Модели и методы обучения персонала

Обучение безопасности является вторым (после профотбора) направлением предупреждения аварийности и травматизма в тех­носфере за счет более полного учета человеческого фактора. В пси­хофизиологическом смысле его цель состоит в изменении поведе­ния людей, т. е. в выработке у них новых или коррекции имею­щихся рефлексов на нестандартные ситуации, связанные с воз­никновением предпосылок к происшествиям. Идеалом должного реагирования на опасные изменения, например, в области глаз человека служит почти мгновенное, непроизвольное закрытие их веками.

Реальная же возможность обучения людей безопасному пове­дению обусловлена тем, что в отличие от животных их действия не всегда инстинктивны и часто нуждаются в интеллектуальной подготовке, требующей определенных затрат психической энер­гии и времени. В обычных (стандартных) условиях оптимальны бессознательные, автоматические действия, а в случае появления незнакомых, редко встречающихся ситуаций в сознании человека включается интеллектуальное программирование для определения цели и плана действий, технологии его реализации. Иллюстриру­ющий сказанное алгоритм рассуждений и принятия решения мо­жет быть изображен логической схемой, подобной рис. 13.4.

Необходимость и значимость совершенствования обучения пер­сонала безопасным методам подтверждается изложенными выше результатами моделирования аварийности и травматизма, а также значительным удельным весом человеческих предпосылок в их

380

проблему

Используйте

Рис. 13.4. Алгоритм поведения человека в нестандартной ситуации

п ричинах. Исходя из соображений эффективности и высокой рен-

\ табельности соответствующей подготовки ей уделяется исключи­тельно большое внимание за рубежом. В частности, все крупные университеты США имеют специальные образовательные програм­мы, а в Министерстве обороны этой страны с 1983 г. существует центр безопасности, координирующий сбор и анализ данных о

^происшествиях, случившихся по вине военнослужащих.

Рассмотрение возможности улучшения подготовки людей без­опасным методам и приемам работы в техносфере целесообраз­но осуществлять по тем четырем основным положениями, кото­рые должны отражаться в соответствующих программах: а) чему, б) как, в) до каких пор, г) какими силами и средствами прово­дить подготовку персонала. При обосновании ответов на эти воп-

¹ росы будем, как и ранее, руководствоваться представлениями о природе рассматриваемого явления, а также использовать накоп­ленный здесь и в смежных областях опыт.

Ответ на первый из поставленных вопросов может быть полу­чен в результате анализа процесса возникновения предпосылок и развития причинной цепи техногенного происшествия. Из резуль­татов моделирования (см., например, разд. 7.3) следует, что ос­новное внимание должно быть уделено практической отработке

-, людьми способов безошибочной и своевременной ликвидации воз­никших аварийных ситуаций, как дающей наибольший эффект, а также устранению порождающих их отказов техники и ошибок человека. Заметим, однако, что в ходе теоретического обучения персонал должен быть ознакомлен с методами прогнозирования подобных ситуаций и основными принципами их предотвраще­ния.

Дополнительно к отработке методов предупреждения аварий­ности и травматизма в техносфере, при теоретической и практи­ческой подготовке работающих следует уделять внимание также спо­собам снижения ущерба от возможных происшествий. Важное место

381

при такой отработке необходимо отводить обучению персонала способам оперативной эвакуации пострадавших и оказания им дов­рачебной помощи, своевременной изоляции или удалению источ­ников опасных факторов от места происшествия, ликвидации про­ливов токсичных и агрессивных жидкостей, тушению пожаров.

Обоснование ответа на второй вопрос программы, т. е. о рацио­нальных формах теоретического и практического обучения людей безопасности, уместно провести с учетом следующих соображе­ний. По сравнению с другими аспектами особенность данной под­готовки состоит в невозможности натурного воспроизведения происшествий и аварийных ситуаций в учебных целях, что ис­ключает непосредственное приобретение знаний и навыков по их ликвидации. Поэтому выход из создавшегося положения следу­ет искать в адаптации традиционных лекций и семинарских заня­тий, а также в игровых методах обучения на тренажерах и штат­ных образцах технологического оборудования.

