Прогнозирование травматизма и производственно- обусловленной заболеваемости на предприятиях АПК Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 331.822 Р.Х. Юсупов, А.В. Зайнишев, Ю.Г. Горшков

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТРАВМАТИЗМА И ПРОИЗВОДСТВЕННО-ОБУСЛОВЛЕННОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АПК

В статье дается анализ травматизма на предприятиях АПК. Рассмотрены вероятностный и имитационный методы формирования травмоопасных ситуаций. Разработана модель производственного коллектива, на основании которой предложена методика, позволяющая рационализировать частоту проведения инструктажей.

Ключевые слова: производственный травматизм, коэффициент травматизма, математическое ожидание, дисперсия, схема замещения, травмобезопасность.

R.Kh. Yusupov, A.V. Zainishev, Yu.G. Gorshkov

FORECASTING THE TRAUMATISM AND INDUSTRIAL-CAUSED SICKNESS RATE AT THE AGRARIAN

AND INDUSTRIAL COMPLEX ENTERPRISES

Traumatism analysis at the agrarian and industrial complex enterprises is given in the article. Likelihood and imitating techniques for the traumatic situations formation are considered. The work collective model is developed. On its basis the technique allowing to rationalize the instructing frequency is offered.

Key words: industrial traumatism, traumatism factor, mathematical expectation, dispersion, equivalent circuit, trauma safety.

В современных условиях происходит усложнение технических средств и технологических процессов, в том числе и в пищевой промышленности. Это, в свою очередь, существенно меняет условия, характер и содержание труда, так как все более возрастает роль человека как субъекта труда и управления. Человек несет ответственность за эффективную работу всей технической системы, а допущенная ошибка может привести к очень тяжелым последствиям. Например, по данным Росстата, в последние 15 лет более 50% от общего числа аварий и катастроф произошли в основном из-за ошибочных действий человека. Кроме того, реальную угрозу возникновения аварий с человеческими жертвами и увеличения числа профессиональных заболеваний представляет высокая степень износа основных фондов, составляющая на зерноперерабатывающих предприятиях около 43% [1].

По данным Федеральной службы по труду и занятости, на предприятиях пищевой промышленности за период с 1995 по 2005 год погибли 13886 человек [1]. В табл. 1 приведены данные о динамике коэффициента частоты производственного травматизма со смертельным исходом среди работников отрасли.

Таблица 1

Динамика коэффициента частоты производственного травматизма со смертельным исходом

Коэффициент частоты производственного травматизма со смертельным исходом Год

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

0,15 0,16 0,15 0,13 0,13 0,13 0,13 0,12 0,10 0,13 0,12

Что касается условий, приводящих к развитию производственно-обусловленных заболеваний, необходимо отметить следующее: обследование предприятий отрасли показало, что санитарногигиеническим нормам соответствуют только 3,5% рабочих мест, из них по шуму - 22-32%, вибрации - 2124, загазованности - 18-19, по запыленности - 23-26% [1].

Росту уровня производственно-обусловленной заболеваемости и травматизма способствует, как было указано выше, несовершенная техника. Основная масса рабочих мест на зерноперерабатывающих предприятиях не соответствует требованиям безопасности и оснащена устаревшим оборудованием.

Наконец, одной из причин несчастных случаев является неудовлетворительная организация трудового процесса. При нарушениях в подготовке и проведении технологических процессов пострадали 77,0% работников (табл. 2) [1].

Таблица 2

Нарушения организации трудового процесса, приведшие к гибели работников

Вид нарушения организации трудового процесса В % от общего количества погибших (за период 1988-2005 гг.)

Нарушение требований технологического процесса 42,4

Нарушение в подготовке трудового процесса 30,8

Эксплуатация неисправных технологических машин и оборудования 5,5

Нарушение требований к организации рабочих мест 5,4

Другие нарушения 4,7

Итого 100,0

Сложившаяся ситуация обязывает совершенствовать известные и изыскивать новые, более эффективные методы и технические средства безопасности труда на основе глубокого изучения закономерностей технологических, трудоохранных и производственных процессов.

К одному из направлений решения проблемы можно отнести моделирование системы "Человек -Машина - Среда" ("Ч-М-С") на основе новых информационных технологий. Математическая модель объекта представляет собой совокупность уравнений динамики отдельных составляющих рабочего коллектива в процессе работы.

