Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ профессиограммы оператора энергоблока и обоснование показателей надежности работы эргатической системы в электроэнергетике 9
1.1. Описание процесса функционирования энергоблока электростанции 9
1.1. 1 .Фактор сложности и фактор надежности - основные свойства технологического объекта управления в электроэнергетике 12
1.1. 2. Автоматизация процесса управления на электростанциях, классификация систем поддержки оператора 17
1.1. 3.Структура и функции оперативного персонала 26
1.1. 4.Структура деятельности оператора. Составление аналитической профессиограммы оператора энергоблока 28
1.2.Понятие надежности работы эргатической системы 35
1.3.Типовые функциональные единицы и типовые функциональные структуры структурного метода 39
1.4.Расчет показателей надежности работы эргатической системы при последовательном выполнении рабочих операций 41
1.5.Рабочая операция с последующим контролем функционирования и устранением ошибок или неточностей путем повторения рабочей операции 49
1.6. Альтернативная логическая операция 57
1.7.Применение структурного метода в задаче нахождения показателей надежности работы
эргатической системы при проведении синхронизации и включения в сеть генератора энергоблока 63
Глава 2. Формы и методы подготовки оперативного персонала в электроэнергетике ..71
2.1. Организация подготовки операторов 71
2.2. Классификация видов операторской деятельности и уровней ориентировки 75
2.3. Формирование информационной модели деятельности оператора (технологическая, функциональная и причинно-следственная модели деятельности) 80
2.4. Формирование концептуальной модели деятельности оператора (алгоритмическая и образная модели деятельности) 93
2.5. Психологические основы формирования технического мышления у оператора энергоблока 95
Глава 3. Методика формирования оценок деятельности обучаемого и профессионально важных качеств оператора с использованием компьютерных технологий ... 107
3.1. Логические тренажеры для обучения оперативного персонала 107
3.2. Анализ причин срывов деятельности оператора 111
3.3. Методика оценивания деятельности оператора при обучении на тренажере 116
3.4. Статистическая обработка данных оценивания деятельности оператора при обучении на тренажере 126
3.5. Классификация профессионально важных качеств оператора при управлении энергоблоком электростанции 129
3.6. Методика оценивания профессионально важных качеств оператора при выполнении заданий на компьютерном тренажере 133
Заключение 138
Список использованной литературы 142
Приложения 152
- Описание процесса функционирования энергоблока электростанции
- Автоматизация процесса управления на электростанциях, классификация систем поддержки оператора
- Организация подготовки операторов
- Логические тренажеры для обучения оперативного персонала
Введение к работе
Проблема исследования определяется тем противоречием, что существует необходимость рассмотрения теоретико-методологических и практических аспектов повышения эффективности подготовки оперативного персонала в электроэнергетике с использованием новых информационных технологий, и недостатком внимания в психологии и педагогике к психологическим основам формирования и развития профессиональных знаний, умений и навыков при обучении оперативного персонала на компьютерных тренажерах.
Актуальность исследования определяется следующими положениями:
1. Основной целью исследований по эксплуатации человеко-машинных систем
является обеспечение максимальной надежности и эффективности
функционирования этих систем и управляемых ими объектов. Для таких
объектов, как электростанции, где возможны серьезные последствия аварий,
главными критериями качества функционирования являются не только
производственно-экономические показатели, но и показатели надежности и
безопасности их эксплуатации. Обеспечить максимальные значения
надежности функционирования эргатических систем возможно лишь при
системном подходе к решению этой важнейшей проблемы. Для успешного
решения этих задач необходимо по-новому готовить кадры. Умение
пользоваться современными методами организации деятельности человека-
оператора и его профессиональной подготовки в настоящее время является
необходимой основой высокой квалификации оперативного персонала.
2. Анализ аварийности в энергетике в последние годы называет следующие
причины аварий: недостаточная квалификация и низкая дисциплина
персонала, недостатки материально-технического снабжения, моральный и
технический износ оборудования и просчеты в проектировании.
