Современная организационно-управленческая практика обозначает проблему профессиональной пригодности человека как одну из наиболее актуальных. С точки зрения функционирования предприятия, действия неквалифицированного сотрудника могут привести к поломке дорогостоящего оборудования, производству некачественной продукции, срыву сроков поставок, а иногда и к человеческим жертвам. Кроме того, занятие человека деятельностью, неадекватной его психологическим качествам, нередко приводит к психосоматическим или хроническим заболеваниям.
Однако теоретические подходы к решению данной проблемы неоднозначны. Так, например, психофизиология исследует психодинамические и процессуальные характеристики работникаэргономика предлагает рассматривать взаимодействие субъекта, объекта и условий трудапсихологические школы делают упор на личностные особенности работающего человекадля социологии и психологии труда основополагающей является концепция профессиональной пригодности, согласно которой, соответствие индивидуально-типологических и психофизиологических, а также характерологических особенностей человека требованиям конкретной профессии является определяющим фактором его успешности в трудовой деятельности.
Сложность проблемы приводит к необходимости рассматривать системные и комплексные варианты ее решения. Особенно остро такая необходимость встает при изучении сферы деятельности «человек-техника», где присутствуют все возможные факторы влияния на процесс труда: физиологические, психофизиологические, психологические, социальные, эргономические. Принципиальная специфика экстремальных профессий, помимо уже указанных общих факторов эффективности, обуславливается еще целым рядом обстоятельств объективного характера, связанных с вынужденным темпом работы в условиях дефицита времени, высоким уровнем нервно-эмоционального напряжения, а, зачастую, и с угрозой для жизни и здоровья.
Основной подход к исследованию данных проблем, по сути, сводится к решению задачи управления человеческим фактором.
Под «человеческим фактором» будем понимать совокупность всех врожденных и приобретенных физических и психических свойств личности, которые могут быть поставлены в связь с профессиональными ошибками, включая особенности и механизмы взаимодействия человека с техникой.
При таком подходе перед человеком, принимающим решение о соответствии соискателя требованиям профессии, возникает необходимость обработки более сотни различных характеристик, описывающих конкретного кандидата, каждая из которых отличается степенью объективности данных и степенью влияния на конечный результат. Ситуация осложняется тем, что для каждой специальности существует свой, уникальный, набор значимых качеств. Очевидно, что обработка такого объёма информации вручную является трудоёмким процессом, и наибольшей эффективности при решении данных проблем можно достичь лишь с использованием передовых информационных технологий и систем.
В связи с тем, что информация, на основе которой принимаются управленческие решения, является нечёткой или недостаточно определённой, возникает необходимость применения математических основ нечёткой логики и теории нечётких множеств как эффективных подходов к решению данной проблемы. В настоящее время наблюдается тенденция к гибридизации моделей систем нечёткого логического вывода и нейросетевых моделей, которые сочетают в себе возможности представления и обработки нечётких знаний в виде базы нечётких продукционных правил, и возможности обучения на ограниченном множестве примеров с последующим обобщением полученных знаний.
Значительный вклад в разработку теоретических и практических основ определения профессионально значимых качеств и управления человеческим фактором внесли такие ученые, как Бодров В. А., Дергач A.A., Климов Е. А.,.
Лукьянова П.Ф., Майерс Д., Свенцицкий А. Л., Шульц Д., Шульц С. и другие. 4.
Вопросы качества функционирования системы принятия решений, а также вопросы, посвященные теории нечёткой логики, теории нейронных сетей, в разное время исследовали Бабашка Р., Борисов В. В., Виттих В. А., Гон-салес А., Делгадо М., Коско Б., Круглов В. В., Ларичева О. И., Леоненко А., Перес Р., Пилиньский М., Пиявский С. А., Рутковская Д., Рутковский Л., Рыбина Г. В., Саати Т., Смирнов C.B., Сугэно М., Уоссермен Ф., Хайкин С., Штовба С., Шумский С. А., Федулов A.C., Ярушкина Н. Г. и др.
Анализ существующих современных программных продуктов определения профессиональной пригодности показал, что они способны зарегистрировать фактически любое описанное заказчиком свойство человека. Однако, они не отражают того факта, какого поведения следует ожидать от обследуемого и в чем проявятся те или иные свойства его характера. Постановка большинства практических задач предполагает «на выходе» не просто описательную характеристику особенностей человека «здесь и теперь», но и прогноз поведения этих людей в различных ситуациях на длительный срок.
