Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные направления решения проблемы электробезопасности сельскохозяйственного производства 14
1.1. Состояние электробезопасности и пути создания электробезопасного сельскохозяйственного производства 14
1.2. Применяемые методы и средства в системе управления состоянием электробезопасности сельскохозяйственного производства 18
1.3. Основные противоречия действующих процессов обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства 26
1.4. Основные требования к базовым процессам принятия решений, применяемым при обеспечении электробезопасности сельскохозяйственного производства 29
Выводы по главе 1 35
Глава 2. Обеспечение электробезопасности сельскохозяйственного производства с использованием эффективных технологий 36
2.1. Принципы построения информационно-коммуникационной технологии 36
2.2. Профессиональные потребности специалистов по электробезопасности 43
2.2.1 Требования к опросу пользователей ИКТ ОЭСХ 43
2.2.2. Модель профессиональных потребностей СЭБ 45
2.3. Основные компоненты эффективной технологии обеспечения электробезопасности 57
2.4. Обеспечивающие информационно-технологические процессы 63
Выводы по главе 2 82
Глава 3. Автоматизированные рабочие места специалистов по электробезопасности сельскохозяйственного производства 84
3.1. Общие требования к АРМ СЭБ 84
3.2. Функционально-технологическая структура АРМ СЭБ и его компоненты 91
3.3. Базы знаний по электробезопасности сельскохозяйственного производства... 103
3.4. Экспертные системы обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства 116
3.4.1. Принципы построения и компоненты 116
3.4.2. Приобретение знаний 129
3.4.3. Объяснение и обоснование решений 143
3.5. Интеллектуальный интерфейс АРМ СЭБ 146
3.6.О мероприятиях обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства 152
3.7. Новые технические способы и устройства обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства 161
Выводы по главе 3 172
Глава 4. Автоматизированные рабочие места ответственных за подготовку и апестацию персонала по электробезопасности сельскохозяйственного производства 175
4.1. Задачи интеллектуальных АРМ ОПЭБ 175
4.2. Функционально-технологическая структура АРМ ОПЭБ и его компоненты 182
4.3. Технология формализации, накапливания и предъявления знаний, необходимых для подготовки и аттестации 205
Выводы по главе 4 209
Глава 5. Опыт реализации и оценка эффективности методов обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства 212
5.1. Этапы проектирования ИКТ ОЭСХ 212
5.2. Технология работы с экспертами и пользователями компонентов ИКТ ОЭСХ..216
5.3. Технология построения АРМ СЭБ 224
5.4. Технология адаптации АРМ ОПЭБ к конкретному производству 232
5.5. Оценка качества функционирования компонентов ИКТ ОЭСХ 244
Выводы по главе 5 266
Общие выводы 270
Список литературы
- Применяемые методы и средства в системе управления состоянием электробезопасности сельскохозяйственного производства
- Профессиональные потребности специалистов по электробезопасности
- Функционально-технологическая структура АРМ СЭБ и его компоненты
- Функционально-технологическая структура АРМ ОПЭБ и его компоненты
Введение к работе
Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве предусматривает всестороннюю интенсификацию производства, внедрение новых хозяйственных отношений в сочетании с передовыми технологиями. При отсутствии надежной экспертизы и контроля многие из применяемых интенсивных технологий приводят к ухудшению условий и электробезопасности труда, что значительно усугубляет существующее положение.
Создание электробезопасного производства остается не достаточно разработанной, до конца неразрешенной проблемой, что объясняется ее сложностью и междисциплинарным характером. Важнейший аспект проблемы составляют эффективные технические решения и организационные процедуры, качество которых во многом связано с полнотой и надежностью обеспечивающих информационных процессов. Используемые сейчас в области электробезопасности (охраны труда) технические, организационные системы отличаются упрощенностью подходов, средств и методов, применяемых при разработке и внедрении систем, и не оказывают необходимого влияния на формирование электробезопасных условий труда. Производственный травматизм в сельском хозяйстве составляет около 30% от всего производственного травматизма в Российской Федерации. За последние два десятилетия доля электропоражений (9...11%) в общем числе смертельных производственных травм, основные источники и причины производственного электротравматизма в сельском хозяйстве не претерпели существенных изменений.
Формирование требуемого уровня электробезопасности сельскохозяйственного производства заключается в обеспечении электробезопасности производственного оборудования, производственных процессов, зданий и сооружений; обучении работающих требованиям электробезопасности и обеспечении их средствами индивидуальной защиты; организации лечебно-профилактического обслуживания работающих на электроустановках; профессиональном отборе работающих по отдельным специальностям.
Предупреждение производственного электротравматизма, профилактика заболеваемости, нормализация условий труда в электроустановках являются одним из наиболее важных элементов в системе управления охраной труда организации, объединения, отрасли. Как показала практика, эффективные предупреждающие и профилактические мероприятия могут быть разработаны на основе глубокого и объективного анализа условий возникновения электро-
травм (несчастных случаев), заболеваний, причем необходимая для производства оперативность профилактических мер достигается оперативностью этого анализа. Между тем существующие формы учета несчастных случаев и заболеваний не обеспечивают необходимых полноты и достоверности информации, оперативности ее передачи к месту обработки и хранения, не приспособлены для непосредственного взаимодействия со средствами автоматизации при размещении данных на носителях или в памяти электронно-вычислительной техники. Накопление таких сведений для автоматизированной переработки обобщенных информационных массивов с выдачей конкретных мер профилактики по существу не имеет никакой практической целесообразности.
