Robert Grzebieniak Zbigniew Matuszak Akademia Morska Szczecin, Polska

Podobne dokumenty
EKSPLOATACJA SYSTEMÓW TECHNICZNYCH

Rys. 1. Instalacja chłodzenia wodą słodką cylindrów silnika głównego (opis w tekście)

Podstawy diagnostyki środków transportu

RELACJE MIĘDZY PODSYSTEMAMI SYSTEMU CZŁOWIEK URZĄDZENIE TECHNICZNE 1

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki KARTA PRZEDMIOTU

Znaczenie człowieka w planowaniu i realizacji napraw, remontów i modernizacji maszyn i urządzeń w przemyśle spożywczym nowe ujęcie zagadnienia

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PODSTAWY OCENY WSKAŹNIKÓW ZAWODNOŚCI ZASILANIA ENERGIĄ ELEKTRYCZNĄ

WYZNACZANIE OPTYMALIZOWANYCH PROCEDUR DIAGNOSTYCZNO-OBSŁUGOWYCH

FMEA. Tomasz Greber Opracował: Tomasz Greber (

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Diagnostyka procesów i jej zadania

II. STEROWANIE I REGULACJA AUTOMATYCZNA

Cechy eksploatacyjne statku. Dr inż. Robert Jakubowski

ĆWICZENIE 4 WYZNACZANIE OPTYMALIZOWANYCH PROCEDUR DIAGNOSTYCZNO-OBSŁUGOWYCH

Funkcje charakteryzujące proces. Dr inż. Robert Jakubowski

Koncepcja systemu informacyjnego wspomagającego kierowanie eksploatacją złożonych odnawialnych obiektów technicznych 2

Spis treści Przedmowa

WYBRANE ZAGADNIENIA OPTYMALIZACJI PRZEGLĄDÓW OKRESOWYCH URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH

DEKLARACJA WYBORU PRZEDMIOTÓW NA STUDIACH II STOPNIA STACJONARNYCH CYWILNYCH (nabór 2009) II semestr

Niezawodność eksploatacyjna środków transportu

Spis treści. Przedmowa 11

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Automatyki

Określenie maksymalnego kosztu naprawy pojazdu

Modelowanie niezawodności prostych struktur sprzętowych

Pytania egzaminacyjne dla Kierunku Transport. studia II stopnia stacjonarne i niestacjonarne

DiaSter - system zaawansowanej diagnostyki aparatury technologicznej, urządzeń pomiarowych i wykonawczych. Politechnika Warszawska

Metrologia: organizacja eksperymentu pomiarowego

Sterowanie procesem i jego zdolność. Zbigniew Wiśniewski

Elementy systemu logistycznego w przedsiębiorstwie - zarządzanie logistyczne

PORÓWNANIE PRZEBIEGÓW WYBRANYCH MIAR NIEZAWODNOŚCIOWYCH NA PRZYKŁADZIE SYSTEMÓW ZASILANIA PALIWEM DWÓCH STATKÓW SERII B-584

Metodyka projektowania komputerowych systemów sterowania

Weryfikacja hipotez statystycznych. KG (CC) Statystyka 26 V / 1

Management Systems in Production Engineering No 2(6), 2012

Eksperyment 11. Badanie związków między sygnałem a działaniem (wariant B) 335

Niezawodność elementów i systemów. Sem. 8 Komputerowe Systemy Elektroniczne, 2009/2010 1

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA... 11

Systemy zabezpieczeń

Instytut Politechniczny Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa. Diagnostyka i niezawodność robotów

JAKOŚCI W RÓŻNYCH FAZACH I ŻYCIA PRODUKTU

SZKOLENIE Z ZAKRESU OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. Program opracował: inż. Grzegorz Guździk- specjalista ds. bhp. 1.Wstęp

Pattern Classification

EKSPLOATACJA SYSTEMÓW TECHNICZNYCH - LAB.

