1. Инженерная психология как наука

1.1. Автоматизация и человек

Говоря в целом об автоматизации, следует отметить, что ее необходимо рассматривать в контексте более широких изменений, которые произошли и происходят сейчас в техносфере. Многие исследователи видят в автоматизации источник ликвидации созидательного, деятельного участия человека в воспроизводстве своего окружения. Насыщение техникой жизненного пространства человека приводит к тому, что присущие ему потребности, способности остаются без приложения, деградируют. Так, в работе, в досуге человек все более склоняется к типу поведения, которое можно назвать «нажатием кнопки».

Тем не менее, человечество возлагает надежду на «всесильную» автоматизацию, когда техника должна полностью заменить человека, который имеет свойство ошибаться, уставать, забывать, недопонимать. Например, на аэробусах уже сокращается численность экипажа с трех человек до двух, и в перспективе есть возможность заменить компьютером второго пилота. Современный уровень автоматизации таков, что человек фактически заменяется автоматическим устройством, которое начинает «самостоятельно» управлять полетом самолета (автопилот), движением корабля (авторулевой), работой автоматической линии производства. Но что же такое автоматизация и каковы ее последствия для человека? Как правило, под автоматизацией понимается следующее: это применение технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации.

Автоматизируются: 1) технологические, энергетические, транспортные и другие производственные процессы; 2) проектирование сложных агрегатов, судов, промышленных сооружений, производственных комплексов; 3) организация, планирование и управление в рамках цеха, предприятия, строительства, отрасли, войсковой части, соединения; 4) научные исследования, медицинское и техническое диагностирование, учет и обработка статистических данных, программирование, инженерные расчеты. Цель автоматизации – повышение производительности эффективности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья.

Таким образом, ключевым моментом в определении автоматизации является то, что она позволяет осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Задача человека в такой системе может сводиться к пассивному наблюдению, как, например, с аэробусом, где летчик вместо пилотирования самолета должен контролировать работу бортовых систем, либо задача человека состоит в наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации, а в случае неполадки – немедленном вмешательстве.

Но что же происходит с самим человеком, как трансформируется его труд в условиях автоматизации? Действительно ли его труд облегчается или он становится совсем иным? Вот что об этом пишет А.Л. Леонтьев: «Если в условиях прежней техники главное содержание трудовых процессов составляло выполнение двигательных операций и от рабочего требовалось прежде всего владение необходимыми ручными навыками, то введение автоматики переместило основные трудовые операции на новый уровень – уровень внутренних процессов».

Внутренние процессы – это есть психические процессы, такие как память, внимание, мышление, восприятие.

Таким образом, прогресс в автоматизации не только не устранил человека, а, наоборот, потребовал от него высокой надежности работы, высокой помехоустойчивости, способности воспринимать, перерабатывать большое количество информации, умения принимать решения в условиях дефицита времени, автоматизация увеличила нагрузку на его мыслительные, или когнитивные, процессы. Все это привело к тому, что повысилась роль человеческого фактора, который теперь выступил, прежде всего, как фактор психологический. Например, неточное движение рабочего может привести к N количеству испорченных деталей, ошибка диспетчера аэропорта может обернуться катастрофой. Так, одной из причин столкновения ТУ-154 «Башкирских авиалиний» и Боинга-757 над Боденским озером в Германии было то, что диспетчер слишком поздно заметил, как два воздушных судна, находившихся в одном эшелоне, опасно сближаются.

Следует отметить, что автоматизация производства, управления имеет как свои плюсы (техника обладает определенными преимуществами перед человеком, так же, как и человек перед техникой), так и свои минусы.

Так, ряд авторов (М.А. Дмитриева, А.Л. Крылов, А.И. Нафтульев) среди преимуществ человека перед техникой называют, прежде всего, способность принимать решения на основе обобщения данных и знаний, относящихся к различным областям науки, техники, производства, также способность накапливать информацию и использовать накопленный опыт для совершенствования способов работы и находить новые пути в неожиданных (экстренных) ситуациях.

Последнее преимущество является наиболее существенным, поскольку автоматы способны управлять процессами лишь в рамках программ, которые заранее введены в них программистом. Только человек, наделенный способностью к творческому мышлению, может решать возникающие в ходе управления новые задачи и справляться с проблемными ситуациями.

Пока присутствие человека в автоматизированных системах во многом обусловлено тем, что в системах автоматики возможны неожиданные отказы в самые неподходящие моменты. Оператор, как правило, испытывает в таких ситуациях самые тягостные ощущения, связанные с отсутствием информации о состоянии системы.

Так, в работе В.И. Лебедева «Экстремальная психология» описывается следующий случай, который произошел при посадке корабля «Восток», пилотируемого Ю. Гагариным. Исследователь пишет: «согласно программе, должна была включиться тормозная двигательная установка, а затем через 10 секунд произойти разделение спускаемого аппарата и приборного отсека. Пока автоматика ориентировала корабль, космонавт получал информацию о происходящем процессе, имея возможность в любой момент перейти на ручное управление. К нему поступала информация и от тормозной двигательной установки. Тормозная установка сработала. Прошло 10 секунд. Разделения не произошло из-за отказа автоматики, а от этого зависит благополучное возвращение на Землю. Оно произошло только через 10 минут, когда в плотных слоях атмосферы в пламени огня сработали температурные датчики. Ю. Гагарин рассказывал: “После того как сработала тормозная двигательная установка, я стал ждать разделения приборного отсека и спускаемого аппарата, которое должно было произойти через 10 секунд. Ожидание было тягостным. Время как будто остановилось. Секунды воспринимались как долгие минуты. Не имея информации о работе автоматики, Гагарин пережил, по его словам, 10 самых тягостных минут за весь свой полет». Несмотря на многочисленные случаи отказа автоматики, идея полной автоматизации продолжает существовать и реализовываться жизни. Так, был осуществлен полностью автоматический полет многоразовой космической системы «Буран», также полеты беспилотных грузовых кораблей «Прогресс» и «Прогресс М».