Процессы, воздействующие на объект, носят случайный характер [2] и соответствуют нормальному закону распределения, плотность распределения вероятностей которого описывается выражением [3]:

Ф) = )-1 ехр[-(х-х)2 /(2сгх2)], (1)

где X, стх, стх2 - среднее значение, стандарт и дисперсия случайной величины X.

В нашем случае входными переменными будут травмообразующие факторы и факторы, приводящие к профессиональной заболеваемости, а также информационно-обучающие потоки, а выходными - производственный травматизм и профессиональная заболеваемость.

В общем случае математические ожидания выходных показателей определяются по формуле [4]:

М(у) = |f(x)^(x)dx, (2)

где f(x) - функциональная зависимость, устанавливаемая при аппроксимации кривой, описывающей динамику производственного травматизма; ср(х) - плотность распределения вероятностей аргумента х.

Предлагаемая методика моделирования основана на формировании схем замещения объектов по аналогии с применяемыми в теории электротехники. Она позволяет определять передаточные функции динамических систем по схемам замещения, а их динамические свойства исследовать на основе анализа амплитудно-частотных характеристик входных и выходных параметров. При этом методика учитывает вероятностный характер внешнего влияния.

Отличительной особенностью функционирования любого рабочего коллектива при выполнении различных технологических операций является вероятностно-статистический характер внешних воздействий, обусловленный многочисленными переменными факторами, непрерывно изменяющимися во времени. К ним относятся изменения параметров микроклимата производственных помещений (температура и влажность воздуха, скорость воздушных потоков), колебания освещенности рабочих поверхностей, шум, вибрация и т.д. Входные внешние воздействия, представляющие собой случайные процессы (рис. 1), оказывают влияние на основные выходные

224

переменные величины у(), определяющие производственный травматизм и профзаболеваемость. Из-за случайного характера внешних факторов хЩ выходные функциональные параметры у() могут рассматриваться в виде случайных процессов или случайных последовательностей.

Чтобы учесть случайные факторы при обосновании оптимальных режимов работы коллектива в процессе выполнения технологических операций, необходимо установить вероятностно-статистические оценки показателей - математические ожидания М(у), дисперсии 0(у), стандарты ау, коэффициенты вариации уу, а также другие количественные характеристики.

Рис. 1. Модель «вход - выход» системы: xi - входная величина, у - выходная величина, y = f(x) - функция связи

Входная Xi и выходная yi переменные величины определяются детерминированной (неслучайной) функциональной зависимостью yi = f(x,). В качестве функций связи применяются функции, полученные при аппроксимации кривых после статистической обработки данных о состоянии производственного травматизма и профзаболеваемости на исследуемом предприятии [5].

Входная величина x представляет собой случайную величину - «травмообразующие факторы», подчиняющуюся арксинусному закону распределения [5]:

Р(х) =

1

WAx -(Х“Х):

г, при (х-х) < Ах;

при (х - х) > Ах

(3)

где х = Х+ Ахвт^лЫ + 0к) - входной показатель, аппроксимируемый уравнением синусоиды; Ь -частота колебаний входной величины; 0к - случайная начальная фаза; X - среднее значение входной величины; Ах - амплитуда входной величины.

Оценочные показатели М(у), 0(у), сту, уу выходных величин рассчитываются по формулам [5]: математическое ожидание:

М(у)= JW(y)dy= Jf(x)^(x)dx;

(4)

дисперсия:

D(y) - J[y - M(y)]2(p(y)dy - }[f(x) - M(y)]2(p(x)dx;

(5)

среднеквадратическое отклонение:

: VD(y);

(6)

коэффициент вариации:

o„

Vy =

M(y)

(7)

0

где ф(у) = cp(x)|dx/dy| - плотность распределения вероятностей случайной величины у; ср(х) - плотность распределения вероятностей аргумента х; f(x) - функциональная зависимость, устанавливаемая при аппроксимации кривых, полученных после статистической обработки данных о состоянии производственного травматизма и профзаболеваемости на исследуемом предприятии.

Таким образом, для основных оценок показателей травматизма с учетом вероятностного характера внешних воздействий необходимо установить функцию связи f(x) (передаточную функцию H(s)) и закон распределения аргумента ф(х). Для этого используется метод информационных цепей [6]. Метод основан на формировании эквивалентной схемы замещения объекта, представляющей собой его топологическое отображение в виде определенным образом связанной совокупности условных обозначений ее элементов. В схему включаются элементы, которые оказывают существенное влияние на решение задачи.