ZESZYTY NAUKOWE NR 10(82) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Badania zdarzeń niepożądanych systemów antropotechnicznych siłowni okrętowych

Wykład 8. Testowanie w JEE 5.0 (1) Autor: Zofia Kruczkiewicz. Zofia Kruczkiewicz

Ergonomia wprowadzenie. Tomasz Poskrobko

PROTOKÓŁ NR 10. Techniki wirtualne w badaniach stanu, zagrożeń bezpieczeństwa i środowiska eksploatowanych maszyn

Zarządzanie jakością. cią. Zarządzanie jakością - wykład 5. W. Prussak Kontrola w zarządzaniu jakością

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Bogdan ŻÓŁTOWSKI Marcin ŁUKASIEWICZ

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

Technik mechanik

OPERATOR OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

Podstawa programowa Technik elektryk PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA W ZAWODZIE TECHNIK ELEKTRYK SYMBOL CYFROWY 311[08]

IV Sympozjum Bezpieczeństwa Maszyn, Urządzeń i Instalacji Przemysłowych, r. mgr inż. Antoni Saulewicz

Metody symulacji komputerowych Modelowanie systemów technicznych

Model symulacyjny robota Explorer 6WD z uwzględnieniem uszkodzeń

Wstęp do kognitywistyki. Wykład 6: Psychologia poznawcza

INŻYNIERIA I MARKETING dlaczego są sobie potrzebne?

DIAGNOZOWANIE I DOZOROWANIE STANU OBIEKTU EKSPLOATACJI

Dwuwymiarowa oceny bezpieczeństwa pracy stanowiska roboczego

Odniesienie do obszarowych efektów kształcenia Kierunkowe efekty kształcenia WIEDZA (W)

Spis treści. Wstęp... 9

EKSPLOATACYJNE METODY ZWIĘKSZENIA TRWAŁOŚCI ROZJAZDÓW KOLEJOWYCH

Statystyka i opracowanie danych Podstawy wnioskowania statystycznego. Prawo wielkich liczb. Centralne twierdzenie graniczne. Estymacja i estymatory

Percepcja jako zmysłowy odbiór bodźców Procesy percepcji Percepcja jako proces Definicja percepcji/spostrzegania Odbiór wrażeń Percepcja rejestracja

Sposób wykorzystywania świadectw wzorcowania do ustalania okresów między wzorcowaniami

ZESZYTY NAUKOWE NR 5(77) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Wybrane zagadnienia dotyczące opisu systemów technicznych

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Efekty kształcenia z podstawy programowej Uczeń:

RODZAJE I TYPY INŻYNIERII SYSTEMÓW

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Politechnika Częstochowska, Wydział Zarządzania PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE. Bezpieczeństwo Użytkowania Maszyn i Urządzeń

Mechanika Robotów. Wojciech Lisowski. 5 Planowanie trajektorii ruchu efektora w przestrzeni roboczej

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Transport Studia I stopnia. Język polski

Inżynieria Produkcji

SYSTEM E G S CENTRALKA, SYGNALIZATOR INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA

Plan wykładu. Prozopagnozja. wrażenie sensoryczne a percepcja. wrażenia sensoryczne i percepcja

Doskonalenie przedsiębiorstw : kryzys drogą do sukcesu / Maciej Kulig. Warszawa, cop Spis treści

Rachunek kosztów. Sem. 8 Komputerowe Systemy Elektroniczne, 2009/2010. Alicja Konczakowska 1

Modelowanie komputerowe

PROBLEM ROZMIESZCZENIA MASZYN LICZĄCYCH W DUŻYCH SYSTEMACH PRZEMYSŁOWYCH AUTOMATYCZNIE STEROWANYCH

Oferta badawcza Politechniki Gdańskiej dla przedsiębiorstw

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

Elementy statystyki opisowej, podstawowe pojęcia statystyki matematycznej

5. SYSTEM GENEZOWANIA STANU MASZYN

AUTOMATYZACJA PROCESÓW CIĄGŁYCH I WSADOWYCH

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania. Studia: II stopnia (magisterskie)

Elementy kognitywistyki III: Modele i architektury poznawcze

EKSPLOATACJA STATKÓW LATAJĄCYCH. WYKŁAD 20 MARCA 2012 r. dr inż. Kamila Kustroń

Dr hab. inż. Jan Duda. Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

SZSA-21 NAŚCIENNY ZADAJNIK PRĄDU DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, wrzesień 2002 r.

