Крупнотоннажное судно как объект управления

Основные понятия системы управления крупнотоннажными судами

Современное крупнотоннажное судно представляет собой сложное инженерное сооружение, способное безопасно и автономно функционировать длительное время. Это производственно-экономический объект, предназначенный для эффективной перевозки груза и пассажиров. Наконец, это социальный объект со своей структурой и особенностями жизни, труда и быта. Таким образом, судно как система является одновременно техническим, экономическим и социальным объектом. Управление им должно рассматриваться в трех взаимосвязанных аспектах:

• управление судном как техническим объектом, на­правленное на безопасное перемещение судна, груза, пассажиров и экипажа;
• управление судном как экономическим объектом, направленное на достижение максимума экономической и коммерческой эффективности перевозочного процесса;
• управление судном как социальным объектом, на­правленное на поддержание оптимальных условий жизнедеятельности судового экипажа.

Судно как кибернетическая система состоит из мно­жества элементов (подсистем); в самом упрощенном виде ее можно представить состоящей из двух подсистем (рис. 1): управляемой и управляющей, которая получила название системы управления. В качестве управляющей подсистемы выступают капитан и начальники служб, в качестве управляемой — судовые службы: эксплуатации, быта, медицинская, пассажирская, техническая эксплуатации, радиотехническая и вахтенная.

Управляющая и управляемая подсистемы судна свя­заны между собой и с внешним миром определенными связями подчинения и информации, называемыми в ки­бернетике каналами передачи и приема информации.

Движение информации регламентируется соответствую­щими нормативными документами.

Капитан и начальники служб выступают в виде органов регулирования и координации действий всего экипажа. В результате их регулирующей деятельности в системе возникает замкнутое автономное управление.

Информация, поступающая в систему извне в виде управляющей и осведомительной и циркулирующая внутри системы, необходима для управления деятельностью отдельных служб и всего судна в целом.

В результате проведенных исследований и опроса старшего командного плавсостава судов Новороссийского морского пароходства (НМП) по специальной методике, основанной на методе экспертных оценок, источниками управляющей и осведомительной информации, передаваемой на судно в рейсе, выступают следующие подразделения:

 
Наиболее часто информация поступает из следующих служб и отделов пароходства: служб безопасности мореплавания, перевозок и движения флота, судового хозяйства, коммерческая, связи и электрорадионавигации, материально-технического снабжения, отделов по обслуживанию флота, кадров пароходства и базы тех­нического обслуживания флота, а также от управления нефтерайона, партийного комитета пароходства, совет­ских судов, судов погоды, гидрометеорологического бюро, радиоцентров, передающих радиогазеты, В/О «Союз-нефтеэкспорт», радиоцентров, передающих навигацион­ную информацию, агентов грузоотправителя и грузопо­лучателя и лоцманских станций.

В результате многолетнего анализа содержания ра­диограмм, поступивших на суда НМП, управляющую и осведомительную информацию можно по содержанию классифицировать следующим образом:

• информация по безопасности мореплавания (инфор­мация о режимах плавания в территориальных водах и в районах разделения движения, указания о проработке аварий и аварийных происшествий с судами пароходства и ММФ, указания по обработке мероприятий по «Навареа», информация о работе научно-исследователь­ских судов погоды, указания о проведении судовых уче­ний, указания о разработке и выполнении мероприятий при плавании в осенне-зимний период, рекомендации по лихтеровке, информация об изменениях в навигационной и гидрометеорологической обстановке, навигационных картах и пособиях и т. д. );
• производственная информация (рекомендации о про­ведении внеочередных инструктажей по технике безопас­ности, пожаробезопасности, промсанитарии, охране труда и указания о предоставлении плановых отчетов по этим мероприятиям, указания о подведении итогов по социалистическому соревнованию и смотрам-конкурсам, указания о проведении инвентаризации и предоставлении отчетов по ней, информация о распределении премий, указания о предоставлении табелей на оплату и подтверждение соответствующих оплат, указания по бункеровке, получению снабжения, продуктов питания и воды, снятию мусора, льяльных вод, указания по мойке, дегазации танков и подготовке грузовых помещений и т. д.);
• информация по технической эксплуатации (указания о подготовке или ремонте технических средств, меха­низмов, корпусной части, указания о проведении профи­лактических мероприятий и предоставлению отчетов по ним, информация о технических неполадках на других судах и рекомендации по предотвращению подобных не­поладок, указания о предоставлении отчетов по отрабо­танным часам по техническому обслуживанию, о техни­ческом состоянии механической части судна, указания о закупке и использовании запасных частей, указания о ремонте грузовых систем и механизмов и т. д.);
• информация по коммерческой эксплуатации (указа­ния капитанам о проработке соответствующих статей договора о морской перевозке, чартеров, условий пере­возок, информация об изменениях в нормах погрузки- выгрузки в иностранных портах, судовых сборах, ин­формация о порядке разрешения коммерческих вопросов в иностранных портах, информация об агентировании и страховании и т. д.);
• информация общественных организаций (указания по подготовке и предоставлению отчетов по работе: проф­союзного комитета, бюро комсомола, Совета «Красного уголка», технико-экономического совета, спортивного совета, редколлегий стенной газеты, фотогазеты и радио-газеты, общества «Знание» и других обществ, группы народного контроля, хозяйственной комиссии, общественной досмотровой комиссии, судового бюро общества дружбы с зарубежными странами, общественных консультантов, Совета наставников, указания о проведении отчетно-выборных собраний в общественных организациях, об уплате членских взносов, о постановке на учет и т. д.);
• кадровая и социально-бытовая информация (инфор­мация о подменах, отпусках, отгулах, указания о передвижениях по службе, о выдвижении кандидатов на должности, о переаттестации, о предоставлении предло­жений об улучшении питания, быта, обслуживания эки­пажа, информация о наличии путевок в санатории, лома отдыха, туристические и пионерские лагеря и т. д.).

