Еще большими техническими возможностями обладают комплексно-автоматизированные системы, которые включают управляющие вычислительные машины. Эти машины могут осуществлять автоматический пуск управляемых агрегатов по оптимальной программе с учетом их состояний, поддерживать заданный режим работы, исходя из максимальной экономичности, предупреждать аварии, сигнализировать о нарушениях, освобождая тем самым человека-оператора от многих функций. Основной задачей человека становиться контроль за работой управляющих вычислительных машин. При выходе их из строя оператор берет на себя и функции управления. В таких системах на приборную панель оператора передается информация об управляемом объекте и о работе управляющих вычислительных машин.
Из выше сказанного видно, что при переходе от одного этапа развития к другому человек постепенно освобождается от ряда функций, которые передаются машинам. Но вместе с тем перед ним возникают новые и все более ответственные задачи. Человек становится интегральным звеном системы управления.
Основные параметры системы управления - время цикла регулирования (быстродействие), пропускная способность, точность и надежность - в значительной мере определяются возможностями и особенностями деятельности ее интегрального звена - человека. Без анализа его характеристик невозможно ни понять работу системы в целом, ни правильно рассчитать ее.
Жизнь показывает, что недоучет характеристик человека при конструировании систем управления ведет или к тому, что система оказывается не в состоянии работать, или к частым нарушениям ее работы, которые иногда заканчиваются авариями, или к преждевременному утомлению оператора (а это снижает надежность всей системы). Так, по данным американских авторов, значительное число аварий в авиации объясняется так называемым "человеческим фактором" - обычно ошибками пилота. Они происходят потому, что пилот неточно воспринял показания приборов, принял один прибор за другой, спутал органы управления, не успел вовремя отреагировать.
Знание возможностей человека выполнять те или иные функции и способов их выполнения является необходимым условием рационального конструирования систем управления.
инженерная психология человек машина
Эти функции могут быть различны. Человек может выступать в роли приемника осведомительной информации, поступающей в той или иной форме от управляемого объекта, ее ретранслятора, передающего информацию от одного звена системы к другому. Он может осуществлять анализ информации и принимать решения, то есть вырабатывать управляющую, или командную, информацию. Человек также может выполнять функцию программирования работы всей системы или ее частей. Он может осуществлять наблюдение и контроль за работой системы. Наконец, оператор может быть исполнителем той или иной команды, то есть выполнять действия, непосредственно направленные на преобразования управляемого объекта. Обычно человек совмещает ряд функций, выполняя их последовательно или одновременно.
В ходе технического прогресса, особенно в связи с созданием кибернетических машин, отдельные функции человека в системах управления по приему, хранению, передаче и переработке информации стали постепенно передаваться машинам. Но создаваемые машины пока могут "решать" лишь частные задачи. Поэтому для того, чтобы обеспечить работу системы управления как целого, в нее обязательно должно быть включено звено, осуществляющее интеграцию всех остальных звеньев. Этим интегральным звеном современных систем управления, в которых широко применяются кибернетические машины, и является человек, так как его психические свойства позволяют наилучшим способом решать задачи интеграции. Именно он организует процесс регулирования и тем самым координирует работу всех элементов системы, связывая их в единое целое.
При оценке роли человека в системах управления, обусловленной развитием техники, нужно учитывать два органически связанных момента. С одной стороны, успехи техники создают возможность передать ряд весьма сложных функций человека машине: идет процесс частичной замены человека "машинными звеньями" систем. В связи с этим расширяется круг задач, которые способна решать система. С другой стороны, чем, больше число машин включается в процесс управления и чем более расширяется круг задач, тем большей становится необходимость интегрировать их работу. А это означает, что относительная роль человека в системе управления возрастает.
В отношении приема информации несомненные преимущества человека заключаются в том, что возможности его "сенсорного входа" не ограничены каким - либо одним способом подачи сигналов. Человек может получать информацию и непосредственно от регулируемого объекта, наблюдая за ним, и посредством тех или иных приборов. При этом переход от одного способа к другому, если позволяют условия, осуществляется сравнительно легко. "Сенсорный вход" человека характеризуется значительной пластичностью и гибкостью. Поэтому человек может правильно и точно оценивать сигналы, изменяющиеся по тем или иным признакам в довольно широких пределах. Так, если говорить о чтении письменной речи, то человек может читать тексты, напечатанные любым шрифтом и написанные любым почерком. Буквы могут значительно варьировать по величине, наклону, форме, некоторые из них могут быть даже частично стертыми, но это не помешает человеку читать текст. Возможности существующих "читающих" машин пока еще весьма ограничены.
