Моделирование эргодизайнерских факторов на основе нечетких когнитивных карт

Бесплатный доступ

Цель статьи – обосновать моделирование эргодизайнерских факторов с применением нечетких когнитивных карт (НКК). Метод основан на системном анализе слабоструктурированных ситуаций и экспертном моделировании. Разработана модель эргономической устойчивости на основе НКК: нагрузка, риск ошибки, доверие, ясность правила обработки, вмешательство человека и восстановление процесса. Показано, что вес связи выражает согласованное суждение, а не точное измерение. Модель применима для предварительной оценки электронных управленческих процедур и автоматизированных рабочих мест.

нечеткие когнитивные карты \ эргодизайн \ эргономическая устойчивость \ цифровая организационная система \ когнитивная нагрузка \ риск ошибки \ доверие к системе \ системный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/14138762

IDS: 14138762   |   УДК: 004.89:331.101.1:303.732.4

Modeling of ergodesign factors based on fuzzy cognitive maps

The article substantiates modeling of ergodesign factors using fuzzy cognitive maps (FCMs). The method relies on systems analysis of weakly structured situations and expert modeling. An FCM model of ergonomic sustainability is proposed, including workload, error risk, trust, clarity of processing rules, human intervention and process recovery. Link weight is interpreted as agreed judgment rather than exact measurement. The model can be used for preliminary assessment of digital managerial procedures and automated workplaces.

Текст научной статьи Моделирование эргодизайнерских факторов на основе нечетких когнитивных карт

                                         том 22 № 2 (71), 2026, ст. 9

Цифровая организационная система меняет не только технологию выполнения операций, но и структуру деятельности человека. Она перераспределяет внимание, ответственность, темп работы, способы контроля и характер ошибок. Поэтому вопрос устойчивого развития такой системы не сводится к росту производительности или точности машинной процедуры. Уже на этапе замысла требуется понимать, как цифровое решение повлияет на работника и рабочий процесс [Дергачева Е.А., Колесник Т.А., 2022г.; Сиротский М.С., Дергачева Е.А., 2024г.].

Эргодизайн в этом случае означает согласование человека, цифрового средства и организационной задачи. Такая связь редко бывает линейной. Снижение рутинной нагрузки нередко сопровождается ростом зависимости от машинной процедуры. Повышение скорости обработки информации усиливает риск поверхностного контроля. Усложнение экранной формы расширяет набор действий, но затрудняет освоение системы и снижает доверие работников [ISO 6385, 2016; ISO 9241-210, 2019].

Для описания подобных слабоструктурированных ситуаций применимы нечеткие когнитивные карты (НКК). Они помогают представить факторы, направления влияния и силу связей в форме, пригодной для обсуждения экспертной группой. В отличие от жесткой расчетной модели, НКК не требуют полного набора точных данных на начальном этапе. Их ценность состоит в совместном уточнении причинных представлений и сценарных последствий [Авдеева З.К., Коврига С.В., 2014г.; Горелова Г.В., 2021г.].

Цель статьи - предложить структуру применения НКК для оценки эргономической устойчивости цифровых организационных систем. Такая постановка отличается от общей методологии НКК тем, что объектом моделирования становится не любая слабоструктурированная ситуация, а влияние цифрового решения на человека, экранную форму, рабочий процесс и устойчивость организации [Савкин С.С., Дергачева Е.А., 2026г.].

Материалы и методы

Материалом исследования являются цифровые организационные системы, в которых экранная форма, правило обработки, данные и регламент совместно влияют на деятельность работника. Метод исследования - системный анализ слабоструктурированной ситуации с использованием нечеткой когнитивной карты. Нечеткая когнитивная карта задает факторы и направленные связи между ними; вес связи отражает не точное измерение, а степень согласованного экспертного влияния.

В эргодизайнерской задаче факторами становятся когнитивная нагрузка, понятность экранной формы, освоение системы работником, риск ошибки, доверие к системе, ясность правила обработки, возможность вмешательства человека, качество данных, устойчивость процесса и распределение ответственности [ISO 9241-11, 2018]. Такая постановка связывает техническую эффективность с состоянием человека и устойчивостью деятельности.

