Lines of development of ergonomic support for the development of military aircraft

Full Text

Одним из ведущих научных направлений работы Научно-исследовательского испытательного центра (авиационно-космической медицины и военной эргономики) ЦНИИ ВВС Минобороны России, как головного учреждения по военной эргономике, является эргономическое обеспечение создания авиационной техники военного назначения (АТ ВН) в котором принимают участие различные специалисты по направлениям психологии, физиологии, гигиены труда, технических наук и др. Основные положения эргономического обеспечения вытекают из определения термина «эргономика (человеческий фактор), трактуемого как научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека и других элементов системы, а также сфера деятельности по применению теории, принципов, данных и методов этой науки для обеспечения благополучия человека и оптимизации общей производительности системы [14]. Специфическими объектами авиационной эргономики являются летательные аппараты (ЛА), рассматриваемые как системы «человек-машина», а предметом - процессы (алгоритмы, рабочие приемы, циклограммы и т. п.), технические и информационные средства (органы управления, системы индикации и сигнализации, коды сообщений и т. п.) и условия (микроклимат в кабине, перегрузки, режимы труда и отдыха и т. п.) профессиональной деятельности членов экипажей ЛА. У истоков создания системы эргономического обеспечения авиационной техники стоял Г.М.Зараковский (1925-2014) - основоположник отечественной авиационной эргономики. В начале 80-х годов прошлого века им было подготовлено и введено в действие специальное руководство по эргономическому обеспечению создания авиационной техники. В разное время под началом Георгия Михайловича работали, формировались или проходили свое становление в качестве исследователей такие известные отечественные ученые, как О.Т.Балуев, В.А.Бодров, М.М.Власова, Н.Д.Завалова, В.И.Копанев, В.В.Лапа, А.А.Меденков, М.В.Поляков, В.А.Пономаренко, А.Н.Разумов, О.Н.Рыбников, П.С.Турзин, Л.С.Хачатурьянц и др. [4]. Создание военных самолетов и вертолетов дало толчок развитию авиационной эргономики в связи с повышенными требованиями к летному составу. Полет на предельно низких высотах над безориентирной местностью, заправка горючим в воздухе, посадка самолета по приборам при отсутствии видимости и другие навигационные и специальные задачи требуют не только безукоризненного мастерства летчиков, но и совершенной техники. Современный уровень развития микропроцессорной и дисплейной техники позволяет комплексно отображать параметры полета воздушного средства и визуализировать внешнюю обстановку. В связи с этим эргономистами изучаются качественные показатели систем отображения: характер формируемого изображения, размер экрана дисплея, интегральный характер предъявляемой информации, адекватность отображения динамических характеристик объекта, способы отображения многомерной информации. Разрабатываются методы предъявления пилоту прогностической информации, исследуется эффективность использования цвета в форматах отображения информации в кабинах самолетов. Продолжаются исследования, связанные с определением оптимальных размеров и форм органов управления и их размещения в кабинах самолетов. Особое внимание уделяется креслу пилота. Он не должен испытывать неудобств, на его здоровье не должны сказываться последствия длительного пребывания в положении сидя. Кресло должно создавать необходимую опору для бедер, поясницы, спины не только в состоянии расслабленности и внимательного наблюдения, но и в случае активной деятельности. При этом полнота опоры не должна ограничивать свободу движений [5]. Специфика деятельности авиационных специалистов по управлению ЛА в полете связана с быстротечной динамикой ЛА в трехмерном пространстве, воздействием на членов экипажа перегрузок, перепадов воздушного давления и других факторов полета, с высоким уровнем ответственности и риска всех авиационных специалистов. На решение всех перечисленных задач и направлено эргономическое обеспечение создания АТ ВН. В процессе эргономического обеспечения решаются вопросы распределения функций между человеком и технико-информационными устройствами, а также между членами экипажа; выбора состава, вида и других характеристик перерабатываемой человеком информации, средств индикации и сигнализации, органов управления; компоновки рабочих мест; разработки способов и средств обеспечения жизнедеятельности членов экипажа, их спасения и выживания после аварийного покидания ЛА; определения критериев, методов и средств профессионального отбора, обучения, адаптации и тренировки авиационных специалистов, организации труда; разработки приемов поддержания их работоспособности, положительной трудовой мотивации, сохранения здоровья. Под эргономическим обеспечением создания авиационной техники понимается совокупность организационно-технических мероприятий, проектно-конструкторских и других работ, направленных на формирование эргономических свойств образцов АТ ВН путем согласования их тактико-технических и функционально-технических характеристик с профессионально важными качествами военных специалистов, на формирование и поддержание у специалистов этих свойств на требуемом уровне путем отбора лиц с личностными свойствами, соответствующими требованиям специальности, а также на управление функциональным состоянием специалистов. Потребность в эргономическом обеспечении возникла потому, что ранее существовавшие виды