Maendeleo ya jumla katika kielektroniki kidogo na katika teknolojia ya vitambuzi yanatoa sababu ya kutumaini kwamba uboreshaji wa usalama wa kazini unaweza kupatikana kupitia upatikanaji wa vigunduzi vya kuaminika, ngumu, vya matengenezo ya chini na vya bei ghali. Makala haya yataelezea teknolojia ya vitambuzi, taratibu tofauti za utambuzi, masharti na vizuizi vinavyotumika kwa matumizi ya mifumo ya vitambuzi, na baadhi ya tafiti zilizokamilishwa na kazi ya kusawazisha nchini Ujerumani.

Vigezo vya Kigunduzi cha Uwepo

Uendelezaji na majaribio ya vitendo ya vigunduzi vya uwepo ni mojawapo ya changamoto kubwa zaidi za siku zijazo kwa juhudi za kiufundi katika kuboresha usalama wa kazi na ulinzi wa wafanyakazi kwa ujumla. Vigunduzi vya uwepo ni vitambuzi vinavyoashiria kwa uhakika na kwa uhakika uwepo wa karibu au njia ya mtu. Kwa kuongezea, onyo hili lazima litokee kwa haraka ili hatua ya kukwepa, kushika breki au kuzima kwa mashine isiyosimama kufanyike kabla ya mawasiliano yaliyotabiriwa kutokea. Ikiwa watu ni wakubwa au wadogo, bila kujali mkao wao, au jinsi wamevaa haipaswi kuwa na athari kwa kuegemea kwa kitambuzi. Kwa kuongezea, kihisia lazima kiwe na uhakika wa kufanya kazi na kiwe thabiti na cha bei nafuu, ili kiweze kutumika chini ya hali zinazohitajika sana, kama vile kwenye tovuti za ujenzi na kwa programu za rununu, na matengenezo ya chini. Ni lazima vitambuzi viwe kama mkoba wa hewa kwa kuwa havitunzishwi na viko tayari kila wakati. Kwa kuzingatia baadhi ya watumiaji kusita kudumisha kile ambacho wanaweza kukichukulia kama kifaa kisicho muhimu, vitambuzi vinaweza kuachwa bila kufanyiwa kazi kwa miaka mingi. Kipengele kingine cha vigunduzi vya uwepo, ambacho kina uwezekano mkubwa wa kuombwa, ni kwamba wao pia hugundua vizuizi vingine isipokuwa wanadamu na kumtahadharisha mwendeshaji kwa wakati ili kuchukua hatua ya kujihami, na hivyo kupunguza gharama za ukarabati na uharibifu wa nyenzo. Hii ni sababu ya kusakinisha vitambua uwepo ambavyo havipaswi kuthaminiwa.

Maombi ya Kigunduzi

Ajali zisizohesabika za vifo na majeraha mabaya ambayo yanaonekana kama matendo yasiyoepukika, ya majaaliwa ya mtu binafsi, yanaweza kuepukwa au kupunguzwa mradi vitambua uwepo vinakubalika zaidi kama hatua ya kuzuia katika uwanja wa usalama wa kazini. Magazeti yanaripoti ajali hizi mara nyingi sana: hapa mtu alipigwa na shehena ya kurudi nyuma, hapo mendeshaji hakuona mtu ambaye alikimbizwa na gurudumu la mbele la koleo la nguvu. Malori yanayorudi kinyumenyume mitaani, maeneo ya kampuni na maeneo ya ujenzi ndiyo chanzo cha ajali nyingi kwa watu. Kampuni za leo zilizoratibiwa kikamilifu hazitoi tena madereva wenza au watu wengine kufanya kama miongozo kwa dereva anayehifadhi lori. Mifano hii ya ajali zinazosonga inaweza kupanuliwa kwa urahisi kwa vifaa vingine vya rununu, kama vile lori za kuinua uma. Hata hivyo, matumizi ya vitambuzi inahitajika haraka ili kuzuia ajali zinazohusisha vifaa vya nusu-mobile na visivyosimama tu. Mfano ni maeneo ya nyuma ya mashine kubwa za kupakia, ambazo zimetambuliwa na wahudumu wa usalama kama maeneo yanayoweza kuwa hatari ambayo yanaweza kuboreshwa kwa kutumia vitambuzi vya bei nafuu. Tofauti nyingi za vigunduzi vya uwepo vinaweza kubadilishwa kwa ubunifu kwa magari mengine na vifaa vikubwa vya rununu ili kulinda dhidi ya aina za ajali zilizojadiliwa katika nakala hii, ambayo kwa ujumla husababisha uharibifu mkubwa na majeraha makubwa, ikiwa sio mbaya.

Tabia ya suluhu za kibunifu kuenea zaidi inaweza kuonekana kuahidi kwamba vigunduzi vya uwepo vitakuwa teknolojia ya kawaida ya usalama katika programu zingine; hata hivyo, hii si kesi popote. Mafanikio hayo, yanayochochewa na ajali na uharibifu mkubwa wa nyenzo, yanatarajiwa katika ufuatiliaji wa magari ya kubebea mizigo na lori kubwa na kwa maeneo yenye ubunifu zaidi ya "teknolojia mpya" - mashine za roboti zinazohamishika za siku zijazo.

Tofauti za nyanja za utumiaji wa vigunduzi vya uwepo na utofauti wa kazi - kwa mfano, kustahimili vitu (hata vitu vinavyosogea, chini ya hali fulani) ambavyo ni vya uga wa utambuzi na ambavyo havipaswi kusababisha ishara - vinahitaji vitambuzi ambamo “ teknolojia ya tathmini yenye akili” inasaidia mifumo ya utendaji wa kihisi. Teknolojia hii, ambayo ni suala la maendeleo ya siku za usoni, inaweza kufafanuliwa kutokana na mbinu za kuchora katika nyanja ya akili bandia (Schreiber na Kuhn 1995). Hadi sasa, ulimwengu mdogo umezuia matumizi ya sasa ya vitambuzi. Kuna mapazia ya mwanga; baa za mwanga; mikeka ya mawasiliano; sensorer passiv infrared; ultrasound na vigunduzi vya mwendo wa rada vinavyotumia athari ya Doppler; sensorer zinazofanya vipimo vya muda vilivyopita vya ultrasound, rada na msukumo wa mwanga; na skana za laser. Kamera za televisheni za kawaida zilizounganishwa na vichunguzi hazijajumuishwa kwenye orodha hii kwa sababu si vitambua uwepo. Hata hivyo, kamera hizo ambazo huwashwa kiotomatiki zinapohisi uwepo wa mtu, zimejumuishwa.

Teknolojia ya Sensor

Leo masuala makuu ya kihisi ni (1) kuboresha matumizi ya athari za kimwili (infrared, mwanga, ultrasound, rada, nk) na (2) ufuatiliaji binafsi. Vichanganuzi vya laser vinatengenezwa kwa umakini ili kutumika kama zana za kusogeza kwa roboti za rununu. Kwa hili, kazi mbili, tofauti kwa kanuni, lazima zisuluhishwe: urambazaji wa roboti na ulinzi wa watu (na nyenzo au vifaa) vilivyopo ili wasije wakapigwa, kupigwa au kunyakuliwa (Freund, Dierks na Rossman 1993). ) Roboti za simu za baadaye haziwezi kuhifadhi falsafa ile ile ya usalama ya "mgawanyo wa anga wa roboti na mtu" ambayo inatumika kwa roboti za kisasa za viwandani. Hii inamaanisha kuweka malipo ya juu juu ya utendakazi wa kuaminika wa kigunduzi cha uwepo kitakachotumika.

Matumizi ya "teknolojia mpya" mara nyingi huhusishwa na matatizo ya kukubalika, na inaweza kudhaniwa kuwa matumizi ya jumla ya roboti za rununu ambazo zinaweza kusonga na kushika, kati ya watu kwenye mimea, katika maeneo ya trafiki ya umma, au hata majumbani au sehemu za burudani. , zitakubaliwa tu ikiwa zina vifaa vya kugundua uwepo wa hali ya juu sana, wa kisasa na wa kuaminika. Ajali za kuvutia lazima ziepukwe kwa gharama yoyote ili kuepusha kuzidisha shida inayowezekana ya kukubalika. Kiwango cha sasa cha matumizi kwa ajili ya maendeleo ya aina hii ya vitambuzi vya ulinzi wa kazi haifikii kuzingatia hili. Ili kuokoa gharama nyingi, vigunduzi vya uwepo vinapaswa kutengenezwa na kujaribiwa kwa wakati mmoja na roboti za rununu na mifumo ya urambazaji, sio baadaye.

Kuhusiana na magari, maswali ya usalama yamepata umuhimu unaoongezeka. Usalama bunifu wa abiria katika magari ni pamoja na mikanda ya viti ya pointi tatu, viti vya watoto, mikoba ya hewa na mfumo wa breki wa kuzuia kufuli uliothibitishwa na majaribio ya mfululizo ya ajali. Hatua hizi za usalama zinawakilisha sehemu inayoongezeka kiasi ya gharama za uzalishaji. Mifumo ya hewa ya pembeni na mifumo ya sensa ya rada ili kupima umbali wa gari lililo mbele ni maendeleo ya mageuzi katika ulinzi wa abiria.

Usalama wa gari la nje - ambayo ni, ulinzi wa wahusika wengine - unapokea umakini zaidi. Hivi karibuni, ulinzi wa upande umehitajika, hasa kwa lori, ili kuzuia wapanda pikipiki, wapanda baiskeli na watembea kwa miguu kutokana na hatari ya kuanguka chini ya magurudumu ya nyuma. Hatua inayofuata ya kimantiki itakuwa kufuatilia eneo lililo nyuma ya magari makubwa yenye vitambua uwepo na kusakinisha vifaa vya onyo vya eneo la nyuma. Hili litakuwa na matokeo chanya ya kutoa ufadhili unaohitajika ili kuendeleza, kupima na kufanya utendakazi wa juu zaidi upatikane, kujifuatilia, bila matengenezo na kufanya kazi kwa kutegemewa, vitambuzi vya bei nafuu kwa madhumuni ya usalama wa kazini. Mchakato wa majaribio ambao ungeambatana na utekelezaji mpana wa vihisi au mifumo ya vitambuzi ungewezesha kwa kiasi kikubwa uvumbuzi katika maeneo mengine, kama vile majembe ya umeme, vipakiaji vizito na mashine nyingine kubwa za rununu ambazo huhifadhi nakala hadi nusu ya muda wakati wa operesheni yao. Mchakato wa mageuzi kutoka kwa roboti zisizosimama hadi roboti za rununu ni njia ya ziada ya ukuzaji wa vigunduzi vya uwepo. Kwa mfano, uboreshaji unaweza kufanywa kwa vitambuzi vinavyotumika sasa kwenye vihamisishi vya nyenzo za roboti za rununu au "trekta za sakafu za kiwanda zisizo na dereva", ambazo hufuata njia zisizobadilika na kwa hivyo zina mahitaji ya chini ya usalama. Matumizi ya vigunduzi vya uwepo ni hatua inayofuata ya kimantiki katika kuboresha usalama katika eneo la usafirishaji wa nyenzo na abiria.

Taratibu za Ugunduzi

Kanuni mbalimbali za kimwili, zinazopatikana kuhusiana na njia za kupima elektroniki na ufuatiliaji binafsi na, kwa kiasi, taratibu za utendaji wa juu za kompyuta, zinaweza kutumika kutathmini na kutatua kazi zilizotajwa hapo juu. Uendeshaji unaoonekana kuwa rahisi na wa uhakika wa mashine za kiotomatiki (roboti) zinazojulikana sana katika filamu za uwongo za kisayansi, itawezekana kukamilishwa katika ulimwengu wa kweli kupitia matumizi ya mbinu za kupiga picha na kanuni za utambuzi wa utendakazi wa hali ya juu pamoja na mbinu za kupima umbali zinazofanana na zile. kuajiriwa na skana za laser. Hali ya kitendawili kwamba kila kitu kinachoonekana kuwa rahisi kwa watu ni ngumu kwa automatons, lazima itambuliwe. Kwa mfano, kazi ngumu kama vile kucheza chess bora (ambayo inahitaji shughuli ya ubongo wa mbele) inaweza kuigwa kwa urahisi zaidi na kufanywa na mashine za kiotomatiki kuliko kazi rahisi kama vile kutembea wima au kutekeleza uratibu wa harakati za mkono kwa jicho na nyingine (iliyopatanishwa na ubongo wa kati na nyuma). Baadhi ya kanuni hizi, mbinu na taratibu zinazotumika kwa utumizi wa kihisi zimefafanuliwa hapa chini. Mbali na hayo, kuna idadi kubwa ya taratibu maalum za kazi maalum sana ambazo hufanya kazi kwa sehemu na mchanganyiko wa aina mbalimbali za madhara ya kimwili.

Mapazia ya kizuizi cha mwanga na baa. Miongoni mwa wagunduzi wa uwepo wa kwanza walikuwa mapazia ya kizuizi cha mwanga na baa. Wana jiometri ya ufuatiliaji wa gorofa; yaani aliyepita kizuizi hatagundulika tena. Mkono wa opereta, au uwepo wa zana au sehemu zilizoshikiliwa mkononi mwa opereta, kwa mfano, zinaweza kutambuliwa kwa haraka na kwa uhakika kwa kutumia vifaa hivi. Wanatoa mchango muhimu kwa usalama wa kazini kwa mashine (kama mashinikizo na mashine za ngumi) ambazo zinahitaji nyenzo hiyo kuwekwa kwa mkono. Kuegemea kunapaswa kuwa juu sana kitakwimu, kwa sababu wakati mkono unafika mara mbili hadi tatu kwa dakika, karibu shughuli milioni moja hufanywa katika miaka michache tu. Ufuatiliaji wa pande zote wa vipengele vya mtumaji na mpokeaji umeendelezwa kwa kiwango cha juu sana cha kiufundi ambacho kinawakilisha kiwango cha taratibu nyingine zote za kutambua uwepo.

Mikeka ya mawasiliano (badilisha mikeka). Kuna aina zote mbili za passive na kazi (pampu) za mikeka ya mawasiliano ya umeme na nyumatiki na sakafu, ambazo hapo awali zilitumiwa kwa idadi kubwa katika kazi za huduma (wafunguaji wa mlango), hadi zikabadilishwa na vigunduzi vya mwendo. Maendeleo zaidi yanaibuka kwa kutumia vigunduzi vya uwepo katika kila aina ya maeneo hatari. Kwa mfano, ukuzaji wa utengenezaji wa kiotomatiki na mabadiliko katika kazi ya mfanyakazi - kutoka kwa uendeshaji wa mashine hadi ufuatiliaji wa utendakazi wake - ulitoa mahitaji yanayolingana ya vigunduzi vinavyofaa. Usanifu wa matumizi haya ni wa hali ya juu (DIN 1995a), na mapungufu maalum (mpangilio, saizi, maeneo ya juu yanayoruhusiwa "yaliyokufa" yalihitaji uundaji wa utaalamu wa usakinishaji katika eneo hili la matumizi.

Matumizi ya kuvutia ya mikeka ya mawasiliano hutokea kwa kushirikiana na mifumo mingi ya roboti inayodhibitiwa na kompyuta. Opereta hubadilisha kipengee kimoja au viwili ili kigunduzi cha uwepo kichukue nafasi yake halisi na kufahamisha kompyuta, ambayo inasimamia mifumo ya udhibiti wa roboti na mfumo uliojengwa wa kuzuia mgongano. Katika jaribio moja lililoendelezwa na taasisi ya usalama ya shirikisho la Ujerumani (BAU), sakafu ya kitanda cha mawasiliano, inayojumuisha mikeka midogo ya kubadili umeme, ilijengwa chini ya eneo la kazi la mkono wa roboti kwa madhumuni haya (Freund, Dierks na Rossman 1993). Kigunduzi hiki cha uwepo kilikuwa na umbo la ubao wa chess. Sehemu ya mkeka iliyoamilishwa mtawalia iliiambia kompyuta nafasi ya mwendeshaji (takwimu 1) na opereta alipokaribia karibu sana na roboti, iliondoka. Bila kigunduzi cha uwepo mfumo wa roboti haungeweza kubaini nafasi ya mwendeshaji, na opereta basi hangeweza kulindwa.

