Актуальність теми. Професійна діяльність людини-оператора, яка управляє технологічними процесами, характеризується значним числом контрольованих об'єктів, високою відповідальністю при виборі оптимальних рішень у різних оперативних ситуаціях. Енергетика є однією з галузей, де функціонування підприємства й, відповідно, робота персоналу здійснюються цілодобово, що вимагає змінного характеру праці, а фактор змінності підвищує її напруженість. У зв'язку із зростанням потужності агрегатів, переходом на критичні й надкритичні параметри енергоносіїв, погіршенням якості органічного палива, використовуваного на теплових електростанціях, розширенням зони обслуговування оператором проблема підбору персоналу, здатного і готового впоратися як із "штатними", так і позаштатними ситуаціями, набуває все більшої гостроти, а психологічна й фізіологічна відповідність індивідуума вимогам операторської професії відчутно впливає на надійність всієї системи "людина-машина". Забезпечити максимальну ефективність роботи ергатичної системи можна двома шляхами - розробкою таких конструктивних рішень, які найбільш повно відповідають психофізіологічним можливостям людини або відбором, навчанням, тренуванням, адаптацією людини до певних умов праці.

Перший, найбільш перспективний шлях, часто технічно не може бути реалізований, особливо на діючих енергопідприємствах. У цій ситуації дуже важливими стають заходи щодо професійного психофізіологічного відбору (ППВ), які дозволяють відібрати для роботи в певних умовах осіб, найбільш придатних за своїми психофізіологічними якостями. Інтенсивна робота в цьому напрямку ведеться. Розроблена й застосовується досить велика кількість методик психофізіологічного обстеження, тестів, повномасштабних комп'ютерних тренажерів, але, незважаючи на це, за даними Міненерго за останні 10 років кількість аварій, з вини персоналу по теплових електростанціях (ТЕС) України зросла на 49%. Професійний відбір операторів на підприємствах енергетики України проводиться, але статистика аварій і порушень технологічного режиму вказують на недостатність застосовуваних заходів. Таким чином, виникає протиріччя між об'єктивною потребою в надійній й ефективній роботі підприємств енергетичної галузі й помилками при здійсненні професійного відбору оперативного персоналу, які викликані неадекватними методами цього відбору та їх низькою прогностичною точністю. Аналіз технологічних порушень в електроенергетиці за п'ятирічний період свідчить про те, що більша їх частина (55,5%) обумовлена експлуатаційним фактором. Аналіз причин відмов, що найбільш часто зустрічаються, з імовірністю виникнення не менше 2% вказує на те, що "особистісний" фактор є провідним і на його частку припадає близько 60% відмов.

Огляд літератури з даного питання дозволив виділити загальні недоліки в підходах до ППВ: відомі вітчизняні методичні розробки з профвідбору орієнтуються на дослідженні показників реакції людського організму, а це справедливо тільки для обмеженої кількості спеціальностей (водіїв, пілотів); психофізіологічні якості кандидата на операторську професію практично не беруться до уваги, хоч вони і є фундаментом для реалізації людиною своїх професійних знань; відсутні дослідження прогностичних можливостей математичних моделей, що використовуються для прогнозування профпридатності операторів.

Теоретична й прикладна база для вивчення проблеми професійного відбору почала створюватися одночасно з появою складних технічних систем й насамперед авіації, і набула розвитку в роботах Б.Ф. Ломова, В.О. Бодрова, О.В. Герасимова.

Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота ґрунтується на результатах досліджень автора у рамках держбюджетної науково-дослідної теми № 2-3 "Дослідження функціонального стану студентів денної форми навчання інженерних й інженерно-педагогічних спеціальностей під час навчання у ВНЗ", виконуваної в Українській інженерно-педагогічній академії, а також досліджень на теплових електростанціях України - Зуївській і Зміївській ТЕС.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка методів і моделей первинного психофізіологічного професійного відбору операторів теплових електричних станцій на основі психофізіологічних критеріїв.

Завдання дослідження:

1. Розробка технології проведення первинного психофізіологічного професійного відбору операторів технологічних процесів, що забезпечує точність прогнозу не менше 90%;

2. Розробка методики психофізіологічних досліджень відповідності людини вимогам професії оператора технологічних процесів;

3. Дослідження професійно важливих психофізіологічних якостей операторів ТЕС;

4. Розробка й аналіз моделей профпридатності операторів ТЕС;

5. Розробка структури автоматичної системи дослідження, аналізу й побудови прогнозу групи профпридатності кандидата на операторську посаду.

