Методика оценки профессиональной компетентности операторов горно транспортных машин

В.С. Великанов, к.т.н., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Роль оператора (машиниста горной машины) по мере роста автоматизации горного производства постепенно сводится к контролю и управлению технологическим объектом в сложных ситуациях. Усложнение технологических процессов приводит к тому, что квалификация оператора должна быть очень высокой в соответствии с требованиями процессов современного горного производства. Основными характеристиками работы оператора в системе «человек-машина-среда» (ЧМС) являются безошибочность, быстродействие, точность, надежность.

Оценкой быстродействия работы оператора является время решения задачи. Эффективность работы всей системы зависит от того, как будет организовано участие человека-оператора в процессе управления объектом. Чтобы получить представление об особенностях и характере функционирования современных систем управления технологическим объектом, рассмотрим их общую структурную схему (рис. 1). Текущая информация о состоянии процессов, протекающих в управляемом объекте, поступает в управляющую систему, выполняющую ряд действий, начиная со сбора информации и кончая воздействием на объект управления. Поступившая от объекта информация сравнивается с заданием системе управления, которое формируется вне ее с учетом цели функционирования системы. Результаты сравнения анализируются, после чего готовятся и принимаются решения. На рис. 1 показана также возможность принятия решений на основании результатов контроля и анализа.

Рис. 1 Принцип построения системы «человекAмашинаAсреда» управления горной машиной

В рассматриваемом процессе сбора и переработки информации существенную роль играет человек-оператор, как элемент рассматриваемой системы управления.

Надежность человека-оператора является определяющим фактором в обеспечении надежности сложных технологических объектов, в том числе и в горнодобывающей промышленности. Анализ статистических данных аварийности и производственного травматизма показывает, что значительное количество аварий и несчастных случаев происходит по причинам, связанным с влиянием человеческого фактора. По вине человека в различных странах, происходит от 70% до 90% всех аварий. Зачастую более конкретной причиной аварий служит тот факт, что оператор, управляющий соответствующим технологическим объектом, не доверяет информации, предоставляемой ему на информационной модели, в том числе, показаниям приборов. В последние десятилетия становится все более ясно, что повышение надежности технической части имеет мало смысла без повышения надежности «человеческого фактора». В связи с этим широко ведутся работы по контролю и повышению профессиональной надежности и компетентности человека-оператора [1–5]. При этом отмечается, что она определяется рядом составляющих, где одной из важнейших является функциональная надежность, под которой понимают свойство функциональной подсистемы человека-оператора обеспечивать его динамическую устойчивость в выполнении профессиональной задачи в течение определенного времени и с заданным качеством [6].

При этом актуальной является задача объективного контроля уровня функциональной надежности и профессиональной компетентности операторов горной техники. Разделяют две ее составляющие – долговременную (базовую) и текущую (функциональное состояние). В работе решается задача контроля именно базовой составляющей, по вине которой происходит до 80% аварий обусловленных «человеческим фактором». При этом возникает ряд сложностей связанных с тем, что она в свою очередь также является сложным явлением, состоящим из ряда разнородных составляющих, таких как биологический возраст, уровень здоровья, функциональный статус, определяемый квалификацией (разрядом), профессионализмом (теоретические знания и практические навыки по управлению), стажем работы по специальности и уровнем образования.

Рис. 2 Стажевые группы (а, б) и уровень образования (в, г) машинистов экскаваторов типа ЭКГA5А

Нами выполнены исследования по установлению стажевых групп и уровня образования для машинистов экскаваторов типа ЭКГ-5А на горных предприятиях Южного Урала (рис. 2). Для определения уровня профессиональной компетентности машинистов предлагается использование рейтинговой оценки, целью которой является определение степени влияния перечисленных показателей, на основании которых можно определить машиниста с максимальным рейтинговым показателем и ранжировать группу машинистов экскаватора по уровням рейтинговой оценки. Ранжирование машинистов экскаваторов произведено методом экспертных оценок, позволяющим составить суждение об отдельных показателях, а также охарактеризовать отдельного машиниста экскаватора одной обобщенной рейтинговой оценкой [7–9].

Оценка «теоретических знаний» и «профессиональных навыков» машиниста экскаватора является многокритериальной задачей. Методика включает следующие этапы:

1. Классификация по группам основных показателей, определяющих эффективность функционирования машиниста: к первой группе относятся показатели, определяющие «теоретические знания» (Nтз) – экспертное анкетирование, для оценки профессионально важных качеств и уровня компетентности; ко второй «профессиональные навыки» машиниста экскаватора (Nпн) (см. табл.).

2. Экспертная оценка важности групп и показателей внутри группы.

3. Определение значимости выбранных показателей.

4. Сбор и обработка исходной информации – обработка мониторинговых карт.

5. Нормирование показателей.

6. Определение рейтинга машинистов экскаваторов.

7. Анализ результатов.

Весомость каждой группы показателей определяется по выражению

114 3

где i – номер эксперта; j – номер группы показателей; ki,j – количество баллов, данных i-ым экспертом j-ой группе.

