1.3. Механизация и автоматизация асднр как средство повышения безопасности работ

Радикальным средством обеспечения безопасности производственных процессов и оборудования являются механизацияиавтоматизация.

М е х а н и з а ц и я – это замена ручных операций применением машин и механизмов. При этом достигается не только повышение производительности труда, но и освобождение человека от выполнения тяжелых, трудоемких работ. Кроме того, механизация производственных процессов создает предпосылки для их автоматизации.

А в т о м а т и з а ц и я – высшая форма организации производства, при которой функции контроля за производственными процессами и управления (частично или полностью) ими передаются приборам и автоматическим устройствам. Это позволяет полностью исключить воздействие вредных и опасных факторов на человека, т.е. обеспечить наилучшие условия труда.

Основной целью механизации является повышение производительности труда за счет освобождения человека от выполнения тяжелых трудоемких операций, что приводит также к снижению утомляемости трудящихся и повышению безопасности их труда. Хотя, с другой стороны, применение механизмов зачастую приводит к появлению новых опасных зон, причинителей травм и травмирующих факторов, изменяя соотношение основных причин травматизма.

Анализ травматизма при использовании средств механизации аварийно-спасательных работ показывает, что появление новых опасных и вредных факторов в разрабатываемой технике чаще всего обусловлено недостаточным вниманием конструкторов к вопросам охраны труда, в первую очередь к прогнозированию возможных сопутствующих вредностей и причинителей травм.

В зависимости от степени оснащения производственных процессов техническими средствами механизация может быть частичной или комплексной. Комплексная механизация является основой для а в т о м а т и з а ц и и производственных и технологических процессов.

Цель автоматизации производства– повышение производительности труда, улучшение технико-экономических показателей, создание условий для повышения безопасности технологии ведения АСДНР, улучшения производственной среды. Огромное значение с точки зрения обеспечения безопасности аварийно-спасательных работ имеет применение робототехники, особенно в зонах интенсивного воздействия опасных химических веществ, радиоактивных веществ, ионизирующих излучений.

Различают автоматизацию частичную, комплексную и полную.

Частичная автоматизация – автоматизация одного или нескольких отдельных звеньев производственного процесса. Применяется в случаях, когда непосредственное управление слишком сложно для человека или осуществляется в условиях, опасных для его жизни или здоровья.

Комплексная автоматизацияпредполагает автоматизацию основных звеньев производственного процесса, управление которыми и контроль осуществляются автоматически с помощью технических средств по заданной программе при общем наблюдении человека-оператора за работой всего комплекса.

Полная автоматизацияпередает функции человека-оператора управляющим машинам. При этом исключаются ошибки, связанные с несовершенством работы человека.

Следует отметить, что механизация и автоматизация трудовых процессов снижают тяжесть труда только по величине энергозатрат, т.е. заменяют тяжелый физический труд трудом о п е р а т о р а.

Однако управление современными машинами, сложными техническими комплексами, различными видами транспорта, как правило, нельзя отнести к легкому труду. Этот вид труда осуществляется в условиях ограниченной подвижности, он связан с длительными статическими мышечными нагрузками, которые являются наиболее утомительными.

Труд оператора сопровождается большим эмоциональным напряжением, вызванным повышенной ответственностью за результаты труда, необходимостью восприятия большого объема информации и принятия решений в условиях ограниченного времени.

Труд оператора при систематическом переутомлении приводит к нарушениям нервной и сердечно-сосудистой систем организма. При этом утомление само по себе вызывает снижение внимания и скорости реакций оператора, что приводит к росту травматизма и аварийности. В режиме оператора при АСДНР работают экскаваторщики, водители-крановщики, экипажи инженерных машин и др.

Основными причинами ошибок в работе оператора являются следующие: недостаток информации в аварийных ситуациях; дефицит времени на принятие решений; неадекватная реакция в стрессовой ситуации (влияние стресса усугубляется страхом, обусловленным повышенной ответственностью, неуверенностью в себе, недостатком знаний и опыта).

В этой связи неоценима роль обучения и повышения квалификации личного состава. Большая часть названных причин, не связанных с личностными качествами, может быть исключена в результате обучения, доведения до автоматизма действий оператора в аварийных ситуациях.

По мере внедрения сложной техники современное производство аварийно-спасательных работ требует все более высокой квалификации личного состава. С другой стороны, развитие механизации, автоматизации и дистанционного управления позволяет сократить (или даже исключить) пребывание людей в опасных зонах, снизить содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны, уровни шума, вибраций и других вредностей, т.е. создает реальные предпосылки улучшения условий труда.

Таким образом, механизация производственных процессов и их автоматизация, наряду с положительными моментами, приводят к появлению новых проблем в области охраны труда. При создании сложного высокомеханизированного и автоматизированного оборудования важнейшее значение для обеспечения точности и безопасности его работы приобретают эргономические и психофизиологические требования.

Роль человека-оператора в системе управления поясняет рис.1.1. Здесь представлена простейшая (одноконтурная) схема замкнутой системы человек–машина. Процесс регулирования представляет собой ряд переходов воздействий от одного звена к другому. Обратная связь служит для отражения изменения состояния звеньев, что позволяет человеку контролировать правильность своих действий.

С развитием автоматизации функции регулирования все в большейстепени передаются автоматам и система человек – машина становится сложнее. Но в любом случае информация об управляемом объекте поступает на индикаторы, за которыми наблюдает человек. Задачами оператора в такой системе являются контроль за работой системы автоматического регулирования, предупреждение аварий, выявление неисправностей, принятие мер по их устранению.

Наиболее важные требования к оператору в системе управления – скорость реакции, точность его действий и надежность работы. Оператор может выступать в роли приемника, анализатора, ретранслятора информации или исполнителя, – скорость реакции оператора определяется временем полного цикла регулирования, т.е. временем, в течение которого объект переводится из исходного состояния в заданное.

Рис. 1.1. Структурная схема системы человек–машина:

И – индикаторы; О – оператор; ОУ – органы управления; М – машина; 1, 2, 3, 4 – переходы воздействий от одного звена к другому; 5 – обратная связь

Математически процесс регулирования описывается некоторой функцией времени. Для простой одноконтурной системы (рис.1.1) время цикла регулирования представляет собой сумму времени задержки сигнала во всех звеньях:

, (1.1)

где Т – время цикла регулирования; п – число звеньев в системе управления (в нашем случае п=3 – индикатор, орган управления, машина) ; t_i - время задержки сигнала в i-м звене; T_o– время задержки сигнала оператором от момента поступления сигнала до ответа на него действием.

При конструировании систем управления следует учитывать, что по времени задержки сигнала оператором значительно больше времени задержки машинных звеньев, то есть:

(1.2)

Время реакции человека исчисляется десятыми долями секунды, секундами и даже иногда минутами, в то время как – обычно на два-три порядка меньше.

Для обеспечения надежного и точного управления машиной информация, поступающая оператору, должна соответствовать пропускной способности человека. Оптимальное значение количества информации для человека составляет 0,1-5,6 бит/с. Увеличение количества информации снижает скорость ее восприятия, оператор допускает ошибки в приеме и передаче сигналов. Уменьшение потока информации приводит к монотонности работы, снижению эмоционального тонуса, в результате также увеличивается число ошибок (рис.1.2). Ошибки в работе оператора ведут к снижению производительности труда, повышенному травматизму и авариям. В этом смысле большое значение имеет тренировка, но и она не исключает вероятности ошибок.