Вес связи в такой карте не равен точному измерению. Он фиксирует согласованное экспертное суждение, полученное после обсуждения. Если участники не уверены в силе или направлении влияния, эта неопределенность сохраняется как ограничение модели. Иначе

НКК начинает создавать видимость точности там, где требуется дополнительная экспертная проверка.

Эргодизайнерская НКК строится в смешанном режиме. Часть факторов и связей задается экспертно: например, влияние перегруженной экранной формы на риск ошибки. Часть уточняется данными: временем выполнения операции, числом возвратов, частотой обращений в службу сопровождения, результатами опросов, показателями подготовки работников. Смешение этих источников допустимо только при документировании происхождения каждой связи [Авдеева З.К., Коврига С.В., 2010г.].

Результаты исследования

Результатом исследования стала структура модели эргономической устойчивости на основе НКК для цифровой организационной системы. Для задач устойчивого развития моделируется не один технический эффект, а система последствий. Цифровое решение бывает успешным по скорости обработки и одновременно слабым по восстановлению после ошибки, освоению работником или сохранению доверия.

В классической постановке НКК рассматриваются как средство описания причинных представлений и сценарных изменений [Kosko B., 1986г.; Glykas M., 2010г.]. Современные исследования подчеркивают как вычислительные возможности карт, так и проблему толкования результатов [Giabbanelli P.J., Napoles G., 2024г.; Napoles G. et al., 2023г.]. Для эргодизайна это означает, что карта сохраняет понятность для участников и не превращается в закрытый расчет.

Устойчивость цифровой организационной системы в НКК задается как обобщающий фактор, зависящий от нескольких условий: допустимой нагрузки, низкого риска ошибки, доверия, ясности правил обработки, возможности человеческого вмешательства и восстановимости процесса. Такой фактор не трактуется как простой балл. Он выступает узлом для обсуждения того, какие элементы делают систему устойчивой, а какие создают скрытые антропотехнические риски.

Для рабочей карты достаточно качественной шкалы связи: положительное влияние, отрицательное влияние и неопределенная связь, требующая проверки. Например, ясность правила обработки усиливает доверие, перегруженность экранной формы повышает риск ошибки, а возможность вмешательства человека снижает зависимость от машинной процедуры. Такая запись делает карту пригодной для экспертного обсуждения до накопления статистических данных. Пример в таблице 1 не задает универсальную матрицу, а показывает способ фиксации связей и оснований в конкретной экспертной процедуре.

Таблица 1. Пример фрагмента матрицы связей НКК

Связь факторов

Знак

Основание

Значение для устойчивости

Ясность правила обработки - доверие к системе

+

Опрос работников, экспертное обсуждение

Поддерживает осознанное использование рекомендации

Перегруженность экранной формы -риск ошибки

+

Наблюдение, число возвратов, жалобы работников

Выявляет участок эргодизайнерской доработки

Вмешательство человека -зависимость от машинной процедуры

-

Регламент контроля, сценарии отказа

Сохраняет управляемость при сбое

Качество данных -восстановление процесса

+

Журнал ошибок, проверка источников

Поддерживает проверяемость решения

Рост автоматизации -навык самостоятельной проверки

-

Экспертная оценка, подготовка работников

Показывает потребность в тренировке действий

Таблица 2. Базовые факторы НКК эргономической устойчивости

Группа

Фактор

Эргодизайнерский смысл

Человек

Когнитивная нагрузка

Объем внимания, памяти и переключений, необходимых для выполнения операции

Человек

Риск ошибки

Вероятность неправильного действия, пропуска сигнала или неверного толкования результата

Средство взаимодействия

Понятность действия

Способность работника понять, что происходит и что требуется сделать

Средство взаимодействия

Ясность правила обработки

Доступность оснований рекомендации или автоматического вывода для работника

Организация

Распределение ответственности

Ясность ролей работника, руководителя, разработчика и владельца процесса

Процесс

Восстановление после сбоя

Способность вернуться к устойчивому выполнению операции после ошибки или отказа системы

Паспорт модели на основе НКК

Пригодность НКК для экспертной и управленческой работы обеспечивается паспортом модели. Такой паспорт фиксирует не только перечень факторов и матрицу связей, но и происхождение каждого элемента: экспертное суждение, эмпирическое наблюдение, данные эксплуатации, нормативное требование или результат согласования рабочей группы. Без такой фиксации карта трудно проверяется и легко превращается в схему, подтверждающую заранее выбранный вывод.