Перечислим ряд тех правил и особенностей применения тре­нажеров и деловых игр, которые могут оказаться полезными для обучения студентов безопасности:

1. предварительно изучайте назначение и последовательность выполнения соответствующих мероприятий;

2. развивайте обязательную мысленную отработку предстоя­ щих операций на технике и учитывайте их индивидуальные осо­ бенности;

3. обеспечьте, как можно, полную адекватность моделируе­ мых таким образом условий реальным обстоятельствам работ и уделяйте особое внимание ответственным элементам;

4. отрабатывайте приемы в порядке возрастания сложности и в различных вариантах;

5. добивайтесь устойчивых навыков действий в нестандартных ситуациях;

6. в совершенстве освойте вопросы оказания первой помощи пострадавшим.

При обосновании ответа на третий вопрос, касающийся оп­ределения условий завершения подготовки персонала к обеспече­нию безопасности работ в техносфере, целесообразно руковод­ствоваться выбранными ранее показателями. В частности, одним из условий прекращения практической подготовки может быть выбран такой момент, когда затраты на нее начинают превышать ожидаемый от обучения эффект, измеряемый величиной сниже­ния среднего ущерба от возможных техногенных происшествий.

Для определения этого момента воспользуемся следующей за­висимостью между вероятностью P(t) безошибочных и своевре­менных действий по ликвидации возникших критических ситуа­ций, временем / отработки соответствующих навыков и рядом других параметров процесса обучения:

382

^+Р.(1-е-"<^м>), Ц3.4)

е Р_о, До— уровни начальной и предельно высокой обученности

■тециалистов, измеряемые вероятностью ликвидации ими кри-

1ческих ситуаций и предупреждения за счет этого техногенных

роисшествий; е, ц — основание натурального логарифма и ин-

енсивность приобретения необходимых навыков, определяемая

_гриростом вероятности своевременных и безошибочных действий

Человека за единицу времени t обучения*.

Определение момента времени т = t₂ - t₀ прекращения подго-овки персонала безопасным приемам может быть проведено с четом изменения за этот период как вероятности его безошибоч­ных и своевременных действий

(13.5)

АР(т) = [P(t₂) -

Ёгак и соответствующего ее приросту возможного снижения сред-|него ущерба:

А7(т) = Y[P(t₂) - P₀}Q₄₅(t), (13.6)

|где Qtf(t) — вероятность появления критической ситуации при I выполнении конкретных работ,_ определяемая по предложенной |ранее (см. разд. 6.3) методике; Y— средний ущерб от одного воз-|можного при этом происшествия.

Расходы же на подготовку людей приемам его предупреждения ' будут равны

5„(т) = S_n(P)x, (13.7)

IF

|где S_n(P) — затраты за 1 ч обучения персонала методам ликвида-|ции тех критических ситуаций, которые предшествуют подобным | происшествиям.

| При принятых предположениях моментом завершения подго-I товки будет равенство между затратами на обучение и предпола-!.. гаемым от него снижением ущерба. Математически это соответ-\ ствует такому уравнению:

(13.8)

Y[P(t₂) ~

Однако, учитывая нелинейность зависимости P(t), более стро­гим условием будет равенство не абсолютных значений S_n(i) и А 7(т), а — скоростей изменения этих издержек. Определение дан­ного условия требует дифференцирования по времени обеих час-• тей этого уравнения. Для этого вначале поделим формулу (13.8) на произведение Q^(t) Yr.

* Другая, более совершенная графоаналитическая модель, учитывающая ряд • дополнительных, объективно действующих факторов процесса обучения, рас­сматривается в конце данного раздела.

383

(13.9)

[P(t₂) - Р₀]/г = S_n(P)/Q_A5(t) Y,

а затем, заменим левую часть полученного уравнения более точ­ным выражением имеющейся там производной, которое нетруд­но получить из формулы (13.4). В результате таких преобразований имеем следующее решение задачи по определению продолжитель­ности обучения:

(13.10)

- 1)] = S_n(P)Q,₅Y

Графическая интерпретация только что рассмотренного под­хода к определению рациональных (в смысле экономии затрат) условий завершения обучения персонала мерам безопасности пред­ставлена на рис. 13.5.

