Введение к работе
Актуальность темы исследования. Проблемы обеспечения безопасной
эксплуатации СЭУ обозначены в требованиях IMO (International Marine Organization) как неотъемлемая часть требований международного кодекса STSW 75/78 (Standarts of Trainings Certification and Watch keeping). Наибольшую опасность представляют отказы, происходящие в период технического использования дизеля, поскольку могут привести к аварийным случаям и в конечном итоге к аварийному происшествию.
Проводимые в этой связи исследования главным образом касаются эксплуатационных факторов (нарушения установленных правил и условий эксплуатации), наличие которых приводит к отказам.
Можно предположить, что аварийность не уменьшается от того, что недостаточно квалифицированно анализируют происходящие морские происшествия, упуская главные их причины.
Анализ морских аварий и инцидентов побудил международное морское сообщество и различные службы безопасности перейти от подхода, ориентированного на технические требования к конструкции и оборудованию судов, к такому подходу, при котором признается и более полно учитывается влияние человеческого фактора (ЧФ) на безопасность на море в рамках всей морской отрасли. Исследования показали, что с учётом участия людей во всех аспектах морской деятельности, включая проектирование, производство, управление, эксплуатацию и техническое обслуживание, почти все морские аварии и инциденты связаны с человеческим фактором. В соответствии с содержанием «руководящих документов» основная причина аварий найдена – это человеческий фактор. Вследствие этого, в 1999 г. появляется Резолюция ИМО А. 884(21) «Руководство по расследованию человеческого фактора в морских авариях и инцидентах».
В поисках путей решения проблемы влияния человеческого фактора на морские аварии и инциденты морское сообщество придает особое значение надлежащей подготовке и дипломированию экипажей судов. Однако все более очевидным становится тот факт, что подготовка кадров является только одним из аспектов человеческого фактора.
Имеется множество работ отечественных авторов, посвящённых повышению надёжности главных двигателей (ГД) и их элементов на стадиях проектирования, определению показателей надёжности на стадии эксплуатации (Григорьев А.И., Ефремов Л.В., Карпов Л.Н., Крылов Е.И., Решетов Д.Н., Збигнев Матушак). Но значительно меньшее количество работ направлено на изучение надёжности объекта труда, где в совместном влиянии рассматривается и субъект труда. Это работы советских ученых, таких, как: А.И. Губинский, Г.В. Дружинин, И.В. Кузьмин, Г.В. Суходольский.
Работы в области эргатических систем с изучением влияния ЧФ ведутся в различных научных направлениях на базе эргономики и кибернетики, но по большому счёту носят описательный характер. В последнее время, всё чаще появляются работы, посвящённые эргатическим системам и роли человека-3
оператора в них. Эти работы касаются военной, авиационной промышленности и космонавтики, отдельных отраслей технической индустрии. Это говорит о заинтересованности в данном направлении исследований и его востребованности.
Обзор и анализ литературных источников, посвященных изучению ЧФ на флоте, а также современной литературы, показывают, что этому вопросу уделено мало внимания. Человеческий фактор, а именно надёжность работы человека-оператора (Ч-О) в авариях судовых энергетических установок (СЭУ) изучена слабо.
Анализ человеческих ошибок и оценка надёжности судового механика поможет выявить первопричины возникновения его негативных действий либо бездействия при эксплуатации СЭУ и, возможно, предупредить нежелательные последствия. Таким образом, включение данного аспекта в определение вероятности безотказной работы СЭУ является новым и весьма актуальным направлением исследования. Практически отсутствуют работы по проблеме обеспечения безаварийности СЭУ за счёт повышения надёжности работы операторов СЭУ. Отсутствуют какие-либо методики, выявляющие готовность специалистов к предупреждению и характерному развитию аварийной ситуации в СЭУ, нет разработанных научно-обоснованных программ подготовки специалистов к действиям в аварийных ситуациях.
В этой связи изучение взаимного влияния технического объекта и эргати-ческого элемента с целью повышения качества эксплуатации и безотказного функционирования СЭУ наряду с нахождением путей снижения аварийности СЭУ являются на сегодняшний день актуальными проблемами.
Цель и задачи работы
Повышение безотказности и безаварийности функционирования СЭУ во взаимодействии с человеком-оператором.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
произведён анализ характерных отказов и аварий вследствие нарушений правил технической эксплуатации судовой энергетической установки;
определена методика изучения надёжности работы оператора СЭУ;
описана возможность прогнозирования вероятности безотказной работы эргатехнической системы (ЭТС) СЭУ.
определена функциональная зависимость вероятности безотказной работы ЭТС СЭУ от надёжности функционирования оператора СЭУ.
выявлены узлы и механизмы комплекса СЭУ, представляющие затруднения в диагностировании и анализе их состояния операторами СЭУ различных этапов профессиональной реализации;
разработана методика подготовки судовых механиков для готовности к правильным действиям в штатных и аварийных ситуациях СЭУ посредством тренажёрного комплекса СЭУ.
