Особенности АСУ, как человеко-машинных систем

Любая в качестве элементов системы включает как технические средства, так и людей – персонал. Для эффективного функционирования АСУ необходимо выбирать рациональные способы взаимодействия людей с техническими средствами.

Административные (организационно-экономические) АСУ и АСУ ТП – относятся к производственным системам. Объект управления для административной АСУ – предприятие, министерства, ведомства, иначе говоря, коллективы людей, которые используют различные технические и программные средства. В этих АСУ основная форма передачи инф-ции документ. В АСУ ТП основной формой передачи инф-ции являются различные сигналы – электрические, световые, механические и т.д.

Особенность управления любой АСУ – психофизиологические св-ва человека (ЛПР) должны быть включены в качестве параметров АСУ. Необходимо предусмотреть различные варианты поведения человека-оператора в различных условия функционирования АСУ. Можно определить особенности АСУ с общих позиций по различным группам.

Функциональные особенности АСУ: наличие общей задачи и единой цели функционирования всей системы, сложность поведения, связанная со случайным характером внешних воздействий, большое кол-во обратных связей в системе. Устойчивость системы к внешним и внутренним помехам. Наличие самоорганизации и адаптации системы к различным возмущениям. Высокая надежность системы, построенной из не абсолютно надежных элементов. Способность к развитию, выражающиеся в способности изменить функции и структуру системы.

Структурные особенности АСУ: большое кол-во взаимодействующих элементов, составляющих систему, как целостное образование. Возможность выделения групп взаимодействующих элементов (подсистем), имеющих свое специальное назначение и свою цель функционирования. Наличие иерархической структуры и иерархии критериев качества функционирования. Высокая степень неоднородности состава элементов. Большая территориальная сосредоточенность элементов системы. Высокая динамичность системы, при изменении структуры системы.

Особенности АСУ, связанные с процессом изготовления: большие затраты на разработку АСУ. Многообразие возможных допустимых вариантов построения системы. Необходимость для проектирования многих научных дисциплин. Несоответствие проектных решений, определенных документацией, реализованным решением из-за расхождения на различных этапах проектирования. Необходимость ввода в строй одновременно всех элементов при пуске системы.

Особенности эксплуатации АСУ: большой объем инф-ции, циркулирующей в системе, и эффективная обработка этого объема в ручную практически невозможна. Разработка прогноза последствий наступления аварийных ситуаций в системе. Невозможно достоверно прогнозировать воздействие на систему непрерывно изменяющейся окружающей среды, вследствие неполноты инф-ции об изменениях в среде за весь жизненный цикл системы. Необходимость развитой инфраструктуры, обеспечивающей ремонт и восстановление элементов системы. Многократное частичное изменение структуры системы, в процессе ее функционирования, связанное с уточнение параметров системы, целей ее функционирования, непрогнозируемыми изменениями внешней среды.

Эргономические особенности АСУ: основная функция человека в АСУ – управление. Человек должен быть способен оперировать нечеткими представлениями, должен воспринимать сложные объекты, процессы, или явления, как единое целое. Человека должно характеризовать умение творчески, гибко действовать в сложных, непредвиденных ситуациях, условиях недостаточной, или не полностью достоверной инф-ции. Человек должен обладать способностью переходить от одних методов управления к другим методам управления. Непредсказуемость поведения, его настроения и его работоспособности (ЛПРа). Отмечается субъективный характер принимаемых человеком решений, особенно в условиях острого дефицита времени, отсутствие достаточно полной инф-ции, и возможность случайных или преднамеренных ошибок при обработки инф-ции, формирования инф-ционных сообщений, при принятии решений. Отмечается низкая вычислительная мощность человека, неспособность воспринимать большое число вариантов исхода, то есть прогнозировать результаты принятых решений.

Инженерно-психологические проблемы создания АСУ.

Происходит усложнение АСУ, поэтому наблюдаются потери от несоответствия АСУ возможностям человека. При этом, основные трудности связаны не только с совершенствование технических и программных средств, но и с недостаточным развитием методов учета человеческого фактора при создании и эксплуатации АСУ.

Проблемы:

1) Компенсация ошибочных, непреднамеренных, а так же преднамеренных, действий человека, которые влекут за собой негативные последствия для функционирования АСУ. Должно быть учтено: забывчивость оператора, возможность допуска ошибки, непостоянство внимания и т.д. Если решение, принятое человеком, может привести систему в аварийный режим, а контроль осуществляет сама система, то это решение не должно восприниматься системой, о чем система должна сигнализировать оператору.

2) Формализация психологических аспектов, мыслительной деятельности человека-оператора, в процессе выработки решений по какой либо функциональной задаче. Учет этих аспектов в системах ИИ, которая формирует параллельное решение.

3) Проблема формализации основных схем поведения и психологических характеристик человека-оператора связана с попыткой создания математических моделей мыслительной деятельности человека. Разработанная математическая модель мыслительной деятельности человека, должна входить в общую модель функционирования всей системы. Если нельзя создать такую «мощную» модель человека, то вполне удачной попыткой автоматизировать те или иные функции человека-оператора, возложив их на тех. средства.

Можно утверждать, что для всех систем, точно описать и разработать хорошую модель невозможно. В качестве критерия качества моделей используется критерий адекватности результатов полученных на модели и экспериментальных результатов.

