Нагрузка: определение, виды и оценка

Введение

Количество работы, выполняемой за единицу времени.

Термин "рабочая нагрузка" может относиться к нескольким различным, но взаимосвязанным понятиям.

Очень много работы.

Старое определение рассматривает рабочую нагрузку как объем работы, который необходимо выполнить человеку. Существует различие между фактическим объемом работы и субъективным восприятием рабочей нагрузки. Более современное и операциональное определение гласит: "Ментальная нагрузка (MWL) представляет собой степень активации ограниченного пула ресурсов при когнитивной обработке основной задачи во времени, обусловленную внешними стохастическими факторами окружающей среды и ситуацией, а также зависящую от определенных внутренних характеристик оператора, необходимых для решения статических задач, требующих концентрации усилий и внимания". Оценка рабочей нагрузки оператора оказывает значительное влияние на разработку новых систем "человек-машина". Оценивая рабочую нагрузку оператора в процессе проектирования новой или итерации существующей системы, можно выявить такие проблемы, как "узкие места" и перегрузка. Поскольку оператор является центральным элементом системы "человек-машина", исправление этих проблем необходимо для обеспечения безопасной и эффективной работы системы. Оперативный бюджет может включать оценки ожидаемой рабочей нагрузки для конкретной деятельности. Термины "рабочая нагрузка" или "когнитивная нагрузка" часто путают с "теорией когнитивной нагрузки". Последняя относится к фактическому конструкту когнитивной нагрузки (КН) или ментальной нагрузки (МНН). В то время как первая представляет собой конкретную когнитивистскую теорию обучения в более широкой области педагогики и дизайна обучения.

Количественное усилие

Нагрузка также может относиться к общему объему выработки энергии системой, особенно человека или животного, выполняющего тяжелую работу с течением времени. Одно из конкретных применений этого – поднятие тяжестей / силовые тренировки, где как эмпирические данные, так и научные исследования показали, что для роста мышц важна общая "рабочая нагрузка", а не только нагрузка, объем или "время под нагрузкой". В этих и смежных областях "рабочая нагрузка" может быть разделена на "работа+нагрузка", что относится к работе, выполненной с заданной нагрузкой. В контексте силовых тренировок, "нагрузка" относится к весу поднимаемого снаряда (20 кг – более значительная нагрузка, чем 10 кг), а "работа" – к объему, или общему количеству повторений и подходов, выполненных с этим весом (20 повторений – это больше работы, чем десять повторений, но два подхода по 10 повторений – это та же работа, что и один подход по 20 повторений; просто человеческое тело не может выполнить 20 повторений с тяжелым весом без отдыха, поэтому лучше рассматривать 2х10 как 20 повторений с перерывом посередине). Эта теория также использовалась для определения лошадиной силы (л.с.), которая определялась как количество работы, которое лошадь могла выполнить с заданной нагрузкой за определенный промежуток времени. Колесо, которое лошадь вращала в оригинальном эксперименте Уатта, создавало определенную нагрузку на ее мышцы, и лошадь могла выполнить определенное количество работы с этой нагрузкой за минуту. Если бы лошадь была идеальной машиной, она была бы способна на постоянную максимальную рабочую нагрузку. Увеличение нагрузки на определенный процент уменьшило бы возможный объем работы на тот же процент, чтобы результат все равно равнялся "1 л.с.". Лошади не являются идеальными машинами и в течение коротких периодов времени способны выдавать до 14 л.с., а при длительных нагрузках – в среднем менее 1 л.с. Теорию также можно применить к автомобилям или другим машинам, которые немного "совершеннее" животных. Например, увеличение веса автомобиля увеличивает нагрузку на двигатель. Аналогично, улучшение аэродинамики снижает сопротивление, которое также является нагрузкой на автомобиль. Крутящий момент можно рассматривать как способность преодолевать нагрузку, а обороты – как количество работы, которое можно выполнить с этой нагрузкой за определенное время. Следовательно, крутящий момент и обороты вместе создают киловатты или общую выходную мощность. Общая мощность связана с "рабочей нагрузкой" двигателя/автомобиля или с тем, сколько работы он может выполнить с заданной нагрузкой. Поскольку двигатели механически более совершенны, чем мышцы животных, и не устают так же быстро, они будут гораздо точнее соответствовать формуле, согласно которой увеличение нагрузки приводит к уменьшению объема работы, и наоборот.

