|
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ Транспортний УНІВЕРСИТЕТ
Алі Мухамед Галеб Табет
УДК 656.7:658.5
інфологічне моделювання процесу технічного обслуговання повітряних суден з урахуванням особливостей діяльності персоналу
Спеціальність 05.13.06 - Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
КИЇВ - 2005
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі механіки і конструкції авіаційної техніки Державної льотної академії України Міністерства освіти і науки України,
м. Кіровоград.
Науковий керівник: кандидат технічних наук,
НЕДІЛЬКО Віталій Миколайович,
Державна льотна академія України, проректор з навчальної і наукової роботи, завідувач кафедри інформаційних технологій.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор,
БАРАНОВ Георгій Леонідович,
Державне підприємство Центральний
науково-дослідний інститут навігації та управління, Міністерства промислової політики України, заступник директора з наукової роботи.
кандидат технічних наук, доцент,
Гузій Микола Миколайович,
Національний авіаційний університет,
кафедра обчислювальної техніки.
Провідна установа: Науково-виробнича корпорация
“Київський інститут автоматики”,
Міністерства промислової політики
України, м. Київ.
Захист відбудеться “01” червня 2005 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.059.01 при Національному транспортному університеті за адресою: 01010, Україна, м. Київ, вул. Суворова, 1, ауд. 333.
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, Україна, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.
Автореферат розісланий “28” квітня 2005 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Мельниченко О.І.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. У нинішній період якість технічного обслуговування (ТО) повітряних суден (ПС) все в більш значній мірі стала визначатися властивостями обслуговуючого персоналу, його знаннями, уміннями, навичками, індивідуальними особливостями і т.і. Неухильний ріст складності конструкції повітряних суден, багаторазове резервування систем, їхня автоматизація зменшують навантаження на льотний склад, але підвищують вимоги до технічних фахівців, що обслуговують повітряне судно. При цьому необхідно одночасно обслуговувати парк нових і старих повітряних суден, що вимагає все більш досконалих знань і умінь. Це призводить до збільшення потенційної можливості авіаційних подій через помилки експлуатаційного персоналу, а, відповідно, і до зниження рівня безпеки польотів. Аналіз статистичних даних показує, що помилка технічного персоналу при обслуговуванні повітряних суден стала причиною 35 % авіаційних подій за останні 20 років.
Створення і впровадження автоматизованих систем управління якістю технічного обслуговування повітряних суден у кожному авіапідприємстві має суттєвий вплив на підвищення рівня безпеки польотів. Важливим компонентом таких автоматизованих систем повинна стати база даних професійної придатності технічного персоналу. Для створення такої бази даних, у відповідності до сучасних підходів, необхідно попередньо розробити інфологічну модель предметної області – системи ТО ПС.
Інфологічна модель - це формалізований опис предметної області, що виконується без орієнтації на програмні і технічні засоби, які в подальшому будуть використовуватись. Інфологічне моделювання - це процес розробки і використання інфологічних моделей для вирішення практичних задач предметної області.
Об'єктом досліджень є ергатична система управління якістю технічного обслуговування повітряних суден.
Предмет досліджень - інформаційна технологія управління якістю професійної діяльностї людини-оператора в процесі технічного обслуговування повітряних суден.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота пов’язана з державною програмою розвитку авіаційного транспорту України на період до 2010 року, розробленою згідно Указу Президента України від 10 жовтня 2000 року № 1143/2000 “Про рішення Ради національної безпеки і оборони України” від 27 вересня 2000 р. “Про стан авіаційного транспорту і авіаційної промисловості”. Робота виконана в розвиток НДР 36Б47.2000 "Розробка державних стандартів освіти в області підготовки фахівців обслуговування повітряного руху (ОПР) і льотної експлуатації (ЛЕ)" - № ГР0100U004669; Інв. № 0202U000975.
Мета і задачі дослідження - підвищення ефективності системи управління якістю технічного обслуговування повітряних суден за рахунок інформаційної технології з врахуванням впливу людського фактору в ергатичній системі “оператор-повітряне судно”.
Для досягнення мети роботи поставлені і вирішені наступні задачі:
- аналіз впливу особливостей професійної діяльності операторів на якість технічного обслуговування повітряних суден;
- класифікація основних причин помилок технічного складу і визначення конструктивних систем повітряного судна, на які приходиться найбільша кількість випадків браку;
- вдосконалення методики оцінки рівня якості професійної діяльності операторів технічного обслуговування повітряних суден;
- розробка нормативної і поточної моделей операторів технічного обслуговування повітряних суден. Розробка інфологічної моделі автоматизованої системи управління якістю технічного обслуговування повітряних суден і визначення вимог до складу бази даних;
- розробка алгоритма і програмного забезпечення імітаційного моделювання процессу професійної діяльності операторів технічного обслуговування повітряних суден.
