Метод оценки деятельности оператора автоматизированной системы управления технологическим процессом газобетонного производства

Abstract

RU: Актуальность. Рассмотрена проблема количественной оценки деятельности оператора автоматизированной системы управления технологическим процессом производства газобетона. Актуальность данной проблемы обуславливается необходимостью учета человеческого фактора при разработке систем данного типа. Объект исследования – эргономическое и инженерно-психологическое обеспечение деятельности оператора автоматизированной системы управления технологическим процессом газобетонного производства. Предмет исследования – модели, методы и средства повышения эффективности деятельности оператора газобетонного производства. Цель работы – разработка метода, позволяющего провести эргономическую экспертизу деятельности оператора автоматизированной системы управления технологическим процессом на основе количественных показателей данной деятельности, полученных в результате имитационного моделирования, а также верификация метода на примере анализа деятельности оператора автоматизированной системы дозирования материалов для изготовления газобетона на ЗАО «Мотор Сич» (г. Запорожье, Украина). Meтод. Предложено решение рассматриваемой проблемы в виде построения имитационной модели процесса функционирования автоматизированной системы приготовления газобетона и взаимодействия оператора с анализируемым вариантом человеко-машинного интерфейса. Оценка деятельности оператора основывается на сравнительном анализе результатов эксперимента с введенной в модель батареей нормативных и предельных показателей, характеризующих деятельность оператора. В имитационной модели человеко-машинная система «оператор-автоматизированная система» представлена в виде системы массового обслуживания. Результаты. Разработаны метод и программное обеспечение, позволяющие количественно оценить деятельность оператора автоматизированной системы управления технологическим процессом газобетонного производства. Выводы. В работе предложен метод количественной оценки деятельности оператора газобетонного производства основанный на стохастической комбинированной модели. Разработанная модель, является дальнейшим развитием комбинированной модели, предложенной авторами ранее. В отличие от комбинированной модели, в стохастической комбинированной модели учтены случайные воздействия на систему «оператор-автоматизированная система» и формализованы действия оператора по устранению этих воздействий. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность предложенного математического обеспечения и позволяют рекомендовать его для использования на практике при решении задач оценки способов управления технологическим процессом, различных вариантов прототипов человеко-машинного интерфейса с целью их оптимизации для достижения требуемых эффективности и качества деятельности оператора газобетонного производства. UK: Актуальність. Розглянуто проблему кількісної оцінки діяльності оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом виробництва газобетону. Актуальність даної проблеми обумовлюється необхідністю врахування людського фактора при розробці систем даного типу. Об’єкт дослідження – ергономічне та інженерно-психологічне забезпечення діяльності оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом газобетонного виробництва. Предмет дослідження – моделі, методи і засоби підвищення ефективності діяльності оператора газобетонного виробництва. Мета роботи – розробка методу, який дозволяє провести ергономічну експертизу діяльності оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом на основі кількісних показників даної діяльності, отриманих в результаті імітаційного моделювання, а також верифікація методу на прикладі аналізу діяльності оператора автоматизованої системи дозування матеріалів для виготовлення газобетону на ЗАТ «Мотор Січ» (Запоріжжя, Україна). Meтод. Запропоновано рішення розглянутої проблеми у вигляді побудови імітаційної моделі процесу функціонування автоматизованої системи приготування газобетону і взаємодії оператора з варіантом людино-машинного інтерфейсу, що аналізується. Оцінка діяльності оператора грунтується на порівняльному аналізі результатів експерименту з введеною в модель батареєю нормативних та граничних показників, що характеризують діяльність оператора. В імітаційній моделі людино-машинна система «оператор-автоматизована система» представлена у вигляді системи масового обслуговування. Результати. Розроблено метод і програмне забезпечення, що дозволяють кількісно оцінити діяльність оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом газобетонного виробництва. Висновки. В роботі запропоновано метод кількісної оцінки діяльності оператора газобетонного виробництва заснований на стохастичній комбінованій моделі. Модель, що розроблялася, є подальшим розвитком комбінованої моделі, запропонованої авторами раніше. На відміну від комбінованої моделі, в стохастичній комбінованій моделі враховані випадкові впливи на систему «оператор-автоматизована система» та формалізовані дії оператора щодо усунення цих впливів. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого математичного забезпечення і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при вирішенні завдань оцінки способів управління технологічним процесом та різних варіантів прототипів людино-машинного інтерфейсу з метою їх оптимізації для досягнення необхідних ефективності та якості діяльності оператора газобетонного виробництва. EN: Context. The problem of quantitative estimation of the Automated Control System operator’s activity for aerated concrete production is considered. The relevance of the problem is determined by the need to take into account the human factor in the development of systems of this type. The research object is the ergonomic and psychological-engineering support in the activity of Automated Control System operator for aerated concrete production. Models, methods and means for increasing the efficiency of the operator’s activity are the research subject for a type of the manufacturing considered. Objective. The method of conducting an ergonomic examination of the Automated Control System operator’s activity based on quantitative indicators of this activity was proposed as a solution. The quantitative indicators were obtained as the results of a simulation. The method verification took place by the example of the analysis of Automated Control System operator’s activity in dosing materials for manufacturing aerated concrete at JSC “Motor Sich” (Zaporizhzhia, Ukraine). Method. The solution offered includes the imitation model of Automated Control System operating process for the aerated concrete preparation and operator’s interaction with the analyzed human-machine interface version. The estimation of the operator’s activity is based on a comparative analysis of the results of an experiment with a battery of regulating and marginal indicators introduced into the model as for characterizing the operator’s activities. The “operator-Automated Control System” human-machine system incorporated into the imitation model is presented as a queuing system. Results. The research resulted in software to realize the offered method of quantitative estimation of the Automated Control System operator’s activity for aerated concrete production. Conclusions. The research proposes the method of quantitative estimation of operator’s activity for aerated concrete production based on a stochastic combined model. Offered model is a further development of the combined model proposed by the authors earlier. Unlike the combined model, the stochastic combined model takes into account random effects in the “operator-Automated Control System” system and the operator’s activity formalization to eliminate such impacts. The conducted experiments have proved the operability of the software offered; such software can be recommended to be used while justifying the control methods, different human-machine interface prototypes variants to keep them optimized on criteria of the required efficiency and quality concerning the operator’s activity for aerated concrete production.