12.2. Факторы сложности техники и равнозначный подход к авто­матизации

Итак, особенностями техники, обусловливающими использование ма- шиноцентрического подхода, являлись возможность обеспечения надежно­сти управления техническим резервированием, тогда как появление антропо­центрического подхода определилось необходимостью резервирования тех­ники оператором. Изменение особенностей техники происходило в процессе ее усложнения. В связи с этим возникает вопрос: какие факторы сложности техники определяют указанные особенности?

В качестве таких факторов выделим три: структурная сложность, функциональная сложность и сложность управления.

Структурная сложность определяется конструкционно- технологическим несовершенством элементов системы. При этом в процессе автоматизации структурную сложность можно преодолеть, с одной стороны, за счет технического резервирования и, с другой стороны, за счет использо­вания оператора для обеспечения функционирования тех структурных эле­ментов которые разработчики не могут автоматизировать. Такими струк­турными элементами, функции которых выполняет оператор могут быть от­дельные технические блоки, например: регулятор одного или нескольких па­раметров функционирования; программное устройство, задающее условия функционирования-сортировочный агрегат, осуществляющий отбор и рас­пределение продуктов технологического процесса, и др.

Таким образом, особенности техники, с которыми связывается приме­нение машиноцентрического подхода, обусловливаются именно структурной сложностью как доминирующим фактором надежности управления. Однако структурная сложность возможна и в современной технике. Конкретным примером такой техники является станок-автомат или промышленный робот с гибкими компьютеризированными программами выполнения производст­венного процесса, перепрограммирование которого обеспечивает человек, а также обычный лифт в многоэтажном доме, пассажиров которого можно рас­сматривать в качестве операторов. Следовательно, машиноцентрический подход может быть использован в настоящее время для техники, в которой еще не преодолена структурная сложность.

С позиции надежности управления функциональная сложность харак­теризуется трудностями, несогласованностями в организации внутрисистем­ного взаимодействия из-за многообразия состояний системы и возможности возникновения отказов ее отдельных компонентов, которые разработчикам не удается преодолеть за счет технического резервирования. Это приводит к необходимости резервирования техники оператором, вследствие чего он объ­ективно выполняет главную роль в управлении.

Следовательно, функциональная сложность становится до­минирующим фактором надежности управления для техники, особенности которой требуют использования антропоцентрического подхода. Примерами такой техники могут служить автоматизированные системы управления от­дельными технологическими процессами, в которых оператор осуществляет задание различных параметров, а в случае отказов техники вручную вы­полняет резервные режимы управления.

Сложность управления отражает трудности в организации межсистем­ного взаимодействия между большим количеством

разнородных систем, связанные с невозможностью полной фор­мализации процессов управления из-за неоднозначности использования ко­личественных критериев разработчиками в моделях управления, приводящей к возникновению непредсказуемых ситуаций и ложных отказов при нор­мально функционирующих системах. К такой крупномасштабной, энергона­сыщенной, потенциально опасной технике относятся тепловые и атомные электростанции, космические пилотируемые транспортные корабли и орби­тальные станции, боевые и пассажирские самолеты, крупнотоннажные мор­ские и речные суда, различные типы автоматизированных производств.

Вследствие неполноты и ограниченной адекватности моделей управле­ния при организации межсистемного взаимодействия разработчики не могут взять на себя полностью ответственность за надежность управления. С дру­гой стороны, и возможности проведения качественного, содержательного анализа оператором в непредвиденных ситуациях для преодоления неадек­ватности этих моделей при реализации им функций по резервированию ав­томатики ограничены его профессиональным опытом, способностями, зна­ниями и умениями. Поэтому им могут быть допущены ошибочные действия, причины возникновения которых нельзя устранить в процессе профессио­нальной подготовки операторов вследствие изначальной новизны и неизвест­ности этих ситуаций. Следовательно, полностью возложить ответственность за надежность управления нельзя и на оператора.

Но тогда единственно возможным вариантом обеспечения надежности управления в случае, когда оператор не может найти выход из непредвиден­ной ситуации, становится резервирование оператора автоматикой. Это резер­вирование может быть реализовано посредством принудительного перехода на автоматический режим управления, целью которого должно являться пре­жде всего обеспечение безопасности техники. Таким образом, наряду с функцией резервирования автоматики оператором для преодоления сложно­сти управления от разработчика требуется осуществить и новую функцию — резервирование оператора автоматикой. И в силу того, что эти функции имеют равную значимость для обеспечения надежности управления, и разра­ботчики, и операторы должны нести за нее равную ответственность. Следо­вательно, в процессе управления может происходить как резервирование ав­томатики оператором, так и наоборот— резервирование оператора автомати­кой, что означает попеременную смену ведущих ролей разработчика и опера­тора.

Таким образом, для этого класса техники одностороннее до­минирование или разработчика, или оператора, как это полагается в машино- центрическом или антропоцентрическом подходах, уже будет являться прин­ципиально недопустимым. Иначе говоря, нельзя отдавать главную роль или разработчику, реализующему ее опосредованно через автоматику, или опера­тору и решать проблемы автоматизации в этом классе техники с цен­тристских позиций.

Обобщением этих положений является разработанный Ю.Я. Голико­вым равнозначный подход к автоматизации, в соответствии с которым и раз­работчики, и операторы должны попеременно осуществлять ведущую роль в управлении, нести равную ответственность и иметь равную значимость в обеспечении надежности управления техникой. И поэтому отношения между разработчиками и операторами необходимо рассматривать как равноправное взаимодействие, взаимодополнение и содействие.

Таким образом, следует констатировать, что в структуре современной техносферы можно выделить три класса технических объектов, каждый из которых является областью существования разных подходов к автоматиза­ции управления: машиноцентрического, антропоцентрического и равнознач­ного. Эти классы и области существования подходов можно представить на многофакторной шкале сложности техники как множества, рядоположенные по степени ее возрастания: нижний диапазон шкалы соответствует классу от­носительно малой сложности технических объектов (основной фактор на­дежности управления в данном классе — структурная сложность) и машино- центрическому подходу; средний — классу более сложной техники (где ста­новится значимым фактор функциональной сложности) и антропоцен­трическому подходу; самая сложная техника — класс сложности управления, — и равнозначный подход располагаются в верхнем диапазоне шкалы.