В паспорте НКК указывается уровень доказательных притязаний. Если карта построена в основном на экспертном обсуждении, она служит средством сценарного объяснения и выбора направлений проверки. Если часть связей подтверждена данными эксплуатации, карта используется для более уверенного сравнения вариантов. Но даже в этом случае ее не объявляют строгой причинной моделью без дополнительных методов причинного анализа.

Отдельно фиксируются спорные связи. В эргодизайнерской модели часто возникают ситуации, когда один фактор имеет двойной эффект. Например, подробное объяснение правила обработки повышает ясность, но увеличивает нагрузку; автоматизация снижает рутину, но повышает зависимость от системы. Такие связи не надо устранять ради упрощения карты. Напротив, они являются главным предметом экспертного обсуждения [Дергачева Е.А., Шеробурко Е.Н., 2026г.].

Процедура построения карты

Работа с НКК начинается не с расчета, а с описания цифрового решения обычным профессиональным языком. Экспертная группа определяет, какая операция изменяется, какой работник участвует в ней, какие данные используются, где возникает ответственность и какие последствия считаются критическими. Без этой стадии карта будет формально корректной, но плохо связанной с реальной деятельностью.

На втором этапе формируется набор факторов. Слишком общие факторы уточняются, дублирующиеся объединяются, а факторы, не связанные с эргодизайнерской задачей, исключаются. Например, фактор 'качество системы' непригоден без уточнения: он означает скорость, надежность, понятность экранной формы или качество данных. Для карты каждый фактор получает рабочее определение и обсуждается участниками.

На третьем этапе задаются связи. Эксперты обсуждают, усиливает ли один фактор другой, ослабляет ли его или создает обратную зависимость. Например, ясность правила обработки усиливает доверие к системе, но одновременно увеличивает когнитивную нагрузку, если объяснение перегружено деталями. Повышение автоматизации снижает рутинные действия и одновременно ослабляет навык самостоятельной проверки.

На четвертом этапе проводится сценарный расчет. Он показывает, как изменяется система при усилении или ослаблении отдельных факторов. Однако расчет не закрывает обсуждение. Если результат неожиданен, группа проверяет, не пропущен ли значимый фактор, не завышен ли вес связи и не смешаны ли разные уровни описания: экранная форма, рабочий процесс и организационная ответственность.

Таблица 3. Этапы применения НКК в эргодизайнерской экспертизе

Этап

Действие

Контрольный вопрос

Постановка задачи

Описание операции, работников, данных и ответственных последствий

Какая деятельность реально изменяется цифровым решением?

Выбор факторов

Фиксация человеческих, экранных, технических и организационных условий

Понятен ли смысл каждого фактора для всех участников?

Задание связей

Определение направления и веса влияния с указанием источника

На каком основании установлена связь?

Сценарный расчет

Проверка последствий изменения отдельных факторов

Что происходит с нагрузкой, ошибками, доверием и устойчивостью процесса?

Толкование

Сопоставление результата с экспертными основаниями и ограничениями

Не подменяет ли расчет содержательное обсуждение?

Модельные сценарии

Рассмотрим типовую ситуацию: организация внедряет цифровую систему поддержки управленческого решения. Предполагается, что система ускорит обработку данных и снизит число рутинных операций. В НКК это описывается положительной связью между автоматизацией и скоростью процесса, а также отрицательной связью между автоматизацией и рутинной нагрузкой. Однако карта одновременно фиксирует возможную положительную связь между автоматизацией и зависимостью от машинной процедуры. Первичный технический эффект сразу сопоставляется с эргодизайнерским риском.

