Нагрузка - Workload

Термин « рабочая нагрузка» может относиться к ряду различных, но связанных сущностей.

Количество труда

Рабочая нагрузка - это объем работы, которую должен выполнить человек. Существует различие между фактическим объемом работы и индивидуальным восприятием рабочей нагрузки. Рабочая нагрузка также может быть классифицирована как количественная (объем работы, которую необходимо выполнить) или качественная (сложность работы).

Оценка рабочей нагрузки оператора имеет жизненно важное значение для разработки новых человеко-машинных систем. Оценивая рабочую нагрузку оператора во время проектирования новой системы или итерации существующей системы, можно выявить такие проблемы, как узкие места рабочей нагрузки и перегрузка . Поскольку человек-оператор является центральной частью системы человек-машина, исправление этих проблем необходимо для работы безопасных и эффективных систем.

Оперативный бюджет может включать оценки ожидаемой нагрузки для конкретного вида деятельности.

Количественные усилия

Рабочая нагрузка также может относиться к общему выходу энергии системы, особенно человека или животного, выполняющего тяжелую задачу в течение долгого времени. Одним из конкретных применений этого является поднятие тяжестей / тренировки с отягощениями , где как неофициальные данные, так и научные исследования показали, что для роста мышц важна общая «рабочая нагрузка», а не просто нагрузка, только объем или «время». под напряжением ». В этих и связанных с ними употреблениях слова «рабочая нагрузка» может быть разбита на «работа + нагрузка», имея в виду работу, выполненную с данной нагрузкой. Что касается силовых тренировок, «нагрузка» относится к весу поднимаемого веса (20 кг - это большая нагрузка, чем 10 кг), а «работа» относится к объему или общему количеству повторений и подходов, выполненных с этим. вес (20 повторений больше работы, чем 10 повторений, но 2 подхода по 10 повторений - это та же работа, что и 1 подход из 20 повторений, просто человеческое тело не может сделать 20 повторений с тяжелым весом без отдыха, поэтому лучше подумать 2х10 как 20 повторений с отдыхом посередине).

Эта теория также использовалась для определения мощности в лошадиных силах (л.с.), которая определялась как объем работы, которую лошадь могла выполнять с заданной нагрузкой с течением времени. Колесо, которое лошадь повернула в первоначальном эксперименте Ватта, создавало определенную нагрузку на мышцы лошади, и лошадь могла проделать определенную работу с этой нагрузкой за минуту. Если лошадь была идеальной машиной, она могла бы выдерживать постоянную максимальную рабочую нагрузку, поэтому увеличение нагрузки на определенный процент приведет к уменьшению возможной выполняемой работы на такой же процент, так что она все равно будет равняться «1 л.с.». Лошади, очевидно, не идеальные машины, и за короткие периоды времени они способны развивать до 14 л.с., а при длительных нагрузках - в среднем менее 1 л.с.

Теория также может быть применена к автомобилям или другим машинам, которые немного более «совершенны», чем животные. Например, увеличение веса автомобиля увеличивает нагрузку на двигатель. Аналогичным образом, повышение аэродинамики снижает сопротивление, которое также действует как нагрузка на автомобиль. Крутящий момент можно рассматривать как способность перемещать нагрузку, а число оборотов - это то, сколько работы он может сделать с этой нагрузкой за заданный промежуток времени. Следовательно, крутящий момент и обороты вместе создают киловатты, или общую выходную мощность. Общий объем выпуска может быть связан с «рабочей нагрузкой» двигателя / автомобиля или с тем, сколько работы он может сделать с заданным количеством нагрузки. Поскольку двигатели более совершенны механически, чем мускулы животных, и не утомляются таким же образом, они будут более точно соответствовать формуле, согласно которой, если вы приложите большую нагрузку, они будут выполнять меньше работы, и наоборот.

Профессиональный стресс

На рабочем месте работа с рабочей нагрузкой может вызывать стресс и служить источником стресса для сотрудников. Есть три аспекта рабочей нагрузки, которые могут вызывать стресс.

Количественная рабочая нагрузка или перегрузка: у вас больше работы, чем можно выполнить с комфортом.
Качественная рабочая нагрузка: слишком трудная работа.
Недогрузка: работа, в которой не используются навыки и способности рабочего.

Рабочая нагрузка связана с рядом факторов, включая беспокойство , физиологические реакции, такие как кортизол , усталость, боли в спине, головные боли и желудочно-кишечные проблемы.

