|
|
Оглавление1. Опасности факторов производственной сред при техническом обслуживании авиатехникиы Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу2. Модель оценки воздействия опасности факторов производственной среды для поддержки принятия решений при организации производственных процессов технического обслуживанияИз результатов, полученных в главе 1, следует целесообразность разработки модели, в соответствии с которой можно будет разработать систему поддержки принятия решений при организации производственных процессов технического обслуживания авиатехники и предложить алгоритм возможного управления воздействием опасности факторов производственной среды для снижения этого негативное воздействие на работников и на результаты их деятельности. 2.1. Формирование рейтинговых оценок взаимосвязей показателей опасности факторов производственной среды процессов технического обслуживания авиатехники методом построения древовидной схемыСуществует несколько подходов к решению задач многокритериальной оптимизации [69, 11, 31, 83, 97, 115, 39, 40], причем по мнению авторов [37] «при моделировании сложных систем допускается возможность использования упрощенных моделей, отражающих только те грани сущности сложной системы, которые интересуют исследователя». Большинство из названных подходов, так или иначе, связаны с формированием рейтинговой оценки, которая в агрегированном виде отражает все цели системы [8, 18, 22, 21, 60, 61, 80, 106]. Пусть система (производственная среда) оценивается по m показателям. Обозначим xj — значение j-го показателя. Наиболее простой формой представления рейтинговой оценки является линейная свертка [8, 58], математическая модель которой записывается в виде формулы (2.1): (2.1) где: λ вес j-го показателя, определяемый, как правило, экспертно. На основе рейтингового подхода [114] и многофакторного анализа [28] опасностей разрабатывается группа рейтинговых оценок показателей и устанавливается связь [32] между ними. При этом применение рейтингового подхода подразумевает [81], что рейтинговые оценки опасности присваиваются всем группам факторов: компетентности персонала, организационным и физическим. Специфика рассматриваемой системы состоит в том, что она не является статической ни во времени, ни в пространстве. Традиционно для достижения поставленных целей (минимизация воздействия опасностей факторов производственной среды производственных процессов технического обслуживания авиатехники), путем минимизации воздействия опасности факторов производственной среды, которая преимущественно реализуется улучшением условий производственной среды. Для этого разрабатываются проекты планов мероприятий (дорожные карты), оцениваются требуемые ресурсы и сроки реализации. Каждое мероприятие оценивается по вкладу (эффекту), который оно вносит в достижение поставленных целей, строится зависимость «затраты –эффект» по каждому показателю. Важно отметить, что ряд показателей взаимно зависимы, ибо мероприятие, улучшающее значение одного показателя, одновременно улучшает (или ухудшает) значение другого. Однако имеются и относительно независимые показателя. Все это обычно определяется в ходе многофакторного анализа [61, 82, 139]. Нелинейность системы приводит к суперпозиции (интерференции) показателей, в результате чего простое линейное сложение не дает объективной картины величины результирующей опасности [33, 98]. Необходимо перейти к специальным методам интеграции («свертки») исходных показателей. Недостатком линейной «свертки» по формуле (2.1) является невозможность учесть зависимость показателей между собой [8]. При наличии взаимозависимости однозначно необходимо использовать нелинейную «свертку». Заметим, что «нелинейное преобразование может быть выбрано различными способами [98], однако при этом затрудняется работа экспертов по определению весов в новом пространстве, если оно не имеет достаточно хорошей содержательной интерпретации». Пусть оцениваемая сложная система [33] описывается на основе заданного набора показателей как K = (k1,...ki,...kn) [109]. Заметим, что каждый из частных показателей также может быть многомерной величиной, причем разные показатели могут иметь разную размерность (в результате чего возникает дополнительная задача «упорядочивания» исходных показателей), в таком случае показатель К рекомендуется рассматривать уже как