Подчеркнем, что на первом месте стоит «человеческий фактор». Таким
образом, существует потребность в разработке новых подходов к
использованию информационных технологий в обучении оперативного
персонала с целью повышения эффективности подготовки к оперативной
работе.
3. Средства автоматизации управлением объектами энергосистемы повышают
эффективность её работы, но окончательное решение производственных
задач остается за человеком-оператором, несущим всю полноту
ответственности за ошибочные действия как свои, так и средств автоматики.
В связи с этим актуальным и важным является разработка и
совершенствование методик оценивания деятельности оперативного персонала. 4. Повышение степени ответственности и усложнение условий труда оперативного персонала требует осуществления изменений в системе профессиональной подготовки, связанных с диагностикой и развитием профессионально важных качеств оперативного персонала
Степень разработанности проблемы и теоретико-методологическая база исследования:
Методологической основой исследования является концепция взаимосвязи личности и деятельности, теория системного анализа психических явлений, система общенаучных и математических методов описания сложных систем.
Основу исследования составляют психологическая теория деятельности (Б.Ф. Ломов, А.Н. Леонтьев, Е.А. Климов и др.), разработки в области инженерно-психологическогой оценки систем «человек - машина -среда» (Б.Ф.Ломов, 1984; В.А. Бодров, В.Я. Орлов, 1998; А.И. Галактионов, 1978). Деятельность операторов декомпозирована в теоретических схемах и моделях на основе использования таких методологических средств, как концепция психологических составляющих деятельности (Б.Ф. Ломов, 1977 -1981г. и др.), структурно-психологическая концепция анализа и проектирования труда операторов (Б.Ф. Ломов 1975, 1979, 1981г., Ю.М. Забродин, 1977, 1980г.), концепция психологических факторов сложности (В.Ф. Венда, 1975г. и др). Для получения показателей надежности функционирования эргатических систем использован обобщенный структурный метод, разработанный в работах А.И. Губинского, В.П. Зинченко, Г.М. Зараковского, П.Я. Шлаена, В.М. Львова и других ученых. Вопросы инженерно-психологического проектирования деятельности оператора были отражены в работах А.И. Галактионова, В.Н. Ревенко, В.Ф. Венды, С. Шерра, И.Н. Литвака, Е.А. Климова и др. Тематика диагностики и развития профессионально важных качеств рассмотрена в трудах В.Д. Шадрикова, В.Н. Дружинина, А.Ф. Шикуна, М.А. Дмитриевой, Е.М. Ивановой, С.А. Маничева и др.
Объектом исследования является деятельность оперативного персонала электрических станций, а именно деятельность начальника смены станции, начальников цехов, операторов энергоблоков ТЭЦ.
Предмет исследования - психологические условия оптимизации и рационализации информационного обеспечения и методик оценивания деятельности оперативного персонала в процессе профессиональной подготовки.
Целью работы является разработка рекомендаций по
совершенствованию подготовки оперативного персонала на основе теоретико-экспериментального выявления и рационализации учета психологических и инженерно-психологических факторов, влияющих на результаты деятельности операторов.
Для достижения поставленной цели решены основные задачи исследования:
проведение психологического и инженерно-психологического анализа деятельности оператора блочного щита управления электростанции;
выявление психологических и инженерно-психологических факторов, оказывающих существенное влияние на качество деятельности операторов;
применение обобщенного структурного метода для решения задач нахождения показателей надежности работы эргатической системы в электроэнергетике на примере функционирования электрической части энергоблока электростанции;
разработка методики оценивания деятельности обучаемого на компьютерном тренажере для получения качественных и количественных характеристик успешности и быстродействия выполнения заданий оперативным персоналом;
разработка методического аппарата учета и выявления профессионально важных качеств оперативного персонала.
