Σχεδιασμός Πρότυπου Διαμεσολαβητή Εποπτείας Και Διαχείρισης Ηλεκτρικού Δικτύου Με Την Προσέγγιση Της Μηχανικής Γνωσιακών Συστημάτων

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτέλεσε η ανάλυση, ο σχεδιασμός, και η αξιολόγηση ενός Πρότυπου Διαμεσολαβητή Εποπτείας και Διαχείρισης Ηλεκτρικού Δικτύου Διανομής Μέσης Τάσεως, με την Προσέγγιση της Μηχανικής Γνωσιακών Συστημάτων (ΜΓΣ), και ειδικότερα με τη φιλοσοφία του οικολογικού σχεδιασμού διαμεσολαβητών. Σε θεωρητικό επίπεδο, η διατριβή στόχευσε στην παραγωγή γνώσης σχετικά με την εφαρμοσιμότητα και αποτελεσματικότητα της προηγμένης τεχνικής του οικολογικού σχεδιασμού, σε ένα πεδίο που δεν έχει δοκιμαστεί ξανά. Επίσης, στόχευσε στον εμπλουτισμό της γνώσης αναφορικά με τον τρόπο διερεύνησης και ενσωμάτωσης στη διαδικασία σχεδιασμού ενός διαμεσολαβητή, των τεχνολογικών και οργανωτικών αλλαγών που βρίσκονται σε εξέλιξη στο σύστημα εργασίας, μέσα από την προσέγγιση της ΜΓΣ. Σε πρακτικό επίπεδο, στόχευσε στη δημιουργία ενός οικολογικού διαμεσολαβητή που θα υποστηρίζει αποτελεσματικά το νοητικό έργο των χειριστών, ιδιαίτερα σε κρίσιμες συνθήκες λειτουργίας του ηλεκτρικού δικτύου (περίοδοι υψηλής ζήτησης ενέργειας, χρονικά παράθυρα πριν και μετά την εκδήλωση μπλακάουτ), όπου οι βιομηχανικοί διαμεσολαβητές που σχεδιάζονται με συμβατικές προσεγγίσεις, παρουσιάζουν ανεπάρκειες. Αρχικά, παρουσιάζεται το θεωρητικό και μεθοδολογικό υπόβαθρο της διατριβής, δηλαδή η Μηχανική Γνωσιακών Συστημάτων και η οικολογική προσέγγιση στο σχεδιασμό διαμεσολαβητών. Διερευνούνται επιλεγμένες περιπτώσεις διαταραχών λειτουργίας στα ηλεκτρικά δίκτυα, καθώς και οι λόγοι που εκδηλώθηκαν αστοχίες κατά τη διαχείριση και αποκατάσταση τους. Επίσης, προσδιορίζονται οι σημαντικές τεχνολογικές και οργανωτικές αλλαγές που βρίσκονται σε εξέλιξη στα σύγχρονα ηλεκτρικά δίκτυα. Η λειτουργία και αποκατάσταση των ηλεκτρικών συστημάτων μέσα σε ένα απελευθερωμένο περιβάλλον, απαιτεί περισσότερο ενεργό έλεγχο σε επίπεδο διανομής, και κατάλληλο σχεδιασμό των Συστημάτων Διαχείρισης Διανομής. Οι διαμεσολαβητές των συστημάτων αυτών αποτελούν γνωσιακά τεχνήματα, τα οποία πρέπει να υποστηρίζουν κατάλληλα τις σύνθετες νοητικές δραστηριότητες των χειριστών. Η διατριβή εστίασε στο σχεδιασμό ενός οικολογικού διαμεσολαβητή για δίκτυο μέσης τάσεως, μέσα από ένα ολοκληρωμένο κύκλο Εθνογραφικής Ανάλυσης, Ανάλυσης Νοητικής Εργασίας, Σχεδιασμού Πρωτοτύπων, και Αναλυτικής Αξιολόγησης. Κατά την Εθνογραφική Ανάλυση μελετήθηκε το νοητικό και συνεργατικό έργο των εργαζομένων στο πλαίσιο συνήθων και κρίσιμων συνθηκών λειτουργίας, το κατανεμημένο γνωσιακό σύστημα, οι πρακτικές εργασίας των χειριστών σε οικείες και μη-οικείες καταστάσεις, καθώς και οι παρεμβάσεις που έχουν πραγματοποιήσει σε παραδοσιακά τεχνήματα (Μιμικό Διάγραμμα, Διάγραμμα Μετασχηματιστών, Πίνακας Ελέγχου, Τράπεζα Χειρισμών, κλπ) και διαδικασίες, για να υποστηρίζεται καλύτερα το έργο τους. Επιπλέον μελετήθηκε ο τρόπος αφομοίωσης προγενέστερων τεχνικών και οργανωτικών αλλαγών.