Методы априорной оценки качества деятельности

Категория:
Эргономика


Методы априорной оценки качества деятельности

В настоящее время известно несколько методов, позволяющих априорно оценить качество деятельности человека-оператора. К ним относятся:
— структурный метод, основанный на подробном анализе структуры деятельности с последующим описанием ^алгоритмов преобразования информации человеком как совокупности дискретных операций определенного типа,
— метод статистического эталона, основанный на ~оценке~совокуп-ности количественных показателей (времени и вероятности безошибочного выполнения операций), получаемых при выполнении оператором конкретных операций в зависимости от факторов сложности операторской деятельности;
— операционно-психофизиологический метод, основанный на декомпозиции деятельности по критерию инвариантности психологического содержания отдельных действий и учитывающий влияние на качество работы оператора специфической и неспецифической напряженности;
— метод, основанный на формализации деятельности оператора с использованием математического аппарата теории массового обслуживания;
— метод, основанный на формализации деятельности оператора с помощью передаточных функций.

Из аналитических методов наиболее разработанными в инженерном отношении к настоящему времени являются структурный метод, предложенный А. И. Губинским и развиваемый рядом его последователей, а также метод статистического эталона, предложенный Ю. Г. Фокиным.

Структурный метод применим главным образом для систем, в которых возможна дифференцированная оценка безошибочности выполнения и вероятности своевременного выполнения алгоритма, а метод статистического эталона наиболее подходит для систем, в которых безошибочность выполнения алгоритмов существенно зависит от времени, выделяемого на их выполнение. При этом в первом методе используется смещенное гамма-распределение времени выполнения операций, а во втором — смещенное экспоненциальное распределение времени безошибочного выполнения операций.

Наиболее существенное различие между двумя рассматриваемыми методами состоит в степени необходимого для их реализации выявления структуры функционирования СЧМ.

Структурный метод более «аналитичен» и потому в принципе является чисто расчетным. Метод статистического эталона не требует детального анализа состава выполняемых операций, их связей между собой, зато он может быть применен лишь тогда, когда имеется возможность’с помощью стандартизированного эксперимента получить исходные данные по типовым действиям, характерным для данной конкретной деятельности.

Структура деятельности при использовании первого метода строится из таких функциональных единиц, как сенсорные, моторные логические блоки, блоки задержки, блоки с обратной связью, диагностические блоки и блоки самоконтроля.

В этом методе приняты следующие допущения: независимость функциональных единиц в структуре деятельности, однозначно детерминированная последовательность их выполнения, независимость структуры от действующих на человека факторов. Правда, последние доработки метода позволяют в общем виде учитывать такие специфически человеческие факторы, как психологическая установка оператора на быстроту или точность реагирования.

Метод статистического эталона учитывает психофизиологическую специфику работы человека в более обобщенном виде с помощью различных, найденных опытным путем коэффициентов.

Оба метода, по-видимому, будут развиваться и уточняться в направлении более полного учета психофизиологических закономерностей. Тем не менее уже сейчас на основе’ операционно-психофизиологическо-го анализа можно предложить более адекватный с точки зрения учета специфики деятельности человека и более простой- метод оценки загрузки оператора.

В основе предложенного Г. М. Зараковским и М. И. Гальпериным операционно-психофизиологического метода лежит расчленение деятельности оператора на отдельные составляющие действия (операции), для которых известны исходные значения времени, точности и надежности их выполнения, а также значения психофизиологической напряженности, с последующим синтезом структуры деятельности и получением интегральных характеристик. При этом учитываются закономерности изменения характеристик в различных условиях деятельности и закономерности интеграции отдельных действий и операций в единый процесс. Предлагается перечень относительно инвариантных простых и типовых действий человека, которые входят в состав любой деятельности; для них даются цифровые значения исходных показателей. Наиболее существенной особенностью метода является учет таких психофизиологических обусловленных факторов, как влияние специфической напряженности (темпа поступления сигналов, их значимости и т. п.) и взаимовлияние совмещенных (параллельных и последовательных) действий.

Рис. 1. Последовательность выполнения 10 первых операций на реальной аппаратуре

Рис. 2. Статистический эталон для первых 10 операций

Рис. 3. Длина маршрута обслуживания при выполнении 10 операций

Характерным для моделирования деятельности оператора с помощью теории массового обслуживания является представление этой деятельности в виде обслуживания потока заявок. При этом основными этапами моделирования являются:

1. Тщательный анализ целей, задач и внешних условий деятельности. Цели и задачи деятельности, объединяемые иногда термином «порученное задание», обычно представляются в виде перечня отдельных операций или подзадач, которые оператор должен выполнить как заявки. При этом естественным является стремление выделить по тем или иным признакам однотипные операций с целью описания их характеристик более или менее ограниченным набором параметров, пригодных для цифровой имитации. Такими параметрами являются частоты повторения заявок, последовательность поступления, законы распределения допустимого времени существования и т. д.

