповідальності за свої дії. У цьому режимі має місце дискомфорт, а нервові перенавантаження можуть призвести до перевтоми, нервового виснаження і зриву діяльності.

Для ефективного функціонування системи «людина—машина» особливо велике значення має така властивість оператора, як надійність. Під надійністю розуміють здатність людини виконувати задані функції своєчасно і з необхідною точністю за умови можливих перешкод. Надійність оператора залежить від:

● конструктивних характеристик технічних засобів;

● професійної підготовки;

● індивідуальних особливостей працівника.

Так, з основними властивостями нервової системи пов’язані такі показники надійності оператора, як витривалість, в тому числі витривалість до екстреного напруження і перенапруження, стійкість до перешкод, реакція на непередбачені сигнали, стійкість до факторів зовнішнього середовища.

Причиною зниження надійності оператора є перевантаження інформацією, що може призвести до її пропусків, помилок в обробці, затримки відповіді тощо.

Підвищенню надійності сприяє самоконтроль, який дозволяє своєчасно попередити або знайти допущені помилки в процесі виконання роботи.

Всі помилкові дії оператора поділяються на закономірні і випадкові.

До закономірних відносяться ті помилки, причини яких можуть бути виявлені, проаналізовані і ліквідовані. Причини випадкових помилок невідомі, вони носять стохастичний характер.

Основні характеристики надійної роботи оператора такі:

— безпомилковість;

— витривалість;

— готовність до екстреної роботи;

— стійкість до перешкод;

— емоційна стійкість;

— відновлення працездатності під час відпочинку;

— багатоваріантність способів і прийомів роботи;

— гнучкість і здатність своєчасно змінювати стратегію дій;

— швидкість прийняття і виконання рішення.

Коефіцієнт надійності діяльності оператора визначається за формулою

де tн — час, протягом якого оператор не зайнятий обробкою інформації, що надходить, хв; Тзм — тривалість робочої зміни, хв.

Зауважимо, що Кз ≤ 0,75, оскільки близько 25% робочого часу становить час відпочинку оператора.

Робота оператора характеризується також періодом зайнятості, під яким розуміють час безперервної роботи (без пауз).

Цей час не повинен перевищувати 15 хв.

Рівень автоматизації системи «людина—машина» характеризується відносною кількістю інформації, переробленої автоматичними пристроями.

Показник обробки інформації автоматичними пристроями

В операторській діяльності кожен момент роботи підпорядкований і обумовлений інформацією, яка надходить, про стан керованого об’єкта, що викликає виключно велике психічне та емоційне напруження.

Напруження в роботі оператора може бути операційним та емоційним. Операційне напруження виникає внаслідок складності виконуваної роботи; емоційне — внаслідок впливу негативних емоційних подразників.

За рівнем напруження розрізняють:

● помірне напруження, або нормальний робочий стан, який виникає під впливом праці. Воно супроводжується помірними зрушеннями фізіологічних функцій і виявляється в доброму самопочутті, стабільному виконанні роботи;

● підвищене напруження виникає в екстремальних умовах роботи, які вимагають максимального, за межами норми, напруження фізіологічних і психічних функцій.

Напруження оператора в екстремальних умовах виявляється в зміні показників роботи вегетативних органів, опорно-рухового апарату, біохімічних реакціях. Динаміку напружених станів добре відбиває частота пульсу, артеріальний кров’яний тиск, частота дихань, температура тіла і т. п.

Так, під час підвищеної уваги, очікування якоїсь події, хвилювання частота пульсу у оператора може досягати 170…180 ударів за хвилину, артеріальний систолічний тиск — 180…190 мм рт. ст. Емоційне напруження, викликане дефіцитом часу, труднощами виконання завдання, перешкодами, супроводжується збільшенням частоти дихань до 40…60 за хвилину при зменшенні їх глибини та скороченні фази видиху. Під час таких станів порушуються силові рефлекси на подразники, плавні рухи стають різкими.

В емоційних станах оператора розрізняють емоційне напруження та емоційне збудження.

Емоційне напруження характеризується активізацією різних функцій організму в зв’язку з виконанням активної цілеспрямованої діяльності, або підготовкою до неї, з очікуванням якоїсь небезпеки.

Емоційне збудження — це такий стан, який характеризується активацією різних функцій організму, підвищенням готовності до різних несподіваних дій у відповідь на емоціогенні фактори, переважно не пов’язані з певними цілеспрямованими діями.

В емоційному напруженні особливо велике значення має психічна компонента. Саме психічне напруження супроводжується мобілізацією нервово-психічної діяльності, спрямованої на підтримання тонусу організму, забезпечення оперативної готовності до нормального виконання трудового процесу в конкретних умовах. У стані емоційного напруження в поведінці людини з’являється пильність, дії стають чіткими, прискорюються процеси мислення, сприймання інформації, скорочується час реакцій, підвищується працездатність. Емоційне напруження, таким чином, забезпечує адаптацію людини до зовнішнього середовища. Разом з тим механізм емоційної стимуляції має свої межі, перевищення яких супроводжується порушенням психічної діяльності. Перевищення цієї межі спричиняє стрес, який характеризується тимчасовим зниженням стійкості різних психічних функцій, координації рухів, працездатності.

Поведінка оператора в екстремальних умовах є проявом і результатом психологічної готовності до діяльності. Розрізняють загальну і ситуативну (як стан) готовність.

Загальна готовність являє собою раніше набуті знання, навички, вміння, мотиви щодо виконання певної діяльності.

Тимчасовий стан готовності — це актуалізація всіх сил, психологічних можливостей для успішних дій в даний момент.

Готовність до успішних дій в екстремальних ситуаціях залежить від особистісних властивостей оператора, рівня його підготовки і повноти інформації про стан керованого об’єкта.

Емоційне напруження оператора після виконання особливо відповідальної роботи супроводжується психічним виснаженням (функціональною астенією) різного ступеня. Відмічаються слабкість процесів збудження (недостатня рухливість, пасивність, сповільнення мислення) або гальмування (помірно виражена рухова суєтність, неглибокий аналіз і оцінка подій). Такий стан може тривати протягом 1…3 год (рідше добу), після чого з’являються головні болі, стомленість, апатія, неглибокий сон. Відмічаються погіршення пам’яті, сприймання. Тривалі і сильні емоційні напруження оператора негативно впливають на його діяльність, часто призводять до нервово-емоційних зривів.

Основними напрямками зменшення емоційного напруження і підвищення надійності роботи оператора є науково обгрунтований професійний відбір і тренування, врахування і погодження особливостей конструкцій машин з можливостями людини при проектуванні людино-машинних систем; раціональна організація робочого місця.