Программные продукты и системы

Информационные процессы в действующей системе обеспечения безопасности производ­ства в различных сферах народного хозяйства недостаточно эффективны и не позволяют со­здать требуемого уровня безопасности труда. Отсутствуют информационные структуры, включающие процедуры оперативного сбора надежной, сопоставимой и полной информации о состоянии безопасности и условий труда, технологию автоматизированного формирова­ния баз данных и баз знаний и комплексной их обработки с применением современных вычис­лительных методов и программных средств, в том числе и на персональных ЭВМ. Это не по­зволяет выявлять эффективные профилактичес­кие мероприятия как в условиях оперативного реагирования на возникающие несчастные слу­чаи, заболевания, ухудшение условий труда, так и в целях предупреждения их возникновения с учетом специфики конкретного производства. Отсутствуют практически реализуемые методы обеспечения требуемого уровня безопасности и условий труда при ограниченных, заданных объемах материальных средств. Иными слова­ми, отсутствует информационная технология обеспечения безопасных условий труда, содер­жащая эффективные процессы циркуляции и переработки информации с применением совре­менных технических средств и с возможностью ее настройки на конкретного пользователя.

Существующая практика организации работ по охране труда с использованием трудоемких, по существу ручных методов обработки дан­ных, накоплением для принятия решений интуи­тивно отбираемой наиболее доступной и, как правило, поверхностной информации, в услови­ях постоянного снижения числа квалифициро­ванных специалистов приводит в ряде случаев к крайне неудовлетворительному состоянию безопасности производства.

Современное производство, обеспечиваю­щим элементом которого являются безопасные условия труда, практически повсеместно со­циально, экономически и психологически не готово к информатизации, не сформулированы его информационные потребности.

В сложившейся организации информацион­ных процессов обеспечения безопасности и нор­мализации условий труда, включающих не­сколько уровней сбора, обработки и использова­ния данных, наблюдается ряд противоречий, основное из которых - противоречие между мето­дами централизованной и децентрализованной обработки информации.

Преобладание методов централизованной обработки данных, позадачный подход к инфор­мационному обеспечению решений приводит к большой трудоемкости, громоздкости, низкой оперативности, недостаточной достоверности и в конечном итоге неэффективности информа­ционных процессов. Централизованная обработ­ка данных неизбежно сопровождается формиро­ванием неактуальных баз данных и неудовлет­ворительным временем реакции информацион­ных систем безопасности производства, дли­тельными сроками их разработки и ввода в про­мышленную эксплуатацию, низкой надежно­стью функционирования.

Методы децентрализованной обработки дан­ных об условиях и безопасности производствен­ных процессов неэффективны, трудоемки и организуются практически вручную как специа­листами по охране труда предприятий и органи­заций, так и специалистами центральных орга­нов управления.

Другие противоречия, исходя из потреби­тельских и технологических свойств информа­ции, могут быть выделены в две группы. К первой следует отнести противоречия между:

- усложняющимся характером производ­ства, средств и способов обеспечения его безо­пасности и сокращающимися ресурсами време­ни для выполнения функций управления;

- углублением специализации в производ­стве и управлении и необходимостью комплекс­ного учета факторов, воздействующих на состояние безопасности труда;

- уровнем квалификации службы охраны труда и потребностью в эффективных решениях.

Ко второй - противоречия между:

- применяемыми информационными носи­телями и необходимостью оперативной регист­рации и сбора сведений о состоянии безопаснос­ти труда;

- потребностью в углубленном анализе со­стояния безопасности труда и возможностями ручной обработки информации;

- используемыми в настоящее время сред­ствами обработки информации о производствен­ном травматизме и заболеваемости и возмож­ностями современных ПЭВМ;

- применяемыми в производстве методами анализа несчастных случаев и существующим мощным аппаратом интеллектуального интер­фейса, качественного математического модели­рования, возможностями экспертных систем.

Выходом из создавшегося положения может быть новая информационная технология обеспе­чения безопасности производства, включающая эффективные нетрудоемкие широкодоступные и надежные процедуры сбора, передачи, перера­ботки и доведения до пользователей информа­ции, реализуемые на современных технических средствах [1, 3].

Интеллектуальная информационная техно­логия обеспечения безопасности производства, рассматриваемая как совокупность процессов циркуляции и переработки информации, содер­жащей знания и навыки квалифицированных работников, позволяет специалистам по охране труда и другим пользователям самостоятельно удовлетворять потребности в сведениях, необ­ходимых для принятия своевременных и пра­вильных решений в рамках своих профессио­нальных функций [4, 7].

Систему управления охраной труда можно определить как направленную подсистему системы более высокого уровня - системы организации производства. Основными систем­ными задачами организации безопасного произ­водства являются обеспечение безопасности производственного оборудования, производст­венных процессов, зданий и сооружений; норма­лизация санитарно-гигиенических условий тру­да; обучение работающих безопасности труда и обеспечение их средствами индивидуальной за­щиты; организация лечебно-профилактического обслуживания работающих; профессиональный отбор работающих по отдельным специаль­ностям.

Одной из важнейших подсистем системы управления охраной труда в том ее виде, как она организована в настоящее время, является информационная технология обеспечения безо­пасного производства (ИТ ОБП), представляю­щая совокупность информационно-технологи­ческих процессов.

Информационная технология также может быть рассмотрена в виде совокупности взаимо­связанных и взаимодействующих функциональ­ных компонентов, образующих систему инфор­мационно-технологических структур, органи­зующих и поддерживающих принятие решений необходимой оперативности и качества.

Все многообразие компонентов ИТ ОБП может быть выделено в две группы, описываю­щие основные и обеспечивающие информацион­но-технологические структуры. Обеспечиваю­щие информационно-технологические структу­ры включают процедуры сбора и передачи ин­формации, основные - содержат процедуры ее хранения (накопления), обработки и доведения до пользователя.

Единство и непротиворечивость информа­ционной технологии достигается соблюдением определенных требований и принципов построе­ния. ИТ ОБП должна предусматривать реализацию процессов циркуляции и переработки информации во взаимосвязи и в соответствии с заданными критериями их эффективности, со­держать программно-аппаратные средства под­держки и методы реализации информационно-технологических процессов, быть согласованной с существующей структурой организации про­изводства, определять формы технологических документов, порядок ее 'освоения и внедре­ния [5].

В основу организации ИТ ОБП должна быть положена новая концепция переработки инфор­мации, состоящая в автоформализации профес­сиональных знаний специалистов по охране тру­да (СОТ) и интеллектуализации всех форм взаи­модействия пользователя с ПЭВМ, т.е. инфор­мационная технология ОБП должна представ­лять собой интеллектуальную информационную технологию, включающую комплекс профес­сиональных знаний и навыков квалифицирован­ных специалистов, позволяющий удовлетворять информационные потребности пользователей при принятии решений и содержащий средства накопления знаний по созданию безопасного производства, оценки их непротиворечивости, получения новых знаний, их пополнения и обоб­щения [8].

В рамках ИТ ОБП реализуется принцип без­бумажной технологии, обеспечивающий повы­шение производительности труда СОТ, что, однако, не означает устранения абсолютно всех документов, а предусматривает сокращение их числа и упорядочение, автоматизацию докумен­тооборота с замыканием подавляющего боль­шинства информационных потоков через ПЭВМ, одноразовый ввод данных, реализацию принципа новых задач с использованием спе­циального инструментария пользователя, прин­ципа распределенной обработки данных с нерегламентированным обслуживанием пользовате­лей [2].

Исторически развитие систем переработки информации о состоянии безопасности труда представляет путь от децентрализованной пере­работки через централизованную к распределен­ной как совокупности взаимосвязанных узлов децентрализованной обработки данных.

Неудовлетворенность пользователей резуль­татами функционирования существующих не­многочисленных АСУ охраной труда, как пра­вило, связана с фрагментарностью, решаемых задач, затрудняющей целостное восприятие процессов принятия решений, а порой приводя­щей к невозможности интерпретации получен­ных информационных сообщений по принятию решений.

Преуменьшение значения опыта и интуиции работника в принятии решения по обеспечению безопасности производства, с одной стороны, и преувеличение возможностей жесткой формали­зации ряда управленческих задач, главным образом общего учетно-статистического харак­тера, - с другой, неизбежно приводят к тому, что реальные результаты компьютеризации производства, как правило, незначительны и далеко не соизмеримы с затратами на ее проведение. Поэтому для достижения необходимой эффективности автоматизации информационных процессов обеспечения безопасности производ­ства применение персональных ЭВМ как техни­ческих средств, обладающих высокими вычис­лительными показателями и широкими возмож­ностями пользовательского интерфейса, должно базироваться на концепции автоформализации профессиональных знаний, интеллектуализации взаимодействия ПЭВМ с пользователями и тех­нологии распределенной обработки информации на основе локальных вычислительных сетей с последующим включением их в глобальные сети.

Особое значение приобретает внедрение пе­редовых компьютерных технологий, позволяю­щих автоматизировать сложный многоплановый труд специалистов по безопасности производ­ства и своевременно довести до конечного пользователя в необходимом объеме правила и требования нормативно-технической документа­ции, практические результаты проблемных ис­следований и разработок, организовать выбор рациональных решений.

Персональные информационные системы по безопасности производства при реализации тре­буют решения двух проблем — формализации знаний и организации взаимодействия специа­листа с ПЭВМ. Эти системы должны разви­ваться в направлении усиления их диалоговых возможностей, создания интеллектуального ме­ханизма принятия-решения, смысловой обработ­ки информации и ее оценки с адресацией кон­кретному пользователю.

Автоматизированное рабочее место специа­листа по охране труда (АРМ СОТ), представ­ляющее программно-технический комплекс на базе персональной ЭВМ, является важнейшим элементом ИТ ОБП. Средства АРМ СОТ авто­матизируют основные производственные функ­ции специалиста по охране труда, связанные главным образом с обеспечением безопасности оборудования, технологических процессов, про­изводственных сооружений, с оценкой состоя­ния безопасности условий труда, планирова­нием профилактических мероприятий.

АРМ СОТ рассматривается как рабочий ин­струмент специалистов по охране труда в раз­личных производственных структурах - в цехах, на предприятиях, в организациях и объедине­ниях различных форм собственности [10].

Объективная комплексная оценка состояния безопасности производства достигается свое­временным учетом и анализом данных о произ­водственном травматизме, сведений о заболе­ваемости и необходимых показателей условий труда, причем связанные с этим информацион­ные процессы организуются автоматизирован­ными процедурами сбора, передачи, переработ­ки и доведения до работников по охране труда информации, необходимой для принятия свое­временных и правильных решений (рис.1).

Контроль состояния, поиск причин, ухуд­шающих безопасные условия труда, принятие решений по повышению безопасности и норма­лизации условий труда - трудоемкие и длительные процедуры, сопровождающиеся тяжелыми рутинными операциями по работе с норматив­но-инструктивной документацией и специаль­ной литературой. Любое качественное решение достигается за счет интеллектуального анализа результатов этой работы квалифицированными специалистами, число которых в охране труда крайне недостаточно.

Создание систем, обладающих способно­стью к накоплению и обобщению знаний спе­циалистов в различных областях охраны труда, к принятию решений и объяснению рекомендо­ванных, выбранных решений является особо важной кибернетической задачей обеспечения безопасности современного производства. Ос­новная проблема состоит в формализации про­цедур принятия решений по обеспечению безо­пасных условий труда с использованием знаний в их естественной форме с учетом неполноты и неточности данных [6].

Технология экспертных систем рассматри­вается как одно из наиболее перспективных программно-логических средств работы со зна­ниями по безопасности производства, сочетаю­щее информационно-справочные функции с функциями принятия решений.

В основу информационных процессов АРМ СОТ положена совокупность целевых эксперт­ных систем, назначение каждой из которых определяется требованиями поставленной зада­чи по организации безопасного производства. Целевая экспертная система обеспечения безо­пасности производства (ЭС ОБП) представляет собой систему машинных логических рассужде­ний, выдающую окончательные решения с использованием правил, отражающих опыт и знания специалистов по охране труда. ЭС ОБП включает расчетно-логические процедуры поис­ка и принятия решений, базы знаний и данных, интеллектуальный пользовательский интерфейс различного назначения, ведение и развитие ко­торых осуществляется специальным программ­ным комплексом.

Создание ЭС ОБП предусматривает выявле­ние, структурирование и формализацию знаний, построение моделей принятия решений, напол­нение базы данных и знаний, включающих на­бор решений и мероприятий, применяемых спе­циалистами при выборе мер предупреждения травматизма, профилактики заболеваний и улучшения условий труда в зависимости от конкретных производственных процессов с уче­том специфики различных предприятий и орга­низаций.

ЭС ОБП, составляющая основу интеллек­туальной информационной технологии создания безопасных условий труда, обеспечивает в сложных производственных условиях выработ­ку своевременных и качественных решений с использованием формализованных знаний и опыта квалифицированных специалистов и пре­доставляет все требующиеся обоснования ва­рианта решения [13, 9]. Средой ЭС ОБП преду­сматривается поддержка экзаменационно-обучающих процедур и деловые игры с оценкой качества принимаемых решений в разнообразных аварийных и нештатных производственных ситуациях.

АРМ СОТ создается как интеллектуальный помощник специалистов по охране труда, инст­румент накопления опыта работников и поддер­живает принятие безошибочных экономически целесообразных решений по созданию безопас­ных условий труда на рабочих местах. Преду­сматривается возможность работы АРМ СОТ в рамках информационно-вычислительной сети персональных ЭВМ с применением пользовате­лями режимов сопоставляемых циклов приня­тия решений.

Создание и внедрение АРМ СОТ позволяет достичь необходимого уровня децентрализации управленческих решений, обеспечивает накап­ливание и широкое своевременное применение в производстве опыта и знаний высококвалифи­цированных специалистов, что резко повышает эффективность реализации принимаемых реше­ний и качество ее контроля. Совокупность со­ставляющих АРМ аппаратных средств автома­тизации, системного и прикладного программ­ного комплекса поддерживает надежную и своевременную организацию хранения, переработки и доведения до пользователя необходи­мой проблемной информации. АРМ СОТ рас­сматривается как многофункциональное средст­во реализации основных информационно-техно­логических процессов в рамках ИТ ОБП.

В производственных условиях АРМ СОТ на­страивается на выполнение отдельных функций и задач, на полный набор задач или на проце­дуры обучения в зависимости от профессио­нального уровня и интересов работников.

Существующая практика обучения и контро­ля знаний по безопасности труда не отличается высоким качеством, а порой представляет со­бой формальную процедуру, что вызвано глав­ным образом высокой трудоемкостью этих про­цессов, обусловленной большим объемом и разноплановостью информации, содержащейся в правилах, инструкциях, другой разнообразной нормативно-технической документации, и от­сутствием эффективных средств автоматизации.

Экзаменационно-обучающие программные комплексы могут быть реализованы в составе АРМ СОТ или в виде независимых программ­ных продуктов и организуют в режиме интел­лектуального диалога автоматизированные циклы обучения и контроля знаний работников по различным аспектам безопасности производ­ства.

Автоматизированные процедуры обучения и аттестации строятся с использованием упорядо­ченных по определенным направлениям и раз­личным производственно-технологическим ха­рактеристикам вопросов, ответов и обоснований правильных ответов, что позволяет во многом преодолеть формализм и необъективность сло­жившейся практики обучения и проведения экзаменов, организовать их на высоком профес­сиональном уровне с учетом опыта и навыков квалифицированных специалистов.

Проблемно-ориентированная комплексная экзаменационно-обучающая система (КЭОС) создается как программное средство, направ­ленное на достижение требуемого уровня про­фессиональной подготовки, соответствия приоб­ретаемых во время обучения стереотипов усло­виям реальной работы, а также на эффективное использование системы в условиях различных организаций и внутри одной организации для различных групп обучаемых и аттестуемых.

Обучение, аттестация и консультации работ­ников и специалистов организуются в режиме гибкого диалога в зависимости от вида техноло­гического процесса, типа обслуживаемого обо­рудования, профессии и выполняемой работы, критерия профессионального уровня ( разряда, класса, квалификационной группы и т.п.) [11].

Глубина обучения, устойчивость и качество аттестации работников по всем основным на­правлениям безопасности производства обеспе­чиваются широким спектром возможностей и простотой организации экзаменационно-обучаю-щих процедур, большим объемом правил и тре­бований нормативных документов, представляе­мых в виде системы взаимосвязанных вопросов, ответов и обоснований правильных ответов, а также многоплановостью применяемых в КЭОС документов. Функциональные средства КЭОС поддерживают независимую и конфиден­циальную работу экзаменатора, аттестуемого и обучаемого (рис.2).