Гипотеза исследования:
В ходе исследования было выдвинуто предположение о том, что поддержание требуемой эффективности деятельности операторов может быть обеспечено за счет упорядочения информационной нагрузки в соответствии с целями деятельности, уровнями их профессиональной подготовки и работоспособностью. Важнейшими условиями повышения эффективности подготовки оперативного персонала в электроэнергетике являются следующие:
Приведение в соответствие уровня профессиональной подготовки обучаемого и представления баз знаний в компьютерных тренажерах.
Организация объективного контроля выполнения учебных курсов и заданий на тренажере, что может быть выполнено за счет автоматизации оценивания результатов деятельности.
Психологическое тестирование тренируемого для определения целесообразности выполнения им функций управления или пригодности к оперативной работе, а также выявление и развитие профессионально важных качеств оперативного персонала.
Экспериментальная база и выборка исследования:
Практическая проверка результатов исследования и доработка методических программ обучения проводилось на учебной электростанции МЭИ и в учебно-тренировочном пункте на ТЭЦ-11 г. Москвы.
Методы исследования: в ходе исследования использована совокупность общенаучных, математических и специальных методов психологии труда, теоретические и экспериментальные методы инженерной психологии и эргономики, а именно составление аналитической профессиограммы, анализ нормативных документов, метод беседы и наблюдений. При анализе данных экспериментальных исследований были использованы методы статистической обработки материалов.
Достоверность полученных результатов исследования обеспечивается сопоставимостью данных, полученных теоретическим и экспериментальным путем, т.к. численные значения полученных вероятностных показателей успешности и быстродействия выполнения операций операторами равны аналогичным показателям, полученным экспериментально или с помощью других методов.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования:
Проведено математическое описание деятельности эргатической системы в электроэнергетике на примере работы оператора энергоблока;
предлагается решение задач оценивания надежности работы эргатической системы в электроэнергетике с использованием обобщенного структурного метода;
предложен научно-методический аппарат обоснования и оценивания деятельности оперативного персонала в электроэнергетике, разработаны методы диагностики и учета психологических факторов, обеспечивающих эффективность профессиональной подготовки операторов.
эмпирически выявлены закономерности формирования умений и навыков, отрабатываемых в процессе обучения на тренажере, и их связь с усвоением теоретических знаний;
предложенная в работе методика оценивания деятельности и профессионально важных качеств обучаемого на тренажере позволяет индивидуализировать процесс обучения и подготовку к работе оперативного персонала.
используя предложенную методику оценивания деятельности обучаемого на тренажере, представляется возможным производить
рационализацию процесса обучения оперативного персонала на тренажерах; созданная методика позволяет оценивать качество методического материала, предлагаемого для отработки на тренажере; - разработана методика оценивания профессионально важных качеств оперативного персонала, в основу которой заложено составление таблиц соответствия типовых единиц действий и тех профессионально важных качеств, которые необходимы при их исполнении. Практическая значимость исследования:
Результаты исследования были использованы в процессе формирования
психологических и эргономических требований к организации и проведению
профессиональной подготовки операторов, а также в процессе разработки
инженерно-психологических положений по совершенствованию
информационного обеспечения операторов и инструкторов, проводящих обучение операторов.
Апробация и внедрение результатов исследования: Основные теоретические положения и результаты исследования были заслушаны и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах: «Опыт подготовки диспетчерского персонала в России и за рубежом» в РАО ЕЭС, ноябрь 1998г., «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» VII международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов в МЭИ, февраль 2001 г., IV Международная конференция по физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов, Россия, Клязьма, сентябрь 2001.
По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 учебное пособие для студентов МЭИ. На защиту выносятся:
психологические и эргономические аспекты деятельности эргатической системы в электроэнергетике на примере функционирования энергоблока ТЭЦ;
структурирование и упорядочение информации, предлагаемой для изучения в процессе профессиональной подготовки оперативного персонала;
методика оценивания деятельности обучаемого на компьютерном тренажере; диагностика и оценивание профессионально важных качеств оперативного персонала в электроэнергетике.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (117 наименований, из них - 14 на иностранном языке) и приложений.
