книги из ГПНТБ / Чачко А. Человек за пультом (Очерки антропотехники)

с него нагрузку. Традиционная инженерная психология рассмат­ ривает пульт как место стыка между «машинной» и «человече­ ской» частями системы. Совершенствуя шкалы и стрелки прибо­ ров, подгоняя рукоятки и рычаги, инженерные психологи стре­ мятся загладить стык. Хорошо, но мало: объединение оператора и пульта нужно начинать не на стыке, а значительно раньше. Вместо проектирования стыка — разработка единой человеко-ма­ шинной деятельности, в которой инициативой владеет то человек, то машина.

Так приходим мы к системе отображения информации, к СОИ.

вят информацию, представляют ее человеку в ходе решений, при­ нимают и толкуют указания оператора.

Три составляющих в системе отображения информации, три разнородных части. Не заглаживать стык, а образовывать един­ ство составляющих — цель антропотехники, наша цель.

К ней мы будем стремиться, а по пути произойдут удивитель­ ные вещи. Перегруженные приборами пульты управления вовсе лишатся приборов. Зазвучат диалоги из новой пьесы «Взаимодей­ ствие человека с машиной». Непостижимое оперативное мышле­ ние окажется не столь уж туманным. Там, где все мнится возмож­ ным, возникнут суровые ограничения. Зато там, где мешают гра­ ницы, удастся прорваться: ледяные стены растают под солнцем системного подхода.

Мы станем интересоваться разнообразными СОИ; особый ин­ терес проявим к таким системам для электрических станций. Здесь сказываются личные пристрастия (автор занимался стан­ ционными пультами более, чем другими), но сильнее личных при­ страстий — уверенность в том, что этапы развития СОИ и прин­ ципы их построения едины. Двигаясь по любой из дорог, анали­ зируя системы отображения для управления воздушным

9

11

первые человеко-машинные организации, которые занима­ лись орошением и строительством. Человеко-машинная ор­ ганизация — система гораздо более хитрая, чем система «человек— орудие». В нее входят тысячи людей, связан­ ных в сложную иерархию. Руководитель такой системы (в Египте эту должность поручали военным писцам) пла­ нирует весь ход работ, распределяет их между отрядами воинов, следит за выполнением заданий. Если обнаружи­ ваются нарушения и неувязки, военный писец перераспре­ деляет нагрузку; иными словами, кроме планирования, он ведет диспетчеризацию работ.

Военный писец не в силах наблюдать за каждым вои­ ном и каждым механизмом. О многом он узнает лишь из донесений гонцов, присланных начальниками отрядов. Своего «зверя» он убивает не прямо — собственными ру­ ками и сейчас,— а косвенно, перерабатывая полученную информацию, решая оперативные задачи.

Итак, характерными для новой системы являются воз­ росшая сложность решений (составить план крупного строительства неизмеримо труднее, чем план охоты), отсутствие полной информации при их принятии (гонцы не все знают и не все скажут) и повысившаяся цена оши­ бок (неудачное решение военного писца сводит на нет усилия тысяч людей). Чтобы хорошо руководить древне­ египетским строительно-монтажным управлением, нужны немалые знания. До наших дней дошло любопытное пись­ мо, повествующее о некомпетентности одного из военных писцов:

«Я хочу объяснить тебе, что это такое, когда ты гово­ ришь: «Я писец, дающий приказы армии». Тебе поручено выкопать озеро. Ты приходишь ко мне, спрашиваешь о за­ пасах для солдат и говоришь: «Сосчитай мне это». Ты оставляешь свою работу, и на мои плечи сваливается за­ дача— учить тебя, как ее надо выполнить». Автор пись­

12

ма — тоже писец, по более высокого ранга — писец фа­ раона, и он открыто издевается над своим недалеким кол­

тоже опасны — ие то получится озеро, а фараон пе прос­

тит.

Военный писец, руководитель древнего СМУ, только тогда действует эффективно, когда умеет сплавить абст­ рактные математические знания с волей и опытом.

