2.1. Деятельность человека в системах управления техникой

2.1. Деятельность человека в системах управления техникой

Проблема устойчивости, надежности деятельности человека-оператора в условиях воздействия экстремальных факторов и развития психологического (профессионального) стресса привлекла к себе повышенное внимание и приобрела определенные очертания как самостоятельная область исследований в связи с развитием техники, систем автоматизированного управления производством и, особенно, компьютеризацией всех сфер деятельности.

Известно, что наиболее характерной чертой операторской деятельности является опосредованное восприятие внешнего мира и управляемого объекта с помощью информационной модели. Кодирование информации на средствах ее отображения, использование систем автоматизации лишает человека целого ряда существенных натуральных признаков объектов управления, затрудняет формирование адекватного психического образа объекта и ситуации. Передача ряда функций информационной подготовки решения и управления объектом автоматическим устройствам повышает значимость контроля за их работой, что обусловливает необходимость сохранения высокой бдительности и готовности вмешательства в управление. Использование в системах управления разнокодовой информации, ее представление на ограниченном пространстве приборов в дискретном или совмещенном режиме отражаются на процессах формирования и актуализации оперативных психических образов, их интерференции, взаимной индукции или дискоординации, что в конечном итоге определяет уровень устойчивости функционирования профессионально значимых психических качеств и работоспособности оператора.

Конкретные направления изучения психической устойчивости человека-оператора и психологического стресса в значительной мере обусловлены характером аварийности на транспорте, производстве, в энергетике, а также насущными задачами обеспечения эффективности и безопасности труда. Существенное влияние на содержание этих исследований оказывают и положения ряда концепций, разработанных в психологии, а именно о системной организации операторской деятельности, регуляции психических состояний, регулирующей роли психического образа, «личном» и «человеческом» факторе, психологической системе деятельности и некоторые другие.

Основные психологические особенности операторской деятельности были предметом всестороннего изучения на протяжении последних нескольких десятилетий. В большинстве этих работ проблема функциональной устойчивости человека-оператора и стресса в прямой постановке специально не изучалась, хотя ряд рассматриваемых в ней вопросов имели связь с данной проблемой. В исследованиях категория стресса чаще всего использовалась как характеристика психического состояния человека-оператора или цены его деятельности. Однако, не вызывает сомнения, что для изучения причин, механизмов и последствий развития стресса и его влияния на качество работы конкретной системы управления необходимо исследование тех факторов, которые характеризуют процессуальные особенности операторской деятельности и функциональные проявления трудовой активности человека в этих условиях. Очевидно, что значение функциональных особенностей трудовых процессов, закономерностей проявления и обеспечения рабочей активности человека-оператора, механизмов регуляции его поведения и состояния в экстремальных условиях позволит не только оценить психическое состояние и особенности его влияния на надежность деятельности, но и обосновать конкретные рекомендации по поддержанию ее на требуемом уровне.

Наиболее полный и глубокий психологический анализ особенностей операторской деятельности представлен в ряде фундаментальных работ Б. Ф. Ломова [110]; Г. М. Зараковского [71]; Е. А. Милеряна [129]; В. П. Зинченко [34]; В. А. Пономаренко и Н. Д. Заваловой [152]; Г. М. Зараковского и В. И. Медведева [73]; В. В. Лапы и В. А. Пономаренко [105]; А. В. Карпова [84] и других.

