И условий труда на состояние человека

В числе факторов, от которых зависит вероятность совершения ошибок в работе, которые в свою очередь определяют надёжность оператора (Общее значение…, 2005) называются:

– долговременные медицинские и психофизиологические характеристики личности, состояние здоровья, тип темперамента, скорость реакции и устойчивость к негативным воздействиям, характер человека и его способности;

– медицинские и психофизиологические характеристики личности, состояние здоровья на данный момент времени;

– наличие местных возбудителей;

– уровень образования и развития, культурный уровень личности;

– квалификация специалиста в области выполняемых работ;

– морально-волевые качества специалиста;

– комфортность условий работы;

– качество нормативно-технических и организационно-распорядительных документов (четкость изложения, однозначное их понимание).

Рабочая (производственная) среда оказывает существенное влияние на работоспособность человека, а также на показатели быстродействия и точности работы.. Условия рабочей среды определяют категории тяжести труда. Комфортные условия рабочей среды при оптимальной физической, умственной и нервно-эмоциональной нагрузке обеспечивают наибольшую работоспособность и наименьший риск совершения ошибок. Наоборот, воздействие опасных и вредных факторов, неблагоприятная нервно-эмоциональная нагрузка, повышение физической нагрузки, за счёт неправильных эргономических решений рабочего места, приводит к функциональным изменениям в организме, выходящим за пределы нормы.

Вредными и опасными производственными факторами являются повышенная или пониженная температура воздуха, сквозняк или движение воздуха со скоростью более 0,5 м/с на рабочем месте, шум, вибрация, электромагнитные, лазерные, ультрафиолетовые, радиоактивные излучения, пыль и вредные вещества в воздухе.

Так, прямое воздействие шума состоит в создании помех при восприятии речевых сигналов. Шум также оказывает прямое воздействие на слуховой анализатор человека, приводя к понижению остроты слуха. Под влиянием шума снижается скорость и точность сенсомоторных реакций. Шум вызывает раздражение, досаду.

Общая вибрация тела человека с определенной амплитудой и частотой непосредственно затрудняет выполнение точных двигательных и зрительных операций, косвенно вибрация отрицательно сказывается на работе зрительного анализатора.

Существенное влияние на работоспособность оказывает микроклимат и прежде всего температура. Экспериментальным путем доказано, что при температуре 40 ^ОС уже начиная со второго часа работы число ошибок, совершаемых оператором, начинает резко возрастать в 1,25 – 1,5 раза. Количество ошибок совершаемых телеграфистами средней квалификации в течение 1 часа при температуре от 20 до 33 ^ОС составляет от 30 до 40,а при росте температуры от 33 до 35 ^ОС возрастает за то же время от 40 до 175. Специалисты высокой квалификации при тех же температурных условиях совершают, соответственно, от 10 до 20 ошибок и от 20 до 80. И только самые выдающиеся операторы в первом диапазоне температур совершают менее 10 ошибок, а во втором – от 10 до 20 ошибок.

Согласно Руководству по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса (Руководство…, 2005) в зависимости «от степени отклонения фактических уровней факторов рабочей среды и трудового процесса от гигиенических нормативов, условия труда по степени вредности и опасности условно подразделяются на 4 класса: оптимальные, допустимые, вредные и опасные.

Оптимальные условия труда (1 класс) – условия, при которых сохраняется здоровье работника и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности. Оптимальные нормативы факторов рабочей среды установлены для микроклиматических параметров и факторов трудовой нагрузки. Для других факторов за оптимальные условно принимают такие условия труда, при которых вредные факторы отсутствуют либо не превышают уровни, принятые в качестве безопасных для населения.

Допустимые условия труда (2 класс) характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиенических нормативов для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены и не оказывают неблагоприятного действия в ближайшем и отдаленном периоде на состояние здоровья работников и их потомства. Допустимые условия труда условно относят к безопасным.

Вредные условия труда (3 класс) характеризуются наличием вредных факторов, уровни которых превышают гигиенические нормативы и оказывают неблагоприятное действие на организм работника и/или его потомство.

Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работников условно разделяют на 4 степени вредности:

1-я степень 3 класса (3.1) – условия труда характеризуются такими отклонениями уровней вредных факторов от гигиенических нормативов, которые вызывают функциональные изменения, восстанавливающиеся, как правило, при более длительном (чем к началу следующей смены) прерывании контакта с вредными факторами и увеличивают риск повреждения здоровья;

2-я степень 3 класса (3.2) – уровни вредных факторов, вызывающие стойкие функциональные изменения, приводящие в большинстве случаев к увеличению профессионально обусловленной заболеваемости (что может проявляться повышением уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности и, в первую очередь, теми болезнями, которые отражают состояние наиболее уязвимых для данных факторов органов и систем), появлению начальных признаков или лёгких форм профессиональных заболеваний (без потери профессиональной трудоспособности), возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 и более лет);

3-я степень 3 класса (3.3) – условия труда, характеризующиеся такими уровнями факторов рабочей среды, воздействие которых приводит к развитию, как правило, профессиональных болезней лёгкой и средней степеней тяжести (с потерей профессиональной трудоспособности) в периоде трудовой деятельности, росту хронической (профессионально обусловленной) патологии;

4-я степень 3 класса (3.4), – условия труда, при которых могут возникать тяжёлые формы профессиональных заболеваний (с потерей общей трудоспособности), отмечается значительный рост числа хронических заболеваний и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Опасные (экстремальные) условия труда (4 класс) характеризуются уровнями факторов рабочей среды, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений, в т. ч. и тяжёлых форм.»

При оценке условий труда учитывают следующие факторы: химический, биологический, аэрозоли преимущественно фиброгенного действия, акустические (шум, инфразвук, ультразвук воздушный), вибрация общая, вибрация локальная, ультразвук контактный, неионизирующие излучения, ионизирующие излучения, микроклимат, освещение, тяжесть труда, напряжённость труда. Уровни превышения определяют класс опасности. Данные по всем перечисленным показателям имеются в упомянутом выше руководстве.

2.12.7.3. Показатели надёжности оператора

Оценивая психофизиологические характеристики оператора, в конечном итоге мы ставим задачу определить его надёжность, поскольку он является составным элементом многих систем и от правильности и своевременности его действий зависит надёжность и безотказность всей системы, а, следовательно, и величина риска аварии.

Под надёжностью оператора понимают его свойство качественно выполнять трудовую деятельность в течение определённого времени при заданных условиях.

В основе оценки надёжности оператора лежит понятие ошибки, под которой понимается любое нарушение предписанного оператору алгоритма действий.

Ошибками являются: невыполнение требуемого или выполнение лишнего (несанкционированного) действия, нарушение последовательности выполнения действий, неправильное или несвоевременное выполнение требуемого действия. Ошибки, совершаемые оператором могут иметь различные последствия – в наилучшем случае привести к срыву выполнения производственной программы, а в худшем к аварии.

Надёжность оператора характеризуется следующими показателями: безошибочности, готовности, восстанавливаемости и своевременности.

Показатель безошибочности характеризует вероятность безошибочной работы (выполнения отдельной операции или алгоритма в целом).

Для типовых, часто повторяющихся операций в качестве показателя безошибочности может использоваться также интенсивность ошибок.

По статистическим данным, получаемым оп записям действий оператора, находят:

и , (2.12.56)

где P_jб – вероятность безошибочного выполнения операции j–того типа; λ_j – интенсивность ошибок j–того вида; N_j , n_j – общее число выполняемых операций j–того вида и допущенных при этом ошибок; T_j – среднее время выполнения операций j–того вида.

Зная интенсивность ошибок λ_j при выполнении различных операций и алгоритм работы оператора можно найти вероятность выполнения этого алгоритма оператором:

, (2.12.57)

где k_j – число выполненных операций j–того вида, r – число различных типов операций.

Важным показателем надёжности является коэффициент готовности оператора

, (2.12.58)

где Т₀ – время, в течение которого оператор по тем или иным причинам не находится на рабочем месте или занимается посторонним делом и поэтому не может принять поступившую информацию, Т – общее время работы оператора.

Показатель восстанавливаемости характеризует возможность самоконтроля оператором своих действий и исправления допущенной ошибки. Вероятность Р_исп исправления оператором допущенной ошибки определяют по формуле:

Р_исп=Р_к·Р_обн·Р_и , (2.12.59)

где Р_к – вероятность выдачи сигнала схемой контроля, Р_обн – вероятность обнаружения оператором сигнала контроля,·Р_и – вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении алгоритма.

Показатель своевременности действия оператора вводится потому, что правильные, но несвоевременные действия часто не приводят к достижению цели, т.е. дают тот же результат, что и совершённая ошибка. Поэтому на выполнение определенных задач в системе «человек-машина» отводится определённый лимит времени t_л.

Показателем своевременности Р_св является вероятность выполнения задачи в течение времени τ< t_л.

Р_св= Р{τ< t_л}= , (2.12.60)

где f(t) – функция распределения времени решения задачи оператором. Время t_л может быть постоянной величиной и случайной.

Эта же вероятность вычисляется по формуле

Р_св=1- , (2.12.61)

где m_нс – число несвоевременно решенных задач.

