Алгоритм процесса выбора средств измерений для проведения инструментального контроля вредных производственных факторов

По официальным данным Росстата к концу 2013 года удельный вес числа работников производственного сектора экономики, занятых во вредных и (или) опасных условиях труда, составил 32,2%. На сегодняшний день сохраняется тенденция к увеличению числа рабочих мест, условия труда которых не отвечают гигиеническим нормативам [1].

В связи со сложившейся ситуацией, опираясь на зарубежный опыт [2], первоочередной задачей национальной государственной политики в области охраны труда является разработка механизмов, методов и инструментов, с помощью которых можно объективно оценивать существующие риски, управлять ими и влиять на условия труда на рабочих местах [3-5]. При этом ключевым элементом в структуре современного управления охраной труда, позволяющим выявить архаичные производства с устаревшими технологиями, оказывающими негативное влияние на здоровье работников, является мониторинг и контроль опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ).

Инструментальный мониторинг состояния условий труда на рабочих местах осуществляется в рамках процедуры производственного контроля вредных производственных факторов (Санитарные правила СП 1.1.1058-01 «Организация и проведение производственного контроля за соблюдением санитарных правил и выполнением санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий». URL: docs.cntd.ru/document/901793598) и в процессе выполнения специальной оценки условий труда (Федеральный закон от 28.12.2013 г. №426-ФЗ «О специальной оценке условий труда». URL: rosmintrud.ru/docs/laws/114) аккредитованными в установленном порядке испытательными лабораториями. При этом одной из задач, требующей решения, является разработка алгоритма процесса выбора средств измерений, удовлетворяющих области аккредитации испытательной лаборатории и государственным требованиям к выполнению данных работ.

Для решения поставленной задачи предлагается методика оптимального выбора приборного оборудования, в основу которой положены системные исследования объема разнородных данных: источниках опасных и вредных производственных факторов, составе загрязняющих компонентов воздуха рабочей зоны, технических средствах контроля, включающие научные теории и методы [6-9].

Основой предложенной методики является метод экспертных оценок, который относится к субъективным неформальным методам, базируется на статистической обработке результатов опроса специалистов-экспертов в области измерений, аналитики и приборостроения.

На первых этапах методики определяется область аналитических задач лаборатории, т.е. перечень показателей опасных и вредных производственных факторов, подлежащих инструментальному контролю. После чего осуществляется анализ существующих приборно-методических решений. Следующим этапом является формулировка перечня критериев оценки приборов, из которых выбираются наиболее важные (определяющие). При этом критерии определяются таким образом, чтобы они могли быть так или иначе формализованы и описаны математически, допуская тем самым количественную оценку приборов по совокупности критериев [9].

Ранжирование критериев осуществляется посредством технологии, применённой в [10].

Для определения состояния и перспектив комплектации лабораторий приборной техникой определены следующие критерии:

- J₁ - функционально-технические характеристики приборов;

- J₂ - эксплуатационные характеристики;

- J₃ - наличие в реестре средств измерений для применения на территории России;

- J₄ - степень отработанности технологии измерения;

- J₅ - экономические (стоимостные) показатели;

- J₆ - совместимость с компьютерной техникой.

Из этих критериев J₁ и J₂ являются не однозначными, т.е. в свою очередь они тоже должны оцениваться по ряду показателей, т.е. функционально-технический критерий по количеству измеряемых показателей, диапазону и точности измерений, габариты и масса прибора. Эксплуатационный критерий может быть ранжирован по ремонтопригодности, надежности и простоте обслуживания, безопасности, достаточному ресурсу. Здесь следует учитывать, что каждый измерительный прибор допускает различную компоновку по совокупности показателей, и из-за чего его свойства могут варьироваться в некоторых пределах.

Для каждой рассматриваемой приборной группы экспертами K_i задаются значения выделенных ранее критериев J_j (таблица №1).

