Технические САУ, Петухов И.В., Стешина Л.А

пользователя; выбор оптимальных для пользователя форм и последовательностей представления информационных ресурсов; агрегирование поступающей к пользователю информации.

Врезультате адаптивность переходит в разряд наиболее важных свойств системы, в значительной степени определяющих эффективность работы автоматизированных систем управления и их репутацию. Использование же полностью автоматических систем зачастую сталкивается с психологическим противодействием в силу недоверия автоматическим системам в областях, связанных с человеческими жизнями.

Внастоящее время активно развиваются методы проектирования человекоориентированных средств отображения информации на основе распределенных систем автоматизированного управления с возможностью контроля за периферийными объектами с центрального поста. Исследуются закономерности между параметрами поведения человека-оператора в процессе операторской деятельности и его психофизиологическими показателями на основе средств виртуальной реальности.

Таким образом, очевидно, что организация человеко-машин- ного взаимодействия в эргатических системах в настоящий момент возможна по различным траекториям, однако в основе большинства из них лежат ограниченные возможности самого человека.

Стремительное развитие информационных технологий не позволило обеспечить плавной эволюционной трансформации в деятельности человека с физической на информационную доминанту.

Врезультате для обеспечения надежности, безопасности и производительности современных эргатических систем уже недостаточно обеспечивать минимально необходимую эргономическую совместимость человека и машины. Приходится выискивать дополнительные резервы показателей качества функционирования эргатических систем посредством оценки индивидуальных возможностей оператора и индивидуальной адаптации отдельных информационно-технологических актов, выполняемых в процессе операторской деятельности к конкретному пользователю.

309

В этом случае схема организации человеко-машинного взаимодействия может быть реализована по принципу перманентной и превентивной адаптации информационно-технической составляющей возможностям конкретного оператора (рис. 18.5).

Рис. 18.5. Схема организации человеко-машинного взаимодействия

Согласно данной схеме, необходима постоянная адаптация аппаратно-программных средств человеко-машинного взаимодействия к текущим условиям задачи, функциональному состоянию оператора и условиям внешней среды.

Теоретической и методологической основой адаптации аппа- ратно-программных средств являются данные о профессиональной пригодности конкретного индивидуума к данному виду операторской деятельности и данные его индивидуального портрета выраженности специфичных профессионально важных качеств (ПВК).

310

Посредством профессионального тренинга, штатной и внештатной профессиональных деятельностей, в результате которых появляется профессиональный опыт, предполагается улучшение отдельных ПВК и их совокупностей, что отражается в адаптации информационно-технологических средств поддержки оператора.

При этом важным является априорное проектирование возможностей адаптации средств технического и информационного взаимодействия с учетом известной и предопределенной информационной и биологической обратных связей от человекаоператора, заложенных согласно вышеописанному принципу одновременного проектирования.

Данные решения позволят посредством разработанной системы оценки профессиональной пригодности обеспечить первоначальную настройку интерфейса системы под индивидуального пользователя, а затем его адаптивную настройку с учетом текущей ситуации и возможностей пользователя.

Основной проблемой при этом остается проблема обеспечения достоверности определения и фиксирования изменения функционального состояния человека-оператора на основе имеющихся или вводимых обратных информационных и биологических связей.

В связи с этим актуальным остается развитие способов дистанционного контроля функционального состояния человекаоператора и успешность его деятельности в процессе выполнения профессиональных обязанностей в режиме реального времени.

18.4. Методы повышения надёжности систем автоматизации, применяемые при проектировании

Задача обеспечения надежности и безопасности системы автоматизации является одной из важнейших задач, требующих корректного решения в процессе проектирования.

311

Все методы повышения и поддержания надежности разбиваются на три большие группы: методы, применяемые при проектировании, при изготовлении и при эксплуатации. К ним относятся резервирование, упрощение системы, выбор наиболее надежных элементов, создание схем с ограниченными последствиями отказов элементов, облегчение электрических, механических, тепловых и других режимов работы элементов, стандартизация и унификация элементов и узлов, встроенный контроль, автоматизация проверок.

Эффективность этих методов состоит в том, что они позволяют из малонадежных элементов строить надежные системы. Эти методы позволяют уменьшить интенсивность отказов системы, сократить среднее время восстановления и время непрерывной работы системы.

При изготовлении элементов системы надежность можно повысить, совершенствуя технологию производства, осуществляя автоматизацию производственных процессов, применяя статистический контроль качества продукции, осуществляя тренировку элементов и систем. Все эти методы позволяют уменьшить интенсивность отказов элементов системы.

Повысить надежность системы в процессе ее эксплуатации чрезвычайно трудно, следовательно, именно на этапе проектирования систем автоматизации следует закладывать значения параметров надежности и безопасности.

К сожалению, можно констатировать, что большинство автоматизированных человеко-машинных систем в настоящее время реализованы по принципу раздельного проектирования, а методы обеспечения надежности отдельных элементов системы носят частный и фрагментарный характер.

Подход, введения в устоявшуюся систему дополнительных обратных связей, информационных, биологических или же энергетических, в настоящее время уже не удовлетворяет требованиям быстродействия, надежности и безопасности системы.

Возможным решением проблемы является закладывание обратных связей в систему «человек-машина» еще на стадии проектирования технической и программной составляющей, и реализа-

312

ции их в виде концептуального интерфейса, адаптивного к текущим условиям задачи, функциональному состоянию оператора и условиям внешней среды. В этом случае определенные надежды могут быть возложены на индивидуальные когнитивные интерфейсы, интегрированные нейросетевые системы человекомашинного взаимодействия, системы интеллектуальной поддержки операторской деятельности.

В целом же, можно констатировать, что, несмотря на значительное количество описанных подходов к обеспечению челове- ко-машинного взаимодействия, задача создания высоконадежных, производительных и безопасных человеко-машинных систем остается нерешенной.

Это обуславливает то, что работа по обеспечению надежности, безопасности и производительности человеко-машинных систем должна быть продолжена, причем на данном этапе требуется еще большая консолидация усилий ученых, исследователей и специалистов в области физиологии человека, сенсорной физиологии, когнитивной психологии, нейроинформатики, эргономики, инженерной психологии, медицины труда, проектирования современных технических, информационных и программноаппаратных средств.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Дайте определение понятия «надежность системы».

2.Что понимают под эффективностью системы?

3.Приведите определения понятий «система» и «элемент».

4.Каковы методы оценки безотказности системы по ее входным воздействиям?

5.Что понимается под готовностью системы?

6.Каковы причины аварий в сложных автоматизированных системах?

7.Опишите человеко-машинные системы управления.

8.Каковы методы повышения надежности систем автоматизации?

313

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Процесс автоматизации технического объекта не сводится к простому выбору технических средств автоматизации и управления согласно заданным требованиям, а представляет собой сложный, итерационный процесс разработки системы автоматизации, базирующийся на глубоких теоретических знаниях и навыках практического использования.

Дальнейшее усложнение технологической сферы будет предъявлять все более жесткие требования к качеству функционирования систем автоматизации. Еще большую актуальность приобретут вопросы обеспечения техногенной безопасности объектов автоматизации.

Решение данных проблем возможно по пути использования современных инновационных технологий, таких как искусственный интеллект и нейросетевые системы управления, а также применения биоподобных сенсоров и методов обработки информации. Перспективными являются и технологии обеспечения человекоориентированных систем отображения информации, использование адаптивных человеко-машинных интерфейсов.

314

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Кулаков, М. В. Технические измерения и приборы для химических производств / М. В. Кулаков. – М.: Машиностроение,

1983. – 424 с.

2.Камразе, А. Н. Контрольно-измерительные приборы и автоматика / А. Н. Камразе, М. Я. Фитерман. – Л.: Химия, 1988. – 225 с.

3.Веревкин, А. П. Технические средства автоматизации. Исполнительные устройства: учеб. пособие / А. П. Веревкин, В. Ф. Попков. – Уфа: Изд-во УНИ, 1996. – 95 с.

4.ГОСТ 21.404-85. Обозначения условные приборов и средств автоматизации.

5.ГОСТ 21.408-93. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов.

6.Щербина, Ю.В. Технические средства автоматизации и управления: учеб. пособие / Ю.В. Щербина. – М.: МГУП, 2002. –

448 с.

7.Технические средства автоматизации и управления: исполнительные устройства: учеб. пособие / под ред. проф. А. Ф. Каперко; Московский государственный институт электроники и математики. – М., 2004. – 127 с.

315