Рабочий коллектив - система, которая может рассматриваться как некоторая структурированная среда, включающая управляющие подсистемы. В большинстве систем можно выделить три типа простейших элементов - носителей энергии (при построении эквивалентных схем используют условные обозначения, принятые в электротехнике):

—I 1~ - элементы, в которых происходят необратимые потери (диссипация) информационной

энергии;

НК

элементы, обладающие способностью накапливать информационную потенциальную энер-

гию;

- элементы, обладающие способностью накапливать информационную кинетическую

энергию.

Сочетанием этих простейших элементов может быть получена схема замещения сложной информационной цепи. При построении схемы замещения информационной цепи объекта необходимо исходить из того, что любая его подсистема может быть отображена в виде элементарного блока, представляющего собой определенным образом связанную совокупность элементов, способных как накапливать энергию (потенциальную или кинетическую), так и необратимо ее рассеивать (рис. 2).

Рис. 2. Г-образная схема замещения элементарного блока информационной цепи

Эквивалентную схему замещения производственного коллектива (рис. 3) можно представить как совокупность взаимосвязанных элементарных блоков - в данном случае отдельных работников.

Итак, на входе блока «рабочий коллектив» действуют факторы производственной среды - травмообразующие факторы и факторы, приводящие к профессиональной заболеваемости. Кроме того, входными величинами являются защитные средства и информационно-обучающие потоки (рис. 4).

Существующая система аттестации рабочих мест по условиям труда позволяет, на наш взгляд, решить проблему получения информации о факторах производственной среды на отдельных рабочих местах предприятия [7].

Гигиеническая оценка производится в соответствии с инструкциями «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» [8]. По гигиеническим критериям условия труда подразделяются на четыре класса - оптимальные, допустимые, вредные и опасные (экстремальные).

Рис. 3. Эквивалентная схема замещения производственного коллектива

Оценка травмобезопасности рабочего места производится на основе Методических указаний по оценке травмобезопасности рабочих мест для целей их аттестации по условиям труда, в соответствии с которыми условия труда по фактору травмобезопасности делятся на три класса - оптимальные, допустимые и опасные [9].

Что касается обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты, то дается оценка соответствия выдаваемых средств индивидуальной защиты требованиям документов, регламентирующих нормы выдачи и требования к средствам защиты. Оценка обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты также оформляется соответствующими протоколами.

Факторы производственной среды ' >

Защитные ^ средства 1 0—

Информационнообучающие потоки ' >

Производственный

коллектив

Производственный травматизм и

производственно-

1__^ обусловленная

0 заболеваемость

}—0

Рис. 4. Входные и выходные величины

Таким образом, в разрабатываемой модели производственного коллектива на входе четырехполюсника действует состояние условий труда и травмобезопасности рабочего места, наличие или отсутствие средств индивидуальной защиты (СИЗ), а также информационно-обучающие потоки, а на выходе системы под действием входных факторов формируются производственный травматизм и производственно-обусловленная заболеваемость. Причем состояние условий труда характеризует «среду» в системе «Ч-М-С», травмобезопасность рабочего места - «машину», а обучающая информация - «человека» (рис. 5).

Если рассматривать входной сигнал в двоичной форме, то целесообразно в качестве "единицы" рассматривать условия, благоприятные для здоровья и жизни работника, а в качестве "нуля" - неблагоприятные. Тогда входные сигналы можно представить в следующем виде (табл. 3).

Таблица 3

Входные величины в двоичном коде

Входная величина Код

Класс условий труда:

1 - оптимальный 1

2 - допустимый 1

3 - вредный (3.1-3.4) 0

4 - травмоопасный 0

Класс травмобезопасности рабочего места:

1 - оптимальный 1

2 - допустимый 1

3 - опасный 0

Степень обеспеченности СИЗ: 1 - рабочее место обеспечено СИЗ 2 - рабочее место не обеспечено СИЗ 1 0

Составной частью системы «Ч-М-С» является человек как элемент рабочего коллектива предприятия (организации). Квалификация работников во многом определяет культуру производства, в том числе и такую важную ее составляющую, как охрана труда.

