12.2. Факторы сложности техники и равнозначный подход к автоматизации

Итак, особенностями техники, обусловливающими исполь­зование машиноцентрического подхода, являлись возможность обеспечения надежности управления техническим резервирова­нием, тогда как появление антропоцентрического подхода опре­делилось необходимостью резервирования техники оператором. Изменение особенностей техники происходило в процессе ее усложнения. В связи с этим возникает вопрос: какие факторы сложности техники определяют указанные особенности?

В качестве таких факторов выделим три: структурная сложность, функциональная сложность и сложность управления.

Структурная сложность определяется конструкционно-технологическим несовершенством элементов системы. При этом в процессе автоматизации структурную сложность можно преодолеть, с одной стороны, за счет технического резервирова­ния и, с другой стороны, за счет использования оператора для обеспечения функционирования тех структурных элементов ко­торые разработчики не могут автоматизировать. Такими струк­турными элементами, функции которых выполняет оператор могут быть отдельные технические блоки, например: регулятор одного или нескольких параметров функционирования; про­граммное устройство, задающее условия функционирования-сортировочный агрегат, осуществляющий отбор и распределение продуктов технологического процесса, и др.

Таким образом, особенности техники, с которыми связыва­ется применение машиноцентрического подхода, обусловлива­ются именно структурной сложностью как доминирующим фак­тором надежности управления. Однако структурная сложность возможна и в современной технике. Конкретным примером та­кой техники является станок-автомат или промышленный робот с гибкими компьютеризированными программами выполнения производственного процесса, перепрограммирование которого обеспечивает человек, а также обычный лифт в многоэтажном доме, пассажиров которого можно рассматривать в качестве операторов. Следовательно, машиноцентрический подход может быть использован в настоящее время для техники, в которой еще не преодолена структурная сложность.

С позиции надежности управления функциональная слож­ность характеризуется трудностями, несогласованностями в орга­низации внутрисистемного взаимодействия из-за многообразия состояний системы и возможности возникновения отказов ее отдельных компонентов, которые разработчикам не удается пре­одолеть за счет технического резервирования. Это приводит к необходимости резервирования техники оператором, вследствие чего он объективно выполняет главную роль в управлении.

Следовательно, функциональная сложность становится до­минирующим фактором надежности управления для техники, особенности которой требуют использования антропоцентриче­ского подхода. Примерами такой техники могут служить автома­тизированные системы управления отдельными технологиче­скими процессами, в которых оператор осуществляет задание различных параметров, а в случае отказов техники вручную вы­полняет резервные режимы управления.

Сложность управления отражает трудности в организации межсистемного взаимодействия между большим количеством

разнородных систем, связанные с невозможностью полной фор­мализации процессов управления из-за неоднозначности ис­пользования количественных критериев разработчиками в моде­лях управления, приводящей к возникновению непредсказуемых ситуаций и ложных отказов при нормально функционирующих системах. К такой крупномасштабной, энергонасыщенной, потенциально опасной технике относятся тепловые и атомные электростанции, космические пилотируемые транспортные ко­рабли и орбитальные станции, боевые и пассажирские самоле­ты, крупнотоннажные морские и речные суда, различные типы автоматизированных производств.

Вследствие неполноты и ограниченной адекватности моде­лей управления при организации межсистемного взаимодейст­вия разработчики не могут взять на себя полностью ответствен­ность за надежность управления. С другой стороны, и возмож­ности проведения качественного, содержательного анализа опе­ратором в непредвиденных ситуациях для преодоления неадек­ватности этих моделей при реализации им функций по резерви­рованию автоматики ограничены его профессиональным опы­том, способностями, знаниями и умениями. Поэтому им могут быть допущены ошибочные действия, причины возникновения которых нельзя устранить в процессе профессиональной подго­товки операторов вследствие изначальной новизны и неизвест­ности этих ситуаций. Следовательно, полностью возложить от­ветственность за надежность управления нельзя и на оператора.

Но тогда единственно возможным вариантом обеспечения надежности управления в случае, когда оператор не может найти выход из непредвиденной ситуации, становится резервирование оператора автоматикой. Это резервирование может быть реали­зовано посредством принудительного перехода на автоматиче­ский режим управления, целью которого должно являться преж­де всего обеспечение безопасности техники. Таким образом, на­ряду с функцией резервирования автоматики оператором для преодоления сложности управления от разработчика требуется осуществить и новую функцию — резервирование оператора ав­томатикой. И в силу того, что эти функции имеют равную зна­чимость для обеспечения надежности управления, и разработчи­ки, и операторы должны нести за нее равную ответственность. Следовательно, в процессе управления может происходить как резервирование автоматики оператором, так и наоборот— резер­вирование оператора автоматикой, что означает попеременную смену ведущих ролей разработчика и оператора.

Таким образом, для этого класса техники одностороннее до­минирование или разработчика, или оператора, как это полага­ется в машиноцентрическом или антропоцентрическом подхо­дах, уже будет являться принципиально недопустимым. Иначе говоря, нельзя отдавать главную роль или разработчику, реали­зующему ее опосредованно через автоматику, или оператору и решать проблемы автоматизации в этом классе техники с цен­тристских позиций.

Обобщением этих положений является разработанный Ю.Я. Голиковым равнозначный подход к автоматизации, в соот­ветствии с которым и разработчики, и операторы должны попе­ременно осуществлять ведущую роль в управлении, нести рав­ную ответственность и иметь равную значимость в обеспечении надежности управления техникой. И поэтому отношения между разработчиками и операторами необходимо рассматривать как равноправное взаимодействие, взаимодополнение и содействие.

Таким образом, следует констатировать, что в структуре со­временной техносферы можно выделить три класса технических объектов, каждый из которых является областью существования разных подходов к автоматизации управления: машиноцентрического, антропоцентрического и равнозначного. Эти классы и области существования подходов можно представить на много­факторной шкале сложности техники как множества, рядоположенные по степени ее возрастания: нижний диапазон шкалы соответствует классу относительно малой сложности технических объектов (основной фактор надежности управления в данном классе — структурная сложность) и машиноцентрическому под­ходу; средний — классу более сложной техники (где становится значимым фактор функциональной сложности) и антропоцен­трическому подходу; самая сложная техника — класс сложности управления, — и равнозначный подход располагаются в верхнем диапазоне шкалы.