Анализ перспектив развития автоматизированных систем управления (АСУ) различного назначения дает основание полагать, что в ближайшие годы главные трудности их создания и эксплуатации, их эффективность будут определяться не столько трудностями разработки технологического, программного, математического обеспечения, сколько сложностями учета при проектировании средств диалога с ЭВМ в эргатической системе психологического, физиологического, социального феномена, названного «человеческим фактором». В частности, в последнее время за рубежом отмечается возникновение при работе с дисплеями явления так называемой компьютерной фобии. По некоторым данным около 30 % населения США подвержено этому психическому состоянию. Другие исследователи оценивают эту долю лишь в 3 % процента, считая, что для остальных 27 % характерна не компьютерная фобия в чистом виде, а пограничные состояния — компьютерная аллергия или компьютерная истерия. Таким образом, при взаимодействии людей с компьютерами возникают серьезные социально-психологические проблемы, приводящие к снижению качестве и дезорганизации деятельности операторов и повышению у них психической напряженности. Специалисты диагностируют уже психокомпьютерный синдром. Видимо, именно по этим причинам уровень эффективности разрабатываемых АСУ иногда снижается на 10–25 %, значительно возрастают сроки освоения систем, материальные затраты на ввод их в строй и дальнейшее использование. С появлением АСУ возникла особая форма человеческой деятельности, связанная с преобразованием способа получения формализованной информации и логики самого процесса мышления, она получает все большее распространения и требует пристального изучения.

К настоящему времени проведены многочисленные исследования особенностей деятельности специалистов различного профиля с использованием компьютерной технологии. Нет, пожалуй, ни одной сферы деятельности человека, куда бы не были внедрены видеодисплеи, где бы не решались с их помощью задачи ввода и сбора информации, обработки слов и текстов, интерактивной коммуникации и т. д. Существует ряд обзоров работ, в которых изучались различные аспекты этого вида операторской деятельности — социальные, психологические и физиологические исследования проблемы обобщены и проанализированы Г. Л. Смоляном [175], Г. М. Романовым с соавт… [159], В. А Пономаренко с соавт. [153], G. Bradley [221], G. Johansson [304], G. Westlander и Е. Aberg [420] и многими другими.

Компьютеризация профессиональной деятельности является характерной чертой современного этапа научно-технического прогресса. Она создала благоприятные условия для повышения производительности труда, внедрения новых технологий управления информационными процессами, упрощения некоторых форм операторского труда и т. д. Физические и психические требования, предъявляемые работой с использованием компьютеров, существенно отличаются от других видов труда. Обычно компьютеризированные формы работы малоподвижны, связаны с непрерывной и длительной нагрузкой, требуют высокой активности когнитивных функций и профессиональной ответственности, обладают, как правило, возможностями текущего объективного контроля за уровнем профессиональной эффективности и надежности выполнения трудовых операций и задач. Производственные требования к этим формам работы высоки, а наличие условий для оперативного самоконтроля за качеством работы служат дополнительным стимулом для поддержания необходимой работоспособности. В то же время было обнаружено, что многие виды работ, требующие продолжительного использования компьютеров оказывают стрессорное воздействие [404, 406].

Многими авторами высказывалась идея, что организация компьютерных систем работы влияет на ее характер, организационную политику, практику управления, возможности для карьеры, профессиональную удовлетворенность и пригодность [37, 153, 175, 408 и др.] В ряде исследований показано, что внедрение компьютеров на рабочих местах было связано с существенными изменениями в рабочем процессе, социальных отношениях, стиле руководства, содержании и условиях выполнения трудовых задач [36, 159, 320, 407, 421].

Обзор исследований влияния работы с использованием компьютеров и дисплеев автоматизированных систем управления на развитие стресса и состояние здоровья свидетельствует, как правило, о негативных последствиях этого процесса. Отмечается ухудшение социальных контактов и сотрудничества, снижение удовлетворенности работой в силу ее некоторого однообразия, появление психосоматических жалоб, развитие усталости и психической напряженности [207, 320, 341]. Следует отметить, что указанные реакции значительно чаще наблюдались у специалистов низшего оперативного звена, наименее подготовленных и наиболее загруженных однообразной работой. Психосоматические симптомы связывались с трудностью задач, большой загруженностью, слабым контролем за результатами труда, отсутствием разнообразия в содержании работы.

