Методы инженерной психологии

Для успешного решения задач в инженерной психологии разработан ряд методологических принципов. Основными из этих принципов являются следующие.

1. Принцип гуманизации труда. В его рамках подчеркивается ведущая, творческая роль человека в процессе труда.

2. Принцип активного оператора. При определении роли человека в СЧМ очень важно, чтобы он не был просто придатком машины, а осуществлял активные функции. При активной позиции оператора эффективность его деятельности достигает более высокого значения, а его психофизиологические затраты оказываются меньшими. Необходимо уже на стадии проектирования СЧМ определить характер будущей деятельности, ее психологическую структуру, функции и уровень активности оператора.

3. Принцип проектирования деятельности. Проект деятельности должен выступать как основа решения всех остальных задач построения СЧМ. Точно так же, как при разработке СЧМ проектируются технические устройства, необходимо спроектировать деятельность человека, который будет пользоваться этими устройствами.

4. Принцип последовательности. Согласно этому принципу, выполнение инженерно-психологических требований не должно представлять собой одноразовое мероприятие по созданию проекта деятельности оператора, а должно быть обеспечено на всех этапах существования СЧМ: проектирования, производства и эксплуатации. Реализация на практике принципа последовательности позволяет разработать и внедрить единую систему инженерно-психологического обеспечения СЧМ на всех этапах ее существования.

5. Принцип комплексности. Реализация этого принципа означает необходимость развития междисциплинарных связей инженерной психологии, взаимодействия ее с другими науками о человеке и технике.

Основой для практической реализации рассмотренных принципов является применение системного подхода. Основные черты системного подхода применительно к инженерно-психологическим явлениям и процессам сводятся к следующему.

Во-первых, с позиций системного подхода психические явления следует рассматривать как многомерную и многоуровневую систему. Многомерность проявляется в том, что при изучении психических процессов необходимо в совокупности рассматривать их различные характеристики: информационные, операционные, мотивационные и т.п. При этом каждая из этих характеристик может быть рассмотрена на различных уровнях их изучения. Так, например, процесс принятия решения оператором может рассматриваться с разных сторон: и как нейрофизиологический акт, и как некоторое действие, и как сложный в психическом отношении творческий процесс, и как социально-психологическое образование со своими параметрами. При этом структура и механизмы принятия решения будут различными на разных уровнях психической регуляции деятельности.

Во-вторых, при изучении психических свойств человека нужно учитывать множественность тех отношений, в которых он существует. Это обусловливает разнопорядковость его свойств. Поэтому важной задачей является определение того, какие свойства человека, в каких случаях и каким образом нужно учитывать при проектировании и эксплуатации СЧМ. Для этого нужна разработка многомерной классификации свойств человека. Природные свойства нервной системы, способности, черты характера, мотивация и готовность к деятельности - все это свойства разного порядка.

В-третьих, система психических свойств человека не является чем-то застывшим и неизменным. Системный подход требует рассматривать психику человека в динамике, в развитии.

В-четвертых, из системного подхода вытекает необходимость понимания детерминизма (причинной обусловленности) психических процессов не как линейного, «жесткого» типа. Такое понимание детерминизма мало пригодно для инженерной психологии. В деятельности оператора системообразующим фактором является цель, организующая всю систему психических процессов и состояний, включенных в эту деятельность.

Перспективы развития инженерной психологии состоят в:

• дальнейшей разработке методологии и теории профессиональной деятельности человека в современных СЧМ;

• дальнейшем раскрытии механизмов психической регуляции и самоуправления человека в современных СЧМ;

• пересмотре и обновлении методов и технологий психологического проектирования СЧМ;

• совершенствовании методов профессиональной ориентации, отбора и профессиональной подготовки человека для СЧМ;

• большем сближении инженерной психологии с другими направлениями и отраслями практической психологии, в приближении инженерной психологии к реалиям и возможностям предоставления психологической помощи человеку в СЧМ и поэтому расширении границ и рамок ее гуманитаризации и психологизации.

