CC BY
21
Ре = Рк ■ Роби ■ Рн , (13)
где Рк - вероятность выдачи сигнала контрольной системой;
Роби - вероятность обнаружения сигнала
оператором;
Ри - вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении всей операции.
Этот показатель позволяет оценить возможность самоконтроля оператором своих действий и исправления допущенных им ошибок.
Своевременность действий оператора оценивается вероятностью выполнения задачи в течение заданного времени:
t
Рсв = Р{1 < t } = { f(t)dt, (14)
о
где f(t) - функция распределения времени решения задачи оператором;
t - лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка.
Эта же вероятность может быть определена и по статистическим данным как:
Рве = (N -МиС)/N, (15)
где N и Nue, - общее и несвоевременное
выполненное число задач [3].
Точность - степень отклонения измеряемого оператором количественного параметра системы от его истинного, 5аданного или номинального 5начения.
Точность оператора 5ависит: от характеристик сигнала, сложности задачи, условий и темпа работы,
функционального состояния нервной системы, квалификации, утомляемости и других факторов.
Количественно этот параметр оценивается погрешностью с которой оператор и5меряет, устанавливает или регулирует данный параметр:
м = Л + Ап > (16)
где Аи - истинное или номинальное значение параметра;
Аоп - фактическое измеряемое или регулируемое оператором значение этого параметра.
Значение погрешности, превысившее допустимые пределы, является ошибкой и ее следует учитывать при оценке надежности.
Система «человек — машина» в своем развитии проходит три стадии: проектирование, изготовление и эксплуатацию. Правильный и обоснованный учет человеческого фактора на каждой и5 этих стадий способствует достижению максимальной
эффективности и бе5опасности
Литература
1. Пантюхин А. И., Баранов Ю.Н., Обоснование механи5ма формирования прои5водственных опасностей [Текст] / А.И. Пантюхин, Ю.Н. Баранов // Техника в сельском хозяйстве, № 4, 2010. - С. 28-30.
2. Понамарев, Н.Л., Безопасность
жизнедеятельности / Н.Л. Понамарев, П.П. Кукин, В.Л. Лапин //- М:. Высшая школа, 2002.- 319 с.
3. Пантюхин, А.И., Величина риска в интегральной оценке безопасности производственных объектов [Текст] / А.И. Пантюхин, А.П. Лапин, И. А. Хуснутдинов, А.В. Пытал ев // Материалы международного симпо5иума «Перспективные информационные технологии и проблемы управления рисками на пороге нового тысячелетия» - СПб.: МАНЭБ.- 2000.- С. 87-88.
4. Пантюхин, А.И., Количественный метод оценки
качества подготовки трактористов-машинистов АПК по охране труде [Текст] / А.И. Пантюхин, В.С.
Шкрабак, Н.И. Пантюхин, И.Г. Агапов // Пути снижения травмати5ма в агропромышленном производстве России. Сборник научных трудов, СПб. -1998. - С. 37-48.
УДК 658.3.053
А.Ю. Черкасов, кандидат технических наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ
МЕТОДИКА ГАРМОНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ «ОПЕРАТОР-МАШИНА-СРЕДА» НА ОСНОВЕ
АНТРОПОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
В ходе управление машинами и агрегатами не всегда удается правильно скомпоновать рабочее место в соответствии с параметрами оператора, такими как антропометрия и физиология. Неудобная посадка, отсутствие необходимой досягаемости до рабочих органов и нерациональное их размещение приводит к утомляемости, повышению аварийности и
травмированию.
Ключевые слова: оператор, параметрыы, удобство,
управление, педали.
В настоящее время одной из важных проблем является гармонизация взаимодействия человека с машиной в системе «оператор - машина - среда».
В условиях интенсивных и сложных работ оператору приходится все рабочее время проводить в непосредственном взаимодействии с машиной: контролировать сигнали5аторы, во5действовать на
In a course management of machines and units not always correctly is possible to group a workplace according to parameters of the operator, such as anthopometry and physiology. Inconvenient landing, absence of necessary reach up to working bodies and results their irrational accommodation in fatigue, increase of breakdown
susceptibility.