Kielelezo 1. Mtu (kulia) na roboti mbili katika miili ya kanga iliyokokotwa

Reflectors (sensorer za mwendo na vigunduzi vya uwepo). Hata hivyo vitambuzi vilivyojadiliwa hadi sasa vinaweza kuwa vyema, sio vigunduzi vya uwepo kwa maana pana. Kufaa kwao—hasa kwa sababu za usalama wa kazini—kwa magari makubwa na vifaa vikubwa vya rununu kunaonyesha sifa mbili muhimu: (1) uwezo wa kufuatilia eneo kutoka nafasi moja, na (2) utendakazi bila makosa bila kuhitaji hatua za ziada. sehemu ya-kwa mfano, matumizi ya vifaa vya kuakisi. Kugundua uwepo wa mtu anayeingia kwenye eneo linalofuatiliwa na kubaki kusimamishwa hadi mtu huyu aondoke pia inamaanisha hitaji la kugundua mtu aliyesimama kabisa. Hii inatofautisha kinachojulikana kama sensorer za mwendo kutoka kwa vigunduzi vya uwepo, angalau kuhusiana na vifaa vya rununu; vitambuzi vya mwendo karibu kila mara huwashwa wakati gari linapowekwa kwenye mwendo.

Sensorer za mwendo. Aina mbili za msingi za vitambuzi vya mwendo ni: (1) "sensorer passiv infrared" (PIRS), ambazo huguswa na mabadiliko madogo kabisa katika boriti ya infrared katika eneo linalofuatiliwa (boriti ndogo zaidi inayoweza kutambulika ni takriban 10.^-9 W yenye safu ya urefu wa takriban 7 hadi 20 μm); na (2) vitambuzi vya ultrasound na microwave kwa kutumia kanuni ya Doppler, ambayo huamua sifa za mwendo wa kitu kulingana na mabadiliko ya mzunguko. Kwa mfano, athari ya Doppler huongeza mzunguko wa pembe ya locomotive kwa mwangalizi inapokaribia, na hupunguza kasi ya treni inaposogea. Athari ya Doppler hufanya iwezekanavyo kujenga sensorer rahisi za mbinu, kwani mpokeaji anahitaji tu kufuatilia mzunguko wa ishara wa bendi za mzunguko wa jirani kwa kuonekana kwa mzunguko wa Doppler.

Katikati ya miaka ya 1970 utumizi wa vigunduzi mwendo ulienea katika programu za utendaji wa huduma kama vile vifungua milango, usalama wa wizi na ulinzi wa kitu. Kwa matumizi ya stationary, kugunduliwa kwa mtu anayekaribia mahali pa hatari kulitosha kutoa onyo kwa wakati au kuzima mashine. Huu ulikuwa msingi wa kuchunguza kufaa kwa vigunduzi mwendo kwa matumizi yao katika usalama wa kazi, hasa kwa njia ya PIRS (Mester et al. 1980). Kwa sababu mtu aliyevaa kwa ujumla ana joto la juu zaidi kuliko eneo linalozunguka (kichwa 34 ° C, mikono 31 ° C), kutambua mtu anayekaribia ni rahisi zaidi kuliko kuchunguza vitu visivyo hai. Kwa kiasi kidogo, sehemu za mashine zinaweza kuzunguka katika eneo linalofuatiliwa bila kuchochea kigunduzi.

Njia ya passiv (bila transmitter) ina faida na hasara. Faida ni kwamba PIRS haiongezi kelele na matatizo ya moshi wa umeme. Kwa usalama wa wizi na ulinzi wa kitu, ni muhimu sana kwamba kigunduzi kisiwe rahisi kupata. Sensorer ambayo ni kipokeaji tu, hata hivyo, haiwezi kufuatilia ufanisi wake yenyewe, ambayo ni muhimu kwa usalama wa kazi. Njia moja ya kukabiliana na kasoro hii ilikuwa kujaribu vitoa moduli ndogo za infrared (5 hadi 20 Hz) ambazo ziliwekwa kwenye eneo linalofuatiliwa na ambazo hazikusababisha kihisi, lakini mihimili yake ilisajiliwa kwa ukuzaji wa elektroniki uliowekwa kwa frequency ya urekebishaji. Marekebisho haya yaliigeuza kutoka kwa sensor ya "passive" hadi sensor "inayofanya kazi". Kwa njia hii pia iliwezekana kuangalia usahihi wa kijiometri wa eneo lililofuatiliwa. Vioo vinaweza kuwa na sehemu zisizoonekana, na mwelekeo wa kihisishi unaweza kutupwa na shughuli mbaya kwenye mmea. Mchoro wa 2 unaonyesha mpangilio wa majaribio na PIRS yenye jiometri iliyofuatiliwa kwa namna ya vazi la piramidi. Kwa sababu ya kufikia kwao kubwa, sensorer passive infrared imewekwa, kwa mfano, katika njia za maeneo ya kuhifadhi rafu.

Mchoro 2. Sensorer ya infrared kama kigunduzi cha mbinu katika eneo la hatari

Kwa ujumla, majaribio yalionyesha kuwa vigunduzi vya mwendo havifai kwa usalama wa kazini. Ghorofa ya makumbusho ya usiku haiwezi kulinganishwa na maeneo ya hatari mahali pa kazi.

Vigunduzi vya sauti ya juu, rada na msukumo wa mwanga. Vihisi vinavyotumia kanuni ya mapigo ya moyo/echo—yaani, vipimo vya muda vilivyopita vya ultrasound, rada au misukumo ya mwanga—vina uwezo mkubwa kama vitambua uwepo. Kwa skana za laser, msukumo wa mwanga unaweza kufagia kwa mfululizo wa haraka (kawaida kwa mtindo wa kuzunguka), kwa mfano, kwa usawa, na kwa msaada wa kompyuta mtu anaweza kupata maelezo ya umbali wa vitu kwenye ndege inayoonyesha mwanga. Ikiwa, kwa mfano, sio tu mstari mmoja unaohitajika, lakini ukamilifu wa kile kilicho kabla ya robot ya simu katika eneo hadi urefu wa mita 2, basi kiasi kikubwa cha data lazima kuchakatwa ili kuonyesha eneo jirani. Kigunduzi cha uwepo "bora" cha siku zijazo kitajumuisha mchanganyiko wa michakato miwili ifuatayo:

1. Mchakato wa utambuzi wa muundo utatumika, unaojumuisha kamera na kompyuta. Mwisho pia unaweza kuwa "wavu wa neuronal".
2. Mchakato wa skanning laser unahitajika zaidi kupima umbali; hii inachukua fani katika nafasi ya pande tatu kutoka kwa idadi ya pointi za kibinafsi zilizochaguliwa na mchakato wa utambuzi wa muundo, ulioanzishwa ili kupata umbali na mwendo kwa kasi na mwelekeo.

Kielelezo cha 3 kinaonyesha, kutoka kwa mradi uliotajwa hapo awali wa BAU (Freund, Dierks na Rossman 1993), matumizi ya kichanganuzi cha leza kwenye roboti ya rununu ambayo pia huchukua kazi za urambazaji (kupitia boriti ya kuhisi mwelekeo) na ulinzi wa mgongano wa vitu vilivyo karibu. jirani (kupitia boriti ya kipimo cha ardhi kwa ajili ya kutambua uwepo). Kwa kuzingatia vipengele hivi, roboti ya rununu ina uwezo wa kuendesha gari kiotomatiki bila malipo (yaani, uwezo wa kuendesha gari karibu na vikwazo). Kitaalamu, hili linafikiwa kwa kutumia pembe ya 45° ya mzunguko wa skana kuelekea upande wa nyuma wa pande zote mbili (kuingia kwenye bandari na ubao wa nyota wa roboti) pamoja na pembe ya 180° kuelekea mbele. Mihimili hii imeunganishwa na kioo maalum ambacho hufanya kama pazia nyepesi kwenye sakafu mbele ya roboti ya rununu (kutoa mstari wa maono ya ardhini). Ikiwa kutafakari kwa laser kunatoka hapo, roboti itaacha. Ingawa vichanganuzi vya leza na mwanga vilivyoidhinishwa kwa matumizi ya usalama kazini viko sokoni, vitambuzi hivi vya uwepo vina uwezo mkubwa wa kuendelezwa zaidi.

Mchoro 3. Roboti ya rununu yenye skana ya leza kwa urambazaji na matumizi ya kutambua uwepo

Vihisi vya sauti ya juu na rada, vinavyotumia muda uliopita kutoka kwa mawimbi hadi majibu ili kubainisha umbali, havihitaji sana kutoka kwa mtazamo wa kiufundi na hivyo vinaweza kuzalishwa kwa bei nafuu zaidi. Eneo la vitambuzi lina umbo la klabu na lina klabu moja au zaidi ndogo za upande, ambazo zimepangwa kwa ulinganifu. Kasi ya kuenea kwa ishara (sauti: 330 m/s; wimbi la sumakuumeme: 300,000 km/s) huamua kasi inayohitajika ya vifaa vya elektroniki vinavyotumiwa.

Vifaa vya onyo vya eneo la nyuma. Katika Maonyesho ya Hanover ya 1985, BAU ilionyesha matokeo ya mradi wa awali juu ya matumizi ya ultrasound kwa ajili ya kupata eneo nyuma ya magari makubwa (Langer na Kurfürst 1985). Muundo wa ukubwa kamili wa kichwa cha kihisi kilichoundwa na vitambuzi vya Polaroid™ uliwekwa kwenye ukuta wa nyuma wa lori la usambazaji bidhaa. Kielelezo cha 4 kinaonyesha utendakazi wake kimaumbile. Kipenyo kikubwa cha kihisi hiki hutoa pembe ndogo kiasi (takriban 18°), maeneo yaliyopimwa yenye umbo la klabu ya masafa marefu, yaliyopangwa kando ya kila mmoja na kuweka masafa tofauti ya upeo wa mawimbi. Katika mazoezi inaruhusu mtu kuweka jiometri yoyote inayofuatiliwa inayotakiwa, ambayo inachanganuliwa na sensorer takriban mara nne kwa pili kwa kuwepo au kuingia kwa watu. Mifumo mingine ya onyo ya eneo la nyuma iliyoonyeshwa ilikuwa na vitambuzi kadhaa sambamba vilivyopangwa.

Mchoro 4. Uwekaji wa kichwa cha kupimia na eneo linalofuatiliwa upande wa nyuma wa lori

Maonyesho haya ya wazi yalikuwa ya mafanikio makubwa kwenye maonyesho. Ilionyesha kwamba ulinzi wa eneo la nyuma la magari makubwa na vifaa unachunguzwa katika maeneo mengi—kwa mfano, na kamati maalumu za vyama vya wafanyabiashara wa viwanda. (Berufsgenossenschaften), bima za ajali za manispaa (ambao wanawajibika kwa magari ya manispaa), maafisa wa usimamizi wa tasnia ya serikali, na watengenezaji wa vitambuzi, ambao wamekuwa wakifikiria zaidi kuhusu magari kama magari ya huduma (kwa maana ya kuzingatia mifumo ya maegesho ili kulinda dhidi ya gari. uharibifu wa mwili wa gari). Kamati ya dharula iliyotolewa kutoka kwa vikundi ili kukuza vifaa vya onyo vya eneo la nyuma iliundwa yenyewe na ilichukua kama jukumu la kwanza kuandaa orodha ya mahitaji kutoka kwa mtazamo wa usalama wa kazini. Miaka kumi imepita wakati ambapo mengi yamefanyiwa kazi katika ufuatiliaji wa eneo la nyuma-labda kazi muhimu zaidi ya vigunduzi vya uwepo; lakini mafanikio makubwa bado hayapo.

Miradi mingi imefanywa kwa vitambuzi vya ultrasound—kwa mfano, kwenye korongo za kupanga za mbao-pande zote, koleo la majimaji, magari maalum ya manispaa, na magari mengine ya matumizi, na vile vile kwenye lori za kuinua uma na vipakiaji (Schreiber 1990). Vifaa vya onyo vya eneo la nyuma ni muhimu haswa kwa mashine kubwa ambayo huhifadhi nakala rudufu wakati mwingi. Vigunduzi vya uwepo wa sauti hutumika, kwa mfano, kwa ulinzi wa magari maalum yasiyo na dereva kama vile mashine za kushughulikia nyenzo za roboti. Ikilinganishwa na bumpers za mpira, vitambuzi hivi vina eneo kubwa zaidi la utambuzi ambalo huruhusu kushika breki kabla ya kuwasiliana kati ya mashine na kitu. Vihisi sawia vya magari ni maendeleo yanayofaa na yanahusisha mahitaji magumu sana.

Wakati huo huo, Kamati ya Viwango vya Kiufundi ya Mfumo wa Usafirishaji ya DIN iliboresha Kiwango cha 75031, "Vifaa vya kugundua vizuizi wakati wa kubadilisha" (DIN 1995b). Mahitaji na vipimo viliwekwa kwa safu mbili: mita 1.8 kwa lori za usambazaji na mita 3.0—eneo la onyo la ziada—kwa lori kubwa zaidi. Eneo lililofuatiliwa limewekwa kwa njia ya utambuzi wa miili ya mtihani wa cylindrical. Masafa ya mita 3 pia ni kuhusu kikomo cha kile kinachowezekana kiufundi kwa sasa, kwani vitambuzi vya ultrasound lazima ziwe na utando wa chuma uliofungwa, kutokana na hali zao mbaya za kufanya kazi. Mahitaji ya ufuatiliaji wa mfumo wa sensor yanawekwa, kwani jiometri inayofuatiliwa inayohitajika inaweza kutekelezwa tu kwa mfumo wa vitambuzi vitatu au zaidi. Kielelezo cha 5 kinaonyesha kifaa cha onyo cha eneo la nyuma kinachojumuisha vitambuzi vitatu vya ultrasound (Microsonic GmbH 1996). Vile vile hutumika kwa kifaa cha arifa kwenye teksi ya dereva na aina ya ishara ya onyo. Yaliyomo katika DIN Standard 75031 pia yameainishwa katika Ripoti ya kimataifa ya kiufundi ya ISO TR 12155, “Magari ya kibiashara—Kifaa cha kugundua vizuizi wakati wa kubadilisha” (ISO 1994). Wazalishaji mbalimbali wa sensor wameunda prototypes kulingana na kiwango hiki.

Mchoro 5. Lori ya ukubwa wa kati iliyo na kifaa cha onyo cha eneo la nyuma (Picha ndogo).

Hitimisho

Tangu mapema miaka ya 1970, taasisi kadhaa na watengenezaji wa sensor wamefanya kazi ili kukuza na kuanzisha "vigunduzi vya uwepo". Katika matumizi maalum ya "vifaa vya onyo vya eneo la nyuma" kuna DIN Standard 75031 na ISO Report TR 12155. Kwa sasa Deutsche Post AG inafanya jaribio kubwa. Watengenezaji kadhaa wa sensor kila moja wameweka lori tano za ukubwa wa kati na vifaa kama hivyo. Matokeo chanya ya mtihani huu ni mengi sana kwa maslahi ya usalama wa kazi. Kama ilivyosisitizwa mwanzoni, vigunduzi vya uwepo katika nambari zinazohitajika ni changamoto kubwa kwa teknolojia ya usalama katika maeneo mengi ya matumizi yaliyotajwa. Kwa hivyo ni lazima kutambulika kwa gharama ya chini ikiwa uharibifu wa vifaa, mashine na vifaa, na, juu ya yote, majeraha kwa watu, mara nyingi ni mabaya sana, yataahirishwa kuwa ya zamani.

Back

Vifaa vya kudhibiti na vifaa vinavyotumiwa kutenganisha na kubadili lazima vijadiliwe kila wakati kuhusiana na mifumo ya kiufundi, neno linalotumika katika makala haya kujumuisha mashine, mitambo na vifaa. Kila mfumo wa kiufundi hutimiza kazi maalum na iliyopewa ya vitendo. Udhibiti sahihi wa usalama na vifaa vya kubadili vinahitajika ikiwa kazi hii ya vitendo inapaswa kufanya kazi au hata iwezekanavyo chini ya hali salama. Vifaa vile hutumiwa ili kuanzisha udhibiti, kukatiza au kuchelewesha sasa na/au misukumo ya nishati ya umeme, majimaji, nyumatiki na pia uwezo unaoweza kutokea.

Kutengwa na Kupunguza Nishati

Vifaa vya kutenganisha hutumiwa kutenganisha nishati kwa kukata laini ya usambazaji kati ya chanzo cha nishati na mfumo wa kiufundi. Kifaa cha kutenganisha lazima kwa kawaida kitoe muunganisho halisi unaoweza kutambulika wa usambazaji wa nishati. Kukatwa kwa usambazaji wa nishati lazima pia kuunganishwa kila wakati na upunguzaji wa nishati iliyohifadhiwa katika sehemu zote za mfumo wa kiufundi. Ikiwa mfumo wa kiufundi unalishwa na vyanzo kadhaa vya nishati, njia hizi zote za usambazaji lazima ziwe na uwezo wa kutengwa kwa uhakika. Watu waliofunzwa kushughulikia aina husika ya nishati na wanaofanya kazi kwenye mwisho wa nishati ya mfumo wa kiufundi, hutumia vifaa vya kujitenga ili kujikinga na hatari za nishati. Kwa sababu za usalama, watu hawa wataangalia kila mara ili kuhakikisha kwamba hakuna nishati inayoweza kuwa hatari iliyosalia katika mfumo wa kiufundi—kwa mfano, kwa kuhakikisha kutokuwepo kwa uwezo wa umeme katika kesi ya nishati ya umeme. Utunzaji usio na hatari wa vifaa fulani vya kujitenga huwezekana tu kwa wataalam waliofunzwa; katika hali hiyo, kifaa cha kutenganisha lazima kifanywe kuwa haiwezekani kwa watu wasioidhinishwa. (Ona mchoro 1.)

Kielelezo 1. Kanuni za vifaa vya kutenganisha umeme na nyumatiki

Kubadilisha Mwalimu

Kifaa kikuu cha kubadili hutenganisha mfumo wa kiufundi kutoka kwa usambazaji wa nishati. Tofauti na kifaa cha kujitenga, kinaweza kuendeshwa bila hatari hata na "wataalamu wasio na nishati". Kifaa cha kubadili-master kinatumika kukata mifumo ya kiufundi ambayo haitumiki kwa wakati fulani ikiwa, tuseme, utendakazi wao utazuiwa na watu wa tatu ambao hawajaidhinishwa. Pia hutumika kukata muunganisho kwa madhumuni kama vile matengenezo, ukarabati wa malfunctions, kusafisha, kuweka upya na kuweka upya, mradi kazi kama hiyo inaweza kufanywa bila nishati kwenye mfumo. Kwa kawaida, wakati kifaa cha kubadili bwana pia kina sifa za kifaa cha kutenganisha, kinaweza pia kuchukua na/au kushiriki kazi yake. (Ona mchoro 2.)

Kielelezo 2. Mchoro wa sampuli ya vifaa vya kubadili bwana vya umeme na nyumatiki

Kifaa cha kukatwa kwa usalama

Kifaa cha kukatwa kwa usalama hakitenganishi mfumo mzima wa kiufundi kutoka kwa chanzo cha nishati; badala yake, huondoa nishati kutoka kwa sehemu za mfumo muhimu kwa mfumo mdogo wa uendeshaji. Uingiliaji kati wa muda mfupi unaweza kuteuliwa kwa ajili ya mifumo ndogo ya uendeshaji-kwa mfano, kwa ajili ya kuweka au kuweka upya / kuweka upya mfumo, kwa ajili ya kurekebisha hitilafu, kusafisha mara kwa mara, na kwa harakati muhimu na zilizoteuliwa na mlolongo wa utendaji unaohitajika wakati wa kozi. ya kusanidi, kuweka upya/kuweka upya au kukimbia kwa majaribio. Vifaa tata vya uzalishaji na mitambo haviwezi kuzimwa tu na kifaa cha kubadili-badilisha katika hali hizi, kwani mfumo mzima wa kiufundi haukuweza kuanza tena pale ulipoacha baada ya hitilafu kurekebishwa. Zaidi ya hayo, kifaa cha kubadili bwana haipatikani sana, katika mifumo ya kina zaidi ya kiufundi, mahali ambapo kuingilia kati lazima kufanywe. Kwa hivyo kifaa cha kukatwa kwa usalama kinalazimika kutimiza mahitaji kadhaa, kama vile yafuatayo:

• Hukatiza mtiririko wa nishati kwa uhakika na kwa njia ambayo mienendo au michakato hatari haisabazwi na ishara za udhibiti ambazo huingizwa kimakosa au kuzalishwa kimakosa.
• Imewekwa kwa usahihi ambapo usumbufu lazima ufanywe katika maeneo hatari ya mifumo ndogo ya uendeshaji ya mfumo wa kiufundi. Ikiwa ni lazima, ufungaji unaweza kuwa katika maeneo kadhaa (kwa mfano, kwenye sakafu mbalimbali, katika vyumba mbalimbali, au katika maeneo mbalimbali ya upatikanaji kwenye mashine au vifaa).
• Kifaa chake cha kudhibiti kina alama ya "kuzima" nafasi ambayo hujiandikisha mara moja tu baada ya mtiririko wa nishati kukatwa kwa uhakika.
• Mara tu kikiwa katika nafasi ya "kuzima" kifaa chake cha kudhibiti kinaweza kulindwa dhidi ya kuwashwa upya bila idhini (a) ikiwa maeneo ya hatari yanayohusika hayawezi kusimamiwa kwa kutegemewa kutoka eneo la udhibiti na (b) ikiwa watu walio katika eneo la hatari hawawezi kuona wenyewe. dhibiti kifaa kwa urahisi na mara kwa mara, au (c) ikiwa kufungia nje/kutoka kunahitajika na kanuni au taratibu za shirika.
• Inapaswa kutenganisha kitengo kimoja tu cha utendaji wa mfumo wa kiufundi uliopanuliwa, ikiwa vitengo vingine vya kazi vinaweza kuendelea kufanya kazi peke yao bila hatari kwa mtu anayeingilia kati.

Ambapo kifaa cha kubadili-master kinachotumiwa katika mfumo fulani wa kiufundi kinaweza kutimiza mahitaji yote ya kifaa cha kukatiwa muunganisho wa usalama, kinaweza pia kuchukua utendakazi huu. Lakini hiyo bila shaka itakuwa afadhali ya kuaminika tu katika mifumo rahisi sana ya kiufundi. (Ona sura ya 3.)

Kielelezo cha 3. Mchoro wa kanuni za msingi za kifaa cha kukatwa kwa usalama

Dhibiti Gia za Mifumo midogo ya Uendeshaji

Gia za kudhibiti huruhusu usogeo na mifuatano ya utendaji inayohitajika kwa mifumo midogo ya uendeshaji ya mfumo wa kiufundi kutekelezwa na kudhibitiwa kwa usalama. Gia za kudhibiti kwa mifumo midogo ya uendeshaji inaweza kuhitajika kwa usanidi (wakati majaribio yatatekelezwa); kwa udhibiti (wakati malfunctions katika uendeshaji wa mfumo inapaswa kutengenezwa au wakati blockages lazima kuondolewa); au madhumuni ya mafunzo (kuonyesha shughuli). Katika hali kama hizi, utendakazi wa kawaida wa mfumo hauwezi tu kuanza tena, kwani mtu anayeingilia kati atakuwa hatarini kwa harakati na michakato inayosababishwa na ishara za udhibiti ama zilizoingizwa kimakosa au kuzalishwa kimakosa. Gia ya kudhibiti kwa mifumo midogo ya kufanya kazi lazima iendane na mahitaji yafuatayo:

• Inapaswa kuruhusu utekelezaji salama wa harakati na michakato inayohitajika kwa mifumo ndogo ya uendeshaji ya mfumo wa kiufundi. Kwa mfano, harakati fulani zitatekelezwa kwa kasi iliyopunguzwa, hatua kwa hatua au kwa viwango vya chini vya nguvu (kulingana na kile kinachofaa), na taratibu zinaingiliwa mara moja, kama sheria, ikiwa jopo la udhibiti halihudhuriwi tena.
• Paneli zake za udhibiti zinapaswa kuwekwa katika maeneo ambayo uendeshaji wao hauhatarishi operator, na ambayo taratibu zinazodhibitiwa zinaonekana kikamilifu.
• Ikiwa paneli kadhaa za udhibiti zinazodhibiti michakato mbalimbali zipo katika eneo moja, basi hizi lazima ziwe na alama wazi na kupangwa kwa namna tofauti na inayoeleweka.
• Gia ya kudhibiti kwa mifumo midogo ya uendeshaji inapaswa kuwa na ufanisi tu wakati operesheni ya kawaida imeondolewa kwa uaminifu; yaani, ni lazima ihakikishwe kuwa hakuna amri ya udhibiti inayoweza kutoa kwa ufanisi kutoka kwa operesheni ya kawaida na kupanda juu ya gear ya kudhibiti.
• Matumizi yasiyoidhinishwa ya gia ya kudhibiti kwa mifumo midogo ya uendeshaji inapaswa kuzuiwa, kwa mfano, kwa kuhitaji utumizi wa ufunguo maalum au msimbo ili kutoa chaguo la kukokotoa linalohusika. (Ona sura ya 4.)

Mchoro 4. Vifaa vya kuwezesha katika gia za udhibiti kwa mifumo ndogo ya uendeshaji inayohamishika na isiyosimama

Badili ya Dharura

Swichi za dharura ni muhimu ambapo utendakazi wa kawaida wa mifumo ya kiufundi unaweza kusababisha hatari ambazo muundo wa mfumo ufaao wala kuchukua tahadhari zinazofaa za usalama kunaweza kuzuia. Katika mifumo ndogo ya uendeshaji, swichi ya dharura mara nyingi huwa sehemu ya gia ya kudhibiti mfumo mdogo wa uendeshaji. Inapoendeshwa katika hatari, swichi ya dharura hutekeleza michakato ambayo inarudisha mfumo wa kiufundi katika hali salama ya kufanya kazi haraka iwezekanavyo. Kuhusiana na vipaumbele vya usalama, ulinzi wa watu ni jambo la msingi; kuzuia uharibifu wa nyenzo ni ya pili, isipokuwa inawajibika kuhatarisha watu pia. Swichi ya dharura lazima itimize mahitaji yafuatayo:

• Ni lazima kuleta hali salama ya uendeshaji wa mfumo wa kiufundi haraka iwezekanavyo.
• Jopo la udhibiti wake lazima litambuliwe kwa urahisi na kuwekwa na kuundwa kwa njia ambayo inaweza kuendeshwa bila shida na watu walio hatarini na inaweza pia kufikiwa na wengine wanaojibu dharura.
• Michakato ya dharura inayoianzisha haipaswi kuleta hatari mpya; kwa mfano, ni lazima zisitoe vifaa vya kubana au kukata miunganisho ya kushikilia sumaku au kuzuia vifaa vya usalama.
• Baada ya mchakato wa kubadili dharura kuanzishwa, mfumo wa kiufundi lazima usiwe na uwezo wa kuwashwa upya kiotomatiki kwa kuweka upya jopo la udhibiti wa swichi ya dharura. Badala yake, ingizo la ufahamu la amri mpya ya udhibiti wa utendaji lazima inahitajika. (Ona sura ya 5.)

Mchoro 5. Mchoro wa kanuni za paneli za kudhibiti katika swichi za dharura

Kifaa cha Kudhibiti cha kubadili-badili

Vifaa vya udhibiti wa swichi-kazi hutumika kuwasha mfumo wa kiufundi kwa operesheni ya kawaida na kuanzisha, kutekeleza na kukatiza harakati na michakato iliyoteuliwa kwa operesheni ya kawaida. Kifaa cha udhibiti wa kubadili kazi hutumiwa pekee wakati wa uendeshaji wa kawaida wa mfumo wa kiufundi-yaani, wakati wa utekelezaji usio na wasiwasi wa kazi zote zilizopewa. Inatumiwa ipasavyo na watu wanaoendesha mfumo wa kiufundi. Vifaa vya kudhibiti swichi-tenda lazima vikidhi mahitaji yafuatayo:

• Paneli zao za udhibiti zinapaswa kupatikana na rahisi kutumia bila hatari.
• Paneli zao za udhibiti lazima ziwe wazi na kupangwa kwa busara; kwa mfano, visu vya kudhibiti vinapaswa kufanya kazi "kiasi" kuhusiana na harakati zinazodhibitiwa juu na chini, kulia na kushoto. (Mienendo ya udhibiti wa “Nzuri” na athari zinazolingana zinaweza kutegemea utofauti wa ndani na wakati mwingine hufafanuliwa kwa masharti.)
• Paneli zao za udhibiti zinapaswa kuwekewa lebo wazi na zinazoeleweka, na alama zinazoeleweka kwa urahisi.
• Michakato ambayo inahitaji uangalizi kamili wa mtumiaji kwa utekelezaji wao kwa usalama lazima isiwe na uwezo wa kuanzishwa ama na ishara za udhibiti zinazozalishwa kimakosa au kwa uendeshaji usiojulikana wa vifaa vya udhibiti vinavyowaongoza. Uchakataji wa mawimbi ya paneli ya udhibiti lazima uwe wa kuaminika ipasavyo, na utendakazi bila hiari lazima uzuiliwe kwa muundo unaofaa wa kifaa cha kudhibiti. (Ona sura ya 6).

Kielelezo 6. Uwakilishi wa kimkakati wa jopo la kudhibiti uendeshaji

Swichi za Ufuatiliaji

Swichi za ufuatiliaji huzuia kuanza kwa mfumo wa kiufundi mradi tu hali ya usalama inayofuatiliwa haijatimizwa, na hukatiza operesheni mara tu hali ya usalama inapoacha kutimizwa. Wao hutumiwa, kwa mfano, kufuatilia milango katika vyumba vya ulinzi, kuangalia nafasi sahihi ya walinzi wa usalama au kuhakikisha kwamba mipaka ya kasi au njia hazizidi. Swichi za ufuatiliaji lazima zitimize ipasavyo mahitaji yafuatayo ya usalama na kutegemewa:

• Gia ya kubadili inayotumika kwa madhumuni ya ufuatiliaji lazima itoe ishara ya kinga kwa mtindo wa kutegemewa haswa; kwa mfano, swichi ya ufuatiliaji wa kimitambo inaweza kuundwa ili kukatiza mtiririko wa mawimbi kiotomatiki na kwa kutegemewa fulani.
• Zana ya kubadilishia inayotumiwa kwa madhumuni ya ufuatiliaji inapaswa kuendeshwa kwa mtindo wa kutegemewa hasa wakati hali ya usalama haijatimizwa (kwa mfano, wakati kipenyo cha swichi ya ufuatiliaji yenye kukatizwa kiotomatiki inalazimishwa kimakanika na kiotomatiki kwenye nafasi ya kukatiza).
• Kubadili ufuatiliaji lazima kuwa na uwezo wa kuzimwa vibaya, angalau si kwa bahati mbaya na si bila jitihada fulani; hali hii inaweza kutimizwa, kwa mfano, na kubadili mitambo, kudhibitiwa moja kwa moja na usumbufu wa moja kwa moja, wakati kubadili na kipengele cha uendeshaji vimewekwa salama. (Ona sura ya 7).

Mchoro 7. Mchoro wa kubadili na uendeshaji mzuri wa mitambo na kukatwa kwa chanya

Mizunguko ya Udhibiti wa Usalama

Vifaa kadhaa vya kubadilishia usalama vilivyoelezwa hapo juu havitekelezi kazi ya usalama moja kwa moja, bali kwa kutoa ishara ambayo hupitishwa na kuchakatwa na saketi ya udhibiti wa usalama na hatimaye kufikia sehemu hizo za mfumo wa kiufundi ambao hufanya kazi halisi ya usalama. Kifaa cha kukata muunganisho wa usalama, kwa mfano, mara kwa mara husababisha kukatwa kwa nishati katika sehemu muhimu kwa njia isiyo ya moja kwa moja, ilhali swichi kuu kawaida hutenganisha usambazaji wa sasa kwa mfumo wa kiufundi moja kwa moja.

Kwa sababu saketi za udhibiti wa usalama lazima zipitishe mawimbi ya usalama kwa uhakika, kanuni zifuatazo lazima zizingatiwe:

• Usalama unapaswa kuhakikishwa hata wakati nishati ya nje inakosekana au haitoshi, kwa mfano, wakati wa kukatwa au kuvuja.
• Ishara za kinga hufanya kazi kwa uhakika zaidi kwa usumbufu wa mtiririko wa ishara; kwa mfano, swichi za usalama zenye mguso wa kopo au kiunganishi kilicho wazi cha relay.
• Kazi ya kinga ya amplifiers, transfoma na kadhalika inaweza kupatikana kwa uhakika zaidi bila nishati ya nje; taratibu hizo ni pamoja na, kwa mfano, vifaa vya kubadilishia sumakuumeme au matundu ambayo hufungwa ukiwa umepumzika.
• Miunganisho iliyosababishwa na hitilafu na uvujaji katika saketi ya udhibiti wa usalama lazima isiruhusiwe kusababisha kuanza kwa uwongo au vizuizi kusimamishwa; hasa katika hali ya mzunguko mfupi kati ya mifereji ya ndani na nje, kuvuja kwa ardhi, au kutuliza.
• Athari za nje zinazoathiri mfumo kwa kipimo kisichozidi matarajio ya mtumiaji hazipaswi kuingiliana na kazi ya usalama ya saketi ya kudhibiti usalama.