Применяемые в инженерной психологии методы сложились также и в психологии, физиологии, гигиене и охране труда, анатомии, социологии. К традиционно применяемым методам инженерной психологии (см. Основы инженерной психологии, 1986. С. 29-62, а также: Зинченко, Мунипов, 1979. С. 75-76) относят следующие.

1. Организационные методы, обеспечивающие комплексный подход к исследованию СЧМ с целью получения нового знания).

2. Эмпирические методы получения нового знания. Различают психофизиологические методы исследования или испытания (при этом исследование позволяет раскрыть механизмы и закономерности, а испытания с помощью тестов выявляют соответствие человека и машины); физиологические методы (определяют затраты организма, «психофизиологическую цену» успешности в труде); наблюдение и самонаблюде ние; эксперимент (лабораторный, производственный); диагностические методы (тесты, анкеты, социометрия, беседы-интервью,...); приемы анализа продуктов деятельности (хронометрия, циклография, профессиографическое описание, трудовой метод, оценка изделий,...); метод моделирования (предметное, математическое, кибернетическое, психологическое, статистическое,…) - это наиболее специфичные для инженерной психологии методы, определяемые самим характером работы человека-оператора, взаимодействующего не столько с реальным объектом, сколько с его информационной моделью.

3. Приемы обработки данных (количественные и качественные); математические способы (статистическая обработка, определение зависимостей и соотношений); разновидность математических методов - имитационные (моделирование с помощью ЭВМ отдельных трудовых процессов и труда в целом).

4. Способы интерпретации данных - в контексте целостного, системного подхода.

В другом варианте классификации методов инженерной психологии различают: собственно инженерно-психологические, психофизиологические, математические и методы моделирования, а с развитием инженерной психологии как направления практической психологии и с расширением междисциплинарных исследований - методы психологической помощи, психоконсультирования и психотерапии.

Инженерно-психологические методы предназначены для исследования процесса профессиональной деятельности человека-оператора при функционировании СЧМ, оценки деятельности человека, анализа его ошибок и факторов внешней среды. Психофизиологические методы позволяют исследовать организацию психофизиологических функций человека-оператора в процессе деятельности, оценивать и контролировать его функциональное состояние, работоспособность, надежность и эффективность деятельности, особенности проявления его личности и индивидуальности. С помощью этих методов исследователи пытаются понять, каким образом удается координировать процессы, лежащие в основе управляющих действий оператора и необходимые условия для поддержания жизнедеятельности и развития личности.

Математические методы применяются для формализованного описания и построения моделей деятельности оператора. Наиболее часто для построения моделей применяют теории информации, массового обслуживания, автоматического управления, автоматов, статистических решений.

Методы моделирования включают, в свою очередь, методы предметно-математического, знакового и математического моделирования.

Методы психологической поддержки и сопровождения эффективной, безопасной и надежной деятельности человека в СЧМ включают методы: психической саморегуляции и самовосстановления человека, психоконсультативной беседы, индивидуальной и групповой тренинговой и психотерапевтической работы с персоналом СЧМ, музыкотерапии, двигательной терапии и др. Необходимость учета специфики взаимодействия человека с техникой (дистантность работы с объектом управления, работа с образными моделями и др.) определяет и специфичность методов. К ним относятся методы моделирования деятельности оператора в СЧМ. Как отмечает Б. А. Смирнов, сущность метода моделирования – «изучение деятельности и построение на основе этого изучения психологической, математической или статистической модели» (см. Хрестоматия по инженерной психологии, 1991. С. 60). Он выделяет следующие виды моделирования деятельности оператора (см. Хрестоматия по инженерной психологии, 1991. С. 60-63):

1. Психологическое моделирование - это замещение реальной деятельности некоторой ее модификацией (через имитаторы, макеты, испытательные стенды). Выделяется два основных вида психологического моделирования: а) внешнее воспроизведение, имитация деятельности и рабочего места оператора; б) воспроизведение характерных сторон деятельности без внешнего сходства (например, моделирование групповой деятельности по гомеостатической методике, например, когда несколько человек в разных душевых кабинках купаются и им необходимо так отрегулировать воду, чтобы всем было хорошо… - внешне это никак не похоже на «настоящую» работу операторов, но по сути моделирует сложные отношения в бригаде операторов).