Сложившаяся практика организации работ по электробезопасности (охране труда) в сельском хозяйстве, как и в других отраслях и производствах, с использованием селективно отбираемой информации породила отношение к последней как к бесполезному, а порой даже вредному продукту. С одной стороны, это связано с существующим стилем управления состоянием электробезопасности (охраной труда), с другой - с низким качеством и невысокой оперативностью сведений, трудоемкими, как правило, ручными методами обработки данных, недостаточным профессиональным уровнем специалистов, довольно значительной текучестью кадров. Современное производство, обеспечивающим элементом которого являются электробезопасные условия труда, не всегда социально, экономически и психологически готово к новым технологиям обеспечения электробезопасности, не сформулированы его практически целесообразные информационные потребности. Такое положение затрудняет накопление полезной достоверной информации по электробезопасности, а выделяемые для этих целей материальные ресурсы не дают требуемого эффекта. По существу остается недостижимым и главное - обеспечение электробезопасных условий труда.
Остро встала необходимость автоматизации сложного многопланового труда специалистов по электробезопасности (охране труда) с одновременным решением вопроса оперативного доведения до конечного пользователя в рациональном объеме профессионально необходимых данных, знаний и практических результатов проблемных исследований и разработок. Одна из причин неудовлетворенности пользователей результатами функционирования существующих немногочисленных АСУ охраной труда заключается в фрагментарности автоматизируемых задач, затрудняющей целостное восприятие процессов принятия решений, а порой приводящей к невозможности интерпретации полученных информационных сообщений и результатов обработки сведений.
Очевидна необходимость исследования многоплановых вопросов обеспечения электробезопасности производства с единых системных позиций, позволяющих избежать дублирования потоков информации, ее недостоверности и неоперативности, приводящих к полной ненужности данных, добиться разработки удобных в работе, ясных для понимания информационных носителей, гибкой, эффективной системы обработки данных и знаний, поддерживающих принятие наиболее целесообразных решений по нормализации условий труда в электроустановках и повышению его электробезопасности с использованием опыта и знаний высококвалифицированных специалистов, а также создания универсальных интеллектуальных процедур подготовки и аттестации специалистов и работников по электробезопасности в различных производственных структурах.
Характерной особенностью современного общества является наличие системы глобальной коммуникации как объединения информационных и компьютерных сетей с телекоммуникационными системами и сетями, применение знаний для повышения производительности и качества во всех сферах производства, использование сетевых решений для повышения скорости, надежности и снижения расходов на получение требуемых результатов. Расширяется традиционное представление о сугубо информационном аспекте управленческих процессов в создании безопасных условий труда в сельскохозяйственном производстве с переходом к новой информационно-коммуникационной их трактовке. Между тем к основным причинам не высоких темпов освоения новых технологий по безопасности производства, наряду с указанным, можно отнести неумение представлять конкретные технологии управления состоянием безопасности и условиями труда к виду, пригодному для информатизации, опасение утери производственной информации, опасение сокращения рабочих мест при применении новых технологий, неумение пользоваться или быстро настраиваться на использование широко применяемых в мире новых компьютерных технологий.
Реализация системного подхода при создании инфокоммуникационной технологии обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства (ИКТ ОЭСХ), использующей передовые компьютерные и телекоммуникационные технологии, средства, системы и сети, является характерной особенностью проведенных исследований и позволяет во взаимосвязи рассмотреть все процессы, начиная с входных потоков данных и знаний и кончая принятием решений и финальными процедурами подготовки и аттестации персонала. Системные принципы в полном объеме реализованы при построении информационно-технологических процессов, базирующихся на совокупности машиноориентированных носителей, позволяющих выполнять
сбор и передачу взаимосвязанной оперативной информации о состоянии электробезопасности и условиях труда в электроустановках в необходимом объеме, процессов накопления, хранения, переработки и предъявления данных и знаний, поддерживающих надежные процедуры принятия рациональных решений, а также подготовки и аттестации персонала с использованием персонифицированных сведений. Обеспечивается возможность концентрации данных и знаний о состоянии электробезопасности условий труда относительно конкретного работника, что позволяет достичь необходимой адресности и как следствие эффективности профилактических мероприятий.
Возможные последствия принимаемых производственным персоналом решений при эксплуатации сельскохозяйственных электроустановок определяют особую ответственность задач по созданию необходимого уровня электробезопасности и требует от работников и специалистов по электробезопасности значительных интеллектуальных усилий, устойчивых навыков и глубоких профессиональных знаний, приобретаемых в результате качественных и надежных процедур подготовки и аттестации, формируемых с использованием оперативных сведений о состоянии электробезопасности и возможных решений по его улучшению в реальном производстве.
Главная цель построения рациональной технологии обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства состоит в повышении эффективности работ по созданию электробезопасных условий труда на основе современных программных и вычислительных средств, распределенной обработки информации, распределенных баз данных и знаний, различных информационно-вычислительных и коммуникационных сетей путем организации оптимальных информационных потоков и обработки сведений, обеспечивающих производственные потребности специалистов по электробезопасности на различных уровнях управления сельскохозяйственным производством. ИКГ ОЭСХ может быть представлена как совокупность информационно-технологических процессов и коммуникационных систем, в которых ручные и хорошо формализуемые операции выполняются ПЭВМ, а функции принятия решений как результат совместного взаимодействия пользователя (специалиста по электробезопасности) и ПЭВМ, или в виде трех базовых элементов - обеспечивающих информационно-технологических процессов, автоматизированных рабочих мест специалистов по электробезопасности (АРМ СЭБ) и автоматизированных рабочих мест ответственных за подготовку и аттестацию персонала по электробезопасности сельскохозяйственного производства (АРМ ОПЭБ).
