Эргономическое обеспечение проектирования перспективных кораблей

Военная мысль №01(01-02)/ 2001, стр.40-43

Эргономическое обеспечение проектирования перспективных кораблей

Капитан 1 ранга запаса В.В. КОБЗЕВ,

доктор технических наук

Капитан 1 ранга запаса А.В. НЕФЕДОВИЧ,

кандидат технических наук

В УСЛОВИЯХ затянувшегося экономического кризиса в России резко сократились расходы на оснащение ВС РФ новой техникой и, в частности, на строительство перспективных кораблей. Анализ проблем военного кораблестроения приводит к выводу о необходимости корен-ной перестройки системы ОКР, разработки единых целевых программ по созданию перспективных кораблей следующего поколения с учетом изменившейся в стране ситуации. Соответствующие изменения долж-ны коснуться и мероприятий эргономического обеспечения (ЭО), что позволит создавать корабли с гарантированно высокой надежностью работы экипажа (безошибочность, своевременность) и, как следствие, отвечающие требованиям безопасности, удобства эксплуатации, кон-курентоспособности по технико-эстетическим показателям.

Надежность деятельности личного состава обусловлена двумя важ-ными факторами, а именно: психофизиологическими качествами специ-алистов, которые определяются как профессионально важные и регла-ментируются требованиями к профотбору личного состава ВМФ, а так-же уровнем специальной подготовки. Появление на флоте автоматизиро-ванных систем управления, сложных образцов оружия и технических средств привело к коренному изменению труда личного состава. Эф-фективность управления кораблем, применения его боевых средств (БС) все больше зависит от психофизиологических возможностей об-служивающего персонала. Например, увеличение времени цикла уп-равления на 10-20 секунд в дуэльной ситуации тактического эпизода «торпедная атака ПЛ» снижает вероятность поражения противника на 15-20%, а при увеличении времени цикла управления в тактическом эпизоде «самооборона ПЛ» с 5 до 20 секунд вероятность отведения тор-пед уменьшается на 40-50%.

Как показал опыт проектирования и испытаний новых кораблей, в частности ПЛА 2-го и 3-го поколений, в части пультостроения и обо-рудования постов, несмотря на конструктивную проработку использу-емых средств отображения информации и органов управления, а также компоновочных решений боевых постов и командных пунктов, веро-ятность совершения ошибок за цикл управления остается высокой (Аш = 0,025-0,04 на каждые 100 операций) прежде всего в информа-ционной составляющей требуемых действий.

Существующая на сегодня организация ЭО при проектировании кораб-ля не способствует целостному, системному решению проблемы обеспече-ния надежной деятельности его экипажа. Она регламентирует разработ-ку только некоторых, отдельных аспектов деятельности корабельных специалистов, не увязывая их в строго научную последовательность функционирования системы «человек-машина». Подобный подход исключает реализацию в проекте корабля всего комплекса эргономи-ческих требований и разработку изначально строгой программы эрго-номического обеспечения проекта.

Отметим, что в США и других странах НАТО эргономическое обес-печение разработки военной техники и проектирования кораблей для ВМС внедрено уже достаточно давно и носит название «исследования поведенческих функций персонала». Любой проект включает в себя ряд анализов и оценок, а именно: определение функций системы «человек-машина» и их распределение; оценку возможностей функцио-нирования оператора (ремонтника); определение численности персо-нала, анализ рабочей нагрузки и др. Все расчеты выполняются на ими-тационных моделях. Благодаря развитию электроники и компьютер-ной графики появилась возможность в режиме реального времени ма-нипулировать (интерактивно управлять) трехмерными фотореалистич-ными изображениями. При этом достигается визуальная имитация ра-боты и перемещения персонала в еще не существующих постах управ-ления на корабле, что позволяет в некоторых случаях без натурного ма-кетирования осуществлять объемное проектирование общего разме-щения боевых постов и командных пунктов, проводить оперативную оценку компоновки. Наконец, может быть промоделирована работа личного состава по обслуживанию и ремонту БС.

По мнению авторов, главное при ЭО проектирования корабля - разработка проекта деятельности экипажа, в котором определяются со-став боевых задач управления и степень автоматизации труда (процес-сов управления), характеристики средств контроля и управления, орга-низация коммуникаций (телефонная, громкоговорящая и аварийная связь, магистрали для занятия боевых постов по готовностям и др.), выбор параметров рабочих мест персонала, а также перечень профес-сионально важных качеств личного состава и путей их формирования. При этом рассматриваются и детально описываются предметы, про-цессы, средства, условия и субъекты труда. Весь период боевых дейст-вий ПЛ, корабля может быть разделен на типовые этапы, которые, в свою очередь, включают в себя типовые частные боевые задачи (ТЧБЗ).

Эти задачи и составляют предмет труда корабельных специалистов. Поскольку основное содержание труда личного состава при их реше-нии заключается в том, чтобы поддерживать или целенаправленно из-менять состояние предмета, то эргономическое описание последнего в проекте деятельности должно содержать в себе точное перечисление начальных, промежуточных и конечных (заданных) состояний, их па-раметров и особенностей, а также тех законов, которые связывают, преобразовывают и поддерживают эти состояния. Особое значение имеет описание опасных конечных состояний предмета труда.

Процесс труда можно представить иерархической структурой, имеющей содержательный, организационно-пространственный и вре-менной аспекты. При решении системой «экипаж - корабль» ТЧБЗ содержательный аспект процесса труда корабельных специалистов в проекте деятельности должен отражать их функции при решении задач управления кораблем и борьбы за живучесть. Для перспективных про-ектов, когда действия операторов различных БС все более унифициру-ются и в основе своей представляют взаимодействие с ПЭВМ, для раз-работки алгоритмов действий может быть использован методический аппарат выделения функционально самостоятельных операций. Что касается эргономических требований к алгоритмам управления чело-века-оператора, то они определены в ГОСТ В29.04.002.

В организационно-пространственном аспекте процесс труда корабель-ных специалистов характеризуется описанием иерархических уровней постов и пунктов управления (обслуживания), связей и приоритетов между ними, а также организацией труда на каждом рабочем месте (средства труда, связи, оргтехника, рабочая поза, безопасность, средст-ва спасения). Важное значение здесь имеет обоснование необходимого количества специалистов для выполнения предписанных функций.

Наконец, во временном аспекте процесс труда личного состава на корабле всегда определялся боевыми готовностями, количеством бое-вых смен и продолжительностью несения вахт, циклов управления, что также необходимо отражать в проекте деятельности экипажа. Он дол-жен содержать и показатели надежности (безошибочность и своевре-менность) выполнения задач.

Средства труда включают в себя непосредственно орудия труда для выполнения операторских функций (пульты, щиты, панели управ-ления, средства связи, оргтехника и т.п.) и работ по восстановлению отказавших механизмов (аппаратуры), а также для борьбы за живучесть корабля. Кроме того, должны быть рассмотрены средства (устройства) спасения личного состава, эргономические характеристики которых требуют особенно тщательной разработки и проверки при испытаниях корабля. Так, анализ причин гибели личного состава при авариях на ПЛА вскрыл существенные недоработки в эргономическом обеспече-нии проектирования средств спасения экипажа.

Что касается рабочих мест, то для функций управления они должны быть специально спроектированы в зависимости от уровней управле-ния. В общем случае в проекте деятельности для индивидуальных и коллективных рабочих мест при сосредоточенном или распределенном их размещении в пространстве корабля (командные пункты и боевые посты, отсечные посты живучести) должны быть определены и пред-ставлены размеры, сенсомоторные зоны, частотные и временные характеристики работы на них личного состава, маршруты перемеще-ния, визирования, речевой и не речевой коммуникации субъектов тру-да, их основные и вспомогательные рабочие позы. Особое внимание следует уделять конструированию сидячих рабочих мест. Для сниже-ния эмоциональной напряженности и улучшения психофизиологиче-ского состояния персонала должна выполняться архитектурно-худо-жественная проработка постов управления в соответствии с требова-ниями технической эстетики к их композиции, пространственной конфигурации и графическим элементам внешнего строения.

Условия труда - это прежде всего совокупность факторов (физи-ческих, химических, санитарно-бытовых), характеризующихся параме-трами рабочей среды (микроклимат, шум, освещение, концентрация кислорода и т.д.) на рабочих местах персонала. Существенное влияние на условия труда оказывают и психологические факторы, в основе ко-торых лежат межличностные отношения и некоторые психофизиологи-ческие свойства людей. Эти факторы определяют так называемый пси-хологический климат в экипаже, приобретающий в настоящее время все большее значение для боеспособности и безаварийности корабля.

Предлагаемый к разработке проект деятельности экипажа должен содержать также эргономическую характеристику субъектов труда (людей). Созданные в результате технического проектирования образ-цы предъявляют к человеку (его антропометрическим, физиологичес-ким, психологическим свойствам) определенные требования, которые, в свою очередь, выражаются через комплексы психофизиологических и психологических профессионально важных качеств. Зафиксированные в проекте деятельности базовые психофизиологические и психологи-ческие свойства личности позволяют обосновать исходные данные для системы профессионального отбора личного состава, сформировать требования к его тренажерной подготовке (а следовательно, и эргоно-мические требования к самим тренажерам), наконец, и это самое глав-ное, установить эргономические характеристики для членов экипажа, при которых будет обеспечена требуемая надежность выполнения бое-вых задач. Соответствующий контроль со стороны начальника меди-цинской службы позволит командованию корабля иметь объективную картину психофизиологического состояния экипажа и принимать адек-ватные решения в экстремальных ситуациях по действиям личного со-става. С другой стороны, зафиксированные в проекте характеристики субъектов труда необходимы и призваны помочь при расследовании аварий и происшествий с кораблями и судами ВМФ, чтобы суждения «по вине личного состава» имели объективное обоснование.

Важно подчеркнуть, что провести анализ содержательного, органи-зационно-пространственного и временного аспектов деятельности экипажа при решении боевых задач, а также описать профессионально важные качества его членов могут только военные специалисты, облада-ющие соответствующими знаниями и опытом. Выполнение этих про-ектных проработок военными специалистами для реализации эргономиче-ского обеспечения перспективных кораблей должно быть закреплено но-вым порядком взаимодействия специалистов ВМФ и Россудостроения при создании кораблей нового поколения. Эргономический анализ и проектирование интерфейса «человек - техника», разработку эксплу-атационной документации должны проводить специалисты бюро-про-ектанта корабля и его контрагенты по видам вооружения и техники при научно-техническом сопровождении ВМФ. Внедрение этих поло-жений в практику проектирования кораблей станет гарантией методи-чески правильной разработки проекта деятельности их экипажей.

Эргономическое обеспечение есть процесс формирования эргономических свойств образца путем взаимного согласования характеристик человека, технических средств и среды на рабочем месте для достижения заданных требований к его эффективности.

Информационно-управляющие человеко-машинные системы. Исследование, проектирова-ние, испытания: Справочник под общей ред. А. И. Губинского и В. Г. Евграфова. М.: Машиност-роение, 1993. С. 95.

Улитовский А. Д. Медицинские аспекты использования всплывающей спасательной каме-ры при катастрофе ПЛА «Комсомолец». СПб., 1996. С. 24 .