Весомость показателей внутри группы рассчитывается по формуле

114 4

где I – номер показателя в группе.

Значимость каждого показателя внутри группы определялся по следующей зависимости

114 5

Определение общего рейтинга машиниста и по группам показателей является задачей типичной для задач социально-экономического характера. Для решения подобных задач используется метод обобщенного критерия, для определения рейтинга машиниста экскаватора выбрана линейная свертка как:

114 4

где: λтз – весомость группы показателей «теоретические знания»; коэффициент эффективности по группе показателей «теоретические знания»; λпн – весомость группы показателей «практические навыки»; kпн эф – коэффициент эффективности по группе показателей «практические навыки».

Классификация основных показателей по группам [10]

В свою очередь коэффициент эффективности по группе показателей «теоретические знания» определяется по формуле

114 8

где λj – вес j-го показателя в группе «теоретические знания»; kj – значение j-го показателя в группе «теоретические знания».

Соответственно для группы показателей «практические навыки» коэффициент эффективности определяется по следующей зависимости как:

114 9

где λj – вес j-го показателя в группе «практические навыки»; kj – значение j-го показателя в группе «практические навыки».

При использовании обобщенного критерия все частные критерии (показатели) должны быть количественными, поэтому при подготовке информационной базы были даны количественные оценки.

Для экспертной оценки использована четырехбалльная шкала: в 3 балла – оценивается вид деятельности, качество которого проявляется на высоком уровне; в 2 балла – оценивается вид деятельности, качество которого проявляется на достаточно хорошем уровне; в 1 балл – оценивается вид деятельности, качество которого проявляется удовлетворительно; в 0 баллов – оценивается вид деятельности, качество которого не проявляется.

Комплексная оценка производилась для машинистов экскаваторов: рудник – 168 чел., ЦПМШ – 131 чел., ЦПАШ – 61 чел., РОФ – 21 чел. горно-обогатительного производства (ГОП) ОАО «ММК», 30 чел. – ОАО «УГОК».

Каждый член экспертной комиссии заполняет мониторинговую карту, проставляя баллы по группам показателей: Nтз – группа показателей «теоретические знания»; Nпн – группа показателей «практические навыки». На основании результатов выполненной экспертами работы (заполнение мониторинговой карты) составляют сводную таблицу и определяют степень согласованности мнений экспертов [7, 8].

В результате выполненных исследований была создана база данных результатов расчета по всей совокупности рассматриваемых показателей в группах: «теоретические знания» и «профессиональные навыки» машинистов экскаваторов (рис. 3).Распределение машинистов экскаваторов по коэффициентам эффективности групп показателей «теоретические знания» (а) и «практические навыки» (б)

В соответствии с результатами исследований нами предложена классификация подсистемы «человек-экскаватор» по критериям: качество управления карьерным экскаватором и его производительность (рис. 4). Рекомендуется выделить 4 группы: управление на высоком уровне (УВ) – производительность высокая (ПВ), управление на достаточном уровне (УД) – производительность высокая (ПВ), управление на удовлетворительном уровне (УУ) – производительность низкая (ПН), управление на критическом уровне (УК) – производительность низкая (ПН). Таким образом, в ходе проведенных исследований установлена адекватность разработанной методики, эффективность которой подтверждена выполненными исследованиями и мониторингом, проведенными в условиях горных предприятий Южного Урала.


 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Губинский А.И. Надежность и качество функционирования эргатических систем Ленинград «Наука» 1982. 268 с.

2. Фокин Ю.Г. Оператор технических средств: обеспечение надежности. М.: Воен издат, 1985. 192 с.

3. Миллер Д.Ю., Суэйн А. Ошибки человека и его надежность / Человеческий фактор. Под ред. Г. Сальвенди. Т. 1. М.: Мир, 1991. С. 360–417.

4. Woodson E. Human factors design handbook. New York: McGrawHill. 1981.

5. Щебланов В.Ю., Бобров А.Ф. Надежность деятельности человека в автоматизиро ванных системах и ее количественная оценка // Психологический журнал. №3/1990. С. 60–69.

6. Бодров В.А., Орлов В.Я. Психология и надежность: человек в системах управления техникой / РАН. инт психологии.  М., 1998.  285 с.: табл.

7. Великанов В.С., Великанова С.С. Исследование связи между коэффициентом управ ления и квалификацией машиниста экскаватора // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: Сб. науч. тр. – Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГГУ» 2009. – С. 24–28.

8. Великанов В.С., Олизаренко В.В. Определение производительности одноковшового гусеничного экскаватора с учетом профессиональных навыков машиниста // Добы ча, обработка и применение природного камня: Сб. науч. тр. – Магнитогорск, 2009. – С. 85–91.

9. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер с англ. – М.: Мир, 1989. – 540 с.

10. Постановление Минтруда РФ от 12 августа 2003 г. №61 «Об утверждении Еди ного тарифноквалификационного справочника работ и профессий рабочих». Вып. 4 Добыча и обогащение рудных и россыпных полезных ископаемых.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2012, стр.114