Снова перешагнем через тысячелетия. Конец XVIII ве­

машина вращает вал, от которого через ременные переда­ чи приводятся в движение десятки ткацких станков. Глав­ ная забота машиниста — обеспечить равномерное враще­ ние вала и шпинделей станков, добиться ритмичного хода машины.

Ход машины машинист оценивает зрительно — по чис­ лу качаний ее коромысла и на слух — по стуку поршня. Привычные глаз и ухо мгновенно отмечают замедления или неравномерность хода, но бессильны выявить причину одышки.

Работа машины зависит от величины давления пара, приходящего из котла в ее цилиндр, и от степени разреже­ ния в конденсаторе, куда направляется отработавший пар. Давление не зверь, разрежение — не озеро, их не увидишь непосредственно, машинисту неоткуда узнать каковы они сейчас. Уатт вооружил свою машину принципиально но­ выми элементами — измерителями этого давления и раз­ режения, манометром и вакууметром.

Глядя на манометр, машинист велит кочегару доба­

13

вить топлива, если давление мало, приказывает умерить пламя, если давление велико. Вакууметр сообщает челове­ ку о степени разрежения; если оно недостаточно, маши­ нист проверяет действие насоса, откачивающего из кон­ денсатора воздух.

Два измерителя делают машиниста проницательным. Но машина все же не идет чисто, случаются рывки. При­ чин тому множество. И кочегар берется за дело не вдруг, и уголь попадается разный, и слой его в печи неравноме­ рен, и сказывается подсыпка не сразу, и нагрузка на ма­ шину меняется. Никак не угадать машинисту — то упус­ тил обороты, то переусердствовал. Уатт, поняв это, доба­ вил к измерителям еще умеритель или центробежный ре­ гулятор. Центробежный регулятор имеет дело с паром, а не с огнем в печи. Чуть вал машины разгоняется, регу­ лятор прикрывает заслонку и тем убавляет подачу пара в цилиндр; едва вал замедляется, регулятор отворяет зас­ лонку и прибавляет пару.

Изобретатель вооружил свою машину автоматом, обес­ печивающим равномерность хода.

Казалось бы, стоит довести дело до конца. Придумать еще регулятор давления пара да исполнительный орган — механическую лопату, исправно швыряющую уголь в топ­ ку. Превратить машину в полностью автоматическую. Но механическая лопата очень непроста, а регулятор давле­ ния — еще хитрее. Уатт благоразумно сохранил первую функцию за кочегаром, а вторую — за машинистом.

В таком случае, раз все равно сохранены люди, нельзя ли отказаться и от центробежпош регулятора, пусть ма­ шина станет полностью ручной? Нет, нельзя! И не оттого, что машинист слабее центробежного регулятора. Доста­ точно приделать к заслонке на паропроводе рукоятку, и человек, ориентируясь по стуку и качаниям, сумеет снос­ но регулировать подачу пара, сумеет сберечь равномер­

14

ность вращения вала. Однако на другие дела у него почти

функций между человеком л автоматом и решил ее наи­ лучшим для своего времени образом. «Был найден,— пи­ сал К. Маркс,— первичный двигатель, который, потребляя уголь и воду, сам производит двигательную силу и мощ­ ность которого находится всецело под контролем чело­

века».

Этот человек — машинист — заботливо следил за своей машиной. Поднимался и опускался по железным лесенкам. Проверял, надежны ли уплотнения, не пробивается ли где пар. Тревожился, не отцепились ли от коромысла рычаги и тяги насосов, целы ли зубья в планетарной передаче. Прощупывал машину — нет ли вредного перегрева, особен­ но в подшипниках, добавлял смазки в подозрительные. Прослушивал машину, часто и тщательно анализировал ее басовитый, деловой стук. Поглядывал на центробежный регулятор: действует ли, шевелятся ли его лепестки?