Если правило обработки неясно, зависимость от системы снижает доверие и увеличивает риск формального принятия рекомендации без проверки. Перегруженное объяснение повышает когнитивную нагрузку даже при наличии подробных сведений. Если порядок вмешательства человека не определен, ошибка системы становится организационной проблемой: работник отвечает за результат, но не имеет достаточных средств контроля [Lee J.D., See K.A., 2004г.; Hart S.G., Staveland L.E., 1988г.].

НКК показывает не только прямой технологический эффект, но и цепочку эргодизайнерских последствий. Для устойчивого развития организации существенно, чтобы система сохраняла работоспособность не только в момент демонстрации функции, но и в длительной эксплуатации, при усталости работника, неполных данных, изменении регламента и потребности восстановить процесс после сбоя.

Обсуждение результатов

Результаты сценарного расчета по НКК толкуются через проверку смысла факторов, источников связей и класса выводов. Если модель показывает улучшение устойчивости за счет слишком широкого фактора, вывод ненадежен. Если вес связи задан без объяснения, расчет возвращается к экспертному обсуждению.

Для эргодизайнерской экспертизы обычно достаточно сценарного объяснения: карта показывает вероятные последствия и факторы, требующие проверки. Если по карте делается строгий вывод о причинном эффекте, нужны дополнительные данные, проверка устойчивости и методы, выходящие за пределы обычной НКК. Это ограничение защищает модель от завышенных исследовательских притязаний.

Практически значимый результат НКК - не итоговый показатель, а перечень уязвимых связей. Если устойчивость процесса сильно зависит от доверия к системе, а доверие зависит от ясности правила обработки и качества подготовки работников, именно эти элементы становятся предметом эргодизайнерской доработки. Карта переводит обсуждение из плоскости 'внедрять или не внедрять' в плоскость условий устойчивого внедрения.

Эпистемические ограничения модели

НКК не трактуется как строгая причинная идентификация. Она не доказывает, что один фактор с точностью вызывает другой. Она показывает согласованную причинную реконструкцию, пригодную для сценарного обсуждения и поддержки решения. Поэтому границы модели фиксируются явно: какие связи получены экспертно, какие подтверждены данными, какие требуют дополнительного обоснования.

Для эргодизайна это существенно, потому что человекоразмерные факторы не всегда имеют простые числовые измерители. Когнитивная нагрузка, доверие, ощущение контроля и понятность экранной формы оцениваются разными методами: экспертной оценкой, наблюдением, опросами, временем выполнения операции, частотой ошибок. НКК соединяет эти источники, не скрывая различие между ними.

Если карта строится без семантической определенности факторов, она становится набором свободных ассоциаций. Если связи подбираются под желаемый вывод, она теряет экспертную надежность. Если данные объявляются самоочевидным доказательством, исчезает проверка их происхождения и смысла. Поэтому эргодизайнерская НКК требует паспорта модели: описания факторов, источников связей, правил расчета и условий пересмотра.

Практическое применение

Эта схема применяется до внедрения цифровой системы, когда организация выбирает между несколькими вариантами экранной формы, уровня автоматизации или порядка контроля. Карта показывает, какой вариант снижает рутинную нагрузку, но повышает риск потери контроля; какой вариант увеличивает ясность, но требует дополнительной подготовки работников; какой вариант сохраняет устойчивость процесса при неполных данных.

НКК также полезна после внедрения, когда появляются жалобы работников, рост числа ошибок или расхождение между регламентом и фактической практикой. В этом случае карта помогает не искать единственную причину, а рассмотреть систему связей: экранная форма, данные, подготовка работников, ответственность, темп работы и возможность вмешательства человека.

Выводы

Нечеткие когнитивные карты используются как средство эргодизайнерского моделирования цифровых организационных систем. Их практическая ценность состоит в предварительном и последующем выявлении связей между автоматизацией, нагрузкой, ошибками, доверием, ответственностью и устойчивостью рабочего процесса.

Корректность такого применения зависит от семантической определенности факторов, документирования происхождения связей, различения экспертных и эмпирических оснований, а также осторожного толкования сценарного расчета. НКК не заменяет эргономическое исследование и управленческое решение, но делает основания доработки цифровой системы более ясными. Перспективы дальнейшей работы связаны с разработкой типовых карт для систем поддержки решений, автоматизированных рабочих мест и электронных управленческих процедур.