Key words: the operator, parameters, convenience,
management, pedals.
ручные и ножные органы управления, визуально контролировать ход работ.
При всей новизне используемых технологий управления, контроля и автоматизации техники, операторы испытывают длительные нагрузки,
вызванные нерациональной рабочей позой, неудобной компоновкой рабочего места, неудовлетворительной об5орностью.
В течении смены оператор производит более 1500....2155 манипуляций ручными и 100...180 ножными органами управлениями, в условиях положения сидя [3].
Большие усилия на органах управления, в особенности на ножных органах управления, плохая досягаемость и неправильная организация рабочего места оператора, приводит к большим
перенапряжением и расходованию энергии и как следствие потерю концентрации, усталость,
нарушение технологического процесса, создание аварийных ситуаций, травмированию.
Рассматривая составляющие системы «оператор-машина-среда», можно отметить одну из причин
нерациональной организации рабочего места-неприспособленность органов управления и
параметров рабочего места к физиологическим особенностям человека, в частности к
антропометрическим [1].
Для проведения антропометрического анализа была выбрана мобильная колесная машина -фронтальный погрузчик, как наиболее характерная по количеству операций и сложности их исполнения
В качестве анализируемого образца был выбран фронтального погрузчика Т0-1835-01-00, выпускаемый 0ПК «Дормаш» г. Орел.
В ходе технологических операций, оператор фронтального погрузчика используется наряду с ручными органами, ножные органы управления -педали (тормоза, подачи топлива в двигатель), управление которыми с позиции визуального контроля затруднено[4].
Ножные органы управления предназначены для операций управления машиной типа «включение -выключение» и регулирование скорости движения, основных параметров влияющих на фактор риска столкновения и возникновения аварии.
Усилие, развиваемое ногой большее по сравнению с руками, поэтому зачастую и усилие нажатия педали несравнимо выше усилия на ручных органах управления. Это объясняется тем, что тип управления и усилие на педали определяется конструктивным решением и способом движения ноги.
Оператор работает сидя, в силу этого антропометрические размеры тела должны учитываться при размещении ножных органов управления.
Для комфортного положения оператора при нормальной посадке ноги должны располагаться в оптимальной для управления зоне (рис. 1) [1].
С точки зрения физиологии человека, педали должны располагаться так, чтобы, угол в голеностопном суставе находился в пределах 90 - 100 градусов, а в коленном суставе - 110 - 120 градусов [2], рисунок 2.
На процесс выжима влияет положение точки О, ось установки педали 01, антропометрические размеры ноги оператора.
Рисунок 1 - Оптимальные размеры зоны для ног при нормальной посадке
Рисунок 2 - Нормальное положение ноги, соответствующее физиологическим требованиям
Управление ножными органами можно рассматривать как колебательное движение в бедренном суставе с некоторым углом, и в свою очередь педаль так же совершает колебательное движение [4].
Рассмотрим частный случай, когда при работе бедро оператора располагается под прямым углом к вертикали, рисунок 3.
1 - расстояние от точки подвеса педали до спинки сиденья; 1б - длина бедра; 1г - длина голени; а - проекция педали;
> - угол между бедром и голенью Рисунок 3 - Параметры установки подвесной педали
Тогда рассмотрим равенства.
1 = 1,
следующие геометрические
+1 г • зт(в-90) + а, (1)
где 1 - расстояние от точки подвеса педали до спинки сиденья;
1. - длина .едра;
1г - длина голени; а - проекция педали;
> - угол между бедром и голенью.
