CC BY-NC-ND
123
, К.А. Назарова, В.И. Чайнов
КОНЦЕПЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОМФОРТА РАБОТАЮЩЕГО ЧЕЛОВЕКА -ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА СОВРЕМЕННОГО ЭРГОДИЗАЙНА
В настоящей статье показана необходимость исследования функциональных состояний работающего человека в интересах обеспечения дизайнеров и конструкторов эргономической информацией, необходимой для проектирования промышленных изделий. Изложены основы концепции функционального комфорта как теоретической базы современного эргодизайна. Обоснована необходимость участия эргономистов на всех этапах эргодизайнер-ского проектирования изделия и приведен вариант их поэтапной совместной деятельности с дизайнерами.
Ключевые слова: функциональные состояния, функциональный комфорт, эргономика и эргодизайн.
В последние годы в нашей стране происходит много техногенных катастроф, причины которых все чаще связывают с человеческим фактором, т. е. с плохой эргономической проработкой конструкторских и дизайнерских проектов систем «человек -техническое средство - среда». Цель настоящей статьи состоит в том, чтобы обратить внимание дизайнеров и конструкторов на необходимость использования при создании промышленных изделий инновационной технологии эргодизайна, разработанной в нашей стране.
В наиболее общем плане цель эргономики можно определить как придание системе «человек-машина-среда» таких свойств, которые обеспечивают наиболее эффективное ее функционирование при условии сохранения здоровья и развития личности. Эргономика изучает функциональные возможности человека с целью оптимизации орудий, условий и процессов труда, опираясь на данные технических наук, инженерной психологии, физиологии, антропо-
Л.Д. Чайнова
© Чайнов В.И. (наследник), Назарова К.А., Чайнов В.И., 2015
логии, гигиены труда и социологии. Специфика ее заключается в междисциплинарном изучении человека или группы людей в условиях их деятельности. Изучение функциональных возможностей человека как субъекта труда тесно связано с изучением его функционального состояния (ФС), под которым понимается целостная многокомпонентная характеристика внешних поведенческих и внутренних функций организма человека, позволяющая оценить присущий ему в данный момент уровень активности высших психических функций и функциональных физиологических систем, обусловливающих выполнение трудовой деятельности. Термин «функциональное состояние» - это общепринятое понятие в эргономике, инженерной психологии и психологии труда, которое не следует смешивать с медицинским термином.
Для работающих людей наиболее типичными являются состояния напряженности, утомления и стресса. Фазами этих состояний являются перенапряженность и переутомление. Стресс является отрицательным ФС. При стрессовых состояниях может происходить дезорганизация интеллектуальных процессов и, как следствие, дезорганизация деятельности. Напряженность в эргономике рассматривается как ведущее ФС, сопровождающее любую целенаправленную деятельность и являющееся показателем степени соответствия условий ее осуществления функциональным возможностям человека. Исследования, проведенные во ВНИИТЭ1, показали, что напряженность следует рассматривать в виде некоторого спектра состояний, характеризующихся различными уровнями активации функциональных физиологических систем. Установлено, что ФС является сложным системным образованием, системообразующим фактором которого является цель деятельности. Дифференцированно оценивать напряженность можно по феномену пространственной синхронизации биопотенциалов головного мозга, используя данные ЭЭГ. При экспериментальных исследованиях во ВНИИТЭ осуществлялась полиэффекторная регистрация психофизиологических параметров, при которой помимо ЭЭГ одновременно регистрировались вертикальная и горизонтальная составляющие электроокулограммы (ЭОГ), электромиограмма мышц верхней и нижней губы (ЭМГ), кожно-гальваническая реакция (КГР) и другие параметры. Кроме того, фиксировались показатели, характеризующие эффективность деятельности. При этом испытуемым обеспечивалась высокая мотивация деятельности, условия которой, в частности темп, варьировались. В спектре состояний напряженности было выявлено состояние, для которого характерны низкие средние значения мощностей дельта-, тета- и бета-1-ритмов, что свидетельствовало о минимальных нервных затратах
человека на выполнение деятельности. С этими затратами связывалась психофизиологическая цена (ПФ-цена) деятельности, под которой мы понимаем отношение затраченной в единицу времени энергии к реализуемому в данный момент уровню эффективности деятельности. В связи с тем, что в настоящее время непосредственная оценка нервных затрат, а следовательно, и ПФ-цены деятельности не представляется возможной, приходится прибегать к ее косвенной оценке, основанной на анализе характера изменения в процессе деятельности показателей ее эффективности и психофизиологических показателей. В качестве последних могут выступать не только средние значения мощности ритмов ЭЭГ, но и дисперсии мощности, коэффициенты кросс-корреляции для различных отведений ЭЭГ, частота сердечных сокращений и другие показатели.