матрицу соответствующего ранга [30]. Более того разные показатели могут быть разнородны по типу данных, некоторые показатели являются числовыми, некоторые — качественными или логическими (имеющими два значения: «да» и «нет»). Часть показателей может быть выражена лексическими переменными, т. е. набором фиксированных значений. Значения показателей, выраженных лексическими переменными, могут кодироваться целыми числами (например, 0, 1, 2, …, n) [38, 92]. Если известно (или предполагается) направление шкалы изменения соответствующей лингвистической переменной, то рекомендуется [68, 82] предпочитать присваивание числовых кодов так, чтобы кодированные значения лингвистической переменной изменялись в том же направлении. Для корректного оперирования разнородными показателями [92] введем для каждого из них нормировочную функцию, которая любое значение показателей Кi переводит в множество всех действительных чисел на отрезке [0; 1], тогда 0 ≤ ki ≤ 1 (исходные значения будем обозначать большими буквами, а нормированные — малыми). Нормирование может привести к завышению или занижению фактического влияния показателя, однако этот негативный эффект нормировки устраняется введением для каждого показатели весового коэффициента или индикатора значимости, определяемого эмпирически (например, методом экспертных оценок) [93]. Весовые коэффициенты также могут быть определены методом факторного анализа [113]. Достижение поставленных перед системой целей описывается оптимизацией некоторой комплексной целевой функции F(K), отражающей определенные качественные свойства целей [31, 97]. Качественными целями являются увеличения частных показателей (рейтинговых оценок), вплоть до достижения ими требуемых или экстремально допустимых значений. Если качественным свойством целей системы является улучшение хотя бы одного критериального показателя (фактора) ki, то условие оптимизации авторы [8, 109, 129] рекомендуют представить в виде формулы: (2.2) где: α — параметры, отражающие информацию об относительной важности различных показателей, т.е. весовые коэффициенты. Экстремум может быть [131] как минимумом, так и максимумом, в зависимости от выбранного направления шкалы измерения критериальных показателей. Если для оптимизации системы требуется улучшение всех (или нескольких) критериальных показателей (показатели, улучшение которых не требуется, рекомендуется вовсе исключить из рассмотрения, зафиксировав их в качестве независимых параметров), целевую функцию целесообразно [69, 32] представить в виде средневзвешенной степенной оценки [61]. При этом воспользуемся рекомендуемым [5, 23] дихотомическим [134] представлением показателей по схеме древовидной структуры [136, 132]. Тогда получаем формулу: (2.3) Для трех показателей математическая модель нелинейной средневзвешенной «свертки» степени m записывается в виде формулы (2.4): (2.4) где: m — показатель степенной «свертки». Процедура «свертки» соответствует известной процедуре сложения многомерных величин [56]. Простейшей нелинейной оценкой (сложение в двухмерном пространстве) является [8, 134] квадратичная «свертка» (m=2) по формуле: (2.5) Весовые коэффициенты в формуле (2.5) удобно представить в виде сомножителей, тогда получатся формула: (2.6) Заметим, что такая «свертка» соответствует сложению ортогональных показателей. Если же имеется зависимость показателей между собой, то необходимо учесть смешанные произведения, где коэффициентами, в соответствии с [28], будут коэффициенты корреляции соответствующей пары. Так, например, для двух показателей, «свертка» выглядит в виде следующей формулы: (2.7) где: δ — коэффициент взаимозависимости показателей, то есть корреляцию. Если весовые коэффициенты подбирать с условием нормировки, то целевая функция как раз и будет выполнять роль рейтинга на соответствующем уровне иерархии системы. Представляется целесообразным далее отождествить понятия рейтинговой и целевой оценок. Главная идея рейтингового подхода заключается в создании условий для выработки предложений по изменению фактического уровня опасности факторов производственной среды, активизации «безопасно-ориентированной» деятельности всех служб и подразделений, занимающихся техническим обслуживанием АТ, усиления их мотивации к работе по правилам производственной безопасности. Для общности будем называть каждую оцениваемую позицию