Поскольку характеристики человека относительно постоянны, а элементы внешней среды изменяются в более широких пределах, то при решении проблем безопасности в системе необходимо учитывать прежде всего особенности человека, который выступает одновременно как объект защиты, средство обеспечения безопасности и источник опасности (в результате ошибок, а также выделения продуктов жизнедеятельности). Обеспечивая безопасность, специалисты при принятии решений могут допускать собственные ошибки.

Рис. 5. Модель "вход - выход" производственного коллектива

Влияние степени обученности работников на состояние условий и охраны труда в настоящее время исследовано недостаточно. Согласно требованиям ГОСТ 12.0.004-90 "Организация обучения безопасности труда", обучение и инструктажи по безопасности труда должны носить непрерывный многоуровневый характер и проводиться при совершенствовании знаний в процессе трудовой деятельности [10]. Предлагаемая методика позволяет рационализировать частоту проведения, к примеру, повторных инструктажей, которые, как показывают многочисленные исследования, оказывают наибольшее влияние на текущий объем знаний работника [1]. Периодичность проведения повторных инструктажей будет, согласно методике, зависеть не только от индивидуальных характеристик работников, но и от влияния факторов производственной среды и от

степени обеспеченности рабочего места средствами защиты. По предложенной методике можно определить

такую периодичность проведения повторных инструктажей, при которой производственный травматизм и производственно-обусловленная заболеваемость работников предприятия будут минимальны.

Литература

1. Зайнишев А.В., Горшков Ю.Г., Юсупов Р.Х. Пути снижения производственно-обусловленной заболеваемости и травматизма работников АПК: моногр. - Челябинск, 2009.

2. Чепелев Н.И. Методы и технические средства повышения безопасности операторов при технологических отказах сельскохозяйственной техники: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - Красноярск, 2004. - 33 с.

3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - 5-е изд. - М.: Высш. шк., 1998. - 576 с.

4. Агеев Л.Е., Шкрабак B.C., Моргулис-Якушев В.Ю. Сверхмощные тракторы сельскохозяйственного назначения. - Л.: Агропромиздат, 1986. - 415 с.

5. Юсупов Р.Х., Горшков Ю.Г., Зайнишев А.В. Моделирование производственного травматизма // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. - № 2. - С. 27-28.

6. Горшков Ю.Г., Юсупов Р.Х., Зайнишев А.В. Информационный подход к анализу производственного травматизма в АПК // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. - № 6. - С. 24-26.

7. Зайнишев А.В. Использование результатов аттестации рабочих мест при моделировании системы "Человек - Машина - Среда" // Достижения науки - агропромышленному производству: мат-лы 28-й междунар. науч.-техн. конф. - Челябинск: ЧГАУ, 2009. - Ч. 3. - С. 70-75.

8. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. P 2.2.2006-05.

9. Методические указания по оценке травмобезопасности рабочих мест для целей их аттестации по условиям труда. - М., 2006.

10. Организация обучения безопасности труда. Общие положения - ГОСТ 12.0.004-90. - М.: Изд-во стандартов, 1991.

---------♦-----------

УДК 664.655:621.365.5 Г.Г. Юсупова, Р.Х. Юсупов

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭНЕРГИЕЙ СВЧ-ПОЛЯ КАК ФАКТОР, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

В связи с ежегодным накоплением инфекции в почве, воздухе и семенах, появилась тенденция к нарастанию большого перечня заболеваний пшеницы, ржи, кукурузы, риса и других сельскохозяйственных культур. В статье рассматривается способ обработки семян сельскохозяйственных культур, обеспечивающий их безопасность, а также повышение качества хлебопекарных изделий.

Ключевые слова: семена, продовольственное зерно, инфекции, хранение, переработка, мука, хлебобулочные изделия, электромагнитное поле, сверхвысокая частота.

G.G. Yusupova, R.Kh. Yusupov ELECTROTHERMAL INFLUENCE BY ENERGY OF THE MICROWAVE FIELD AS THE FACTOR PROVIDING QUALITY AND SAFETY OF BAKERY PRODUCTS

In connection with annual infection accumulation in soil, air and seeds, there is a tendency to increase of the big list of diseases of wheat, rye, corn, rice and other agricultural crops. The way of processing the agricultural crop seeds, providing their safety and bakery product quality increase is considered in the article.

Key words: seeds, food grain, infections, storage, processing, flour, bakery products, electromagnetic field, microwave frequency.