Основные понятия и стандарты человеко-машинных интерфейсов

В современном оборудовании применяются различные виды органов управления для приведения в действие оборудования и процессов.  В компьютерном оборудовании широко используются органы управления (устройства ввода данных), представленные в виде функциональных или алфавитно-цифровых клавиатур, различных видов манипуляторов (например, «мышь», световое перо, сенсорное устройство указания).  Органы управления как часть человеко-машинного интерфейса могут иметь различную степень важности в диалоге между оператором и оборудованием или машиной.

Стандартизация требований (в том числе эргономических) к органам управления особенно важна в областях, где принятие мер по обеспечению безопасности крайне необходимо (например, когда в результате неправильной работы системы приведения в действие может произойти авария или когда необходимы частые или оперативные действия: при работе подъемных кранов, эксплуатации транспортных средств и др.), особенно в случаях, когда потенциально опасное оборудование используется людьми с низкой квалификацией.

Требования к органам управления и принципы приведения в действие человеко-машинного интерфейса установлены в международном стандарте МЭК 60447:2004 «Интерфейс человеко-машинный (ИЧМ). Принципы приведения в действие», который входит в число основных публикаций по безопасности, принятых Международной электротехнической комиссией. Этот стандарт предназначен для применения соответствующими Техническими комитетами МЭК при разработке стандартов на конкретное оборудование, а также в случаях, когда отсутствуют стандарты на конкретное оборудование с аналогичной областью применения.

В странах Европы действует европейский стандарт ЕН 60447:2004 «Интерфейс человеко-машинный (ИЧМ). Принципы приведения в действие», требования которого не отличаются от МЭК 60447:2004.

В МЭК 60447:2004 установлены основные принципы приведения в действие человеко-машинного интерфейса, обеспечивающие правильное и своевременное функционирование органов управления, безопасную и надежную работу оборудования в целом.

Установленные в МЭК 60447:2004 принципы применяют при эксплуатации электрооборудования, машин или даже целого предприятия. На территории Украины эти требования используются с учетом основных нормативных документы и норм ДСТУ и ГОСТ.

Основные требования представлены в таких стандартах Украины:

• ДСТУ 2429 — 94 Система «людина — машина». Ергономічні та техніко-естетичні вимоги. Терміни та визначення.
• ГОСТ 12.4.040 – 78*(СТ СЭВ 3082 — 81) ССБТ. Органы управления производственным оборудованием.
• ГОСТ 21829 – 76 Система  «человек — машина». Кодирование зрительной информации. Общие эргономические требования.
• ГОСТ 22.269 – 76 Система «человек — машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования.
• ГОСТ 21.889 – 76 ССБТ. Система «человек — машина». Кресло человека-оператора. Общие эргономические требования.

Согласно вышеуказанным стандартам внесем такие основные определения и термины:

1. Орган управления это часть системы приведения в действие, которая принимает воздействие человека.
2. Под системой приведения в действие следует понимать совокупность взаимосвязанных устройств, применяемых для достижения конкретной цели путем выполнения определенных функций.

Классификация органов управления

• Однофункциональный орган управления: Один или несколько органов управления, результат действия которого приводит к одному конечному результату (например, перемещение в определенном направлении или расположение).
• Многофункциональный орган управления: Один или несколько органов управления, результат действия которого приводит к различным конечным результатам (например, перемещение в определенном направлении и расположение).

Орган управления может быть в виде ручки, кнопки, кнопочного переключателя, кнопки «нажать-нажать», кнопки «нажать-отпустить», ролика, поршня, «мыши», светового пера, клавиатуры, чувствительной области экрана монитора.

Клавиатура – это расположение клавиш (печатных или функциональных) определенным способом. Виды клавиатур:

• Цифровая клавиатура – набор клавиш, обозначенных цифрами.
• Алфавитно-цифровая клавиатура – набор клавиш, обозначенных набором символов;  Примеры: буквы латинского алфавита (от А до Z); цифры (от 0 до 9); непечатаемый пробел; знаки пунктуации и другая графика, если необходимо.
• Функциональная клавиатура: Набор клавиш, представляющих некоторые оборудование, машины, функции или команды.

Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) это набор технических средств, предназначенных для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудования, который и дает возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.

Примечание — Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.

Человеко-машинные интерфейсы подразделяются на:

• Аппаратные интерфейсы;
• Программные интерфейсы (интерфейс пользователя);
• Аппаратно-программные интерфейсы.

Сигнал – визуальное, звуковое или осязательное обозначение передаваемой информации. Виды сигналов:

• визуальный сигнал – визуальное обозначение передаваемой информации посредством знаков, фигур, цветов и других средств отображения информации.
• звуковой сигнал – звуковое обозначение передаваемой информации посредством тона, частоты или периодичности.
• осязательный сигнал – ощущаемое обозначение (через осязательный орган чувств человека) передаваемой информации посредством шероховатости поверхности, очертания или специального размещения органа управления.

Периферийные устройства (VDT) – оборудование, с помощью которого пользователи взаимодействуют с системой. Это определение подразумевает как монитор (VDU) (устройство вывода информации), так и устройства ввода информации в компьютерную систему (чаще всего клавиатура). Определение также подразумевает любое другое электронное оборудование (например, «мышь», дигитайзер, трекбол), требуемое для работы системы.

Двухкоординатпый контроллер (VDU контроллер) – специализированный манипулятор, предназначенный для выбора специфической области на устройстве вывода, который представляет собой некоторое оборудование или устройство для выдачи команды.

Примечание – Двухкоординатным контроллером может быть джойстик, «мышь», трекбол, дигитайзер, сенсорные панели и активные экраны.