При принятых там исходных данных: Q^siO = 0,01, Р_о = 0,15, Р_х = 0,8 и ц= 0,1, a S_n(P) = 35 и Y= 35000 человеко-часов правая часть выражения (13.10), являющаяся скоростью приобретения им практических навыков, оценивается величиной, равной 0,011/ч. Точка же пересечения этого значения с графиком кривой dP(t)/d(f) как раз и дает искомую продолжительность, равную в этом случае 21 ч непрерывной или суммарной (на ограниченном интервале) подготовки. Учитывая иллюстративный характер данного приме­ра, ограничимся пока констатацией возможности получения ис­комого здесь результата только лишь графическим методом.

P(t)

0,8

0,6

0,4

0,2

Что касается четвертой (заключительной здесь) задачи — обо­снования сил и средств, привлекаемых для обучения персонала мерам безопасности, то ее решение требует более совершенных моделей. В них должны содержаться параметры, учитывающие не только темпы приобретения им необходимых знаний и навыков,

-		^ =	dP(t)
			it 0,08 0,06 0,04 0,02
		08(1-e"0^'-'»)
■ V		-
	dP(t)/dt У	-
1	\^
	1 v 1		0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 t

Рис. 13.5. Графическая иллюстрация условия (13.10)

i также результативность и издержки соответствующего учебно._т центра или иной подобной организации. Рассмотрим одну из подобных моделей при следующих пред-|оложениях: а) результативность учебной организации характе-1зуется числом обучаемых, продолжительностью и качеством их эдготовки; б) уровень же обученности каждого специалиста Н ействиям по ликвидации опасных и критических ситуаций в мо-гнт подготовки и после п тренажей определяется вероятностями И^н(т) и Р^н(п); в) эффективность учебного процесса зависит от |спользуемых при этом средств, сложности отрабатываемых тео-^еских и практических алгоритмов, а также от психофизио-эгических свойств обучаемых.

В данных условиях организационная характеристика Е{*¥} не-эторого учебного центра будет полностью определяться значе-1ми вероятностей Р^И{х) и Р^н{п) при соблюдении в формуле |11.1) следующих трех допущений:

1. P(ji\x_k) = P^H{t) — равенство вероятностей преобразования хода к в выход / и своевременных и безошибочных действий обу- аемого в конкретный момент времени его подготовки;

2. Р(х_к) = 1 — круг осваиваемых вопросов четко определен еречнем нестандартных ситуаций, подлежащих ликвидации пу- ем отработки соответствующих алгоритмов;

3. \у_к, = 1 — все соответствующие преобразования имеют эта- энное качество.

Для построения модели приобретения персоналом знаний и Цавыков по мерам безопасности проведем декомпозицию типово-' этапа рассматриваемого процесса в виде структурно-функцио-|альной схемы и представим его в виде дерева возможных исхо-эв (рис. 13.6).

С учетом изложенного может быть получена такая зависимость вроятности Р^н{п) своевременных и безошибочных действий обу-аемого от перечисленных факторов [37]:

А), (13.11) А, Б — параметры, рассчитываемые по следующим двум фор-

улам:

(13.12)

. (13.13)

В порядке краткого качественного анализа только что приве-енной математической модели процесса обучения персонала бе-

384

Белов

385

зопасным методам работы сравним ее с ранее использованной аналогичной моделью (13.4). Бесспорно то, что аналитические за­висимости (13.11) — (13.13) учитывают большее число реально дей­ствующих факторов. Действительно, ведь в них имеются дополни­тельные параметры, характеризующие такие моменты:

а) сложность осваиваемых персоналом теоретических и прак­ тических действий — N, Р_оп Р_о;

б) его способность к усвоению предписанных алгоритмов дея­ тельности в конкретной методике обучения — ц, Р, Р^н;

в) качество контроля и оценки действий обучаемых инструк­ торами - к⁰⁰, к⁰¹, к¹⁰, к¹¹.

Кроме того, качественный анализ последних трех формул ука­зывает на следующие направления совершенствования подготов­ки по безопасности:

п +

совершенствование профотбора и предварительного инструк­тажа прибывающих специалистов — увеличивает вероятности Р_о и ц;

Рис. 13.6. Структурно-функциональная схема и граф обучения:

П НС, ДО — постановка нестандартной ситуации и действия обучаемого по ее устранению; КО, КДО — контроль, оценка и корректировка действий обучаемого инструктором; ЗПП — завершение подготовки и переход к новому блоку алгоритма действий; N, и — общее число блоков отрабатываемого обучаемым алгоритма (теоретических положений) и количество уже освоенных им блоков на и-м цикле подготовки соответственно; Р_о, Р_о — вероятность своевременного и безошибочного выполнения Н-м специалистом неосвоенного блока и ее дополнение до единицы; Р, Р — подобные вероятности для уже освоенного им блока алгоритма; к¹' — условные вероятности правильной оценки инструктором действий и знаний обучаемых (/, j = 1) или ошибочной (/, j = 0); ц, q - 1 - jj — вероятность корректировки обучаемым своих действий (перестройки им связей осваиваемого алгоритма) и ее дополнение до единицы

386

улучшение контроля действий обучаемых — приводит к росту эятностей к⁰⁰, к^п правильной оценки результатов подготовки |снижает ошибки первого А:⁰¹ и второго А:¹⁰ рода;

улучшение структуры и технического оснащения подготовки ручаемых по мерам безопасности -- обеспечивает сокращение ^производительных затрат времени и увеличивает за счет этого

п занятий и тренажей. Приведенные выше аналитические соотношения позволяют ке провести количественный анализ описываемого ими про-гса обучения специалистов. Наибольший интерес при этом пред-авляет более строгое (в сравнении с предыдущим) обоснование гменных ресурсов на подготовку безопасности, а также количе-венная оценка эффективности альтернативных мероприятий по эвершенствованию такого обучения. Однако до того, как присту-гь к изложению постановки и способов решения соответствую-задач, укажем способы определения всех параметров, входя-IX в выражения (13.4), (13.11) — (13.13).

Для приближенных расчетов параметров рассматриваемого учеб-эго процесса уровень начальной обученности персонала безопас-эму выполнению работ в техносфере, учитываемый вероятнос-, может характеризоваться нормальным распределением с гматическим ожиданием и дисперсией, соответственно равны-[ 0,397 и 0,0045 [37]. При этом ошибки к⁰⁰ = к^п контроля допуска-:я оценивать величиной 0,05, а среднюю «научаемость» прирав-ать значению 0,425 или уточнять ее величину по такому правилу:

(13.14)

т_к — число операций А>го блока алгоритма, отрабатываемого эучаемыми в процессе их практического обучения способам пре-треждения техногенных происшествий.

Более точные значения параметров достоверности контроля эучения могут быть заблаговременно найдены лишь для конк-гных условий подготовки, в том числе с помощью эксперимен-тьных методов. Вместе с тем вероятности к⁰⁰ браковки непра-тьно освоенной обучаемым операции и ее верной оценки инст-эром А;¹¹, например, будут равны проценту соответствующих ефектов:

к⁰⁰ = Noo/iNoo + N_0l), (13.15)

к" = N_n/(N_U + N_l0) (13.16)

, N_0l — количество неправильно усвоенных действий по зидации нестандартных ситуаций, отклоненных и пропущен-

387

ных инструктором; N_n, N_l0 — число правильно освоенных дей­ствий, оцененных им же как правильные и неправильные соот­ветственно.

А вот ошибки первого рода, связанные с неверным выбором какого-либо инструмента или органа управления (элемента х вме­сто у) и учитываемые вероятностью к⁰¹, находят с помощью сле­дующей формулы:

£01 _ p -IP Р К - Г_ху - £Г_хГ_у

(13.17)

где Р_х, Р_у — вероятности выбора таких элементов, определяемые процентными их долями среди однотипных, схожих по размерам или форме предметов; Pj — оцениваемые аналогичным образом вероятности фиксации или выбора других элементов, располагае­мых на рабочем месте.

Аналогичным способом определяются и ошибки второго рода А:¹⁰, обусловленные браковкой инструктором правильно выпол­ненных действий:

(13.18)

где N_k — общее число подвергнутых контролю действий обучаемого. Заметим, что могут быть использованы и другие способы оценки параметров, входящих в математические модели обучения (13.4) и (13.11) —(13.13). В частности, значение используемой в них ве­роятности отбраковки неверно выполненных действий допуска­ется определять и по такой формуле:

к™ = (Noo - N_i0)/(N_m - N_w + N_0l), (13.19)

которая после деления ее членов на Nqq и введения обозначений 0, = Niq/Nqo и 0₂ = N_0l/N_m принимает следующий, более удобный для интерпретации вид:

yt^oo= (I -©i)/(l -0, +0₂). (13.20)

После уточнения порядка определения исходных данных изло­жим рекомендации по обоснованию времени подготовки специали­стов, обеспечивающей требуемый уровень безошибочных и сво­евременных действий по ликвидации нестандартных ситуаций Р'■ Из формул (13.11) —(13.13) может быть получено следующее вы­ражение для соответствующих издержек:

х₀ =

= щ

- (1 - А)(Р* - Р_о) х

(13.21)

Р₀)'¹]/ЫА)],

где т_х — среднее время одного занятия или тренажа обучаемого с учетом подготовительных и заключительных операций (приема

«щи, отдыха и т.п.); л₀ — количество циклов занятий, необхо-ймых для приобретения требуемых (предписанных паспортом тециальности) знаний и навыков.

При более строгой формулировке требований к продолжитель-юти обучения мерам безопасности: «Обеспечить безошибочность ■•: своевременность действий специалистов не ниже вероятности при уровне доверия у!» — значение n_Q находится решением равнения:

x_yQn^D[P₀^H] = Р"{п)-Р*, (13.22)

Параметры которого <2„и А рассчитываются по следующим фор-улам [38]:

^Б(1

1 -А

1-А

(13.23)

-БА"-²(я-1) -

1-А

(13.24)

А*= —

1

значения входящих в них величин А, Б и Р^н(п) вычисляются 1ри условии, что Pf( = M[Pfi] = 0,397, а доверительная вероят-|ость у равна аргументу нормально распределенной функции <E>*(jc), к е. соблюдается такое равенство:

(13.25)

Перед тем как проиллюстрировать полученные результаты, за­летим, что при выполнении плохо структурируемых алгоритмов Деятельности человек мысленно разбивает их на несколько при-«ерно одинаковых частей. Такое разбиение помогает ему равно­мерно распределить их в памяти, а затем и успешно выполнить. Считается, что число со таких блоков принадлежит диапазонам

ак называемых магических чисел: 6 ± 3 или 7 ± 2. Тогда для среднестатистического человека-оператора значение

ероятности безошибочного и своевременного устранения нестан-

артных ситуаций Р^н может быть определено как среднее ариф-«етическое от соответствующих ее оценок Pf для выполнения им

гдельных блоков:

(13.26)

388

389

где N = 2...7 — количество блоков отрабатываемого алгоритма действий.

Сохраняя традицию, завершим параграф проверкой работос­пособности тех предложенных здесь моделей и методов, которые предназначены для совершенствования управления обеспечением подготовки персонала по безопасности. Сделаем это на примере обоснования времени на соответствующее обучение, используя следующие исходные данные:

а) сложность приобретаемых персоналом знаний и навыков- N=5,m=l&,P₀= 0,4 и Р_о= 0,6;

б) его психофизиологические способности к их усвоению: ц = 0,1, д = 0,9, Р=0,85, Р=0,15;

в) качество и продолжительность цикла подготовки специали­ стов: к°° = к^п = 0,95, к⁰¹ = £¹⁰= 0,05 и m_z = 10 ч.

Подстановка этих данных в формулы (13.12) —(13.13) приво­дит к такому результату:

- А = 1 - [0,4(0,95 + 0,5 • 0,05) + 0,6 • 0,95 • 0,5 - 0,6(0,5 • 0,05 + + 0,5 • 0,95 + 0,5 • 0,85 ■ 0.95J/5 = 1,72,

Б = [0,4(0,95 + 0,5 • 0,05) + 0,6 ■ 0,95 • 0,5]/5 = 0,13, (13.27)

с помощью которого найдена и предполагаемая продолжитель­ность подготовки обучаемых, ч:

п ри непрерывном (без учета времени на отдых) обучении, что соответствует также и следующему количеству занятий: п₀ = х_о/т_т = = 33/10 = 3,3 шт.

Сравнение этих данных о требуемых временных издержках на обучение безопасности с ранее полученным результатом свиде­тельствует об определенном расхождении, которое может быть объяснено различием этих моделей и принятых в них исходных данных. Анализ же приведенных выше формул свидетельствует, что сокращение длительности такой подготовки может быть дос­тигнуто при более полном учете факторов рабочей среды.