В качестве главного элемента новой технологии обеспечения электробезопасности сель-
скохозяйственного производства рассматривается автоматизированное рабочее место специалиста по электробезопасности в составе автоматизированного рабочего места специалиста по охране труда, представляющее собой проблемно ориентированный программно-технический комплекс на базе персональной ЭВМ, вынесенный на рабочее место конечного пользователя -непрограммиста и автоматизирующий в режиме диалога его конкретные профессиональные и производственные функции. АРМ ОПЭБ может рассматриваться как отдельный элемент ИКТ ОЭСХ или как программный комплекс в составе АРМ СЭБ.
Для построения эффективных систем обеспечения электробезопасности в качестве важнейшего инструмента формирования электробезопасных условий труда в сельскохозяйственном производстве имеются необходимые условия - наличие в требуемом объеме дешевой оперативной и долговременной памяти на ПЭВМ, возможность объединения баз данных в пространственно распределенные системы, возможность создания "дружественных" широкодоступных программных средств и комплексов с мощным информационно-интеллектуальным потенциалом, не требующих специальной подготовки пользователя, возможность применения новых технических решений.
Персональные интеллектуальные компьютерные системы при своей реализации требуют решения двух проблем - формализации знаний и организации взаимодействия специалиста с ПЭВМ. Эти системы должны развиваться в направлении усиления их диалоговых возможностей, создания интеллектуального механизма принятия решений, смысловой обработки информации и ее оценки с адресацией конкретному пользователю. Контроль за состоянием, поиск причин, ухудшающих условия труда в электроустановках, принятие решений по повышению электробезопасности и нормализации условий труда - трудоемкие, длительные процедуры, сопровождающиеся тяжелыми рутинными операциями по работе с нормативно-инструктивной документацией и специальной литературой. Любое качественное решение формируется как итог интеллектуального анализа результатов квалифицированными специалистами, число которых в области электробезопасности производства крайне недостаточно.
Создание систем, обладающих способностью к накоплению, обобщению и использованию знаний специалистов в различных областях электробезопасности (охраны труда), к принятию и объяснению рекомендованных, выбранных решений, к качественной интеллектуальной автоматизированной подготовке и аттестации персонала, является особо важной проблемой обеспечения безопасности современного производства. Основная задача состоит в формализации процедур принятия решений по обеспечению электробезопасных условий труда, обучения пер-
сонала, оценки устойчивости его навыков, умений, компетенции с использованием знаний в их естественной форме с учетом неполноты и неточности данных. В этих условиях технология экспертных систем, каждая из которых строится и наполняется в зависимости от поставленной задачи, рассматривается как одно из наиболее перспективных программно-логических средств накопления, обработки и распространения знаний по электробезопасности производства, сочетающее информационно-справочные функции с функциями принятия решений.
Автоматизированные рабочие места ИКТ ОЭСХ на базе систем и сетей персональных ЭВМ создаются как интеллектуальные помощники специалистов по электробезопасности (охране труда), инструмент накопления опыта работников и обеспечивают принятие безошибочных экономически целесообразных решений по созданию электробезопасных условий труда на рабочих местах, профессиональную подготовку персонала по электробезопасности, качество которых нарастает по мере накопления знаний в экспертных системах АРМ.
С практической точки зрения эффективная технология ОЭСХ представляет собой совокупность автоматизированных процессов транспортировки, обмена и обработки информации о состоянии электробезопасности и условиях труда, реализованных на современных технических средствах и описанных в виде системы информационно-технологических структур. Технология ОЭСХ должна обеспечить оперативность сбора и обработки данных, достоверность и требуемую полноту выходной информации, эффективность применения технических средств и комплексность автоматизации обработки, выполнения всех операций при минимальных стоимостных и трудовых затратах и устранить противоречия в существующих системах организации электробезопасных условий труда.
Разработанная технология базируется на простом и привычном общении пользователя с персональной ЭВМ и исключает посредников при удовлетворении информационных потребностей. При выработке решений, включая использование новых технических решений, реализуется переход от пассивных данных к активным знаниям, организующий качественно новую основу эффективной информационно-коммуникационной технологии, обеспечивающей требуемый уровень электробезопасности производства, что можно рассматривать как определенный вклад в решение глобальной проблемы создания системы экологической безопасности производственных процессов.
Формируется новое отношение к системе знаний по электробезопасности производства как к производственному ресурсу, возникает потребность в обеспечении процессов поиска, накопления, передачи, обновления и повышения их уровня, а также вследствие этого к персоналу
как к носителю знаний, навыков и опыта, оптимальных коммуникационных решений, как к основному капиталу организации. Реализация ИКТ ОЭСХ позволяет создать необходимые условия для достижения требуемого уровня электробезопасности на селе и радикально изменить рычаги воздействия на формирование электробезопасных условий труда в сельском хозяйстве.
Исследования проведены в соответствии с планами НИР Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) на 1994...2005 гг., выполняемыми по государственному заказу в виде договоров с Россельхозака-демией (РАСХН) и Минсельхозом (Минсельхозпродом) России, по Программе фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса на 2001...2005 гг., Межведомственной координационной программе фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса на 2001...2005 гг.: "Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства". Материалы исследований использовались при разработке семи ГОСТов по электробезопасности класса "Электроустановки зданий", а также подглавы "Электроустановки помещений для содержания животных" нового 7-го издания Правил устройства электроустановок.
