 |
Умозаключения при исследовании причин неполадок
|
|
|
|
Поиск причин неполадок есть деятельность, важность которой возрастает по мере развития автоматизированных систем и в связи с появлением задач бдительности, в которых приходится сталкиваться с непредвиденными ситуациями. И хотя изучением этих ситуаций только начинают заниматься, все же можно сформулировать некоторое число характеристик тех умозаключений, которые порождаются в таких ситуациях. Более полное изложение имеется в работе Амалбер-ти (Amalberti, 1993).
Первая характеристика — это важность знаний, касающихся прототипических ситуаций, функционирующих как прагматические схемы: они направляют формирование гипотез, делают испытуемых восприимчивыми к умозаключениям и активируют процесс принятия решений относительно действий. Ок (Нос, 1977) показал, насколько важны эти знания в конструировании и коррекции программ; эти знания он называет системами репрезентации и переработки.
Вот пример, который приводится в исследовании Амалберти (Amalberti, 1987, 1993): у пилотов неполадки полета ассоциируются с фазами полета; представляется, будто фаза полета позволяет отбирать гипотезы об источнике неполадок. Если неполадка является характеристикой фазы полета и внезапно происходит на этой фазе, она быстро диагностируется; если же неполадка встречается очень редко на этой фазе полета и ассоциируется с другой фазой, то идентификация причины может быть очень долгой, потому что пилот не выдвигает эту гипотезу, а если ему подсказывают, то он ее, как правило, отвергает как мало правдоподобную. Сенах (Senach, 1984) показал (для ситуаций регуляции уличного движения), что ориентация на эти прото-типические ситуации приводит к промашкам в их исследовании и к недоучету некоторой существенной информации, что влечет за собой решения, мало пригодные для данной ситуации.
|
|
|
Одним из важных аспектов этих прагматических схем является то, что гипотезы, принимаемые к рассмотрению при формулировке заключения о неисправности, ориентированы на решение о действии и что гипотезы, которым отдается предпочтение, связаны с действиями, находящимися в ведении оператора. Так, Ок (Нос, 1989) продемонстрировал, что при управлении домной неполадки, происходящие из-за ошибки в пропорции кокса на момент загрузки, вовремя не перерабатываются: операторы не рассматривают эту гипотезу, и поэтому загрузка домны не находится в поле их решений о действиях.
Второй характеристикой является то, что при управлении динамическими процессами, где эволюционное изменение последних имеет большее значение, чем сиюминутное состояние (ядерные реакторы, домны), люди имеют качественные репрезентации числовых параметров: они используют категории (с помощью которых характеризуют состояния и развитие динамических процессов) и рассуждают об этих качественных величинах при антиципации возможных результатов своих действий. Это значительно уменьшает ментальную нагрузку и позволяет рассуждать об очень комплексных системах. Некоторые из этих переменных могут очень отдаленно напоминать параметры, измеряемые непосредственно: это происходит в случае длительного термического изменения в домне (Нос, 1989). Умение принимать во внимание эти, растянутые во времени, изменения, является важной детерминантой, предопределяющей качество прогнозирования и обнаружения неисправностей.
Третья характеристика состоит в том, что только теоретические знания законов функционирования систем зачастую не достаточны Для конструирования каузальной цепочки, позволяющей объяснить актуальную ситуацию. Профессионалы очень высокого уровня (которые имеют все необходимые реляционные знания, достаточные Для того, чтобы сделать умозаключение о ситуации) могут не обнаружить причину неполадки, если прежде они никогда не сталкивались с такой или аналогичной неполадкой. И это происходит потому, что конкурирующая гипотеза проступает более отчетливо и настойчиво.
|
|
|
Характерный пример приводится в исследовании Амалберти (Amalberti, 1987). Автор проанализировал, как происходит процесс решения о сценарии инцидентов в ситуации имитации полета. Один из сценариев обусловлен влиянием атмосферных феноменов (розой ветров), что проявляется в потере мощности, а значит и скорости, в резкости отрыва от земли. Этот метеорологический феномен часто встречается в некоторых регионах (Азия, Южная Америка), но бывает относительно редко в Европе. Половина опрошенных пилотов не идентифицировала причину этого инцидента, а пилоты, обнаружившие ее, практически все имели непосредственный опыт в подобных ситуациях. Все испытуемые, не сумевшие сделать правильный диагноз, были очень опытными пилотами или инструкторами: все они знали этот феномен, но в контексте другой, маловероятной гипотезы; и поэтому они не сделали дедуктивного вывода, связывающего потерю мощности с этим феноменом.
Биссере и Энар (Bisseret, Enard, 1969) показали (применительно к формированию контроля в воздухе) эффективность обучения, при котором изложение информации связывается с контекстами, где эта информация используется. Этот способ изложения намного лучше, чем изложение, следующее логике материала, т.е. той логике, которая структурирована, исходя из внутренней логики заучиваемого содержания (вне зависимости от того, как эта информация будет использоваться). Эти результаты являются аргументом в пользу разделения логики функционирования и логики использования (Richard, 1983).