В связи с этим актуальной представляется разработка методов и алгоритмов для систем интеллектуальной поддержки принятия решений при оценивании человеческого фактора в сфере профессиональной деятельности, которые позволят присваивать полученным выводам определённую степень достоверности и корректировать её по мере обработки имеющихся данных и поступления новых.
Результаты исследования соответствуют пунктам 4 — «Разработка методов и алгоритмов решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах», 5 — «Разработка специального математического и программного обеспечения систем управления и принятия решений в социальных и экономических системах», 10 — «Разработка методов и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений в экономических и социальных системах» паспорта научной специальности 05.13.10 — Управление в социальных и экономических системах.
Работа выполнялась при финансовой поддержке гранта по программе «У.М.Н.И.К.» (Участник молодежного научно-инновационного конкурса) в 2010 — 2011 годах и позволила автору работы стать победителем областного конкурса «Молодой ученый» в номинации «Аспирант» в 2010 году.
Объект исследования: процесс принятия решений в системах оценки человеческого фактора в сфере профессиональной деятельности.
Цель работы: повышение эффективности принятия решений при оценивании человеческого фактора в сфере профессиональной деятельности.
Задачи исследования:
1. Анализ существующих подходов к решению задачи управления человеческим фактором при оценке профессиональной деятельности и к решению проблемы неопределенности, неполноты и недостоверности данных.
2. Построение базы нечётких продукционных правил для определения профессиональной пригодности с применением метода экспертных оценок.
3. Разработка методов и алгоритмов генерации базы нечётких продукционных правил в моделях нечёткого вывода для различных требований к специальности.
4. Разработка структуры нечёткой нейронной сети для решения задачи поддержки принятия решения управления человеческим фактором для оценки профессиональной пригодности специалиста.
5. Разработка программного комплекса, реализующего разработанные методы и алгоритмы, для повышения эффективности принятия решений при оценивании человеческого фактора, автоматизации этапа анализа и интерпретации диагностических данных при оценке профессиональной пригодности.
6. Исследование результатов классификации разработанной структуры нейронной сети для решения задачи поддержки принятия решения управления человеческим фактором. Проведение экспериментальных исследований по обработке реальных данных с целью апробации разрабатываемых методов, алгоритмов и комплекса программ поддержки принятия решений при оценивании человеческого фактора в сфере профессиональной деятельности.
Методы исследования, используемые в диссертации, основаны на положениях теории нечётких множеств и нечёткой логики, теории нейронных сетей, теории принятия решений, теории оптимизации, системы нечёткого вывода.
Научная новизна работы заключается в следующих положениях:
1. Предложена новая комплексная методика учета широкого круга личностных характеристик специалистов при оценивании их профессиональной пригодности, охватывающая множество патопсихологических синдромов, индивидуально-личностных факторов, интеллектуальных способностей, личностно-профессиональных типов и т. д.
2. Впервые в области оценки профессиональной пригодности специалистов экстремальных профессий использовалась нечёткая продукционная модель управления человеческим фактором, построенная на основе экспертных оценок с целью редуцирования пространства признаков.
3. Предложен новый метод исследования модели нечётких правил на полноту и непротиворечивость, основанный на теории градуированных формальных систем, позволяющий определить «предел» полноты.
4. Разработаны новые методы и алгоритмы автоматической генерации базы нечётких правил для круга экстремальных специальностей с определением для них степени значимости личностных характеристик человека.
5. Впервые предложена двухсоставная методика решения задачи классификации специалистов экстремальных профессий при оценке их профессиональной пригодности, основанная на гибридизации систем нечёткого вывода и новой модели нейронечёткой сети.
Практическая ценность работы заключается в разработке алгоритмического обеспечения и автоматизированного программного комплекса интеллектуальной поддержки принятия решений в системах управления человеческим фактором, позволяющего решать следующие задачи: 7 поддержки принятия решений подбора кандидата с «оптимальным» сочетанием характеристикоценки профессиональной пригодности на этапе отбора кандидата- —конструирования профиля «идеального работника" — —многофакторной диагностики профессионально значимых качеств личности на основе интерактивного перечня требований к профессии- —индивидуального планирования карьеры. Внедрение результатов работы.
Результаты работы внедрены в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Самарском государственном университете, Санкт-Петербургском государственном политехническом университете, Балтийском государственном техническом университете «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Саратовском государственном техническом университете, Волгоградском государственном техническом университете, Военной кафедре Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), Центре содействия трудоустройства при Саратовском государственном университете им. Н. Г. Чернышевского, ККЦ «Интеллект» (г. Самара), ООО «БИГСЕЛ» (г. Самара).