Методи досліджень: в дисертаційній роботі використано положення теорії систем управління, інформатики, інженерної психології і ергономіки, метод математичної статистики, математико-статистичний метод експертних оцінок, інфологічне і імітаційне моделювання.
Наукова новизна отриманих результатів:
- вперше розроблена інфологічна модель автоматизованої системи управління якістю технічного обслуговування повітряних суден, в якій моделюються не тільки конструкції повітряних суден, технологічні процеси їх технічного обслуговування, але і професійна діяльність людини-оператора технічного обслуговування з врахуванням індивідуальних особливостей його діяльності в різних ситуаціях;
- розроблено методику оцінки рівня якості професійної діяльності операторів при технічному обслуговуванні повітряних суден;
- розроблено методику і алгоритм оцінки успішного виконання операцій авіаспеціалістами з врахуванням ступеню їх напруженності і показника індивідуальності.
Практичне значення отриманих результатів:
- одержані моделі і алгоритми складають науково-методологічну основу для створення і впровадження бази даних для оцінки професійної придатності операторів технічного обслуговування повітряних суден;
- вдосконалено зміст нормативної і поточних моделей операторів технічного обслуговування повітряних суден, визначено вимоги до складу бази даних з технічного обслуговування повітряних суден;
- розроблено рекомендації щодо підвищення професійної надійності операторів технічного обслуговування повітряних суден;
- розроблено проект програми навчального курсу ”Людський фактор” для спеціальності 5.100112 “Технічне обслуговування повітряних суден і авіадвигунів”.
Результати дисертаційної роботи адаптовані і впроваджені у виробничий процес інженерно-авіаційної служби Державної льотної академії України і Міжнародної акціонерної авіаційної компанії УРГА (м. Кіровоград), що підтверджується 3 актами впровадження. Результати дисертації використані при розробці навчального плану підготовки фахівців зі спеціалізації "Технічна діагностика і методи неруйнівного контролю" спеціальності 7.100.109 "Виробництво, технічне обслуговування і ремонт повітряних суден".
Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є результатом самостійних досліджень. У роботах, виконаних у співавторстві, особисто автором розроблені:
- класифікація основних причин помилок технічного складу і визначення конструктивних систем повітряного судна, на які приходиться найбільша кількість випадків браку, на основі статистичних даних про дефекти, допущені при технічному обслуговуванні літаків;
- методика комплексної оцінки рівня якості професійної діяльності операторів технічного обслуговування повітряних суден;
- склад нормативної та поточної моделей професійних знань, навичок, умінь оператора технічного обслуговування повітряних суден і їх психофізиологічних показників;
- схема інфологічної моделі системи технічного обслуговування повітряних суден з врахуванням особливостей діяльності персоналу.
- алгоритм і програмне забезпечення імітаційного моделювання процесу професійної діяльности операторів технічного обслуговування повітряних суден.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що подані в дисертаційній роботі, доповідалися автором і обговорювалися на X-й Міжнародній науково-практичній конференції "Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я" (Харків, ХПІ, 2002); Міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні інформаційні технології в керуванні і професійній підготовці операторів складних систем " (Кіровоград, ДЛАУ, 2003); на наукових семінарах ДЛАУ.
Публікації. Основний зміст дисертації опубліковано в 8 друкованих роботах: 6 статтях в збірниках наукових праць, в тому числі 4 написаних без співавторів, і 2 тезах доповідей на науково-технічних конференціях.
Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, п'яти розділів, висновку, списку літератури з 109 найменувань, 8 додатків. Обсяг роботи складає 197 сторінок машинописного тексту, у тому числі 134 сторінок основного тексту, ілюстрованого 29 рисунками і 28 таблицями.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено об'єкт і предмет досліджень, сформульовані мета і задачі досліджень, викладені методика, наукова новизна, практична цінність досліджень і характеристика отриманих результатів.
У першому розділі проаналізовано вплив людського фактора на якість технічного обслуговування повітряних суден, а також визначені фактори, що впливають на ефективність використання повітряних суден у цивільній авіації.
Значну роль у підвищенні ефективності використання повітряних суден в даний час відіграє вдосконалення технічного обслуговування, автоматизованих систем управління якістю і системи професійної підготовки фахівців технічного обслуговування повітряних суден.
На основі проведеного аналізу визначені основні фактори, що впливають на якість технічного обслуговування повітряних суден: автоматизація і механізація виробничих процесів; технічна оснащеність типовим (штатним) обладнанням; забезпеченість експлуатаційною документацією; кваліфікація інженерної авіаційної служби; методи оцінки якості технічного обслуговування повітряних суден; своєчасний аналіз і корегування процесу технічного обслуговування з урахуванням виявлених недоліків; своєчасне матеріально-технічне забезпечення запасними частинами і агрегатами; необхідні професійно-важливі якості спеціалістів з технічного обслуговування повітряних суден; стан дисципліни; наукова організація праці; система оплати праці і застосування методів морального і матеріального стимулювання.
Другий розділ присвячений комплексному підходу до моделювання системи технічного обслуговування повітряних суден.
Створення і впровадження автоматизованих систем керування якістю технічного обслуговування повітряних суден у кожному авіапідприємстві суттєво впливає на підвищення рівня безпеки польотів. Важливим компонентом таких автоматизованих систем повинна стати база даних професійної придатності технічного персоналу.
Моделювання нормативного і діагностика поточного рівнів професійних знань, навичок і вмінь, психофізиологічного стану і рівня завантаженості людини-оператора ергатичної системи технічного обслуговування повітряних суден дозволять забезпечити більш раціональний підхід до організації процесів технічного обслуговування, підвищуючи при цьому їхню якість і ефективність. Рішення зазначеної задачі можливе шляхом комплексного моделювання професійної діяльності операторів технічного обслуговування повітряних суден з урахуванням впливу людського фактора, особливостей виробничої діяльності і їхніх індивідуальних особливостей.
Одним з напрямків підвищення професійної надійності авіафахівців є інтеграція системи професійної підготовки і системи профілактики авіаційних подій (у частині керування якістю технічного обслуговування повітряних суден). Така інтеграція висуває ряд вимог до моделей авіафахівця.
Традиційним підходом до моделювання фахівця (рис. 1) є формалізація знань про те, яким він повинен бути (нормативна модель), яким він є в даний момент (поточна модель), яким ми його можемо побачити (модель помилок).
Рис. 1. Схема узагальненої інфологічної моделі автоматизованої системи
управління якістю ТО ПС
У розділі на основі аналізу виробничого процесу технічного обслуговування повітряних суден проведений аналіз змісту праці оператора з ергатичних позицій, тобто з погляду його взаємодії з технікою в процесі обслуговування, і розроблена інфологічна модель ергатичної системи технічного обслуговування повітряних суден (рис. 2).
Рис. 2. Інфологічна модель ергатичної системи технічного обслуговування повітряних суден
З рис. 2 видно, що оцінка надійності роботи оператора при технічному обслуговуванні повітряних суден зводиться до оцінки надійності його дій у кожній з ергатичних підсистем. Цій оцінці безпосередньо повинен передувати глибокий аналіз основних факторів, у тому числі і психофізиологічних, що впливають на надійність роботи оператора і, отже, на якість технічного обслуговування.
З метою оцінки специфічних робіт і виявлення психофізиологічних вимог, необхідних для успішного виконання операцій операторами технічного обслуговування повітряних суден, наведено аналіз особливостей їхньої професійної діяльності при оперативних і періодичних формах технічного обслуговування.
У заключній частині розділу приведено хронометрування роботи операторів при періодичній формі технічного обслуговування літака Ан-24, у результаті якого були одержані такі висновки:
1. Дані хронометрування робочого дня операторів свідчать про високу їхню завантаженість. Для виконання від 20 до 40% робіт потрібні як динамічні, так і статичні фізичні зусилля. Крім того, оператори виконують частину відповідальної роботи в небезпечних умовах праці, в умовах шумових і мовних перешкод, при впливі несприятливих зовнішніх факторів.
2. Значну частину від загального обсягу робіт складають оглядові роботи, здебільшого з використанням індивідуального освітлення. Це висуває підвищені вимоги до функції уваги. При цьому для операторів літака і двигуна в однаковій мірі важливі як стійкість і хороший розподіл уваги, так і концентрація і стійкість уваги.
3. Важливе значення в роботі операторів двигуна грають функції пам'яті. У процесі роботи вони повинні пам'ятати багато цифрових показників, що характеризують роботу двигуна.
4. У процесі технічного обслуговування висока також питома вага зорової інформації. У зв'язку з цим для успішної трудової діяльності дуже істотна роль зорового сприйняття.