Vipengee vinavyotumiwa katika saketi za kudhibiti usalama lazima vitekeleze kazi ya usalama kwa njia ya kuaminika. Majukumu ya vipengee ambavyo havikidhi hitaji hili yanapasa kutekelezwa kwa kupanga upunguzaji wa kazi tofauti iwezekanavyo na yanapaswa kuwekwa chini ya uangalizi.

Back

Katika miaka michache iliyopita wasindikaji wadogo wamechukua nafasi inayoongezeka kila wakati katika uwanja wa teknolojia ya usalama. Kwa sababu kompyuta nzima (yaani, kitengo cha usindikaji cha kati, kumbukumbu na vipengee vya pembeni) sasa vinapatikana katika sehemu moja kama "kompyuta za chip moja", teknolojia ya microprocessor inatumika sio tu katika udhibiti changamano wa mashine, lakini pia katika ulinzi wa muundo rahisi. (kwa mfano, gridi za mwanga, vifaa vya kudhibiti mikono miwili na kingo za usalama). Programu inayodhibiti mifumo hii inajumuisha kati ya elfu moja na makumi kadhaa ya maelfu ya amri moja na kwa kawaida huwa na matawi ya programu mia kadhaa. Programu zinafanya kazi kwa wakati halisi na mara nyingi zimeandikwa katika lugha ya mkusanyiko wa watayarishaji programu.

Kuanzishwa kwa mifumo inayodhibitiwa na kompyuta katika nyanja ya teknolojia ya usalama kumeambatanishwa katika vifaa vyote vya kiufundi vya kiwango kikubwa sio tu na miradi ya gharama kubwa ya utafiti na maendeleo lakini pia na vizuizi muhimu vilivyoundwa ili kuimarisha usalama. (Teknolojia ya anga, teknolojia ya kijeshi na teknolojia ya nguvu ya atomiki hapa inaweza kutajwa kama mifano ya matumizi makubwa.) Uga wa pamoja wa uzalishaji wa wingi wa viwanda hadi sasa umeshughulikiwa kwa mtindo mdogo sana. Hii kwa kiasi fulani ni kwa sababu mizunguko ya haraka ya sifa ya uvumbuzi ya muundo wa mashine za viwandani hufanya iwe vigumu kubeba, kwa namna yoyote ile iliyozuiliwa sana, maarifa kama vile yanaweza kutolewa kutoka kwa miradi ya utafiti inayohusika na majaribio ya mwisho ya kiwango kikubwa. vifaa vya usalama. Hii inafanya uundaji wa taratibu za tathmini za haraka na za gharama nafuu kuwa desideratum (Reinert na Reuss 1991).

Makala haya yanachunguza kwanza mashine na vifaa ambamo mifumo ya kompyuta kwa sasa hufanya kazi za usalama, kwa kutumia mifano ya ajali zinazotokea mara kwa mara katika eneo la ulinzi wa mashine ili kuonyesha jukumu mahususi ambalo kompyuta hutekeleza katika teknolojia ya usalama. Ajali hizi zinaonyesha ni tahadhari gani zichukuliwe ili vifaa vya usalama vinavyodhibitiwa na kompyuta vinavyoanza kutumika kwa wingi hivi sasa visisababishe ongezeko la ajali. Sehemu ya mwisho ya kifungu inachora utaratibu ambao utawezesha hata mifumo midogo ya kompyuta kuletwa kwenye kiwango kinachofaa cha usalama wa kiufundi kwa gharama zinazokubalika na ndani ya muda unaokubalika. Kanuni zilizoonyeshwa katika sehemu hii ya mwisho kwa sasa zinaletwa katika taratibu za viwango vya kimataifa na zitakuwa na athari kwa maeneo yote ya teknolojia ya usalama ambayo kompyuta hupata matumizi.

Mifano ya Matumizi ya Programu na Kompyuta katika Uga wa Ulinzi wa Mashine

Mifano minne ifuatayo inaweka wazi kwamba programu na kompyuta kwa sasa zinaingia zaidi na zaidi katika programu zinazohusiana na usalama katika kikoa cha kibiashara.

Ufungaji wa mawimbi ya dharura ya kibinafsi hujumuisha, kama sheria, kituo cha kati cha kupokea na idadi ya vifaa vya kibinafsi vya kuashiria dharura. Vifaa vinabebwa na watu wanaofanya kazi kwenye tovuti peke yao. Iwapo yeyote kati ya watu hawa wanaofanya kazi peke yake atajikuta katika hali ya dharura, wanaweza kutumia kifaa kupiga kengele kwa mawimbi ya redio katika kituo kikuu cha upokezi. Kichochezi kama hicho cha kengele tegemezi kinaweza pia kuongezwa na utaratibu wa kuwasha unaojitegemea ulioamilishwa na vitambuzi vilivyojengwa ndani ya vifaa vya dharura vya kibinafsi. Vifaa vya kibinafsi na kituo kikuu cha kupokea mara nyingi hudhibitiwa na kompyuta ndogo. Inafikiriwa kuwa kushindwa kwa utendaji maalum wa kompyuta iliyojengwa kunaweza kusababisha, katika hali ya dharura, kushindwa kukwepa kengele. Kwa hivyo, tahadhari lazima zichukuliwe ili kugundua na kurekebisha upotezaji wa utendakazi kwa wakati.

Mashine za kuchapisha zinazotumiwa leo kuchapisha magazeti ni mashine kubwa. Utando wa karatasi kawaida hutayarishwa na mashine tofauti kwa njia ya kuwezesha mpito usio na mshono kwa safu mpya ya karatasi. Kurasa zilizochapishwa zinakunjwa na mashine ya kukunja na baadaye kufanya kazi kupitia mlolongo wa mashine zaidi. Hii inasababisha pallets zilizojaa magazeti yaliyoshonwa kikamilifu. Ijapokuwa mimea kama hiyo imejiendesha kiotomatiki, kuna mambo mawili ambayo uingiliaji kati wa mwongozo lazima ufanywe: (1) katika upambaji wa njia za karatasi, na (2) katika kuondoa vizuizi vinavyosababishwa na machozi ya karatasi kwenye sehemu za hatari kwenye roli zinazozunguka. Kwa sababu hii, kasi iliyopunguzwa ya operesheni au hali ya kukimbia ya njia au wakati mdogo lazima ihakikishwe na teknolojia ya udhibiti wakati mashinikizo yanarekebishwa. Kwa sababu ya taratibu changamano za uendeshaji zinazohusika, kila kituo cha uchapishaji lazima kiwe na kidhibiti chake cha mantiki kinachoweza kupangwa. Hitilafu yoyote inayotokea katika udhibiti wa mtambo wa uchapishaji wakati gridi za ulinzi zikiwa wazi lazima zizuiwe kuongoza ama hadi kwenye kuanza kusikotarajiwa kwa mashine iliyosimamishwa au kufanya kazi kwa kupita kasi iliyopunguzwa ipasavyo.

Katika viwanda vikubwa na maghala, magari ya roboti yanayoongozwa kiotomatiki yasiyo na dereva hutembea kwenye nyimbo zilizo na alama maalum. Nyimbo hizi zinaweza kutembezwa wakati wowote na watu, au vifaa na vifaa vinaweza kuachwa kwenye njia bila kukusudia, kwa kuwa hazijatenganishwa kimuundo na mistari mingine ya trafiki. Kwa sababu hii, aina fulani ya vifaa vya kuzuia mgongano lazima vitumike ili kuhakikisha kuwa gari litasimamishwa kabla ya mgongano wowote hatari na mtu au kitu kutokea. Katika programu za hivi majuzi zaidi, uzuiaji wa mgongano unafanywa kwa kutumia vichanganuzi vya mwanga vya ultrasonic au leza vinavyotumiwa pamoja na bumper ya usalama. Kwa kuwa mifumo hii inafanya kazi chini ya udhibiti wa kompyuta, inawezekana kusanidi maeneo kadhaa ya kudumu ya kugundua ili gari liweze kurekebisha majibu yake kulingana na eneo maalum la kutambua ambalo mtu iko. Kushindwa katika kifaa cha kinga haipaswi kusababisha mgongano hatari na mtu.

Viti vya kudhibiti kukata karatasi hutumiwa kukandamiza na kisha kukata rundo nene za karatasi. Wao huchochewa na kifaa cha kudhibiti mikono miwili. Mtumiaji lazima afike kwenye eneo la hatari la mashine baada ya kila kata kufanywa. Kinga isiyo ya kawaida, kwa kawaida gridi ya mwanga, hutumiwa kwa kushirikiana na kifaa cha udhibiti wa mikono miwili na mfumo salama wa kudhibiti mashine ili kuzuia majeraha wakati karatasi inalishwa wakati wa operesheni ya kukata. Takriban guillotines kubwa zaidi, za kisasa zaidi zinazotumika leo zinadhibitiwa na mifumo ya kompyuta ndogo ya njia nyingi. Uendeshaji wa mikono miwili na gridi ya mwanga lazima pia uhakikishwe kufanya kazi kwa usalama.

Ajali na Mifumo Inayodhibitiwa na Kompyuta

Karibu katika nyanja zote za matumizi ya viwandani, ajali za programu na kompyuta zinaripotiwa (Neumann 1994). Katika hali nyingi, kushindwa kwa kompyuta sio kusababisha kuumia kwa watu. Mapungufu hayo kwa vyovyote vile yanawekwa hadharani pale tu yanapohusu maslahi ya umma. Hii ina maana kwamba matukio ya utendakazi au ajali zinazohusiana na kompyuta na programu ambapo majeraha kwa watu yanahusika yanajumuisha idadi kubwa ya matukio yote yaliyotangazwa. Kwa bahati mbaya, ajali ambazo hazisababishwi na watu wengi hazichunguzwi kuhusu visababishi vyake kwa nguvu sawa na ajali zinazoonekana zaidi, kwa kawaida katika mimea mikubwa. Kwa sababu hii, mifano inayofuata inarejelea maelezo manne ya hitilafu au ajali za kawaida za mifumo inayodhibitiwa na kompyuta nje ya uwanja wa ulinzi wa mashine, ambayo hutumiwa kupendekeza kile kinachopaswa kuzingatiwa wakati hukumu kuhusu teknolojia ya usalama inafanywa.

Ajali zinazosababishwa na hitilafu za nasibu katika maunzi

Ajali ifuatayo ilisababishwa na msongamano wa hitilafu za nasibu katika maunzi pamoja na kushindwa kwa programu: Kinu kilichopashwa joto kupita kiasi katika mtambo wa kemikali, ambapo vali za usaidizi zilifunguliwa, na kuruhusu yaliyomo kwenye kiyezo kutolewa kwenye angahewa. Ajali hii ilitokea muda mfupi baada ya onyo kutolewa kwamba kiwango cha mafuta kwenye sanduku la gia kilikuwa kidogo sana. Uchunguzi wa makini wa hitilafu hiyo ulionyesha kwamba muda mfupi baada ya kichocheo kuanzisha athari kwenye kinu-na matokeo ambayo kinu hicho kingehitaji kupoezwa zaidi—kompyuta, kwa msingi wa ripoti ya viwango vya chini vya mafuta kwenye kisanduku cha gia, iliganda yote. ukubwa chini ya udhibiti wake kwa thamani isiyobadilika. Hii iliweka mtiririko wa maji baridi kwa kiwango cha chini sana na kinu kilicho na joto kupita kiasi kama matokeo. Uchunguzi zaidi ulionyesha kuwa dalili ya viwango vya chini vya mafuta imeonyeshwa na sehemu yenye kasoro.

Programu ilikuwa imejibu kulingana na vipimo na kuzuiwa kwa kengele na kurekebisha vigezo vyote vya uendeshaji. Haya yalikuwa matokeo ya utafiti wa HAZOP (changanuzi za hatari na utendakazi) (Knowlton 1986) uliofanywa kabla ya tukio, ambao ulihitaji kwamba vigeu vyote vinavyodhibitiwa visirekebishwe katika tukio la kushindwa. Kwa kuwa mpangaji programu hakuwa na ufahamu wa utaratibu kwa undani, hitaji hili lilitafsiriwa kumaanisha kuwa watendaji waliodhibitiwa (valve za kudhibiti katika kesi hii) hazipaswi kubadilishwa; hakuna tahadhari ililipwa kwa uwezekano wa kupanda kwa joto. Mtayarishaji programu hakuzingatia kwamba baada ya kupokea ishara yenye makosa mfumo unaweza kujikuta katika hali ya aina inayohitaji uingiliaji hai wa kompyuta ili kuzuia hitilafu. Hali ambayo ilisababisha ajali hiyo haikuwezekana, zaidi ya hayo, kwamba haikuchambuliwa kwa kina katika utafiti wa HAZOP (Levenson 1986). Mfano huu hutoa mpito kwa jamii ya pili ya sababu za programu na ajali za kompyuta. Hizi ni kushindwa kwa utaratibu ambazo ziko kwenye mfumo tangu mwanzo, lakini ambazo zinajidhihirisha tu katika hali fulani maalum ambazo mtengenezaji hajazingatia.

Ajali zinazosababishwa na kushindwa kwa uendeshaji

Katika majaribio ya uwanjani wakati wa ukaguzi wa mwisho wa roboti, fundi mmoja aliazima kaseti ya roboti jirani na kubadilisha nyingine tofauti bila kumfahamisha mwenzake kuwa amefanya hivyo. Aliporudi mahali pake pa kazi, mwenzake aliingiza kaseti isiyo sahihi. Kwa kuwa alisimama karibu na roboti na kutarajia mlolongo fulani wa harakati kutoka kwayo - mlolongo ambao ulitoka tofauti kwa sababu ya mpango uliobadilishana - mgongano ulitokea kati ya roboti na mwanadamu. Ajali hii inaelezea mfano wa kawaida wa kushindwa kwa uendeshaji. Jukumu la hitilafu kama hizo katika utendakazi na ajali kwa sasa linaongezeka kwa sababu ya kuongezeka kwa utata katika utumiaji wa mifumo ya usalama inayodhibitiwa na kompyuta.

Ajali zinazosababishwa na kushindwa kwa utaratibu katika maunzi au programu

Torpedo yenye kichwa cha kivita ilipaswa kufukuzwa kwa madhumuni ya mafunzo, kutoka kwa meli ya kivita kwenye bahari kuu. Kwa sababu ya kasoro katika vifaa vya kuendesha gari torpedo ilibaki kwenye bomba la torpedo. Nahodha aliamua kurudi kwenye bandari ya nyumbani ili kuokoa torpedo. Muda mfupi baada ya meli kuanza kurudi nyumbani, torpedo ililipuka. Uchambuzi wa ajali hiyo ulibaini kuwa watengenezaji wa torpedo walilazimika kujenga ndani ya torpedo utaratibu ulioundwa kuzuia kurudi kwake kwenye pedi ya uzinduzi baada ya kufutwa kazi na hivyo kuharibu meli iliyoizindua. Utaratibu uliochaguliwa kwa hili ulikuwa kama ifuatavyo: Baada ya kurusha torpedo ukaguzi ulifanywa, kwa kutumia mfumo wa urambazaji wa inertial, ili kuona ikiwa mwendo wake umebadilika na 180 °. Mara tu torpedo ilipohisi kuwa imegeuka 180 °, torpedo ililipuka mara moja, eti kwa umbali salama kutoka kwa pedi ya uzinduzi. Utaratibu huu wa kugundua ulianzishwa katika kesi ya torpedo ambayo haikuwa imezinduliwa vizuri, na matokeo yake kwamba torpedo ilipuka baada ya meli kubadilisha mwendo wake kwa 180 °. Huu ni mfano wa kawaida wa ajali inayotokea kwa sababu ya kutofaulu kwa vipimo. Mahitaji katika vipimo kwamba torpedo haipaswi kuharibu meli yake mwenyewe ikiwa mwendo wake wa mabadiliko haukuundwa kwa usahihi wa kutosha; kwa hivyo tahadhari ilipangwa kimakosa. Hitilafu ilionekana wazi tu katika hali fulani, ambayo programu hakuwa na kuzingatia kama uwezekano.

Tarehe 14 Septemba 1993, Lufthansa Airbus A 320 ilianguka ilipokuwa ikitua Warsaw (mchoro 1). Uchunguzi wa makini wa ajali hiyo ulionyesha kuwa marekebisho katika mantiki ya kutua ya kompyuta iliyo kwenye bodi iliyofanywa baada ya ajali na Lauda Air Boeing 767 mwaka wa 1991 yalihusika kwa kiasi fulani kwa kutua kwa ajali hii. Kilichotokea katika ajali hiyo ya 1991 ni kwamba msukumo wa msukumo, ambao hugeuza sehemu fulani ya gesi ya injini ili kuvunja breki ya ndege wakati wa kutua, ulihusika ikiwa ingali angani, na hivyo kulazimisha mashine hiyo kupiga mbizi ya pua bila kudhibitiwa. Kwa sababu hii, ufungaji wa kielektroniki wa kupotoka kwa msukumo ulikuwa umejengwa kwenye mashine za Airbus. Utaratibu huu uliruhusu ukengeushaji wa msukumo kuanza kutumika tu baada ya vitambuzi kwenye seti zote mbili za gia ya kutua kuashiria mgandamizo wa vifyonza vya mshtuko chini ya shinikizo la magurudumu kugusa chini. Kwa msingi wa habari zisizo sahihi, marubani wa ndege huko Warsaw walitarajia upepo mkali wa upande.

Kielelezo 1. Lufthansa Airbus baada ya ajali Warsaw 1993

Kwa sababu hii walileta mashine ndani kwa kuinama kidogo na Airbus ikagusa chini kwa gurudumu la kulia pekee, na kuacha upande wa kushoto ukiwa na uzito chini ya uzani kamili. Kwa sababu ya kufungwa kwa njia ya kielektroniki ya kupotoka kwa msukumo, kompyuta iliyo kwenye ubao ilimnyima rubani kwa muda wa sekunde tisa ujanja kama huo ambao ungeruhusu ndege kutua kwa usalama licha ya hali mbaya. Ajali hii inaonyesha wazi kwamba marekebisho katika mifumo ya kompyuta yanaweza kusababisha hali mpya na hatari ikiwa anuwai ya matokeo yao hayatazingatiwa mapema.

Mfano ufuatao wa hitilafu pia unaonyesha madhara mabaya ambayo urekebishaji wa amri moja unaweza kuwa nayo katika mifumo ya kompyuta. Maudhui ya pombe ya damu imedhamiriwa, katika vipimo vya kemikali, kwa kutumia serum ya wazi ya damu ambayo corpuscles ya damu imetolewa mapema. Kwa hivyo, maudhui ya pombe ya seramu ni ya juu (kwa sababu ya 1.2) kuliko ile ya damu nzima. Kwa sababu hii maadili ya pombe katika seramu lazima yagawanywe kwa kipengele cha 1.2 ili kuanzisha sehemu muhimu za kisheria na kiafya-kwa-takwimu elfu. Katika jaribio la maabara lililofanyika mwaka wa 1984, viwango vya pombe vya damu vilivyothibitishwa katika vipimo sawa vilivyofanywa katika taasisi tofauti za utafiti kwa kutumia serum vilipaswa kulinganishwa na kila mmoja. Kwa kuwa ilikuwa swali la kulinganisha tu, amri ya kugawanya na 1.2 ilifutwa kutoka kwa programu katika moja ya taasisi kwa muda wa majaribio. Baada ya jaribio la maabara kukamilika, amri ya kuzidisha kwa 1.2 ililetwa kimakosa kwenye mpango mahali hapa. Takriban sehemu 1,500 zisizo sahihi kwa kila elfu zilihesabiwa kati ya Agosti 1984 na Machi 1985 kama matokeo. Kosa hili lilikuwa muhimu kwa taaluma ya madereva wa lori walio na viwango vya pombe vya damu kati ya 1.0 na 1.3 kwa elfu, kwani adhabu ya kisheria inayojumuisha kunyang'anywa leseni ya dereva kwa muda mrefu ni matokeo ya 1.3 kwa kila elfu.

Ajali zinazosababishwa na athari kutoka kwa mikazo ya uendeshaji au kutoka kwa mikazo ya mazingira

Kama matokeo ya usumbufu unaosababishwa na ukusanyaji wa taka katika eneo faafu la mashine ya kuchapa na kufyatua ya kompyuta ya CNC (kidhibiti cha nambari za kompyuta), mtumiaji alianzisha "kusimamisha kwa programu". Alipokuwa akijaribu kutoa uchafu huo kwa mikono yake, msukumo wa mashine ulianza kusonga licha ya kusimama kwa programu na kumjeruhi vibaya mtumiaji. Uchambuzi wa ajali hiyo umebaini kuwa haikuwa swali la hitilafu katika mpango huo. Uanzishaji usiotarajiwa haukuweza kutolewa tena. Ukiukwaji kama huo ulizingatiwa hapo awali kwenye mashine zingine za aina sawa. Inaonekana kuwa sawa kuhitimisha kutoka kwa haya kwamba ajali lazima ilisababishwa na kuingiliwa kwa sumakuumeme. Ajali sawa na roboti za viwandani zinaripotiwa kutoka Japani (Neumann 1987).

Hitilafu katika uchunguzi wa anga ya Voyager 2 Januari 18, 1986, huweka wazi hata zaidi ushawishi wa mikazo ya kimazingira kwenye mifumo inayodhibitiwa na kompyuta. Siku sita kabla ya ukaribiaji wa karibu wa Uranus, sehemu kubwa za mistari nyeusi-nyeupe zilifunika picha kutoka Voyager 2. Uchanganuzi sahihi ulionyesha kuwa neno moja la amri la mfumo mdogo wa data ya ndege ulisababisha kutofaulu. picha zilibanwa katika uchunguzi. Kidogo hiki kilikuwa na uwezekano mkubwa kuwa kiliondolewa mahali pake ndani ya kumbukumbu ya programu na athari ya chembe ya ulimwengu. Usambazaji bila hitilafu wa picha zilizobanwa kutoka kwa uchunguzi ulifanyika siku mbili tu baadaye, kwa kutumia programu mbadala inayoweza kupita sehemu ya kumbukumbu iliyoshindwa (Laeser, McLaughlin na Wolff 1987).

Muhtasari wa ajali zilizowasilishwa

Ajali zilizochanganuliwa zinaonyesha kuwa hatari fulani ambazo zinaweza kupuuzwa chini ya masharti kwa kutumia teknolojia rahisi ya kielektroniki, hupata umuhimu wakati kompyuta zinatumiwa. Kompyuta huruhusu uchakataji wa kazi changamano na za usalama kwa hali mahususi. Ubainifu usio na utata, usio na makosa, kamili na unaoweza kufanyiwa majaribio wa vipengele vyote vya usalama huwa kwa sababu hii muhimu hasa. Hitilafu katika vipimo ni vigumu kugundua na mara nyingi huwa sababu ya ajali katika mifumo changamano. Vidhibiti vinavyoweza kupangwa bila malipo kwa kawaida huletwa kwa nia ya kuweza kuguswa kwa urahisi na haraka kwa soko linalobadilika. Marekebisho, hata hivyo—hasa katika mifumo changamano—yana madhara ambayo ni vigumu kutabiri. Marekebisho yote kwa hivyo lazima yawe chini ya usimamizi rasmi wa utaratibu wa mabadiliko ambapo utenganisho wazi wa kazi za usalama kutoka kwa mifumo isiyohusika na usalama utasaidia kuweka matokeo ya marekebisho ya teknolojia ya usalama kwa urahisi kuchunguzwa.

Kompyuta hufanya kazi na viwango vya chini vya umeme. Kwa hiyo wanahusika na kuingiliwa kutoka kwa vyanzo vya mionzi ya nje. Kwa kuwa urekebishaji wa ishara moja kati ya mamilioni unaweza kusababisha kutofanya kazi vizuri, inafaa kulipa kipaumbele maalum kwa mada ya utangamano wa sumakuumeme kuhusiana na kompyuta.

Utoaji huduma wa mifumo inayodhibitiwa na kompyuta kwa sasa unazidi kuwa ngumu zaidi na kwa hivyo haueleweki zaidi. Ergonomics ya programu ya mtumiaji na programu ya usanidi kwa hiyo inakuwa ya kuvutia zaidi kutoka kwa mtazamo wa teknolojia ya usalama.

Hakuna mfumo wa kompyuta unaoweza kufanyiwa majaribio 100%. Utaratibu rahisi wa udhibiti wenye milango 32 ya ingizo ya binary na njia 1,000 tofauti za programu unahitaji 4.3 × 10.¹² vipimo kwa ukaguzi kamili. Kwa kiwango cha majaribio 100 kwa sekunde kutekelezwa na kutathminiwa, mtihani kamili ungechukua miaka 1,362.

Taratibu na Hatua za Uboreshaji wa Vifaa vya Usalama Vinavyodhibitiwa na Kompyuta

Taratibu zimetayarishwa ndani ya miaka 10 iliyopita ambayo inaruhusu umilisi wa changamoto mahususi zinazohusiana na usalama kuhusiana na kompyuta. Taratibu hizi zinajielekeza kwa hitilafu za kompyuta zilizoelezewa katika sehemu hii. Mifano iliyoelezwa ya programu na kompyuta katika ulinzi wa mashine na ajali zilizochambuliwa, zinaonyesha kuwa kiwango cha uharibifu na hivyo pia hatari inayohusika katika matumizi mbalimbali ni tofauti sana. Kwa hiyo ni wazi kwamba tahadhari zinazohitajika kwa ajili ya uboreshaji wa kompyuta na programu zinazotumiwa katika teknolojia ya usalama zinapaswa kuanzishwa kuhusiana na hatari.

Kielelezo cha 2 kinaonyesha utaratibu wa ubora ambapo upunguzaji wa hatari unaohitajika unaopatikana kwa kutumia mifumo ya usalama unaweza kuamuliwa bila kujali kiwango ambacho uharibifu hutokea (Bell na Reinert 1992). Aina za kushindwa katika mifumo ya kompyuta iliyochambuliwa katika sehemu ya "Ajali na mifumo inayodhibitiwa na kompyuta" (hapo juu) inaweza kuletwa kuhusiana na kile kinachoitwa Viwango vya Uadilifu wa Usalama - yaani, vifaa vya kiufundi vya kupunguza hatari.

Kielelezo 2. Utaratibu wa ubora wa uamuzi wa hatari

Kielelezo cha 3 kinaweka wazi kwamba ufanisi wa hatua zilizochukuliwa, kwa hali yoyote, ili kupunguza hitilafu katika programu na kompyuta unahitaji kukua na hatari inayoongezeka (DIN 1994; IEC 1993).

Kielelezo 3, Ufanisi wa tahadhari zinazochukuliwa dhidi ya makosa bila ya hatari

Uchambuzi wa ajali zilizochorwa hapo juu unaonyesha kuwa kutofaulu kwa ulinzi unaodhibitiwa na kompyuta husababishwa sio tu na hitilafu za sehemu za nasibu, lakini pia na hali fulani za uendeshaji ambazo mpangaji programu ameshindwa kuzingatia. Matokeo yasiyo dhahiri ya mara moja ya marekebisho ya programu yaliyofanywa wakati wa matengenezo ya mfumo ni chanzo kingine cha makosa. Inafuata kwamba kunaweza kuwa na kushindwa katika mifumo ya usalama inayodhibitiwa na microprocessors ambayo, ingawa inafanywa wakati wa maendeleo ya mfumo, inaweza kusababisha hali ya hatari tu wakati wa operesheni. Tahadhari dhidi ya kushindwa vile lazima zichukuliwe wakati mifumo inayohusiana na usalama iko katika hatua ya maendeleo. Hatua hizi zinazoitwa kushindwa-kuepuka lazima zichukuliwe sio tu wakati wa awamu ya dhana, lakini pia katika mchakato wa maendeleo, ufungaji na marekebisho. Makosa fulani yanaweza kuepukwa ikiwa yatagunduliwa na kusahihishwa wakati wa mchakato huu (DIN 1990).

Kama ajali ya mwisho iliyoelezewa inavyoonyesha wazi, kuvunjika kwa transistor moja kunaweza kusababisha kushindwa kwa kiufundi kwa vifaa vya kiotomatiki ngumu sana. Kwa kuwa kila saketi moja ina maelfu mengi ya transistors na vipengee vingine, hatua nyingi za kuepuka kushindwa ni lazima zichukuliwe ili kutambua kushindwa kama vile kugeuka kwa kazi na kuanzisha majibu sahihi katika mfumo wa kompyuta. Kielelezo cha 4 kinaelezea aina za kushindwa katika mifumo ya kielektroniki inayoweza kupangwa pamoja na mifano ya tahadhari ambazo zinaweza kuchukuliwa ili kuepuka na kudhibiti kushindwa katika mifumo ya kompyuta (DIN 1990; IEC 1992).

Kielelezo 4. Mifano ya tahadhari zilizochukuliwa ili kudhibiti na kuepuka makosa katika mifumo ya kompyuta

Uwezekano na Matarajio ya Mifumo ya Kielektroniki Inayoweza Kuratibiwa katika Teknolojia ya Usalama

Mashine na mimea ya kisasa inazidi kuwa changamano na lazima ifikie kazi pana zaidi katika muda mfupi zaidi. Kwa sababu hii, mifumo ya kompyuta imechukua karibu maeneo yote ya tasnia tangu katikati ya miaka ya 1970. Ongezeko hili la utata pekee limechangia pakubwa katika kupanda kwa gharama zinazohusika katika kuboresha teknolojia ya usalama katika mifumo hiyo. Ingawa programu na kompyuta huleta changamoto kubwa kwa usalama mahali pa kazi, pia zinawezesha utekelezwaji wa mifumo mipya isiyo na makosa katika uwanja wa teknolojia ya usalama.

Mstari wa kudondosha lakini wenye kufundisha wa Ernst Jandl utasaidia kueleza maana ya dhana makosa-kirafiki. "Lichtung: Manche meinen lechts und rinks kann man nicht velwechsern, werch ein Illtum". (“Dilection: Many berieve light and reft can be intelchanged, what an ellol”.) Licha ya kubadilishana kwa herufi. r na l, msemo huu unaeleweka kwa urahisi na binadamu mtu mzima wa kawaida. Hata mtu aliye na ufasaha wa chini katika lugha ya Kiingereza anaweza kutafsiri kwa Kiingereza. Kazi ni, hata hivyo, haiwezekani kwa kompyuta inayotafsiri peke yake.

Mfano huu unaonyesha kwamba mwanadamu anaweza kuguswa kwa njia isiyofaa zaidi kuliko kompyuta ya lugha. Hii ina maana kwamba wanadamu, kama viumbe wengine wote, wanaweza kuvumilia kushindwa kwa kuwaelekeza kwenye uzoefu. Ikiwa mtu anaangalia mashine zinazotumiwa leo, mtu anaweza kuona kwamba wengi wa mashine huadhibu kushindwa kwa mtumiaji si kwa ajali, lakini kwa kupungua kwa uzalishaji. Mali hii inaongoza kwa udanganyifu au ukwepaji wa ulinzi. Teknolojia ya kisasa ya kompyuta huweka mifumo ovyo ya usalama wa kazini ambayo inaweza kuitikia kwa akili—yaani, kwa njia iliyorekebishwa. Mifumo kama hiyo kwa hivyo huwezesha hali ya tabia isiyofaa makosa katika mashine za riwaya. Wanaonya watumiaji wakati wa operesheni isiyofaa kwanza kabisa na kuzima mashine tu wakati hii ndiyo njia pekee ya kuepuka ajali. Uchambuzi wa ajali unaonyesha kuwa katika eneo hili kuna uwezekano mkubwa wa kupunguza ajali (Reinert na Reuss 1991).

Back

Mfumo wa kiotomatiki wa mseto (HAS) unalenga kuunganisha uwezo wa mashine zenye akili bandia (kulingana na teknolojia ya kompyuta) na uwezo wa watu wanaoingiliana na mashine hizi wakati wa shughuli zao za kazi. Maswala makuu ya matumizi ya HAS yanahusiana na jinsi mifumo ndogo ya binadamu na mashine inapaswa kuundwa ili kutumia vyema ujuzi na ujuzi wa sehemu zote mbili za mfumo wa mseto, na jinsi waendeshaji wa binadamu na vipengele vya mashine wanapaswa kuingiliana. kuhakikisha kazi zao zinakamilishana. Mifumo mingi ya kiotomatiki ya mseto imeibuka kama bidhaa za utumizi wa mbinu za kisasa zenye msingi wa habari na udhibiti ili kuweka kiotomatiki na kuunganisha utendaji tofauti wa mifumo changamano ya kiteknolojia. HAS ilitambuliwa awali kwa kuanzishwa kwa mifumo ya kompyuta inayotumiwa katika kubuni na uendeshaji wa mifumo ya udhibiti wa wakati halisi kwa vinu vya nguvu za nyuklia, kwa mitambo ya usindikaji wa kemikali na teknolojia ya utengenezaji wa sehemu tofauti. HAS sasa inaweza pia kupatikana katika tasnia nyingi za huduma, kama vile udhibiti wa trafiki wa anga na taratibu za urambazaji wa ndege katika eneo la anga la kiraia, na katika muundo na utumiaji wa mifumo ya akili ya magari na barabara kuu katika usafirishaji wa barabara.