Целью диссертационной работы является разработка новых научно-обоснованных эффективных автоматизированных технологий, методов, способов и устройств обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства.
Для достижения цели работы требовалось решить следующие задачи:
Обосновать необходимость и принципы построения информационно-коммуникационной технологии обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства (ИКТ ОЭСХ).
Разработать систему машиноориентированных информационных носителей сведений и знаний о состоянии электробезопасных условий труда, включая данные и знания о производственном электротравматизме, заболеваемости и условиях труда в электроустановках, в составе обеспечивающих информационно-технологических процессов ИКТ ОЭСХ.
Разработать новые технические способы и устройства обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства.
Разработать структуру и технологию построения автоматизированных рабочих мест специалистов по электробезопасности, обеспечивающих принятие оперативных и рациональных решений.
Разработать способ эффективной автоматизированной подготовки и контроля знаний персонала по электробезопасности и технологию его реализации.
Разработать метод приобретения знаний о состоянии электробезопасности как средство наполнения и развития баз знаний для принятия решений по созданию электробезопасных условий труда и подготовки и аттестации персонала по электробезопасности сельскохозяйственного производства.
Разработать методы оценки качества функционирования ИКТ ОЭСХ, включая оценку надежности, достоверности, конфиденциальности и экономической эффективности.
Апробация результатов исследований. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных, всесоюзных, всероссийских, республиканских и других конференциях и совещаниях:
на научно-практических и научно-технических конференциях: "Молодые ученые и специалисты области - сельскому хозяйству Нечерноземья", г. Орел, 1981 г.; "Пути и задачи электрификации сельского хозяйства", г. Барнаул, 1983 г.; "Интеграция науки и производства в отраслях агропромышленного комплекса: Обеспечение безопасных и здоровых условий труда в интенсивном сельскохозяйственном производстве", г. Вильнюс, 1984 г.; "Повышение безопасности труда на предприятиях мясной и молочной промышленности Госагропрома СССР", г. Орел, 1987 г.; "Диагностика, информатика и метрология 94", г. Санкт-Петербург, 1994 г.; "Экология и сельскохозяйственная техника", г. Санкт-Петербург, 2000, 2005 гг.
на международных научно-технических конференциях и конгрессах "Электробезопасность 95, 97, 2001", г. Вроцлав, 1995,1997, 2001 гг.; "Энергосбережение в сельском хозяйстве", г. Москва, 1998 г.; "На рубеже веков: итоги и перспективы (ВЭЛК - 99)", г. Москва, 1999 г.; "Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве", г. Москва, 2003 г.
Базовые элементы технологии обеспечения электробезопасности экспонировались на ВДНХ СССР и ВВЦ РФ при этом автор отмечен серебряной медалью ВДНХ СССР (1990 г.) и двумя медалями "Лауреат ВВЦ" (1994,1995 гг.).
На защиту выносятся следующие основные положения.
1. Рациональная технология обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства должна состоять из четырех основных взаимосвязанных элементов с возможностью независимого существования и развития каждого из них - обеспечивающих информационно-технологических процессов, технических средств обеспечения электробезопасности, автоматизированных рабочих мест специалистов по электробезопасности (охране труда) и авто-
матизированных рабочих мест ответственных за подготовку и аттестацию персонала по электробезопасности.
Учетный лист несчастного случая (электротравмы), карта нетрудоспособности, карта контроля условий труда на рабочем месте в электроустановках и другие машиноориентирован-ные информационные носители обеспечивают оперативный сбор и передачу надежных и достоверных сведений, необходимых для выработки рациональных решений и своевременного контроля их эффективности.
Для более эффективного обеспечения электробезопасности производственных электроустановок в сельском хозяйстве необходимо применять разработанные технические способы и устройства, предназначенные для электрического зондирования земли, защитного отключения, измерения сопротивления заземлителя, напряжения прикосновения и тока короткого замыкания.
Автоматизированная технология принятия решений по обеспечению электробезопасности должна включать связанные интерфейсом конечного пользователя блоки извлечения и формализации знаний, формирования базы данных и знаний, самой базы данных и знаний, обработки информации в среде целевых экспертных систем с возможностью трансформации принятых решений в управляющие воздействия, отражения этих решений в базе данных и знаний для последующего использования в процедурах принятия решений и гарантировать некоторый независимый от действия пользователя нижний уровень качества решения.
Приобретение знаний по электробезопасности сельскохозяйственного производства на базе персональных ЭВМ следует производить с применением модели пользователя в виде интерактивных шаблонов, изменяемых в процессе диалога по результатам сопоставления между содержанием знаний, выделенным в процессе диалога, и текущим наполнением целевых баз знаний, с использованием получаемой при диалоге информации для корректирования модели пользователя.
Автоматизированные подготовка и аттестация персонала по электробезопасности сельскохозяйственного производства должны базироваться на адаптируемых автоматизированных циклах обучения и контроля знаний с использованием формализованных знаний и опыта квалифицированных специалистов с применением текстово-графических процедур и моделей логики принятия решений специалистами и обеспечивать в процессе подготовки работников пополнение целевых баз знаниями, полученными от этих работников, которые затем используются для совершенствования упомянутых подготовки и аттестации с построением не-
замкнутых развивающихся моделей обучения и контроля знаний, причем в процессе подготовки и аттестации накапливаются знания об обучаемом и аттестуемом для уточнения программ обучения и контроля знаний упомянутых обучаемого и аттестуемого.
