А.Е. Аствацатуров
Инженерная экология Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ. 2006
Глава 8. Человек в технической системе
8.4. Повышение надежности системы
Надежность работы системы во многом зависит от безошибочности
действия человека-оператора, управляющего системой. В качестве показателя
безошибочности часто используют интенсивность ошибок, вычисляя в расчете на
одну операцию по статистическим данным следующим образом:
Pi
= (Ni-ni)/Ni ; (1)
li = ni/(Ni×Ti), (2)
где Pi - вероятность безошибочного выполнения операции i-го
типа; Ni, ni
– общее число выполненных операций i-го вида и допущенное при этом число
ошибок; li
– интенсивность ошибок i-го вида; Ti –
среднее время выполнения операций i-го вида.
Рис.8.2. Динамика надежности
оператора в течение рабочей смены
Вероятность безошибочного выполнения операций зависит от
уровня работоспособности, и формулу (1) считают справедливой лишь для периода
устойчивой работоспособности оператора, которая отличается значительным
подъемом производительности труда после врабатывания в начале смены (рис.8.2).
Динамика работоспособности характеризуется тремя основными фазами: I - врабатывание с возрастающей работоспособностью, II - устойчивая работоспособность и III
- спад в связи с естественным утомлением (кривая 1). Незначительный спад
наблюдается также приблизительно за 0,5 часа до обеденного перерыва, который в
основном не связан с изменением работоспособности и поэтому на графике не учтен.
Тенденция распределения
количества ошибок Кош в течение смены отражена кривыми 2 и 3.
Наложение их на график динамики надежности работы оператора в течение рабочей
смены показало, что большая часть ошибок в течение смены, а также негативных
явлений, вытекающих из ошибок, например производственных травм, приходится на
период, характеризующийся низкой работоспособностью (см.рис.8.2). Период же
устойчивой работоспособности (фаза II) отмечается
наименьшим числом ошибок, допускаемых работающим в течение данной смены.
Ошибка человека определяется как неправильное
выполнение трудовой операции, ведущее к нарушению стандартов технологии и
безопасности труда, она может привести к браку в работе, аварии, повреждению
оборудования, производственной травме.
При эксплуатации машин, какой бы
ни была степень их автоматизации, требуется участие человека-оператора, который
не гарантирован от ошибок, независимо от уровня профессиональной подготовки и
опыта. Поэтому изучение и прогнозирование надежности системы без учета
надежности работы человека не может дать правильных результатов.
Проектировщики пока еще не располагают
количественными данными о надежности человека. Для решения чрезвычайно трудной
задачи повышения безошибочности действий оператора желательно рассмотреть: 1)
основные функциональные, антропометрические и энергетические возможности человека-оператора;
2) характеристики человека-оператора, связанные с видами его деятельности и
влиянием нежелательных факторов окружающей среды.
В первом случае надо учесть, что
основные функциональные и антропометрические данные человека установлены
достаточно точно. Значительную трудность составляет определение энергетики
организма оператора, возможности которой не изучены, хотя этот показатель,
очевидно, имеет прямую связь с надежностью работы машины и системы в целом.
Безошибочность действий оператора имеет прямую
связь с производительностью системы, поэтому проблема изучения энергетики
организма оператора и ее влияние на функциональное состояние человека при
проектировании машин будущего поколения чрезвычайно актуальна.
Используя данные наблюдений и
некоторых экспериментов со строительными, сельскохозяйственными и другими
машинами, можно отметить, что ошибки оператора, выражающиеся в некачественном
выполнении функций контроля и управления комбайном, являются результатом
перегрузок в основном по двум причинам:
1) физическое напряжение при работе с ручным и ножным органами
управления, а также частые выходы из кабины, связанные с технологическими и
профилактическими операциями;
2) большое количество информации, поступающей в единицу
времени (особенно при новых пультах, оборудованных электронной техникой) и
превышающей возможности человека по переработке всего комплекса сигналов.
В результате энергетических перегрузок,
обусловленных комплексом дополнительных энергозатрат, появляются ошибки,
которые можно рассматривать как отказ звена человека, снижающий производительность
системы “человек – машина”. Поэтому при выборе содержания рабочего задания
следует учитывать весь комплекс нагрузок, возлагаемых на оператора.
Снижение энергетической нагрузки
на организм человека в значительной мере может быть достигнуто передачей части
функций управления и контроля от человека машине. Эти вопросы взаимосвязаны с
компоновкой оборудования в кабине, с выбором эффективного варианта расположения
средств "стыковки" машины с оператором.
Второе направление решения задачи повышения
надежности оператора связано с рассмотрением зависимостей между характеристиками
человека и определенными факторами, понижающими безошибочность его действий. В
этом случае целесообразно классифицировать виды деятельности операторов по конкретным
типам машин.
При выборе содержания рабочих функций с целью
увеличения скорости реакции человека и безошибочности его действий следует учитывать
отрицательные факторы внешней среды: шум двигателя и движущихся частей
механизмов; вибрацию и толчки в кабине; солнечную радиацию; ненормальные
температурные условия; повышенную запыленность и загазованность; физические и
психические перегрузки; недостаточную обзорность с рабочего места (вынужденное
напряжение рабочей позы); недостаточную совместимость оператора, технического
средства и среды.
|