CC BY
15
УДК 331.4+349.24
Назаренко Н. А., канд. техн. наук, доцент Осетров А. В., д-р техн. наук, профессор Падерно П. И., д-р техн. наук, профессор
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"» им. В. И. Ульянова (Ленина)»
Автоматизированная система оценки условий среды на рабочем месте
Ключевые слова: поддержка принятия решений, показатель, условия среды на рабочем месте. Keywords: decision support, performance, environmental conditions in the workplace.
Предложен подход к построению автоматизированной системы оценки условий труда на рабочем месте. Проанализированы особенности перевода качественных оценок в числовые. Рассмотрены два основных модуля — модуль настройки и оценочный модуль, а также реализуемые ими задачи.
На сегодняшний день оценка условий среды на рабочем месте (РМ) производится путем анализа соответствия значений отдельных показателей требованиям, указанным в международных, государственных и других различных нормативных документах (ГОСТах, СНиПах и др.). Такой подход либо выявляет наличие/отсутствие соответствия заданным параметрам, либо для некоторых отдельных показателей указывает на некоторое число (ранг или категорию), отражающее, хотя и весьма приближенно, степень соответствия значения показателя требованиям. Например, 2-я степень тяжести труда по загазованности СО, СО2 или другим газом. Такой подход, хотя и является узаконенным в ГОСТах и апробированным, в ряде случаев не дает достаточно четкого представления (оценки) об условиях среды на РМ [1], особенно в тех случаях, когда несколько значений показателей находятся недалеко от границы допустимости, но каждый из них укладывается в норму.
Для объективной и всесторонней оценки условий труда на РМ необходимо создание автоматизированной системы, реализующей оценку условий среды на РМ (АСОУСРМ) и обеспечивающей поддержку действий лица, принимающего решения (ЛПР). На первом этапе такая АСОУСРМ должна обеспечивать решение следующих задач:
• фиксация и хранение сведений, полученных путем измерений комплекса показателей, характерных для условий среды на конкретном РМ, возможно с помощью некоторого измерительного комплекса;
• анализ этих сведений по некоторым правилам и построение модели среды на РМ;
• подготовка рекомендаций об отнесении полученных результатов анализа (модели среды на РМ) к одной из возможных категорий или, в случае невозможности подготовки решения на основе имеющейся информации из-за неопределенности какого-либо рода (например, недостаток сведений, пограничные ситуации и др.), подготовка предложений о проведении дополнительного обследования (измерений) [2].
Данный процесс в упрощенном виде представлен
т
на рис. 1. Его можно описать в виде: О—»©, где
^ — множество возможных условий среды на РМ; T — множество правил обработки информации и принятия решения; © — множество решений и рекомендаций, или представить наглядно следующим образом (рис. 2).
Отображение множества возможных условий среды на РМ, на ©, множество решений и рекомендаций, может реализовываться по-разному. Специфика способа отображения обусловлена как особенностями самих РМ и условий труда, так и особенностями ЛПР [1], а также далеко не в последнюю очередь особенностями экспертов, знания которых составили в основу баз данных (БД) и баз знаний (БЗ).
Заметим, что множество ^ является прямым произведением диапазонов значений каждого из показателей, характеризующих условия среды на РМ, то есть т-мерным параллелепипедом, где m — число показателей.
Данные
Рекомендации
Рис. 1 | Упрощенная схема процесса обследования и поддержки принятия решений
Рис. 2
Формальное описание процесса оценки РМ
п = П А = № , А. ], т. е А. , 1=1
где А. —диапазон значений ¿-го показателя; А.н — нижнее (наименьшее возможное) значение ¿-го показателя; А — верхнее (наибольшее возможное) значение ¿-го показателя; ж. — текущее значение .-го показателя.
Если решающее правило не может быть формализовано, то оно, по существу, базируется на опыте эксперта. В этом случае на основе вектора Wе ^ (Ж = (т1, т2, ..., тт)), где W — набор значений пока-
СППР
Оценочный модуль
Модуль настройки
Рис. 3
Общий вид СППР, информационных и управляющих воздействий:
серые стрелки — запросы на выдачу информации; белые стрелки — передача информации
зателеи, характеризующих качество условии среды на РМ, вырабатывается некоторое решение, составленное на основе разработанного набора решающих правил T.
