Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
7.2. Фундаментальные принципы и концептуальные основы имитационного моделирования
При разработке модели системы человек — машина можно воспользоваться самыми различными подходами. Можно начать, например, с выбора некоторого аналога человека (как сервомеханизма, как устройства обслуживания очереди события, как мультипроцессора и т.п.) и затем построить соответствующее описание. С другой стороны, можно постулировать набор примитивов или аксиом и попытаться обосновать корректность предположений о поведении системы человек — машина. Можно также начать с некоторого целостного абстрактного представления о свойствах таких систем и попытаться методами редукции или расчленения выявить компоненты, вносящие основной вклад в поведение системы. Последний подход представляется особенно привлекательным и детально разработан Вулфом, Дженсоном, Олденом и Леонардом в 1986 г. Ои затрагивает самую суть анализа задач и моделирования с помощью сетей задач. Кроме того, как отмечалась выше, он не препятствует использованию других подходов на стадиях формирования и машинной реализации детализированной модели конкретной системы. Таким образом, результат декомпозиции системы можно рассматривать как некоторую глобальную структуру, указывающую разработчику пути 'построения модели. Декомпозиция позволяет подробно обрисовать целое посредством выделения элементарных частей и описания их связей.
Концептуальная основа может много дать аналитику при разработке имитационной модели. Прежде всего она указывает, какие элементы могут быть учтены в модели, не диктуя при этом, что именно должно быть включено в модель. Соответствующий пример можно найти в работе [11], а перечень некоторых факторов, существенных для построения концептуальной основы модели, приведен в табл. 7.1. Однако кроме концептуальной основы аналитику требуется также какая-то
380 Глава 7
Таблица 7.1. Входы и выходы концептуального представления систем человек — машина
Аспекты системного Входы
представления постоянные переменные
Системные управляющие механизмы Свойства оборудования, влияющие на требования к человеческой деятельности Человеческие качества, воздействующие иа работу систем Задания (планы) Жесткость Нормативы Качество Инерционность Способности Подготовленность Навыки Система ценностей Характер Исходные установки Склонность к отрицанию Незапланированные события Сложность Трудность для освоения Точность Скорость Вкусы и предпочтения Уступчивость Пороговые реакции Границы реакций Чувствительность Утомляемость
Выходы
кратковременные долговременные
Эффективность системы Усталость оператора Эффективность достижения целей Профессионализм оператора
имитационная основа или система представления и программной реализации функционального описания модели и взаимосвязи ее частей. Ниже кратко излагаются альтернативные подходы к построению таких «образов мира» в имитационном моделировании.
7.2.1. Дискретное моделирование
С имитацией дискретных событий мы встречаемся в тех случаях, когда зависимые системные переменные изменяются на фиксированные значения в заданные моменты модельного времени, называемые «временами (наступления) событий». Иными словами, система человек—машина изменяет свое состояние только при наступлении «события» (обычно это начало или завершение некоторой задачи оператора в рамках имитационной модели его деятельности). Такой тип моделирования применяется тогда, когда непрерывно изменяющиеся элементы системы не представляют интереса для разработчика модели (например, положение автомобиля на дороге). Изменение показания модельных «часов» (переменной, представляющей время при мо-
Имитационное моделирование систем человек — машина
делировании) в дискретном моделировании обычно производится при совершении какого-либо события.
В качестве примера дискретного моделирования рассмотрим оператора, работающего на сборке деталей и выполняющего до 10 операций (табл. 7.2). Возможно, что при сборке некоторых деталей не понадобятся все 10 операций (т. е. иногда могут потребоваться только операции 1—3, 4—10, 4—6). Эта модель может быть представлена сетью задач, показанной на рис. 7.3. Сборочные компоненты предъявляются оператору либо полностью разобщенными (что, возможно, потребует выполнения всех 10 операций), либо частично собранными (и, следова-
Рис 7 3 Сеть операций для гипотетического сборочного процесса
тельно, потребуют лишь некоторого подмножества всех операций). Если оператор занят, компоненты ставятся в «очередь» и ждут, когда оператор освободится и сможет начать первую соответствующую операцию. Когда оператор освобождается, начинает выполняться первоочередная операция, а после завершения всех операций деталь покидает систему. Поскольку имеются различные пути процесса сборки, для разработки устройства управления сборкой следует построить модель, которая позволяла бы определять путь для каждой детали. Чтобы построить такую модель, мы должны определить переменные, отражающие текущее состояние системы, и выделить те события, которые изменяют состояние системы. Выбор пере*