Workload can also refer to the total energy output of a system, particularly of a person or animal performing a strenuous task over time. One particular application of this is weight lifting/weights training, where both anecdotal evidence and scientific research have shown that it is the total "workload" that is important to muscle growth, as opposed to just the load, just the volume, or "time under tension". In these and related uses, "workload" can be broken up into "work+load", referring to the work done with a given load. In terms of weights training, the "load" refers to the heaviness of the weight being lifted (20 kg is a more significant load than 10 kg), and "work" refers to the volume, or the total number of reps and sets done with that weight (20 reps are more work than ten reps, but two sets of 10 reps are the same work as 1 set of 20 reps, its just that the human body cannot do 20reps of heavy weight without a rest, so its best to think of 2x10 as being 20 reps, with a rest in the middle). This theory was also used to determine horse power (hp), which was defined as the amount of work a horse could do with a given load over time. The wheel that the horse turned in Watt's original experiment put a specific load on the horse's muscles, and the horse could do a certain amount of work with this load in a minute. Provided the horse was a perfect machine, it would be capable of a constant maximum workload. Increasing the load by a given percentage would decrease the possible work done by the same percentage so that it would still equal "1 hp". Horses are not perfect machines and, over short periods, are capable of as much as 14 hp, and over long periods of exertion, output an average of less than 1 hp. The theory can also be applied to automobiles or other machines, which are slightly more "perfect" than animals. Making a car heavier, for instance, increases the load that the engine must pull. Likewise, making it more aerodynamic decreases drag, which also acts as a load on the car. Torque can be considered the ability to move a load, and the revs are how much work it can do with that load in a given amount of time. Therefore, torque and revs together create kilowatts or total power output. Total output can be related to the "workload" of the engine/car or how much work it can do with a given load. As engines are more mechanically perfect than animals' muscles and do not fatigue similarly, they will conform much more closely to the formula that if you apply more load, they will do less work, and vice versa.

Стресс на работе

В профессиональной среде рабочая нагрузка может вызывать стресс и служить стрессором для сотрудников. Существуют три аспекта рабочей нагрузки, способных вызывать стресс. Количественная нагрузка, или перегрузка: когда объем работы превышает возможности комфортного выполнения. Качественная нагрузка: когда работа слишком сложна. Недостаточная нагрузка: когда работа не позволяет в полной мере использовать навыки и способности работника. Рабочая нагрузка связана с различными последствиями, включая тревожность, физиологические реакции, такие как повышение уровня кортизола, усталость, боли в спине, головные боли и проблемы с желудочно-кишечным трактом. Рабочая нагрузка, как требование к работнику, является ключевым компонентом модели «требование-контроль» в контексте стресса. Эта модель предполагает, что работа с высокими требованиями может быть стрессовой, особенно когда работник обладает низким уровнем контроля над своей деятельностью. Иными словами, контроль выступает в роли буфера или защитного фактора при высокой рабочей нагрузке или высоких требованиях. Эта модель была расширена до модели «требование-контроль-поддержка», которая утверждает, что сочетание высокого уровня контроля и социальной поддержки на работе смягчает негативное влияние высоких требований. Опрос, проведенный компанией Cartridge People в 2019 году, выявил рабочую нагрузку как основную причину профессионального стресса. Как требование к работнику, рабочая нагрузка также актуальна для модели «требования-ресурсы», которая предполагает, что работа становится стрессовой, когда требования (например, рабочая нагрузка) превышают ресурсы работника, необходимые для их выполнения.

Когнитивная нагрузка в процессах принятия решений с критическим временем

Хорошо установлено, что существует связь между способом передачи и представления информации лицу, принимающему решение, и его когнитивной нагрузкой. В периоды высокой концентрации деятельности, обмен информацией в одном режиме становится ограничивающим фактором. Следовательно, баланс между различными информационными каналами (наиболее часто рассматриваются визуальный и слуховой, но могут также включать тактильный и другие) напрямую влияет на когнитивную нагрузку (Wickens 1984). В ситуации, требующей быстрого принятия решения, эта нагрузка может привести к человеческой ошибке или задержке в принятии решения, необходимой для обработки релевантной информации (Smith, K. T. & Mistry, B. 2009). Исследования, проведенные К. Тарой Смит, определили ряд терминов, связанных с нагрузкой в данной области. Два основных понятия, относящихся к нагрузке, следующие:
* долг рабочей нагрузки – ситуация, когда когнитивная нагрузка человека слишком велика для выполнения всех необходимых задач в отведенное время, и он принимает решение (сознательное или подсознательное) отложить одну или несколько задач (обычно задач с низким приоритетом), чтобы успеть выполнить требуемое в установленный срок.
* каскад долгов рабочей нагрузки – ситуация, когда из-за высокой нагрузки отложенные задачи накапливаются, и человек не может справиться с объемом работы, что приводит к сбоям в последующих действиях.