7. Техническую, экономическую и социальную эффективность функционирования технологии обеспечения электробезопасности необходимо определять как эффективность программных средств, ее составляющих, и эффективность реализации вырабатываемых решений по снижению производственного электротравматизма, профилактике заболеваемости и нормализации условий труда в электроустановках и применяемых способов подготовки и апестации персонала по электробезопасности.
Применяемые методы и средства в системе управления состоянием электробезопасности сельскохозяйственного производства
Под управлением охраной труда понимается совокупность процедур подготовки, принятия и реализации решений по осуществлению организационных, технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда [3,127].
В проводимой работе по охране труда, как на уровне структурного подразделения объединения, так и конкретной организации, предприятия, могут быть выделены три основных направления: первое - подготовка и организация исполнения мероприятий в соответствии с действующими положениями, требованиями, правилами и инструкциями, второе - оценка и анализ условий и безопасности труда на рабочих местах и третье - контроль за исполнением мероприятий по обеспечению безопасности труда, выражающийся преимущественно в проверке соответствия существующих условий и безопасности производства требованиям действующих норм и правил, который можно рассматривать как комплекс работ, определяющий качество взаимодействия двух других направлений профилактической деятельности.
Работы по выделенным направлениям ведутся, как правило, без учета их взаимной обусловленности, что вызвано невозможностью практической реализации их оперативной и жесткой взаимосвязи в системе управления охраной труда, и не обеспечиваются применяемой в рамках системы информационной технологией.
Одна из главных причин создавшегося положения заключается в нарушении системных принципов при построении системы управления и организации работ по охране труда, при оценке уровня и характера взаимосвязанности и последовательности решения задач в процессе функционирования системы. Планирование и управление при организации безопасного производства выполняются в лучшем случае по упрощенным схемам стандартов прошлых лет [7, 69,142, 235].
Систему управления охраной труда, включающую систему обеспечения электробезопасности, можно рассматривать как направленную подсистему системы организации производства - структуры более высокого уровня. Аппарат решения системных задач обеспечения электробезопасности, приведенных в разд. 1.1, должен рассматриваться в качестве инструмента исследования системных задач как единого целого с определением практически ценных подзадач. Решение системных задач должно предполагать введение упрощающих предложений, сокращающих диапазон возможных альтернатив и в то же время снижающих сложность процесса получения результата в пределах так называемой методологической парадигмы, гарантирующей возможность решения всех конкретных задач данного типа и обеспечивающей компромисс качества результатов и сложности и стоимости процедур их достижения с использованием современных средств вычислительной техники [2,19, 88,128,133].
Однако такой подход, направленный на полноту и практическую значимость решения системных задач, существенно отличается от сложившегося при организации работ по охране труда, ориентированного на построение методик, правил и требований, базирующихся на подходящих, часто произвольных, поддающихся количественной оценке свойствах, что в конечном итоге искажает задачу и результаты ее решения, приводит к неэффективному функционированию системы управления охраной труда, к существующему весьма неблагоприятному состоянию электробезопасности и условий труда на производстве.
Одной из важнейших подсистем применяемой в настоящее время системы управления охраной труда является информационная технология обеспечения безопасных условий труда, представляющая совокупность информационно-технологических процессов. Информационные процессы в действующей системе обеспечения безопасности труда на производстве, включающей систему обеспечения электробезопасности, оказываются неэффективными, не позволяют создать требуемых безопасных условий труда. В условиях постоянного снижения числа квалифицированных специалистов повсеместно используются трудоемкие по существу ручные методы обработки данных, практикуется накопление для принятия решений наиболее доступной и, как правило, поверхностной информации.
До недавнего времени внедрение электронно-вычислительной техники в организационно-управленческие структуры производства сдерживалось главным образом относительно высокой стоимостью и громоздкостью применяемых ЭВМ, сложностью их эксплуатации и малой надежностью, что усугублялось дефицитом квалифицированного обслуживающего персонала и отсутствием доступных непрограммирующему пользователю средств общения с ЭВМ.
Отличительной особенностью современных методов организации производства, в том числе обеспечения его безопасности, является тенденция широкого использования ПЭВМ в качестве средства автоматизации профессиональных обязанностей работников. ПЭВМ обладают относительно высокой производительностью при решении локальных задач, высоким коэффициентом готовности и необходимой надежностью, устойчивостью функционирования при аппаратных и (или) программных отказах (ошибках), относительно низкой стоимостью наряду со сложностью реализуемых функциональных процедур, не требуют при эксплуатации специальных знаний от пользователей [8,34,38,44,177].
В настоящее время в системе управления охраной труда в любой отрасли производства, в том числе и в сельском хозяйстве, сформировалось устойчивое отношение к компьютерным средствам, используемым при организации безопасного производства, как к необходимому инструментарию специалистов по охране труда (СОТ). Теперь, видимо, уже нельзя себе представить эффективную работу специалиста по охране труда (по электробезопасности) без персональной ЭВМ.
Сети ПЭВМ с географической рассредоточенностью (децентрализацией), являясь альтернативой большим ЭВМ, позволяют уменьшить или полностью избежать сложности и необозримости системного программного обеспечения, присущей большим ЭВМ, преодолеть противоречивость требований, которые необходимо учитывать при децентрализованном сборе, централизованном хранении и избирательном применении информации [147].