1.2. История инженерной психологии

Возникновение инженерной психология в начале 40-х гг.

ХХ века в Англии и США, во многом было связано с развитие военной техники в годы Второй мировой войны, а в дальнейшем со стремительным прогрессом в автоматизации.

Однако еще в 1911–1912 гг. в США (г. Кливленд) в журнале «Human engneering» публиковались исследования, посвященные условиям труда вообще. В 20-х гг. также в Америке группа психологов интересовалась психомоторными навыками и сенсорными функциями в связи с вопросом о функциональных возможностях и ограничениях человека при использовании летного оборудования.

Тем не менее, в России данная проблема была сформулирована гораздо раньше, в 1882 г., М.А. Рыхачевым, который разработал перечень качеств (быстрота соображения, осмотрительность, внимательность) при управлении летательным аппаратом. Следует отметить, что русские ученые предпринимали попытки разработать теоретические основы учения о труде.

Так, И.М. Сеченов в работах «Физиологические критерии для установки длины рабочего дня», «Участие нервной системы в рабочих движениях человека» изучал роль психических процессов в трудовой деятельности и ввел понятие активного отдыха как средства повышения и сохранения работоспособности.

Другой известный русский ученый В.М. Бехтерев изучал влияние труда на личность, а также настаивал на комплексном изучении трудовой деятельности человека. В 1920 г. в советской России был создан Центральный институт труда под руководством А.К. Гастева, где были решены вопросы по стандартизации рациональных приемов обучения и трудовой деятельности человека с учетом его биологических и психологических особенностей. А.К. Гастевым также была предложена идея создания «социально-инженерной машины», которая бы соответствовала возможностям человека.

В это же время на Западе Э. Тейлор исследует психологические аспекты профотбора, нормирование труда, приспособление инструмента к рабочему. Другой исследователь Ф. Гилберт обосновывает необходимость изучения трудового процесса до его начала, т. е. его проектирования. Тем не менее, как самостоятельная научная дисциплина инженерная психология возникла во время Второй мировой войны. Этот период истории характеризовался созданием подвижных, чрезвычайно сложных и чувствительных машин, таких как самолеты, танки, подводные лодки. Стоимость военной техники не переставала возрастать, военные условия ее использования требовали от человека предельного напряжения физических и психических сил.

Уже в начале войны было замечено, что, несмотря на колоссальные потенциальные возможности современного оружия и оборудования, оно не давало того реального эффекта, который ожидался при проектировании. Причиной тому было недостаточное соответствие техники функциональным возможностям людей, призванных ею управлять.

В этих условиях пришлось признать, что человек (оператор) остается существенным звеном при выполнении военных заданий. Необходимо было обратить серьезное внимание на проблемы, связанные со свойственными человеку ограничениями, и изучать машину в свете этих ограничений. Только при таком подходе могла быть создана техника, действительно приспособленная к возможностям среднего человека, и тем самым сокращен процент допускаемых по вине оператора ошибок, несчастных случаев и аварий.

Даже в случаях полной пригодности человека для той или иной военной специальности сложность техники требовала продолжительной и дорогостоящей подготовки. Так, несмотря на то, что в ВВС США всегда уделялось исключительное внимание вопросам психотехнического отбора летного состава, тренировка одного американского летчика во время Второй мировой войны обходилась государству в 50000 долларов и поглощала 1/4 времени всей его службы. Работа в области инженерной психологии не замедлила показать, что учет психологических требований при проектировании военной техники может облегчить работу управляющих ею людей и значительно ускорить процесс их подготовки. После окончания войны многие психологи перенесли свои исследования в область промышленности, транспорта и связи, сельского хозяйства.

Среди западных специалистов, внесших наиболее значительный вклад в становление и развитие этой науки, следует отметить известных психологов А. Чапаниса, К. Моргана, В. Вудсона, Д. Коновера, М. Монмоллена. Появление отечественных школ инженерной психологии относится к началу 60-х гг.; наиболее заметную роль в их становлении и развитии сыграли труды Б.Ф. Ломова, В.Д. Небылицына, В.П. Зинченко, М.А. Котика, А.М. Емельянова, В.Ф. Венды, В.М. Мунипова.

В конце 60-х гг. инженерная психология перешла к синтезу, проектированию человеческой деятельности в больших системах, она внесла определённый вклад в разработку мероприятий по повышению эффективности их функционирования.

В последние годы резко возрос спрос на инженерно-психологические разработки в сфере использования компьютерной техники. Следует отметить, что на первоначальном этапе развития инженерной психологии исследователи обращались к вопросам строения человеческого тела и динамики рабочих движений. На основании данных биомеханики и антропометрии разрабатывались рекомендации, относящиеся к рабочему месту человека и используемым им инструментам.