Systemic approaches to rational management of functional marine technical systems and complexes

Abstract

In the modern world of technology and innovative technical systems, the interaction between the human operator and automated control systems plays a crucial role in the safety and efficiency of navigation. Despite significant achievements in the field of automation, the human factor remains one of the most unpredictable elements in the ship's technical system management chain. This study is dedicated to analyzing and identifying the causes of destabilizing influences that the operator introduces when interacting with technical systems, as well as developing diagnostic approaches and optimizing these interactions. Rationality in management and its deviations due to the human factor can significantly affect the stability and safety of navigation. An important aspect of the study is the development of effective diagnostics for decision-making chains by operators, which can lead to an accumulation of destabilizing influences on ship systems at least in the long term. This implies a thorough in-depth analysis of the operator's decision-making processes and their consequences for the operation of technical systems. The proposed approach consists of integrating automated and ergonomic systems with a focus on a two-stage interaction, where the operator plays a critical role as the central element of a dual system. The primary task of such integration is to determine the optimal phases of the operator's rational action to ensure the reliability and stability of ship technical systems in response to internal and external uncertainty. Recognizing the importance of this task leads to the necessity of diagnosing the functionality of technical systems in an open-loop configuration, where the operator acts as a connecting link and exerts a direct influence on the management and operation processes of the vessel. The development of such diagnostic procedures requires a deep analysis of the interaction between the operator and ship systems, their operability, and decision-making in real operational conditions. This class of problems represents a new direction in the comprehensive analysis of human-machine systems, where the integration of two types of control has the potential to significantly improve the quality of operational parameters and overall safety of navigation. The results of this study may find wide application in the design and management of maritime transport systems and facilities, and also contribute to the development of advanced methods for training operators to work in the complex and dynamic conditions of modern navigation. Presentation of the Main Material. The research task thus arises to analyze approaches to identifying destabilizing influences from both the operator and automation tools, predict their operationalization levels at different stages of exploitation, and those that have complex control trajectories. У сучасному світі технологій та інноваційних технічних систем взаємодія між оператором-людиною та автоматизованими системами керування відіграє вирішальну роль у забезпеченні безпеки та ефективності навігації. Незважаючи на значні досягнення в галузі автоматизації, людський фактор залишається одним із найбільш непередбачуваних елементів у ланцюзі управління технічними системами судна. Це дослідження присвячене аналізу та виявленню причин дестабілізуючих впливів, які оператор вносить під час взаємодії з технічними системами, а також розробці діагностичних підходів і оптимізації цієї взаємодії. Раціональність у керуванні та її відхилення, спричинені людським фактором, можуть суттєво впливати на стабільність і безпеку навігації. Важливим аспектом дослідження є розробка ефективних методів діагностики ланцюгів прийняття рішень операторами, які можуть спричинити накопичення дестабілізуючих впливів на суднові системи, принаймні в довгостроковій перспективі. Це передбачає глибокий аналіз процесів прийняття рішень оператором і їхніх наслідків для функціонування технічних систем. Запропонований підхід полягає в інтеграції автоматизованих та ергономічних систем із фокусом на двоетапну взаємодію, де оператор відіграє ключову роль як центральний елемент подвійної системи. Основним завданням такої інтеграції є визначення оптимальних фаз раціональних дій оператора для забезпечення надійності та стабільності технічних систем судна в умовах внутрішньої та зовнішньої невизначеності. Усвідомлення важливості цього завдання зумовлює необхідність діагностики функціональності технічних систем у відкритій конфігурації, де оператор виступає сполучною ланкою та безпосередньо впливає на процеси управління та експлуатації судна. Розробка таких діагностичних процедур вимагає глибокого аналізу взаємодії між оператором і судновими системами, їхньої працездатності та прийняття рішень у реальних умовах експлуатації. Цей клас завдань представляє новий напрямок у комплексному аналізі людино-машинних систем, де інтеграція двох типів управління має потенціал значно підвищити якість експлуатаційних параметрів і загальну безпеку навігації. Результати цього дослідження можуть знайти широке застосування в проектуванні та управлінні морськими транспортними системами і об’єктами, а також сприяти розробці сучасних методів підготовки операторів для роботи в складних і динамічних умовах сучасної навігації. Виклад основного матеріалу. Таким чином, постає дослідницьке завдання аналізу підходів до виявлення дестабілізуючих впливів як з боку оператора, так і з боку автоматизації, прогнозування рівнів їхньої операціоналізації на різних етапах експлуатації та в умовах складних траєкторій управління.