Модель оценки эффективности технологии организационного управления безопасностью Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК331.45, 658.5

МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОРГАНИЗАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ

© 2016 М.А. Кривова1, Э.С. Клентак2, Н.Г. Яговкин1

1 Самарский государственный технический университет 2 ООО «ИЦ «АЭ-системы», г. Самара

Статья поступила в редакцию 02.12.2015

Разработана модель оценки эффективность технологии организационного управления безопасностью, позволяющая определить наиболее общие её недостатки и основные направления оптимизации. Ключевые слова: управление, безопасность, модель, эффективность.

Основной способ обеспечения безопасности на предприятии являются системы управления охраной труда, промышленной и пожарной безопасностью [1, 2, 10]. Их суть состоит в формировании пакета нормативно-технической документации и определении наиболее эффективных управляющих воздействий, что требует наличие определенных теоретических разработок.

Теоретическое обоснование системы управления безопасностью из методических соображений можно разбить на несколько этапов [3, 8, 9]:

- выделение системы из среды;

- анализ назначения системы, выработка допущений и ограничений;

- разработка модели системы и изучение ее динамики;

- выбор принципа управления;

- определение состава органов управления, ресурсов и ограничений;

- выбор совокупности критериев и их ранжирование посредством использования системы предпочтений;

- назначение цели, как требуемого конечного состояния;

- выработка концепции и алгоритма оптимального управления.

Совокупность приведенных задач может быть отражена графически в виде последовательности взаимосвязанных понятий, за которыми стоят соответствующие действия, процедуры (рис. 1).

Модель представляет собой информационный образ системы управления и происходящих в ней процессов. В результате ее анализа и синтеза появляется возможность количественно оценить элементы модели, составить прогноз поведения системы, определить оптимальные

Кривова Маргарита Андреевна, ассистент кафедры «Безопасностьжизнедеятельности». E-mail: [email protected] Клентак Эдвард Стефанович, начальник отдела диагностики грузо-подъемных механизмов и сооружений. E-mail: [email protected],,

Яговкин Николай Германович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Безопасность жизнедеятельности». E-mail: [email protected]

параметры управляющих воздействий, что обеспечивает гибкость управления и повышает его эффективность [4].

Математика позволяет на классе мягких моделей составить дифференциальные уравнения, описывающие основное свойство явления. Тогда его решение иллюстрирует характерные особенности динамики развития объекта исследования, а методы изучения решения называют качественными методами теории дифференциальных уравнений. Основная трудность заключается в оценке диапазона условий, когда подобный подход еще отвечает объективным условиям существования явления. Достоинство мягких моделей состоит в том, что они содержат наиболее общее описание динамики системы, а значит, могут играть роль высшего уровня в иерархии моделей, которую можно назвать деревом моделей. Модели классифицируются следующим образом [5,6]

По характеру изменений по времени они делятся на статические и динамические, по форме отражения причинно-следственных отношений на детерминированные и стохастические. В статических моделях параметр времени отсутствует, а в динамических присутствует. В детерминированных моделях процесс управления отражается в виде строго определенных отношений, а выходные результаты имеют единственное значение. Стохастические модели бывают вероятностные и статические. В первых каждому набору исходящих данных соответствует единственное распределение вероятностей случайных событий. Статистические реализуют связь между концептуальными моделями и информационным отражением исследуемых процессов. Имитационные модели являются средством прогнозирования. При использовании метода системной динамики модель формируется на основе набора типовых структур. Матричная модель позволяет оптимизировать управление системой. Концептуальная модель делает возможным установить связи между элементами системы управления, а математическая оценить количественно эффективность управления.

Рис. 1. Последовательность формирования модели управления объектом

На классе концептуальных моделей допустимо проводить качественные исследования, тогда как введение динамической (математической) модели означает возможность перехода к количественным методам анализа.

Общая схема формирования модели (рис. 2) объединяет и иллюстрирует изложенное выше.

Этому процессу отвечают три этапа [7].

А. Этап анализа системы. Действия, составляющие этап, направлены на изучение системы и заканчиваются получением концептуальной модели. Их основным содержанием является представление системы в виде совокупности элементов (декомпозиции), последовательное

Рис. 2. Общая схема формирования модели управления объектом

обследование каждого и связей между ними.

Б. Этап синтеза модели. Он состоит в получении моделей отдельных элементов, формализации их связей и в последовательном переходе от элементов к целостной модели. Завершается этап, когда в распоряжении исследователя имеется математическая модель системы. Естественно, для плохо формализуемых систем можно довольствоваться наличием лишь строгого описания системы; тогда часть системы будет охарактеризована вербально, на естественном языке. Однако исследование такого симбиоза формализма с вербальностью представляет далеко нетривиальную задачу. Схема решения такой задачи представлена на рис. 3.

В. Этап проверки адекватности модели и системы. Эта процедура сопутствует всем этапам построения модели. Ее задача заключается в удовлетворении требований субъекта по обеспечению адекватности модели и исследуемой системы в смысле достижения необходимой точности описания процессов, представляющих интерес для субъекта.

Диагностичное задание целей соблюдается, если выполняются следующие условия:

- используемые исходные понятия точно определены;

- проявления и факты, обозначаемые понятием, обладают категорией меры, то есть их величина поддается прямому или косвенному измерению;

- результаты измерения могут быть соотнесены с определенной шкалой, то есть соответственно оцениваться.

В блоке базы данных формируются сведения, необходимые для управления объектов (спра-

вочно-нормативная литература, сведения об объекте и т.п.)

В блоке средства подбираются средства, методы и формы управления объектом.

Для повышения эффективности, объективности и достоверности процесса контроля необходимы соответствующие методики, способы и средства измерения состояния объекта.

Блок коррекции предназначен для анализа данных контрольного блока. Выполнение корректирующего этапа позволяет усовершенствовать объект, скорректировать цели, содержание, средства, методы и формы управления, что в конечном счете приведет к повышению эффективности управления.

Блок управления устанавливает со всеми другими блоками двухстороннюю связь. Управление может быть разомкнутым и цикличным. Первое не имеет обратной связи. Цикличное может осуществляться по принципу «черного ящика», когда обратная связь и регуляция процесса учитывает только конечный продукт процесса (путь, ведущий к требуемому результату остается неизвестным) и «белого ящика», когда обратная связь несет сведения о процессе получения конечного продукта.

В этом случае выдвигаются следующие требования к управляемому процессу:

- указание цели управления (блок цели);

- установление содержания управляемого процесса (блок базы данных);

- определение программы воздействия на процесс управления (блок спк);

- обеспечение получения информации по определенной системе параметров о состоянии управляемого процесса (блок контроля);

Рис. 3. Вербальная модель управления объектом

- обеспечение переработки информации, выработки корректирующих воздействий (блок коррекции).

Выполнение этих требований предполагает разработку блока технологии организационного управления.

Содержание блока технологии организационного управления определяется поставленной перед системой управления целью. При управлении безопасностью такой целью является снижение или устранение травматизма.

Составляющие элементы технологии организационного управления безопасностью приведены на (рис. 4) [5].

Влияние внешней среды на человека проявляется в виде чрезвычайных ситуаций. Чрезвычайная ситуация - это обстановка на определенной территории, сложившиеся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного действия, которые нарушают условия жизнедеятельности людей. Она может носить природный или технический характер. В первом случае это опасные геологические, метеорологические, гидрологические явления, природ-

ные пожары, изменение состояния воздушного бассейна и т.п. Во втором - это аварии (катастрофы) пожары, угроза или непровоцированные взрывы, выбросы опасных веществ, разрушение зданий и сооружений и т.п. Вероятность возникновения чрезвычайной ситуации определена для каждого опасного производственного объекта в декларации промышленной безопасности. Влияние внутренней среды связано с воздействием на человека вредных производственных факторов, приводящих к профессиональным заболеваниям, а иногда к травмам и развитию состояния динамической рассогласованности, как следствие ошибкам и сбоям, а также неблагоприятному воздействию в отдельных случаях на техническую систему. Это воздействие называется условиями труда. Они подразделяются на четыре класса [4]. Вероятность возникновения профессиональных заболеваний определяется по уровню профессионального риска [8].

Технологическая система - это совокупность средств технологического оснащения предметов производства и исполнителей, для выполнения заданных технологических процессов или опера-

Факторы. определяющие безопасную деятельность

Г

Внешняя среда

Внутренняя среда

Чрезвычайная ситуация

Техническая система

Услоеня труда

I

Техн ологнческое Человеческий

оснащение фактор

1

Техногенная или природная

Класс условий труда

Характерн стнка надежности технологического оснащения

Вероятность возникновения чрезвычайной ситуации

Вероятность возникновений профз аболев аннй

Отказ эле технологи оснащ; ментов ческого ?ння

Вероятность отказа технического оснащения

Характерн стнга надежности человека

Ошноочные действия человека

Вероятность совершения ошибочных действий

Надежность системы

Вероятность появления опасной ситуации Вероятность осуществления безопасной деятельности

Вероятность появления человека в опасной зоне

Рис. 4. Составляющие элементы технологии организационного управления безопасностью

ций. К предметам производства относят материал, заготовку, полуфабрикат или изделие, Технологическое оснащение включает в себя средства для выполнения в условиях производства заданных технологические процессов или операций. Под надежностью технологического оснащения понимают свойство выполнять заданные функции в течение определенного времени при заданных условиях работы. Надежность следует понимать, как совокупность трех свойств: безотказности, восстанавливаемости и долговечности. Фундаментальным понятием теории надежности является понятие отказа. Под отказом понимается случайное событие, состоящее в том, что технологическое оснащение полностью или частично утрачивает свою работоспособность, в результате чего заданные функции не выполняются. Количественная оценка надежности в зависимости от поставленной цели может определятся различными методами: аналитическими, экспериментальными, имитационными и рядом других.

Математически этот показатель можно определить, как вероятность события, P при котором время безотказной работы T технологического оснащения, являющееся случайной величиной, будет больше некоторого заданного времени т (1):

P(T ) = P(T >т). (1)

C возрастанием времени T даже при большом значении вероятности безотказной работы технологического оснащения (P = 0,98) отдельных элементов вероятность надежной работы в целом будет невысокой из-за большого числа так называемых критических элементов, отказ каждого из которых приводит к нарушению рабочих функций технологического оснащения.

Надежность технологического оснащения можно представить в виде (2):

P = P (т) • P (т) • Р_2(т) •... • р (т) = 0,98, (2)

где i - число критических элементов. Однако живучесть технологического оснащения определяется не только значением P, но еще компенсирующими возможностями, а также механизмами их реализующими.

Надежность деятельности человека в системах определяется надежностью организма человека и надежностью выполнения человеком функций по управлению техническими средствами и их обслуживанию. Она обычно представляется в виде структурной и функциональной надежности. Под структурной понимают свойство человека сохранять работоспособность в течение заданного времени в определенных условиях.

Функциональная надежность определяется как свойство человека выполнять предписанные функции в соответствии с заданными требованиями в течение того же времени и в тех же условиях.

Анализ эффективности производится с использованием информационной составляющей

технологии организационного управления безопасностью. При её построении приняты следующие допущения [7].

Совокупность учитываемых факторов подчиняется вероятностным закономерностям, т.е. факторы рассматриваются как непрерывные случайные величины.

Совместных закон распределения совокупности факторов в виде многомерной функции плотности вероятности /(X1, X2,..., Xп ).

Функция плотности вероятности подчиняется условиям неотрицательности и нормировки:

/ (X„ X 2,..., Хп ) > 0,

— ад —ад

\... \/(X,,X2,..., X)йххйх2..Лхп = 1,

ад ад

е (—ад,+ад),I = 1..п.

Известен вектор - столбец математических ожиданий (средних значений) факторов

т, (т) = (п х 1)

J... J xf ( X 2,..., X„ )dx

= m.

В качестве критерия выбора вида закона распределения совокупности факторов целесообразно выбрать критерий максимума энтропии совокупности факторов (3):

J = Х) = J ln f (X)f (X)dX. (3)

Вектор такого критерия позволяет определить вид закона распределения, который дает возможность рассматривать информацию о совокупности факторов как самую неопределенную в смысле энтропии совокупности (вероятностную вариационную задачу). Функция Лагранжа имеет вид (6):

F = — J... J f ( X )ln f ( X )dX

+

+ Л

-J...J f ( X )dX -1

— ад —ад ьад +ад

J... J Xf ( X )dX

+

(4)

— m

где Л,Щ(п х1) - постоянные множители Лагранжа.

Уравнение Лагранжа имеет вид (5):

ёР _

— = — 1п/(х) — 1+ , (5) ё/

в результате имеем (6):

L— 1 —щ'\x —щ'\x

" = ае 1

f ( x) = ^—'e

(6)

Выражение для f (x) преобразовывается к виду (7):

+ад +ад

ад —ад

ад —ад

f ( X ) = П е =оП fi ( Xi ),

fi ( Xi ) = е

(7)

В результате имеем: совокупность факторов является совокупностью независимых случайных величин; для неотрицательных случайных величин закон распределения является показательным.

Далее выявляются значимые и незначимые факторы и приводятся исходные данные к относительным величинам (долям, процентам). Затем производится шкалирование относительных величин каждой из компонентов показателей в отдельности, которые суммируются с использованием весовых коэффициентов. Затем формируется комплексный показатель как средневзвешенный. Если отсутствуют статистические данные, используются методы экспертной оценки.

Информационная составляющая позволяет оценить эффективность технологии организационного управления определять наиболее общие её недостатки и основные направления её оптимизации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 12.0.230-2007. Системы управления охраной труда. 30 с.

2. Общие правила промышленной безопасности

для организации, осуществляющих детальность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов. 15 с.

3. Сорокина Л.В. Теоретические основы проектирования педагогических систем: монография. Самара: Самарский научный центр РАН. 58 с.

4. Мельникова Д.А., Яговкин Г.Н. Теоретические аспекты формирования систем управления профессиональным риском на опасных производственных объектах монография. Самара: Медиа Книга, 2014. 120 с.

5. ЯговкинН.Г.,БатищевВ.И. Методология поддержки принятия решений при управлении интегратив-ными крупномасштабными производственными системами. Самара: Самарский научный центр РАН, 2008. 288 с.

6. Ансофф И. Стратегическое управление [пер. с англ.]. М.: Экономика, 1989. 519 с.

7. Кунц Гарольд, О'Доннел Сирилл. Управление: Системный и ситуационный анализ управленческих функций. Кн.1: Основы науки управления. Б.м., 1995. 423 с.

8. Профессиональный риск. Теория и практика расчета: монография [под ред. А.Г. Хрупачева, А. А. Хадарцева]. Тула Изд-во ТулГУ, 2011. 330 с.

9. Пименов А. А., Быков Д.Е., Васильев А.В. О подходах к классификации отходов нефтегазовой отрасли и побочных продуктов нефтепереработки // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2014. № 4. С. 183-190.

10. VasilyevA.V. Method and approaches to the estimation of ecological risks of urban territories // Safety of Technogenic Environment. 2014. № 6. С. 43-46.

i=i

i=i

THE SAFETY ORGANIZATIONAL MANAGEMENT TECHNOLOGY EFFICIENCY EVALUATION MODEL

© 2016 M.A. Krivova1, E.S. Klentak2, N.G. Yagovkin1

1 Samara State Technical University 2 "IC AE-systems", Samara

The safety organizational management technology efficiency evaluation model is developed, which allows it to identify the most common faults and the main optimization directions Keywords: management, safety, model, efficiency.

Margarita Krivova, Assistant Lecturer at the Safety of Labor Department. E-mail: [email protected]

Edvard Klentak, Head of Hoisting Mechanisms and Structures Diagnostics Department. E-mail: [email protected] Nickolay Yagovkin, Doctor of Technics, Professor, Head at the Safety of Labor Department. E-mail: [email protected]