Pamoja na maendeleo yanayoendelea katika uundaji wa otomatiki unaotegemea kompyuta, asili ya kazi za binadamu katika mifumo ya kiteknolojia ya kisasa hubadilika kutoka kwa zile zinazohitaji ustadi wa utambuzi hadi kwa zile zinazoita shughuli za utambuzi, ambazo zinahitajika kwa utatuzi wa shida, kwa kufanya maamuzi katika ufuatiliaji wa mfumo, na kwa kazi za udhibiti wa usimamizi. Kwa mfano, waendeshaji binadamu katika mifumo ya utengenezaji iliyounganishwa na kompyuta kimsingi hufanya kama wachunguzi wa mfumo, wasuluhishi wa matatizo na watoa maamuzi. Shughuli za utambuzi za msimamizi wa kibinadamu katika mazingira yoyote ya HAS ni (1) kupanga kile kinachopaswa kufanywa kwa muda fulani, (2) kuandaa taratibu (au hatua) ili kufikia malengo yaliyopangwa, (3) kufuatilia maendeleo. ya michakato (ya kiteknolojia), (4) "kufundisha" mfumo kupitia kompyuta inayoingiliana na binadamu, (5) kuingilia kati ikiwa mfumo unatenda isivyo kawaida au ikiwa vipaumbele vya udhibiti vinabadilika na (6) kujifunza kupitia maoni kutoka kwa mfumo kuhusu athari za vitendo vya usimamizi (Sheridan 1987).

Ubunifu wa Mfumo wa Mseto

Mwingiliano wa mashine na binadamu katika HAS unahusisha utumiaji wa vitanzi vya mawasiliano kati ya waendeshaji binadamu na mashine mahiri—mchakato unaojumuisha kuhisi na kuchakata taarifa na kuanzisha na kutekeleza majukumu ya udhibiti na kufanya maamuzi—ndani ya muundo fulani wa ugawaji kazi kati ya. binadamu na mashine. Kwa uchache, mwingiliano kati ya watu na otomatiki unapaswa kuonyesha ugumu wa juu wa mifumo ya kiotomatiki ya mseto, pamoja na sifa zinazofaa za waendeshaji wa binadamu na mahitaji ya kazi. Kwa hivyo, mfumo wa otomatiki wa mseto unaweza kufafanuliwa rasmi kama sehemu moja katika fomula ifuatayo:

INA = (T, U, C, E, I)

ambapo T = mahitaji ya kazi (kimwili na kiakili); U = sifa za mtumiaji (kimwili na kiakili); C = sifa za otomatiki (vifaa na programu, ikiwa ni pamoja na miingiliano ya kompyuta); E = mazingira ya mfumo; I = seti ya mwingiliano kati ya vipengele hapo juu.

Seti ya mwingiliano I inajumuisha mwingiliano wote unaowezekana kati ya T, U na C in E bila kujali asili yao au nguvu ya ushirika. Kwa mfano, mwingiliano unaowezekana unaweza kuhusisha uhusiano wa data iliyohifadhiwa kwenye kumbukumbu ya kompyuta na maarifa yanayolingana, ikiwa yapo, ya opereta wa binadamu. Maingiliano I inaweza kuwa ya msingi (yaani, pekee kwa uhusiano wa mtu-kwa-mmoja), au changamano, kama vile kutahusisha mwingiliano kati ya opereta binadamu, programu mahususi inayotumiwa kufikia kazi inayotakikana, na kiolesura halisi kinachopatikana na kompyuta.

Wabunifu wa mifumo mingi ya kiotomatiki ya mseto huzingatia hasa ujumuishaji unaosaidiwa na kompyuta wa mashine za kisasa na vifaa vingine kama sehemu za teknolojia inayotegemea kompyuta, mara chache huzingatia sana hitaji kuu la ujumuishaji mzuri wa mwanadamu ndani ya mifumo kama hiyo. Kwa hiyo, kwa sasa, mifumo mingi ya kompyuta-jumuishi (kiteknolojia) haiendani kikamilifu na uwezo wa asili wa waendeshaji binadamu kama inavyoonyeshwa na ujuzi na ujuzi muhimu kwa udhibiti na ufuatiliaji wa mifumo hii. Kutopatana huko kunatokea katika viwango vyote vya utendakazi wa binadamu, mashine na binadamu, na kunaweza kufafanuliwa ndani ya mfumo wa mtu binafsi na shirika zima au kituo. Kwa mfano, matatizo ya kuunganisha watu na teknolojia katika makampuni ya juu ya viwanda hutokea mapema katika hatua ya kubuni ya HAS. Shida hizi zinaweza kuzingatiwa kwa kutumia modeli ifuatayo ya ujumuishaji wa mfumo wa ugumu wa mwingiliano, I, kati ya wabunifu wa mfumo, D, waendeshaji binadamu, H, au watumiaji wanaowezekana wa mfumo na teknolojia, T:

Mimi (H, T) = F [ I (H, D), I (D, T)]

ambapo I inasimamia mwingiliano unaofaa unaofanyika katika muundo fulani wa HAS, wakati F inaonyesha mahusiano ya kazi kati ya wabunifu, waendeshaji wa binadamu na teknolojia.

Muundo ulio hapo juu wa ujumuishaji wa mfumo unaonyesha ukweli kwamba mwingiliano kati ya watumiaji na teknolojia huamuliwa na matokeo ya ujumuishaji wa mwingiliano wa awali - yaani, (1) wale kati ya wabunifu wa HAS na watumiaji watarajiwa na (2) wale kati ya wabunifu. na teknolojia ya HAS (katika kiwango cha mashine na ushirikiano wao). Ikumbukwe kwamba ingawa mwingiliano mkali kwa kawaida huwa kati ya wabunifu na teknolojia, ni mifano michache tu ya mahusiano yenye nguvu sawa kati ya wabunifu na waendeshaji binadamu inaweza kupatikana.

Inaweza kubishaniwa kuwa hata katika mifumo ya kiotomatiki zaidi, jukumu la mwanadamu bado ni muhimu kwa utendakazi wa mfumo uliofanikiwa katika kiwango cha utendakazi. Bainbridge (1983) alibainisha seti ya matatizo yanayohusiana na uendeshaji wa HAS ambayo yanatokana na asili ya otomatiki yenyewe, kama ifuatavyo:

1. Waendeshaji "nje ya kitanzi cha udhibiti". Waendeshaji binadamu wapo katika mfumo ili kudhibiti inapohitajika, lakini kwa kuwa "nje ya kitanzi cha udhibiti" wanashindwa kudumisha ujuzi wa mwongozo na ujuzi wa muda mrefu wa mfumo ambao mara nyingi huhitajika katika kesi ya dharura.
2. "Picha ya akili" iliyopitwa na wakati. Huenda waendeshaji wa kibinadamu wasiweze kujibu haraka mabadiliko katika tabia ya mfumo ikiwa hawajafuatilia matukio ya uendeshaji wake kwa karibu sana. Zaidi ya hayo, ujuzi wa waendeshaji au picha ya akilini ya utendaji kazi wa mfumo inaweza isitoshe kuanzisha au kutekeleza majibu yanayohitajika.
3. Vizazi vinavyopotea vya ujuzi. Waendeshaji wapya huenda wasiweze kupata ujuzi wa kutosha kuhusu mfumo wa kompyuta unaopatikana kupitia uzoefu na, kwa hiyo, hawataweza kutumia udhibiti unaofaa inapohitajika.
4. Mamlaka ya otomatiki. Ikiwa mfumo wa kompyuta umetekelezwa kwa sababu unaweza kufanya kazi zinazohitajika vizuri zaidi kuliko operator wa kibinadamu, swali linatokea, "Kwa msingi gani operator anapaswa kuamua kuwa maamuzi sahihi au yasiyo sahihi yanafanywa na mifumo ya automatiska?"
5. Kuibuka kwa aina mpya za "makosa ya kibinadamu" kwa sababu ya otomatiki. Mifumo ya kiotomatiki husababisha aina mpya za makosa na, kwa hiyo, ajali ambazo haziwezi kuchambuliwa ndani ya mfumo wa mbinu za jadi za uchambuzi.

Ugawaji wa Kazi

Mojawapo ya maswala muhimu ya muundo wa HAS ni kuamua ni ngapi na ni kazi ngapi au majukumu yanapaswa kugawiwa waendeshaji wa kibinadamu, na ni ngapi na ngapi kwa kompyuta. Kwa ujumla, kuna madarasa matatu ya msingi ya matatizo ya ugawaji wa kazi ambayo yanapaswa kuzingatiwa: (1) msimamizi wa kibinadamu-mgao wa kazi ya kompyuta, (2) mgao wa kazi ya kibinadamu na binadamu na (3) ugawaji wa kazi ya kompyuta-kompyuta. Kwa hakika, maamuzi ya ugawaji yanapaswa kufanywa kupitia utaratibu wa ugawaji uliopangwa kabla ya muundo wa mfumo wa kimsingi kuanza. Kwa bahati mbaya mchakato huo wa kimfumo hauwezekani kwa urahisi, kwani kazi zitakazogawiwa huenda zikahitaji uchunguzi zaidi au lazima zitekelezwe kwa mwingiliano kati ya vipengele vya mfumo wa binadamu na mashine—yaani, kupitia utumizi wa dhana ya udhibiti wa usimamizi. Ugawaji wa kazi katika mifumo mseto ya kiotomatiki unapaswa kuzingatia ukubwa wa majukumu ya usimamizi wa binadamu na kompyuta, na inapaswa kuzingatia asili ya mwingiliano kati ya opereta wa binadamu na mifumo ya usaidizi wa maamuzi ya kompyuta. Njia za uhamishaji taarifa kati ya mashine na violesura vya pembejeo na pato la binadamu na upatanifu wa programu yenye uwezo wa binadamu wa kutatua matatizo ya utambuzi pia inapaswa kuzingatiwa.

Katika mbinu za kitamaduni za uundaji na usimamizi wa mifumo ya otomatiki ya mseto, wafanyikazi walizingatiwa kama mifumo inayoamua ya pato la pembejeo, na kulikuwa na tabia ya kupuuza asili ya kiteleolojia ya tabia ya mwanadamu - ambayo ni, tabia inayolenga lengo inayotegemea kupata habari muhimu na uteuzi wa malengo (Goodstein et al. 1988). Ili kufanikiwa, muundo na usimamizi wa mifumo ya kiotomatiki ya mseto ya hali ya juu lazima iwe kulingana na maelezo ya kazi za akili za binadamu zinazohitajika kwa kazi mahususi. Mbinu ya "uhandisi wa utambuzi" (ilivyoelezwa zaidi hapa chini) inapendekeza kwamba mifumo ya mashine ya binadamu (mseto) inahitaji kubuniwa, kubuniwa, kuchambuliwa na kutathminiwa kulingana na michakato ya kiakili ya binadamu (yaani, mtindo wa kiakili wa opereta wa mifumo ya kubadilika inazingatiwa. akaunti). Yafuatayo ni mahitaji ya mbinu inayomlenga binadamu katika muundo na uendeshaji wa HAS kama ilivyoandaliwa na Corbett (1988):

1. Utangamano. Uendeshaji wa mfumo haupaswi kuhitaji ujuzi usiohusiana na ujuzi uliopo, lakini unapaswa kuruhusu ujuzi uliopo kubadilika. Opereta wa kibinadamu anapaswa kuingiza na kupokea maelezo ambayo yanaoana na mazoezi ya kawaida ili kiolesura kilingane na maarifa na ujuzi wa awali wa mtumiaji.
2. Uwazi. Mtu hawezi kudhibiti mfumo bila kuuelewa. Kwa hivyo, mwendeshaji wa binadamu lazima aweze "kuona" michakato ya ndani ya programu ya udhibiti wa mfumo ikiwa kujifunza kutawezeshwa. Mfumo wa uwazi hurahisisha watumiaji kuunda muundo wa ndani wa utendakazi wa kufanya maamuzi na udhibiti ambao mfumo unaweza kutekeleza.
3. Kiwango cha chini cha mshtuko. Mfumo haupaswi kufanya chochote ambacho waendeshaji hupata bila kutarajia kwa kuzingatia habari inayopatikana kwao, ikielezea hali ya sasa ya mfumo.
4. Udhibiti wa usumbufu. Kazi zisizo na uhakika (kama inavyofafanuliwa na uchanganuzi wa muundo wa chaguo) zinapaswa kuwa chini ya udhibiti wa waendeshaji wa kibinadamu kwa usaidizi wa kufanya maamuzi wa kompyuta.
5. Kutoweza. Ujuzi na maarifa ya wazi ya waendeshaji wa kibinadamu haipaswi kuundwa nje ya mfumo. Waendeshaji hawapaswi kamwe kuwekwa katika nafasi ambayo bila msaada hutazama programu ikielekeza operesheni isiyo sahihi.
6. Urejeshaji wa hitilafu. Programu inapaswa kutoa usambazaji wa kutosha wa habari ili kufahamisha mwendeshaji wa kibinadamu juu ya athari zinazowezekana za operesheni au mkakati fulani.
7. Kubadilika kwa uendeshaji. Mfumo unapaswa kuwapa waendeshaji binadamu uhuru wa kubadilishana mahitaji na mipaka ya rasilimali kwa kubadilisha mikakati ya uendeshaji bila kupoteza usaidizi wa programu ya udhibiti.

Uhandisi wa Mambo ya Utambuzi wa Binadamu

Uhandisi wa mambo ya utambuzi wa binadamu huzingatia jinsi waendeshaji binadamu hufanya maamuzi mahali pa kazi, kutatua matatizo, kuunda mipango na kujifunza ujuzi mpya (Hollnagel na Woods 1983). Majukumu ya waendeshaji binadamu wanaofanya kazi katika HAS yoyote yanaweza kuainishwa kwa kutumia mpango wa Rasmussen (1983) katika makundi makuu matatu:

1. Tabia inayotokana na ujuzi ni utendaji wa kihisia-mota unaotekelezwa wakati wa vitendo au shughuli ambazo hufanyika bila udhibiti wa fahamu kama mifumo laini, ya kiotomatiki na iliyounganishwa sana ya tabia. Shughuli za kibinadamu ambazo ziko chini ya kategoria hii huchukuliwa kuwa mlolongo wa vitendo vya ustadi vilivyoundwa kwa hali fulani. Kwa hivyo, tabia inayotegemea ujuzi ni usemi wa mifumo mingi ya tabia iliyohifadhiwa au maagizo yaliyopangwa mapema katika kikoa cha muda.
2. Tabia ya kuzingatia kanuni ni kategoria ya utendaji inayolengwa na lengo iliyoundwa na udhibiti wa usambazaji kupitia sheria au utaratibu uliohifadhiwa—yaani, utendaji ulioamriwa unaoruhusu mfuatano wa subroutines katika hali ya kazi inayojulikana kutungwa. Sheria kawaida huchaguliwa kutoka kwa uzoefu wa awali na huonyesha sifa za utendaji zinazozuia tabia ya mazingira. Utendaji unaozingatia sheria unategemea ujuzi wazi kuhusu utumiaji wa sheria husika. Seti ya data ya uamuzi ina marejeleo ya utambuzi na utambuzi wa majimbo, matukio au hali.
3. Tabia inayotokana na maarifa ni kategoria ya utendaji unaodhibitiwa na lengo, ambapo lengo hutungwa kwa uwazi kulingana na ujuzi wa mazingira na malengo ya mtu. Muundo wa ndani wa mfumo unawakilishwa na "mfano wa kiakili". Tabia ya aina hii inaruhusu uundaji na majaribio ya mipango tofauti chini ya hali isiyojulikana na, kwa hivyo, udhibiti usio na uhakika, na inahitajika wakati ujuzi au sheria hazipatikani au hazitoshi ili utatuzi na upangaji wa shida uitwe badala yake.