Последняя характеристика рассуждений, которая проявляется при диагностике неисправностей, состоит в том, что операторы редко рассматривают множество гипотез одновременно. В общем, они разрабатывают одну гипотезу, и только после того, как эта гипотеза по ходу дела отсеивается, они начинают исследовать другие гипотезы. Кроме того, в этих ситуациях наблюдаются феномены смещения (при подтверждении гипотез), описанные ранее: если операторы имеют правдоподобную гипотезу, они не ищут альтернативную. Именно это происходит в случае инцидента, обусловленного розой ветров. Более того, пилоты не принимают в расчет информацию, несовместимую с их гипотезой: они стремятся отыскать объяснение для элементов, не вписывающихся в гипотезу (Sebillotte, 1984; Amalberti, 1987; Hoc, 1989). В результате, все типичные инциденты идентифицируются очень быстро, зато атипичные могут, в некоторых случаях, диагносцироваться очень долго даже опытными операторами.
|
|
|
Шрейгер и Клар (Shrager, Klahr, 1986) также подчеркивали примитивный и грубый характер поведения при тестировании гипотез у испытуемых, перед которыми была поставлена задача понять, как функционирует электронная игра. Они могли свободно исследовать эту игру, но не имели в своем распоряжении никакой инструкции. Авторы обнаружили существование феномена смещения подтверждения, т.е. тот факт, что испытуемые перерабатывают не более одной гипотезы, не обсуждают альтернативные гипотезы и обнаруживают недостаточность контроля при попытках тестирования своих гипотез. Это приводит к тому, что они приписывают эффекты тем событиям, которые в практических пробах ковариируют с реальной причиной.
Тем не менее, испытуемым удалось обнаружить суть функционирования системы: слабость рассуждений компенсируется обилием гипотез, которые они формируют, а это вызывает интенсивную деятельность манипуляции, направленную на то, чтобы верифицировать эти гипотезы. Таким образом, они собирают полезную информацию, которая приводит их к необходимости пересмотреть свои интерпретации.
Эти гипотезы основаны на трех уровнях знания: синтаксис команд, функция каждой команды и тип системы, к которой относится исследуемое устройство (в данном случае речь идет о программируемой игрушке, так что испытуемые через какое-то время понимают принцип ее работы). Знание о других системах играет важную роль в формировании гипотез.
Выводы
Можно выделить две категории умозаключений в зависимости от условий их применения. Первые запускаются автоматически и продуцируются с большой скоростью: это непосредственные умозаключения. Они зависят от того, что мы ранее назвали автоматическими процессами.
|
|
|
Вторые осуществляются очень медленно и продуцируются только при некоторых условиях: если в оперативной памяти уже была подцель, побуждающая к исследованию этого умозаключения, или же если использование данной подцели облегчается примечательными событиями из прежнего опыта. Эти умозаключения являются эксплицитными: рассуждения, приводящие к этим умозаключениям, создаются шаг за шагом в оперативной памяти. Они соответствуют тому, что мы назвали процессами контроля.
Непосредственные умозаключения осуществляются посредством двух типов процессов:
- осуществление процедур;
использование прагматических схем рассуждений, хранящихся в памяти: в этом случае умозаключение является результатом процесса восстановления информации в памяти.
Формирование эксплицитных умозаключений зависит от двух условий:
чтобы не было другой приоритетной цели в оперативной памяти и внимание было сфокусировано на исследовании данного умозаключения;
чтобы цепочка умозаключений была короткой. Если это не так, то требуется, чтобы испытуемый собрал (посредством обучения в действии) ту информацию, которая конституирует этапы процесса умозаключения. В этом случае рассуждение является подтверждением связей между событиями, которые были открыты эмпирически в ходе попыток решения. Как мы видим, умозаключения при решении проблем являются итогом очень специфических процессов, связанных с частными ситуациями. Этот способ воззрения заметно отличается от другого, характерного для подхода решения проблем в искусственном интеллекте. Там умозаключения понимаются как использование общих эвристик, таких как эвристика средство-цель или эвристика оптимального управления запретами. Мы же, напротив, полагаем, что умозаключения, которые продуцируются в ситуациях выполнения, являются результатом приложения общих эвристик.
Порождение умозаключений, используемых при понимании текстов, идет по двум направлениям:
абстракция через восхождение в каузальной сети от подцелей
к целям;
- партикуляризация (или конкретизация) через программирование действия или конструирование образа ситуации (партикуляризованной репрезентации ситуации). Умозаключения абстракции - это непосредственные умозаключения, подчиняющиеся и зависящие от автоматизированных процессов. Умозаключения партикуляризации - это длительные процессы, зависящие от процессов контроля.
Третья часть: РЕГУЛЯЦИЯ И КОНТРОЛЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
|
|
|