Kryteria optymalizacji w systemach sterowania rozmytego piecami odlewniczymi

WYDZIAŁ MECHANICZNY ENERGETYKI I LOTNICTWA WYKŁAD

Ćwiczenie 3 Temat: Oznaczenia mierników, sposób podłączania i obliczanie błędów Cel ćwiczenia

Efekty kształcenia dla makrokierunku: INFORMATYKA STOSOWANA Z KOMPUTEROWĄ NAUKĄ O MATERIAŁACH Wydział: MECHANICZNY TECHNOLOGICZNY

Eksperta porady. Terapia ucznia w ramach indywidualizacji nauczania (199042)

IMIM PAN w Krakowie, ul. Reymonta 25, tel. (12) /7

Transkrypt:

УДК 621.431 Leszek Chybowski Robert Grzebieniak Zbigniew Matuszak Akademia Morska Szczecin, Polska UWAGI O MOŻLIWOŚCI WYKONANIA ZADANIA PRZEZ OPERATORA SYSTEMU TECHNICZNEGO 1. Wprowadzenie Człowiek jest systemem o dużym stopniu złożoności z nadmiarową strukturą niezawodnościową. Z punktu widzenia cybernetycznego może być rozpatrywany jako system autonomiczny gdyż: ma zdolność sterowania sobą oraz zdolność przeciwdziałania utracie zdolności sterowania, jest zdolny do utrzymania się w równowadze funkcjonalnej mimo zmian zachodzących w otoczeniu, dąży do utrzymania swojej egzystencji oraz funkcjonuje we własnym interesie. W organizmie człowieka są spełniane wszystkie funkcje systemu autonomicznego, co pozwala na wyodrębnienie wg koncepcji Mazura [6], cechy człowieka takich jak: oddziaływanie na otoczenie (poprzez efektory), pobieranie informacji z otoczenia (poprzez receptory), pobieranie energii z otoczenia (poprzez alimentatory), przechowywanie i przetwarzanie informacji (z wykorzystaniem korelatorów), przetwarzanie i przechowywanie energii (z wykorzystaniem akumulatorów), utrzymanie się w równowadze funkcjonalnej (z wykorzystaniem homeostatów). Uproszczoną reprezentację człowieka jako systemu autonomicznego i relacji Człowiek-Otoczenie przedstawiono na rys. 1. W oparciu o cybernetyczną koncepcję Mazura można budować scenariusze nieprawidłowego działania człowieka jako ogniwa w łańcuchu sterowania obiektem technicznym, mając na uwadze wpływ niezdatności poszczególnych podsystemów człowieka w tym ujęciu. Pozwala to również na zbudowanie matematycznych modeli związanych z czasem potrzebnym na wykonanie przez operatora zleconego zadania, a w dalszym planie prawidłowe prowadzenie procesu eksploatacji obiektu technicznego.