Сопоставление экспериментальных данных, полученных во ВНИИТЭ, с данными других специалистов показало, что каждому виду деятельности соответствуют своя функциональная физиологическая система и свой характер изменения дистантной синхронизации биоэлектрических процессов головного мозга, проявляющийся при образовании этой системы и варьировании условий деятельности. Однако общей закономерностью для всех видов деятельности является зависимость ее ПФ-цены от степени соответствия содержания, условий и средств труда функциональным возможностям человека.
Результаты теоретических и многолетних экспериментальных исследований позволили установить основные закономерности, отражающие связь функционального состояния человека, эффективности и психофизиологической цены деятельности с условиями и средствами ее осуществления. Эти закономерности были сформулированы в виде закона соответствия2. Сущность его раскрывают следующие положения, которые необходимо учитывать при проектировании и организации любой деятельности: «социальная значимость, цель и содержание деятельности, а также эстетические свойства используемого при ее выполнении технического средства должны удовлетворять психологическим требованиям человека, обеспечивая высокий уровень мотивации; условия деятельности и конструкция технического средства должны соответствовать психофизиологическим возможностям человека; всякая эффективно выполняемая деятельность должна быть организована или спроектирована таким образом, чтобы обеспечивалась ее минимально возможная ПФ-цена, которая не должна превышать для данных условий некоторый критический уровень, определяемый психофизиологическими возможностями человека»3. Если психологически значимые факторы деятельности удовлетворяют
требованиям человека, а условия труда и конструкция используемых технических средств соответствуют в полной мере его психофизиологическим возможностям, то это обеспечивает возникновение состояния продуктивной напряженности, характеризующегося минимальной ПФ-ценой деятельности, которое было названо состоянием функционального комфорта (ФК)4. Нарушение указанных выше условий приводит к возникновению дискомфортных состояний с высокой ПФ-ценой деятельности. Это могут быть состояния непродуктивной напряженности, возникающие при недостаточной или повышенной нагрузке человека, или состояние стресса, возникающее в экстремальных условиях. Состояние функционального комфорта является индикатором соответствия условий труда и конструкции используемых технических средств функциональным возможностям человека, а также его психологическим требованиям. Поэтому оно может использоваться в качестве критерия оптимизации деятельности. Отметим также, что термин «функциональный комфорт» стал использоваться для обозначения состояний, отличных от дискомфортных, которые возникали при несоответствии характеристик авиационно-космической техники функциональным возможностям летного состава. Этот термин не имеет ничего общего с бездействием или расслаблением человека, а наоборот, он связан с активной деятельностью. Если в обычных условиях деятельность человека следует оптимизировать по критерию ФК, то в экстремальных условиях этот критерий может использоваться только для отдельных ее элементов, например для информационного обеспечения. Управлять техническим средством в экстремальной ситуации человек может только при условии, если его деятельность настолько упрощается, что ее цена не будет превышать указанный выше критический уровень, допустимый в данных условиях.
Возможности человека по выполнению проектируемой деятельности в системе «человек - техническое средство - среда» часто бывают неизвестны и нуждаются в выявлении на начальной стадии проектирования. Каждый вид деятельности имеет свое информационное обеспечение, свои органы управления и, следовательно, формирует свою функциональную физиологическую систему. Нельзя переносить выводы, сделанные относительно одной деятельности, на другую, если их содержание существенно отличается. Иногда это отличие незаметно и его приходится выявлять. Только экспериментальное исследование позволяет установить степень соответствия характеристик техники функциональным возможностям человека. Исследование это нередко бывает многоэтапным, так как конструкторские решения часто претерпевают значитель-
ные изменения на различных этапах проектирования техники. Существенную помощь конструктору в поиске правильных решений может оказать предпроектное эргономическое моделирование5.
Функциональный комфорт имеет два базисных компонента: психологический и психофизиологический. При проведении экспериментальных исследований было обнаружено влияние психологического компонента на психофизиологический. Отсюда следует, что эстетические свойства техники и предметной среды, в которой выполняется деятельность, должны соответствовать психологическим требованиям человека. Реализация этих требований осуществляется при дизайнерском проектировании технических средств. В этом проектировании должны принимать участие технический конструктор, дизайнер и эргономист. В дальнейшем, говоря о дизайнере, мы будем иметь в виду совместную деятельность дизайнера и технического конструктора.