Прежде чем говорить о построении решающего правила, необходимо проанализировать процесс принятия решений специалистом. В процессе анализа значении каждого из показателеи условии среды на РМ специалист соотносит получен-ныи результат с однои из известных ему ситуации (в процессе обучения и/или последующей практики). Таким образом, для каждого из показателей можно определить границы для отнесения его к какой-либо из ситуаций. Этот подход влечет за собой рассмотрение укрупненных состояний, что значительно уменьшает количество возможных различных состояний и повышает степень доверия
к результатам работы АСОУСРМ, так как пользователи понимают принципы принятия решений. Очевидно, что для различных показателей условий среды на РМ число значимых укрупненных состояний может варьировать. Все укрупненные состояния покрывают соответствующий диапазон нахождения показателя и не пересекаются между собой. Отсюда следует, что внутренняя модель специалиста при анализе ¿-го показателя имеет вид
пг
А1 = [Дгн, Агв1, Аг = и причем °к о О = 0,
где п — число укрупненных состояний для ¿-го показателя; О.к , О.. — укрупненные состояния для ¿-го показателя.
Как только значение анализируемого ¿-го показателя попадает в некоторое укрупненное состоя-
БД
по
Э К С П Е Р Т А М
§ §
§
§ §
Анкета с вопросами
Ответы экспертов
Анкета с вопросами
Ответы экспертов
Анкета с вопросами
Ответы экспертов
Анкета с вопросами
Ответы экспертов
Анкета с вопросами
Ответы экспертов
э к с п
Е Р Т Ы
Рис. 4
Общий вид модуля настройки СППР и информационных потоков
ние, то специалист мысленно идентифицирует его как отличное, приемлемое, среднее, плохое, очень плохое и др. Заметим, что число таких состояний каждый эксперт может определять по-разному. Вместо качественного определения можно ввести некоторую ступенчатую функцию, значения которой будут находиться в интервале от 0 до 1 и по значению которой можно непосредственно и однозначно идентифицировать укрупненное состояние (интервал нахождения исследуемого показателя). Для удобства можно считать, что лучшее значение функции в лучшем состоянии равно 1, а в худшем состоянии — 0. Худшее состояние отражает неприемлемое значение некоторого показателя. В зависимости от конкретного показателя функция, определяющая численное значение, может быть монотонно не возрастающая, монотонно не убывающая, колоколообразная и др.
Система поддержки принятия решений (СППР) является ключевым звеном [3] разрабатываемой АСОУСРМ. СППР можно реализовать двумя способами:
• объединением модуля настройки СППР и модуля, обеспечивающего оценку и выработку рекомендаций, в одну систему;
• построением двух отдельных вышепоименованных модулей.
Первый способ является более предпочтительным, так как предполагает создание единого программно-информационного продукта [4], но внесение изменений в настроечный модуль может повлиять на функционирование СППР в целом. При необходимости оба модуля (настроечный и оценочный) допустимо использовать по отдельности.
Общий вид СППР, информационных потоков и информационно-управляющих воздействий [3, 4] показан на рис. 3.
Модуль настройки выполняет ключевые функции, обеспечивающие оценочный модуль необходимыми формальными правилами, аккумулирующими знания, полученные от экспертов. Общий вид модуля настройки приведен на рис. 4.
Модуль настройки содержит в себе пять подсистем и выполняет следующие функции:
• компетентность экспертов (блок 1) — подсистема, предназначенная для работы с компетентностью экспертов, реализации таких функций, как хранение коэффициентов компетентности, оценка компетентности, поиск экспертов по коэффициенту компетентности и др.;
• нормативные данные различных показателей (блок 2) — подсистема, предназначенная для работы с различными показателями, реализации таких функций, как ввод и хранение нормативных значений для показателей условий среды и др.;
• поддиапазоны (блок 3) — подсистема, предназначенная для работы с поддиапазонами, реализации таких функций, как ввод и хранение значений поддиапазонов, комплексирование значений и др.;
• иерархическая модель условий среды РМ (блок 4) — подсистема, предназначенная для работы с весовыми коэффициентами значимости для отдельных показателей, реализации таких функций, как разработка иерархической модели РМ, хранение и расчет весовых коэффициентов значимости для отдельных показателей условий для конкретного РМ и др.;
• комплексные показатели (блок 5) — подсистема, предназначенная для работы с комплексными показателями реализации таких функций, как установление интервалов для качественного различения значений комплексного показателя;
• эксперты (блок 6) — подсистема, предназначенная для работы с экспертами; реализация таких функций, как хранение и ввод данных по экспертам, поиск экспертов по различным параметрам и др.
