книги / Тренажеры

машиной и их расположение и другие-слабо увязывалиоь о воаможноотями человека; Эго объясняется ограниченными возможностями техники в тег период. В частности; обученный машинист воевда

справлялся о управлением малыми скоростями рабочего органа.

Современные наука и техника позволяют заложил» при констру­

ировании машины параметры и свойства, которые выходят за пределы

возможностей человека и при зтом могут вызывать у него излишнее

поихическое напряжение. В зтом случав заложенные в машину свой­ ства оказываются при ее эксплуатации использованными не полно­ стью, а производительность труда становится ниже расчетной. Со­

гласование свойств и параметров машины с возможностями человека является важнейшим резервом повышения эффективности и качества

работы машиниста. Эти резервы закладываются на отадии проектиро­

вания новых образцрв машин и требуют знания достижений современ­

ной эргономики.

Реализация возможностей машины в огромной степени зависит от качества управления. Вторая группа эргономических факторов

включает в себя внутренние условия деятельности человека. Среди них ведущая роль принадлежит качеству профессиональных навыков и умений по управлению машиной. Машины, более приспособленные к возможностям человека, позволяют не только повысить и улучшить качество труда, :ю и сократить срок подготовки человека к уп­

равлению машиной; Плохо обученный машиниот, опа^аяоь возникнове­ ния аварии, осторожно дозирует управляющие действия, плохо совме­

щает отдельные технологические операции. В его действиях наблюда­

ется множество корректирующих актов! Это приводит к рооту про­ должительности технологического цикла операции и 'снижению про­ изводительности труда;

На рис; 2!2 приведены графики переменных, характеризующих процессы управления одноковшовым экскаватором машинистом на на­ чальном этгче обучения. На данном этапе машинист обучался управ-

ленига перемещением ковша без взаимодействия ковша с породами за­

боя и только по двум пространственным координатам ОС и ^ . Уп­ равляющие с*:гналы П х и Н,у имеют ступенчатый характер.

Более высокая ступень управляющего сигнала соответствует большей

скорости перемещения ковша. Изменение знака управляющего сигнала

вызывает реверс скорости ковша. Из приведенных трафиков следует,

управлять движением ковша по обеим координатам.'Видно , что маши­ нист допускает ошибки в перемещении ковша, которые он затем ком­

пенсирует дополнительными корректирующими действиями. Это следу­

ет из того, что перемещения ковша X и у в ере, .лей чаоти

операции превосходят их конечные значения, соответствующие зада­ нию.

На рис; 2.3 пред ставлены аналогичные графики переменных

для машиниста на заключительном этапе обучения. Он уже уверенно и рационально планирует свои действия, что проявляется в отсут­ ствии пауз в движении, в совмещении управления движением ковша

по обеим коордш атам, в уменьшении количества управляющих им­

пульсов, в отсутствии ошибок в перемещении ковг а. В конечном счете это приводит к значительному обращению продолжительности всей операции.

Рассмотренная схема системы ’человек-машина-среда" охваты­ вает большое число современных профессий. Вместе*о тем существу­ ют й находят все большее распространение технологические процес­

сы, полностью исключающие непосредственное воопрзятие их состоя­

ния человеком-оператором. К ним относятся системы диспетчерского 43

управления движением транспорта, системы управления химическими

производствами, дистанционные системы управления различными дви­

жущимися объектами и т.д.

В этих условиях оператор контролирует состояние управляемо­

(различные индикаторы), о помощью*которых создаются первичные

образы звеньев управляемого объекта» Для успешной деятельности оператор должен расшифровывать значения этих первичных образов

и преобразовывать их во вторичные, психические образы, которые соответствуют его представлению о реальной ситуации» В сознании

опытного оператора содержатся образы-эталоны желательного состоя­

ния объекта» Эти эталоны формируются у него на основе знаний об управляемом пропрссе и на основании собственного опыта, приобрета­

емого в основном процессе тренировок по управлению )бъектом. Результат сопоставления вторичного образа о текущей ситуации в системе с образом-эталоном и является источником дальнейших действий оператора» Он стремится добиться их полного совпадения путем соответствующих управляющих воздействий» Деятельность опе­ ратора в такой системе косвенного вооприятия ситуации с помощью информационной модели является более сложной и напряженной,чем

в рассмотренных ранее системах непосредственного восприятия ойтуапди в естественных, непреобразованных обраэгх»

Сложность и дополнительная напряженность в деятельности че­

ловека - оператора по сравнению с деятельностью человекамаши­

ниста усугубляются тем, что,как правило, сигналы информационных

моделей рассчитаны лишь на одну визуальную форму восприятия ин­ формации» В результате зрительный анализатор оператора излишне

перегружен. В современных системах косвенного восприятия ситуа­ ции обобщение информации часто осуществляется о помощью ЭВМ.