Эстетическое совершенство технических изделий является также важным условием их конкурентоспособности. Проектирование и производство наукоемкой конкурентоспособной продукции, отвечающей современным требованиям, возможны на базе технологий, включающих новейшие достижения дизайна и эргономики. К числу таких технологий относится эргодизайн.
«Эргодизайн трактуется как человекоориентированная научно-проектная деятельность, при которой за счет интеграции средств дизайна и эргономики создаются эстетически и эргономически совершенные объекты и предметно-пространственная среда»6. В любой эргодизайнерской разработке должно быть обеспечено равноправное участие дизайнеров и эргономистов в течение всего цикла проектирования, изготовления, испытаний, реализации и эксплуатации продукции. Об этом свидетельствует успешный опыт проектирования промышленной продукции в нашей стране и за рубежом. Именно благодаря совместной деятельности дизайнеров и эргономистов фирмам Ксерокс и Боинг удалось одержать победу в борьбе с конкурентами за рынки сбыта. В нашей стране принципы эргодизайна были успешно использованы при проектировании бытового электроинструмента, кабин зерноуборочных комбайнов, развивающей среды детства и других изделий. В 60-70-е годы прошлого столетия под эргодизайном понимали совместную деятельность дизайнеров и эргономистов, а иногда просто выполнение некоторых стандартных эргономических требований. У эргодизайна не было теоретической базы. Она появилась после разработки концепции функционального комфорта, когда стало возможным создавать изделия, деятельность по использованию которых является оптимальной. При этом обеспечиваются ее высокая эффективность
и низкая ПФ-цена, что способствует сохранению в течение длительного времени работоспособности человека и, следовательно, его здоровья, а высокие эстетические свойства изделия в сочетании с высокой эффективностью труда способствуют также повышению его мотивации и удовлетворенности результатами и процессом деятельности. Снижение утомляемости является фактором повышения безопасности.
Следует отметить, что концепция функционального комфорта была разработана на основе системно-деятельностного подхода, используемого в психологических науках о трудовой деятельности, согласно которому только анализ проектируемой деятельности и выявление ее характерных особенностей позволяют согласовать психические, физические и психофизиологические возможности субъекта со свойствами современных человекомашинных комплексов и создавать предпосылки для формирования оптимального функционального состояния в процессе деятельности, т. е. состояния ФК.
Важным моментом психологического базового компонента ФК, главным образом при проектировании сложных технических систем (авиационных и др.), является необходимость учета особенностей национальной психики обслуживающего персонала. Так, известен случай, когда летчик пытался преодолеть грозовой фронт на большой высоте, хотя знал, что двигатель может заглохнуть. Понадеялся на «авось». Кончилось это катастрофой. Избежать ее можно было бы, если система управления контролировала бы действия летчика и своевременно переключилась в автоматический режим. С точки зрения эргономики новым аспектом эргодизайнерского проектирования подобных систем, связанных с повышенной опасностью, является обеспечение контроля функционального состояния персонала и при необходимости (в случае, если состояние становится критическим) изменение алгоритма управления системой. Выявление признаков и причин формирования подобных состояний входит в функции эргономиста. Для того чтобы обеспечить дизайнера необходимой эргономической информацией на различных этапах проектирования, эргономисты должны проводить комплексные экспериментальные исследования функциональных состояний субъекта труда. В настоящее время методика этих исследований разработана7 и апробирована на многих видах деятельности.
Рассмотрим кратко возможный вариант взаимодействия дизайнеров и эргономистов на различных этапах эргодизайнерского проектирования различных объектов и изделий.
1 этап. Формирование замысла по созданию или модернизации технических изделий, элементов предметной среды.
Функции дизайнеров:
• анализ спроса на изделие (систему) и выбор его варианта или типа для проектирования;
• определение современных тенденций формирования эстетических свойств объектов, принятых для разработки.
Функции эргономистов:
• экспертный анализ эргономических свойств (достоинств и недостатков) объектов, выбираемых дизайнерами для проектирования.
Результат: определение вариантов объектов для дальнейшей разработки и направлений дальнейших работ.
2 этап. Принятие решения об эргодизайнерском проектировании изделия.
Функции дизайнеров:
• определение (уточнение) назначения объекта и выбор варианта для проектирования;
• разработка эскизного проекта (аванпроекта) выбранного варианта объекта с оценкой его экономических показателей и конкурентоспособности.
