Delist.ru

Методологические основы обеспечения качества систем машиностроения, включающие человеческий фактор (на примере сварных конструкций) (07.09.2007)

Автор: Коробцов Александр Сергеевич

Проведен анализ экспериментальных исследований, позволивший оценить динамику изменения субъективных и объективных показателей функционального состояния операторов в течение эксперимента и провести поиск взаимосвязей между различными показателями функционального состояния и результатами профессиональной деятельности.

Выявлен характер изменения результатов тестирования, свидетельствующий о снижении работоспособности операторов к концу рабочего дня. При этом при пяти часовом рабочем дне снижение было зарегистрировано в 76 % случаев, а при 12-ти часовом - в 85 % случаев. В целом за весь период экспериментов с российскими и английскими операторами (138 рабочих дней) лишь 17 раз (12,3% случаев) показатели самочувствия и активности в вечернее время превосходили утренние измерения, при этом у разных операторов был зафиксирован весьма разный диапазон их снижения. Были выявлены операторы, чьи показатели функционального состояния в течение дня характеризовались существенной нестабильностью. Зафиксирована тесная корреляционная связь между показателями "самочувствие" и "реактивная тревожность". При сравнительном анализе результатов тестирований разных операторов выявлено существенное влияние на абсолютные значения времени реакции индивидуальных особенностей операторов.

Установлено, что влияние функционального состояния операторов УЗК на результаты профессиональной деятельности оказалось нелинейно связанным с действием ряда физиологических и психологических показателей состояния. Это проявилось в том, что в одних случаях ухудшение функционального состояния не приводило к существенному изменению результатов производственной деятельности, в других же случаях были отмечены факты существенных ошибок в работе в моменты явных провалов в показателях функционального состояния (рис.14).

На рис. 14 для английского оператора R по дням эксперимента (горизонтальная ось) приведено сопоставление точности настройки дефектоскопа (заштрихованные столбцы) и показателя “Самочувствие” в тесте САН (левая вертикальная ось), который проводился каждый раз непосредственно перед настройкой дефектоскопа. Видно, что самая большая ошибка в результатах профессиональной деятельности была зафиксирована в момент существенного снижения показателя «Самочувствие» оператора (пятый день эксперимента).

С позиции качественного анализа экспериментальных данных выявлены тенденции взаимосвязей между показателями состояния оператора и эффективностью работы, которые проявляются в следующем. Во-первых, с понижением показателей функционального состояния отмечается тенденция к повышению средней ошибки и существенному увеличению разброса результатов измерений (результатов производственной деятельности). То есть, с ухудшением функционального состояния оператора возрастает вероятность допуска им значимой ошибки. Данную тенденцию позволяет проиллюстрировать рис. 15, на котором результаты диагностирования функционального состояния отложены по оси абсцисс, а точность нахождения максимальной амплитуды сигнала по оси ординат.

Рис.15. Взаимосвязь между показателями функционального состояния и

точностью нахождения максимальной амплитуды сигнала

Видно, что с ухудшением показателей функционального состояния наблюдается увеличение как средней ошибки, так и дисперсии результатов измерений.

Во-вторых, установлен другой аспект проявления роли функционального состояния, заключается в том, что была зафиксирована связь между стабильностью-нестабильностью показателей функционального состояния и стабильностью-нестабильностью как результатов контроля в целом, так и точности настройки дефектоскопа.

На рис.16. показана динамика изменения показателей состояния и достоверности контроля за весь период эксперимента для английских операторов P и Q. Можно видеть, что стабильность функционального состояния оператора P сопровождается стабильными результатами его профессиональной деятельности. Нестабильное функциональное состояние оператора Q соответствует нестабильным результатам его работы, причем во второй половине периода испытаний совпадение тенденций наблюдается более четко.

Выявлена также связь между стабильностью-нестабильностью функционального состояния операторов УЗК и стабильностью – нестабильностью в точности настройки дефектоскопа.

Рис.16. Взаимосвязь между показателями функционального состояния и

вероятностью выявления дефектов в тест-образцах

Установлены специфические особенности влияния на результаты профессиональной деятельности оператора УЗК фактора врабатываемости. Более дифференцированный анализ результатов профессиональной деятельности показал, что на протяжении всех дней эксперимента наибольшая погрешность измерений наблюдалась в течение первых приблизительно тридцати минут работы. Такая тенденция отмечена в значительном числе случаев (88,9%). Таким образом, объективной реальностью является то, что вероятность допуска значимых ошибок оператором ультразвукового контроля на стадии врабатываемости значительно выше, чем в период устойчивой работоспособности. Учитывая, что ответственная операция - настройка дефектоскопа проводится в первые минуты работы, то значимость повторной настройки через 30-45 минут с целью повышения надежности контроля значительно возрастает.

По результатам проведенных экспериментов не выявлены количественные математически описываемые взаимосвязи между функциональным состоянием операторов и результатами профессиональной деятельности, что объясняется сложностью и неоднозначностью влияния данного субъективного фактора на надежность и информативность системы неразрушающего контроля. По-видимому, функциональное состояние оператора УЗК следует рассматривать, как степень психологической готовности реализовать свои профессиональные возможности, а снижении показателей функционального состояния как фактор риска, как предпосылку к снижению надежности результатов контроля из-за снижения характеристик внимания, дезинтеграции сложных навыков, снижения продуктивности мышления, нарушения тонкой координации, снижения зрительной чувствительности.

Результаты исследования роли функционального состояния оператора в проблеме надежности УЗК явились вкладом российской стороны в европейскую программу TACIS R 2.05., секция “Человеческий фактор” и были представлены на европейском рабочем совещании в г. Ризли (Великобритания) по проблеме надежности оборудования АЭС.