2. Математическое моделирование - исследование деятельности с помощью математических моделей (через формулы, неравенства, закономерности), когда такая модель ставится в соответствие реальному процессу труда.

3. Статистическое (имитационное) моделирование - имитация деятельности оператора при помощи ЭВМ (с учетом воздействия и просчета различных факторов, включая и прогнозирование случайных факторов). Достоинства статистического моделирования: по сравнению с психологическим моделированием появляется возможность его применения на любых стадиях проектирования СЧМ (когда еще реальной деятельности нет и как бы нечего «имитировать»); по сравнению с математическим моделированием - возможность учета основных психофизиологических закономерностей деятельности оператора (математика предлагает лишь абстрактные модели, где «соответствие реальному процессу» лишь предполагается). Недостатки статистического моделирования: метод статистического моделирования – «численный и поэтому результаты, полученные при таком моделировании, соответствуют определенным начальным условиям и исходным данным», т. е. не учитывают их изменчивость и данных. Поэтому «для других условий моделирование необходимо проводить заново», - отмечает Б. А. Смирнов (Хрестоматия по инженерной психологии, 1991. С. 61-62).

Моделирование деятельности оператора осуществляется на основе экспериментальных, математических и имитационных моделей. Одной из разновидностей экспериментального моделирования деятельности оператора является лабораторный эксперимент. Смысл его заключается в том, что перед испытуемым ставится задача в лабораторных условиях выполнять определенные действия, по психологической структуре наиболее соответствующие действиям реальной работы. Хотя такое моделирование позволяет изучить реальную деятельность с большой точностью регистрации и замеров, но из-за искусственности лабораторных условий полученные результаты могут отличаться от тех, которые имеют место в реальных условиях деятельности человека. Поэтому лабораторный эксперимент имеет лишь определенное приближение к реальной деятельности. Его результаты обязательно должны проверяться и сопоставляться с данными наблюдения или эксперимента в реальных условиях.

Лабораторный эксперимент может быть двух видов: синтетический и аналитический. При синтетическом эксперименте исследователи пытаются воспроизвести возможно более точно все цели и условия данного вида трудовой деятельности. Обычно для этого используют различные стенды, тренажеры, имитаторы. Между моделью и реальным объектом должно быть существенное сходство в главном и несущественное - в остальном. Модель может представлять собой специализированное устройство или выполняться на базе компьютера. Стенд содержит также аппаратуру, регистрирующую состояние и результаты работы оператора, а также результаты поведения машины. Сигналы с регистрирующей аппаратуры поступают в компьютер, который по специальной программе в реальном масштабе времени вычисляет характеристики поведения объекта, показатели состояния и работы оператора, выходные характеристики СЧМ. При аналитическом эксперименте в лабораторных условиях воспроизводят только какой-то один элемент трудовой деятельности, все остальные элементы при этом сознательно исключаются. Этот вид эксперимента обычно применяется для изучения влияния различных условий на отдельные элементы деятельности. Разновидностью аналитического лабораторного эксперимента являются тестовые испытания. Тестом называется задача или задание, с помощью которых проверяется уровень развития у оператора того или иного психофизиологического качества. Тесты могут быть бланковыми (письменными) или аппаратурными. Последние позволяют более полно оценить качества оператора, однако они требуют больших материальных затрат на изготовление и эксплуатацию. Тестовые испытания применяются для решения задач профессионального отбора (с их помощью определяется у испытуемого степень выраженности того или иного психологического качества), контроля состояния оператора (по изменению результатов выполнения теста судят об изменении состояния) и при правильном их применении дают неплохие результаты. Однако значение тестов нельзя абсолютизировать, подменять ими другие виды изучения деятельности оператора. Поэтому к проведению тестовых испытаний следует подходить с большой осторожностью, ими ни в коем случае нельзя подменять другие виды психофизиологического исследования человека. Однако в сочетании с другими методами данные тестовых испытаний могут дать весьма ценный материал для изучения психофизиологических качеств человека-оператора.