Несмотря на все очевидные преимущества ПЭВМ, успех их внедрения при обеспечении безопасных условий труда зависит от понимания возможностей, принципов использования, этапов внедрения и особенностей эксплуатации этих технических средств. Качество работы СОТ, эффективность принимаемых им решений во многом определяется качеством используемых компьютерных технологий обеспечения безопасности труда в сельхозорганизациях. Однако в современном сельскохозяйственном производстве применяются лишь разрозненные элементы указанных технологий, программные продукты, по существу не отвечающие меняющимся информационным потребностям СОТ.
В рамках информационно-технологических процессов обеспечения безопасных условий труда информация выступает в роли предмета труда, а аппаратные и программные средства автоматизации как орудия производства. ПЭВМ, как новое орудие труда, не всегда может быть эффективным средством достижения целей автоматизации информационных процессов. Использование традиционной идеологии автоматизации, применяемой в АСУ и заключающейся в том, что основу принятия решений составляют процедуры обработки информации с доминированием различного рода нормативных моделей, сопровождающиеся выдачей громадного количества сводок и практически бесполезных оптимальных решений, приведет к полной потере ожидаемого эффекта от внедрения ПЭВМ.
Профессиональные потребности специалистов по электробезопасности
Состав и функции информационно-технологических структур, содержание и характер информационно-технологических процессов ИКТ ОЭСХ могут быть определены только в результате выявления основных информационных потребностей пользователей, т.е. характера и интенсивности получения данных, необходимых специалистам для принятия решений, связанных с их производственной деятельностью.
В используемой ранее практике разработка автоматизированных систем проводилась, как правило, исходя из предположений известности и неизменности информационных потребностей пользователей, единственности представления автоматизируемого процесса, однозначной выразимости информационных запросов и полной удовлетворимости потребностей пользователей.
Вместе с тем опыт эксплуатации АСУ показал, что без активного взаимодействия конечного пользователя с системой на всех основных стадиях ее разработки и существования невозможно удовлетворить запросы пользователей, представление которых об автоматизируемых задачах меняется по мере их автоматизации.
В соответствии с этим ИКТ ОЭСХ не может создаваться на основе предопределения информационных потребностей пользователей. Рассматривая информационную потребность как соотношение, существующее между информацией и целями принятия решений, следует обратить внимание на два момента. Во-первых, пользователи не всегда однозначно могут описать цели принимаемых решений и, как правило, стремятся перепоручить разработчикам инициативу в данном вопросе, мотивируя это недостаточным знакомством со спецификой автоматизации и возможностями машинного представления их производственных обязанностей. Такой подход приводит к созданию информационных систем, ориентированных только на мелкие частные не взаимосвязанные приложения с достаточно коротким циклом их жизни. Во-вторых, в связи с многообразием и необходимостью формализации конкретной интеллектуальной работы специалистов по электробезопасности важно прежде всего определить место собственно пользователя как одного из элементов информационной технологии.
В этих условиях особое значение приобретает всестороннее квалифицированное обследование выполняемых специалистами по электробезопасности работ с наиболее детальным выявлением их профессиональных и производственных функций и последующим взаимным сопоставлением и дополнением представлений пользователей для выработки единого описания, достаточно полно отражающего каждое из представлений.
Опрос пользователя должен не вызывать у него опасений за информацию, которой могут воспользоваться другие работники, и раскрывать возможности новой инфокоммуникационной технологии, позволяющей применять знания и опыт других специалистов. Задачи опроса осложняются тем, что образ мышления и представления пользователя часто не соответствуют его пояснениям и самые квалифицированные специалисты не всегда оказываются компетентными при попытках описать знания, которыми они руководствуются при принятии решений. Поэтому основная причина формирования неактуальных, неработоспособных баз данных и знаний связана не с техникой, а с работниками, чей труд предстоит автоматизировать, и опрос специалистов должен быть направлен на создание информационно-коммуникационной технологии, ориентированной на пользователей, а не на обработку данных [78,187].
Специалисты по электробезопасности, исходя из их ближайших и перспективных информационных потребностей, могут быть разделены на три основные категории: специалисты по охране труда организаций, хозяйств, специалисты управленческого звена производственных комплексов и объединений, в том числе управленческих структур на уровне области, края, и специалисты республиканских управленческих формирований. К специалистам по электробезопасности могут быть отнесены инспекторы по охране труда, реализующие контроль за исполнением законодательных актов, нормативных требований и т.д. и эксперты по условиям труда, проводящие экспертизу на выдачу сертификатов, выдающие заключения на лицензирование и т.п.
В процессе опроса СЭБ, для составления наиболее полного представления о его работе и возможности ее автоматизации, выясняются выполняемые работником функции; приоритеты потребностей и текущие цели; перечень исходных документов, используемых в работе, и их структура; процедура сбора и накопления информации об условиях и безопасности труда на производстве; перечень выходных документов, оформляемых в процессе работы, их структура, характер, оперативность; порядок подготовки данных, используемых в работе; порядок поиска информации для подготовки выходных документов; время, требующееся на подготовку и поиск данных, на оформление выходных документов; объем информации (число работников, количество рабочих мест, наименований технологического оборудования, число несчастных случаев (электротравм), заболеваний, частота обращения к информации других специалистов) и ее характер; особенности ручной технологии обработки данных (конец квартала, полугодия, срочная справка по запросам администрации и т.п.); связи опрашиваемого работника с другими пользователями (специалистами по охране труда), другими подразделениями и предприятиями; устанавливаются лишние документы, вызывающие особые трудности при использовании или при оформлении.
Выясняются также значение получения более качественной информации, возможные убытки от неточных или несвоевременных данных, характер самой полезной информации, предполагаемые виды принимаемых решений, ожидаемые изменения производственных обязанностей, какие результаты пользователь желает получить в процессе данного анализа.
