УДК 656:51-7

СТРУКТУРИРОВАНИЕ ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Данилов Александр Максимович1, Давыдов Александр Станиславович2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, д.т.н., профессор
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Определяются основные элементы эргатической системы и эргатического процесса, необходимые для определения их структуры и когнитивного моделирования. Приводится пример.

Ключевые слова: анализ и синтез, структурирование, эргатические системы, эргатический процесс


STRUCTURING ERGATIC SYSTEMS

Danilov Alexander Maksimovich1, Davydov Alexander Stanislavovich2
1Penza state university of architecture and construction, doctor of science in engineering, professor
2Penza state university of architecture and construction, student

Abstract
Identifies the key elements of Human-machine system and ergatic process needed to determine their structure and cognitive modeling. An example is given.

Keywords: analysis and synthesis, ergatic process, human-machine system, structuring


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Данилов А.М., Давыдов А.С. Структурирование эргатических систем // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/48885 (дата обращения: 03.06.2017).

Проектирование любой эргатической системы начинается с ее феноменологического описания и последующего когнитивного моделирования [1…3]. Одной из основных задач является определение структуры системы (обычно на основе ориентированного графа – когнитивной карты). Укажем фундаментальные понятия, без которых нельзя получить решение. Связанное с анализом и синтезом эргатических систем. 
Эргатической является любая физическая система, в той или иной мере зависящая от участия в ней человека. С этих позиций все физические системы, созданные людьми, являются эргатическими. С точки зрения теории управления эргатическая система представляет собой совокупность объектов управления (ими могут быть и люди), с которыми взаимодействует человек, осуществляющий функцию управления. В качестве решающего и управляющего звена выступает человек. В человеко-машинной системе оператор управляет машиной (вообще говоря, человек может управлять и другими людьми). Эргатическим процессом является целенаправленное преобразование эргатической системы предмета труда, под которым выступает любой объект, с которым человек-оператор взаимодействует на протяжении определенного периода времени и при определенных условиях (с целью изменения свойств объекта). Таким образом, человек-оператор осуществляет трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной, другими людьми и внешней средой с использованием информационной модели и органов управления.
Состояние эргатической системы, при котором возможно выполнение заданных функций и с параметрами, установленными техническим заданием на решаемую системой задачу, будет определять работоспособность эргатической системы. Если функционирование невозможно, то эргатическая система – не работоспособна. Цель системы определяется долгосрочным желаемым результатом (в заданном промежутке времени может быть и не достижимым), к которому должна стремиться система. Ближайший желаемый результат, достижимый за период действия системы, является итогом. Цель эргатической системы определяется всеми видами желаемых результатов. Качество системы зависит от приемлемости системы для решения конкретной задачи (или класса конкретных задач). Оценка приемлемости производится по времени функционирования, совокупности входных воздействий и выходных величин (показателей), а также совокупностью управляющих воздействий (переводит эргатическую систему из начального в конечное состояние; определяеся свойствами целевого подмножества), множеством допустимых управлений. Функционально завершенную часть эгратического процесса, имеющую самостоятельную цель или задачу, можно рассматривать как операцию (последовательность движений или групп движений – элементарные акты). Личными качествами человека-оператора определяется способ действий (индивидуальная совокупность умственных, моторных средств). К ним оператор прибегает сознательно или стихийно с учетом условий деятельности. При одной и той же цели (построение эргатического процесса) для ее достижения могут использоваться разнообразные способы действий (исходя из одной или нескольких доктрин). 
Обученность оператора (состояние эргатической системы, обусловленное профессиональной подготовленностью человека-опретора) характеризуется стабилизацией показателей его работоспособности при последовательном предъявлении однотипных задач. Уровень обученности (способность оператора выполнять работу с заданным качеством) определяется совокупностью специальных знаний, умений, навыков. 
Качество эргатической системы определяется на основе количественных показателей; успешность каждой операции (эргатического процесса) – тактической и технической приемлемостью системы (показатель эффективности эргатической системы – возможность достижения поставленной цели в заданных условиях с определенным качеством). При этом человек-оператор вместе с устройством индикации, пультом управления вспомогательными устройствами ручной настройки и т.д. составляют собственно эргатическую часть системы. Способность оператора перестраивать структуру и параметры своей деятельности для повышения качества эргатического процесса, реализуемого системой, определяет адаптивность целостной системы. 
Показателями адаптивности являются: 
- скорость изменения показателей качества;
- минимальное значение показателя качества, достигаемое системой на заданном интервале времени или за обусловленное число циклов (порог обучения);
- рассеивание показателей качества на пороговом уровне;
- знак скорости изменения функционала качества.
Мотивация, как свойство эргатической системы, определяется возможностью регулирования интенсивности показателя адаптивности при изменении цели эргатического процесса. Отметим, изменение деятельности одного человека-оператора в эргатическом процессе может вызвать изменение деятельности одного или нескольких человек (последствие или стимуляция; вид взаимосвязи не имеет значения).
В качестве иллюстрации рассмотрим структуру управляемой системы (рис.1).