Он владел чувством, которое отсутствовало у других людей — чувством машины. Из движений стержней и тяг, из качаний коромысла и вращения маховика, из разнооб­ разных звуков складывалась для него отчетливая карти­ на состояния машины, угадывались слабые ее места. Он знал характер своей машины, как охотник знает норов ЗЕеря. Он жил с машиной душа в душу, постиг ее капризы и ее выносливость, а приборы — измерители разрежения и давления — служили итоговыми указателями: машина дает нужную силу, развивает требуемую мощность.

В конце XIX века в цепочке «котел — паровая маши­ на» появилось третье звено: электрический генератор. Вал машины сцепили с ротором генератора. Энергия угля превратилась в электрический ток, переменный ток, кото­

15

рый послушно бежит по проводам, легко уходит на дале­

А к удешевлению два пути — расходовать меньше топлива и сокращать обслуживающий персонал.

Первый путь привел к смерти самой паровой машины. Ее сменила турбина, которая быстроходнее и компактнее, а главное — имеет больший коэффициент полезного дейст­ вия.

В начале XX века паровая турбина обратилась в реаль­ ность, и машиниста впору стало переименовать в турбиниста. Ан нет, обычная любовь к новым, таинственным названиям профессий дала здесь осечку. Слишком глубо­ кий след оставило гениальное изобретение Уатта в умах людей, слишком важной фигурой был машинист, чтобы переименовываться. Он так и называется до сего дня ма­ шинистом, хотя давно обслуживает паровую турбину.

Основой современной теплоэнергетики остается та же цепочка «котел — турбина — генератор». Но каждое звено этой цепочки изменилось неузнаваемо. Рост, непрерывный,

выросла в 3 раза, давление в 20, а мощность агрегата в 100 раз. Зато в 4 раза уменьшился удельный расход топ­ лива и в 5 раз «удельный расход» операторов. Иными сло­ вами, сегодняшний машинист производит столько электро­ энергии, сколько в начале века 25 машинистов.

Успехи удивительные. Но чтобы их достичь, пришлось разлучить машиниста с машиной. На первый взгляд это кажется странным. Турбины 2 МВт, 200 МВт и 2000 МВт отличаются друг от друга нарастающей сложностью. Каж­ дый шаг в повышении мощности и экономичности потре-

16

Рис. 1. Рост параметров энер­ гетических установок.

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1975

Гос. ПублИЧ(4

1 1 /и и п .У п .......

мау^'но-тех.чиче

о и о л й о тв |;а С,

ЗНЗЕКПля

иытд ^

бовал добавления ступеней турбины (колес с лопатками, по которым бьет пар), возникли промежуточные отборы пара и подогреватели (они увеличивали температуру воды, идущей в котел, и сберегали топливо), появились группы новых насосов, испарителей, редукционных установок...

Специалисты по общей теории систем утверждают, что сложность систем растет пропорционально их производи­ тельности. Для турбины, точнее для турбоагрегата — так теперь именуют единство перечисленных и многих не упо­ мянутых элементов — это наблюдение подтверждается полностью. Турбоагрегат 2000 МВт, который станет под нагрузку на наших электростанциях в 1980 году, в тысячу раз сложнее турбины начала века. Здесь нужен глаз да глаз. О какой разлуке машиниста с агрегатом в таком слу­ чае речь?

Добро бы росла одна сложность конструкции и схем турбоагрегата. А то одновременно с ней растет и скорость протекания процессов. Неспешный, с давлением чуть вы­ ше атмосферного, пар Уатта и нынешний — дважды пере­ гретый, 250-атмосферный... Основные явления в турбине

серьезнее той «тысячи»: некогда поразмыслить, управле­ ние турбоагрегатом требует немедленных ответов на не­ ожиданные вопросы. О какой же разлуке машиниста с агрегатом может при этом идти речь?

Уаттовская машина, да и турбина начала нашего века, имели солидный запас прочности. Металл современных турбин работает в условиях, близких к критическим. Зона безопасности сузилась, последствия же аварий стали на­ много более губительными: неурочное отключение мощной турбины стоит дорого, послеаварийный ремонт и связан­ ный с ним простой еще дороже, человеческие жертвы, пусть редкие, вообще не измеришь деньгами. Значит, вы­

18