обеспечения разработки и эксплуатации АТ ВН относительно изолированно учитывали разные группы свойств человека и свойств технических средств. Более конкретно можно определить эргономическое обеспечение как комплекс взаимосвязанных мероприятий по всестороннему учету и согласованию возможностей и характеристик человека, параметров техники и среды обитания на всех этапах создания АТ ВН [7]. Эргономическое обеспечение осуществляется: - при определении организации образцов АТ ВН - в процессе формирования перечня задач, решаемых с использованием образцов, и условий их функционирования, распределения (согласования) функций между авиационными специалистами (операторами) и техническими средствами образца, а также между операторами, определения численности и квалификации операторов, использующих образец; - при организации деятельности операторов - в процессе разработки структуры и алгоритмов деятельности, специальной и эксплуатационной документации; - при разработке средств деятельности операторов - в процессе разработки элементов и конструкции рабочего места, аппаратов и приборов, инструментов, снаряжения, системы жизнеобеспечения, определения взаимного расположения рабочих мест и средств отображения информации, реализации требований технической эстетики; - при обеспечении обитаемости - в процессе создания функциональных помещений, формирования и реализации требуемых значений факторов среды на рабочих местах. Этапы эргономического обеспечения создания образцов включают разработку и обоснование требований к образцам, их проектирование, испытание, эксплуатацию; разработку системы формирования и поддержания работоспособности операторов (ФИПРО). Этап разработки и обоснования требований к образцам состоит из составления технического задания (ТЗ) на техническое предложение (при необходимости) и опытно-конструкторскую работу (ОКР). Этап проектирования образцов состоит из стадий разработок технического предложения, эскизного проекта, технического проекта и рабочей конструкторской документации. Этап испытаний включает предварительные (заводские) и государственные (межведомственные) испытания. В разных ведомствах названия испытаний могут отличаться от вышеприведенных. Этап разработки системы ФИПРО реализуется на стадиях эскизного проекта, технического проекта, рабочей конструкторской документации и предварительных (заводских) испытаний образцов. Отдельным этапом эргономического обеспечения является эксплуатация образцов. В процессе эргономического обеспечения формируются заданные эргономические свойства, обеспечивающие определенное качество образцов или способы (методы) формирования и поддержания требуемой работоспособности операторов по выбранным критериям. Основными задачами эргономического обеспечения создания образцов являются: - на этапе разработки и обоснования требований - задание комплекса общих и частных (специальных) эргономических требований к образцу, учитывающих его специфику; - на этапе проектирования - реализация эргономических требований, нормативов и рекомендаций в объеме, соответствующем стадии проектирования; - на этапе испытаний - всесторонняя оценка степени реализации эргономических требований, нормативов и рекомендаций, выявление и устранение недостатков в эргономических характеристиках образца; - при разработке системы ФИПРО - обоснование и реализация эргономических требований к профессиональному отбору по психологическим и психофизиологическим показателям, способам комплектования экипажей, методам и программам обучения и тренировки, режиму труда и отдыха, обеспечению требуемой работоспособности операторов; - в процессе эксплуатации - разработка и реализация мероприятий, направленных на совершенствование эргономических характеристик образца, а также комплекса мероприятий по обеспечению и поддержанию высокой работоспособности операторов. Как правило, на этапе задания эргономических требований происходит закладка тех требований, которым должен соответствовать создаваемый образец. Однако нередко и заказчик, и разработчик не придают должного внимания вопросам задания эргономических требований, в результате чего возникают определенные трудности в реализации замыслов эргономистов. В большинстве случаев эргономические требования на разрабатываемые образцы задают путем ссылки на соответствующие нормативно-технические документы (национальные и отраслевые стандарты, общие технические требования, руководства по эргономическому обеспечению, стандарты организаций и др.) или даже на системы стандартов. При этом упускается из виду то обстоятельство, что, кроме общих требований, существуют частные эргономические требования, которые и должны отражать специфику создаваемого образца в наиболее подробном виде. Отсутствие частных эргономических требований приводит к тому, что в процессе дальнейшей разработки образца приходится вносить дополнения или изменения в общее ТЗ на ОКР. В результате удлиняются сроки разработки образца и увеличиваются затраты на его создание. Этап эргономического обеспечения проектирования представляет собой совокупность мероприятий, направленных на достижение требуемых эргономических свойств образца или средств (системы) ФИПРО путем реализации заданных эргономических требований и учета эргономических справочных данных в процессе принятия технических решений при его создании. Эргономическое проектирование является компонентом общего проектирования образцов, а также средств и способов формирования и поддержания необходимой работоспособности операторов, использующих