Рис.1. Структурная схема управляемой системы:

 - входное возмущение (или программа),  - сигнал ошибки системы (исполнительный сигнал),  - сигнал обратной связи,  - помеха,  - импульсная переходная функция системы,  - импульсная переходная функция объекта,  - импульсная переходная функция обратной связи,  - импульсная переходная функция части объекта, где действием помехи можно пренебречь.
В соответствии с указанной структурой легко определяются характеристики эргатической системы. Справедливо:

,
,
,
,
,
.

При  (единичная отрицательная обратная связь):

=

(знания  для определения  не требуется).
К сожалению, формализованное описание системы не всегда возможно и, как правило, возникает необходимость использования итеративных методов [4…9]. Однако и в этих случаях одной из основных задач является предварительное структурирование эргатической системы.


Библиографический список
  1. Гарькина И.А., Данилов А.М., Королев Е.В. Когнитивное моделирование при синтезе композиционных материалов как сложных систем / Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2009.-  № 3-4.-  С. 30-37.
  2. Гарькина И.А., Данилов А.М., Пылайкин С.А. Имитаторы движения транспортных средств / Альманах современной науки и образования. – 2013.-  № 7 (74). – С. 40-42.
  3. Гарькина И.А., Данилов А.М., Пылайкин С.А. Практические методы идентификации транспортных эргатических систем / Альманах современной науки и образования. – 2013. – № 8 (75). – С. 50-52.
  4. Данилов А.М., Лапшин Э.В., Гущина А.А. Информационно-вычислительные системы авиационных тренажеров модульной архитектуры с распараллеливанием вычислительных процессовТруды международного симпозиума Надежность и качество. – 2006. – Т. 1. – С. 39-44.
  5. Данилов А.М., Гарькина И.А., Махонин А.С. Определение требований к характеристикам имитаторов объектов управления / Московское научное обозрение. – 2012. – № 4-1. – С. 04-07.
  6. Данилов А.М., Гарькина И.А. Идентификация сложных систем: состояние и перспективыОтраслевые аспекты технических наук. – 2011. – № 10. – С. 06-09.
  7. Данилов А.М., Гарькина И.А., Будылина Е.А. Практические методы идентификации эргатической системы / Отраслевые аспекты технических наук. – 2013. – № 6 (30).-  С. 03-05.
  8. Нугаев А.С., Данилов А.М. Управление в пространстве: оценка зависимостей выходных координат объекта в замкнутой системе / Вестник магистратуры. – 2014. – № 11-1 (38). – С. 27-30.
  9. Нугаев А.С., Данилов А.М. Оценка качества объекта управления эргатической системы: функционал качества, определение весовых констант / Вестник магистратуры. – 2014. – № 12-1 (39). – С. 16-19.


Все статьи автора «fmatem»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: