Специфика анализа и синтеза эргатических систем управления

Задачи анализа ЭСУ решаются, как правило, на стадиях их эксплуатации, транспортировки, снятия с эксплуатации и списания. Анализ используется также для исследования вариантов вновь создаваемых ЭСУ с целью выбора лучшего варианта.

Задачи синтеза ЭСУ решаются на этапах их проектирования и создания.

К задачам синтеза ЭСУ относится процесс принятия решения о целесообразности того или иного нововведения и обоснованного выбора направлений предпроектных исследований.

Структурный анализ и синтез ЭСУ направлен на решение следующих задач: описание состава организации (ЭСУ) и построение ее структурной схемы; формирование рационального числа уровней управления; определение 'состава и мест размещения звеньев управления; определение функций отдельных подразделений, их структурной схемы; создание рациональной сетевой структуры, обеспечивающей требуемые характеристики устойчивости и оперативности управления; исследование отдельных технических устройств, входящих в состав ЭСУ; учет психологических характеристик человека-оператора при создании структур ЭСУ; построение обобщенной структурной информационной модели ЭСУ; описание материальных, вещественных и информационных связей.

Функциональный анализ и синтез ЭСУ направлен на решение следующих основных задач: анализ функций управления в структурных подразделениях, выбор состава автоматизируемых функций и определение их взаимодействий; определение способов сбора, хранения и отображения информации, необходимой для функционирования системы управления; определение порядка обработки информации с целью принятия управленческих решений и доведения их до исполнителей; создание системы контроля за доведением решений и их исполнением, а также оценка результатов выполненных решений; учет психологических факторов оператора при управлении сложными ЭСУ.

Особенности информационного анализа и синтеза ЭСУ заключаются в исследовании и поиске рациональных способов сопряжения оперативного персонала с техническими средствами и решаемыми задачами управления.

При этом исследуются способы предоставления, ввода и вывода информации, определяется необходимый и достаточный состав формализованных сообщений (указаний, приказов, подтверждений, донесений), обеспечивающих эффективное управление.

Наряду с этим решаются общие задачи анализа и синтеза информационного обеспечения, включающего способы классификации и кодирования информации, языковые средства описания данных, унифицированную систему документации, программные средства обработки информационных массивов, базы и банки данных.

Параметрический анализ и синтез ЭСУ связаны с исследованием и количественной оценкой разнообразных свойств и различных условий Функционирования оперативного персонала и используемых технических средств управления. Поэтому процедура выбора показателей, достаточно полно отражающих свойства подобных систем, довольно сложна, и в настоящее время нет четко установленного перечня подобных показателей. На практике для исследования свойств данных систем и их элементов используется несколько сотен различных показателей: количественные, качественные, экономические, технические, общие, комплексные, частные, основные, вспомогательные, специфические, исходные, производственные и т.п.

Из большого количества показателей качества работы людей в ЭСУ наиболее часто используют быстродействие, напряженность, экономичность, надежность.

Быстродействие оператора характеризуется длительностью рабочего цикла

при а = 0,2 с; l/R₀ = 0,15 + 0,35с/бит, т.е. в предположении, что в среднем начало работ запаздывает относительно момента выдачи задания на 0,2 с, при средней производительности оператора, равной I/0,15 — I/0,35 бит/с.

Быстродействие конкретного оператора может быть определено с использованием тренажера или хронометрирования на реальном рабочем месте.

Напряженность работы оператора определяется степенью функционального напряжения его организма, нервного или физического, по формуле

где у_i, у_imax - физиологические количественные показатели напряженности работы в реальных и экстремальных условиях соответственно.

Экономичность оператора определяется как отношение количественного результата его работы к затратам на подготовку и поддержание квалификации оператора.

Надежность оператора характеризует его свойство выполнять заданные функции в течение определенного времени при заданных условиях работы. Показатели надежности человеко-машинных систем должны учитывать свойства и человека, и машины. Однако если методы оценки надежности машин достаточно хорошо разработаны, то расчет надежности людей-операторов представляет известные трудности и составляет в настоящее время одну из актуальных проблем в теории ЭСУ.

Функциональным понятием теории надежности является понятие отказа — случайного события, состоящего в том, что элемент (оператор) полностью или частично утратил свою работоспособность, в результате чего заданные ему функции не выполняются.

Устойчивые отказы операторов называют биологическими, а временные — психологическими. Причиной первых являются болезни, чрезмерное утомление, засыпание на рабочем месте и т.п.; причиной временных отказов являются случайные ошибки нормального рабочего оператора.

Одним из показателей надежности операторов служит вероятность безотказной работы, определяемая как

P_on(t}=K_onP_б(t) + P_n(t)

где Р_б,Р_п— вероятности биологической и психологической надежности оператора соответственно;

К_оп - коэффициент готовности оператора.

Т₀ — время отсутствия оператора на рабочем месте;

T- общее время работы.

С учетом Р_on вероятность безотказной оперативной работы человеко-иинной системы определяют мультипликативным показателем

,

где Р_техн(t) - вероятность безотказной работы машины;

P_CB(t) - вероятность своевременного выполнения работы.

Выделенные показатели качества работы операторов позволяют определить следующие основные пути повышения эффективности их работы:

¨ обеспечение необходимой степени профессиональной подготовки операторов;

¨ проектирование аппаратуры в соответствии с требованиями инженерной психологии;

¨ обеспечение контроля за правильностью действий операторов;

¨ правильный выбор режимов труда и отдыха операторов;

¨ исключение информационных перегрузок операторов;

¨ обеспечение хорошего психологического климата в коллективе операторов и т.п.

Экспериментально установлено, что определенная часть операторов, обладающих соответствующей квалификацией, часто обнаруживают свою несостоятельность при возникновении аварийных (критических) ситуаций.

Статистика указывает также на значительный процент аварий из-за неправильных действий операторов (человеческого фактора), (например, в строительстве — больше 70%, в авиации — больше 80%). Таким образом, очень часто ошибочные действия операторов приводят к лавинообразному развитию аварийных ситуаций, к порче и потере дорогостоящей техники, а также к гибели людей.