эти образцы. Мероприятия эргономического обеспечения проектирования образца оформляют в виде специальной программы эргономического обеспечения выполнения ОКР. В ней указывают конкретные перечни работ по эргономическому обеспечению, распределение задач между разработчиком и заказчиком, а также сроки их выполнения. Программа должна охватывать весь комплекс мероприятий по реализации эргономических требований и учету эргономических справочных данных. При организации работ по эргономическому обеспечению проектирования необходимо пользоваться: - методическими руководствами и учебниками по эргономике [1-3, 5, 11, 15]; - документами, разработанными заказчиком, в т. ч. ТЗ; - национальными стандартами «Системы стандартов эргономических требований и эргономического обеспечения» (ССЭТО), «Системы «человек-машина» (СЧМ), «Системы разработки и постановки продукции на производство» (СРПП), «Комплексной системы общих технических требований» (КСОТТ), «Комплексной системы контроля качества» (КСКК), «Системы стандартов безопасности труда» (ССБТ) и другими национальными стандартами и стандартами организаций по эргономике; - основной нормативно-технической документацией, не входящей в группу эргономических документов, но связанной с деятельностью человека и его состоянием; - справочными данными по характеристикам человека, а также справочными материалами по вопросам эргономики, технической эстетики и др. [9, 12, 13]. Неотъемлемой частью эргономического обеспечения является эргономическая экспертиза образцов, которая осуществляется на всех стадиях их создания и в процессе эксплуатации технических средств. Эргономическую экспертизу проводят в целях: - контроля и оценки полноты и правильности реализации эргономических требований; - оценки эргономических свойств образцов и их элементов; - оценки возможных путей эргономического совершенствования образцов. Результаты эргономической экспертизы представляются заказчику в виде специального раздела отчетной документации по техническому предложению, эскизному и техническому проектам. В указанном разделе должны быть представлены материалы по эргономическому обоснованию принятых технических решений и реализации эргономических требований, заданных в ТЗ. На этапе эргономического обеспечения эксплуатации образцов осуществляются реализация разработанной системы ФИПРО, ее корректировка (уточнение) применительно к конкретным условиям, обобщение и анализ данных о качестве деятельности операторов и эргономических характеристиках образца, контроль работоспособности операторов и оценка эргономических свойств технических средств. В процессе эксплуатации образца изучают его эргономические характеристики. Цель сбора данных об этих характеристиках - получение информации, необходимой для совершенствования последующих аналогичных образцов и проведения мероприятий по улучшению эргономического обеспечения их эксплуатации. Проблемы эргономического обеспечения образцов. При общем понимании важности работ в области эргономики в различных отраслях промышленности еще имеется множество нерешенных проблем, что не позволяет получить наиболее полный и всесторонний эффект от эргономического обеспечения разработки и эксплуатации АТ ВН. Одна из наиболее острых проблем эргономического обеспечения создания АТ ВН - рациональная структура и организационное построение эргономических подразделений (отделов, лабораторий, секторов, групп) на предприятиях и в учреждениях. Для решения этой проблемы в рамках проводимых научно-исследовательских работ разработан проект специального Положения по эргономическому обеспечению создания вооружения, военной и специальной техники в Министерстве обороны Российской Федерации. В отдельных случаях в конструкторских и разрабатывающих подразделениях имеются эргономисты, но и они в процессе проектирования выдают лишь практические эргономические рекомендации. Очевидно, однако, что использование достижений эргономики лишь на уровне справочных данных не позволяет решать многие эргономические задачи, возникающие в процессе разработки АТ ВН. К тому же постоянное совершенствование технологии производства, внедрение принципиально новых видов оборудования, изменение факторов окружающей среды приводят к быстрому моральному старению стандартов, справочных материалов и других нормативно-технических материалов по эргономике. Еще одна острая проблема - слабая оснащенность экспериментальной базы предприятий для проведения эргономических исследований, нехватка специального оборудования и аппаратуры, отсутствие типовых методик и рекомендаций по проведению эргономических исследований. Наряду с решением организационных вопросов, о которых мы говорили выше, необходима срочная разработка научно-методических рекомендаций по типовому оснащению и организации экспериментальных эргономических лабораторий на предприятиях отраслей в зависимости от организационного построения эргономических подразделений, особенностей их структуры, направленности исследований и т. д. Такое положение, безусловно, усугубляется и отсутствием квалифицированных кадров. Нехватка кадров специалистов по эргономике подчас сводит на нет все усилия в решении острых проблем авиационной эргономики. В отраслях эргономическими разработками занимаются непосредственно разработчики, конструкторы и художники-конструкторы (если речь идет о простых эргономических рекомендациях по проектированию оборудования, аппаратуры и изделий) либо немногие инженеры - энтузиасты эргономики, которые сами изучили или