Одним из наиболее продуктивных методов изучения деятельности оператора является естественный эксперимент. В лабораторном эксперименте отсутствует главный и весьма принципиальный момент моделирования: возможность изучения отношения испытуемого к своей деятельности, которое колеблется в широких пределах от повышенной настороженности до несерьезности. В естественном эксперименте испытуемый трудится, не зная, а чаще всего забывая, что он является объектом исследования. Естественный эксперимент может проводиться в различных формах. Простейшей формой естественного эксперимента является решение «вводных задач». Лучший результат можно получить в том случае, если эти отклонения незаметно для испытуемого вводятся в трудовую деятельность, например, изменение регулировки, имитация неисправности и т. д. Одним из методических приемов естественного эксперимента является направленное изменение структуры изучаемой трудовой деятельности. Смысл его состоит в том, что при выполнении определенного вида деятельности по заранее задуманному плану выключаются по очереди отдельные анализаторы, меняется рабочая поза, вводятся дополнительные раздражители, отвлекающие внимание оператора, изменяется эмоциональный фон деятельности и ее мотивы и т. п. Данный методический прием позволяет оценить роль этих факторов в структуре изучаемой трудовой деятельности. Давая наиболее достоверный материал об изучаемой деятельности, естественный эксперимент все же не может быть применен во всех случаях. Прежде всего, речь идет о проектировании СЧМ, когда реальная система еще не создана. Но даже и в существующих СЧМ его возможности могут быть ограничены, так как не всякая интересующая исследователя ситуация может быть воссоздана в эксперименте. Поэтому естественный эксперимент часто также дополняется результатами других видов исследования.

Математическое моделирование применятся для формализованного описания и построения математических моделей деятельности оператора (функционирования СЧМ). К математическим методам моделирования в психофизиологии предъявляются следующие требования: размерность (описание процессов управления со многими взаимосвязанными переменными), динамичность (учет фактора времени), неопределенность (учет случайных, вероятностных составляющих в деятельности оператора), факторность (учет специфических особенностей поведения человека, например напряженности, эмоций и т. д.), описательность (возможность описания внутренних, психофизиологических механизмов деятельности человека). Кроме того, применяемые методы должны допускать возможность описания деятельности человека и работы машины с помощью единых показателей и характеристик. Основным недостатком широкого использования методов математического моделирования является то, что они удачно описывают лишь определенные стороны деятельности оператора. Поэтому при решении психофизиологических задач очень часто приходится применять комбинацию тех или иных методов. Особенно широкое применение в последнее время приобретает сочетание естественного эксперимента с математическими моделями деятельности оператора. В этом случае, с одной стороны, математические модели применяются для получения априорных данных об исследуемой деятельности. С другой стороны, эти модели строятся как результат эксперимента, и дальнейшее изучение деятельности проводится с помощью моделей без продолжения эксперимента.

Применение математических методов в процессе проектирования СЧМ, как правило, позволяет лишь приближенно оценивать деятельность оператора, поскольку эти методы не позволяют учесть целый ряд ее особенностей. Попытки учета этих особенностей приводят к существенному усложнению модели. При этом может получиться, что аналитическое решение задачи оказывается либо принципиально невозможным, либо связанным с большими теоретическими и вычислительными трудностями.