Об'єктом дослідження є первинний професійний відбір операторів теплових електричних станцій.

Предмет дослідження - психофізіологічні критерії професійного відбору операторів.

Методи дослідження: системний аналіз, теорія ймовірності та математичної статистики, порівняльний аналіз ефективності та обмежень існуючих методів профвідбору; експериментальні психофізіологічні дослідження операторської діяльності на виробництві, психологічне тестування, апаратні методи реєстрації фізіологічних параметрів, статистичні методи аналізу даних - факторний, дискримінантний, кореляційний та регресійний аналіз, статистичне моделювання на основі використання покрокового регресійного аналізу. Комп'ютерну обробку експериментальних даних здійснювали з використанням пакету STATISTICA 5.0.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертації розроблено новий підхід до первинного професійного відбору операторів теплових електричних станцій, який запропоновано автором особисто та на відміну від відомих раніше враховує психофізіологічні критерії і показники, як найбільш інформативні у порівнянні з психологічними, фізіологічними та показниками професійних знань та дозволяє побудувати модель прогнозу профпридатності оператора.

Вперше:

досліджені моделі й визначені їх оптимальні параметри для прогнозу професійної придатності індивідуума до операторської праці: а) кількість параметрів, що включаються до моделей, становить 9-10; б) моделі забезпечують точність прогнозу не менше 90%.

визначені структури інформативних психофізіологічних показників, які визначають успішність професійної діяльності операторів котлотурбінного та електричного цехів однієї ТЕС, що потребує використання для їх професійного відбору різних моделей.

Удосконалені та набули подальшого розвитку:

технологія первинного психофізіологічного профвідбору операторів ТЕС, що полягає в: а) розробці технології прогнозування профпридатності операторів ТЕС, яка забезпечує відбір оптимальної кількості професійно важливих психофізіологічних якостей за зовнішнім критерієм; б) удосконаленні методики оцінки функціональної рухливості нервових процесів шляхом включення в процедуру тестування Хільченка - Макаренка такого ж блоку тесту з аудіо - та візуальними перешкодами, а також адаптивною експозицією задачі на екрані відеотерміналу.

метод визначення найбільш інформативних професійно важливих психофізіологічних якостей (ПВПЯ) оператора, що дозволило вперше: а) розробити метод визначення інформативності на основі покрокового відбору ПВПЯ з використанням зовнішнього критерію; б) встановити недостатність використання тільки психологічних або фізіологічних показників у моделі прогнозу профпридатності.

Практичне значення одержаних результатів.

У вступі обґрунтована актуальність теми, визначені об'єкт, предмет та гіпотеза дослідження, сформульовані мета і завдання дослідження. Названі результати, що виносяться на захист, визначені їхня новизна і практична значущість, особистий внесок автора, а також наведені дані з апробації результатів.

У першому розділі "Основні поняття та визначення, огляд літератури та формулювання завдань дослідження" визначені й обґрунтовані актуальні ергономічні аспекти професійного психофізіологічного відбору операторів теплових електростанцій, встановлені обмеження існуючих підходів з методичних, організаційно-технічних та технологічних причин. На основі аналізу стану проблеми забезпечення точності й надійності профвідбору операторів ТЕС сформульоване наукове завдання, яке розв'язується в дисертації: розробити технологію, методи й моделі первинного психофізіологічного професійного відбору операторів теплових електричних станцій на основі психофізіологічних критеріїв.

Основою формулювання задачі дослідження є:

1) значущість помилкових дій оперативного персоналу ТЕС в надійнісному, соціальному та економічному аспекті;

2) обмеження прогностичної можливості психологічних та фізіологічних методів обстеження без урахування системного психофізіологічного характеру формування професійної придатності оператора;

3) визначення психофізіологічних професійно важливих якостей оператора та їх інформативності;

4) вибір методів психофізіологічного обстеження, аналізу отриманих даних та методів побудови моделей прогнозу професійної придатності;

5) експериментальне дослідження психофізіологічних професійно важливих якостей операторів та рівня їх професійної придатності у виробничих умовах;

6) виявлені перспективні напрямки використання інформаційних технологій в управлінні людським фактором в умовах енергопідприємств.