Κατά την Ανάλυση Νοητικής Εργασίας αναπτύχθηκαν, ένα βασικό «Μοντέλο Ιεραρχικής Αφαίρεσης» του τεχνολογικού δικτύου, καθώς και πολλαπλά «Μοντέλα Ιεραρχικής Αφαίρεσης-Διάσπασης» (Ενεργειακών θεσμικών Φορέων, Υποτομέων, Συνεργαζόμενων Αιθουσών, Συνεργασίας Χειριστών-Συνεργείων, Δομής Μετασχηματιστών, Τεχνολογικών Συστημάτων Εποπτείας και Ελέγχου Δικτύου), που αποτυπώνουν διαφορετικές οπτικές και πτυχές, της λειτουργίας και δομής του συστήματος εργασίας, οι οποίες καθορίζουν τη δράση σε αυτό. Ακολούθησε Πλαισιοθετημένη Ανάλυση Δραστηριότητας, βάσει πραγματικών περιστατικών, πάνω σε κατάλληλα επιλεγμένα μοντέλα, υπό το πρίσμα τεσσάρων παραμέτρων της εργασίας (καθήκοντα ελέγχου, στρατηγικές, κοινωνική οργάνωση συνεργασιών, ατομικοί παράγοντες), ενώ διερευνήθηκαν και οι επιπτώσεις των υλοποιούμενων τεχνολογικών και οργανωτικών αλλαγών. Η σύνθεση των επιμέρους απαιτήσεων σχεδιασμού που εξήχθησαν από κάθε στάδιο, οδήγησε στον καθορισμό προδιαγραφών για την υποστήριξη των χειριστών σε κρίσιμες συνθήκες λειτουργίας του δικτύου.Ο Σχεδιασμός Πρωτοτύπων, είχε αφετηρία τα υπάρχοντα τεχνήματα, προχώρησε στα πρωτότυπα σε χαρτί, και ολοκληρώθηκε με τα ηλεκτρονικά πρωτότυπα, διερευνώντας τις επιπτώσεις εναλλακτικών σχεδιαστικών λύσεων, στο νοητικό και συνεργατικό έργο των χειριστών. Η μετάφραση των απαιτήσεων και προδιαγραφών σε συγκεκριμένες σχεδιαστικές λύσεις (διαδικασία «Σημασιολογικής Αποτύπωσης»), έγινε μέσα από τη σύζευξη των βασικών αρχών του οικολογικού σχεδιασμού με άλλες αρχές, τεχνικές, και πρότυπα.Ακολούθησε Αναλυτική Αξιολόγηση του τελικού πρωτότυπου του οικολογικού διαμεσολαβητή «PIGMENTUM» που σχεδιάσθηκε, προκειμένου να αποτυπωθεί με τη βοήθεια του εργαλείου «Ταξινόμησης της Συμπεριφοράς Βασισμένης σε Επιτηδειότητες, Κανόνες, και Γνώσεις», ο τρόπος που υποστηρίζεται το νοητικό έργο των χειριστών και για τα τρία επίπεδα νοητικής συμπεριφοράς, καθώς και οι εναλλαγές μεταξύ αυτών, στο πλαίσιο κρίσιμων συνθηκών λειτουργίας του δικτύου.Η συμβολή της διατριβής συνοψίζεται στα ακόλουθα. Η επιλογή, προσαρμογή, και συνδυαστική εφαρμογή, μεθοδολογικών πλαισίων, εργαλείων, και τεχνικών, εμπλουτίζει τη Μηχανική Γνωσιακών Συστημάτων με στοιχεία κατάλληλα για τη χρήση της, στο σχεδιασμό παρεμβάσεων σε μεγάλης κλίμακας συστήματα, τα οποία υπόκεινται σε συνεχείς αλλαγές. Τo πρωτότυπο Σύστημα Συμβόλων, Σχεσιακών Γεωμετρικών Δομών Απεικόνισης, Συναθροιστικών Δομών Απεικόνισης, Παραθύρων και Θεάσεων του οικολογικού διαμεσολαβητή «PIGMENTUM», μπορεί να λειτουργήσει ως πρότυπο κατά το σχεδιασμό διαμεσολαβητών, ηλεκτρικών δικτύων, καθώς και άλλων κρίσιμων υποδομών που διέπονται από παρεμφερείς αρχές λειτουργίας και ελέγχου. Τέλος, τα αποτελέσματα των επιμέρους σταδίων της ανάλυσης και του σχεδιασμού, μπορούν να αξιοποιηθούν μελλοντικά για το σχεδιασμό με μία ενιαία φιλοσοφία, και άλλων στοιχείων του περιβάλλοντος ελέγχου (σύστημα υποστήριξης αποφάσεων, αυτοματισμοί, συναγερμοί, πρόγραμμα εκπαίδευσης, κλπ), προκειμένου ο οικολογικός διαμεσολαβητής να αποδώσει το μέγιστο της δυναμικής του.