CC BY
17
Literatura
1. Alliluev V.A., Novikov M.A. i dr. Nadezhnost' samohodnyh uborochnyh mashin v sovremennyh ehkonomicheskih usloviyah APK: uchebnoe posobie /pod red. V.A. Allilueva. - Joshkar-Ola: MarGTU, 2001. - 122 s.
2. Barkov A.V., Barkova N.A. Vibracionnaya diagnostika mashin i oborudovaniya, analiz vibracii: uchebnoe posobie. - M.; SPb: SPbGMTU, 2004. - 156 s.
3. Kuznecova E.V. Matematicheskoe planirovanie ehksperimenta: uchebno-metodich. posobie / PGTU. - Perm', 2011. - 70 s.
4. Novikov M.A., Sidyganov YU.N., Gus'kov I.B. Testovoe diagnostirovanie rotornyh rabochih organov sel'skohozyaj stvennyh mashin // Metody i sredstva povysheniya ehffektivnosti ehkspluatacii mashinno-traktornogo parka / LSKHI. - SPb., 1987. - S. 45 - 47.
5. Sidyganov YU.N. Metody i sredstva diagnostirovaniya tekhnicheskogo sostoyaniya molotil'nogo barabana zernouborochnogo kombajna po parametram vibracii i uglovogo uskoreniya razgona: (na prim. zernouborochnogo kombajna "Don-1500"): avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk. - L., 1989. - 16 s.
УДК 638.382
Канд. техн. наук Р.В. ШКРАБАК (ФГБОУ ВО СПбГАУ, shkrabakrv@mail.ru) Аспирант Р.И. ЧАПЛИН Аспирант А.В. ШКРАБАК
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СИСТЕМЫ «ТЕПЛИЦЫ-ЧЕЛОВЕК-РАСТЕНИЯ -
ТЕХНОЛОГИИ - ТЕХНИКА - СРЕДА»
Проблема обеспечения населения регионов овощеводческой продукцией (сезонно или круглогодично) в условиях большинства регионов страны, учитывая их географическое расположение и климат, решается использованием теплиц — наиболее распространённых сооружений защищённого грунта. Эти сооружения получили достаточную популярность и являются пока единственно надежным источником обеспечения людей витаминизированной овощеводческой продукцией в осенне-зимне-весенний период. В связи с восстановлением агропромышленного производства после непродуманных перестроечных реформ потребность в продукции защищённого грунта будет возрастать. Следовательно будут развиваться тепличные комплексы в ближайшей и дальней перспективе. Это особенно важно в зонах, приближенных к большим городам. Надежды на импортозамещение не всегда адекватны отечественному производству; кроме того, целесообразность импортозамещения овощеводческой продукции с учетом комплекса экономических и качественных показателей в части пищевой ценности в ряде случаев не только целесообразна, но и результативна. Поэтому в пригородных земледельческих зонах практически всех регионов страны получили большое распространение (и продолжают расширяться) культивационные сооружения защищенного грунта — теплицы и тепличные комплексы. Экономическая целесообразность таких решений не вызывает сомнений, как и социальная, в части поставки овощей.
Вместе с тем нуждаются в оценке и, как показывают результаты исследований [1-3], совершенствовании условий труда работающего в них персонала (как правило, в значительном большинстве — женщин), поскольку производство плодоовощеводческой продукции в культивационных сооружениях сопровождается травмами и заболеваемостью работников. Однако к настоящему времени не разработаны теоретические положения системы «теплицы-человек-растения-технологии-техника-среда» (Т-Ч-Р-Те-Тх-Ср).
Цель исследования - теоретическое обоснование системы «теплицы-человек-растения- технологии -техника- среда» по трудоохранным параметрам и анализ их взаимосвязи и взаимовлияния на работающих там операторов.
Материалы, методы и объекты исследования. В качестве материалов исследований рассматриваются результаты изучения и анализа условий труда, уровня и причин травматизма и производственно обусловленных заболеваний работников культивационных сооружений при производстве овощеводческой продукции (особенно на опасных и высокоопасных видах работ, включая работы по обслуживанию, ремонту и замене стекольных перекрытий наклонных поверхностей крыш теплиц. Методы исследований базировались на результатах натурных обследований трудоохранных параметров на рассматриваемых объектах с учётом особенностей работ, технологий производства, используемой техники и условий среды, характерных для объекта. Использованы положения логического анализа рассматриваемой системы по трудоохранным параметрам. Объектом исследований являлись теплицы и тепличные комплексы, используемые в них технологии производства, их обслуживания и ремонта, работники теплиц, применяемая техника и наличествующая среда, характерные для объекта.
Результаты исследований. Касаясь этой проблемы, отметим, что трудовая деятельность работников там осуществляется в системе С «теплица Т- человек Ч - растение Р - технологии Те - техника Тх- среда Ср» (Т-Ч-Р-Те-Тх-Ср). Анализ составляющих этой системы С дает основание утверждать, что каждая из них предназначена для решения определенных, предусмотренных конечной целью Ц, задач Зп. Указанные задачи, подчиняясь общей целесообразности, решаются специфическими путями Пс , отличающимися большим разнообразием Рт по срокам реализации Срр, технологиям реализации Тр, используемых для этого агробиологических Аб, энергетических Э ресурсов и систем жизнеобеспечения Сж. Напомним, что реализуемые на разных этапах производства задачи подчинены общей цели - получению продукции П. Операторам О приходится приспосабливаться к производственным условиям Уп с тем, чтобы соответствовать требованиям Тн нормативно-правовой базы [4-8] по условиям, безопасности и безвредности труда Уб.
Таким образом, налицо сложная теплично-технологическая человеко-машинная система с непростыми взаимосвязями, взаимозависимостями и взаимовлиянием.
В общем случае описание изложенного в аналитическом виде может быть представлено следующими зависимостями:
составляющие системы С для достижения цели Ц:
С=/1 (Т-Ч-Р-Те-Тх-СР)=>Ц .
(1)
Цель достигается решением задач З п:
(2)
Задачи Зп достигаются путями Пс :
(3)
Пути Пс реализации достигаются Р т и Пс:
Пс^КЕ^О-О^СрР)].
(4)
Разнообразие путей реализуется
Рщ — /б (Ср. TpJ Аб, Э^Сж).
(5)
Оператор функционирует в условиях:
Условия труда определяются:
Уп = /7[(^=1ТН).С^=1УБ)]. (7)
Анализ приведенных зависимостей показывает, что они являются определяющими в системе (Т-Ч-Р-Те-Тх-Ср) в целевом назначении проблемы. Их внутреннее содержание по производственно-экономическим и трудоохранным параметрам является базой успешного решения проблемы с учетом взаимосвязей и взаимовлияния их друг на друга и конечных результатов (целевая функция).
Для анализа целесообразно изложенные основные положения проблемы представить графически, что приведено на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема функционирования и взаимосвязей в системе (Т-Ч-Р-Те-Тх-Ср); расшифровка параметров дана выше в тексте
Схема системы (1), представленная на рис. 1, определяет логическую последовательность в достижении поставленной цели Ц (7) и поблочно показывает задачи Зп (3), пути Пс (4), их разнообразие Рт (5), условия функционирования оператора О (6) и составляющие Уп (7) этих условий.
Остановимся на анализе составляющих системы С. Как видно из зависимости (1) и рис. 1, основу системы составляют 6 компонентов, каждый из которых является важнейшим в достижении цели и в нашем анализе -равнозначным составляющим равенства (1).
Параметр Т — теплицы, как известно, указывает на то, что это специализированный объект От, характеризующийся конструктивными особенностями Кт, в части габаритов Гт и площади Пт, внутренней планировки Вт, наличия агробиологических Ат систем, теплообеспечения Тт, светообеспечения Ст, температурного Ттр и влажностного Вт режимов для круглогодичной Тк или сезонной Тс работы. Таким образом, в функциональном виде изложенное можно представить так:
Т = /г (От, Кт, Гт, Пт, Вт, Ат, Тт, Ст, Ттр, Вт, Тк, Тс) (8)
Дадим краткую характеристику составляющим последнего равенства. Параметр От касается теплицы (объекта) в целом как социализированного объекта для производства овощеводческой продукции (огурец, томаты, салат, укроп, зелёный лук, рассада, редис, петрушка, сельдерей, грибы и др.). Названный параметр в основном характеризуется назначением для выращивания овощных культур Отк, чем и определены его параметры Отп , внутреннее оснащение Отв, технологии Оте, микроклимат Отм и др. От.д .
Таким образом, можно записать, что:
От = /г (Отк, Отп, Отв, Оте, Отм, От.д) . (9)
Параметр Т обычно задается проектной документацией, где указываются назначение и все основные параметры в соответствии с техническим заданием, реализуемыми
технологиями, выращиваемыми растениями и создаваемыми для этого условиями в соответствии с равенством (8). Поэтому на составляющих равенства останавливаться не будем.
В части второго составляющего равенство (1) — человек Ч отметим, что основными типичными свойствами его являются следующие: возраст Чв, состояние здоровья Чз, профессионализм Чп, психофизиологические свойства Чпс, дисциплинированность Чд и трудолюбие Чт. С учетом изложенного запишем:
Ч = /ч (Чв, Чз, Чп, Чпс, Чд, Чт ). (10)
Составляющие равенства (10) являются важнейшими для достижения цели. Кратко отметим, что эти параметры определяются в соответствии с нормативно-правовыми актами, действующими в стране, трудовым кодексом, касаются медицинских заключений, документов о профессиональной подготовке, заключений медицинских комиссий и др. Параметры выясняются в основном в период производственного обучения, стажировки, испытательного периода и в дальнейшем уже при работе.
Третий параметр системы (1) Р относится к выращиваемым в теплицах растениям. Этим определяется ряд важнейших характеристик, а именно: технологии Рт, создаваемый микроклимат по температуре Рте, влажности Рв, применяемым удобрениям Ру и препаратам Рп, поливу Рпо и др Рдр. В общем виде сказанное можно описать зависимостью:
Р = /р (Рт, Рте, Рп, Рпо, Рдр) (11)
Отметим, что достижение результатов при выращивании Р решающим образом зависит от обеспечения агротехнических мероприятий по составляющим равенства (11).
Четвертая составляющая системы (1) — Те относится к используемым технологиям при выращивании тех или иных культур в теплицах. Как правило, этот параметр определяется агротехническими требованиями Ате к выращиваемым культурам, а также технологическими картами Кте выполняемых работ Атк. Указанными документами предусматриваются технологии на полный цикл работ, включая подготовку почвы Пте для «набивки» теплицы, саму «набивку» Нте теплиц почвой, полный цикл технологии выращивания Вте и уборки Уте урожая. Изложенное в общем виде запишем выражением в аналитическом виде:
Те = /Те (Ате, Кте, Пте, Нте, Вте, Уте ) (12)
Составляющие этого равенства - необходимые атрибуты для каждой теплицы, выполняемые в полном соответствии с агротехническими требованиями. Отметим также, что каждый из параметров зависимости (12) имеет свои особенности, реализация которых влияет на конечный результат цели. К примеру, подготовка почвы к «набивке» теплиц предполагает ряд операций по её качественному (агрохимическому) составу, достигаемому смешиванием её с органическими (как правило) удобрениями, с торфом, другими компонентами с целью обеспечения кислотности, щелочности, микроструктуры, требуемого состава по микроэлементам, пропаривания и др. Эти процессы отличаются трудоемкостью и предполагают наличие своих технологий, техники и оборудования, что и реализуется в практике тепличных хозяйств.
В части используемой техники Тх отметим, что типы ее подбираются с учетом габаритов теплиц. Поэтому превалирующим фактором является малогабаритная техника Мтх. Кроме того, по возможности она должна быть многофункциональной Мтф. Кроме изложенного используется разнообразное оборудование для полива Отх.п, подкормки Отхк, ухода за растениями ОтхУ, борьбы с вредителями ОтхБ (биологическими методами) или Отх.х (химическими методами), съема урожая От.у и его транспортировки из теплицы к
складированию От.т. Таким образом, функциональная зависимость рассматриваемых положений может быть представлена следующим равенством:
Тх = /Тх (Мтх, Мтф, Отх.п, Отхк, ОтхУ, ОтхБ, Отх.х, От.у, От.т) (13)
Составляющие этой зависимости характеризуются широким разнообразием в части марок и видов используемых машин и оборудования, имеющих узконаправленную приспособляемость. Параметр Тх и его составляющие (равенство 13) тесно связаны с выращиваемыми культурами Тхк, габаритами теплиц Тхг и реализуемыми в них технологиями производства Тхпр. Это дает право последнее равенство записать в следующем виде:
Тх = /тх (Мтх, Мтф, Отх.п, Отхк, ОтхУ, ОтхБ, Отх.х, От.у, От.т, Тхк, Тхг, Тхпр) (14)
Важной составляющей системы (1) является среда Ср. В теплицах она создается по всем параметрам для выращиваемых растений на основе агротехнических требований. Это относится к параметрам микроклимата Срм (температура воздуха, его влажность и подвижность), освещенности Ср.о, вентиляции Ср.в в период выращивания культур (круглогодично или сезонно).
Очевидно, что анализируемую ситуацию по обсуждаемому параметру можно формализовать зависимостью вида:
С р =/ср (Срм, Ср.о, Ср.в) (15)
Воздействием на составляющие параметры функциональной зависимости (15) добиваются ситуаций, соответствующих в полной мере (или частично) агробиологическим требованиям выращиваемых культур.
Однако заметим, что всё изложенное в части технологий по полному циклу, техники и оборудования, микроклиматических условий реализуется людьми-операторами.
Таким образом, налицо диссонанс в обеспечении агробиологических требований для растений и психофизиологических и биологических требований по ряду параметров тепличного производства для человека, определенных нормативно-правовой базой [4-8].
Ситуация требует сбалансированных решений по обеспечению указанных требований.
