Класифікаційні суспільства та їх роль у забезпеченні безпеки мореплавства (стр. 30 из 37)
Абсолютно надежных систем не существует. Поэтому надежность любой системы меньше единицы.
В случае последовательного соединения элементов надежность системы равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных звеньев
Гдеps - надежность всей системы;
p1, p2, … , pn - надежность отдельных элементов системы.
Рис. 3.1. Ручное резервирование
Это свидетельствует о том, что в ряде случаев усложнение системы влечет за собой снижение ее надежности. Однако в принципе имеется возможность создать более надежные системы из менее надежных элементов. Одним из важнейших методов повышения надежности системы является резервирование. Существуют различные виды резервирования.
На рис. 3.1. показана схема резервирования элемента В, последовательно соединенного с элементом А. При выходе из строя В оператор вручную переключает устройство на резервный элемент В'. Вероятность безотказной работы системы ручного резервирования можно определить:
ГдерP - полная вероятность безотказной работы системы;
рА - вероятность безотказной работы элемента А;
р0 - вероятность своевременного использования резерва (зависит от человека);
рв - вероятность безотказной работы элемента В;
рв’ - вероятность безотказной работы элемента В'.
При холодном или автоматическом резервировании функцию человека выполняет технический элемент С. Формула надежности аналогична, однако вместо р0 фигурирует рс;
рс - вероятность безотказной работы элемента С. Горячее резервирование заключается в параллельном подключении нескольких элементов. Полная вероятность безотказной работы системы определяется:
Существуют и другие методы повышения надежности, та кие, как приработка деталей системы перед постановкой в схему, профилактический контроль, и т. д.
Важнейшим понятием надежности является отказ. Под последним понимают частичную или полную утрату свойств технического устройства, которая существенным образом снижает или приводит к полной потере его работоспособности.
Эргономику интересует прежде всего надежность оператора и его влияние на надежность всей системы.
Под отказом оператора необходимо понимать такие его действия (или бездействия), которые ведут к отклонению выходных параметров системы за допустимые пределы или к нарушению норм, регламентирующих ее работу. Это говорит о том, что под отказом понимают не все ошибочные действия оператора, а лишь те предельные погрешности, которые приводят к нарушению функционирования системы.
Вероятность появления отказа в результате совершения ошибки можно определить из соотношения:
ГдеQi. - вероятность появления отказа в результате совершения i-й ошибки;
Fi - вероятность того, что при совершении i ошибки произойдет отказ;
Рi. - вероятность i-й ошибки;
ni - число аналогичных операций.
Если появление отказа обусловлено сочетанием двух ошибок, то
ГдеP1 и Р2 - вероятность совершения этих ошибок.
Общая вероятность появления отказа определяется из выражения
ГдеQT - вероятность того, что в результате совершения человеком одной или нескольких ошибок, относящихся, по крайней мере, к одному из n классов ошибок, возникнут условия для появления отказов.
Данный метод расчета лучше всего подходит к анализу повторяющихся ручных операций.
Предлагаемый метод, как и все другие количественные методы определения надежности оператора, предусматривает предварительный сбор исходных данных о вероятности появления ошибок и отказов.
На рис. 3.2. приведены определенные аналогии между человеком и машиной при анализе отказов.
Сопоставляя проблему точности и надежности, необходимо обратить внимание на следующее. Когда речь идет о надежности, то упор делают на анализ возможности оператора функционировать в экстремальных условиях, а также на его способность выполнять заданные функции в течение определенного промежутка времени.
Рис. 3.2. Сравнительная схема свойств и состояний устройств (а) и человека (б).
Действительно, в нормальных условиях работы оператор может совершать ошибки, которые не выходят за допустимые пределы, т. е. обеспечивается заданная точность работы, а при неблагоприятных условиях внешней среды либо наличии эмоционального напряжения ошибки начинают выходить за допустимые пределы и их не обходимо учесть как отказы.
То, что в расчетах точности и надежности иногда используют одинаковые методы расчета, не является показателем идентичности проблемы точности и надежности. При определении точности деятельности опера тора в качестве исходных данных используют ошибки, а при расчете надежности - понятие "отказ".
В качестве количественных критериев при оценке надежности человека-оператора можно взять следующие показатели: среднее время между двумя отказами; общее число отказов за данный промежуток времени; вероятность удовлетворительной безотказной работы в течение определенного отрезка времени.
Выделяют три группы факторов, влияющих на надежность человека: совершенство аппаратуры с учетом инженерно-психологических требований; степень обученности персонала; индивидуальные различия по надежности.
Рассмотрим некоторые факторы, относящиеся к третьей группе.
1. Прежде всего это "долговременная выносливость", которая определяется как способность человека противостоять утомлению и сохранять работоспособность в течение заданного промежутка времени. Работоспособность - это способность человека выполнять определенные функции в течение определенного времени. Судить о работоспособности можно по утомлению. Чем выше утомление, тем ниже работоспособность. Работоспособность изменяется в процессе труда по определенным фазам. Можно выделить три основные фазы.
Первая фаза - вхождение в работу - характеризуется нарастанием работоспособности. До работы характеристики психических и физиологических функций не соответствуют требованиям работы. Скорость и точность действий оператора в этот период низкие.
Вторая фаза - период относительно устойчивой работоспособности. Деятельность оператора становится гармоничной, обеспечивающей оптимальную скорость и точность действий. Ее продолжительность определяется характером работы и под готовкой оператора.
Третья фаза характеризуется снижением работоспособности, вызванным утомлением, что проявляется в нарушении динамики психических процессов. При этом возрастает время реакции, снижается точность движений, ухудшаются сложные навыки, координация движений, сенсорные и интеллектуальные функции.
Необходимо учесть, что в процессе утомления не все функции снижаются в равной мере. В ряде случаев наблюдается ухудшение активных и улучшение неактивных функций. Это свидетельствует о том, что чередование различных видов деятельности (активный отдых) способствует более длительному сохранению работоспособности. Имеются специальные методы изучения состояний тех или иных психофизиологических характеристик, по которым можно судить о степени утомления. Сопоставив их с такими производственными показателями, как скорость, точность и т. д., можно сделать заключение об уровне работоспособности человека.
Методы повышения работоспособности человека различные. Это - рационализация режимов труда и отдыха, механизация тяжелых работ, снижение нагрузки на сенсорные и интеллектуальные компоненты деятельности и т. д.
2. Следующей индивидуальной характеристикой по надежности является устойчивость к факторам внешней среды (шум, вибрация, температура и т. д.). Здесь важное значение для решения задачи надежности имеет улучшение факторов внешней среды, обеспечение в определенной мере адаптации обслуживающего персонала к внешним условиям, а также профессиональный отбор, благодаря которому удастся подобрать персонал, лучше противостоящий тем или иным факторам.
3. Помехоустойчивость - способность человека противостоять отвлекающим факторам, в основе которых лежат свойства внимания, заключающиеся в способности поддерживать внимание на заданном уровне даже при наличии помех. Особое значение приобретает это качество в тех условиях, когда оператор должен выполнять заданную деятельность в условиях помех, которые по своему содержанию оказываются близкими к полезным сигналам. В связи с этим возникают две проблемы: первая связана с изучением структурных взаимоотношений сигнал - шум и возникающей в связи с этим необходимостью реорганизации труда; вторая - это собственно индивидуальные качества человека, связанные с помехоустойчивостью. Решаться она может либо с помощью обучения, либо путем профессионального отбора.