Интересно соразмерить объем поступающей на судно информации с возможностью человека по ее переработке. Пропускная способность информационных каналов обычно исчисляется в бит/с. Бит — двоичная единица измерения количества информации. Информационная емкость цифровой информации рассчитывается по формуле

${Н}_{ц}={\log }_{2}10 \left(1\right)$

• емкость буквенной информации по формуле

${Н}_{б}=\log 232, \left(2\right)$

т. е. информационная значимость одной десятичной цифры равна 3,3 бит, а одной буквы русского алфавита 5 бит. Пропускная способность человека при чтении и анализе алфавитно-цифровой информации равна 2,3 бит/с. С учетом того, что работа судна проходит на границе двух (океан и атмосфера) или трех (океан, атмосфера и суша) сред и под воздействием различных факторов (технических, экономических, социальных и природных) на вход управляющей подсистемы должна поступать информация об этих факторах. Часть их проявляется в виде управляющих воздействий, другая — возмущений, третья — параметров судовой производственной системы или параметров управления ею.

Технические факторы выступают в качестве: 

• технико-эксплуатационных, определяющих возможности использования судна как транспортного средства для безопасной перевозки груза и людей;
• энергетических, характеризующих энерговооруженность отдельных судовых устройств, систем и всего судна в целом;
• эргономических, обеспечивающих производственные условия, организацию труда судовых экипажей, комфорт и безопасность работников;
• гидрографических, характеризующих оснащенность района плавания техническими системами и средствами обеспечения безопасности мореплавания;
• гидротехнических, обеспечивающих безопасность пла­вания и стоянки судна при взаимодействии с различными гидротехническими сооружениями и устройствами.

К экономическим факторам относятся:

• коммерческо-эксплуатационные, определяющие достяжение максимального эффекта в сфере коммерческих взаимоотношений между судном и его клиентурой, по­средническими организациями и смежными видами тран­спорта, а также между отдельными хозрасчетными под­разделениями морского транспорта в связи с осущест­влением транспортных операций;
• технологические, определяемые совокупностью свойств груза, формирующих условия и технику его перевозки и хранения;
• производственно-экономические, характеризующие производительность и эффективность работы отдельных служб и всего судна в целом;
• организационные, определяющие структуру и характер взаимодействия и взаимоотношения между отдельными судовыми службами, а также между судном и вы­шестоящими органами управления и внешними органи­зациями и подразделениями.

Социальные факторы выступают в виде:

• социально-политических, характеризующих системы общественного и государственного устройства нашей страны и государства посещения, основанные на определенных общественных отношениях и политической организации общества;
• социально-экономических, характеризующих социально­экономический уровень развития нашей страны и го­сударства посещения и особенности экономических вза­имоотношений между ними;
• правовых, обеспечивающих юридические нормы го­сударственного и морского регулирования взаимоотношений между судном и соответствующими институтами нашего государства и государства посещения, между отдельными судами, внутри судового экипажа;
• психологических, характеризующих каждого члена судового экипажа или работника береговых организаций как личность и раскрывающих психологические явления и процессы, характерные для нее;
• социально-психологических, выражающих совокупность устойчивых качеств, типичных для данного судового экипажа или берегового подразделения, коллективных форм сознания и неосознанной совместной психической деятельности, общих чувств, состояний и волевых процессов.