показателем (рейтинговым показателем). Для каждого показателя определяем уровень (из стандартного расчета 3-х уровней с возможным делением на подуровни, чтобы включить в общую схему рейтингового подхода методику оценки рабочих мест по условиям труда) и весовой коэффициент (или коэффициент значимости) данного показателя в данной группе показателей. При этом надо различать требуемый уровень (для каждого показателя свой, не обязательно высший) и реально достижимый уровень (в конкретных условиях взаимодействия системы и внешней среды). Обязательный уровень должен быть известным всем участникам процесса. При этом обязательный уровень должен быть задан по возможности однозначно, в форме, не допускающей разночтений. Обязательный уровень гарантирует получение удовлетворительной рейтинговой оценки, более высокий уровень повышает оценку. Заметим, что ценность рейтингового подхода в том, что на его основе строится полная система рейтингового управления реализацией опасности факторов производственной среды производственного процесса проведения технического обслуживания авиатехники, включающая в себя рейтинговый мониторинг процесса в целом. Для того чтобы процесс рейтингового управления имел максимальный эффект, в него должны быть вовлечены показатели всех факторов. Это условие автоматически выполняется, когда рейтинговая оценка на каждом уровне иерархии совпадает с целевой функцией. Двумерная «свертка» по двум показателям наилучшим образом отвечает предложенному [69, 8] матричному представлению и дихотомному «дереву» [134]. Особенностью этой структуры является агрегирование (интеграция) в каждом узле схемы древовидной структуры только двух оценок. Интегральная рейтинговая оценка должна отражать приоритеты показателей. Формирование этих приоритетов, а значит и формирование рейтинговой оценки должно проводиться должно проводиться экспертами с учетом мнения лиц, принимающих решения (ЛПР). «Человек способен эффективно оценить (соразмерить) только ограниченное число показателей и лучше всего [20, 21], если на каждом шаге оценки приходится сравнивать не более двух-трех показателей». Такое сравнение в случае двух показателей [69, 132] удобно проводить, с представлением результатов сравнения в виде двумерной матрицы или простой таблицы. На каждом следующем шаге рассматривается предыдущая «свертка» в паре с одним новым показателем. Для этого в рамках проводимого многофакторного анализа осуществляется уровневое распределение рассматриваемых показателей. Дихотомическое представление можно [23, 134] описать «структурной схемой в виде «прадерева» [132, 136] с корневой вершиной [5, 19], соответствующей комплексной оценке, и висячими вершинами [5], соответствующими локальным показателям». «Каждой промежуточной вершине К соответствует агрегированная оценка f k , получаемая в результате «свертки» двух оценок соответствующих вершин нижнего уровня» [19] (рисунок 2.1). Структурной схеме, приведенной на рисунке 2.1, поставим в соответствие дихотомное представление комплексной оценки [8, 23], представляющей собой аналитическую модель сложной нелинейной многоуровневой «свертки», записываемой в виде следующей формулы: (2.8) где: φ1, φ2, φ3 — весовые коэффициенты. Рисунок 2.1. Схема свертки оценок 4-х показателей в виде дихотомического дерева с корневой вершиной и висячими вершинами, где К и f — исходные и сложные (агрегированные) оценки (в нашем случае далее это показатели опасности факторов производственной среды) Дихотомное представление позволяет решать задачу обобщения оценки по n критериям путем последовательного решения ряда задач с двумя показателями [6, 69, 8, 134]. Для расширения возможностей и некоторого обобщения метода, модифицируем дихотомное представление так, чтобы на каждом уровне можно было рассматривать не только одну, но и две пары. При этом каждый раз выбор по-прежнему делается «один из двух», однако на каждом уровне может быть рассмотрено от 2 до 4 показателей, как это иллюстрируется на рисунке 2.2. Рисунок 2.2. Модифицированная схема свертки оценок 5-ти показателей в виде дихотомического дерева с корневой вершиной и висячими вершинами, где К и f — исходные и сложные (агрегированные) оценки (в нашем случае далее это показатели опасности факторов производственной среды) Процесс управления реализацией опасности подразумевает цель: изменение (снижение) количества и