Методология и методы исследования
Положения и принципы системного подхода, описываемые в контексте субъект-объектных отношений. Работа основана на анализе литературы, теоретическом исследовании и обучающем эксперименте, проведённом на трена-
жёрном комплексе Transas ERS 4000 с практическим применением элементов психодиагностики. По результатам экспериментального исследования применялись методы математической обработки данных с элементами теории вероятностей и математической статистики.
Научная новизна работы
Представлены количественная оценка и качественное описание функционирования системы «надежность оператора – безотказность СЭУ».
Получена функция вероятности безотказной работы эргатехнической системы СЭУ с учётом влияния надёжности человека-оператора.
Выявлены значимые психологические аспекты оператора СЭУ как субъекта труда, оказывающие влияние на надёжность сложной технической системы СЭУ.
Обозначена взаимосвязь между профессионально важными качествами (ПВК) оператора СЭУ и вероятностью безотказного функционирования ЭТС СЭУ.
Разработана методика подготовки судовых механиков для готовности к правильным действиям в штатных и аварийных ситуациях СЭУ посредством тренажёрного комплекса СЭУ.
Теоретическая и практическая значимость:
результаты эксперимента расширяют представления о надёжности оператора СЭУ: аспекты личности субъекта труда, влияющие на безотказность функционирования комплекса СЭУ, что открывает перспективы к снижению АС на флоте;
предоставлена возможность количественной оценки вероятности безотказного функционирования СЭУ при участии её оператора;
создана информационная база данных прохождения тренажерной подготовки операторами СЭУ с последующим определением надёжности самого оператора и вероятности безотказной работы эксплуатируемого им комплекса СЭУ;
разработана методика тренажёрной подготовки для готовности судового механика к адекватным действиям в штатных и аварийных ситуациях.
Положения, выносимые на защиту:
необходимо рассматривать комплекс «безотказность СЭУ – надёжность оператора СЭУ» как эргатехническую систему для изучения безотказного функционирования судовой энергетической установки;
теоретической основой изучения оператора СЭУ являются субъект-объектные отношения в эргатехнической системе;
элементами в функции расчёта вероятности безотказного функционирования СЭУ в контексте субъект-объектных отношений, являются: вероятность безошибочной работы оператора СЭУ, вероятность устранения неисправности/отказа, вероятность возникновения устраняемого отказа/неисправности, вероятность возникновения неустраняемого отказа;
при эксплуатации СЭУ наиболее проблемными узлами и механизмами для механиков разных квалификационных групп являются турбокомпрессор (ТК), де-
тали цилиндропоршневой группы (ЦПГ), детали остова, система охлаждения забортной водой, система топливоподготовки и подачи топлива;
- методика подготовки судовых механиков для готовности к правильным действиям в штатных и аварийных ситуациях СЭУ посредством тренажёрного комплекса СЭУ.
Объект исследования: безотказность функционирования эргатехнической
системы СЭУ.
Предмет исследования: эргономические характеристики системы «человек-техника» в СЭУ.
Достоверность результатов подтверждена: использованием основных законов и положений теории вероятностей и математической статистики; удовлетворительным согласованием экспериментальных результатов с теоретическими исследованиями; применением апробированных методик экспериментального исследования.
Личный вклад автора. Все представленные результаты в диссертации
получены лично автором. Автором работы была разработана методика экспериментальных исследований, спланирован и проведён эксперимент на тренажёрном комплексе Transas ERS 4000 с привлечением респондентов (механики различной квалификации и курсанты). Так же автором разработана методика подготовки судовых механиков для готовности к правильным действиям в штатных и аварийных ситуациях СЭУ посредством тренажёрного комплекса СЭУ.
Апробация работы. Материалы исследований представлялись на Региональной научно-методической конференции «Состояние и тенденции развития уровневого высшего профессионального образования в России» (г. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2011 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (г. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2011 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития судоходства в Дальневосточном регионе» (г. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2011 г.); 2-й международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (г. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2012 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития судоходства и транспорта в Азиатско-Тихоокеанском регионе» (г. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2013 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы создания и эксплуатации тепловых двигателей в условиях Дальневосточного региона России» (г. Хабаровск, ТГУ, 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (г. Владивосток, МГУ им. адм. Г.И. Невельского, 2013 г.); научно-техническом семинаре кафедры «Эксплуатация автоматизированных судовых энергетических установок» МГУ им. адм. Г.И. Невельского (г. Владивосток, 2013 г.); научно-техническом семинаре кафедры «Судовой энергетики и автоматики» ДВФУ (г. Владивосток, 2013 г.).
Результаты исследования внедрены в учебный процесс по направлению
подготовки 180405.65 «Эксплуатация судовых энергетических установок» в Дальневосточном государственном техническом рыбохозяйственном университете (г. Владивосток), Тихоокеанском командном морском училище (г. Владивосток) и Дальневосточном институте коммуникаций (г. Владивосток) в 2013 г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, включая 3 статьи в рецензируемых российских научных журналах, входящих в список ВАК, 10 статей в сборниках трудов российских и международных конференций и научных трудов высших учебных заведений.
Объём и структура работы.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка условных обозначений, списка литературы из 138 наименований, приложения. Общий объём диссертации составляет 195 страниц, включая 31 рисунок, 17 таблиц, 2 приложения.