У третьому розділі приведена оцінка впливу людського фактора на якість технічного обслуговування. Спочатку був проведений статистичний аналіз дефектів, допущених при технічному обслуговуванні повітряних суден, у результаті якого були визначені основні причини неякісного технічного обслуговування (рис. 3) і виявлені системи, на які приходиться найбільший відсоток браку (рис.4).
Результати даного аналізу, а також особливостей професійної діяльності операторів, дали можливість безпосередньо перейти до рішення задачі, пов'язаної з оцінкою впливу індивідуальних особливостей операторів на якість технічного обслуговування.
У розділі викладена методика проведення анкетного опитування операторів і обробки отриманих даних. Відповідно до даної методики спочатку проводилася оцінка впливу індивідуальних особливостей операторів на якість технічного обслуговування, потім оцінка впливу виробничих факторів на особистісні якості операторів у процесі їхньої трудової діяльності.
 Рис.3. Розподіл браку за причинами при ТО ПС за 1978 ... 1990 рр
1 - Невиконання пункту регламенту; 2 - Порушення технології; 3 - Неякісна дефектація;
4 - Неправильне регулювання; 5 - Неповне оформлення документації
 Рис. 4. Розподіл браку за системами при ТО ПС 1978 ... 1990 рр
1 - Планер; 2 - Шасі; 3 - Двигун; 4 - Паливна система літака; 5 - Паливна система двигуна;
6 - Протиледенева система; 7 - Висотна система; 8 - Киснева система; 9 - Протипожежна система; 10 - Гідросистема
Отримані оцінки експертів про вплив факторів на якість технічного обслуговування досить погоджені і достовірні. На основі цього виділені основні групи факторів, що найбільше впливають на якість технічного обслуговування авіаційної техніки і визначена номенклатура людського фактора.
У розділі, стосовно професійноі діяльності операторів з технічного обслуговування повітряних суден, розроблена методика комплексної оцінки рівня якості їхньої виробничої діяльності на основі об’єднання елементів оцінок, що характеризують виконавця і результати його діяльності.
Оцінка рівня ділових якостей (Дк) визначається за формулою:
 (1)
де aij - j-й рівень i-ої ознаки у оператора; x - питома значимість ознаки ділових якостей в їх загальному наборі; i - порядковий номер будь-якої ознаки (i=1, …, 7); n - кількість ознак у наборі; j - рівень j-ої ознаки у оператора (j=1, 2, 3, 4).
Коефіцієнт професійно-кваліфікаційного рівня (КПУ) визначається за наступною формулою:
 , (2)
де ОБ - оцінка освіти (ОБ =1, 2, 3); СТ - оцінка стажу роботи за спеціальністю (максимальна - 1); 4 - постійна величина, що відповідає сумі максимальних оцінок за освітою та стажем роботи.
Оцінка результатів праці (РТ) оператора розраховується аналогічно оцінці його ділових якостей.
Коефіцієнт складності функцій, що виконуються (КСФ), розраховується за формулою:
 , (3)
де aij - j-й рівень i-ої ознаки у оператора; xi - значимість ознаки у загальній оцінці складності праці; i - порядковий номер ознаки; n - кількість ознак у наборі; j-й рівень i-ої ознаки; 4 - максимальна можлива оцінка складності виробничих функцій.
Комплексна оцінка рівня якості виробничої діяльності (ЭПД) оператора визначається за формулою:
ЭПД=ДК.КПУ + РТ.КСФ (4)
У четвертому розділі розроблена інфологічна модель бази даних системи технічного обслуговування повітряних суден з урахуванням діяльності операторів (рис. 5). Викладені в розділі 2 основні положення комплексного підходу до моделювання системи технічного обслуговування повітряних суден і узагальнена модель, що відображає взаємодію часткових моделей, дозволяють, на основі проведених досліджень в області впливу людського фактору, підійти до розробки інфологічної моделі бази даних системи технічного обслуговування повітряних суден з урахуванням особливостей професійної діяльності і індивідуальних особливостей операторів.
Тут заштрихована зона фактично являє собою інфологічну модель існуючих автоматизованих систем в області технічного обслуговування повітряних суден, що враховує специфікації конструкції повітряних суден і технологічні процеси виконання робіт з їх періодичного і оперативного технічного огляду.
Схема моделі розширена за рахунок нормативної моделі оператора технічного обслуговування повітряних суден, що визначає, яким повинен бути оператор, і поточної (динамічної) моделі конкретного оператора, що показує, яким оператор є в даний момент.
| 