Основные выводы и результаты

1. Одним из главных путей повышения качества немеханизированного ультразвукового контроля является процессный подход к управлению человеческими ресурсами.

На основе системного междисциплинарного подхода предложена методология планирования, целенаправленного формирования и обеспечения требуемого уровня субъективных факторов, определяющих качество основных процессов жизненного цикла оператора ультразвукового контроля.

2. Объективность количественной оценки качества УЗК при подготовке и оценке квалификации персонала может быть обеспечена только при использовании контрольных сварных соединений, содержащих искусственные дефекты известных размеров и местоположения.

В контексте TQM для квалиметрической оценки квалификации и уровня подготовленности персонала, результативности основных процессов разработаны специальные технические средства и методики создания искусственных дефектов гарантированных размеров и местоположения на основе установленных закономерностей роста усталостных трещин и аппарата линейной механики разрушения. Оригинальность технических решений подтверждена авторскими свидетельствами.

3. Целенаправленное формирование и квалиметрическая оценка качества профессиональных навыков наиболее эффективны на основе специальных тренажерных средств, учитывающих психологические аспекты теории тренажеров и позволяющих формировать отдельные навыки, которые определяют качество основных процессов профессиональной деятельности оператора УЗК. С учетом этого разработаны следующие средства:

- тренажерная система на базе планшетного дигитайзера и персонального компьютера, которая позволяет целенаправленно формировать и статистически оценивать качество сканирования, являющегося одним из важнейших процессов профессиональной деятельности;

- компьютеризированный тренажер для обучения и комплексной оценки результативности профессиональной деятельности, объект контроля которого представляет тело вращения, гарантирует случайность подачи информации о предмете контроля и обеспечивает статистическую доказательность качества контроля;

- специализированный тренажер, позволяющий количественно оценить качество работы операторов УЗК в условиях монотонной деятельности (на тренажер получен патент).

4. Экспериментально выявлена роль следующих субъективных показателей наиболее значимых процессов системы менеджмента человеческих ресурсов:

- Темперамент оператора является основным, наиболее значащим и достаточно комплексным психологическим критерием профессионального отбора операторов УЗК. Данная наиболее неизменная, врожденная характеристика личности существенно влияет на эффективность реализации основных профессионально важных качеств, а также на мотивацию к данной профессиональной деятельности. По степени желательности для работы оператором УЗК классические темпераменты располагаются в следующей последовательности: флегматический, меланхолический, сангвинический. Холерический темперамент является нежелательным.

- Профессиональная подготовка операторов УЗК должна базироваться на индивидуальном подходе, учитывающем психофизиологические особенности обучаемого, и направлена на формирование профессионально важных качеств, реализация которых представляет наибольшую трудность для представителей различных темпераментов.

- Функциональное состояние операторов УЗК является многоуровневым субъективным фактором качества системы контроля и нелинейно связано с результатами профессиональной деятельности. Нестабильность показателей функционального состояния операторов УЗК является фактором риска и проявляется в нестабильности, как результатов контроля в целом, так и точности настройки дефектоскопа.

Экспериментально установлено, что из-за фактора врабатываемости вероятность допуска значимых ошибок оператором УЗК в первые минуты работы значительно выше, чем в период устойчивой работоспособности, что повышает значимость повторной настройки дефектоскопа через 35-40 минут.

Результаты исследования роли функционального состояния оператора в проблеме надежности УЗК явились вкладом российской стороны в европейскую программу TACIS R 2.05., секция “Человеческий фактор”.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Лукьянов В.Ф. Анализ приближенных методов определения коэффициентов интенсивности напряжений вдоль фронта поверхностных полуэллиптических трещин при изгибе / В.Ф.Лукьянов, А.С.Коробцов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение.-1986.-№ 4. - С. 7-11.

2. Лукьянов В.Ф. Моделирование на ЭВМ кинетики распространения разрушения вдоль линии сплавления / В.Ф.Лукьянов, В.В.Напрасников, А.С. Коробцов // Сварочное производство.-1985.-№4.- С. 1-3.

3. Лукьянов В.Ф. Кинетика изменения фронта поверхностной трещины при осесимметричном изгибе / В.Ф.Лукьянов, В.В.Напрасников, А.С.Коробцов // Проблемы прочности.-1986.-№7. -С. 8-13.

4. Лукьянов В.Ф. Статистическое моделирование разрушения сварных соединений / В.Ф.Лукьянов, А.С.Коробцов, В.В. Напрасников // Автоматическая сварка.- 1986.-№ 5. - С. 13-16.

5. Лукьянов В.Ф. Закономерности объединения поверхностных трещин, развивающихся от дефектов сварных соединений при малоцикловом разрушении / В.Ф.Лукьянов, А.С. Коробцов // Сварочное производство.-1987.-№4.- С. 41-42.

6. Оценка допустимых размеров внутренних дефектов в сварных соединениях при малоцикловом нагружении/ Лукьянов В.Ф., Коробцов А.С., Людмирский Ю.Г. и др. // Автоматическая сварка. -1987.-№ 12. - С. 8-11.

7. Лукьянов В.Ф. Закономерности объединения поверхностных коллеанарных трещин при малоцикловом нагружении / В.Ф.Лукьянов, А.С.Коробцов // Малоцикловая усталость - критерии разрушения и структуры материала: тез. докл. 5-го Всесоюз. симп. – Волгоград, 1987.- С.100-102.

8. Лукьянов В.Ф. Прогнозирование долговечности сварных соединений с учетом остаточных напряжений / В.Ф.Лукьянов, М.В.Солтовец, А.С. Коробцов // Физико-химическая механика материалов.-1987.- №3.- С. 68-71.

загрузка...