Проблема определения границ возможностей в деятельности человека и возможностей техники или технических средств, для оптимального распределения ф-ций между ними. Это распределение диктуется пределами ф-ционирования системы. А пределы ф-ционирования системы определяются срывами работы всей системы. Из опыта разработки сложных АСУ срыв операторской деятельности является самым существенным фактором при разработке и ф-ционирование системы. Целью проектирования АСУ является исключение возможности аварии при срыве деятельности человека оператора. Необходимо согласовывать характеристики тех. средств АСУ с психофизическими особенностями человека-оператора, при этом срыв деятельности человека-оператора может привести к аварийным ситуациям, когда эффективность системы становится равной нулю и даже отрицательной (?). Иногда срыв деятельности человека-оператора происходит при повышении темпа поступления исходной операции, необходимой для принятия решения.

Выделяют следующие аспекты срыва операторской деятельности, которые необходимо учитывать при проектировании АСУ:

1) Определение критических значений потока инф-ции в зависимости от способа деятельности человека-оператора.

2) Оценка влияния автоматизации процесса управления на устойчивость операторской деятельности. Степень автоматизации.

3) Выявление слабых звеньев в структуре деятельности оператора и технических средств с целью проектирования наилучших способов деятельности.

4) Определение стадий (отдельных фаз) срывов деятельности с целью перехода от одного вида деятельности к другому, при обнаружении срыва деятельности. Иерархическая система должна работать всегда, даже после изменения структуры. Можно представить ситуацию, что какой-то управляющий объект выходит из строя. Вышедшие объекты заменяет объект более высокого уровня. Можем говорить о переходе от одного вида деятельности к другому в результате срыва.

5) Определение допустимых границ изменения функционального состояния оператора. Например, АСУ ВД. Человек-оператор это диспетчер, управляющий ВД. Основная задача – не допустить возникновение потенциально конфликтных ситуаций (ПКС). ПКС формулируется – дистанция по высоте между воздушными средствами (высота h и расстояние l). H и l определяет доступные границы для сближения, если они нарушаются, то возникает большая вероятность столкновения судов. Тогда под допустимыми границами ф-ционального состояния оператора целесообразно определить способности этого оператора успешно выполнять задачу ликвидации ПКС при различных сценариях воздушной обстановки в системе.

6) Определение границ между областями устойчивой деятельности оператора и срывов деятельности оператора. На основании этого аспекта заранее можно предъявить квалификационные требования к человеку оператору.

7) Формализация основных схем поведения (алгоритмы поведения) человека-оператора в зависимости от сложившейся ситуации. И разработка для человека-оператора лучших схем поведения, в смысле выбранного критерия. Эта проблема предполагает, что последовательность действий оператора может быть расписана в виде таблицы, в виде простейшей инструкции. Для решения этой проблемы следует произвести классификацию типов поведения человека –оператора, осуществить моделирование поступков человека-оператора, определить траекторию его поведения в различных ситуациях.

8) Определение психологических характеристик человека-оператора и диапазона их изменения для обеспечения комфортных условий взаимодействия человека и техники, для того чтобы уменьшить потребности адаптации людей к технике. Говорят, что средства взаимодействия человека и техники определяются сложным комплексом решаемых задач. А именно, задач оптимального планирования, задач обработки инф-ции, задач управления, задач обеспечения надежности и т.д.

Типовые противоречия при создании новых АСУ

Создание любой АСУ проводится по решению либо директивных органов, либо по инициативе заказчика, либо разработчика. В любом случае, наиболее ответственным решением является определение целесообразности новой АСУ или модернизации «старой». Назовем это словом – нововведение (принцип новых задач ??). Принятие решения о целесообразности должно привести к снижению неопределенности и степени риска, связанного с введением нововведения. На лицо можно указать набор противоречий, которые следует разрешить в процессе создания новой системы.

Уровень реорганизации определяется сложностью введения

Как решаются противоречия при разработке АСУ?

Нужно ли это нововведение? Если в результате анализа потребности на текущий момент и прогнозирования на перспективу выясняется, что потребность в системе устойчива и перспективна, тогда делается вывод о необходимости разработки нововведения. Если потребность кажущаяся и мнимой, а то фиксируется отрицательный ответ.

Возможна ли реализация этого нововведения? Если в результате анализа возможности на текущий момент и прогнозирования на перспективу выясняется, что возможность устойчива и перспективна, дается положительный ответ. В противном случае, дается отрицательный ответ.

Каковы возможные последствия нововведения? Если в результате анализа последствий на текущий момент и прогнозирования на перспективу выясняется, что последствия устойчиво негативны, или становятся в будущем такими, то характер нововведений отрицательный. Если все три вопроса положительны, то следует ответить на следующие вопросы.

1) Какие конечные цели могут быть достигнуты при разработке новой системы?

2) Какую роль будет играть создаваемая АСУ в конкретной сфере деятельности?

3) Какие принципы построения АСУ могут быть реализованы в процессе проектирования?

4) Какая степень технического и экономического риска, связанного с созданием АСУ?

Все положительные ответы на вопросы позволят приступить к созданию АСУ.

Поиск по сайту: