Психологические аспекты профессиональной подготовки оперативного персонала в электроэнергетике

Проблема исследования определяется тем противоречием, что существует необходимость рассмотрения теоретико-методологических и практических аспектов повышения эффективности подготовки оперативного персонала в электроэнергетике с использованием новых информационных технологий, и недостатком внимания в психологии и педагогике к психологическим основам формирования и развития профессиональных знаний, умений и навыков при обучении оперативного персонала на компьютерных тренажерах.

Актуальность исследования определяется следующими положениями:

1. Основной целью исследований по эксплуатации человеко-машинных систем является обеспечение максимальной надежности и эффективности функционирования этих систем и управляемых ими объектов. Для таких объектов, как электростанции, где возможны серьезные последствия аварий, главными критериями качества функционирования являются не только производственно-экономические показатели, но и показатели надежности и безопасности их эксплуатации. Обеспечить максимальные значения надежности функционирования эргатических систем возможно лишь при системном подходе к решению этой важнейшей проблемы. Для успешного решения этих задач необходимо по-новому готовить кадры. Умение пользоваться современными методами организации деятельности человека-оператора и его профессиональной подготовки в настоящее время является необходимой основой высокой квалификации оперативного персонала.

2. Анализ аварийности в энергетике в последние годы называет следующие причины аварий: недостаточная квалификация и низкая дисциплина персонала, недостатки материально-технического снабжения, моральный и технический износ оборудования и просчеты в проектировании. Подчеркнем, что на первом месте стоит «человеческий фактор». Таким образом, существует потребность в разработке новых подходов к использованию информационных технологий в обучении оперативного персонала с целью повышения эффективности подготовки к оперативной работе.

3. Средства автоматизации управлением объектами энергосистемы повышают эффективность её работы, но окончательное решение производственных задач остается за человеком-оператором, несущим всю полноту ответственности за ошибочные действия как свои, так и средств автоматики. В связи с этим актуальным и важным является разработка и совершенствование методик оценивания деятельности оперативного персонала.

4. Повышение степени ответственности и усложнение условий труда оперативного персонала требует осуществления изменений в системе профессиональной подготовки, связанных с диагностикой и развитием профессионально важных качеств оперативного персонала.

Степень разработанности проблемы и теоретико-методологическая база исследования:

Методологической основой исследования является концепция взаимосвязи личности и деятельности, теория системного анализа психических явлений, система общенаучных и математических методов описания сложных систем.

Основу исследования составляют психологическая теория деятельности (Б.Ф. Ломов, А. Н. Леонтьев, Е. А. Климов и др.), разработки в области инженерно-психологическогой оценки систем «человек — машинасреда» (Б.Ф.Ломов, 1984; В. А. Бодров, В. Я. Орлов, 1998; А. И. Галактионов, 1978). Деятельность операторов декомпозирована в теоретических схемах и моделях на основе использования таких методологических средств, как концепция психологических составляющих деятельности (Б.Ф. Ломов, 1977 -1981г. и др.), структурно-психологическая концепция анализа и проектирования труда операторов (Б.Ф. Ломов 1975, 1979, 1981 г., Ю. М. Забродин, 1977, 1980 г.), концепция психологических факторов сложности (В.Ф. Венда, 1975 г. и др). Для получения показателей надежности функционирования эргатических систем использован обобщенный структурный метод, разработанный в работах А. И. Губинского, В. П. Зинченко, Г. М. Зараковского, П. Я. Шлаена, В. М. Львова и других ученых. Вопросы инженерно-психологического проектирования деятельности оператора были отражены в работах А. И. Галактионова, В. Н. Ревенко, В. Ф. Венды, С. Шерра, И. Н. Литвака, Е. А. Климова и др. Тематика диагностики и развития профессионально важных качеств рассмотрена в трудах В. Д. Шадрикова, В. Н. Дружинина, А. Ф. Шикуна, М. А. Дмитриевой, Е. М. Ивановой, С. А. Маничеваи др.

Объектом исследования является деятельность оперативного персонала электрических станций, а именно деятельность начальника смены станции, начальников цехов, операторов энергоблоков ТЭЦ.

Предмет исследования — психологические условия оптимизации и рационализации информационного обеспечения и методик оценивания деятельности оперативного персонала в процессе профессиональной подготовки.

Целью работы является разработка рекомендаций по совершенствованию подготовки оперативного персонала на основе теоретико-экспериментального выявления и рационализации учета психологических и инженерно-психологических факторов, влияющих на результаты деятельности операторов.

Для достижения поставленной цели решены основные задачи исследования:

— проведение психологического и инженерно-психологического анализа деятельности оператора блочного щита управления электростанции;

— выявление психологических и инженерно-психологических факторов, оказывающих существенное влияние на качество деятельности операторов;

— применение обобщенного структурного метода для решения задач нахождения показателей надежности работы эргатической системы в электроэнергетике на примере функционирования электрической части энергоблока электростанции;

— разработка методики оценивания деятельности обучаемого на компьютерном тренажере для получения качественных и количественных характеристик успешности и быстродействия выполнения заданий оперативным персоналом;

— разработка методического аппарата учета и выявления профессионально важных качеств оперативного персонала.

Гипотеза исследования:

В ходе исследования было выдвинуто предположение о том, что поддержание требуемой эффективности деятельности операторов может быть обеспечено за счет упорядочения информационной нагрузки в соответствии с целями деятельности, уровнями их профессиональной подготовки и работоспособностью. Важнейшими условиями повышения эффективности подготовки оперативного персонала в электроэнергетике являются следующие:

1. Приведение в соответствие уровня профессиональной подготовки обучаемого и представления баз знаний в компьютерных тренажерах.

2. Организация объективного контроля выполнения учебных курсов и заданий на тренажере, что может быть выполнено за счет автоматизации оценивания результатов деятельности.

3. Психологическое тестирование тренируемого для определения целесообразности выполнения им функций управления или пригодности к оперативной работе, а также выявление и развитие профессионально важных качеств оперативного персонала.

Экспериментальная база и выборка исследования:

Практическая проверка результатов исследования и доработка методических программ обучения проводилось на учебной электростанции МЭИ и в учебно-тренировочном пункте на ТЭЦ-11 г. Москвы.

Методы исследования: в ходе исследования использована совокупность общенаучных, математических и специальных методов психологии труда, теоретические и экспериментальные методы инженерной психологии и эргономики, а именно составление аналитической профессиограммы, анализ нормативных документов, метод беседы и наблюдений. При анализе данных экспериментальных исследований были использованы методы статистической обработки материалов.

Достоверность полученных результатов исследования обеспечивается сопоставимостью данных, полученных теоретическим и экспериментальным путем, т.к. численные значения полученных вероятностных показателей успешности и быстродействия выполнения операций операторами равны аналогичным показателям, полученным экспериментально или с помощью других методов.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования:

— Проведено математическое описание деятельности эргатической системы в электроэнергетике на примере работы оператора энергоблока;

— предлагается решение задач оценивания надежности работы эргатической системы в электроэнергетике с использованием обобщенного структурного метода;

— предложен научно-методический аппарат обоснования и оценивания деятельности оперативного персонала в электроэнергетике, разработаны методы диагностики и учета психологических факторов, обеспечивающих эффективность профессиональной подготовки операторов.

— эмпирически выявлены закономерности формирования умений и навыков, отрабатываемых в процессе обучения на тренажере, и их связь с усвоением теоретических знаний;

— предложенная в работе методика оценивания деятельности и профессионально важных качеств обучаемого на тренажере позволяет индивидуализировать процесс обучения и подготовку к работе оперативного персонала.

— используя предложенную методику оценивания деятельности обучаемого на тренажере, представляется возможным производить рационализацию процесса обучения оперативного персонала на тренажерахсозданная методика позволяет оценивать качество методического материала, предлагаемого для отработки на тренажере- - разработана методика оценивания профессионально важных качеств оперативного персонала, в основу которой заложено составление таблиц соответствия типовых единиц действий и тех профессионально важных качеств, которые необходимы при их исполнении. Практическая значимость исследования:

Результаты исследования были использованы в процессе формирования психологических и эргономических требований к организации и проведению профессиональной подготовки операторов, а также в процессе разработки инженерно-психологических положений по совершенствованию информационного обеспечения операторов и инструкторов, проводящих обучение операторов.

Апробация и внедрение результатов исследования: Основные теоретические положения и результаты исследования были заслушаны и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах: «Опыт подготовки диспетчерского персонала в России и за рубежом» в РАО ЕЭС, ноябрь 1998 г., «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» VII международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов в МЭИ, февраль 2001 г., IV Международная конференция по физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов, Россия, Клязьма, сентябрь 2001.

По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 учебное пособие для студентов МЭИ. На защиту выносятся:

1. психологические и эргономические аспекты деятельности эргатической системы в электроэнергетике на примере функционирования энергоблока ТЭЦ;

2. структурирование и упорядочение информации, предлагаемой для изучения в процессе профессиональной подготовки оперативного персонала;

3. методика оценивания деятельности обучаемого на компьютерном тренажередиагностика и оценивание профессионально важных качеств оперативного персонала в электроэнергетике.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (117 наименований, из них — 14 на иностранном языке) и приложений.

Выводы:

1. Предложен подход к формальному представлению деятельности оперативного электротехнического персонала, а также режимов работы оборудования и технологических систем электрической части электростанций.

Электрическая станция — высокосложный, и ресурсоемкий технологический объект управлениядеятельность оператора на БЩУ отличается неравномерной нагрузкой: от фазы наблюдения до экстремально высокой нагрузки во время ликвидации аварии в условиях временных ограничений. Существующий на электрических станциях человеко-машинный интерфейс помогает обеспечить решение широкого круга задач оперативного управления, но в сложных и непредвиденных ситуациях могут появиться ошибки человека. Объем постоянно контролируемых теоретических и нормативных знаний оператора является очень большим и его освоение требует четкой организации и учета.

2. Математическая формализация модели деятельности оператора дает возможность определения вероятностей успешного или ошибочного выполнения отдельных операций на основе обобщенного структурного метода.

Имея формальное представление деятельности оперативного персонала в виде структурной схемы, представляется возможным оптимизировать деятельность операторов, учитывая показатели надежности и быстродействия. Для описания функционирования эргатической системы был выбран структурный метод, использующий в качестве составных единиц набор следующих операций: рабочая операция, альтернативная логическая операция, рабочая операция с последующим контролем функционирования и устранением ошибок путем повторения рабочей операции. Из этих единиц составляются структуры, соответствующие реальному выполнению операций при решении задач. Таким образом, с использованием структурного метода решены задачи оценивания показателей надежности работы эргатической системы в электроэнергетике. Приводятся примеры получения показателей надежности работы эргатической системы при регулировании нагрузки турбогенератора, при проведении переключений по выводу в ремонт системы шин и в задаче синхронизации. Так же оцениваются временные характеристики выполнения последовательности операций. При применении структурного метода для описания работы эргатической системы получены вероятности трех событий:

• вероятность успешной работы эргатической системы в целом (вероятность отсутствия отказов и безошибочной работы эргатического элемента);

• вероятность неуспешного выполнения операций из-за некачественной работы эргатического элемента;

• вероятность неуспешного выполнения операций, вызванного отказом техники.