Применение экспериментальных методов в процессе испытаний и эксплуатации СЧМ также не всегда оказывается возможным. Это может быть связано с опасностью для здоровья или жизни людей, невозможностью экспериментального воспроизведения некоторых ситуаций, с большой сложностью или стоимостью эксперимента. В этих случаях весьма полезные результаты дает применение статистического моделирования. Оно базируется на методе статистических испытаний. Метод основан на розыгрыше (имитации) воздействия случайных факторов на деятельность оператора и функционирование СЧМ непосредственно в ходе моделирования. Этим объясняется другое название метода - имитационное моделирование. Смысл метода заключается в многократной реализации с помощью компьютера моделируемого процесса. Каждая реализация носит случайный характер. Достоверность окончательного решения достигается статистической обработкой промежуточных результатов по множеству реализаций. Из этого следует, что имитационные методы занимают промежуточное положение между экспериментальными и математическими методами. По способу получения данных о деятельности оператора метод является математическим, а по характеру их получения и использования он копирует экспериментальный метод. Поэтому имитационные методы называют также машинным или математическим экспериментом.

Применение имитационных методов моделирования позволяет избежать многих недостатков экспериментальных и математических методов. С одной стороны, имитационные методы позволяют получить сравнительно высокую достоверность результатов моделирования уже на ранних этапах проектирования СЧМ. С другой стороны, математический эксперимент работает и в тех случаях, когда эксперименты с реальными объектами сильно затруднены, а порой и вовсе невозможны. Кроме того, в ряде случаев его стоимость может оказаться гораздо ниже, чем стоимость эксперимента. В настоящее время метод имитационного моделирования широко используется в различных областях, при этом его применение имеет ряд особенностей: в основании имитационного моделирования СЧМ лежит представление о производственной деятельности оператора как совокупности отдельных действий. Последовательность этих действий должна быть известна (однозначно или в вероятностном плане). При этом предполагается, что в пределах заданных ограничений операторы будут действовать согласно предписаниям. Эти предписания могут быть детерминированными или вероятностными; описание каждого действия предельно упрощено: задается вероятность и время его выполнения, учитываются обобщенные показатели эффективности (качество выполнения, стоимость и др.). Психические процессы, регулирующие выполнение отдельного действия, при этом, как правило, не рассматриваются. Такое упрощение имеет определенное преимущество, поскольку позволяет отчетливее проследить внешние связи и взаимную согласованность отдельных действий, выявить влияние фактора времени, способствуя обнаружению основных источников изменения эффективности СЧМ. Многие характеристики деятельности оператора носят вероятностный характер, поэтому введение в модель элемента случайности резко повышает ее эффективность, так как позволяет получить не только детерминированные оценки результатов деятельности оператора, но и их законы распределения.

Отличительной чертой имитационных моделей по сравнению с другими моделями СЧМ является упор на использование и учет внешних проявлений психологических факторов. Наряду с данными о работе технических устройств модель учитывает такие переменные, как появляющееся временами состояние напряженности, квалификация и моральные качества отдельных операторов, спаянность коллектива и его направленность. Представляется возможным также учет таких психологических характеристик, как особенности памяти оператора, его реакция, эмоциональная устойчивость, способность к взаимодействию с другими операторами и т. п.. Однако, поскольку число факторов, влияющих на эффективность деятельности оператора, очень велико и все их учесть одновременно невозможно, очень важно выбрать из них лишь самые существенные и отбросить малозначительные. Выбранные факторы должны быть представлены в такой форме, которая позволяет осуществить имитацию их на компьютере и произвести соответствующую обработку полученных данных; меняя порядок выполнения отдельных действий, число операторов, их психофизиологические характеристики, условия работы и т. п., модель позволяет получить такие суммарные показатели качества работы, как относительное число решенных задач, время их решения, среднее время простоя операторов или время их перегрузки, вероятность выполнения системой предписанных функций и др. Сопоставляя полученные результаты, можно выбрать оптимальный вариант построения СЧМ.

Построение имитационных моделей базируется на применении научных данных из общей и групповой психологии, технических наук, математики, планирования эксперимента, практики применения компьютера. Структура модели определяется составом входящих в нее блоков и связями между ними. Такими блоками обычно являются: блок имитации средств и условий деятельности, блок имитации собственно деятельности и общения, блок генерации проблем (задач), блок определения и задания начальных условий, блок регистрации и обработки результатов моделирования, блок управления моделью. Конкретная структура модели определяется видом моделируемой задачи.