Так как а - const, и определяется техническими параметрами машины, то можно вычислить
2
пед
b
2
(2)
Тогда расстояние установки от точки подвеса педали до спинки сиденья находим по формуле:
l = 1б + Іг ■ sin в + a
(3)
Принимая известные значения
антропометрических параметров длин .едер и голени и находя значение а проекции педали, которое является неизменной величиной (та.лица 1), строим графики зависимости расстояния I до педали от антропометрических размеров ног операторов разного роста, при угле в коленном суставе от 110 - 120 градусов, рисунки 4 - 6.
Таблица 1 - Антропометрические размеры ног операторов фронтальных погрузчиков
Рост машиниста Длина голени їг Длина бедра їб Расчетное расстояние ї до педали
Низкий 450 мм 360 мм 832.3 мм
Средний 480 мм 460 мм 947.3 мм
Высокий 520 мм 520 мм 1047.3 мм
Рисунок 5 - Зависимость расстояния от спинки сиденья до места установки педали от антропометрических параметров ног, для операторов различных ростов, при нормированном угле в коленном суставе 115 градусов
Измеренное расстояние в кабине фронтального погрузчика от точки SIP до оси установки педали изменяется от 665 - 845 мм, в зависимости от регулировки сиденья. Измеренный диапазон соответствует антропометрическим показателям операторов низкого роста, таблица 1.
Рисунок 4 - Зависимость расстояния от спинки сиденья до места установки педали от антропометрических параметров ног для операторов различных ростов, при нормированном угле в коленном суставе 120 градусов
При максимально допустимом угле в коленном суставе 120 градусов расстояние установки сиденья от органов управления находится в пределах от 832 до 1047 мм.
При максимально допустимом угле в коленном суставе 115 градусов расстояние установки сиденья от органов управления находится в пределах от 749 до 1007 мм.
При максимально допустимом угле в коленном суставе 110 градусов расстояние установки сиденья от органов управления находится в пределах от 761 до 965 мм. Полученные графические зависимости места установки педали в зависимости от антропометрических показателей ног оператора погрузчика позволяют расположить педали в ка.ине оператора в оптимальных зонах.
Рисунок 6 - Зависимость расстояния от спинки сиденья до места установки педали от антропометрических параметров ног для операторов различных ростов, при нормированном угле в коленном суставе 110 градусов
Зная значения расстояний до установки педали и антропометрические размеры голени и .едра, определяем угол сги.а коленного сустава по формуле:
в = 90 + агс8т(-———а) (4)
1 г
Зависимость антропометрических размеров операторов и расстояния до оси установки педали от угла в коленном суставе, показана на рисунке 7.
Коэффициент соответствия угла рабочего положения ноги оператора, рекомендуемого физиологическими параметрами, имеет следующий вид:
к =в
у рн'
где > - угол в колене оператора при работе;
(5)
ßH - нормированный угол в колене;
Рисунок 7 - Изменение угла $ в коленном суставе от расстояния I до оси подвеса педали для операторов различных ростов: >В- высокого роста, >С - среднего роста, >Н - низкого роста
При 1>K>0 расстояние до педали
п
«
—
о
не
соответствует нормальному положению ноги. При
Ку =1 расстояние до педали соответствует
нормальному положению ноги. Распределение оценочного коэффициента для установки подвесной и напольной педали представлено на рисунке 8.
Коэффициент соответствия угла
Рисунок 8 - Распределение оценочного коэффициента
Кроме подвесной педали на погрузчиках используются напольные педали (регулировка подачи топлива), оптимальный гол установки которой, исходя из физиологических требований, (рисунок 9) можно определить по формуле:
h
а = (90 + arccos—) - у (6)
h
где а - угол в голеностопном суставе;
@ - угол установки напольной педали, имеет конструктивное значение;
ß - угол в коленном суставе; h - высота от пола кабины до подушки сиденья;
1г - длина голени.
Рисунок 9 - Параметры для установки напольной педали
Полученные графические 5ависимости угла в
коленном суставе и расстояния до точки подвеса педали пока5ывают, что пока5атели при установке в основном удовлетворяют операторам ни5кого, и среднего роста.