P. Huuhtanen и Т. Leino [297] провели двухлетнее исследование влияния изменения технологии в банковских и страховых компаниях на их сотрудников. Были обследованы 1744 сотрудников в 1985 г. и 2134 — в 1987 г. За период исследования в банках были установлены новые электронные системы платежей, основанные на самообслуживании клиентов, а также микрокомпьютерные сети, обеспечивающие новые виды услуг. Сотрудников попросили оценить влияние новой технологии на характеристики работы и психосоматическое состояние до и после ее внедрения. Результаты опроса 803 сотрудников показали, что возрос уровень интереса к работе и возможностей использовать свои способности. Монотонность работы не увеличилась настолько, насколько ожидалось, но скорость работы возросла более значительно. В зависимости от возраста сотрудники по-разному воспринимали внедрение компьютерной технологии, — более молодые проявляли больший интерес к своей работе, высокую производительность труда, мастерство и знание техники по сравнению с более старшей группой сотрудников, которые отмечали также увеличение сложности задач и снижение контактов с коллегами по работе.

В аналогичных исследованиях P. Carayon-Sainfort и М. J. Smith [233] установили, что интенсивное использование компьютеров в деятельности офисных работников проявляется в высокой рабочей нагрузке, напряженном ритме работы, необходимости осуществлять постоянный контроль за качеством, что вызвало высокий ежедневный профессиональный стресс.

Таким образом, результаты изучения процессов внедрения и использования компьютерной техники свидетельствуют о том, что менее квалифицированные работники имеют большее количество психосоциальных проблем, чем лица, занимающиеся более квалифицированной работой. Пожилые работники ощущают большие трудности в освоении компьютерной техники и чаще отмечают явления стресса. Наиболее специфическими рабочими факторами, вызывающими стресс в этих условиях, является высокая рабочая нагрузка, напряженный темп и ритм работы, недостаточный контроль за процессом работы и невозможность участия в управлении рабочим процессом, высокая сложность задач, монотонность, отсутствие разнообразия задач, дефицит общения с коллегами по работе, высокая вероятность отказов техники и нарушений технологического режима работы.

В исследованиях деятельности в системе «человек — компьютер» был определен ряд факторов, которые являются источником напряженности работы и развития стрессовых реакций. Поскольку многие компьютерные задания характеризуются своей кратковременностью, но большим объемом информации, или длительностью выполнения, высоким темпом решения задач, или аритмичностью этих операций, временные параметры были в центре внимания при исследовании рабочей нагрузки, напряжения и стресса [234]. В частности, время ответа системы (ВОС), время между вводом информации пользователем и ответом компьютера, как было показано, являлось одним из наиболее сильных стрессоров [401]. Исследования по ВОС, в которых обычно измеряли субъективные реакции пользователя и параметры выполнения задания, позволили установить, что характеристики ВОС, вызывающие стресс, являлись функцией трех факторов: длительности, изменчивости и ожидания, которые в свою очередь взаимосвязаны с требуемым типом компьютерной операции.

Можно выделить несколько основных факторов, которые изменяют реакции на ВОС различной длительности и изменчивости. Одним из факторов является влияние умственного напряжения, возникающего из-за трудности задания. Было показано, что умственное напряжение в значительной степени воздействует на физиологические функции и самочувствие [353, 415, 416]. Однако умственное напряжение в связи со сложностью задачи проявляется с такой же интенсивностью, как при воздействии ВОС. Но степень напряжения из-за трудности задачи является функцией не только рабочей нагрузки, но и способностей индивида, поэтому влияние длительности ВОС трудно отделить от влияния различных степеней умственного усилия. Это обстоятельство определяет, что вопрос о влиянии длительности ВОС остается еще открытым.

Другим фактором, который следует учитывать, является дефицит времени (time pressure). В исследованиях Kuhmann W. et al. [326] были отмечены характерные влияния относительно продолжительного (8 с) и короткого (2 с) ВОС на различные физиологические и рабочие параметры. В этих исследованиях более успешное выполнение задания, но и более негативное эмоциональное состояние отмечалось при ВОС=8 с и менее успешное выполнение, но более позитивные эмоции — при ВОС=2 с. Schleifer L. М. и Okodbaa О. D. [386] в исследованиях, где было предложено денежное вознаграждение за быстрое и точное выполнение задания, установили, что дефицит времени сопровождается усилением стрессовых реакций. В настоящее время особенности взаимодействия дефицита времени и длительности ВОС остается неясным.