Описание процесса функционирования энергоблока электростанции
Электрическая станция - это промышленное предприятие для производства электрической энергии, включающее в себя комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимым для ее работы персоналом. Электростанция объединяет совместно действующие системы: 1) энергоблоки; 2) оперативный, эксплуатационный и ремонтный персонал; 3) систему управления процессом эксплуатации. Электростанция обладает всеми особенностями, присущими сложным системам: наличием единой цели, высокой структурной сложностью, взаимосвязью и взаимодействием элементов, иерархической структурой управления, наличием человека-оператора в контуре управления (см.[4],[93]). Функциональная сложность электрической станции обусловлена большим числом взаимодействующих процессов, имеющих различную природу -тепловых, гидродинамических, электромагнитных и механических. Электростанция функционирует в составе энергетической системы, представляющей собой комплекс территориально распределенных электростанций, связанных общностью режима работы и имеющих единое оперативное управление, осуществляемое диспетчерской службой. Говоря об управлении на электростанциях, имеется в виду, что деятельность операторов является составной частью системы управления. Рассматривая систему управления в целом, можно выделить пять уровней управления: «встроенное», реализуемое конструктивными решениями и пассивными системами безопасности, способными сработать и локализовать аварию независимо от человека и других управляющих систем; автоматическое, реализуемое регуляторами и системами автоматического управления и защиты; ручное, осуществляемое операторами с помощью оборудования, соответствующих щитов и пультов управления; автоматизированное, основанное на использовании человеком компьютерных информационно-управляющих систем, советчиков оператора и систем с искусственным интеллектом; организационное, связанное с административно-управленческими решениями, направленными на управление как техническими, так и эргатическими компонентами (так как оператор является объектом организационного управления).
С точки зрения структурной организации, электростанции представляют собой хорошо структурированную иерархическую систему (см.[4]). Первый уровень этой иерархии составляют технологические системы, обладающие функциональной целостностью и выполняющие определенную функцию (турбогенератор, системы управления и защиты и др.). Технологические системы, в свою очередь, включают в себя конструктивно связанные между собой элементы - оборудование, трубопроводы, арматуру и др. Количество единиц отдельного оборудования измеряется в десятках тысяч. В соответствии с назначением, технологические системы подразделяются на общестанционные, станционные (предназначенные для обслуживания части энергоблоков), блочные (состояние которых обеспечивает работу одного энергоблока) и внутриблочные.
Электростанция или отдельные энергоблоки могут находиться в двух основных эксплуатационных состояниях: 1. использование по назначению (пуск, работа на различных уровнях мощности, переходные процессы, связанные с изменением нагрузки, плановые остановы); 2. различные виды технического обслуживания и ремонта. Процесс функционирования энергоблока характеризуется следующими режимами эксплуатации: I. Нормальные режимы: 1. Останов; 2. Пуск; 3. Синхронизация и включение в сеть; 4. Регулирование нагрузки по диспетчерскому графику; 5. Стационарный режим; 6. Режимы недовозбуждения (потребления Q); 7. Режим синхронного компенсатора (с отключением пара); 8. Режим вращающегося резерва (с отключением от сети и от возбудителя); П. Анормальные режимы: 9. Кратковременные перегрузки по \стат (по внешним причинам); 10. Кратковременные перегрузки по 1рот (по внешним причинам); 9 . Кратковременные перегрузки по \стат (по внутренним причинам); 10 . Кратковременные перегрузки по \роя (по внутренним причинам); 11. Несимметричный режим (обрыв фазы, несимметричная нагрузка и др.); 12. Несинусоидальный режим; 15. Асинхронные режимы; 18. Длительные перегрузки по 1стат, снижение /мтц; 19. Ресинхронизация; III. Аварийные режимы: 13. Короткие замыкания (симметричные, несимметричные в цепи статора, ротора); 14. Потеря динамической устойчивости; 16. Потеря статической устойчивости.