Функции эргономистов:
• участие в отборе наиболее перспективного варианта изделия;
• экспертная оценка предлагаемого дизайнерами варианта изделия и при необходимости проведение по нему предпроект-ного эргономического моделирования.
Результат: принятие согласованного решения по выбору варианта изделия, подлежащего дальнейшему проектированию.
3 этап. Эргодизайнерское проектирование выбранного варианта изделия.
Функции дизайнеров и конструкторов:
• разработка дизайнерского и технико-конструкторского проекта изделия и определение содержания деятельности человека (персонала) по пользованию изделием или управлению им; изготовление опытного образца изделия для обеспечения эргономических исследований; корректировка конструкции и дизайнерского решения изделия по результатам эргономического исследования в интересах оптимизации деятельности человека (персонала) по эксплуатации разрабатываемого объекта.
Функции эргономистов:
• эргономический анализ деятельности потребителя (персонала) по эксплуатации изделия, включая профессиографи-ческий анализ деятельности, и подготовка методического и аппаратурного обеспечения для дальнейших исследований;
• проведение комплексного эргономического исследования предлагаемых дизайнерского и конструкторского решений разрабатываемого объекта с экспериментальной оценкой функционального состояния потребителя (персонала) по критерию ФК в интересах обеспечения разработчиков необходимыми данными по человеческому фактору;
• оценка удовлетворенности потребителя процессом эксплуатации и эстетическими свойствами разрабатываемого изделия; подготовка предложений по корректировке конструк-торско-дизайнерского проекта разрабатываемого объекта (изделия).
Результат: принятие дизайнерами и эргономистами совместного решения о передаче проекта для изготовления производственных образцов.
4 этап. Испытания опытных образцов изделий (объектов).
Функции дизайнеров:
• разработка методики испытаний изделия (объекта), доработка его по результатам испытаний и уточнение его экономических характеристик;
• разработка упаковки изделия, если это необходимо, и рекламы.
Функции эргономистов:
• участие в разработке методики испытаний изделия (объекта) и анализ субъективных и объективных эргономических данных, полученных в ходе испытаний, а также при необходимости подготовка предложений по доработке конструкторского и дизайнерского решений;
• эргономическая оценка упаковки изделия и разработка соответствующих рекомендаций - обоснование преимуществ с точки зрения эргономики разработанного изделия (объекта) по сравнению с имеющимися аналогами для использования в рекламе.
Результат: принятие решения о промышленном производстве изделия (объекта), отвечающего принципам эргодизайна и подготовка рекламы. Выше изложен типичный вариант взаимодействия дизайнеров, конструкторов и эргономистов в процессе эргодизай-нерского проектирования промышленных изделий (объектов), в том числе сложных систем. Успех этого взаимодействия может быть обеспечен только в том случае, если эргономические работы выполняются в соответствии с концепцией функционального комфорта и если каждое дизайнерское решение или изменение конструкции, даже на первый взгляд небольшое, своевременно получают эргономическую оценку. В заключение отметим, что, как
указывалось выше, концепция функционального комфорта успешно использовалась при эргодизайнерском проектировании ручного электроинструмента, шкал автоприборов для автомобилей типа ВАЗ и КамАЗ, развивающей среды детства и других изделий.
Примечания
1 Чайнова Л.Д. Напряженность как ведущее функциональное состояние работающего человека // Проблемы системного исследования состояния напряженности человека. Труды ВНИИТЭ. Вып. 32. Эргономика. М., 1986. С. 8-19; Чайнова Л.Д., Каширина Л.В. Значение психофизиологической оценки уровня напряженности человека-оператора для контроля его функциональных состояний // Новые исследования в психологии. 1980. № 2. С. 20-27; Чопорова М.Г. Системные характеристики различных форм напряженности при меняющемся темпе сенсомоторной деятельности // Проблемы системного исследования состояния напряженности человека. С. 20-31.
2 Эргодизайн промышленных изделий и предметно-пространственной среды: Учеб. пособие для ВУЗов. М.: ВЛАДОС, 2009.
3 Там же. С. 15.
4 Чайнова Л.Д. Напряженность как ведущее функциональное состояние...; Она же. Функциональный комфорт. Компоненты и условия формирования // Техническая эстетика. 1983. № 1. С. 21-23; Она же. Функциональный комфорт как обобщенный критерий оптимизации трудовой деятельности // Там же. 1985. № 2. С. 16-17.
5 Эргодизайн промышленных изделий.
6 Там же. С. 7.
7 Методика комплексной оценки функциональных состояний работающего человека / Отв. ред. Л.Д. Чайнова. М., 2014.