Если ошибка оператора обнаруживается только после выполнения всех действий и для её исправления все действия повторяются заново, и если ошибка исправляется не сразу, а за несколько попыток, в предположении, что первое решение и последующее независимы, среднее время τ_ио исправления ошибки определяется по формуле:

, (2.12.62)

где – среднее значение времени исправления ошибки с k-той попытки, P_k – вероятность исправления ошибки с k-той попытки. Вероятность P_k есть вероятность исправления ошибки с k-той попытки при условии, что в предыдущих (k-1) попытках ошибка имела место.

Такая вероятность подчинена геометрическому распределению:

P_k=P_оп (1 - P_оп)^k. (2.12.63)

Таким образом, для определения надежности системы «человек-машина» необходимо знать характеристики безошибочности P_jб и времени (скорости) P_jс выполнения отдельных действий, входящих в алгоритм деятельности оператора.

Значения времени (τ), дисперсии (σ_τ) и безошибочности P_jб выполнения оператором отдельных действий приведены в табл. 2.16.

Приведённые данные показывают, что при выполнении отдельных операций оператор имеет довольно высокую надёжность – от 0,95 до 0,999. Надо иметь ввиду, что здесь приведены экспериментальные данные, которые получены в условиях проведения эксперимента, когда оператор прошёл специальную подготовку, условия работы комфортные и т.п. В реальной жизни всё более сложно, а следовательно и мене надёжно.

Таблица 2.16

Характеристики оператора при выполнении различных операций

На показатели надёжности, т.е. на время безошибочного выполнения операций большое влияние оказывают многие факторы – физические, эмоциональные, продолжительность работы и другие. Это подтверждают данные, приведённые в табл. 2.17

Таблица 2.17

Виляние вредных факторов на показатели работы оператора

Характеристика	Характеристика рабочей среды
Комфортная	Относительно дискомфортная	Экстремальная	Сверх экстремальная
– среднее время выполнения операций		1,1 – 1,2	1,2 – 1,5	1,5 – 2,5
Pjс – вероятность своевременного выполнения операций		0,95 – 0,8	0,8 – 0,6	0,3

Приведённые данные показывают, что надёжность оператора может быть снижена до полутора-двух с половиной раз при ухудшении условий работы, что подтверждает ранее приведённые данные.

Зная показатели надёжности оператора и надёжности машины, можно оценить надёжность системы «человек-машина» (СЧМ). Оценка надёжности СЧМ производится в следующих целях:

1 – при проектировании – для прогноза ожидаемого уровня надёжности СЧМ;

2 – при внедрении и эксплуатации СЧМ – для определения фактически достигнутого уровня надёжности.

В первом случае надёжность определяется теоретически, во втором – путём сбора и обработки эксплуатационных данных о работе СЧМ, а также путём организации специальных испытаний.

Существуют различные методы оценки надёжности СЧМ: обобщённый структурный (например, с помощью анализа деревьев отказов), системный, системотехнический и др.

Остановимся кратко на системотехническом методе. В нём вводят четыре условных типа СЧМ:

1 – с некомпенсируемыми ошибками оператора и отказами техники;

2 – с компенсацией ошибок операторов;

3 – с компенсацией отказов техники;

4 – с компенсацией ошибок операторов и отказов техники.

Для каждого типа СЧМ определены условия, приводящие к отказу системы.

Например, для систем непрерывного действия показателем надёжности является вероятность безотказного и своевременного протекания производственного процесса в течение времени t.

Такое протекание процесса возможно в следующих случаях:

1 – технические средства работают исправно;

2– произошёл отказ технических средств, но при этом:

а – оператор безошибочно и своевременно выполнил действия по ликвидации аварийной обстановка;

б – оператор допустил ошибочные действия, но своевременно их исправил.

Для такой системы надёжность записывают в виде:

P_счм(t)=P_т(t)+[1- P_т(t)]·k_оп·[P_оп·P_св+(1-P_оп)·P_исп(t_л)], (2.12.64)

где P_т(t) – вероятность безотказной работы технических средств, P_св – вероятность своевременного выполнения оператором требуемых действий, P_исп(t_л) – вероятность исправления ошибки в допустимое время t_л.

Данные расследований крупных аварий на угольных шахтах, в судовождении и многих других отраслях показывают, что от 60 до 80% аварий обусловлены человеческим фактором. Это означает в соответствии с уравнением (2.12.38), что надёжность человека во всех этих авариях составляла от 0,2 до 0,4,
т.е. R(Ч)=0,2÷0,4. Надёжность хорошо подготовленного оператора можно оценить как R(Ч)=0,6÷0,8. Поэтому во многих случаях применяют дублирование операторов, например, в авиалайнерах есть 1-й и 2-й пилоты, дублирование встречается на ответственных предприятиях по контролю радиационной обстановки и т.п.