Автоматизация процесса управления на электростанциях, классификация систем поддержки оператора
Электрическая станция как объект управления характеризуется непрерывностью производственного процесса. В нем по технологическим условиям задействуется значительное количество параметров - от двух до десяти тысяч и более. Это ограничивает область ручного управления, вынуждая автоматизировать как отдельные операции, так и производственный процесс в целом (см.[2]).
Под управлением понимают действия, выбранные на основе исходной информации о состоянии объекта и направленные на поддержание его функционирования в соответствии с определенным алгоритмом или целью. При эксплуатации электростанции требуется решать большое количество задач управления. Одну часть из них относят к оперативному, другую - к производственно-хозяйственному управлению. Целью оперативного управления является обеспечение нормальных режимов работы оборудования, осуществление оперативных переключений для изменения режимов, ликвидации аварий. Производственно-хозяйственное управление непосредственно не связано с ведением режимов.
Область применения АСУ ТП распространяется на оперативное управление, а АСУП - на производственно-хозяйственное управление. Обе системы связаны единой информационной базой (см.[2],[4]). В соответствии с реализуемыми функциями в АСУ ТП выделяют информационную и управляющую подсистемы. Управляющая подсистема служит . для автоматического регулирования отдельных технологических параметров и режимов работы оборудования, программных и логических операций дискретного управления, технологических защит и дистанционного управления оборудованием. По сложившейся в энергетике традиции, дискретным управлением называют автоматическое включение или отключение различных устройств в заданной последовательности и при определенных условиях. Дистанционное управление реализует команды оператора для изменения положения запорной и регулирующей арматуры, коммутационных аппаратов и т.д. Оно используется для неавтоматизированных объектов, а также в качестве резервных средств ручного управления при отказах устройств автоматики.
Информационная подсистема необходима для сбора, первичной обработки, хранения и отображения информации, диагностики оборудования, предупредительной сигнализации, регистрации отклонений параметров и срабатывания защит и обмена информацией с другими системами управления. Значительный объем информации, на который в своей деятельности опирается человек-оператор, является главной предпосылкой для автоматизации управления на электростанциях.
На различных электростанциях имеется три формы организационной структуры управления: цеховая, блочная и централизованная (на ГЭС и ГАЭС). Первая из форм предусматривает наличие оперативных участков (цехов), сформированных для обслуживания однотипного оборудования и используется на ТЭС с поперечными связями. Для оперативного обслуживания котлов и турбин создаются групповые щиты управления (ГрЩУ) из расчета один щит на 3-4 агрегата. Управление общестанционным оборудованием ведется с местных щитов управления. Управление генераторами, трансформаторами, автотрансформаторами связи и отходящими линиями электропередач ведется с главного щита управления начальником смены станции. Он обеспечивает управление электростанцией в целом и оперативно подчинен диспетчеру энергосистемы. При блочной форме управления оперативным участком является энергоблок.
Оперативное управление осуществляется с блочного щита (БЩУ) бригадой, состоящей из операторов и обходчиков. На ТЭС с экономических позиций один БЩУ сооружают для двух энергоблоков, тогда в составе смены должен быть старший оператор.
Распределительные устройства повышенных напряжений на блочных электростанциях выделяют в отдельный оперативный участок с управлением с центрального щита (ЦЩУ). Оперативное управление электростанцией осуществляет начальник смены станции, находящийся в оперативном подчинении у диспетчера энергосистемы. Для обслуживания общестанционного оборудования используют цеховую форму управления. Блочный и центральный щит обычно размещают в главном здании электростанции (см.[79],[95]).