Характер информационных потребностей специалистов определяется их конкретными управленческими, контролирующими, координирующими или исполнительскими функциями. Содержание и назначение информационных потребностей рассмотрим на примере предметной области различных категорий специалистов по электробезопасности (охране труда).
Профессиональные обязанности специалиста по электробезопасности (охране труда) в организации, в основном определяющие спектр информационных потребностей этой категории пользователей, заключаются, главным образом, в периодических осмотрах рабочих мест, назначении и контроле за исполнением мероприятий 1, 2 и 3-й ступени, проверке личных карточек инструктажа и журналов проверки знаний по электробезопасности производственного персонала и инженерно-технических работников, составлении предписаний и контроле за их исполнением, участии в составлении и проверке исполнения плана мероприятий по нормализации условий труда в электроустановках и повышению его электробезопасности, участии в расследовании и анализе несчастных случаев и профессиональных заболеваний на предприятии, участии в обследовании условий труда в электроустановках, в подготовке писем, распоряжений, приказов, заключений по предприятию, цеху, участку и т.п.
Функционально-технологическая структура АРМ СЭБ и его компоненты
Основное назначение АРМ СЭБ заключается в обеспечении информационных потребностей специалистов по электробезопасности (охране труда) при принятии своевременных решений по созданию электробезопасного производства.
АРМ СЭБ является интеллектуальным помощником специалистов по электробезопасности, инструментом накопления опыта работников и это во многом определяет его структуру, свойства и функции входящих в него компонентов. АРМ СЭБ необходимо рассматривать как один из элементов обеспечивающей части производства с гибким программно-аппаратным наполнением, функционирование которого поддерживается специальным информационным сопровождением, что должно быть отражено в функционально-технологической структуре АРМ. Работа АРМ СЭБ организуется как на основе имеющихся, так и специальных информационных носителей, подробно рассмотренных в главе 2.
Машиноориентированные информационные носители, применяемые при организации информационного обеспечения АРМ СЭБ, имеют определенную структуру с настраиваемым на АРМ СЭБ содержанием в соответствии с потребностями конкретного производства. Сбору подлежат сведения об условиях труда на рабочих местах в электроустановках, о несчастных случаях (электротравмах) и заболеваниях работников и их материальных последствиях, о пожарах, связанных с электроустановками, и других видах происшествий в электроустановках, о выполнении мероприятий по нормализации условий и электробезопасности труда и указаний текущей управленческой документации, о состоянии обученное по электробезопасности.
На АРМ СЭБ реализуются автоматизированные технологии ведения баз данных и знаний, обработки данных, принятия решений с использованием накопленных знаний, интеллектуальный пользовательский интерфейс и информационный поиск, текстовая обработка, обучение пользователей, в том числе с применением телекоммуникационных систем, сетей и средств, и электронная почта при наличии компьютерно-коммуникационных сетевых структур.
Функции ведения баз данных и знаний заключаются в структуризации данных и знаний и их взаимосвязи, создании баз, вводе, контроле и индексировании данных и знаний, их реструктуризации, поддержании целостности и восстановлении, приобретении новых знаний и их корректировании, а также в обеспечении конфиденциальности сведений, содержащихся в архиве пользователя.
Обработка данных включает функции формирования запросов на обработку, различных видов отчетов и форм документов, организации библиотек отчетов, статистического анализа информации и выборочной обработки данных, причем результаты обработки информации должны предъявляться пользователю в виде, приемлемом для формирования оперативных решений.
Принятие решений обеспечивается функциями организации механизмов вывода, процедур поиска и рассуждений, обоснования и объяснения решений и выводов, выявления противоречивых знаний.
Пользовательским интерфейсом организуется взаимодействие работника с аппаратно-программными компонентами АРМ, обработка текстовых сообщений, формирование базы профессиональных знаний, выбор содержания и вида диалога, настройка цветовой схемы.
Информационный поиск должен обеспечивать просмотр каталогов, документов и файлов, поиск по фразам, контекстным выражениям, дескрипторам и системным признакам, форматирование результатов поиска и составление выходных документов.
Текстовая обработка данных должна состоять из функций по подготовке документов (ввод и корректировка информации), форматирования документов, их печати и тиражирования.
Процесс обучения предусматривается формой построения и содержанием интеллектуального интерфейса и специальными процедурами.
Электронная почта в сетевых структурах применяется для поддержания коммуникативной связи пользователей, обеспечивает функции ввода и идентификации сообщений, их передачи адресату, хранения и выработки решения о доставке сообщения.
Техническими и программными средствами АРМ СЭБ должны обеспечиваться оперативность ввода сведений в соответствии с содержанием и структурой информационных носителей, накопление знаний, одновременное хранение больших объемов информации, оперативность поиска, корректировки и обработки данных и знаний, а также формирование выходных документов и обоснованных решений, простота эксплуатации и взаимодействия с пользователем.
Программно-аппаратное наполнение АРМ СЭБ организуется на базе персональных ЭВМ с необходимыми объемами оперативной и внешней памяти и включает системные, сетевые и прикладные программные комплексы, обеспечивающие расчетные и поисковые функции, ведение гибридного диалога, видоизменение и настройку АРМ на конкретные функции, а также системы управления базами данных и знаний, трансляторы и справочные системы.
Функционально-технологическая структура АРМ ОПЭБ и его компоненты
АРМ ОПЭБ обеспечивает интеллектуализацию всех форм взаимодействия пользователя с ПЭВМ, включая средства накопления знаний по созданию электробезопасного сельскохозяйственного производства, оценки их непротиворечивости, получения новых знаний, их пополнения и обобщения и все основные технологические процедуры подготовки, контроля знаний и формирования документации.
Наращиванию обучающих возможностей системы способствует автоматизированный курс подготовки персонала, который строится с учетом особенностей технологии контроля знаний и базируется на взаимодополняемости и непротиворечивости процедур подготовки и аттестации, включающих в предельном варианте полный объем вопросов, развернутых обоснований к правильным ответам на вопросы, пояснений к предлагаемым неправильным ответам и графические описания различного рода производственных ситуаций.
Базовые процедуры подготовки обеспечивают закрепление знаний и навыков моделированием логики принятия решений конкретными работниками и квалифицированными специалистами, включая нештатные ситуации (аварии, нарушения режимов работы электрооборудования, электротравмы различной тяжести). В обучающих циклах опыт и навыки квалифицированных работников используются и для создания модели подготовки, и как источник знаний, благодаря чему становится возможным широкое распространение их передового опыта, а создание комфортных условий эксплуатации АРМ ОПЭБ в местах работы профессионалов гарантирует необходимые возможности расширения ее функций и модификации.
Графические картины обеспечивают совершенствование профессиональной подготовки благодаря визуальному отражению в них последовательности действий и источников информации, обычно применяемых обучаемым в реальной системе при выполнении поставленных перед ним задач, где процессом тренировки трудно управлять из-за невозможности планирования особых обстоятельств выполнения задачи, влияния неконтролируемых факторов и вследствие сложности достижения требуемой точности измерений и фиксации существенных событий, не связанных с выходной реакцией системы, а качество работы персонала трудно связать с результатами ее функционирования.
Компьютерный графический тренажер создает именно те условия, которые необходимы для обеспечения эффективности обучения на каждом этапе совершенствования профессиональных навыков, причем учитывается, что словесные инструкции не всегда эффективны для закрепления навыков-действий, а правильные действия не всегда гарантируют способность описать их словесно. Машинная графика - наиболее совершенный способ моделирования реальной визуальной информации по электробезопасности производства, обеспечивающий требуемую сложность и детализацию изображения, его любое расположение на экране и органическую связь с текстовой информацией.
Процедуры подготовки и аттестации, базирующиеся на упорядоченной проблемно-ориентированной системе текстовой информации и графических образов, формализующих действующие требования по электробезопасности производства с учетом опыта и знаний профессионалов, позволяют во многом преодолеть формализм и необъективность сложившейся практики обучения и проведения экзаменов, организовать надежную подготовку с получением устойчивых навыков и качественный контроль знаний обучаемых.
Вопросы и ответы на них формулируются и подбираются в соответствии с производственными целями и задачами принимаемого на работу или проходящего переаттестацию, причем отбор лиц может быть произведен как по результатам их аттестации, так и по оценкам, полученным ими в процессе подготовки.
При групповом обучении социальные факторы нередко играют важную роль, вместе с тем отмечено, что успехи отдельных лиц с предварительной подготовкой не зависят от числа необученных лиц в группе, так же как и успехи необученных лиц не связаны с числом ранее подготовленных.
Качество и надежность подготовки, устойчивость и объективность аттестации работников по всем основным направлениям электробезопасности сельскохозяйственного производства обеспечиваются широким спектром возможностей и простотой организации циклов подготовки и контроля знаний, большим объемом формализованных правил и требований нормативных документов, многоплановостью применяемых на АРМ ОПЭБ документов.
При применении АРМ ОПЭБ на базе персональной ЭВМ формируется гибкое информационное пространство, включающее знания квалифицированных специалистов по электробезопасности и организации подготовки персонала, концентрируемые с учетом потребностей определенного предприятия, которым мог бы эффективно воспользоваться каждый специалист, ответственный за подготовку и аттестацию по электробезопасности, в условиях конкретного производства.
Помимо многооконного представления последовательности действий, работнику предъявляется система рекомендаций и решений в виде многоуровневой электронной документации, аналогично документации АРМ СЭБ, в зависимости от характера совершаемых действий в штатных и аварийных ситуациях. Электронная документация создавалась непосредственно по результатам анализа действий, предпринимаемых предполагаемыми пользователями (ответственными специалистами, обучаемыми и аттестуемыми) при работе с системой, и содержит указания "что делать", "как делать", "когда делать" с предъявлением пользователям сведений в любом затребованном объеме.
Одной из форм эффективной мотивации рассматриваются высокоинформативные визуальные подсказки при устойчивом внутреннем представлении обучаемым о действиях в той или иной производственной ситуации.
Не всегда хороший компьютерный урок можно признать лучше хорошего обычного урока, но первый всегда лучше обычного плохо организованного, неподготовленного урока. Многолетний опыт производственных отношений подтверждает, что существует прямая связь между качеством обучения, результатами объективной аттестации и качеством выполнения специалистом работы и служебных обязанностей.
Изучение информационных потребностей пользователей (специалистов, ответственных за подготовку и аттестацию персонала, обучаемых и аттестуемых), опыт применения различных версий разработанных компьютерных систем обучения и аттестации в организациях и на предприятиях с учетом их разных целей и отношения к обучению персонала позволили установить, что АРМ ОПЭБ должно строиться как экспертная система, в виде легко адаптируемой пользовательской оболочки, обеспечивающей наиболее точную формализацию знаний высококвалифицированных специалистов по безопасности производства и приобретение устойчивых навыков и умений обучаемыми и аттестуемыми работниками.