Благодаря пластичности "сенсорного входа" оператор может оценивать состояние регулируемых объектов не только по тем сигналам, которые прямо ему и адресованы, но и по косвенным сигналам, не предусмотренным схемой системы управления. Благодаря опыту у оператора складываются свои способы приема информации, позволяющие ему "брать информацию за пределами рассчитанной системы управления". В отношении приема информации человек не ограничен конструкцией системы управления. Так, предположим, что в системе управления - по расчетам конструкторов - единственным средством подачи оператору информации об управляемом объекте должен быть тот или иной прибор или их комплекс. Прием информации рассматривается как считывание показаний приборов. Однако часто оказывается, что в реальном процессе управления оператор не ограничивается только считыванием показаний приборов, но ориентируется в обстановке и по многим другим косвенным сигналам (например, по вибрации пола, шуму мотора), разумеется, если они доступны для его органов чувств. При этом иногда косвенные сигналы служат для него источником гораздо большей информации, чем приборы.
В отличие от человека вход у существующих машин ограничен схемой системы регулирования. Машина "видит" и "слышит" лишь те сигналы, которые только ей и адресованы, и может принять их лишь в той форме, которая была заранее определена конструктором. Ко всем другим сигналам машина "слепа" и "глуха".
Человек может с максимальной выгодой использовать избыточность информации. Он способен объединять отдельные сигналы в целостную структуру, что позволяет находить наиболее экономные способы ее приема и переработки. Способы приема информации машиной ограничены, так же как и ее возможность использовать избыточность информации.
Далее, человек в состоянии "схватить" маловероятные (неожиданные с точки зрения задач данной системы) события. В этом отношении возможности существующих машин пока весьма ограничены.
Что же касается максимального объема информации, принимаемой и перерабатываемой в единицу времени, то здесь явные преимущества остаются за машиной. Так как она в состоянии принять и переработать значительно (в сотни и тысячи раз) большее количество информации.
Большой пластичностью и гибкостью характеризуется также деятельность человека по переработке принятой информации. Его возможности преобразовывать информацию из одной формы в другую, анализировать и синтезировать поступающие сигналы практически почти безграничны. В зависимости от условий и требований конкретного процесса управления оператор может применять либо тот, либо иной способ кодирования и декодирования принимаемых сигналов, сравнительно легко переходя от одного из них к другому. Человек не ограничен каким - либо одним алфавитом и способен при соответствующем обучении работать в разных "ключах". Одну и ту же операцию по переработке информации он может выполнить, пользуясь различными способами. В принципе для человека всегда остается возможность найти новый способ переработки, не предусмотренный конструктором системы управления. Существующие кибернетические машины моделируют лишь некоторые, далеко не всегда наиболее экономные способы обработки информации, применяемые человеком.
В отношении функции переработки информации так же, как и в отношении функции приема, человека не ограничен конструкцией системы управления.
Но в выполнении некоторых действий человек значительно уступает по точности и скорости машине. Так, операции счета он выполняет значительно медленнее и менее точно, чем это делает информационно - логическая машина.
Выступая в роли исполнителя командной информации, человек также характеризуется большой пластичностью. Пользуясь одним и тем же двигательным аппаратом, он в состоянии выполнять самые разнообразные действия.
Как правило, существующие автоматические регуляторы являются строго и узко специализированными. Человек же при некотором обучении с одинаковым успехом может осуществлять функции регулятора во многих системах управления, какими бы различными ни были их функциональные структурные схемы. Он может легко и часто менять программы, по которым должно осуществляться регулирование. Обладая огромной пластичностью, человек способен в случае тех или иных нарушений переходить от одного способа выполнения своих функций в системах управления к другим. Машина же при нарушении перестает работать или начинает допускать грубые ошибки.