При выполнении всех без исключения технологических процессов в тепличном хозяйстве должны обеспечиваться нормативно-правовые условия труда для работающих. Как показывает практика и отдельные исследования, работающие там люди (как правило, женщины) подвергаются воздействию повышенных температур и влажности длительное время (около 80-88% смены). Кроме того, имеют место сквозняки, ведущие к простудным заболеваниям, а также травмы, связанные с падениями с высоты (при уборке урожая) и на ровной поверхности. При нарушении мер по охране труда при опыливании и опрыскивании растений различными растворами в воздухе теплиц содержатся пары опрыскивающих жидкостей и опыливающих препаратов, что не способствует чистоте воздуха. При недостаточном проветривании и вентиляции внутреннего объема теплиц не гарантируется нормируемая чистота воздуха и через несколько суток после проведенных мероприятий. Ряд внутреннего оборудования теплиц, применяемые тележки для сбора и транспортировки урожая, стеклянные крыши и др. не отвечают элементарным требованиям безопасности, что создает риски травмирования, нередко реализуемые.
Выводы. Изложенное положение, длящееся десятилетиями, не может считаться нормальным и требует теоретического анализа рассматриваемой системы. Приведенные теоретические аспекты позволяют определить факторы каждого из составляющих системы в их взаимосвязи и взаимовлиянии на безопасность и безвредность труда. Конкретизация этих факторов в рассматриваемой системе позволяет определить профилактические мероприятия в направлении стратегии и тактики динамичного снижения и ликвидации травматизма и
производственно обусловленных заболеваний при производстве овощеводческой продукции в культивационных сооружениях защищённого грунта. На этом направлении профилактики важнейшим является комплекс трудоохранных мероприятий, первоочередными из которых по технологиям производства, методам и средствам их реализации, являются инженерно-технические, санитарно-гигиенические, социально-экономические, эргономические и организационно-технические. В указанном направлении решающее слово за трудоохранной наукой и передовой практикой использования её результатов.
Литература
1. Овчинникова Е.И., Шкрабак Р.В. Условия и охрана труда женщин в АПК и пути их улучшения: монография. / Под ред. ЗДНТ РФ, д.т.н., академика НААНУ В.С. Шкрабака. -СПб: СПбГАУ, 2012. - 299 с.
2. Гавриченко А.И. Методы и средства охраны труда на основе моделирования пестицидного загрязнения теплиц: дис... доктора техн. наук. - СПб., 1992. - 390 с.
3. Шкрабак В.С. Биобиблиографический указатель трудов / СПбГАУ Библиотека: сост.: Н.В. Кубрицкая, Н.С. Розанова - 3-е изд. перер. и доп. - СПб, 2017. - 252 с.
4. Конституция Российской Федерации: офиц. текст. - Маркетинг, 2006. - 39с.
5. Гражданский кодекс Российской Федерации от 30.11.94 г. Ш1-ФЗ.
6. Уголовный кодекс Российской Федерации от 13.06.1998 г. - ФЗ (ред. от 28.11.2015 г.).
7. Трудовой кодекс Российской Федерации (по состоянию на 1.06.2014 г.) - М.: АСТ, 2014. - 288 с.
8. ГОСТ 12.0.001. - 89. Система стандартов безопасности труда. Основные положения. ИПК-М.: Из-во стандартов, 1989.
Literatura
1. Ovchinnikova E.I., SHkrabak R.V. Usloviya i ohrana truda zhenshchin v APK i puti ih uluchsheniya: monografiya. / Pod red. ZDNT RF, d.t.n., akademika NAANU V.S. SHkrabaka. -SPb: SPbGAU, 2012. - 299 s.
2. Gavrichenko A.I. Metody i sredstva ohrany truda na osnove modelirovaniya pesticidnogo zagryazneniya teplic: dis... doktora tekhn. nauk. - SPb., 1992. - 390 s.
3. SHkrabak V.S. Biobibliograficheskij ukazatel' trudov / SPbGAU Biblioteka: sost.: N.V. Kubrickaya, N.S. Rozanova - 3-e izd. pererab. i dop. - SPb, 2017. - 252 s.
4. Konstituciya Rossijskoj Federacii: ofic. tekst. - Marketing, 2006. - 39s.
5. Grazhdanskij kodeks Rossijskoj Federacii ot 30.11.94 g. N51-FZ.
6. Ugolovnyj kodeks Rossijskoj Federacii ot 13.06.1998 g. - FZ (red. ot 28.11.2015 g.).
7. Trudovoj kodeks Rossijskoj Federacii (po sostoyaniyu na 1.06.2014 g.) - M.: AST, 2014. -288 s.
8. GOST 12.0.001. - 89. Sistema standartov bezopasnosti truda. Osnovnye polozheniya. IPK-M.: Iz-vo standartov, 1989.
