книги из ГПНТБ / Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник

г

100

3)Л -характеристика;

4)вероятностные характеристики.

Числовые значения показателей работы аппаратуры определя­ ются на основании статистических данных, источниками которых являются сведения из аппаратных, технических и экспедиционных журналов постоянного учета режимов работы. Часто для определе­ ния фактических значений ЭТХ проводится опытная эксплуатация средств.

Особое значение имеет сбор данных об отказах. Одним из основ­ ных способов получения данных о надежности средств является об­ работка информации об отказах, условиях и причинах их возникно­ вения, получаемой в процессе эксплуатации.

В настоящее время наиболее распространен метод сбора данных, требующий наименьших затрат. Этот метод заключается в составле­ нии отчетов о работе аппаратуры тем персоналом, который ее экс­ плуатирует. Основным недостатком этого метода является сомни­ тельная точность, так как обслуживающему персоналу затруднитель­ но делать беспристрастные выводы, а главные проблемы не всегда являются для него очевидными.

Вотчетах об отказах должны быть следующие сведения:

1)тип изделия (устройства, элемента) и его паспортные дан­ ные (номер изделия, год выпуска, дата начала эксплуатации);

2)длительность исправной работы до повреждения;

3)режимы работы изделия и внешние условия работы;

4)характер отказа (обрыв, выход параметров за пределы до­ пусков);

5)причины появления отказа;

7)сведения об отказавшем элементе;

8)подпись ответственного лица.

Другим методом получения данных об отказах является интер­ вьюирование обслуживающего персонала. Соответствующая работа может быть проведена либо путем бесед, либо с помощью опросных карт. Этот метод не нашел широкого распространения из-за зна­ чительных затрат. Еще меньшее распространение получил выбороч­ ный метод сбора, когда наблюдения за работой аппаратуры произ­ водятся в выборочные моменты времени, а не непрерывно.

Собранная одним из перечисленных способов информация посту­ пает в центр сбора, где опытные инженеры проверяют эти сведе­ ния и, если они верны, направляют их в картотеку, создавая тем

IOI

самым историю элемента. Весьма удобно использование ЭВМ

§ 6 .2 . ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСіШАТАЩОШО-ТЕШНЕСгМХ ХАРАКТЕРИСТИК

Выше были рассмотрены основные эксплуатационно-технические характеристики: надежность, эксплуатационная технологичность, готовность и долговечность.

Первые две характеристики в значительной степени являются независимыми, вторые две - существенным образом определяются двумя первыми.

Для обеспечения высоких показателей эксплуатационно-техни­ ческих характеристик необходимо уделять им пристальное внима­ ние на этапах проектирования, производства и эксплуатации.

В настоящее время можно говорить о реальном успехе, кото­ рый достигнут в области повышения надежности. Это особенно за­ метно в повышении надежности элементов, количество отказов ко­

стем [ 71 ].

Когда были предприняты первые усилия повысить надежность, многие полагали, что это повышение будет столь существенным, что практически отпадет необходимость в техническом обслужи­ вании. Этот оптимизм был уменьшен возрастающей сложностью си- ■ стем и сейчас неразумно планировать разработку новых систем только на основе концепции абсолютной надежности. Столкнувшись с этой проблемой, ряд организаций вынужден уделять много внима­ ния сравнительно новому аспекту проектирования - обеспечению эксплуатационной технологичности. Сравнительно недавно эти во­ просы получили самостоятельное значение в технологии проекти­ рования.

Эксплуатационная технологичность имеет следующие характер­ ные черты:

1)ее можно рассматривать как средство для обеспечения не­ обходимого коэффициента готовности;

2)значительных достижений в эксплуатационной технологич­ ности можно достичь при незначительном увеличении затрат на об­ щую разработку системы;

102

3) эксплуатационная технологичность, предусмотренная при конструктивной разработке системы, позволит значительно сокра­ тить затраты на эксплуатацию системы.

Главное различие между надежностью и эксплуатационной тех­ нологичностью заключается в степени зависимости их от челове­ ческого фактора.

Надежность является неотъемлемым свойством самой системы. Она может быть снижена неправильной эксплуатацией. Но если си­ стема используется правильно и по назначению, то безотказность ее оборудования зависит прежде всего от достоинств конструкции.

Эксплуатационная технологичность по своей сущности зависит от человека, эксплуатирующего систему. Какими бы ни были высо­ кими характеристики эксплуатационной технологичности, обеспе­ чиваемые в процессе проектирования, они внутренне связаны с опытом, знаниями и квалификацией тех, кто эксплуатирует и под­ держивает систему, а также зависят от технических средств об­ служивания и снабжения.

В настоящее время основными путями улучшения эксплуатацион­ но-технических характеристик являются повышение надежности, ав­ томатизация процессов эксплуатации, всесторонний учет возможно­ стей операторов на всех этапах разработки, производства и экс­ плуатации техники. Статистика эксплуатации показывает, что ча­ стота отказов по вине человека составляет от 20 до 80$ всех слу­ чившихся отказов. Всесторонний учет возможностей оператора яв­ ляется содержанием инженерной психологии - науки о том, как сле­ дует конструировать аппаратуру, выбирать условия, при которых должен работать оператор, и методы работы операторов при опти­ мальном учете человеческих возможностей и ограничений. Специа­ листы инженерной психологии прежде всего интересуются конструк­ тивными характеристиками аппаратуры, процессами эксплуатации и обслуживания и характеристиками окружающих условий (шум, темпе­ ратура и т . п . ).