Природные факторы выступают в качестве:

• географических, определяющих местоположение района плавания и государства посещения;
• гидрологических, определяющих состояние океана и его особенности в данный момент и в данном районе плавания;
• метеорологических, характеризующих состояние ат­мосферы в данный момент и в данном районе плавания;
• навигационных, характеризующих район плавания с точки зрения безопасности мореплавания.

Задача управления судном в широком смысле состоит в защите и стабилизации управляющей подсистемы от воздействия внешней среды и внутренних возмущающих факторов или переводе ее в более организованное и устойчивое состояние. Закон управления и регулиро­вания управляемой подсистемой (судовыми службами) может быть представлен в виде:

• где X (t) — управляющие воздействия (руководящие указания и команды); 
• u(t) — информация о работе отдельных судовых служб; 
• z (t) — плановые указания и информация вышестоящих органов управления и информации; 
• ω(t) — оперативные указания и информация вышестоящих органов управления и информации; 
• ψ (Т) — информация о грузе и заданных ресурсах; 
• f (t) — информация о возмущающих воздействиях.

Перепишем (3) в виде:

• где φ₁ — так называемое в теории управления регулирование по отклонению;
• φ_{2 –} φ₃ — регулирование по внешнему воздействию.

Модель системы управления судном запишем в следующем виде:

• где P₀(t) — вероятность загруженности капитана или среднее относительное время его занятости анализам указаний и информации, поступивших из вышестоящих органов управления и информации;
• анализом навигационной обстановки или формулированием руководящих указаний для начальников служб, а также анализом докладов и документов об исполнении его указаний; 
• P₁(t), P₂(t), P₃(t), P₄(t), P₅(t) — вероятности загруженности или среднее относительное время занятости первого помощника капитана, старшего помощника капитана, старшего механика, начальника радиостанции и вахтенного помощника капитана исполнением указаний капитана;
• анализом производственной информации, формулированием руково­дящих указаний для общественных организаций и подчиненных служб;
• анализом докладов от них об исполнении указаний или докладом капитану об исполнении его указаний соответственно; 
• P₆(t); P₇(t); P₈(t); P₉(t); P₁₀(t) — вероятности загруженности или среднее относительное время занятости руководителей общественных организаций;
• службы эксплуатации, быта и медико-санитарной службы;
• единой технической службы;
• радиотехнической службы;
• вахтенной службы исполнением указаний первого помощника капитана и начальников служб или докладом им об исполнении указаний соответственно; 
• λ_im (t) — интенсивность поступления указаний от руководителя к подчиненному в единицу времени; 
• μ_im(t) — интенсивность исполнения (производительность) подчиненным соответствующего указания начальника в единицу времени.

Для получения оценок вероятности загруженности соответствующих руководителей или служб можно воспользоваться средними величинами значений λ_jm и μ_im(t).

Решение системы управлений (5) в установившемся режиме дает выражения для средних оценок загружен­ности соответствующих служб или начальников. Так, оценка вероятности загруженности или среднего отно­сительного времени занятости начальников служб может быть рассчитана по формуле:

• а для капитана по формуле

• где λ_ок — среднее значение интенсивности поступления указаний от капитана к начальникам служб;
• μ_ко — среднее значение интенсивности исполнения начальниками служб и подчиненными им службами указаний поступивших от капитана

Приведем расчеты величин P_K и Р₀, для реального судна. Танкер «Дружба» находился в рейсе с 10 октября по 5 декабря 1981 г. За время рейса на судно поступило 612 радиограмм (РДО). Первому помощнику капитана было передано 35 РДО, который на отработку 33 РДО затратил вместе с исполнителями 61 ч. Старшему помощнику было передано капитаном 61 РДО, который на выполнение указаний по 512 РДО затратил вместе с исполнителями 146,5 ч. Старшему механику передано 56 РДО, отработано 52 РДО за 166,5 ч. Начальнику радиостанции передано 17 РДО, отработано 15 РДО за 74 ч. Вахтенному помощнику передано 443 РДО, отработано 111 РДО за 23,5 ч. Часть радиограмм, поступивших к капитану, первому помощнику и начальникам служб, принималась только к сведению и не требовала дополнительного времени для исполнения, кроме времени на прочтение и анализ. Затраты времени на использование указаний оценивались путем самохронометража. Для расчетов продолжительность рабочего дня принималась равной 8 ч, общая продолжительность рейса при восьмичасовом рабочем дне составила 448 ч. Ниже приведены расчеты по  λ_ок и μ_ко

