А.И. Сафонов
Техноэкология. Курс лекций
Донецк: ДонНУ, 2014. – 107 с.
5. Человек и техническая система
5.3. Повышение надежности системы «человек – техника»
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.
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.5.2). 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.
Рис.5.2. Динамика надежности оператора в течение рабочей
смены
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. 5.2). 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.
|