Для операторов среднего роста угол составляет от 89 до 116 градусов, что входит в нормируемые пределы.
Операторы низкого и высокого роста работают в основном в положениях с углом, в коленном суставе выходящим 5а нормируемые пределы и, следовательно, работают в неудобной позе.
Параметры рабочего места должны иметь во5можность регулироваться так, что бы
адаптироваться к требованиям операторов ра5ного роста (ни5кого, среднего и высокого), что обосновывается ра5личиями в параметрах верхних и нижних конечностей.
Подставляя 5начения антропометрических
пока5ателей конкретного оператора и
соответствующие нормированные 5начения углов можно определить положение установки педели, в таком месте, чтобы её рабочий ход не выходил из оптимальной зоны. Решая обратную задачу можно зная значения расстояний до установки педали и антропометрические размеры голени и бедра определить угол сгиба коленного сустава.
Полученный вид анализа в своей сути опирается на физические параметры оператора, антропометрические размеры конечностей и приспособленности рабочего места к размерам различных длин конечностей.
Литература
1. Буянов Е.С., Физиолого-гигиеническая оценка условий труда тракториста-машиниста при выполнении сезонных полевых работ/ Е.С. Буянов, Т. А. Новикова// Теоретические и практические аспекты охраны труда в АПК: Сборник научных трудов ВНИИОТ. - Орел: ВНИИОТ Минсельхозпрода России, - 1996. - с. 116-117.
2. Дашкявичус Д.К., Исследование влияния
условий труда на органи5м сельского механи5атора/ Д.К. Дашкявичус, Г.К. Казлаускас// Охрана труда в сельском хозяйстве: Сборник научных трудов
ВНИИОТ. - Орел: ВНИООТ Минсельхозпрода
России, - 1982.- с. 11 - 12.
3.Черкасов А.Ю., Анализ травматизма машинистов автогрейдеров / А.Ю. Черкасов, И.В. Гальянов // Вестник охраны труда. - 2004. - №3. - С. 7-11.
4. Черкасов, А.Ю. Методика оценки ножных органов управления по конструктивным параметром / А.Ю. Черкасов, И.В. Гальянов // Научные труды ВНИИОТ. - 2004. - С. 53-59.
Вестник Орел Г Ay
№6(27)
декабрь 2010
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: [email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 16.12.2010 Подписано в печать 28.12.2010 Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 18,5 усл. печ. л. Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций
8
12
Содержание номера
Научное обеспечение устойчивого развития АПК и сельских территорий Прока Н.И., Полухин А.А., Страшко И.В. Эффективность использования ресурсного
потенциала сельского хозяйства Орловской области....................................... 2
Родионова О.А. Управленческий и эмпирический подходы к интеграции
агропродовольственном секторе экономики.............................................
Ляхова М.О., Сафронов В.В. Диверсификация экономики регионов как фактор их
социально-экономического развития......................................................
Ефименко А.Г., Климова Ю.Е. Оценка коммерческих рисков в организациях АПК............... 15
Парахин Ю.Н. Анализ и оценка программ страхования аграрного сектора США................ 20
Воеводская Е.О. Развитие денежно-кредитного регулирования на современном этапе......... 24
Кружкова И.И. Биологические активы как объект российского учета и учета по
международны™ стандартам............................................................... 29
Ключников П.И. Проблемы: и стратегические направления молодежной жилищной политики
в России............................................................................... 33
Волобуева Т.А. Проблемы: развития малого бизнеса на селе............................... 35
Уварова М.Н. Развитие кооперации личных подсобных хозяйств на современном этапе........ 39
Кононов В.М., Терновых К.С., Терновых В.К. Формирование автоматизированной системы
бюджетного планирования на сельскохозяйственном предприятии........................... 41
Ловчикова Е.И., Бычкова С.И. Разработка механизма эффективного стратегического
управления региональным АПК на основе кластерного анализа............................... 45
Резвяков А.В. Методическое обеспечение процесса регионального стратегического индикативного
планирования............................. ............................................. 49
Аюбов Н.А. Развитие контроля за целевым и эффективным использованием средств в
бюджетных организациях..................................................................53
Полтарыхин А.Л. Реализация кластерного подхода в рамках продуктовых подкомплексов
системы1 АПК региона................................................................... 57
Сидоренко О.В., Гуляева Т.И. Прогнозирование урожайности зерновых культур в
Орловской области...................................................................... 64
Сушкова Т.Ю. Законодательное и организационное обеспечение инвестиционной
деятельности в Ульяновской области..................................................... 69
Барбашин А.И., Петрухина М.М. Производственные типы специализированных хозяйств в
региональном картофелеводстве.......................................................... 71
Научное обеспечение развития животноводства Оксанич Н.И., Наумкин А.В. Тенденции и перспективы развития отраслей животноводства Гуляева Т.И., Трясцина Н.Ю. Состояние и перспективы развития молочного скотоводства и
рынка молока.......................................................................