В исследовании М. Thum et al. [415] излучалось влияние умственного напряжения и дефицита времени на психофизиологические реакции при ВОС различной продолжительности. Использовалась специальная задача и процедура стандартизации умственного напряжения в целях создания равной степени напряжения для всех испытуемых. Результаты, полученные в данном исследовании, показывают, что как длительное, так и краткое ВОС вызывает психофизиологические изменения, связанные со стрессом. Краткое ВОС сопровождалось повышением кровяного давления и активности ЭМГ, снижением изменчивости ЧСС, увеличением положительных эмоциональных реакций и снижением качества выполнения задач по сравнению с длительным ВОС. С другой стороны, длительное ВОС привело к повышению кожно-гальванической активности, негативным эмоциональным состояниям и улучшению качества выполнения задания. Поскольку кожногальваническая активность рассматривается как чуткий показатель эмоционального напряжения, можно считать, что физиологические и субъективные данные согласуются друг с другом, показывая, что длительное ВОС вызывает эмоциональное напряжение.

Таким образом, данное исследование свидетельствует о том, что для решения задач на умственную деятельность, повторяющихся с короткой цикличностью и не требующих сложных умственных действий, можно не учитывать влияние разных уровней нагрузки на стрессовые реакции при ВОС разной длительности. Кроме того, отмечено, что и краткое, и длительное ВОС вызывает стресс.

На основании проведенных исследований можно делать практические выводы для определения «времени ответа системы» (ВОС) в задачах взаимодействия «человек — компьютер»: несмотря на возможности увеличения скорости преобразования информации в современных компьютерах, лозунг «чем быстрее, тем лучше» не кажется верным. Для задач с коротким циклом будет лучше для пользователя, если слишком короткое ВОС продлевается за счет более длительной работы программного обеспечения. С другой стороны следует избегать слишком длительного ВОС, которое, например, наблюдается, если перегружен центральный процессор или медленно работает программное обеспечение. Тот факт, что дефицит времени вызывает реакции на ВОС, указывает на целесообразность того, что пользователь сам настраивал время ответа системы. Наконец, общие результаты дают основание полагать, что нет одной длительности ВОС, которая оптимальна для всех задач, а оптимальное ВОС с точки зрения успешности задач и профилактики стресса необходимо определять для каждого вида задач и для каждого пользователя.

Характерной особенностью современных видов трудовой деятельности является развитие систем диспетчерского управления, под которым подразумевается использование видеотерминала (компьютера) для контроля, планирования и управления транспортными средствами, непрерывными технологическими процессами и выполнением дискретных заданий на производстве, в энергетике, на транспорте. Существенное различие в системах диспетчерского управления определяется не только содержанием и объемом профессиональных задач, но и степенью опосредованности участия человека-оператора (диспетчера) в работе системы. В общем виде можно выделить два типа такого управления: первый — когда оператор устанавливает начальные условия процесса и периодически корректирует его, принимая информацию от компьютера или информационного табло, в которых автоматически замыкается цепь обратной связи с внешними датчиками, рабочими органами и т. п., второй тип — подразумевает использование компьютера, который обеспечивает сложное преобразование данных для их последующего воспроизведения в интегрированном виде или транслирует команды оператора в детальные управляющие воздействия [197].

В функции диспетчера входит: контроль автоматического выполнения задачи с целью обеспечения надежного управления, включая обнаружения и диагностику неисправностей, подготовка и ввод исходных и текущих данных технологического процесса, решение проблемных задач и корректировка текущего технологического процесса и т. д. Чаще всего диспетчер не знает всех тонкостей процесса, которым он управляет. Некоторые физические переменные не могут быть непосредственно им измерены и вычисляются по данным дистанционных измерений. Диспетчер зависит от работы средств отображения информации. Эти и многие другие факторы опосредованного управления внешними процессами с помощью технических средств определяют уровень эффективности работы диспетчера производства или оператора подвижных объектов управления.