Розроблено план розв'язання завдання дисертаційного дослідження.

оператор психофізіологічний професіональна якість

У другому розділі "Методи та засоби проведення первинного психофізіологічного професійного відбору операторів технологічних процесів" наводиться вирішення перших двох завдань дослідження:

1) розробка технології проведення первинного психофізіологічного професійного відбору операторів технологічних процесів, що забезпечує точність прогнозу не менше 90%;

2) розробка методики психофізіологічних досліджень відповідності людини вимогам професії оператора технологічних процесів.

Технологія дослідження професійно важливих психофізіологічних якостей (ПВПЯ) операторів, а також проведення первинного психофізіологічного професійного відбору кандидата в оператори енергоблоку, являє собою спосіб реалізації процесу обстеження людини шляхом обов'язкового проходження певних послідовних взаємозалежних процедур (етапів) і операцій, виконуваних за формалізованими алгоритмами з метою побудови оцінки профпридатності даного індивідуума: етап підготовки, попередній етап, психологічне тестування, аналіз результатів і побудова прогнозу профпридатності.

Психодіагностичні показники оцінюють за 7-бальною шкалою: дуже високий рівень, високий, середньо високий, середній, середньо низький, низький, дуже низький. Оцінні шкали розробляють за матеріалами обстеження первісної групи операторів енергопідприємства методом перцентилей. Середній рівень відповідає середнім оцінкам по групі, а 7-бальна шкала дозволяє оцінити не тільки загальний рівень виразності тієї або іншої професійної якості, але і його відносний рівень стосовно професійної групи, що створює передумови для індивідуалізації підготовки оператора, якщо він допускається (рекомендується) до цієї професії, але які-небудь ПВПЯ вимагають спеціального тренування.

Засобами реалізації технології дослідження ПВПЯ конкретної професійної групи й проведення первинного психофізіологічного професійного відбору операторів є методики психофізіологічних досліджень відповідності людини вимогам професії, що включають: методики психологічного тестування ПВПЯ; методику реєстрації професійно важливих фізіологічних показників оператора; апаратні засоби реєстрації ПВПЯ; організаційну структуру системи дослідження; методи аналізу даних обстеження ПВПЯ оператора; психофізіологічні критерії професійної придатності оператора.

Індивідуально-типологічні властивості вищої нервової діяльності оцінювалися за допомогою спеціальної тестової методики, що є модифікованим варіантом зорово-моторної реакції, запропонованої Макаренко М.В. для завдань профвідбору. Розвиток проведений у трьох принципових напрямках:

1) використання послідовно двох 3-хвилинних періодів роботи - без перешкоди й з перешкодою (у вигляді колірних плям, що з'являються у випадковому порядку на екрані дисплея з одночасною подачею звукових сигналів різної модальності);

2) обчислення не тільки мінімального й кінцевого часу реакції, але й додаткових характеристик динаміки виконання тесту;

3) визначення перешкодостійкості людини шляхом розрахунку співвідношення значення тих самих показників при виконанні тесту з перешкодою й без неї.

При цьому розраховуються наступні показники:

Т_min - мінімальний час пред'явлення завдання, відповідає максимальному темпу роботи людини, її максимальної працездатності;

Т_max - максимальний час пред'явлення завдання при високій продуктивності, як правило Т_max = Т_o;

Т_o - початковий час пред'явлення завдання;

t_min - час досягнення Т_min від початку виконання тесту.

Швидкість досягнення Т_min

, (1)

де Т_min - залежить як від індивідуально-типологічних особливостей людини, лабільності її нервової системи, так і від її здатності до мобілізації;

Т_cp - середній темп пред'явлення завдань;

Т_min = Т_min - T_cp - зв'язує максимальний і середній темпи роботи;

T_max = T_max - T_cp - зв'язує мінімальний і середній темпи роботи.

З множини цих показників {Ti}, множини таких же показників при роботі з перешкодами {T^п i} і показників перешкодостійкості

, , , , (2)

обрані найбільш інформативні показники відносно як фізіологічного забезпечення розумової діяльності, так і групи професійної придатності операторів.

Перед тестуванням і після нього проводиться вимір частоти серцевих скорочень (ЧСС) й артеріального тиску - систолічного Ас, діастолічного Ад і пульсового Ап.

