Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 116
Текст из файла (страница 116)
Че Человеко-машинный интерфейс как элемент системы управления В течение олг е долгого времени с момента появления ВТ основным объектом внимамла сама ЭВй1 "ВИО М. Все усилия их создателей были направлены нато, чтобы эффекИСПОЛьзовать По Удобно. Только ать существующие технологии, а не на то, чтобы пользователям В11 'олька специалисты с глубоким знанием внутренних механизмов О"Лн ими и ' Втов управлять. Постепенно широкое распространение ВТ привело к тол'СТО ИЕВ вю все чагце ст ц стали пользоваться неспециалисты. В современных условиях возможно чт , чтобы сотни миллионов пользователей стали специалистами по Орох ЭВМ должны были стать проще. ЧЕЛОИ огическое исследование в США по эффективному использоваВЕЧССких " Иа способностеи в технической среде относится к 1940-и годам— Лог ука пазы валась "человеческий фактор" (Ьивлап уасгогх).
Разработанная льзовалась для того, чтобы отобрать персонал для выполнения ""я испо ' Ивых за апач, например для управления военными самолетами. Позднее 488 Глава 11. Человеко-машинный интерф- Фейс 11 1, Человеко-машинный интерфейс как элемент системы управления 469 человеческий фактор стали изучать и в Европе, и одновременно несколько изь ценилось направление исследований. По мере возрастания сложности задач неко ото рыми системами стало трудно управлять даже специалистам, поэтому вмес го разработки методов полбора обслуживающего персонала обратились к вопро саи О том, как поставить задачу и сформировать рабочую среду, чтобы они т:оотв, ствовали возможностям работников.
Дисциплина не только сменила подхо, ' ',но н получила новос название — эргономика (егявпоттсз). Эргономика — межви цнплинарная наука, которая объединяет знания из области физики, физиолог„„ и психологтли. Инженер, занимающийся системой управления, сталкивается с ВТ и другим оо рудовантием и как пользователь, и как разработчик.
Как пользователь он должен знать, с чего начать, к чему стремиться, чего ожидать и как быстро разобраться в ос ионных принципах работы. Как разработчик системы управления он должен решить как данные о процессе будут выводиться на терминалы и панели управления, и опре.
делить набор команд для оператора. Если система спроектирована на основе после. довательных и логичных правил, человек сможет в ней быстро разобраться и начать работу. Как известно, проблема заключается в том, что ЭВМ исполняют только полученные команды, а не то, что пользователь имел в виду. Интерфейс пользователя выполняет свое назначение, если реально позволяет преодолевать барьер между машиной и действительными намерениями человека.
Интерфейс пользователя — видимая часть системы управления и единственная, с которой реально взаимодействует человек. Его важность проявляется в непосредственных действиях по управлению сложным техническим процессом. Операторы больше не должны считывать показания приборов и задавать опорные значения, непосредственно контактируя с управляемым техническим процессом. Вместо этого они отвечают целиком за процесс, состояние которого они наблюдают на экрзнзх мониторов в центре управления. Количество персонала уменьшается, а ответствен. ность при этом возрастает, Интерфейс пользователя должен способствовать позыв шецию ответственности, облегчать работу, снижать стресс и уменьшить вероятн~~~~ ущерба от человеческих ошибок. Существует широкораспространенное заблуждение относительно того, ого, что фейс" стз включает понятие "интерфейс пользователя" "дружественныи интерфей' новится самоцелью и очень часто понимается как "много цветных картинок нок на эх тиональном ране", система "окон" или поддержка диалога с пользователем на национ и в системе языке.
На самом деле эргономика подразумевает гораздо большее. Если в и вся сне пе учтены основные эргономические принципы, то можно считать, что и титами пик тема представляет собой сплошной хаос. Изощренный интерфейс с окна , чтобы скРы~' тограммами и цветной графикой может быть использован для того, чтоб плохую функциональность системы. Если же интерфейс пользователя Р я поостдля ская системз, понимания и удобен для применения, тогда, скорее всего, и техническа „„помогают которая стоит за пим, хорошо структурирована. Принципы эргономики мого техни"е в оценке качества интерфейса пользователя, а в ряде случаев и самог кого процесса.
коль Разработка интерфейса пользователя не сводится просто к применени ию песк ' ких правил. Эргономика в первую очередь указывает на то, что не нужно де едать, " птерфеи ' бы не перейти границ обычного человеческого восприятия, Разработка иц Р яьзователя требует критического мышления и постоянной переоценки принятых езтений для их совершенствования с течением времени. В любом техническом процессе можно выделить три составляющие (рис.