Нужно отметить следующее:
• для каждого из блоков модуля настройки можно использовать знания различных экспертов;
• БД экспертов постоянно пополняется новой информацией об экспертах, в частности об их участии в экспертизах, коррелированности оценок и др., что позволяет более объективно оценивать их квалификацию в блоке 1;
• блок 4 можно реализовать отдельно от остальных блоков модуля настройки.
Оценочный модуль реализует процедуры, заложенные экспертами при работе с модулем настройки. Общий вид модуля приведен на рис. 5.
Блок 1 осуществляет прием и предварительную обработку показателей и>2, ..., жп, получаемых от измерительного комплекса (результаты измерений) либо вводимых пользователем вручную. При отсутствии какого-либо показателя из полного набора ему присваивается значение «-1».
Рис. 5
Общий вид оценочного модуля и информационных потоков
Блок 2 переводит полученные значения показателей в обобщенные, производит оценку в зависимости от числа и состава имеющихся и отсутствующих показателей. Следует заметить, что в качестве исходной информации в вычислительном процессе, реализуемом в блоке 2, используются не только данные, полученные из информационной системы, но и информация из модуля настройки.
Блок 3 служит для построения модели и вычисления комплексного показателя условий среды конкретного РМ. Полученная на данном этапе информация служит основой для интерпретации и разработки рекомендаций для ЛПР. В оценочном модуле предусмотрены выдача промежуточной информации для ЛПР и формирование различных отчетов на любом из этапов поддержки принятия решений.
Выводы. Данная АСОУСРМ должна облегчить работу специалистов по экспертизе условий среды на рабочем месте, повысить качество такой экспертизы и уменьшить время на ее проведение. Также
при небольшой перенастройке системы она может быть использована при эргономической оценке параметров всего РМ.
| Литература |
1. Падерно П. И., Попечителев Е. П. Надежность и эргономика биотехнических систем / Под общ. ред. проф. Е. П. Попе-чителева. СПб.: ООО «Техномедиа»; Элмор, 2007. 264 с.
2. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях с использованием информации о состоянии природной среды / В. А. Геловани, А. А.Башлыков, В. Б. Бритков и др. М.: Едиториал УРСС, 2001. 304 с.
3. Большаков А. Интеллектуальные системы управления организационно-техническими системами. М.: Горячая линия — Телеком, 2006. 160 с.
4. Архитектура информационных систем / Б. Я. Советов, А. И. Водяхо, В. А. Дубенецкий и др. СПб.: Академия, 2012. 288 с.
УДК 331.4+349.24
Назаренко Н. А., канд. техн. наук, доцент
Нассер С. С., аспирант
Осетров А. В., д-р техн. наук, профессор
Падерно П. И., д-р техн. наук, профессор
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)»
Комплексная оценка условий среды на рабочем месте
Ключевые слова: оценка параметров условий среды, поддержка принятия решений, показатель, рабочее место. Keywords: estimation of parameters of environmental conditions, decision support, performance, workplace.
Предложен подход к реализации количественной оценки условий среды на рабочем месте. На первом этапе процедуры производится перевод частных показателей отдельных параметров среды на рабочем месте в количественные, а на втором этапе полученные числовые значения отдельных показателей комплексируются в единый критерий.
Оценка отдельных показателей (загазованности, запыленности и др.) условий среды на рабочем месте (РМ) обычно производится путем измерения их значений и сопоставления полученных значений
с требованиями различных нормативных документов (ГОСТов, СНиПов и др.). По результатам такого сопоставления принимается решение об отнесении каждого исследуемого показателя к одной из категорий, по которой оценивается степень тяжести труда. Этот подход не дает объективного ответа на вопросы: насколько рабочее место вредит здоровью человека и какова степень тяжести труда на конкретном рабочем месте, так как чаще всего условия среды оцениваются по худшему показателю. Таким образом, получается, что если все показатели в норме, но каждый из них расположен достаточно близко к какому-либо краевому значению, то в целом все хорошо, хотя на самом деле это не так. На сегодняшний день количественная комплексная оценка условий среды на РМ не производится.