пытаются глубоко изучить эргономику. Структура и организация работ по эргономическому обеспечению создания АТ ВН в отраслях промышленности. В ведущих отраслях промышленности необходимо учредить головные организации по эргономике. Эргономические подразделения головных организаций должны иметь мощную лабораторную базу и научно-методические группы, разрабатывающие необходимые методические материалы для предприятий отраслей и координирующие работы по эргономике и т. п. Во всех НИИ и КБ также следует создавать эргономические подразделения, без которых внедрение эргономики невозможно. Эргономика должна стать логичной составной частью технической политики отраслей как средство достижения эффективности проектирования, производства и эксплуатации сложной техники. В этом плане Министерством труда и социальной защиты РФ приказом от 18.11. 2014 г. № 894н утвержден профессиональный стандарт «Промышленный дизайнер (эргономист)», который должен применяться работодателями при формировании кадровой политики и при организации обучения и аттестации работников. Одной из основных целей данного вида профессиональной деятельности является обеспечение эргономичности продукции [10]. Подготовка кадров в области эргономики. В то же время совершенно справедливо, что без принципиальной перестройки системы подготовки кадров в области эргономики в ближайшее время ожидать широкого внедрения эргономики в отрасли промышленности, а также использовать ее огромные возможности в дальнейшем повышении качества продукции нельзя. В интересах организации работы по эргономическому обеспечению создания АТ ВН в проектных, конструкторских организациях и на предприятиях промышленности должны планироваться и осуществляться необходимые координационные, научно-методические мероприятия по подготовке специалистов в области эргономики, в основе работы которых лежит анализ деятельности операторов (с необходимой степенью детализации) и условий, в которых эта деятельность проходит. До недавнего времени инженеров-эргономистов готовили всего лишь два государственных высших учебных заведения в стране: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина) (СПб ГЭТУ «ЛЭТИ») и «МАТИ - Российский государственный технологический университет им. К.Э.Циолковского» (МАТИ). С 01.01.2016 г. приказом министра образования и науки РГТУ МАТИ был реорганизован и превращен в структурное подразделение Московского авиационного института (МАИ). Каждый из университетов имел свою специфику: РГТУ «МАТИ» готовил инженеров-эргономистов, преимущественно для авиационной и ракетно-космической отраслей; СПбГЭТУ «ЛЭТИ» - специалистов в области информационных технологий, эргономической экспертизы, проектирования и реинжиниринга пользовательского интерфейса и рабочих мест, а также в области эргономического обеспечения поддержки принятия решений. С 1996 по 2015 г. МАТИ окончили свыше 200 специалистов-эргономистов, 75% из которых и по сей день работают по своей специальности. В то же время СПбГЭТУ «ЛЭТИ» выпустил более шестидесяти специалистов в области эргономики (5 выпусков с 2007 по 2011 г.). Сейчас около 30% выпускников работают по специальности, т. е. либо занимаются эргономикой, либо работают в смежных областях. В 2011 г. произошел переход на двухуровневое обучение, но, несмотря на это, оба университета доучивали специалистов по эргономике вплоть до 2014 г. Переход на двухуровневое обучение заставил, с одной стороны, продолжить подготовку эргономистов-специалистов, а с другой - принимать все меры для организации подготовки эргономистов в рамках направления «Системный анализ и управление», в которое эргономика вошла на правах и отдельного профиля, и отдельной магистерской программы [6]. Развитие эргономики во многом определяется уровнем подготовки специалистов в этой области и повышением эргономической квалификации инженеров и других специалистов. Современный специалист по эргономике должен быть подготовлен как специалист-экспериментатор оправдывать свое название специалиста в области человеческого фактора в технике. Преподаватели различных дисциплин, готовящие эргономистов, должны хорошо ориентироваться в смежных специальностях, владеть их понятийным аппаратом. Многие эргономисты сходятся во мнении, что организация непрерывного обучения и профессиональное совершенствование - это самый результативный путь повышения эффективности деятельности каждого специалиста [1]. В связи с этим немаловажное значение имеют переподготовка и повышение квалификации специалистов, находящихся на эргономических должностях и должностях руководителей (менеджеров) различных звеньев предприятий и учреждений. Такую переподготовку, в т. ч. в виде электронного обучения с использованием дистанционных образовательных технологий, можно организовать на базе НИИЦ (АКМ и ВЭ) ЦНИИ ВВС МО РФ, где имеются специалисты по различным направлениям авиационной эргономики и соответствующая материально-техническая база для обучения. Успешное решение перечисленных проблем будет способствовать повышению эффективности внедрения достижений эргономики в авиационную промышленность, широкому использованию огромных резервов роста производительности труда, качества летательных аппаратов и безопасности их использования, которые предоставляет эргономика современному производству.

About the authors

I. M Zhdanko

Email: imzhdanko@yandex.ru

M. V Naichenko

Email: mikle61@mail.ru

V. R Osipov

Email: 19osipov84@gmail.com

D. A Abrashkin

Email: denisabrashkin@yandex.ru

References

Supplementary files