Методика психологічного тестування включає психологічні тести: СМДО (за Л.Н. Собчик), структури інтелекту (за R. Amthauer), тест перекодування інформації (6-й субтест тесту інтелекту за Векслером).

Методика аналізу даних дослідження ПВПЯ операторів включає:

- варіаційну статистику фізіологічних показників і показників виконання психологічних тестів - розрахунок середніх значень, коефіцієнтів варіації, коефіцієнтів асиметрії й ексцесу;

- множинний кореляційний аналіз психофізіологічних показників;

- факторний аналіз ПВПЯ;

- дискримінантний аналіз ПВПЯ;

- регресійний аналіз і побудова регресійних моделей профпридатності;

- покроковий регресійний аналіз з метою дослідження оптимальних характеристик моделей прогнозу;

- дослідження надійності моделей прогнозу шляхом аналізу впливу структури навчальної вибірки на точність моделей прогнозу.

Як критерії профпридатності використовуються групи професійної працездатності (ГПП) операторів енергопідприємств (4 ГПП), уявлення про які розроблені за результатами аналізу наукових публікацій та власних розробок.

Профпридатність операторів характеризується множиною параметрів і за результатами експериментальних досліджень сформована багатомірна матриця X. Рядки цієї матриці відповідають результатам реєстрації всіх спостережуваних параметрів обстежуваного оператора (варіанти спостережень), а стовпці містять результати спостережень по кожному обстежуваному. Позначимо кількість параметрів через т (т>1), а кількість спостережень через п. У матриці елемент х_ij відповідає значенню j-го варіанту в i-му спостереженні.

З метою визначення групи профпридатності оператора y оцінки цього показника y* виконуються з використанням регресійного рівняння

y* = f (x₂, x₃, …, x_т). (3)

Оскільки психофізіологічні параметри операторів вимірюються одноразово і їх можна вважати умовно незалежними, множину {X} вважаємо дискретною, а математична модель професійної придатності оператора є рівнянням множинної лінійної регресії

, (4)

де b_{i -} вагові коефіцієнти, що відображають ступінь впливу i-ої ПВПЯ на загальну профпридатність.

При регресійному аналізі прийняті такі допущення та обмеження:

- зв'язок між змінними є лінійним;

- залишки (передбачувані значення мінус спостережувані) розподілені нормально; для перевірки використається F-тест, робастний (сталий) стосовно відхилень від цього припущення;

- кількість спостережень достатня для прояву статистичних закономірностей щодо факторів і їхніх взаємозв'язків, тобто n ? 3m;

- оброблювані експериментальні дані можуть містити деякі помилки, обумовлені похибками вимірів, впливом неврахованих випадкових факторів;

- виключалися дублюючі параметри, тобто параметри з коефіцієнтами частої кореляції більше 0,8 з метою усунення проблеми мультиколлінеарності.

Особливості використання методики факторного аналізу в дисертації:

а) з класу методів факторного аналізу обраний метод головних компонент. Значущість факторних навантажень встановлювали з використанням порогу значущості 0,5;

б) з метою більш чіткої змістовної інтерпретації факторів використовували метод варімаксного обертання факторної матриці;

в) достатність числа факторів визначали на основі заданого рівня поясненої дисперсії вихідних ознак за допомогою факторів (? 70%).

Для оптимізації побудови дискримінантної функції застосовували покроковий аналіз дискримінантних функцій. На кожному кроці в модель відбирали змінну (ПВПЯ), що вносила найбільший вклад у розходження між сукупностями. Як критерій поділу груп ознак використали відстань Махаланобіса.

У третьому розділі "Дослідження профпридатності операторів енергопідприємства" поставлене і розв'язане завдання проведення дослідження професійно важливих психофізіологічних якостей операторів ТЕС.

В обстеженні взяли участь 34 машиністи енергоблоків котлотурбінних цехів і 43 оператори електроцеху, що мали стаж професійної роботи на момент обстеження не менш 1 року. Обстеження проводили в день, вільний від вахти.

Функціональна структура процесу обстеження подана на рис.1.

Наукові результати, отримані в розділі 3, полягають у тому, що проведені експериментальні дослідження, які дозволили встановити наступне:

- Професійно важливі психофізіологічні якості операторських професій машиніста енергоблоку і оператора електроцеху вірогідно відрізняються за структурою показників.