Для реализации функций управления необходимые приборы, аппаратура и устройства делятся на две группы. Первая - первичные измерительные преобразователи, коммутационная аппаратура и исполнительные механизмы, расположенные непосредственно у управляемого оборудования. Вторая группа - вторичные измерительные приборы, средства отображения информации (табло, мнемосхемы, экраны), средства ручного управления (ключи, кнопки, тумблеры), регуляторы, приборы и реле защит и др. Эта группа элементов находится на соответствующем щите управления (Гр.ЩУ, БЩУ, ГЩУ). Именно эту функциональную группу в наиболее полной мере реализуют на базе микропроцессорных систем управления.
Компьютерная техника используется на электрических станциях уже почти сорок лет. Существует несколько способов ее использования:
Как система обработки информации (с 60-х гг.), предназначенная для регистрации и первичной обработки тысяч аналоговых и дискретных сигналов в режиме реального времени при работе на мощности, пуске и останове; Как система мониторинга и диагностики оборудования (генераторов, насосов, клапанов), выполняющая обработку данных различных видов контроля в помощь обслуживающему и ремонтному персоналу (с 70-х гг.);
Автоматизация срабатывания защитных функций; Как экспертная система (система поддержки принятия решений) (с80-х гг.), классифицирующая ситуации и опасности, сопровождающая исполнение процедур и др.;
Как автоматический регулятор (контроллер) (с середины 80-х гг.), заменяющий применяемые ранее для этой цели аналоговые устройства;
Как средство коммуникации (с конца 80-х гг.), организующее коллективный доступ к базам данных и распределенной информации организационного, директивного, нормативного и другого характера (см.[4]).
Разделение функций между оператором и автоматикой является предметом обсуждения уже не первый год и существует множество подходов к этой проблеме. Один из них основан на определении роли человека и техники в зависимости от типов поведения, необходимом для решения задачи. В работе [4] приводится следующая классификация:
На уровне знаний ведущая роль принадлежит человеку, который управляет ситуацией, проявляет творческое мышление, адаптивность, опыт, подготовку, предусмотрительность, здравый смысл; автоматика поддерживает действия человека.
Организация подготовки операторов
В отечественной практике существует трехэтапная подготовка инженерного и оперативного персонала для электрических станций. Ее основой служит ВУЗ, где студент получает общую теоретическую подготовку без привязки к будущему месту работы. Практические аспекты будущей работы специалист изучает в период тренажа в учебно-тренировочном центре или пункте и тренажа в качестве дублера или стажера на электростанции. Существует два типа учебных подразделений, производящих послевузовскую профессиональную подготовку: учебно-тренировочный пункт (УТП) и учебно-тренировочный центр (УТЦ). УТП имеется на каждой электрической станции и является ее структурным подразделением. В УТП ведется теоретическая подготовка и обеспечивается поддержание соответствующего уровня знаний у оперативного персонала на станции. В УТП имеются автоматизированные обучающие системы и функциональные тренажеры, позволяющие операторам вырабатывать индивидуальные навыки принятия решений и действий в различных ситуациях.
УТЦ является самостоятельной организацией, специализирующейся на подготовке персонала для энергоблоков. В УТЦ имеются полномасштабные тренажеры, позволяющие проводить групповые тренировки с наработкой реальных сенсомоторных навыков. Таким образом, назначению на любую оперативную должность предшествует подготовка, в процессе которой специалист проходит теоретическое и практическое обучение, сдает необходимые экзамены и некоторое время работает в качестве дублера (см.[40],[4]). Огромную роль в подготовке операторов играют методы подготовки, методические материалы, учет психологических аспектов обучения. Для поддержания опыта, профессионального мастерства и карьерного роста оперативный персонал периодически проходит повторную подготовку - вторичное обучение. Очень часто в ходе вторичной подготовки инструкторы УТП сталкиваются с необходимостью индивидуализации подготовки из-за различных индивидуальных потребностей и различных уровней знаний обучаемых. Важное место как в первичной, так и во вторичной подготовке оперативного персонала занимают тренировки. По характеру решаемых задач тренировки можно разделить на две категории:
Противоаварийные и противопожарные тренировки, предназначенные для отработки и закрепления практических навыков действий в аварийных ситуациях. Такие тренировки бывают комплексные, общестанционные, блочные, цеховые и индивидуальные.
Тренировки по формированию и поддержанию навыков управления технологическим процессом и оборудованием, как в нормальных, так и в аварийных ситуациях. Эти тренировки проводятся только для оперативного персонала на тренажерах, имитирующих функционирование реального объекта управления. Целью таких тренировок является обучение работе не только в штатных ситуациях, но и при аварийном развитии событий.
По назначению и адекватности моделируемому объекту тренажеры делятся на два основных типа:
Полномасштабные тренажеры с максимально возможным подобием БЩУ как по имитации процессов, так и по размещению оборудования.
Функциональные тренажеры для моделирования отдельных технологических процессов и задач управления, выполненных в виде компьютерных систем.
По отзывам операторов, несмотря на наличие самых совершенных методов и средств подготовки, существуют такие навыки, которые приобретаются только на собственном опыте. К таким навыкам относятся опережающая деятельность, т.е. способность предвидения событий, осознание значимости той или иной сигнализации в определенной ситуации, предвидение взаимосвязей между действиями персонала и состоянием станции (см.[4]). В процессе самостоятельной работы формируется образная модель технологического объекта управления (ТОУ) и трансформируется мышление оператора. Для начинающего оператора характерно понятийное мышление. Рінтерпретация явлений и принятие решений базируются на осмыслении физической сущности явлений. Оператор на этом этапе обучения мыслит и манипулирует физическими (техническими) терминами и понятиями. Со временем мышление трансформируется, приближаясь постепенно к ситуативному, когда способы достижения определенного результата ассоциируются не с физическими процессами, а непосредственно с процедурами манипулирования органами управления, которые необходимо выполнить.
Рассмотренная система подготовки операторов предназначена для воздействия на их знания, умения, навыки. Эффективность данного воздействия проявляется в конечном счете в уровне квалификации, компетентности и готовности человека выполнять свои обязанности с надлежащим качеством. Каждый оператор вырабатывает для себя индивидуальные субъективные принципы иерархической и функциональной организации информации. Молодой неопытный оператор, не имея выработанных приоритетов, вынужден (особенно в переходных режимах) "пропускать" через себя большую часть информации. Для опытного (3-4 года работы) оператора объектом пристального внимания служат несколько основных параметров. Остальная часть информации, являющаяся фоном даже в переходных режимах, начинает восприниматься только в случае симптоматийного изменения одного из этих параметров. Опытный оператор хорошо знает, на какие приборы ему нужно обращать внимание в том или ином случае, так как показания приборов "ведут" его благодаря выработанным причинно-следственным связям восприятия информации.
Логические тренажеры для обучения оперативного персонала
Необходимость унификации методики обучения, повышение информативности и надежности источника знаний умений и навыков вызвали появление центров повышения квалификации и тренажерной подготовки персонала. В существующих тренажерах методика обучения строится на выработке умения осуществлять операции управления на моделях, имитирующих поведение объекта управления. Это относится к широкому кругу локальных тренажеров, разработанных для конкретных энергоблоков и моделей деятельности операторов. Некоторые из тренажеров оснащаются автоматизированными учебными курсами (АУК) по различным направлениям профессиональной подготовки. В основном АУК предназначены для изучения (получения знаний) физических процессов и конструктивных особенностей объектов управления. АУК содержат ознакомительную информацию, контрольные задания и систему оценки усвоения полученных знаний. Они поддерживаются соответствующей литературой и методическими указаниями, однако методика изучения процессов имеет объектную направленность, то есть в большей степени ориентированна на изучение поведения объекта управления, а не на правила непосредственного управления им.