Вопросы автоматизации процессов эксплуатации составляют со­ держание специального раздела настоящего учебника. На учете фак­ торов инженерной психологии остановимся более подробно.

§ 6 .3 . РОЛЬ ФАКТОРОВ ИНЖЕНЕРНОЙ ПСИХОЛОГИИ

Для понимания поведения оператора необходимо использовать три параметра: входной сигнал S , внутреннюю реакцию 0 и от­ клик на выходе R . Входной сигнал представляет собой лго-

В ряде случаев человек превосходит машину;

- по чувствительности в весьма узком диапазоне частот ( f = = 20 + 20000 гц - звуковые колебания; Л = 30 т 1050 ммк - види­ мый спектр);

- по пониманию и истолкованию принимаемой информации,в том числе: по различению сигналов в зоне помех; опознаванию одина­ ковых сигналов в разных ситуациях, извлечению информации из от­ рывочных сигналов; способности выборочного восприятия сигналов;

-для решения большинства задач он не нуждается в трудоем­ ком предварительном программировании;

-он более гибок и может ориентироваться в непредвиденных ситуациях;

-он может вырабатывать оценку, восстанавливая в памяти предыдущие факты и методы решения.

Поэтому использование оператора целесообразно:

1)когда необходимо различать сигналы на фоне шумов, узна­ вать их форму в изменяющемся поле;

2)когда способности человека необходимы для выработки ре­ шения в непредвиденных ситуациях, для решения проблемных во­ просов;

105

3)в качестве контрольно-регулирующего аппарата в автома­ тических и полуавтоматических системах;

4)когда при выполнении задачи имеются другие объекты, в которых необходимо разобраться и изменить вид управления в про­ цессе работы системы.

Сдругой стороны, применение машины целесообразно:

1)при решении стандартных задач, связанных с вычислением

изапоминанием большого количества конкретных данных, и сорти­ ровке этих данных;

2)для выработки стандартных решений по определенным пра­

вилам;

3)когда операции управления должны выполняться с большой скоростью и малым временем запаздывания;

4)когда окружающие условия могут вызвать нагрузки, при ко­ торых возможно нарушение работоспособности человека (например, увеличение содержания COg > 1,5$ уже может нарушить работоспо­ собность).

Необходимо подчеркнуть, что человека и машину не следует рассматривать как конкурирующие элементы. Наилучшая конструк­ ция системы должна предусматривать наивыгоднейшее сочетание человека и машины.

До последнего времени отсутствовали оценки вероятности оши­ бок для работ, выполняемых человеком. Однако в последнее время были предприняты успешные попытки таких оценок [7 2 ]. Так, в нор­ мальных условиях надежность устного распоряжения равна 0,9998, а надежность всех более сложных мыслительных операций (распо­ знавание, принятие решений) равна 0,999. Эта величина в ряде случаев может существенно падать, особенно в стрессовой ситуа­ ции.

Втабл .6 .3 приведены некоторые данные о вероятности правиль­ ного использования органа управления или индикатора, имеющего определенные размеры [72] .

Спомощью данных табл.6 .3 возможно провести анализ состав­ ленных методик работы с аппаратурой с целью предсказания веро­ ятности появления ошибок при выполнении задания. Для этого не­ обходимо проанализировать отдельно каждую операцию задания и расчленить ее на элементы, характеризующие входной сигнал,внут­

реннюю реакцию и выходной отклик, как показано в примере.

П р и м е р . Зажигается зеленая лампочка X . Оператор при­ водит в действие кнопку Y .

109

и то, что от успешности и эффективности его труда зависит эф­ фективность выполнения важных задач.

Особенности операторской деятельности в войсках требуют от командиров и политработников так организовать обучение и воспи­ тание оператора, чтобы способствовать развитию у него сознания долга перед Родиной, совершенствовать его знания, навыки и умение.

Основная задача технической подготовки - глубокое изучение и твердое знание личным составом состоящей на вооружении тех­ ники, совершенствование технического и боевого мастерства.

В процессе технической подготовки на основе знаний и уме­ ния у операторов должны быть сформулированы навыки.

Навык - действие, доведенное до.известной степени совершен­ ства, выполняемое правильно, быстро, легко и с высокими качест­ венными и количественными показателями. Навык - это более или менее автоматизированное действие.

У оператора сложных.автоматизированных систем управления формирование навыков не является основной задачей. Основной задачей здесь будет формирование оперативного мышления. Опера­ тор должен уметь и быть способным быстро и наилучшим образом решать ответственные задачи в условиях недостатка времени и большого нервного напряжения.

Развитие способностей операторов к оперативному мышлению, осуществляется в процессе обучения с использованием специаль­ ных тренажеров, включающих в свой состав ЭВМ.

Процесс обучения на тренажерах должен продолжаться до тех пор, пока обучаемый не "выйдет" на стационарный уровень. Этот уровень определяется устойчивым минимумом числа ошибок при устойчивом среднем значении времени выполнения задачи.

Некоторые виды операторской деятельности для достижения стационарного уровня требуют 35 - 50 циклов тренировок. Для поддержания этого уровня необходимы периодические тренировки (не реже одного раза за 5 - 7 суток).

На обучение вообще и приобретение навыков в частности ока-, зывают влияние имеющийся опыт и знания. В том случае, когда си­ туация и работа при настоящем обучении похожи на ситуацию и работу при прошлом обучении, процесс обучения значительно со­ кращается. Скорость обучения в значительной степени определя­ ется способностью оператора понять непосредственную рабочую си­