Применение математических методов для моделирования деятельности человека-оператора позволяет лишь приближенно оценивать его деятельность, поскольку этот метод не дает возможности учесть целый ряд особенностей деятельности оператора. Попытки учета этих особенностей приводят к существенному усложнению модели. При этом может получиться, что аналитическое решение задачи оказывается либо принципиально невозможным, либо связанным с большими теоретическими и вычислительными трудностями.

Применение естественных лабораторных экспериментов не всегда оказывается возможным. Это может быть связано с опасностью для здоровья или жизни людей, невозможностью экспериментального воспроизведения некоторых ситуаций, с большой сложностью или стоимостью эксперимента. Наиболее приемлемым для реализации в исследовательских целях является аналитический лабораторный эксперимент, в котором в лабораторных условиях воспроизводят только какой-то один элемент трудовой деятельности, все остальные элементы при этом сознательно исключаются. Разновидностью аналитического лабораторного эксперимента являются тестовые испытания. Тестом называется задача или задание, с помощью которого проверяется уровень развития у оператора того или иного психофизиологического качества. Этот вид эксперимента обычно применяется для изучения влияния различных условий на отдельные элементы деятельности. Данный вид моделирования является адекватным для исследования особенностей воздействия на оператора факторов различной природы и разработки медико-психологических рекомендаций по оптимизации его деятельности

 

Список литературы

Основная литература

1. Абдурахманова Р. А. История психологии: идеи, концепции, направления. – М., 2006.

2. Гиппенрейтер Ю. Б. Введение в общую психологию. – М., 2005.

3. Годфруа Ж. Что такое психология. - М., 2008.

4. Душков Б. А., Королев А. В., Смирнов Б. А. Основы инженерной психологии. М.: Академический проект, 2002.

5. Ждан А. Н. История психологии. М., 2006.

6. Основы инженерной психологии: Учебник для технических вузов/ Б. Ф. Ломов, Б. А. Душков, В. Ф. Рубахин. М.: Высшая школа, 1998.

7. Ярошевский М. Г. История психологии. - М., 2006.

8. Фролова С. В., Карелин А. А. История психологии: конспект лекций. – М.: Высшее образование, 2008.

Дополнительная литература

1. Гинецинский В. И. Предмет психологии: дидактический аспект. - М.,1994.

2. Кордуэлл М. Психология: А-Я: Словарь-справочник / пер. с англ. К.С. Ткаченко. – М., 1999.

3. Психологическая энциклопедия /под ред. Р. Корсини, А. Ауэрбаха. – СПб., 2003.

4. Психология: биографический библиографический словарь / под ред. Ноэль

5. Логинова Н. А. Антропологическая психология Б. Г.Ананьева // Вопросы психологии. – 2007. - №5.

6. Мунипов В. М. В. М.Бехтерев – родоначальник комплексного изучения человека // Вопросы психологии. – 2007. - №5.

7. Душков Б. А. Психология труда, профессиональной, информационной и организационной деятельности. Реклама, управление, инженерная психология и эргономика: словарь / Б. А. Душков, А. В. Королев, Б. А. Смирнов. – М.: Академический проект, 2005.

8. Климов Е. А. Введение в психологию труда: учебное пособие. М. 1988.

9. Немов Р. С. Психология. В 3-х кн. М.: Академия, 1995. 10. Петровский А.В. Введение в психологию. М.: Академия, 1995.

11. Петровский А. В., Петровский В. А. Категориальная система психологии// Вопросы психологии. №5, 2000.

12. Платонов К. К. Вопросы психологии труда. М.: Медицина, 1970.

13. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. В 2-х томах. М.: Педагогика, 1989.

14. Толочек В. А. Современная психология труда / В. А.Толочек. – СПб: Питер, 2006.

15. Филиппов А. В. и др. Производственная социология, психология и педагогика: учебное пособие. М.: 1989