Rys. 1. Struktura systemu autonomicznego na przykładzie człowieka [1] 2. Model możliwości wykonania zadania przez operatora Człowiek, z punktu widzenia niezawodności, może być scharakteryzowany szeregiem typów błędów ludzkich. Wybrane klasyfikacje przedstawiono w materiale wcześniej. Opierając się na modelu przedstawionym na rys. 3 błędy człowieka można sklasyfikować uwzględniając nieprawidłowe funkcjonowanie poszczególnych elementów tak zamodelowanego systemu. A w szczególności: błędy odbioru informacji z otoczenia (mogą wynikać z niedoskonałości receptorów oraz zakłóceń informacji uzyskiwanej z otoczenia), błędy przetwarzania informacji (mogą wynikać z nadmiernej ilości informacji przekraczającej możliwości korelatora lub nieprzygotowania korelatora do przetwarzania określonej informacji), błędne lub nieskuteczne oddziaływania na otoczenie (mogą wynikać z pogorszenia stabilności funkcjonalnej lub przekroczenia możliwości efektorów), utrata lub ograniczenie zdolności do działania skutek uszkodzeń narządów człowieka oraz utrata lub ograniczenie możliwości przystosowania się do zmian zachodzących w otoczeniu. Elementarny schemat strukturalny współdziałania człowieka z maszyną odniesiony do cybernetycznej koncepcji Mazura pokazano na rys. 2.

Rys. 2. Schemat strukturalny układu człowiek-maszyna Z punktu widzenia wymienionych cech można oceniać takie własności niezawodnościowe człowieka jak bezawaryjność i skuteczność. Bezbłędność i skuteczność wyznaczają niezawodność operacyjną człowieka, a bezawaryjność niezawodność biologiczną. Wobec tak wysokiej złożoności problematyki badania błędów człowieka i ich konsekwencji w systemach człowiek-obiekt techniczny środowisko (H-T-E) konieczne jest rozwijanie nowych metod badania tych zagadnień. Według Brandowskiego niezawodność operatora może być wyznaczana na podstawie badań realizowanych na symulatorach. Jest to związane z faktem, iż w warunkach naturalnych nie można uzyskać niezbędnych danych do estymacji charakterystyk niezawodności operatora, gdyż zadania realizowane przez niego w sytuacjach niebezpiecznych mogą spowodować straty materialne oraz stanowić zagrożenie dla jego życia i zdrowia. Jako ilościową miarę niezawodności biologicznej człowieka można przyjąć prawdopodobieństwo zachowania zdolności jego do działania w zadanym przedziale czasu i w zadanych warunkach. W odniesieniu do człowieka możliwe jest przyjęcie z techniki pojęcia uszkodzenia elementu, i posługiwać się pojęciami uszkodzeń odwracalnych (chwilowa utrata zdolności do działania będąca wynikiem stresu, chorobowy, odurzenia alkoholowego) lub uszkodzeń nieodwracalnych (niewłaściwe funkcjonowanie niektórych narządów człowieka, śmierć). Niezawodność pracy człowieka można mierzyć prawdopodobieństwem sukcesu przy realizacji pracy lub zadania na danym etapie funkcjonowania systemu w zadanym przedziale czasu, określonym wymaganiem dotyczącym długotrwałość pracy. Prawidłowe działanie polega na wykonaniu czynności w przewidzianym czasie. Nieprawidłowe działanie może być przyczyną uszkodzenia urządzenia lub