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской студенческой научно-технической школе-семинаре «Аэрокосмическая декада», (Крым, 2008 г.), Международной студенческой научно-технической конференции студентов и аспирантов аэрокосмических вузов «Седьмой международной выставки и научно-технической конференции по гидроавиации», (Геленджик, 2008 г.), XVI, XVII Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 2008 — 2009 гг.), Самарской областной студенческой научной конференции (Самара, 2008.
— 2009 гг.), Всероссийской молодежной научной конференции с междуна8 родным участием «X Королёвские чтения» (Самара, 2009 г.), Международной научно-технической конференции «Четвертые Уткинские чтения», (Санкт — Петербург, 2009 г.), Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», (Самара, 2009 г.), VIII, X Международной конференции «Авиация и космонавтика», (Москва, 2009, 2011 г.), Международной молодежной научной конференции «XXXVI Гагаринские чтения» (Москва, 2010 г.), II, III Общероссийской молодежной научно-технической конференции «Молодежь, техника, космос», (Санкт-Петербург, 2010 -2011 гг.), Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Перспективные информационные технологии для авиации и космоса», (Самара, 2010 г.), Международной заочной научно-практической конференции «Инновационные процессы и корпоративное управление», (Минск, 2011 г.), Интернет-конференции «Проблемы управления», (Москва, 2011 г.), II Всероссийской научной конференции с международным участием «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2011 г.).
Публикации.
Соискатель имеет 30 опубликованных работ, в том числе по теме диссертации 30 работ, из них 1 монография и 5 работ опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения. Основное содержание работы изложено на 134 страницах, включая 62 рисунка и 8 таблиц.
Список использованных источников
включает 89 наименований, 4 приложения размещены на 22 страницах.
Выводы и результаты.
I. Проведено исследование модифицированного гибридного нейро нечетко го классификатора в качестве универсального классификатора. Для данной задачи минимальное значение СКО достигается при объеме обучающей выборки равной 33 примеров. Минимальное значение СКО достигается при шаге обучения, равному 0,45. Обучение гибридного нейронечёткого классификатора с гауссовской функцией фаззификации происходит быстрее, чем его модификации с треугольной функцией. Однако, в последнем случае алгоритм обучения сети значительно упрощается за счет более простого вида самой функции фаззификации, благодаря чему система ведет себя более предсказуемо. Вид метода дефаззификации не влияет на СКО и скорость обучения гибридного нейронечёткого классификатора.
2. Проведена апробация комплекса на реальных данных по профессии летчика. Показана динамика изменения личностных качеств кандидата за двухлетний период.
3. Проведено сравнение результатов полученных с помощью гибридного нейронечеткого классификатора, регрессионного анализа и экспертной оценки для профессий: летчика, военнослужащего спецподразделений, спасателя МЧС.
Заключение
.
В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные результаты и выводы:
1. Проанализированы существующие подходы к решению задачи управления человеческим фактором при оценке профессиональной деятельности и к решению проблемы неопределенности, неполноты и недостоверности данных.
2. Предложена комплексная методика учета широкого круга личностных характеристик специалистов при оценивании их профессиональной пригодности, охватывающая множество патопсихологических синдромов, индивидуально-личностных факторов, интеллектуальных способностей, личност-но-профессиональных типов и т. д.
3. Построена база нечётких продукционных правил для определения профессиональной пригодности с применением метода экспертных оценок с целью редуцирования пространства признаков. Сформулированы требования к написанию продукционных правил.
4. Разработаны новые методы и алгоритмы генерации базы нечётких продукционных правил в моделях нечёткого вывода для круга экстремальных специальностей с определением для них степени значимости личностных характеристик человека. В алгоритме предусмотрена проверка правил на полноту и непротиворечивость, основанная на теории градуированных формальных систем, позволяющая определить «предел» полноты.
5. Предложена двухсоставная методика решения задачи классификации специалистов экстремальных профессий при оценке их профессиональной пригодности, основанная на гибридизации систем нечёткого вывода и модифицированного гибридного нейронечёткого классификатора.
6. Разработан программный комплекс, реализующий разработанные методы и алгоритмы для повышения эффективности принятия решений при оценивании человеческого фактора, автоматизации этапа анализа и интерпретации диагностических данных при оценке профессиональной пригодности.
7. Проведено исследование результатов классификации разработанной структуры нейронной сети в зависимости от шага обучения, вида функции фаззификации и метода дефаззификации. Проведена апробация комплекса программ поддержки принятия решений при оценивании человеческого фактора в сфере профессиональной деятельности лётчиков, военнослужащих спецподразделений, спасателей МЧС.