Используя данные о надежности и быстродействии выполнения операций, из некоторого множества альтернатив можно выбрать такой способ выполнения задачи, чтобы обеспечивать заданный уровень надежности, либо заданную скорость выполнения операций. 3. В работе показано, что представление знаний является важнейшим психологическим фактором, влияющим на эффективность и качество подготовки оперативного персонала. Таким образом, подтвердилось выдвинутая в начале исследования гипотеза. Процесс обучения профессиональной деятельности для оператора энергоблока представлен как последовательное формирование и переход от одной модели деятельности (МД) оператора к другой. Таким образом, знания и умения оператора трансформируются в процессе обучения и тренажа. На первом этапе обучения оператор осваивает технологические схемы и их предназначение. Этот этап называется формированием технологической и функциональной моделей деятельности. Затем переходят от технологической и функциональной МД к формированию причинно-следственной МД, а затем, приобретая опыт работы, оператор пользуется алгоритмической МД и образной МД. Отсюда делается вывод о том, чтобы организовывать обучение операторов с учетом последовательного формирования моделей деятельности. Необходимость унификации методики обучения, повышения информативности и надежности источника знаний, вызвали появление большого множества подходов к созданию компьютерных тренажеров для подготовки оперативного персонала. Наиболее успешные из них используют базы знаний в виде дерева оценки ситуации и графов контроля и управления.

4. В работе представлена методика оценивания деятельности при обучении на тренажере. Конкретное выполнение задания по шагам оценивается на правильность, своевременность и комплексную характеристику — успешность. Выходными характеристиками оценивания является доля правильно и своевременно выполненных шагов по отношению к их общему числу. Статистическая обработка этих данных позволяет с достаточной степенью точности судить о вероятности успешной работы как конкретного человека, так и группы обучаемых. Вероятности успешной работы эргатического элемента, полученные с помощью методики оценивания, можно использовать как входные для анализа работы оператора с помощью структурного метода. Таким образом, предлагается реальный способ повышения надежности работы эргатической системы.

5. В работе представлен методический аппарат учета и выявления профессионально важных качеств оперативного персонала при ликвидации аварийных ситуаций и при выполнении некоторых производственных задач. Дальнейшее развитие методики оценивания обеспечивает учет профессионально важных качеств оператора, так как методика дает большие возможности для получения сложных оценок и отслеживания динамики обучения. Важной информацией также будет являться получение данных о работе оператора при наличии помех, таких как шум, стрессовые ситуации, поступление ошибочной информации.

6. Разработанные методические рекомендации по усовершенствованию и автоматизации контроля деятельности обучаемого на тренажере могут быть применены в постоянно действующей системе подготовки оперативного персонала электростанций, для чего потребуются усилия специалистов по созданию таблиц соответствия типовых единиц деятельности и типовых единиц знаний.

Заключение

.

В заключение подведем итоги выполненного исследования, его результаты указывают на то, что основная гипотеза, предложенная в начале исследования, подтвердилась. Анализ деятельности оператора блочного щита управления ТЭЦ с выделением основных решаемых задач и уровней ориентировки позволяет определить особенности деятельности в аварийных ситуациях и поставить проблему повышения эффективности работы оператора как психологическую проблему. Анализ действующей в настоящее время системы подготовки оперативного персонала приводит к выводу о том, что организация обучения играет решающую роль при определении профессиональной пригодности и профессиональной подготовки кадров. Профессиональный подбор, осуществляющийся с целями отбора и расстановки персонала, имеет дело с результатами обучения, качество которого определяется особенностями организации системы обучения.

Изучение профессионально важных личностных качеств неотделимо от определения деловых качеств человека-оператора. В настоящей работе с помощью профессиографического анализа деятельности получены сведения о качествах, необходимых для успешной работы. Для оценки зависимости надежности выполнения операций от индивидуальности каждого оператора необходимо было создать методический инструмент для полной и точной оценки личностных качеств. Объективные оценки деятельности, полученные по факту выполнения задания на тренажере, позволяют определить уровни обученности и получить показатели надежности работы эргатической системы. Данное исследование и послужило решению этой задачи.