интенсивности реализации опасности факторов производственной среды при проведении производственных процессах технического обслуживания АТ. Следует заметить, что аналогичные по видам опасности производственные (технологические) процессы существуют и на других опасных производственных объектах (ОПО), которым посвящен Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ [89]. Изложенные выше положения и результаты исследований опубликованы авторами в работе [78]. Рассмотрим авиационное предприятие (АП) из группы организаций и предприятий, занимающихся однотипной деятельностью по техническому обслуживанию (ТО) авиационной техники (АТ). Условия производственной среды в этой группе характеризует 9 следующих факторов (Ф1 … Ф9): — для рабочих (производственный состав) это: — Ф1 — фактор «Профзаболеваемость» рабочих (ПзРб); — Ф2 — фактор «Травматизм» рабочих (ТрРб); — Ф3 — фактор «Компетентность» рабочих (КмпРб); — для специалистов это: — Ф4 — фактор «Профзаболеваемость» специалистов (ПзСп); — Ф5 — фактор «Травматизм» специалистов (ТрСп); — Ф6 — фактор «Компетентность» специалистов (КмпСп); — для руководителей (административный состав) это: — Ф7 (ПзРк) — фактор «Профзаболеваемость» руководителей; — Ф8 (ТрРк) — фактор «Травматизм» руководителей; — Ф9 (КмпРк) — фактор «Компетентность» руководителей. По итогам оценки рабочих мест по условиям труда авиапредприятия по ТО АТ, как показано выше, получаем: — итоговые результаты гигиенической оценки условий труда (оценка опасности фактора профзаболеваний); — результаты оценки травмоопасности рабочих мест. Дополнительно из отдела кадров рассматриваемой организации следует получить информацию о подготовке (профессиональному образованию) и стаже: — рабочих (производственный состав); — специалистов; — руководителей (административный состав). Примечания 1. В качестве показателя опасности фактора производственной среды «Компетентность» предлагается принимать соответствие (или не соответствие) базового образования выполняемым функциональным обязанностям с учетом стажа работы. 2. При оценке взаимного влияния факторов производственной среды следует учитывать сложный характер взаимодействия между сотрудниками всех категорий (рабочие, специалисты, руководители) анализируемых предприятий и организаций, неоднозначность которого показана в работе [47]. 3. Для дальнейшей работы необходимы экспертные оценки, поэтому к исследованию были привлечены 30 экспертов (25 специалистов — представителей руководства основных производственных подразделений — организации, занимающейся ТО АТ, и 5 экспертов из организаций, занимающихся ОРМ по УТ для транспортных предприятий). Привлеченным к работе экспертам было предложено руководствоваться следующими правилами влияния факторов травматизма и профзаболеваний на фактор компетентности травмированного или заболевшего профессиональной бо-лезнью. Правило 1. По мере увеличения значения показателя опасности фактора производственной среды «производственный травматизм» (фактора «проф. заболеваемость») из-за ухудшения условий труда (повышения их опасности) каждой из 3-х рассматриваемых категорий (рабочий, специалист, руководитель), т. е. при движении в направлении от 1 балла к 2-м, …, 4-м и к 5-м баллам, показатель опасности фактора компетентности (в сфере ОТ и производственной безопасно-сти) уменьшается (т.е. движется в направлении от 5 баллов к 4-м, …, 2-м и даже к 1-му баллу) в связи тем, что пострадавший (заболевший) на своем собственном примере (опыте) узнает: — какие причины привели его к травме (болезни); — каковы симптомы травмы (болезни); — как она проявляется (развивается); — какие лекарства и методы лечения способствуют выздоровлению; — какие ограничения на условия труда и на процессы труда накладывает травма (болезнь); — почему нормативные акты, регламентирующие условия и приемы труда, содержат те или иные ограничения (регламентации, требования); — и многое иное и аналогичное перечисленному. Такие изменения, происходят в сторону повышения уровня компетентности (изменение от 5 баллов к 4-м, …, 2-м и даже к 1-му баллу) происходят также из-за (вследствие) общения с врачами и с другими больными, с которыми травмированные (профзаболевшие) встречаются в медицинских учреждениях. Правило 2. По мере увеличения показателя опасности фактора производственной среды «производственный травматизм» («проф. заболеваемость») из-за ухудшения условий труда рабочего, т.е. при движении в направлении от 1 балла к 2-м, 3-м и к 5-м баллам, уровень компетентности в сфере ОТ и производственной безопасности у специалистов и у руководителей (непосредственно сам руководитель и его заместители) увеличивается (т. е. движение происходит в направлении от 5 баллов к 4-м, 3-м, 2-м и к 1-му баллу) в связи с тем, что специалист (руководитель) на примере (опыте) рабочего узнает дополнительную (к его предыдущим знаниям) информацию, занимаясь (участвуя) в: — расследовании несчастных случаев; — анализе травматизма и проф. заболеваемости; — подготовке ответов на запросы вышестоящих организаций в сфере ОТ; — подготовкой материалов для проверяющих комиссий и для судов; — и т. п., и т. д. Правило 3. Увеличение показателя опасности фактора производственной среды «производственный травматизм» («проф. заболеваемость») из-за ухудшения условий труда (повышения их опасности) работников и специалистов, т. е. при движении в направлении от 1 балла к 2-м, 3-м и к 5-м баллам, уровень компетентности в сфере производственной безопасности у руководителей (и их заместителей) увеличивается (т. е. движение происходит в направлении от 5 баллов к 4-м, 3-м, 2-м и к 1-му баллу) в связи с тем, что руководитель на примере (опыте) как рабочих, так и специалистов узнает дополнительную (к его предыдущим знаниям) информацию, занимаясь руководством: — расследования несчастных случаев на производстве; — анализа травматизма (проф. заболеваний); — подготовки ответов на запросы вышестоящих организаций в сфере ОТ; — подготовки материалов для проверяющих комиссий и для судов; — и т. п., и т. д. Правило 4. Обратное влияние в процессах, описанных в правилах 2, 3 практически отсутствует. Так, изменение показателя опасности фактора производственной среды «производственный травматизм» («проф. заболеваемость») из-за изменения условий труда (изменения их опасности) у специалистов и у руководителей не изменяет уровень компетентности в сфере производственной безопасности у рабочих в связи с тем, что они знают о названных проблемах специалистов и руководителей только «понаслышке». Правило 5. Аналогично изложенному в правиле 4 обратное влияние в процессе, описанном в правиле 3 также практически отсутствует. Так, изменение показателя опасности фактора производственной среды «производственный травматизм» («профзаболеваемость») из-за изменения условий труда (изменения их опасности) руководителей почти не меняет уровень компетентности в сфере ОТ и производственной безопасности у специалистов в связи с тем, что специалисты мало знают о названных проблемах руководителей (хотя знают об этом больше, чем рабочие). Изложенные выше пять правил объясняются реализацией коммуникационного производственного взаимодействия работников организаций. Основным субъектом воздействия опасностей факторов производственной среды является производственный персонал (рабочие), а специалисты и административный персонал (инженерно-технические работники — ИТР) повышают свою компетентность анализируя обстоятельства, способствующих реализации рассматриваемых опасностей. В процессе работы 30 привлеченных экспертов определяли матрицы попарного сравнения, отражающие взаимное влияние друг на друга факторов производственной среды по результатам оценки рабочих мест АП по условиям труда (пример матрицы, заполненной одним из экспертов приведен в прил. 5). Полученные 30 матриц взаимного влияния факторов производственной среды были объединены (усреднены) и представлены в качестве итоговой объединенной и усредненной матрицы взаимного влияния факторов производственной среды в виде таблице 2.1. На данном этапе был введен ряд допущений: — безошибочность нормативно-технологической и организационно документации (чертежи, технологические карты проведения процессов и операций, маршрутных листов, результатов АРМпоУТ и СОУТ и т.п.); — отсутствие цейтнотов и форс-мажорных обстоятельств; — полноценная укомплектованность орг. штатной структуры организации; — существование необходимых и эргономически оптимальных решений по защите работника при выполнении производственных операций — соответствие эргономического сопровождения производственных процессов требованиям нормативной документации. — отсутствие сознательных целенаправленных негативных действий работников (саботаж, вредительство и т.п.), а также актов незаконного вмешательства; — отсутствие негативных внешних (для предприятия) директивных указаний и социальных факторов. Таблица 2.1. Матрица попарного сравнения, отражающая взаимное влияние