Повышенные требования к устойчивости знаний и объективности аттестации работников реализуются благодаря применению универ­сальных текстово-графических процедур, бази­рующихся на совокупности взаимосвязанных рисунков; в каждой из этих процедур переход к последующему рисунку осуществляется при со­ответствующих действиях с элементами преды­дущего, включая диалог на естественном языке.

Графический диалог в экзаменационно-обу-чающей системе строится с использованием комплекса статистических базовых картин с на­кладываемыми на них взаимосвязанными элементами, отражающими последовательность действий работника при корректном выполне­нии определенных производственных операций и принимаемые им решения в нештатных ситуа­циях. Помимо графического представления последовательности действий работника при выполнении тех или иных организационных и технологических операций, ему предъявляется система решений и рекомендаций в зависимос­ти от характера совершаемых действий в штат­ных и аварийных ситуациях [12].

Графические процедуры позволяют значи­тельно усовершенствовать подготовку работни­ков по определенной профессиональной группе, приблизив ее к обучению на реальном оборудо­вании, в реальных производственных условиях, сформировать навыки и умения, для отработки и закрепления которых реальная установка не всегда может быть приспособлена. Большое практическое значение имеют преимущества графических описаний нештатных ситуаций, возникающих при эксплуатации различных ти­пов оборудования, обеспечивающих общедос­тупное структурирование опыта и знаний высо­коквалифицированных специалистов по их предотвращению и требуемое качество профес­сиональной подготовки. Применяемая графика чувствительна к долгосрочным запросам пред­приятий и предусматривает настройку на изме­нение технологических операций и требований к профессиональному уровню работников.

Полиэкранная технология интеллектуально­го интерфейса и компьютерная графика прибли­жают взаимодействие пользователя с АРМ СОТ и со встроенными в него или независимо применяемыми экзаменационно-обучающими системами к естественному общению между людьми, предусматривают всестороннюю за­щиту от ошибочных действий. Иерархическая электронная документация включает процедур­ные инструкции, которые излагаются просто и ясно, исключая неверное истолкование, не сдер­живают процесса понимания и запоминания, приобретения устойчивых навыков и могут быть предъявлены пользователю в любой мо­мент работы с программными комплексами.

АРМ СОТ в течение ряда лет эксплуатиру­ется в агропромышленном производстве. На многочисленных промышленных предприятиях успешно работают две версии комплексной экзаменационно-обучающей системы по элек­тробезопасности. На ряде предприятий эксплуа­тируется комплексная экзаменационно-обучаю-щая система по безопасности производства, включающая разделы электробезопасности, бе­зопасности теплопотребляющих установок и тепловых сетей, грузоподъемных кранов и лифтов, паровых и водогрейных котлов, сосудов под давлением. Работы проводились научно-ис­следовательской и производственной фирмой "ТЕХИНТЕЛЛ" и Всероссийским НИИ элек­трификации сельского хозяйства.

С практической точки зрения информацион­ная технология обеспечения безопасности про­изводства представляет собой совокупность автоматизированных процессов циркуляции и переработки информации о состоянии безопас­ности и условиях труда, реализованных в среде современных программно-технических средств и создает гибкое информационное пространство для достижения необходимого уровеня безопас­ности производства на конкретном предприятии или в организации с привлечением имеющихся специалистов. Внедрение новой информацион­ной технологии ОБП позволяет значительно по­высить профессиональный уровень специалис­тов по охране труда и эффективность их рабо­ты, надежность знаний по безопасности труда других работников, а также устраняет приве­денные выше противоречия в существующих информационных системах обеспечения безо­пасности производства.

Список литературы

1. Акофф Р.Л. Планирование будущего корпорации. - М.: Прогресс, 1985. - 328 с.

2. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. - М.: Наука, 1982. - 552 с.

3. Громов Г.Р. Национальные информационные ресурсы: проблемы промыш ленной эксплуатации. — М.: Наука, 1984. - 240 с.

4. Искусственный интеллект: применение в химии: Д. Смит, Ч. Рид, Дж. Стюарт и др.: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 430 с.

5. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах / Пер. с англ. - М.: Мир, 1980. - 662 с.

6. Попов Э.В. Экспертные системы: решение неформализо­ванных задач в диалоге с ЭВМ. - М.: Наука, 1987. - 288 с.