Буяров В.С., Буяров А.В., Ветров А.А. Ресурсосберегающие технологии в молочном
скотоводстве Орловской области......................................................... 85
Шендаков А.И. Оценка эффективности отбора скота чёрно-пёстрой породы1 по молочной
продуктивности.....................................................................
Самусенко Л.Д. Молочная продуктивность голштинизированных черно-пестрых коров в
зависимости от генотипа и линейной принадлежности..................................
Лещуков К.А., Мамаев А.В. Биотехнология прижизненного формирования качества
продуктов животноводства...........................................................
Масалов В.Н., Сеин О.Б., Сеин Д.О. Исследование фолликулогенеза у свиней и коров с
использованием фистул.................................................................. 106
Пискурева В.А., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е., Игнатова Г.А. Использование отходов сельскохозяйственного производства для получения белково-углеводных кормовых добавок с
разными функциональными свойствами..................................................... 109
Научное обеспечение развития растениеводства Фесенко А.Н., Фесенко И.Н., Гуринович И.А. «Эволюционный» метод отбора на
повышение устойчивости гречихи посевной к инбридингу................................... 111
Лазарева Т.Н., Бобков С.В. Электрофоретический анализ запасных белков семян в
межвидовых скрещиваниях гороха......................................................... 116
Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Селекция сортов озимой пшеницы1 разной интенсивности на юге России 119 Макаркина М.А., Янчук Т.В., Князев С.Д. Селекция смородины черной на повышенное
содержание в ягодах растворимы1х сухих веществ....................................
Титов В.Н., Дыкань А.В. Агроэкологическая оценка приемов адаптивной технологии
возделывания многолетних овощных культур..........................................
Павловская Н.Е., Гагарина А.Ю. Индуцирование апоптоза в проростках гороха............ 128
Амелин А.В., Кузнецов И.И., Зайцев В.Н. Особенности начального роста у разных
сортотипов сои......................................................................
Эксплуатация се льскохозяйственных машин и безопасность труда в АПК Котельников В.Я., Мотин Д.В., Овчаров Ю.Н., Котельников А.В. Мониторинг и оценка
технико-экономических показателей сепарирующих машин...................................
Яровой В.Г., Шарапов А.П. Расчет оптимальных упругодемпфирующих параметров шины
как звена силовой передачи трактора...................................................
Пантюхин А.И., Кузнецов А.Л., Баранов Ю.Н. Количественная оценка надежности
человека в системах “человек — машина”.............................................
Черкасов А.Ю. Методика гармонизации системы1 «оператор-машина-среда» на основе
антропометрического анализа........................................................
Шестаков Ю.Г., Хуснутдинов И.А., Визиренко А.Ф., Лактионов К.С., Зубова И.И., Макеева С.В., Полехина Е.В. Система обучения безопасности труда в АПК.................. 145
74
81
93
101
103
122
125
131
134
136
139
141
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010