0 — Влияние отсутствует. 1 — Влияние существует. ХХХ — Сравнение смысла не имеет. Примечание. В таблице 2.1 представлены средние значения из оценок 0 (влияет) и 1 (не влияет), округленные до 0, если среднее <0,5, или до 1, если среднее ≥0,5. С помощью таблицы 2.1 и экспертов были определены пары для интеграции («свертки») факторов первого и следующих уровней (экспертным методом с учетом числа взаимосвязей). По результаты стали основанием построенной схемы древовидной структуры [136] показателей, изображенное на рисунке 2.3. Рисунок 2.3. Схема древовидной структуры для интеграции («свертки») 9-ти исходных показателей опасности факторов производственной среды производственных процессов ТО АТ 2.2. Формирование и анализ процедуры интеграции показателей опасности факторов производственной среды по древовидной схеме, интегральный показательДля выполнения процедуры интеграции («свертки») исходных показателей опасности факторов производственной среды может быть использована методика предлагаемая авторами ниже. Предварительно перейдем к выбранной шкале оценок по каждому показателю, а именно, будем оценивать опасности каждого фактора по пятибалльной шкале, используя обоснования, приведенные в таблицах 1.6, 1.7 и 1.8. По аналогичной шкале (1, 2, … 5) будем оценивать последующие агрегированные комплексные и итоговый интегральный показатели. Примечание. Промежуточные матрицы «свертки», используемые в дальнейшем, для получения интегрального показателя в соответствии со схемой «дерева» показателей, представленных на рисунке 2.3 формировались аналогично тому, как формировалась матрица, представленная в таблице 2.2 той же группой экспертов. Рассмотрим в качестве примера условную интеграцию («свертку») показателя фактора компетентности руководителя с показателем фактора травматизма рабочего (таблица 2.2), в результате чего получается матрицу показателей некоего нового условного комплексного фактора 000 более высокого уровня. Таблица 2.2. Формирование матрицы показателя опасности условного
Матрица в таблице 2.2 отражает приоритеты сравниваемых факторов. Следующим шагом новой (авторской) методики является формирование некой матрицы комплексной оценки (нового условного фактора 111 еще более высокого уровня, чем фактор 000), путем интеграции («свертки») двух матриц, аналогичных показанным в таблице 2.2. В качестве примера объединение представлено в виде графической схемы, приведенной на рисунке 2.4. Рисунок 2.4. Схема формирования комплексного показателя оценки опасности условного фактора производственной среды «111» Проведем процедуру интеграции («свертки») матриц показателей опасности факторов производственной среды (далее — факторов), характеризующих производственную среду при проведении производственных процессов ТО АТ на авиапредприятии, рассматриваемого в данной главе. Округленные усредненные значения экспертных оценок, полученных при выполнении свертки, будем сводить в представленные ниже таблицы, а для наглядного представления разработанной методики интеграции («свертки») матриц показателей на последующих рисунках представим графические диаграммы. Рассмотрим разработанную и предлагаемую методику, в которой учтено соблюдение пяти правил, изложенных выше в п. 2.1. Методика состоит из 7-ми основных шагов, обозначенных буквами от «А» до «Е». Примечание. Подробное вербальное изложение методики и пример ее реализации приведены в главе 4. Шаг А. В начале имеем исходные таблицы-матрицы со значениями показателей опасности девяти исходных факторов производственной среды, условно обозначенных как показано выше в п. 2.1 после рисунка 2.2. Шаг Б. Рассмотрим первый уровень «свертки» матриц (таблицы 2.3, 2.4 и 2.5, а также рисунки 2.5, 2.6 и 2.7). Как показано выше в п. 2.1. формула (2.1) в данном (нашем) случае трансформируется в форму таблицы 2.3. В п. 2.1 показано, что вместо линейной «свертки» по формуле (2.1) предлагается использовать сложную «свертку» (нелинейную), заданную табличным способом по результатам обработки мнений экспертов. Таблица 2.3. Табличный вид формирования матрицы комплексного
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