11.1): - цели, задачи; — пользователь/оператор; - техническая система/процесс (инструмент). Рис. 11.1. Взамосвязи между человеком-пользователем, цеяями н технической системой(инструментом) Пользователь хочет достичь определенного результата и для этого использует техническую систему (инструмент). Следовательно, инструмент является интерфейсом между пользователем и целью, Оптимально инструмент должен давать возяожвость пользователю полностью сконцентрироваться на цели и не отвлекаться на то, как инструмент работает, иными словами, инструмент должен быть "прозрачен" хяи пользователя.
Простые механические инструменты, например отвертка и молотэк, разрабатывались и совершенствовались веками, и поэтому прекрасно соответттвуют своему назначению. Обычно, собирая изделие, мы следим не за отверткой, а за винтами и деталями. Однако в автоматизированном процессе управляющее оборудование и ЭВМ не мвгут по определению быть "прозрачными", поскольку, хотя они и являются интерФейсом между пользователем и процессом, в то же время самостоятельно влияют на ЯРот ес .. Р цесс. Как определить, что вводится с клавиатуры — опорные значения или команяц уп у Равления? В системах автоматизированного управления пользователь фактитескн Раоотает с новым инструментом, представляющим из себя комбинацию соб'тзенно шю технической системы с управляютцим оборудованием. льльзователь Рвс.
1, 1.2. [1рименение ЭВМ в У" Равлеттии технической системой 'тто 'вени лель, представленную на Рис. 11.1, нужно расширить, чтобь , что ы отделить соо; внотехническуюси емуотуправлящегооборудования-вме е ф т вов — вместе онн формнру- новый инструмент для пользователя (рис. 11.2), т. е. число со а '-ть сло составляющих равно - мрем.
4УО 471 Глава 11. Человеко-машинный инте "рфейс ,! 2. Психологические модели цели, задачи; пользователь/оператор; техническая система/процесс(инструхлент); управляющее оборудование, управляющая ЭВМ (инструмент). Пользователь по-прежнему добивается достижения цели, но может сделат делать эго только опосредованно, с помощью технической системы. Но и на саму техниче ическую систему невозможно воздействовать прямо, а только с помощью управляющего об гоо ору.
дования. Таким образом, пользователь имеет дело с совершенно новым комбинироп нировавным инструментом. Если управляющее оборудование или Э В М не соответствуют вуют точно технической системе, то работать пользователю сложно, поскольку он дола, должен иметь представление о самой технической системе, инструменте управления и их вч . их вза. имодействии, Управляющая система представляет собой "инструмент для использовп ния инструмента" и пе должна вступать в протиноречие с целями собственно процесса Однако в течение достаточно длительного времени из-за неадекватных и несовершев ных технологий операторы нередко должны были уделять больше внимания вычислительным системам, чсм техническим процессам, которыми эти системы должны управлять. Конечно, пользователь хочет видеть выполнение целевых функций и не желает вникать в проблемы управляющего оборудования.
С другой стороны, единственный способ взаимолействия с технической системой — это управляющая ЭВМ. Взаимодействие всех составных элементов системы должно быть организовано таким образом, чтобы пользователь в конце концов добивался цели. Если имеется несоответствие между инструментом управления и управляемой системой, например из-за неправильного выбора датчиков и исполнительных механизмов, то это приведет к большим нагрузкам на оператора или к сложному интерфейсу.
Таким образом, требования технической системы и знания о познавательных способностях человека должны быть основой, на которой строится интерфейс. С внедрением ЭВМ роль операторов значительно изменилась. Применение авто матики и аппаратуры управления постепенно отодвинуло операторов далеко от у" равляемого процесса.
Этот эффект особенно важен в системах супервизорного управления, т, с. сочетз ющих мониторинг процесса с функциями автоматического управления. Не всегп' внедрение этих систем облегчало работу операторов, Напротив, идея автоматическо го управления иногда имеет обратный эффект, поскольку разработчики, стараясь и сь ис ключить оператора, оставляют ему выполнение тех задач, которые не могут автоь . втоматизировать, поэтому оператору приходится управлять не только процессом к ом как и аале таковым, но и тем, что подразумевал под процессом разработчик системы управ ния. '!'ребования к процессу и навыки оператора при разработке интерфейса, как Р ак прз бо упп' вила, не сопоставляются друг с другом, а наибольшее внимание уделяется оберу ют вз ванию. Проектировщики обычно оправдываются тем, что они действую , ользуют основании позитивных представлений о возможностях автоматизации и испол у те подходы, которые им известны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