Рабочая нагрузка как потребность в работе является основным компонентом модели стресса, основанной на контроле спроса. Эта модель предполагает, что работа с высокими требованиями может вызывать стресс, особенно когда человек плохо контролирует работу. Другими словами, контроль служит буфером или защитным фактором, когда требования или рабочая нагрузка высоки. Эта модель была расширена до модели поддержки спроса и контроля, которая предполагает, что сочетание высокого контроля и высокой социальной поддержки на работе смягчает последствия высоких требований.

Как рабочая потребность, рабочая нагрузка также имеет отношение к модели стресса между рабочими потребностями и ресурсами, которая предполагает, что работа вызывает стресс, когда потребности (например, рабочая нагрузка) превышают индивидуальные ресурсы, необходимые для их решения.

Теория и моделирование

Другой аспект рабочей нагрузки - это математические прогностические модели, используемые при анализе человеческого фактора; обычно для поддержки проектирования и оценки критически важных для безопасности систем.

Нет единого согласованного определения рабочей нагрузки и, следовательно, нет единого согласованного метода ее оценки или моделирования. В одном из примеров определения Hart and Staveland (1988) рабочая нагрузка описывается как «воспринимаемая взаимосвязь между объемом умственной обработки или ресурсов и объемом, требуемым для выполнения задачи». Моделирование рабочей нагрузки - это аналитический метод, используемый для измерения и прогнозирования рабочей нагрузки. Основная цель оценки и прогнозирования рабочей нагрузки - достичь равномерно распределенной, управляемой рабочей нагрузки и избежать перегрузки или недогрузки.

Теории

Рисунок 1: Модель множественных ресурсов Виккенса (MRT)

Модель теории множественных ресурсов (MRT) Виккенса (Wickens, 1984) проиллюстрирована на рисунке 1:

MRT Виккенса предполагает, что у человека-оператора есть не один единственный источник обработки информации, который может быть задействован, а несколько различных пулов ресурсов, которые могут быть задействованы одновременно. Каждая рамка на рисунке 1 указывает на один когнитивный ресурс. В зависимости от характера задачи эти ресурсы могут обрабатывать информацию последовательно, если для разных задач требуется один и тот же пул ресурсов, или могут обрабатываться параллельно, если для задачи требуются разные ресурсы.

Теория Виккенса рассматривает снижение производительности как нехватку этих различных ресурсов и описывает людей как имеющих ограниченные возможности для обработки информации. Когнитивные ресурсы ограничены, и проблема спроса и предложения возникает, когда человек выполняет две или более задач, для которых требуется один ресурс (как показано одним квадратом на диаграмме). Избыточная рабочая нагрузка, вызванная задачей, использующей тот же ресурс, может вызвать проблемы и привести к ошибкам или снижению производительности задачи. Например, если задача состоит в том, чтобы набрать номер телефона, то ни к одному компоненту не предъявляется никаких дополнительных требований. Однако, если в то же время выполняется другая задача, которая предъявляет требования к одному и тому же компоненту (-ам), результатом может быть избыточная рабочая нагрузка.

Связь между рабочей нагрузкой и производительностью сложна. Не всегда по мере увеличения рабочей нагрузки производительность снижается. На производительность может влиять слишком высокая или слишком низкая рабочая нагрузка (Nachreiner, 1995). Постоянно низкая рабочая нагрузка (недогрузка) может привести к скуке, потере осведомленности о ситуации и снижению бдительности. Кроме того, по мере увеличения рабочей нагрузки производительность может не снижаться, поскольку у оператора может быть стратегия для обработки требований задачи.

Теория Виккенса позволяет разработчикам систем предсказать, когда:

  • Задачи можно выполнять одновременно.
  • Задачи будут мешать друг другу.
  • Увеличение сложности одной задачи приведет к потере производительности другой задачи.

Маккракен и Олдрич (1984), как и Викенс, описывают обработку данных не как один центральный ресурс, а как несколько ресурсов обработки: зрительный, когнитивный, слуховой и психомоторный (VCAP). Все задачи можно разложить на эти компоненты.

  • Визуальный и слуховой компоненты - это внешние раздражители, которым нужно уделять внимание.
  • Когнитивный компонент описывает необходимый уровень обработки информации.
  • Психомоторный компонент описывает необходимые физические действия.

Они разработали рейтинговые шкалы для каждого из компонентов VCAP, которые обеспечивают относительную оценку степени использования каждого компонента ресурсов.