może zmienić przebieg wykonania czynności (zadania). Jaźwiński w pracy [3] przedstawia model czasu wymaganego do realizacji zadania przez człowieka. Człowiek charakteryzuje się określonym czasem odbioru informacji T 1 (uwarunkowanym możliwościami receptorów), czasem analizy informacji T 2 (uwarunkowanym możliwościami korelatora), czasem podejmowania decyzji T 3 (współdziałaniem korelatora z efektorem), czasem wykonania decyzji T 4 (uwarunkowanym możliwościami efektora). Zadanie będzie wykonane terminowo, jeżeli zadany czas wykonania zadania będzie spełniać nierówność T 1 T2 T3 T4 T0 (1) gdzie: T 0 zadany czas wykonania zadania. W przypadku działania obsługi pod wpływem stresu np. podczas usuwania skutków poważnej katastrofy morskiej w celu ratowania własnego życia, wielkości T i (i = 1,2,...,N) są stochastycznie zależne, czyli prawdopodobieństwa P i są funkcjami stresu, wówczas praktyczne wykorzystanie zależności (6) staje się bardzo trudne albo niemożliwe. Dla wyznaczenia niezawodności operacyjnej człowieka obliczenia z wykorzystaniem m.in. przedstawionych modeli matematycznych wsparte są wykorzystaniem metod symulacji komputerowej. Badania czasu reakcji na bodźce o średnim natężeniu prowadzili m.in. E. Fleishman, N. Kraiński, K. Płatonow, R. Gané, R. Woodworth i inni. Badania nasuwają przypuszczenie, że informacja odbierana dotykowo jest najstarszą i najbliżej powiązaną z motoryką człowieka. Tzw. prosta reakcje sensomotoryczne nie są w rzeczywistości strukturami prostymi, a składają się z szeregu procesów, w jednej z najprostszych postaci opisanych modelem (1). Czas reakcji na bodźce równy zwykle ok. 0,25 s zależy od cech indywidualnych [2] oraz jego intensywności. Bodźce stosowane jako sygnały informacyjne (np. światło lampek alarmowych) powinny przekraczać tzw. wartości progowe. W przypadku sygnałów wizualnych ważna jest nie tyle siła samego bodźca (m.in. luminancja), co wyróżnienie sygnału świetlnego z tła. Zaleca się, aby jasność sygnału informacyjnego była przynajmniej dwukrotnie większa od jasności tła [7]. Zagadnienie szybkości reakcji na bodźce wizualne jest problemem złożonym. Wyniki badań prowadzonych przez Browaeys a i Leplata m.in. porównujące czas wykonania zadania i liczbę błędów w czasie wykrywania nitek zerwanych lub nitek brakujących na przędzarkach przy zastosowaniu różnokolorowego tła przedstawiono w [8]. W odniesieniu do innych receptorów istotne jest nie tylko to jaki zmysł człowieka odbiera informację ale również i jakość informacji. W tabeli 1 przedstawiono czasy utajenia prostych reakcji sensomotorycznych dla bodźców innych niż wizualne, w zależności od analizatora bodźca (receptora) na który się oddziałuje oraz jakości zmysłowej będącej regulatorem działania motorycznego człowieka) [4].

Tab. 1. Czas utajenia prostej reakcji sensomotorycznej przy oddziaływaniu na różne receptory Analizator Jakość sygnału bodźca Średni czas utajony [ms] Dotykowy 90-220 * Słuchowy Dźwięk 120-180 * Węchowy Zapach 310-390 * Temperaturowy Ciepło i zimno 280-1600 * Smakowy Smak słony Smak słodki Smak kwaśny Smak gorzki 310 450 540 1080 Aparat przedsionkowy Obroty osoby badanej 400 Bólu 130-890 * * Podano najmniejsze i największe wartości średnich wielkości uzyskanych przez różnych autorów Niezawodność operacyjna operatora-eksploatatora zdefiniuje się jako prawdopodobieństwo terminowego i bezbłędnego wykonania zadania złożonego z N działań elementarnych, co przedstawia zależność: N N R0 Pi P Ti T0 (2) i 1 i 1 gdzie: P i prawdopodobieństwo bezbłędnego wykonania i-tego działania, T i czas realizacji i tego działania, 3. Uwagi końcowe Podczas realizacji poszczególnych działań elementarnych (odbiór informacji, przetwarzanie informacji, podejmowanie decyzji, wykonanie decyzji) eksploatator, może popełniać błędy. Błędy, człowieka w tym ujęciu mają swoją genezę we wszystkich fazach istnienia danego systemu technicznego, w tym także siłowni okrętowej. W szczególności są to: błędy projektowania uwarunkowane niedostateczną jakością projektowania, błędy powstające wskutek niewłaściwego wykonania przez personel obsługujący przewidywanych czynności obsługowych lub wskutek wykonania procedur nieprzewidywalnych, błędy wykonawcze występujące na etapie wytwarzania wskutek złej jakości pracy albo zastosowania niewłaściwego materiału lub wykonania wyrobu niezgodnie z wymaganiami, błędy technicznej obsługi występujące w procesie eksploatacji w wyniku złej jakości naprawy i montażu, błędy kontroli przyjęcia wyrobów wadliwych jako dobrych albo akceptacja przeglądu maszyny z elementami nieprawidłowo naprawionymi, błędy składowania wynikające z niewłaściwego przechowywania i transportu. Pośród przyczyn powstawania błędów w czasie pracy człowieka wymienić można: niewłaściwe kwalifikacje personelu obsługującego, wykonywanie niewłaściwych czynnościami obsługowych lub użytkowych, niewłaściwe warunki pracy, niedostateczne lub niewłaściwe narzędzia pracy, niewłaściwa stymulacja bezbłędnej pracy. Wyznaczając niezawodność człowieka jako elementu systemu technicznego należy brać pod uwagę szereg czynników, takich jak: prawdopodobieństwo błędu, jaki może powstać przy

