Контрольные вопросы:

1. Способы использования математических моделей.

2. Имитационное моделирование.

3. Метод Монте-Карло.

Лекция 12. Особенности математического моделирования условий труда

Математическое моделирование в охране труда применяется для иссле­дования условий труда и разработки мер защиты от опасных и вредных факторов производственной среды. Исследование условий труда проводится с целью выявления причин несчастных случаев и профессиональных заболеваний и оптимизации совокупности производственных, психологи­ческих, гигиенических и эстетических факторов, воздействующих на че­ловека во время работы, для создания высокой эффективности труда. Под эффективностью труда понимается наибольшая производительность при минимально возможных затратах человеческой энергии. В инженерной охране труда существуют различные подходы к исследованию условий труда на производстве: технико-экономические методы, системный подход с использованием математического моделирования.

Для оценки условий труда на рабочих местах, проверки соответствия этих условий установленным нормативам, установления причин происшед­ших несчастных случаев и выявления возможных опасных и вредных про­изводственных факторов применяют техническое и монографическое исследования. Для технических исследований и испытаний используют различные методы определения параметров микроклимата, освещенности, интенсивности шума и вибраций и др. Эти исследования планируются и проводятся городской санитарно-эпидемиологической станцией или отделом техники безопасности предприятия (лабораторией охраны труда) для фронтальной проверки условий труда на рабочих местах, например, основных цехов металлургического завода — доменного, конверторного, прокатного. По результатам этих исследований создаются микроклиматические, шумовые или другие карты цехов и участков, вы­являются наиболее опасные места.

При монографическом исследовании в отличие от технического вы­бирается конкретный объект в цехе, например, прокатный стан, и на нем углубленно изучаются условия труда. Такие исследования проводятся, как правило, институтами охраны труда и включают анализ как технологического, так и трудового процессов; при этом рассматривают влияние изучаемого оборудования или технологического процесса на ок­ружающую природную среду. Монографические исследования проводятся и на основании изучения условий труда объектов-аналогов. Монографическое исследование позволяет выявить причины происшедших несчастных случаев на объекте, а также потенциальные опасности и вредности, которые могут оказать вредное воздействие на работающих и окружающую среду. По результатам такого исследования делают заключение о возможности возникновения аварийных ситуаций при работе аналогичного действующего или проектируемого оборудования на предприятии, в отрасли.

Статистический метод исследования условий труда заключается в накоплении материалов о происшедших на производстве несчастных случаях и профессиональных заболеваниях, их обработке и анализе. Из всей совокупности зарегистрированных на заводе или в отрасли несчастных случаев делают выборку: по определенной группе цехов, технологическому процессу или за фиксированный период наблюдения, затем группируют этот массив данных по определенным признакам. Группировка производится по профессии, стажу работы, полу пострадавшего и другим признакам. На основании проведенной таким образом статистической обработки формируются статистические таблицы, выводятся статистические показатели коэффициенты частоты и тяжести травматизма. Анализируя статистические показатели травматизма для какого-либо объекта или технологического процесса и причины происшедших несчастных случаев, делают заключение о возможных закономерностях их повторяемости.

Группа технических и статистических методов исследования условий труда зачастую дополняется экономическим исследованием. Задачами этого исследования являются подсчет экономических потерь, вызванных травматизмом и профессиональными заболеваниями, и определение экономической эффективности планируемых мероприятий по улучшению условий труда. Такие исследования необходимы для учета экономического ущерба данного предприятия и государства от неудовлетворительного состояния условий труда на производстве, а также для выбора оптимальных с экономической точки зрения для данного предприятия оздоровительных мероприятий.

При помощи указанных выше методов можно исследовать условия труда на действующих предприятиях в конкретной производственной обстановке и лишь в некоторых случаях делать заключения о возможных несчастных случаях при работе аналогичного оборудования. Так, технические исследования и испытания позволяют оценить лишь влияние производственных факторов на уровень условий труда без учета психологических и эстетических факторов. Статистическое и экономическое исследования дают показатели травматизма и оценку ущерба от происшедших несчастных случаев и аварий, но не позволяют предотвратить их в будущем. Монографическое исследование дает наиболее полное представление о состоянии в данный момент условий труда на объекте, однако выдача рекомендаций для вновь создаваемого оборудования по результатам этого исследования затруднена ввиду невозможности учета взаимного влияния различных факторов производственной среды в новых условиях.

Для более полного исследования условий труда, учитывающего влия­ние на человека всего многообразия производственных, гигиенических и психологических факторов, используется системный подход. Объектом исследования является система "человек — технологический процесс — трудовой процесс — производственная среда. Эта система состоит из ряда подсистем; наибольший интерес из них представляют подсистемы, включающие человека: "человек — технологический процесс", "человек — трудовой процесс", "человек — производственная среда".

Подсистему "человек — производственный процесс", включающую, кроме человека, предмет труда, оборудование и технологию, называют также биофизической системой "человек — машина". Анализом ситуаций в этой системе и выбором правильного распределения функций между человеком и машиной занимается инженерная психология. Для дальнейшего улучшения условий труда необходимо, чтобы большая часть функций выполнялась машиной. Однако безопасное функционирование системы обеспечивается как надежностью оборудования, так и надежной, безошибочной работой человека-оператора. Безошибочная работа человека зависит от его квалификации, комфортности рабочего места, удовлетворительных окружающих условий, четкой входной информации и других факторов. Поэтому при анализе производственного процесса должны быть выявлены недостатки, которые могут явиться причиной ошибок персонала.

Элементы подсистемы "человек — трудовой процесс" изучаются с по­мощью физиологии, гигиены труда, психологии и эргономики. В этой под­системе безопасные условия труда обеспечиваются путем правильной ор­ганизации трудового процесса с учетом функциональных возможностей человека. Если один из параметров, характеризующих трудовой процесс (физические усилия, темп работы, нервно-психическая нагрузка, рабочее положение, монотонность работы), длительное время превышает уста­новленный уровень, то в системе возникает опасная или аварийная ситуация. Влияние производственной среды на работоспособность человека в подсистеме "человек — производственная среда" изучается эргономикой, гигиеной труда и производственной санитарией. Производственную среду характеризует совокупность физических, химических и биологических факторов: освещение, микроклимат, шум, вибрация, лучевые воздействия, микроорганизмы и др. Неблагоприятные факторы производственной среды снижают работоспособность человека, могут вызвать профессиональные заболевания и способствуют возникновению несчастных случаев.

Основная литература: 3 [24-30],

Дополнительная литература: 2[53-55]