• для первого помощника капитана – λ01 = 35/448 = 0,078 РДО/ч; μ10 = 33/61 = 0,532 РДО/ч;
• для старшего помощника капитана – λ02 = 61/448 = 0,136 РДО/ч; μ20 = 52/146,5 = 0,356 РДО/ч;
• для старшего механика – λ03= 56/448 = 0,125 РДО/ч; μ30 = 52/166,5 = 0,312 РДО/ч;
• для начальника радиостанции – λ04 = 17/448 = 0,038 РДО/ч; μ40 = 15/74 = 0,203 РДО/ч;
• для вахтенного помощника капитана – λ05 = 443/448 = 0,989 РДО/ч; μ50 = 111/23,5 = 4,723 РДО/ч.

Вероятность загруженности капитана анализом указаний, посту­пивших из вышестоящих органов информации и управления, фор­мулированием руководящих указаний для начальников служб и ана­лизом докладов или документов об исполнении указаний, рассчитанная по формуле (7), равна Р₀ = 0,429.

Вероятность занятости первого помощника и начальников служб, определяемая по формуле (3), для первого помощника Р₁ = 0,063; для старшего помощника Р₂ = 0,164; для старшего механика Р_З = = 0,172; для начальника радиостанции Р₄ = 0,080 и для вахтенного помощника капитана Р₅ = 0,090.

Полученные оценки, как мы уже говорили, можно рассматривать как среднее относительное время заня­тости перечисленных лиц исполнением указаний из вы­шестоящих органов управления и внешних источников информации (в данном случае осуществляется регулиро­вание и управление по внешнему воздействию). Зная эти оценки, можно получить величины среднего относи­тельного бюджета времени командиров на исполнение непосредственных задач управления судном, отдельными службами, экипажем в целом (осуществление регулиро­вания и управления по отклонению и возмущению). Для капитана эта величина будет равна 1—Р₀ = 0,571; для первого помощника капитана 1 — Р₁ = 0,937 и т. д.

Полученные оценки в среднем показывают значи­тельный резерв времени, необходимый командному со­ставу для решения задач, непосредственно возникающих в процессе управления крупнотоннажным судном. Для дальнейшего увеличения резерва времени необходима рационализация процессов упорядочивания, переработки и передачи информации.

Информация, циркулирующая между/судном и вы­шестоящими органами управления и внешним источни­ком информации или внутри судна, должна удовлетво­рять ряду требований:

• быть надежной и достоверной;
• объем информации должен быть минимальным при максимуме его смыслового содержания;
• поток информации должен проходить минимальное количество подразделений и уровней управления; информация должна быть объективной;
• текст информации должен быть кратким и ясным;
• информационные материалы должны содержать факты, а также данные о тенденциях развития и другие новые сведения.

Основным носителем информации пока остается до­кумент, содержащий информацию в зафиксированном виде, оформленный в установленном порядке (судовой журнал, машинный журнал, отчетные документы и р адиограммы, подписанные капитаном, судовая роль и т. д. ) и имеющий в соответствии с действующим законодательством правовое значение Поэтому должны соблюдаться основополагающие принципы документирования, сформулированные специалистами:

• принцип целесообразности, сопряженный с требова­нием строгого отбора информации, подлежащей документированию, с точки зрения ее полезности, достаточ­ности, первичности;
• принцип достоверности означает, что любой документ должен быть составлен на основе объективной и достоверной информации, правильно отражающей фиксируе­мые события и факты;
• принцип полноты означает, что состав и объем до­кументной информации должны быть достаточными для компетентного и своевременного распорядительного воз­действия;
• принцип правомочности основан на том, что документ, рассматриваемый в его традиционной форме, имеет юридическое значение в отличие от других носителей информации;
• принцип системности означает, что в основе докумен­тирования лежат единые требования и нормы создания документов и единый методический подход;
• принцип оперативности выражается в современном поступлении информации на судно.

Необходимо систематически проводить мероприятия по оптимизации документооборота с целью сокращения количества единиц и форм обрабатываемых документов, упрощения процедур их оформления, повышения скорости процессов исполнения. Для сокращения времени на исполнение указаний, связанных с составлением до­кументов, капитан и начальники служб должны быть обучены основам делопроизводства, особенно практике и технике составления отчетов, справок, радиограмм и т. д.

Предлагается  к прочтению:
Основы эксплуатации гирокомпаса (обслуживание и ремонт)
Субмарины Советской России