Деятельность специалистов данного профиля особенно детально изучена в авиационной психологии и изложена в ряде фундаментальных изданий, в которых особо отмечается напряженный характер труда пилотов, авиадиспетчеров, часто сопровождающийся развитием психологического стресса [10, 149, 152].

Работа в ряде творческих профессий подчас связана с необходимостью использования технических средств обеспечения трудового процесса и в этом плане она становится близка специфике операторского труда. В известной степени эти особенности характерны для специалистов, которым приходится использовать аппаратные и программные средства систем автоматизированного проектирования (САПР). Обычно рабочая станция САПР состоит из цветного графического видеотерминала, цифрового планшета, клавиатуры, графопостроителя и локального графического процессора. Пользователь имеет возможность проводить проектирование изделия и выполнять инженерный анализ проекта непосредственно с помощью САПР в интерактивном режиме.

Система «человек — САПР» является гибридной интеллектуальной системой, в которой созидательные способности человека и его способности к принятию решений дополняются возможностями обработки информации на ЭВМ. Имея ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с процессом проектирования вручную, САПР и, в частности, ее возможность обработки информации и принятия решений ограничены рядом факторов, а именно по распознанию новых ситуаций, по использованию эвристических правил, по управлению изменениями модели на стадии синтеза проекта и т. д. [8]. Указанные технические особенности САПР и ее процедурные ограничения определяют довольно высокую вероятность возникновения нештатных ситуаций и рабочей перегрузки, что влечет за собой необходимость увеличения умственных усилий и психической напряженности.

Операторские функции человека расширяются в связи с развитием и внедрением технологии промышленных роботов, которые представляют собой автоматическую машину, сконструированную и специально запрограммированную для выполнения задач манипулирования, позиционирования и обработки материалов с помощью устанавливаемых на нем инструментов. Роботы обладают широким спектром возможностей, зависящих от их конфигурации, — они могут выполнять три основные функции: 1) начинать, выполнять и завершать движения; 2) запоминать и упорядочивать в своей памяти точные данные о положении; 3) взаимодействовать с людьми и машинами. Достоинства и недостатки роботов определяются их типом, — роботы без сервоуправления, с сервоуправлением, с позиционным управлением, с контурной системой управления [29]. К числу недостатков роботов можно отнести ограниченность движений, необходимость мер безопасности, сложность в программировании и другие. В свою очередь роботы определяют и повышенные требования к человеку-оператору в связи с возможно высоким или навязанным темпом работы, ее монотонностью, риском несчастного случая, косвенным участием в процессе производства (человеком выполняются функции ремонта, обслуживания), что сопровождается развитием психологического стресса.

Промышленное развитие сопровождается разработкой и внедрением автоматизированных производственных систем (АПС), предназначенных для обеспечения эффективного использования ЭВМ для административного управления, контроля и эксплуатации производственного оборудования. Базовыми элементами АПС являются станки с числовым программным управлением (ЧПУ) или гибкие производственные системы — ГПС [198]. Использование человека в системе оперативно-диспетчерского управления в ГПС связано с весьма значительной активацией его способностей, особенно в связи с реализацией функции контроля, учета оперативной информации, навязанного темпа работы, сложностью производственной задачи и т. д. Оператору-диспетчеру приходится проявлять оперативность в распознавании непредвиденных событий и реагировать на них, изменять программу работы системы, перенастраивать систему с изменением приоритетов задач, проводить диагностику системных отказов на основе информации от ЭВМ.

Многие причины возникновения стрессовых ситуаций, которые возникают при использовании технологии компьютерной автоматизации производства, следуют из того факта, что его технология разрабатывается исходя из требования минимального вмешательства оператора, причем отсутствие сбоев в управлении зависит от реакции оператора и его интеллектуальных возможностей при анализе возникающих непредвиденных ситуаций. Недостаток активных действий и применения навыков принятия решения служат катализатором развития стресса, также как и периодические отказы техники или их ожидание.