Таблица 1. Значение критериев на множестве допустимых вариантов

Следует отметить, что эти критерии разнонаправленные - одни требуют максимизации, другие минимизации. Для удобства формулировки следует их унифицировать, приведя к одному виду, например, требованиям максимизации показателей. Решение данной задачи заключается в построении максиминной стратегии, в соответствии с которой для каждого показателя находится критический вариант [11].

Использование экспертных процедур в решении задач оптимизации процесса выбора изложено работе [12]. Однако реализация экспертной методологии в ее классическом варианте применительно к проблеме выбора измерительного оборудования в целях проведения инструментального контроля вредных производственных факторов является сложной в ввиду отсутствия необходимости каждый раз при решении той или иной аналитической задачи собирать постоянную рабочую группу. Для анализа предложенных критериев выбора измерительных приборов в целях принятия оптимального решения используется следующий подход.

Для унификации и обобщения процедуры выбора применяется уравнение (1) [6], которое решается на экспертном уровне, устанавливает связь разрешающей способности и селективности приборно-методического обеспечения для данного класса аналитических задач, тем самым обобщает огромный массив знаний, накопленный классической аналитической химией и лабораторной практикой:

К_i = f_x(R) (1)

где К_i - коэффициент селективности по отношению к каждому из фоновых веществ; R - разрешающая способность приборно-методического обеспечения; f_x - правило формирования химико-аналитических кодов.

В общем виде модель процесса выбора измерительных приборов представляется в виде уравнения регрессии (2) [13]:

(2)

где b₀ - свободный член уравнения; b_1,2…k - коэффициенты при критериях; i = 1, 2…k - число критериев; j = 1, 2…n - число сочетаний критериев; х - критерии (параметры); y - параметр оптимизации (отклик), подлежащий изучению.

Параметр оптимизации представляет собой результат эксперимента, полученный в соответствующих условиях по заданному алгоритму. В данном случае параметром оптимизации является результат оптимального выбора приборного оборудования. По величине коэффициентов при критериях (параметрах) можно судить о степени их влияния на параметр оптимизации. Чем больше коэффициент по сравнению с другими, тем больше влияние. Так как при выборе приборного оборудования параметр оптимизации трудно представить количественно используются субъективные ранговые параметры: баллы от 0 до 10. Используя метод ранговой корреляции (метод экспертных оценок), проводится ранжирование ряда параметров, влияющих на принятие решения.

В целях реализации экспертного метода проведены исследования по определению пригодности к использованию в системе мониторинга и контроля опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах машиностроительного предприятия группы приборов для оценки физических факторов. В число оцениваемых приборов входят: измеритель акустический, многофункциональный анализатор «ЭКОФИЗИКА», измеритель напряженности электрических и магнитных полей ПЗ-80 ЕН 500, измеритель электростатических полей ПЗ-80-Е, термоанемометр ТТМ-2-04-DIN, измеритель микроклимата «ЭкоТерма-1», люксметр-пульсметр-яркомер «Эколайт-01». Методом ранговой корреляции установлена в баллах весомость каждого из критериев выбора, проведено их ранжирование.

Для автоматизации процесса ранжирования критериев приборов автором выполнена расчетная программа в формате MS Ехсеl.

Для определения степени влияния каждого из критериев на выбор прибора определены категории параметров: ведущие, существенные, менее значимые. С учетом полученных количественных характеристик по результатам ранжирования каждый из критериев отнесен к соответствующей категории, тем самым определяя выбор того или иного средства измерений из рассматриваемой группы.

Так, на основании проведенных расчетов определено, что при выборе прибора:

- к ведущим параметрам следует отнести диапазон измерений, точность прибора, надежность;

- к существенным - простота использования, оперативность получения данных, количество показателей, масса и габариты;

- менее значимым -ремонтопригодность, степень отработанности технологии, стоимостные показатели, совместимость с ЭВМ.

Таким образом, опираясь на ведущие и существенные параметры выбора аппаратуры, осуществляется комплектация испытательной лаборатории необходимым приборным оборудованием, в соответствии с областью аналитических задач и условиями проведения измерений.

алгоритм контроль вредный производственный

Литература