Katika kubuni na usimamizi wa HAS, mtu anapaswa kuzingatia sifa za utambuzi za wafanyakazi ili kuhakikisha utangamano wa uendeshaji wa mfumo na mtindo wa ndani wa mfanyakazi unaoelezea kazi zake. Kwa hivyo, kiwango cha maelezo ya mfumo kinapaswa kuhamishwa kutoka kwa msingi wa ujuzi hadi vipengele vinavyotegemea sheria na ujuzi vya utendakazi wa binadamu, na mbinu zinazofaa za uchanganuzi wa kazi ya utambuzi zinapaswa kutumiwa kutambua muundo wa opereta wa mfumo. Suala linalohusiana katika uundaji wa HAS ni muundo wa njia za upitishaji habari kati ya opereta wa binadamu na vipengele vya mfumo otomatiki, katika viwango vya kimwili na vya utambuzi. Uhamisho kama huo wa habari unapaswa kuendana na njia za habari zinazotumiwa katika viwango tofauti vya utendakazi wa mfumo-yaani, kuona, kwa maneno, kugusa au mchanganyiko. Upatanifu huu wa taarifa huhakikisha kwamba aina tofauti za uhamishaji taarifa zitahitaji kutopatana kidogo kati ya kati na asili ya habari. Kwa mfano, onyesho la kuona ni bora zaidi kwa uwasilishaji wa habari za anga, wakati ingizo la ukaguzi linaweza kutumika kuwasilisha habari za maandishi.

Mara nyingi opereta wa kibinadamu huendeleza mfano wa ndani unaoelezea uendeshaji na kazi ya mfumo kulingana na uzoefu wake, mafunzo na maelekezo kuhusiana na aina fulani ya interface ya mashine ya binadamu. Kwa kuzingatia ukweli huu, wabunifu wa HAS wanapaswa kujaribu kujenga ndani ya mashine (au mifumo mingine ya bandia) mfano wa sifa za kimwili na za utambuzi za opereta wa binadamu-yaani, taswira ya mfumo ya opereta (Hollnagel na Woods 1983) . Wabunifu wa HAS lazima pia wazingatie kiwango cha uondoaji katika maelezo ya mfumo pamoja na kategoria mbalimbali zinazohusika za tabia ya mwendeshaji binadamu. Viwango hivi vya uondoaji kwa ajili ya kuiga utendaji wa binadamu katika mazingira ya kazi ni kama ifuatavyo (Rasmussen 1983): (1) umbo la kimwili (muundo wa anatomia), (2) kazi za kimwili (kazi za kisaikolojia), (3) kazi za jumla (taratibu za kisaikolojia na utambuzi). na michakato inayoathiri), (4) kazi dhahania (uchakataji wa habari) na (5) madhumuni ya utendaji (miundo ya thamani, hadithi, dini, mwingiliano wa wanadamu). Viwango hivi vitano lazima vizingatiwe kwa wakati mmoja na wabunifu ili kuhakikisha utendaji mzuri wa HAS.

Ubunifu wa Programu ya Mfumo

Kwa kuwa programu ya kompyuta ni sehemu ya msingi ya mazingira yoyote ya HAS, uundaji wa programu, ikiwa ni pamoja na usanifu, majaribio, uendeshaji na urekebishaji, na masuala ya kutegemewa kwa programu lazima pia yazingatiwe katika hatua za awali za maendeleo ya HAS. Kwa njia hii, mtu anapaswa kuwa na uwezo wa kupunguza gharama ya kugundua makosa ya programu na kuondoa. Ni vigumu, hata hivyo, kukadiria kutegemewa kwa vipengele vya binadamu vya HAS, kwa sababu ya mapungufu katika uwezo wetu wa kuiga utendaji wa kazi ya binadamu, mzigo unaohusiana na makosa yanayoweza kutokea. Mzigo kupita kiasi au kutotosha kiakili kunaweza kusababisha habari nyingi kupita kiasi na kuchoshwa, mtawalia, na inaweza kusababisha utendaji duni wa binadamu, na kusababisha makosa na uwezekano unaoongezeka wa ajali. Wabunifu wa HAS wanapaswa kuajiri miingiliano inayobadilika, ambayo hutumia mbinu za kijasusi za bandia, kutatua matatizo haya. Kando na upatanifu wa mashine za binadamu, suala la kubadilika kwa mashine-binadamu ni lazima lizingatiwe ili kupunguza viwango vya mkazo vinavyotokea wakati uwezo wa binadamu unaweza kupitwa.

Kwa sababu ya kiwango cha juu cha ugumu wa mifumo mingi ya kiotomatiki ya mseto, utambuzi wa hatari zozote zinazohusiana na vifaa, programu, taratibu za uendeshaji na mwingiliano wa mashine ya binadamu wa mifumo hii inakuwa muhimu kwa mafanikio ya juhudi zinazolenga kupunguza majeraha na uharibifu wa vifaa. . Hatari za usalama na kiafya zinazohusiana na mifumo changamano ya kiotomatiki ya mseto, kama vile teknolojia ya utengenezaji iliyounganishwa na kompyuta (CIM), ni wazi kuwa ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya muundo na uendeshaji wa mfumo.

Masuala ya Usalama wa Mfumo

Mazingira ya otomatiki ya mseto, yenye uwezo mkubwa wa tabia mbaya ya programu ya udhibiti chini ya hali ya usumbufu wa mfumo, huunda kizazi kipya cha hatari za ajali. Mifumo ya otomatiki ya mseto inapobadilika zaidi na changamano, usumbufu wa mfumo, ikiwa ni pamoja na matatizo ya kuanzisha na kuzima na mikengeuko katika udhibiti wa mfumo, kunaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa hatari kubwa kwa waendeshaji binadamu. Jambo la kushangaza ni kwamba katika hali nyingi zisizo za kawaida, waendeshaji kwa kawaida hutegemea utendakazi mzuri wa mifumo midogo ya usalama otomatiki, mazoezi ambayo yanaweza kuongeza hatari ya majeraha mabaya. Kwa mfano, uchunguzi wa ajali zinazohusiana na utendakazi wa mifumo ya udhibiti wa kiufundi ulionyesha kuwa karibu theluthi moja ya mlolongo wa ajali ni pamoja na kuingilia kati kwa binadamu katika kitanzi cha udhibiti wa mfumo uliovurugika.

Kwa kuwa hatua za jadi za usalama haziwezi kubadilishwa kwa urahisi kulingana na mahitaji ya mazingira ya HAS, mikakati ya kudhibiti majeraha na kuzuia ajali inahitaji kuangaliwa upya kwa kuzingatia sifa asili za mifumo hii. Kwa mfano, katika eneo la teknolojia ya juu ya utengenezaji, michakato mingi ina sifa ya kuwepo kwa kiasi kikubwa cha mtiririko wa nishati ambayo haiwezi kutarajiwa kwa urahisi na waendeshaji wa binadamu. Zaidi ya hayo, matatizo ya usalama kwa kawaida hujitokeza kwenye miingiliano kati ya mifumo midogo, au matatizo ya mfumo yanapoendelea kutoka kwa mfumo mmoja hadi mwingine. Kulingana na Shirika la Kimataifa la Viwango (ISO 1991), hatari zinazohusiana na hatari zinazosababishwa na mitambo ya kiotomatiki ya viwandani hutofautiana kulingana na aina za mashine za viwandani zilizojumuishwa katika mfumo maalum wa utengenezaji na njia ambazo mfumo huo umewekwa, kuratibiwa, kuendeshwa na kudumishwa. na kukarabatiwa. Kwa mfano, ulinganisho wa ajali zinazohusiana na roboti nchini Uswidi na aina nyinginezo za ajali zilionyesha kwamba roboti zinaweza kuwa mashine hatari zaidi za viwanda zinazotumiwa katika tasnia ya hali ya juu ya utengenezaji. Kiwango cha ajali kilichokadiriwa kwa roboti za viwandani kilikuwa ajali moja mbaya kwa miaka 45 ya roboti, kiwango cha juu zaidi kuliko cha mitambo ya viwandani, ambayo iliripotiwa kuwa ajali moja kwa miaka 50 ya mashine. Ikumbukwe hapa kwamba mitambo ya viwandani nchini Marekani ilichangia takriban 23% ya vifo vyote vinavyohusiana na mashine za ufundi chuma kwa kipindi cha 1980-1985, na mitambo ya nguvu ilishika nafasi ya kwanza kwa heshima ya bidhaa ya ukali-frequency kwa majeraha yasiyo ya kuua.

Katika kikoa cha teknolojia ya hali ya juu ya utengenezaji, kuna sehemu nyingi zinazosonga ambazo ni hatari kwa wafanyikazi wanapobadilisha msimamo wao kwa njia ngumu nje ya uwanja wa kuona wa waendeshaji wa kibinadamu. Maendeleo ya haraka ya kiteknolojia katika utengenezaji uliounganishwa na kompyuta yaliunda hitaji muhimu la kusoma athari za teknolojia ya juu ya utengenezaji kwa wafanyikazi. Ili kubaini hatari zinazosababishwa na vipengele mbalimbali vya mazingira hayo ya HAS, ajali zilizopita zinahitaji kuchambuliwa kwa makini. Kwa bahati mbaya, ajali zinazohusisha matumizi ya roboti ni vigumu kutenganisha na ripoti za ajali zinazohusiana na mashine zinazoendeshwa na binadamu, na, kwa hiyo, kunaweza kuwa na asilimia kubwa ya ajali ambazo hazijarekodiwa. Sheria za afya na usalama kazini za Japani zinasema kwamba "roboti za viwandani kwa sasa hazina njia za kuaminika za usalama na wafanyikazi hawawezi kulindwa dhidi yao isipokuwa matumizi yao yamedhibitiwa". Kwa mfano, matokeo ya uchunguzi uliofanywa na Wizara ya Kazi ya Japani (Sugimoto 1987) ya ajali zinazohusiana na roboti za viwandani katika viwanda 190 vilivyochunguzwa (na roboti 4,341 zinazofanya kazi) yalionyesha kuwa kulikuwa na misukosuko 300 inayohusiana na roboti, kati ya hizo kesi 37. ya vitendo visivyo salama vilivyosababisha baadhi ya ajali karibu, 9 zilikuwa ajali zinazosababisha majeraha, na 2 zilikuwa ajali mbaya. Matokeo ya tafiti zingine zinaonyesha kuwa otomatiki kwa msingi wa kompyuta sio lazima kuongeza kiwango cha jumla cha usalama, kwani maunzi ya mfumo hayawezi kufanywa kuwa salama na kazi za usalama katika programu ya kompyuta pekee, na vidhibiti vya mfumo sio vya kutegemewa sana kila wakati. Zaidi ya hayo, katika HAS changamano, mtu hawezi kutegemea pekee vifaa vya kutambua usalama ili kugundua hali ya hatari na kuchukua mikakati ifaayo ya kuepuka hatari.

Madhara ya Automation kwenye Afya ya Binadamu

Kama ilivyojadiliwa hapo juu, shughuli za wafanyakazi katika mazingira mengi ya HAS kimsingi ni zile za udhibiti wa usimamizi, ufuatiliaji, usaidizi wa mfumo na matengenezo. Shughuli hizi pia zinaweza kuainishwa katika vikundi vinne vya msingi kama ifuatavyo: (1) kazi za kupanga programu yaani, kusimba taarifa zinazoongoza na kuelekeza uendeshaji wa mashine, (2) ufuatiliaji wa vipengele vya uzalishaji na udhibiti wa HAS, (3) matengenezo ya vipengele vya HAS ili kuzuia. au kupunguza hitilafu za mashine, na (4) kufanya kazi mbalimbali za usaidizi, n.k. Mapitio mengi ya hivi karibuni ya athari za HAS kwa ustawi wa wafanyikazi yalihitimisha kuwa ingawa utumiaji wa HAS katika eneo la utengenezaji kunaweza kuondoa kazi nzito na hatari. , kufanya kazi katika mazingira ya HAS kunaweza kuwa kutoridhisha na kuwafadhaisha wafanyakazi. Vyanzo vya mfadhaiko vilijumuisha ufuatiliaji wa mara kwa mara unaohitajika katika programu nyingi za HAS, upeo mdogo wa shughuli zilizotengwa, kiwango cha chini cha mwingiliano wa wafanyikazi unaoruhusiwa na muundo wa mfumo, na hatari za usalama zinazohusiana na hali isiyotabirika na isiyoweza kudhibitiwa ya kifaa. Ingawa baadhi ya wafanyakazi wanaohusika katika shughuli za upangaji programu na matengenezo wanahisi vipengele vya changamoto, ambavyo vinaweza kuwa na athari chanya kwa ustawi wao, athari hizi mara nyingi hupunguzwa na hali ngumu na inayodai ya shughuli hizi, pamoja na shinikizo. zinazotolewa na wasimamizi ili kukamilisha shughuli hizi haraka.

Ingawa katika baadhi ya mazingira ya HAS waendeshaji wa binadamu huondolewa kutoka kwa vyanzo vya jadi vya nishati (mtiririko wa kazi na harakati za mashine) wakati wa hali ya kawaida ya uendeshaji, kazi nyingi katika mifumo ya automatiska bado zinahitajika kufanywa kwa kuwasiliana moja kwa moja na vyanzo vingine vya nishati. Kwa kuwa idadi ya vipengele mbalimbali vya HAS inazidi kuongezeka, mkazo maalum lazima uwekwe kwenye faraja na usalama wa wafanyakazi na katika uundaji wa masharti ya udhibiti wa majeraha, haswa kwa kuzingatia ukweli kwamba wafanyikazi hawawezi tena kuendelea na kazi. uchangamano na ugumu wa mifumo hiyo.

Ili kukidhi mahitaji ya sasa ya udhibiti wa majeraha na usalama wa mfanyakazi katika mifumo ya uundaji iliyojumuishwa ya kompyuta, Kamati ya ISO ya Mifumo ya Uendeshaji Kiwandani imependekeza kiwango kipya cha usalama kinachoitwa "Safety of Integrated Manufacturing Systems" (1991). Kiwango hiki kipya cha kimataifa, ambacho kilitengenezwa kwa kutambua hatari fulani zilizopo katika mifumo jumuishi ya utengenezaji bidhaa inayojumuisha mashine za viwandani na vifaa vinavyohusika, inalenga kupunguza uwezekano wa majeraha kwa wafanyakazi wanapofanya kazi au karibu na mfumo jumuishi wa utengenezaji. Vyanzo vikuu vya hatari zinazoweza kutokea kwa waendeshaji binadamu katika CIM zinazotambuliwa na kiwango hiki zimeonyeshwa kwenye kielelezo cha 1.

Mchoro 1. Chanzo kikuu cha hatari katika utengenezaji uliounganishwa na kompyuta (CIM) (baada ya ISO 1991)

Makosa ya Kibinadamu na Mfumo

Kwa ujumla, hatari katika HAS inaweza kutokea kutokana na mfumo yenyewe, kutokana na ushirikiano wake na vifaa vingine vilivyopo katika mazingira ya kimwili, au kutokana na mwingiliano wa wafanyakazi wa binadamu na mfumo. Ajali ni moja tu ya matokeo kadhaa ya mwingiliano wa mashine ya binadamu ambayo yanaweza kutokea chini ya hali hatari; karibu na ajali na matukio ya uharibifu ni ya kawaida zaidi (Zimolong na Duda 1992). Kutokea kwa hitilafu kunaweza kusababisha mojawapo ya matokeo haya: (1) hitilafu itabaki bila kutambuliwa, (2) mfumo unaweza kufidia kosa, (3) hitilafu husababisha kuharibika kwa mashine na/au kusimamishwa kwa mfumo au (4) ) kosa husababisha ajali.

Kwa kuwa si kila kosa la kibinadamu linalosababisha tukio muhimu litasababisha ajali halisi, inafaa kutofautisha zaidi kati ya kategoria za matokeo kama ifuatavyo: (1) tukio lisilo salama (yaani, tukio lolote lisilo la kukusudia bila kujali kama litasababisha majeraha, uharibifu au uharibifu. hasara), (2) ajali (yaani, tukio lisilo salama linalosababisha jeraha, uharibifu au hasara), (3) tukio la uharibifu (yaani, tukio lisilo salama ambalo husababisha tu aina fulani ya uharibifu wa nyenzo), (4) a karibu na ajali au “near miss” (yaani, tukio lisilo salama ambapo jeraha, uharibifu au hasara iliepukwa kwa bahati nzuri na ukingo mdogo) na (5) kuwepo kwa uwezekano wa ajali (yaani, matukio yasiyo salama ambayo yangeweza kusababisha majeraha, uharibifu. , au hasara, lakini, kutokana na hali, haikusababisha hata ajali iliyokaribia).

Mtu anaweza kutofautisha aina tatu za msingi za makosa ya kibinadamu katika HAS:

1. utelezi unaotegemea ustadi na mapungufu
2. makosa yanayotokana na kanuni
3. makosa yanayotokana na maarifa.

Jamii hii, iliyobuniwa na Reason (1990), inatokana na urekebishaji wa uainishaji wa ujuzi wa kanuni-maarifa wa Rasmussen wa utendaji wa binadamu kama ilivyoelezwa hapo juu. Katika kiwango cha msingi wa ujuzi, utendakazi wa binadamu hutawaliwa na mifumo iliyohifadhiwa ya maagizo yaliyopangwa awali yanayowakilishwa kama miundo ya analogi katika kikoa cha muda. Kiwango cha msingi cha sheria kinatumika kushughulikia shida zinazojulikana ambazo suluhu hutawaliwa na sheria zilizohifadhiwa (zinazoitwa "uzalishaji", kwa vile zinapatikana, au zinazalishwa, zinahitajika). Sheria hizi zinahitaji uchunguzi fulani (au hukumu) kufanywa, au hatua fulani za kurekebisha zichukuliwe, ikizingatiwa kuwa hali fulani zimetokea ambazo zinahitaji jibu linalofaa. Katika kiwango hiki, makosa ya kibinadamu kwa kawaida huhusishwa na uainishaji mbaya wa hali, na kusababisha matumizi ya sheria isiyo sahihi au kumbukumbu isiyo sahihi ya hukumu au taratibu zinazofuata. Makosa ya msingi wa maarifa hutokea katika hali za riwaya ambazo vitendo vinapaswa kupangwa "mkondoni" (kwa wakati fulani), kwa kutumia michakato ya uchambuzi na maarifa yaliyohifadhiwa. Hitilafu katika ngazi hii hutokana na mapungufu ya rasilimali na ujuzi usio kamili au usio sahihi.

Mifumo ya jumla ya uundaji makosa (GEMS) iliyopendekezwa na Reason (1990), ambayo inajaribu kupata asili ya aina za msingi za makosa ya binadamu, inaweza kutumika kupata taknologia ya jumla ya tabia ya binadamu katika HAS. GEMS inataka kujumuisha maeneo mawili tofauti ya utafiti wa makosa: (1) kuteleza na kupunguka, ambapo vitendo hukeuka kutoka kwa nia ya sasa kutokana na kushindwa kwa utekelezaji na/au kushindwa kwa uhifadhi na (2) makosa, ambapo vitendo vinaweza kutekelezwa kulingana na mpango, lakini mpango huo hautoshi kufikia matokeo yanayotarajiwa.

Tathmini ya Hatari na Kinga katika CIM

Kulingana na ISO (1991), tathmini ya hatari katika CIM inapaswa kufanywa ili kupunguza hatari zote na kuwa msingi wa kuamua malengo na hatua za usalama katika uundaji wa programu au mipango ya kuunda mazingira salama ya kufanya kazi na kuhakikisha. usalama na afya ya wafanyakazi pia. Kwa mfano, hatari za kazi katika mazingira ya HAS yenye msingi wa utengenezaji zinaweza kubainishwa kama ifuatavyo: (1) opereta wa binadamu anaweza kuhitaji kuingia eneo la hatari wakati wa kurejesha usumbufu, kazi za huduma na matengenezo, (2) eneo la hatari ni ngumu kubaini, kutambua na kudhibiti, (3) kazi inaweza kuwa ya kuchosha na (4) aksidenti zinazotokea ndani ya mifumo ya utengenezaji iliyounganishwa na kompyuta mara nyingi huwa mbaya. Kila hatari iliyotambuliwa inapaswa kutathminiwa kwa hatari yake, na hatua zinazofaa za usalama zinapaswa kuamuliwa na kutekelezwa ili kupunguza hatari hiyo. Hatari zinapaswa pia kuthibitishwa kwa heshima na vipengele vyote vifuatavyo vya mchakato wowote: kitengo kimoja chenyewe; mwingiliano kati ya vitengo moja; sehemu za uendeshaji za mfumo; na uendeshaji wa mfumo kamili kwa njia na masharti yote ya uendeshaji yaliyokusudiwa, ikiwa ni pamoja na masharti ambayo njia za kawaida za ulinzi zimesimamishwa kwa shughuli kama vile kupanga programu, uthibitishaji, utatuzi wa matatizo, matengenezo au ukarabati.

Awamu ya muundo wa mkakati wa usalama wa ISO (1991) kwa CIM ni pamoja na:

• vipimo vya mipaka ya vigezo vya mfumo
• matumizi ya mkakati wa usalama
• utambulisho wa hatari
• tathmini ya hatari zinazohusiana
• kuondolewa kwa hatari au kupunguzwa kwa hatari kadri inavyowezekana.

Uainishaji wa usalama wa mfumo unapaswa kujumuisha:

• maelezo ya kazi za mfumo
• mpangilio wa mfumo na/au modeli
• matokeo ya uchunguzi uliofanywa ili kuchunguza mwingiliano wa michakato mbalimbali ya kazi na shughuli za mwongozo
• uchambuzi wa mlolongo wa mchakato, ikiwa ni pamoja na mwingiliano wa mwongozo
• maelezo ya miingiliano na njia za kupitisha au za usafirishaji
• chati za mtiririko wa mchakato
• mipango ya msingi
• mipango ya vifaa vya usambazaji na utupaji
• uamuzi wa nafasi inayohitajika kwa usambazaji na utupaji wa nyenzo
• rekodi za ajali zilizopo.

Kwa mujibu wa ISO (1991), mahitaji yote muhimu ya kuhakikisha uendeshaji salama wa mfumo wa CIM yanahitajika kuzingatiwa katika uundaji wa taratibu za kupanga usalama. Hii inajumuisha hatua zote za kinga ili kupunguza hatari na inahitaji:

• ujumuishaji wa kiolesura cha mashine ya binadamu
• ufafanuzi wa mapema wa nafasi ya wale wanaofanya kazi kwenye mfumo (kwa wakati na nafasi)
• kuzingatia mapema njia za kupunguza kazi ya pekee
• kuzingatia vipengele vya mazingira.

Utaratibu wa kupanga usalama unapaswa kushughulikia, miongoni mwa mengine, masuala yafuatayo ya usalama ya CIM:

• Uteuzi wa njia za uendeshaji za mfumo. Kifaa cha kudhibiti kinapaswa kuwa na masharti ya angalau aina zifuatazo za uendeshaji:(1) hali ya kawaida au ya uzalishaji (yaani, na ulinzi wote wa kawaida uliounganishwa na kufanya kazi), (2) uendeshaji na baadhi ya ulinzi wa kawaida umesimamishwa na (3) uendeshaji katika ni mfumo gani au uanzishaji wa mwongozo wa mbali wa hali ya hatari huzuiwa (kwa mfano, katika kesi ya uendeshaji wa ndani au kutengwa kwa nguvu au kuziba kwa mitambo ya hali ya hatari).
• Mafunzo, ufungaji, kuwaagiza na upimaji wa kazi. Wafanyakazi wanapohitajika kuwa katika eneo la hatari, hatua zifuatazo za usalama zinapaswa kutolewa katika mfumo wa udhibiti: (1) kushikilia ili kukimbia, (2) kifaa kinachowezesha, (3) kupunguza kasi, (4) kupunguzwa kwa nishati na (5) ) kituo cha dharura kinachoweza kusongeshwa.
• Usalama katika programu ya mfumo, matengenezo na ukarabati. Wakati wa upangaji programu, programu tu ndiye anayepaswa kuruhusiwa katika nafasi iliyolindwa. Mfumo unapaswa kuwa na taratibu za ukaguzi na matengenezo ili kuhakikisha kuendelea kutumika kwa mfumo uliokusudiwa. Mpango wa ukaguzi na matengenezo unapaswa kuzingatia mapendekezo ya wasambazaji wa mfumo na wale wa wasambazaji wa vipengele mbalimbali vya mifumo. Haihitaji kutaja kwamba wafanyakazi wanaofanya matengenezo au ukarabati kwenye mfumo wanapaswa kufundishwa taratibu zinazohitajika kufanya kazi zinazohitajika.
• Kuondoa kasoro. Ambapo uondoaji wa hitilafu ni muhimu kutoka ndani ya nafasi iliyolindwa, inapaswa kufanywa baada ya kukatwa kwa usalama (au, ikiwezekana, baada ya utaratibu wa kufungia nje kuwashwa). Hatua za ziada dhidi ya uanzishaji mbaya wa hali za hatari zinapaswa kuchukuliwa. Ambapo hatari zinaweza kutokea wakati wa uondoaji wa hitilafu kwenye sehemu za mfumo au kwenye mashine za mifumo au mashine zinazoungana, hizi pia zinapaswa kuondolewa kazini na kulindwa dhidi ya kuanza kusikotarajiwa. Kwa njia ya maelekezo na ishara za onyo, tahadhari inapaswa kutolewa kwa uondoaji wa makosa katika vipengele vya mfumo ambavyo haziwezi kuzingatiwa kabisa.

Udhibiti wa Usumbufu wa Mfumo

Katika usakinishaji mwingi wa HAS unaotumika katika eneo la utengezaji lililounganishwa na kompyuta, waendeshaji wa kibinadamu kwa kawaida huhitajika kwa madhumuni ya kudhibiti, kupanga, kudumisha, kuweka mapema, kuhudumia au kutatua kazi. Usumbufu katika mfumo husababisha hali ambazo hufanya iwe muhimu kwa wafanyikazi kuingia katika maeneo hatari. Katika suala hili, inaweza kudhaniwa kuwa usumbufu unasalia kuwa sababu muhimu zaidi ya kuingiliwa kwa binadamu katika CIM, kwa sababu mifumo mara nyingi zaidi itaratibiwa kutoka nje ya maeneo yenye vikwazo. Mojawapo ya masuala muhimu zaidi kwa usalama wa CIM ni kuzuia usumbufu, kwani hatari nyingi hutokea katika awamu ya utatuzi wa mfumo. Kuepusha usumbufu ni lengo la kawaida kuhusu usalama na gharama nafuu.

Usumbufu katika mfumo wa CIM ni hali au kazi ya mfumo ambayo inapotoka kutoka kwa hali iliyopangwa au inayotarajiwa. Mbali na tija, usumbufu wakati wa uendeshaji wa CIM una athari ya moja kwa moja kwa usalama wa watu wanaohusika katika uendeshaji wa mfumo. Utafiti wa Kifini (Kuivanen 1990) ulionyesha kuwa takriban nusu ya usumbufu katika utengenezaji wa kiotomatiki hupunguza usalama wa wafanyikazi. Sababu kuu za usumbufu zilikuwa makosa katika muundo wa mfumo (34%), kushindwa kwa vipengele vya mfumo (31%), makosa ya kibinadamu (20%) na mambo ya nje (15%). Kushindwa kwa mashine nyingi kulisababishwa na mfumo wa kudhibiti, na, katika mfumo wa udhibiti, kushindwa zaidi kulitokea katika sensorer. Njia bora ya kuongeza kiwango cha usalama wa mitambo ya CIM ni kupunguza idadi ya usumbufu. Ingawa vitendo vya wanadamu katika mifumo iliyovurugika huzuia kutokea kwa ajali katika mazingira ya HAS, pia huchangia kwao. Kwa mfano, uchunguzi wa ajali zinazohusiana na utendakazi wa mifumo ya udhibiti wa kiufundi ulionyesha kuwa karibu theluthi moja ya mlolongo wa ajali ni pamoja na kuingilia kati kwa binadamu katika kitanzi cha udhibiti wa mfumo uliovurugika.

Masuala makuu ya utafiti katika masuala ya kuzuia usumbufu wa CIM (1) sababu kuu za usumbufu, (2) vipengele na utendaji usiotegemewa, (3) athari za usumbufu kwenye usalama, (4) athari za usumbufu kwenye utendakazi wa mfumo, ( 5) uharibifu wa nyenzo na (6) matengenezo. Usalama wa HAS unapaswa kupangwa mapema katika hatua ya muundo wa mfumo, kwa kuzingatia teknolojia, watu na shirika, na kuwa sehemu muhimu ya mchakato wa jumla wa kupanga kiufundi wa HAS.

INA Ubunifu: Changamoto za Baadaye

Ili kuhakikisha manufaa kamili ya mifumo ya kiotomatiki ya mseto kama ilivyojadiliwa hapo juu, maono mapana zaidi ya maendeleo ya mfumo, ambayo yanategemea ujumuishaji wa watu, shirika na teknolojia, inahitajika. Aina tatu kuu za ujumuishaji wa mfumo zinapaswa kutumika hapa:

1. ushirikiano wa watu, kwa kuhakikisha mawasiliano madhubuti kati yao
2. ushirikiano wa binadamu na kompyuta, kwa kubuni miingiliano inayofaa na mwingiliano kati ya watu na kompyuta
3. ushirikiano wa kiteknolojia, kwa kuhakikisha mwingiliano mzuri na mwingiliano kati ya mashine.

Mahitaji ya chini ya muundo wa mifumo ya kiotomatiki ya mseto yanapaswa kujumuisha yafuatayo: (1) kunyumbulika, (2) urekebishaji unaobadilika, (3) uitikiaji ulioboreshwa, na (4) hitaji la kuwahamasisha watu na kutumia vyema ujuzi, uamuzi na uzoefu wao. . Yaliyo hapo juu pia yanahitaji kuwa miundo ya shirika ya HAS, mazoea ya kazi na teknolojia iandaliwe ili kuruhusu watu katika viwango vyote vya mfumo kurekebisha mikakati yao ya kazi kwa anuwai ya hali za udhibiti wa mifumo. Kwa hivyo, mashirika, mazoea ya kazi na teknolojia ya HAS itabidi kubuniwa na kuendelezwa kama mifumo iliyo wazi (Kidd 1994).

Mfumo wa otomatiki wa mseto wa wazi (OHAS) ni mfumo unaopokea pembejeo kutoka na kutuma matokeo kwa mazingira yake. Wazo la mfumo wazi linaweza kutumika sio tu kwa usanifu wa mfumo na muundo wa shirika, lakini pia kwa mazoea ya kazi, miingiliano ya kompyuta ya binadamu, na uhusiano kati ya watu na teknolojia: mtu anaweza kutaja, kwa mfano, mifumo ya ratiba, mifumo ya udhibiti na. mifumo ya usaidizi wa maamuzi. Mfumo wazi pia ni ule unaoweza kubadilika wakati unaruhusu watu kiwango kikubwa cha uhuru kufafanua hali ya uendeshaji wa mfumo. Kwa mfano, katika eneo la utengenezaji wa hali ya juu, mahitaji ya mfumo wa otomatiki wa mseto wazi yanaweza kutekelezwa kupitia dhana ya utengenezaji wa binadamu na kompyuta-jumuishi (HCIM). Kwa mtazamo huu, muundo wa teknolojia unapaswa kushughulikia usanifu wa jumla wa mfumo wa HCIM, ikiwa ni pamoja na yafuatayo: (1) masuala ya mtandao wa vikundi, (2) muundo wa kila kikundi, (3) mwingiliano kati ya vikundi, (4) asili ya programu inayosaidia na (5) mahitaji ya mawasiliano ya kiufundi na ujumuishaji kati ya moduli za programu zinazosaidia.

Mfumo wa kiotomatiki wa mseto unaoweza kubadilika, kinyume na mfumo funge, hauzuii kile waendeshaji binadamu wanaweza kufanya. Jukumu la mbuni wa HAS ni kuunda mfumo ambao utakidhi matakwa ya kibinafsi ya mtumiaji na kuruhusu watumiaji wake kufanya kazi kwa njia ambayo wanaona inafaa zaidi. Sharti la lazima la kuruhusu uingizaji wa mtumiaji ni uundaji wa mbinu ya usanifu inayobadilika-yaani, OHAS ambayo inaruhusu kuwezesha, teknolojia inayoauniwa na kompyuta kwa ajili ya utekelezaji wake katika mchakato wa kubuni. Haja ya kuunda mbinu ya muundo unaobadilika ni moja wapo ya mahitaji ya haraka ili kutambua dhana ya OHAS kwa vitendo. Kiwango kipya cha teknolojia ya udhibiti wa usimamizi wa binadamu inahitaji pia kuendelezwa. Teknolojia kama hiyo inapaswa kuruhusu opereta wa binadamu "kuona kupitia" mfumo mwingine wa udhibiti usioonekana wa HAS utendakazi—kwa mfano, kwa kutumia mfumo wa video unaoingiliana, wa kasi ya juu katika kila sehemu ya udhibiti na uendeshaji wa mfumo. Hatimaye, mbinu ya ukuzaji wa usaidizi wa akili na unaobadilika sana, unaotegemea kompyuta wa majukumu ya binadamu na utendaji kazi wa binadamu katika mifumo mseto ya kiotomatiki pia inahitajika sana.

Back