wykonywaniu każdej operacji wchodzącej w proces działania; możliwość przewidywania najbardziej istotnych błędów, jakie mogą zostać popełnione w procesie użytkowania i obsługiwania urządzeń; częstość uszkodzeń urządzeń i systemów technicznych z winy człowieka; uwzględnianie błędów człowieka, które są odwracalne; prawdopodobieństwo poprawnego działania urządzenia (systemu) pod warunkiem popełnienia błędu [1, 5]. Przedstawione w materiale wybrane modele związane z czasem wykonania zadania przez człowieka mogą znaleźć zastosowanie dla systemów technicznych, dla potrzeb wstępnej oceny wpływu poszczególnych rodzajów zdarzeń (błędów ludzkich) i ich interakcji z uszkodzeniami maszyn i urządzeń. Literatura 1. Chybowski L., Matuszak Z., Wybrane modele niezawodności człowieka przydatne w ocenie pracy siłowni okrętowej. Szczecin 2006. Materiał niepublikowany. 2. Hempel L., Człowiek i maszyna. Model techniczny współdziałania. WKiŁ, Warszawa 1984. 3. Jaźwiński J., Borgoń J., Niezawodność eksploatacyjna i bezpieczeństwo lotów. WKiŁ, Warszawa 1989. 4. Łomow B., Człowiek i technika. Zarys psychologii inżynieryjnej. KiW, Warszawa 1966. 5. Matuszak Z., Człowiek jako specyficzny element systemu technicznego. Zastosowania Teorii Systemów. Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki. WIMiR AGH, Kraków 2005, s. 95-202. 6. Mazur M., Cybernetyka i charakter. PIW, Warszawa 1975. 7. Najmiec A., Kwarecki K., Tajemnice spostrzegania - ciekawe i niebezpieczne. Bezpieczeństwo Pracy, NR 11 (352), Centralny Instytut Ochrony Pracy, Listopad 2000. 8. Okóń J., Psychologia przemysłowa. PWN, Warszawa 1971. ON POSSIBILITIES OF TASK EXECUTION BY TECHNICAL SYSTEM OPERATOR Selected problems on task execution possibilities by operator in anthropotechnical system have been presented in the paper. Autonomic systems concept invented by professor Mazur has been used. Selected mathematical models connected with required task execution time have been shown. UWAGI O MOŻLIWOŚCI WYKONANIA ZADANIA PRZEZ OPERATORA SYSTEMU TECHNICZNEGO W materiale przedstawiono wybrane zagadnienia związane z możliwościami wykonania zadania przez operatora w systemie antropotechnicznym. Wykorzystano koncepcję systemów samodzielnych opracowaną przez profesora Mazura. Przedstawiono wybrane modele matematyczne związane z czasem potrzebnym do realizacji zadania przez operatora.