2. Анализ возможностей оператора и технических характеристик обслуживаемого оборудования, которое будет использоваться для выполнения задания. Эти характеристики также представляются ограниченным набором параметров, которые могут быть описаны в цифровой форме. Основными являются параметры закона распределения времени выполнения отдельных операций, вероятность безошибочного их выполнения, вероятность выхода оборудования из строя, параметры закона распределения времени восстановления оборудования и т. п. При этом предполагается, что последовательность действий оператора известна и что в пределах заданных условий операторы будут действовать в соответствии с этой последовательностью. Подобное предположение позволяет априорно описать такие особенности деятельности, как возможность изменения очередности выполнения операций в зависимости от их важности, пропуск несущественных операций и т. д.

3. Определение конкретных значений имитируемых параметров для исследуемых условий деятельности. Эти данные устанавливают общие ограничения моделирования. Предполагается, что необходимые конкретные значения могут быть получены при заданных внешних условиях, известных характеристиках выполнения однотипных операций. При этом, как правило, в качестве законов распределения входных потоков заявок используется пуассоновское распределение, время выполнения отдельных заявок считается нормально распределенным.

4. Обоснование расчетных методик обработки получаемых результатов и определение тех из них, которые должны фиксироваться в ходе вычислений. При этом обычно выделяются:
а) подробные результаты — сводки данных по выполнению отдельных операций;
б) промежуточные результаты по отдельным реализациям имитируемого задания;
в) конечные результаты — суммарные данные моделирования.

Конечными результатами в общем случае являются: вероятность успешного выполнения задания, расход времени, средняя производительность и т. п.

5. Составление моделирующего алгоритма и программы модели, которые определяют логику и последовательность выполнения операций ЭВМ по запоминанию той или иной информации, ее обработке, выводу на печать и т. п.

6. Имитация выполнения оператором исследуемого задания. В соответствии с программой ЭВМ имитирует исполнение подзадач оператором в заданной последовательности. Случайные величины определяются стохастическим методом Монте-Карло, причем выборки производятся по заданным вероятностным распределениям. Точность решений при таком методе зависит от числа реализаций, поэтому выполнение каждого задания должно многократно повторяться для повышения достоверности получаемых результатов.

В качестве примера моделей оценки качества деятельности оператора с использованием описанного метода может быть приведена модель процессов решения разнородных задач управления.

Обобщенная схема этой модели изображена на рис. 16.8. В ходе моделирования осуществляется:
— формирование входного потока;
— выбор заявок и постановка их в очередь;
— обслуживание заявок оператором;
— определение качества и степени обслуживания (обслужена, частично обслужена, получила отказ);
— формирование дополнительных потоков заявок, возникающих из-за ошибок оператора;

В процессе моделирования производится обработка и выдача результатов.

Модель позволяет определять такие характеристики качества деятельности, как вероятность и время успешного выполнения задания, количественные характеристики загрузки оператора, вероятность обслуживания отдельных заявок с определенным качеством и т. д. Особое внимание авторов модели уделено учету психологически ориентированных или психосоциальных переменных, к которым отнесены возможность возникновения у оператора состояния стресса, спаянность коллектива операторов, уровень притязаний.

Широкое распространение для оценки качества деятельности оператора слежения получили математические модели, основанные на методах теории автоматического регулирования. Обычно эти модели включаются как составные части в более общие модели систем с замкнутым контуром. Так как функционирование технических звеньев такой системы описывается с помощью передаточных функций, то и деятельность оператора целесообразно описывать также передаточной функцией.

Рис. 5. Обобщенная схема модели

Моделирование производится в следующей последовательности:

1. Производится предварительная оценка передаточной функции объекта управления. При этом целесообразно, применяя правила структурных преобразований, свернуть передаточную функцию объекта, аппроксимировав ее выражением допустимо простого вида с сохранением основных динамических свойств объекта управления.

Формализуется деятельность оператора путем выбора вида его передаточной функции по известному виду передаточной функции объекта управления. При возможности получения спектральных характеристик входного и выходного сигнала синтез динамических характеристик передаточной функции оператора осуществляется известными методами теории автоматического регулирования.

Рис. 6. Линейная модель системы с человеком-оператором

Рис. 7. Квазилинейная модель системы с человеком-оператором

Рис. 8. Нелинейная модель системы с человеком-оператором

Рис. 9. Дискретная модель системы с человеком-оператором

На аналоговых или цифровых ЭВМ осуществляется моделирование деятельности оператора при различных входных воздействиях с целью получения характеристик для оценки ее качества (для оператора слежения это параметры закона распределения ошибок слежения, амплитудно-частотные характеристики и т. п.)

В настоящее время до уровня практической реализации доведены четыре типа моделей оценки качества деятельности оператора слежения: линейные, квазилинейные, нелинейные и дискретные.

Структура линейных моделей основана на предпосылке стабилизации управляющего воздействия при достаточной подготовленности оператора слежения.

В квазилинейных моделях к линейной передаточной функции оператора добавляется «остаточный» член, описывающий ту составляющую управляющего воздействия, которая не является результатом линейных преобразований.

Нелинейные модели позволяют учесть такие особенности деятельности оператора, как «упреждающие» способности, зону нечувствительности, насыщение входного сигнала по скорости.

Дискретные модели основываются на предположении, что информация воспринимается оператором в дискретные моменты времени. Такие модели включают в свой состав линейную передаточную функцию и импульсный элемент в виде ключа.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум