1. Время реакции.

Время реакции - важнейший показатель “быстродействия” человека. Величина его зависит от количества воспринятой информации и интенсивности раздражения, причём противоположным образом.

1. Количество воспринятой информации.

Время реакции линейно возрастает с ростом информационной нагрузки (закон Хика)

BP = BP_O + A(I_Ц) I, (10)

где BP_O = (0,08...1,0) с - минимальное (латентное) время реакции;

I - воспринятая информация, бит;

A(I_Ц) = (0,2...1) с/бит - угловой коэффициент, уменьшающийся

с ростом ценности информации.

При средней информационной нагрузке порядка 10 бит время реакции будет колебаться от (3...5) секунд для наиболее до (25...45) секунд для наименее важных сигналов.

2. Интенсивность раздражения.

Общий закон физиологической силы И.П.Павлова устанавливает обратную зависимость времени реакции от интенсивности раздражения и аппроксимируется выражением

BP = BP_O + а /lg (J/J_O), (11)

где а - параметр, зависящий от типа сигнала и состояния человека.

2. Скорость и точность действия.

Скорость действия обычно характеризуют необходимым временем, которое склады-

вается из времени реакции ВР и времени действия ВД.

Т = ВР + ВД. (12)

_{Таблица 5 - Значения ВД для различных действий}

Действие	Значения ВД, с
Движение рукой с нажатием кнопки, тумблера	0,5...1,0
Движение рукой с переключением крана, позиционера, рукоятки	1,0...3,0
Движение рукой с переключением вентиля, задвижки	1,0...20
Поступательное перемешение по фронту 5 м	2...5
Поступательное перемешение по фронту (10...20) м	4...20
Поступательно-вращательное перемешение по фронту 5 м	1...3
Поступательно-вращательное перемешение по фронту (10...20) м	2...6
Подъём (спуск) по лестнице на площадку высотой 2 м	2...5
Подъём (спуск) по вертикальному трапу на площадку высотой 5 м	5..10

Точность действия обычно характеризуют вероятностью совершения ошибок и величинами совершаемых ошибок в ходе конкретного действия.

Установлено, что при прочих равных условиях точность действия достигает максимума при времени экспозиции сигнала (время на отсчёт, анализ и оценку информации):

Т_Э  (1...2) секунд. (13)

4.2.4. НАДЁжность РАБОТЫ ЧЕЛОВЕКА.

Это наиболее важный комплексный показатель, отражающий возможность длительной безошибочной работы (как правило, в течение смены). Надёжность обычно характеризуют вероятностью безошибочной (безотказной) работы в течение заданного промежутка времени и выражают экспоненциальным законом надёжности

 ₂ 

P_БЕЗ = ехр  - ( , N, I) d  , (14)

 ₁ 

где ₁, ₂ - начало и окончание периода работы;

( , N, I) - зависящая от времени ( ), информационной (I) и физической (N)

нагрузки функция плотности вероятности ошибок.

| *

| |

| * |

|* * | |

| * * | |

| * * * * * * | |

| | | | |

|_______ _________________________________________________________

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 относит. нагрузка,%

Рис. 3. Зависимость надёжности от относительной нагрузки.

Продолжительность работы всегда повышает вероятность ошибок; влияние нагрузок сложнее. Как видно из рис.3, можно выделить четыре области.

1. Нагрузка менее 20%. Неблагопрятная область: внимание и активность человека не отмобилизованы.

2. Нагрузка от 20 до 70%. Рациональная область для длительной работы: человек активен, но не перегружен. При одновременной физической и информационной нагрузке сужается до диапазона (20...40)%.

3. Нагрузка от 70 до 90%. Форсированный режим работы, допускаемый на десятки минут.

4. Нагрузка от 90 до 100%. Предельные нагрузки, экстремальный режим работы, допускаемый на минуты.

Всё вышеизложенное важно не само по себе, но - поскольку имеет прямое отношение к рациональной компоновке оборудования.

5. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ.

5.1. РАБОЧИЕ ЗОНЫ И ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ. ИЕРАРХИЯ РАБОЧИХ ЗОН.

Следует начать с определения понятий зоны обслуживания и рабочей зоны.

Def. Зона обслуживания: область пространства (в помещении или открытого), в которой выполняются все работы с оборудованием - монтаж, эксплуатация, обслуживание, ремонт, демонтаж.

Def. Рабочая зона: часть зоны обслуживания, в которой выполняются действия по

ведению технологического процесса.

Различие очень важно. Во-первых, рабочая зона действительно - лишь часть зоны обслуживания. Во-вторых, все общестроительные нормы и правила размещения оборудования основаны на построении зоны обслуживания, причём с явным уклоном в аспект обслуживания (что не лучшим образом сказывается на качестве реальных проектов). В- третьих, задача технолога - именно формирование рабочей зоны.

Иерархия рабочих зон совпадает с иерархией ХТС. В соответствии с тем, что говорилось в курсе ОХТ БАВ, можно выделить следующие уровни этой иерархии.

1. Технологическая единица -ТЕ ().

Конкретный аппарат (сосуд, машина), подключённый к сетям и технологическим коммуникациям; со всеми средствами КИПСА и арматурой.

2. Технологический агрегат - ТА.

В соответствии с ОСТ 64-02-003-2002 так называется совокупность оборудования, в котором осуществляется одна законченная технологическая операция.

Сюда входят: основные аппараты и машины; мерники и сборники; насосы, газодувки, транспортёры; рабочие столы и хранилища. Рабочая зона ТК является совокупностью зон ТЕ, включённых в него.

3. Технологическая установка -ТУ.

В соответствии с ОСТ 64-02-003-2002 так называется совокупность оборудования, в котором осуществляется одна законченная стадия производства. Сюда входит всё оборудование операций, составляющих данную стадию. Рабочая зона ТУ является совокупностью зон ТК.

4. Технологическая линия -ТЛ.

Совокупность оборудования, в котором осуществляется целиком производство одного продукта. Сюда входит всё оборудование стадий, составляющих данную стадию. Рабочая зона ТЛ является совокупностью зон ТУ.

5.2. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

Приведённые выше сведения об информации, трудовых возможностях человека позволяют дать ряд общих рекомендаций.

1. Компоновка в целом должна обеспечивать минимум передвижений человека в рабочей зоне при максимальной возможности визуального и слухового контроля.

2. Компоновка должна обеспечивать максимальную возможность синхронного контроля процесса и выполнения трудовых операций- особенно на уровне зон ТЕ и ТК.

Т.е., необходимо, чтобы можно было, наблюдая за индикаторами КИПСА, управлять арматурой, загружать сырьё, отбирать пробы и т.д.

3. Необходимо рационально сочетать поступательные (фронтальные) и поступательно-вращательные (по дуге или ломаной линии) перемещения, что значительно сокращает время действия ВД.

4. Нормальный режим работы нужно строить по средней информационной и физической нагрузке в пределах (20...50)% от максимума.

Т.е., для каждого рабочего места:

- скорость восприятия информации (8...20) бит/с [(1...2,5) б/с];

- физическая нагрузка до 400 кДж/ч.

5. Максимальная информационная нагрузка - (30...40) бит/с [(4...5) б/с]; поскольку избыточную информацию человек просто не воспримет.

6. Индикаторы КИПСА как при ручном, так и при автоматизированном управлении процессом нужно размещать в секторе нормального обзора с учётом того, что наблюдение производится с расстояния (1...4) м от приборов.

При этом наиболее важные приборы размещаются в центральном, а остальные - в периферийном секторе зрения - рис. 5.

|

|

|------------------

| |

| |

| 1500...1600

| |

| |

____| ___ _____|____ _ _ | _ _

/////////////// /////////////////

|------------------(1...4) м---------------------------|

Человек Индикаторы КИПСА

7. Органы ручного управления процессом (арматура, рычаги, механические переключатели, пусковая электроаппаратура) следует размещать в соответствии с удобным положением рук (рис.2): на уровне пояса - (1000... 1200) мм; или на уровне головы- (1600... 1900) мм.

8. Общая компоновка должна обеспечивать необходимое время управления, склады-

вается из времени реакции ВР и времени действия ВД, в пределах:

Т = ВР + ВД < 1 мин. (14)

Это вытекает из условий оперативности действий в аварийных ситуациях.

Нужно отметить, что подобные требования, хотя и неявно сформулированные, содержатся в “Конвенции по валидации установок” правил GMP.

5.3. КОМПОНОВКА РАБОЧИХ ЗОН В ХТС.

5.3.1. УРОВЕНЬ ТЕ.

Это базовый уровень ХТС. Проблема компоновки в наибольшей мере касается основного (реакционного, массо- и теплообменного, сепарационного, дозировочного) обрудования, а также крупных сосудов (сборников, монжюсов, ресиверов, цистерн).

Основные аспекты компоновки:

- привязка в плане и по высоте к несущим конструкциям;

- размещение индикаторов местных КИПСА и органов управления.

Точкой отсчёта следует считать зону загрузки-выгрузки:

- ёмкостные аппараты - люк на крышке и дополнительно нижний спуск;

- колонные аппараты - люк на крышке куба, точка ввода питания, узел деления флегмы;

- фильтры, сепараторы, центрифуги - люк на крышке (вертикальный или горизонтальный);

- сушильные аппараты - крышка (вертикальная или горизонтальная);

- дозировочные насосы, системы подачи сжатых газов - задатчики насосов, баллонные рампы, панели управления подачей газа.

1. Привязка в плане выполняется согласно общих правил размещения.

2. Высотная привязка и размещение местных КИПСА и органов управления.

Зону загрузки-выгрузки следует располагать на высоте пояса от пола, монтажной или технологической площадки - (1000...1200) мм.

Индикаторы местных КИПСА - на высоте (|1500...1600) мм. Органы ручного управления: желательно - на уровне зоны загрузки-выгрузки; при невозможности - также на верхнем уровне - (1600...1900) мм.

В плане желательно, чтобы панели индикаторов местных КИПСА и “гребёнки” органов управления образовывали и вертикальной осью аппарата угол (90...135)^О.

Нижние спуски желательно - на уровне (1000...1200) мм. При невозможности, например, при размещении на площадке с провисанием - на верхнем уровне - (1600...1900) мм.

Если конкретное соотношение высоты помещения и монтажно-присоединительных размеров аппаратов затрудняет выполнение указанных условий, для компенсации следует проектировать стационарные или передвижные технологические площадки необходимых размеров.

Особо следует отметить, что установка крупногабаритного оборудования в многоэтажных зданиях с прохождением через перекрытия - крайне нерациональное решение. К нему следует прибегать только если нет других вариантов.

5.3.2. УРОВЕНЬ ТА.

На этом уровне начинается координация положений различных ТЕ, что делает равно

важной компоновку и в плане и по высоте.