Джозеф Хопкинс (неопубликованный) разработал методологию обучения, в основе которой лежит его теория обучения, заключающаяся в том, что сложные навыки, по сути, представляют собой конфликты ресурсов, когда обучение устраняет или снижает противоречивые требования к рабочей нагрузке, либо за счет обработки более высокого уровня, либо за счет прогнозирования временной последовательности. Его работа фактически основана на Галлвей (1974) и Морхаус (1977). Теория постулирует, что обучение позволяет объединить различные функции задач в один новый навык. Примером этого является обучение вождению автомобиля. Переключение передач и рулевое управление - две конфликтующие задачи (т.е. обе требуют одних и тех же ресурсов), прежде чем они будут интегрированы в новый навык «вождения». Опытному водителю не нужно будет думать о том, что делать при повороте (обработка более высокого уровня), или он может переключить передачу раньше, чем требуется, чтобы предоставить достаточно ресурсов для поворота на повороте (прогнозируемая временная последовательность).

Создание модели

При любой попытке создать модель рабочей нагрузки процесс начинается с понимания задач, которые необходимо смоделировать. Это делается путем создания анализа задачи, который определяет:

  • Последовательность задач, выполняемых отдельными лицами и членами команды.
  • Информация о сроках и рабочей нагрузке, связанная с каждой задачей.
  • Информация о фоновом сценарии.

Каждая задача должна быть определена на достаточном уровне, чтобы можно было оценить реалистичные значения физической и умственной нагрузки и определить, какие ресурсы (или комбинация ресурсов) требуются для каждой задачи - зрительные, слуховые, когнитивные и психомоторные. Каждому из них может быть присвоено числовое значение на основе шкал, разработанных Маккракеном и Олдричем.

Эти числовые значения для каждого типа ресурса затем вводятся в модель рабочей нагрузки. Модель суммирует рейтинги рабочей нагрузки для каждого ресурса и для параллельных задач. Таким образом определяются критические точки в рамках задачи. Когда вносятся предложения по внедрению новых устройств в текущую базовую деятельность, влияние этого можно затем сравнить с базовым уровнем. Возможно, одна из самых продвинутых моделей рабочей нагрузки была разработана К. Тарой Смит (2007): эта модель объединила теории Виккенса, Маккракена, Олдрича и Хопкинса для создания модели, которая не только прогнозирует рабочую нагрузку для отдельной задачи, но и показывает, как эта рабочая нагрузка могут измениться с учетом опыта и уровня подготовки лиц, выполняющих эту задачу. Методы оценки рабочей нагрузки обычно используются для ответа на следующие типы вопросов: Eisen, PS и Hendy, KC (1987):

  • Есть ли у оператора возможность выполнять требуемые задачи?
  • Достаточно ли у оператора свободных мощностей для выполнения дополнительных задач?
  • Достаточно ли у оператора свободных мощностей, чтобы справиться с аварийными ситуациями?
  • Можно ли изменить задачу или оборудование, чтобы увеличить количество резервных мощностей?
  • Можно ли изменить задачу или оборудование, чтобы увеличить / уменьшить объем умственной нагрузки?
  • Как рабочая нагрузка новой системы по сравнению со старой системой?

Когнитивная рабочая нагрузка в критических по времени процессах принятия решений

Хорошо известно, что существует взаимосвязь между средствами массовой информации, с помощью которых информация передается и представляется лицам, принимающим решения, и их когнитивной нагрузкой. Во время концентрированной активности одномодовый обмен информацией является ограничивающим фактором. Таким образом, баланс между различными информационными каналами (обычно рассматриваемыми как визуальная обработка и слух, но также может включать осязание и т. Д.) Оказывает прямое влияние на когнитивную нагрузку (Wickens 1984). В критичной по времени ситуации принятия решения эта рабочая нагрузка может привести к человеческой ошибке или отложенным решениям для обработки соответствующей информации. (Смит, К. Т. и Мистри, Б. 2009). В работе, проведенной К. Тарой Смит, были определены некоторые термины, относящиеся к рабочей нагрузке в этой области. Двумя основными концепциями, относящимися к рабочей нагрузке, являются:

  • задолженность по рабочей нагрузке - когда когнитивная нагрузка человека слишком высока для выполнения всех соответствующих задач за отведенное время, и они решают (сознательно или подсознательно) отложить одну или несколько задач (обычно с низким приоритетом), чтобы дать им возможность принять решение в требуемый срок.
  • каскад долга рабочей нагрузки - это когда из-за высокой рабочей нагрузки отложенные задачи увеличиваются, так что человек не может догнать задачи, которые он должен выполнить, что приводит к сбою в последующих действиях.

Смотрите также

Примечания