- В операторів КТЦ виявлений більш високий рівень функціональної рухливості нервових процесів (ФПНП), а в операторів ЕЦ - більш високий рівень інтелекту (рис.2,3). Це свідчить про розходження у вимогах до психофізіологічного базису професійної придатності зазначених професійних груп операторів.

- Відсутність достовірних розходжень у показниках структури особистості операторів КТЦ й ЕЦ у сполученні із вказаними вище особливостями свідчить про формування цих ПВПЯ під впливом не стільки професійних завдань, скільки під дією факторів, загальних для всього персоналу ТЕС - соціально-економічних, екологічних, культурних.

- Загальноприйнятий підхід до побудови моделей прогнозу для близьких за характером діяльності професійних груп операторів того самого енергопідприємства може бути не ефективним через розходження у структурі ПВПЯ.

Практична значущість результатів розділу 3 полягає у створенні бази даних для подальшого аналізу й моделювання профпридатності операторів.

У четвертому розділі "Побудова психофізіологічних моделей професійної придатності операторів ТЕС" розв'язано завдання побудови та дослідження параметрів моделей прогнозу професійної придатності операторів.

Кореляційна залежність, що характеризує взаємозв'язок значень ГПП із середніми значеннями ПВПЯ, описується коефіцієнтами кореляції (парних r або множинної R). У цьому випадку матриці даних можна поставити у відповідність квадратну матрицю оцінок коефіцієнтів кореляції с. Беручи до уваги обрані тестові методики ця матриця була розбита на підматриці кореляції ГПП із: показниками структури особистості с_1, показниками структури інтелекту с₂ і показниками функціональної рухливості нервових процесів с_3.

У ході теоретичних й експериментальних досліджень були вирішені всі поставлені в роботі завдання, отримані й проаналізовані результати. Загальним результатом роботи є вирішення наукової задачі вдосконалення первинного професійного відбору операторів ТЕС за рахунок розробки технології побудови прогнозу професійної придатності, яка забезпечує помилку прогнозу не більше 10%. Основні результати роботи полягають у наступному:

1. Наукові результати:

- розроблено метод визначення інформативних професійно важливих психофізіологічних якостей операторів теплових електричних станцій;

- доведено існування загальних професійно важливих психофізіологічних якостей кожної професійної групи операторів, що описують як загальні психофізіологічні закономірності формування професійної придатності (загальні фактори), так і такі, що розрізняють операторів за групами профпридатності;

- доведено, що висока прогностична точність моделей прогнозу профпридатності оператора (не менше 90%) досягається тільки за умови використання психофізіологічних показників.

2. Практичні результати:

- розроблено методику психофізіологічних досліджень діяльності операторів теплових електричних станцій;

- розроблено методику аналізу ПВПЯ операторів;

- розроблено методику дослідження функціональної рухливості нервових процесів, що полягає в тестуванні здатності людини до вибору сигналів у нав'язаному змінному темпі в двох режимах - без перешкоди і з перешкодою;

- розроблено технологію проведення первинного психофізіологічного професійного відбору операторів;

- встановлено параметри оптимальних моделей прогнозу профпридатності операторів ТЕС, що забезпечують точність прогнозу не менше 90%.

- встановлені ПВПЯ, що визначають формування професійної придатності машиністів енергоблоків й операторів електроцеху ТЕС, а також такі, що відрізняють професійно придатних й умовно придатних операторів;

- встановлено оптимальні характеристики лінійних множинних регресійних моделей для прогнозування профпридатності операторів ТЕС: 9-10 показників з числа ПВПЯ;

- досліджено стійкість регресійних моделей прогнозу профпридатності для малих вибірок при різному порядку моделей, встановлена статистична ймовірність помилки прогнозу більше 10%, що становить p = 0,03;

- вирішено ергономічне завдання підвищення надійності й ефективності системи "людина-техніка-середовище" шляхом підвищення надійності профвідбору операторів і зниження ризику помилкових дій персоналу ТЕС;

- результати дисертаційної роботи впроваджені на промислових підприємствах й у навчальному процесі.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Артюх С.М. Удосконалення первинного професійного відбору операторів теплових електричних станцій на основі психофізіологічних критеріїв. - Рукопис.