Локальные тренажеры ориентированны на проведение операций в рамках выбранной модели деятельности операторов и в меньшей степени на выявление логической обусловленности модели деятельности свойствами управляемого объекта. Методика обучения специалистов в высших учебных заведениях энергетического профиля существенно отличается от методики переподготовки персонала в рамках отраслевых программ. Среди причин такого различия обыкновенно называют: различие в начальном уровне подготовки обучаемых; различие в объеме практических навыков; различие в периоде подготовки; различие в целевой установке обучения.
Квалифицированный оператор формирует систему знаний на основе их сознательного логического усвоения. Отработка моторных навыков происходит на основе имеющихся знаний, что позволяет ему формировать целостную систему «знания - навыки», в которой получаемые им навыки обязательно проходят стадию обоснования, то есть восстановление внутренней мотивации поведения. Менее квалифицированный оператор, обученный управлению технологическим процессом «от навыка», не испытывает трудности в управлении процессом, если ситуация не выходит за пределы изученного им стандартного набора и если его психофизическое состояние соответствует требуему. В случае отклонения ситуации или состояния оператора от нормального (стандартного) у него возможен срыв навыка, то есть потеря внутренней связи между возможными действиями в рамках одной логической цепочки управления. Для того, что бы установить резервную линию генерации действий и снизить эффект срыва навыка, необходимо создать операторам условия для восстановления утерянных связей на основе вторичной мотивации, то есть перехода на резервный уровень логического восприятия. Таким образом, вне зависимости от уровня квалификации у оператора, выполняющего функции ситуационного управления оказываются задействованы оба уровня мотивации. Обучение неподготовленного оператора с использованием тренажерной системы так же целесообразно проводить на двух уровнях восприятия. В этом случае будущий специалист обретает способность не только эффективно управлять процессом в известных ситуациях, но и формировать новые знания и навыки, необходимые для освоения новых технологических процессов и способов управления ими в новых ситуациях.
Обучение, базирующиеся на двух указанных способах восприятия, требует специальной методики многопрофильного обучения. Её особенность состоит в том, что структура преподаваемого курса (расположение материала, метод моделирования технологического процесса, модель деятельности персонала) должна совпадать со структурой специализированных тренажеров, на которых отрабатываются навыки управления процессом. При этом логическая и семантическая модели знаний, положенных в основу тренажера, должны обеспечивать мотивацию принятых решений. Для того, чтобы это условие соблюдалось, необходимо иметь обратную связь от обучаемого, в какой мере он владеет представленными в тренажере знаниями. Этому может послужить система оценивания, предлагаемая в 3.3.
Основные положения методики: 1. Результат обучения состоит в освоении мотивов и алгоритмов действий при ситуационном управлении технологическим процессом; 2. Операции управления заданы формальными процедурами, имеющими явно выраженное описание на языке логического уровня; 3. Язык описания специфичен для каждого уровня конкретизации знаний, сохраняя структурное единство и интерпретируемость на всех уровнях; 4. Модель деятельности оператора строится в соответствии с формальными процедурами выработки управленческих решений, которые реализуют внутренний алгоритм действий системы управления; 5. Пошаговое раскрытие алгоритмов действия позволяет изучить мотивацию принятия решения; 6. Динамические свойства модели деятельности определяются параметром «масштаб времени» (замедленное, реальное, ускоренное), задание этого параметра переводит модель в режимы изучения свойств, отработки навыков, проверке скорости реакции; 7. Модель обучения строится на основе последовательного перевода обучаемого на более высокий уровень управления процессом; 8. Тестирование знаний и навыков осуществляется путем сравнения действий обучаемого с эталонной системой ситуационного управления.
Логический тренажер реализован в виде двух самостоятельных подсистем: подсистемы тренера и подсистемы обучаемого. Подсистема тренера позволяет внести обучаемого в список, зарегистрировать выданное ему контрольное задание, посмотреть результаты тестирования по контрольному заданию, просмотреть протокол действий обучаемого, оценить степень усвоения знаний в соответствии с принятой системой оценок. Подсистема обучаемого позволяет вести работу в режимах обучения, тренинга и тестирования.