45

информационные модели, применяемые в реальных системах, В этом

случае восприятие информации учащимися не будет отличаться от восприятия информации о текущем процессе на реальном рабочем

месте;

Это не только облегчает процесс разработки тренажера, но

и обеспечивает наилучше условия обучения. Ведь первичные обра­

зы воспринимаемой учащимися информации при обучении на тренажере

ничем не будут.отличаться от первичных образов, воспринимаемых при управлении реальным объектом; Естественного и органы уп­

наиболее приближено к реальному. Именно так конструируются трена­ жеры для подготовки операторов химических производств, операто­

ров газоперекачивающих станций, диспетчеров железнодорожных пе­

ревозок и др.

Гораздо сложнее проектирование системы отображения инфор­ мации тренажеров, используемых для подготовки машинистов в си­ стемах непосредственного восприятия ситуации. Ведь практически невозможно создать информационную модель, полностью совпадающую по восприятию с непосредственно наблюдаемой ситуацией. Обычно при деятельности в таких системах машинист воспринимает инфор­ мационные сигнал*! об обстановке посредством нескольких анализа­

торов, Так, машинист экскаватора или грузового тфана наряду с

информацией от зрительного анализатора получает информацию по­

средством вестибулярного анализатора о вращении платформы, на которой расположено его рабочее место, часть полезной информации

о режимах работы механизмов поступает к нему через слуховой ана­ лизатор.

Информационная модель ситуации в современных тренажерах

такого типа обычно конструируется на базе телевизионных цвет­

ных кинескопов. Для лучшего различения отдельных объектов,их

47

Психологи'считают» что основное требование к тренажерам

заключается в том» чтобы действия на них учащихся по своей внеш­

ней и внутренней структуре не отличались от действий специалиста в реальных условиях. Это значит» что психологические операции и

управляющие действия учащихся на тренажерах по сво лу содержанию

и последовательности не должны отличаться от операхдай при работе на реальном рабочем месте. Довольно часто подготовка учащихся на тренажерах включает в себя дополнительные операции» которые отсутствуют в действиях на реальных рабочих местах» например

нажатие кнопок или переключение тумблеров. Эго является недопус­ тимым» так как навык учащихся переносится на реальный объект це­ ликом» включая и дополнительную операцию. Исключение ее из навы­

ков - длительный и болезненный процесс.'

Эффективность тренажерной подготовка зависит как от заложен­

ных в конструкцию тренажера возможностей» так и от 1..зтодов трена­

жерной подготовки учащихся. Важнейшим требованием к тренажерам

и методам их использования является высокое качество переноса сформированных с помощью тренажеров навыков на управление реаль­

ным объектом. Обычно для определения эффективности переноса на­

выки задаются рядом показателей» которые отражают основные тре­

бования к управление данным объектом. Ими могут быть : длитель­ ность пикла управления, величина ошибки ? перемещении рабочего

органа машины» величина ошибки при поддержании 1 iкого-либо па­

раметра технологического процесса на требуемом уровне й т;д.

Чем выше уровень подготовки учащегося» тем экономичнее его

действия по перемещению органов управления (кнопок,рукояток)

вынос IT по их статистическим опенкам, полученным за известное

число (несколько десятков) упражнений.

Одной из таких оценок является среднее значение показателя,

вычисляемое при большом чис ш упражнений по формуле :

,

Х*с - значение показателя в I -ом упражнении;

П- число упражнений.

Чем выше уровень навыков, тем меньше разброс показателя.,

который удобно определять средним статистическим отклонением (СКО)

Sx от его среднего значения ОС :________________

Sx=il(4-xf/n'

В эксперименте, определяющем качество переноса навыков,

должно участвовать не менее десяти испыту'' чых. После окончания иркла тренажерной подготовки для каждого учащегося определяются статистические опенки принятых показателей. Помимо того, надо вы­ числить эти оценки для всей группы учащихсг.

После начального освоения управления реальным объектом ставится аналогичный эксперимент в производственных условиях с привлечением этих же учащихся. Важно, чтобы технологическая об­ становка при этом строго соответствовала ситуациям,для которых отрабатывались навыки на тренажере. Сравнение этих двух групп данных целесообразно производить как по опенкам для каждого уча­

щегося, так и для всей группы учащихся. Расхождение оценок до 2($ свидетельствует о хорошем качестве переноса навыков. Нужно иметь в виду, что тренажерная подготовка всегда предполагает последую­ щие тренировки учащихся по управлению реальным объектом. Так оце­

нивается качество переноса навыков. 50