CC BY
3в
естник АПК
Агроинженерия -; № 2(14), 2014 " "
УДК 636.083.45:62-192
15
Алексенко Н. П., Пономаренко Н. В., Шишина И.А.
Aleksenko N. P., Ponomarenko N. V., Shishina I.A.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК-МАШИНА-ЖИВОТНОЕ» В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ СТРИЖКИ
RELIABLE BIOTECHNICAL SYSTEM «MAN-MACHINE-ANIMAL» IN TECHNOLOGICAL PROCESSES BEARD
В статье дан анализ зависимости надежности техноло- The paper analyzes the dependence of process reliability
гического процесса стрижки овец от надежности биотехни- shearing of biotech reliability of the "man-machine-animal." ческой системы «человек-машина-животное». Предложена A physical model of employment and shearers are the factors
физическая модель трудовой деятельности стригаля и ука- affecting the functional reliability. We propose to determine the
заны факторы, влияющие на функциональную надежность. coefficient of the operational readiness of shearers, depending
Предложен коэффициент для определения оперативной го- on their qualifications.
Keywords: reliability, haircut, systems, people, car, belly-
товности стригаля в зависимости от его квалификации.
Ключевые слова: надежность, стрижка, системы, че- tion (sheep), failures, operational readiness. ловек, машина, животное (овца), отказы, оперативная го-
Алексенко Николай Петрович -
доктор технических наук, профессор кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград
E-mail: mtppshp@achgaa.ru
Пономаренко Наталья Васильевна -
кандидат технических наук, доцент кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград
E-mail: mtppshp@achgaa.ru
Шишина Ираида Анатольевна -
кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности технологических процессов и производств
Азово-Черноморский инженерный институт Донского государственного аграрного университета г. Зерноград
E-mail: mtppshp@achgaa.ru
Aleksenko Nikolai Petrovich -
Doctor in Technical Sciences, Professor
of Department of mechanization and production
technology and processing of agricultural products
Azov-Black Sea Engineering Institute
Don State Agrarian University
Zernograd
E-mail: mtppshp@achgaa.ru
Ponomarenko Natalia Vasilievna -
Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor of Department of mechanization and production technology and processing of agricultural products Azov-Black Sea Engineering Institute Don State Agrarian University Zernograd
E-mail: mtppshp@achgaa.ru
Shishina Iraida Anatol'evna -
Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor of Department of Process Safety and Production Azov-Black Sea Engineering Institute Don State Agrarian University Zernograd
E-mail: mtppshp@achgaa.ru
Специфика работы производственных линий в животноводстве отличается от работы в растениеводстве.
В животноводстве добавляется еще одна подсистема - животное (овцы, коровы, птицы и т. д.).
Работ, посвященных исследованию надежности технологических систем «Человек - машина - животное» сравнительно мало. /1,2,3/. Авторы этих работ рассматривают животноводческий комплекс как многоуровневую техническую систему.
Стрижка овец, как и машинное доение коров, - многоуровневая биотехническая система. Она включает в себя три звена: человек (стригаль) - машина (стригальная машинка) - животное (овца).Эти звенья объединены функциональными, энергетическими и информационными
связями в вероятностные, детерминированные подсистемы: машина - животное (М - Ж), стригаль - животное (С - Ж) и стригаль - машина (С - М). Сложность этой системы определяется не числом входящих в нее элементов, а сложностью свойств элементов и связями между ними, которые реализуются на разных уровнях иерархической структуры.
К подсистемам первого (внешнего) уровня относятся:
1) биотехническая «человек - машина - животное» (ЧМЖ);
2) техническая «человек - машина - материал» (ЧММ);
3) техническая «человек - машина - среда» (ЧМС).
Подсистемы первого уровня представляют собой совокупности технологических
16
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
В
естник АПК
Ставрополья
процессов, отличающихся силои связи с внешней средой и наличием или отсутствием в их составе биологического звена - животного.
Системы, включающие в себя биологические объекты, являются преобладающими на животноводческих объектах и охватывают более 70% инженерно - технической и около 30% зооинженерной технологии /1/. Главным производительным элементом биотехнической системы является животное.
Во всех подсистемах первого уровня присутствует и второе биологическое звено - человек (стригаль) - самый активный элемент системы. Он осуществляет связи в системе, воздействует на машину, а через нее на животное.
Биотехническая система ЧМЖ имеет ряд отличий от технических систем ЧММ и ЧМС.
1. Предметом труда и продуктом труда в системе «Человек - машина - животное» являются биологические объекты, в нашем случае овцы. Поэтому обеспечение надежности системы состоит в поддержании оптимальных условий для овец, соответствующих их наибольшей продуктивности.
2. Биологический объект труда накладывает на систему большие ограничения со стороны зооинженерной службы (не поить и не кормить овец перед стрижкой за 12...14 часов и д.р.).
3. Овцы имеют достаточно развитую нервную систему и способны после устранения неблагоприятных воздействий возвращаться к нормальному состоянию.
4. Человек может самостоятельно исправлять ошибки в своих действиях.
5. Окружающая среда выступает как активный фактор, влияющий не только на надежность технического звена системы (агрессивность среды), но и на надежность биообъектов - овец (микроклимат - овец с влажной шерстью стричь нельзя).
Анализируя имеющиеся отличия, можно сделать вывод о том, что в системе ЧМЖ на стригальном пункте возможны отказы человека, овцы и стригального оборудования.
Под отказами человека - оператора понимается невыполнение предписанных ему действий или снижение их качества за пределы, необходимые для достижения цели деятельности. Отказы человека проявляются в виде ошибок.
Надежность оператора системы «Человек - машина» - свойство человека сохранять работоспособное состояние в течение требуемого времени.
Работоспособное состояние оператора системы ЧМ характеризуется его способностью осуществлять определенную деятельность с требуемым качеством.
Критериями отказов биологических звеньев системы ЧМЖ являются сами факты отказов:
ошибки операторов, снижение продуктивности животных.
Критерии отказов технического звена системы ЧМЖ устанавливается конструкторской документацией: выход за параметры, а также разрушение деталей, изменение их формы, износ и т.п.
Работа стригаля связана не только со стригальной машинкой, но и с живым организмом - овцой. Эффективность действия стригаля зависит от его подготовки и практического опыта. В процессе стрижки на систему «человек - машина - животное» влияет ряд факторов. С учетом этих факторов и опыта других исследователей системы ЧМЖ при доении коров, нами разработана физическая модель трудовой деятельности стригаля (рис. 1).
Анализ физической модели показывает, что надежность системы ЧМЖ определяется состоянием технологического оборудования и состоянием шерстного покрова овцы, организацией трудовой деятельности и рациональной технологией стрижки. Эффективность принятой технологии зависит от качественного и своевременного выполнения стригалем подготовительных и основных операций стрижки. Правильность выполнения технологических операций обусловлена функциональной надежностью стригаля и зависит от уровня профессиональной подготовки, социально - эмоциональной устойчивости и индивидуальных особенностей.
Большое влияние на производительность оказывает правильная организация рабочего места и труда стригаля.
Выходные показатели надежности и эффективности системы ЧМЖ - продуктивность овцы (настриг и качество шерсти), ее здоровье - (отсутствие порезов кожи и других травм) и производительность труда.
В реальных условиях стригального пункта работа стригаля ограничена временем смены. Поэтому, основным требованием, предъявляемым к его деятельности, является оперативность. В своей работе «Основы инженерной психологии» Б.Ф. Ломов предлагает формулу определения коэффициента оперативной готовности человека - оператора/1/:
Т0
Коп = 1 - У'
(1)
где Т0 - время, в течение которого оператор не находится в рабочем состоянии;
Т - общее время работы оператора.
Оперативная готовность стригаля к выполнению функциональных действий зависит от его специального обучения и тренировки.
Предложенная профессором Б.Ф. Ломовым формула (1) справедлива для одиночного че-ловекомашинного агрегата и некорректна для группового - стригального агрегата. В связи с
в
естник АПК
Ставрополья
:№ 2(14), 2014
Агроинженерия
17
разной квалификацией стригалей часовая производительность у них отличается большим разбросом значений. Предлагается правую часть формулы (1) представить как отношение времени работы - час, к числу остриженных за это время овец «р», а отношение назвать часовым
коэффициентом удельных затрат оперативного времени на овцу. Тогда формула (1) запишется в виде (2): ^
Коп = 1----(2)
Ч
Производительность труда
Настриг шерсти
Качество шерсти
Состояние овцы после стрижки
1
Рисунок 1 - Физическая модель работы стригаля в системе ЧМЖ
18
,,„ „„„„, Jj Ставрополья
научно-практическии журнал
Чем выше квалификация стригаля, тем большее значение имеет его коэффициент оперативной готовности и, как следствие, выше надежность технологического процесса стрижки.
Выводы:
1. Физическая модель трудовой деятельности стригаля является базой для разра-
ботки организационных мероприятий для стригальных пунктов.
2. Коэффициент оперативной готовности стригаля позволяет оценить его квалификацию (классность).
Литература
1. Дашков Б. А., Ломов Б. Ф., Рубахин В. Ф., Смирнов Б. А. Основы инженерной психологии : уч. пособие. М. : Высшая шко-ла,1997. 335 с.
2. Хозяев И. А. Научные основы и инженерные методы расчетов надежности сельскохозяйственных биотехническихсистем «человек-машина-животное» : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Ростов н/Д, 1984. 42 с.
3. Карташов Л. П., Соловьев С. А. Повышение надежности системы «человек-машина-животное» ; Рос. акад. наук, Урал. отд-ние, Ин-т прикладной механики. Екатеринбург; Ижевск: Ин-т прикладной механики, 2000. 274 с.
4. Лебедев А. Т. Ресурсосберегающие направления совершенствования эксплуатации и ремонта машин и оборудования с.-х. производства : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Зерноград, 2012. 42 с.
References
1. Dashkov B. A., Lomov B. F, Rubahin V. F., Smirnov B. A. Basics of engineering psychology: manual. Moscow: Higher School, 1997. 335 p.
2. Hozyaev I. A. Scientific foundations and engineering methods of calculating the reliability of agricultural biotech "man-machine-animal" : Doctor thesis in Agricultural sciences, Rostov-na-Don, 1984. 42 p.
3. Kartashov L. P., Solovyov S. A. Improving the reliability of the "man-machine-animal" ; Ros. Acad. Sciences, Ural. fintion, Institute of Applied Mechanics. Ekaterinburg; Izhevsk: Institute of Applied mechanics, 2000. 274 p.
4. Lebedev A. T. Resource-saving ways of improving the operation and repair of agricultural machinery and equipment production: Doctor thesis in Tech. sciences. Zernograd, 2012. 42 p.
