автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Механико-эргономическое обоснование человекомашинных систем в агроинженерной сфере растениеводства

На правах рутсописи

ЛИПКОВИЧ Игорь Эдуардович

и

МЕХАНИКО-ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ЧЕЛОВЕКОМАШИННЫХ СИСТЕМ В АГРОИНЖЕНЕРНОЙ СФЕРЕ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Специальности: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства;

05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Краснодар 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» СФГОУ ВПО АЧГАА).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ПЛЕШАКОВ Вадим Николаевич, доктор технических наук, доцент ДИМИТРОВ Валерий Павлович, доктор технических наук, профессор ЛЕВШИН Александр Григорьевич Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-

исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВНИИТиН)

Защита состоится « £0» октября 2004 г. в тсс с-

на заседании диссертационного совета Д 220.038.08 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» (КГАУ) по адресу: 350044, г.Краснодар, ул. Калинина, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГАУ

Автореферат разослан « сентября 2004 г.

"Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

М.И. Чеботарев

/Рг^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Механизированное производство продукции растениеводства объединяет значительные технические и трудовые ресурсы. Так, только одна операция - уборка зерновых колосовых культур в трех, хотя и крупнейших субъектах РФ- Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях, - включает в работу около 20 тыс. зерноуборочных комбайнов, более чем 15 тыс автомобилей и автопоездов, тысячи тракторов, сотни зернопунктов и хлебоприемных пунктов, десятки тысяч работников-операторов В послереформенный период существенно возросла нагрузка на один агрегат и, следовательно, на человека-оператора 250-300 и более гектаров в сеюн за счет уменьшения количества технических средств в два раза; примерно во столько оцениваются потери кадров механизаторов как в основном производстве, так и в системе технического обслуживания. При этом до 80 % машинной базы АПК выработало амортизационные сроки Специалисты АПК начали осознавать, что производство продукции осуществляется структурами двойной природы - человеком и машиной совместно, то есть человеко-машинными системами (ЧМС); и человек-оператор способен давать сбо^, менять свою производительность в течение смены так же, как и техническое средство.

Проблема человеческого фактора в инженерных системах изучается уже более пятидесяти лет с постоянным пока что расширением объемов проводимых исследований По своему существу эга проблема системная: она опирается на базы ¡наний из наук о человеческом факторе и машино-использовании, накопленных более чем за пятидесятилетний период.

Стратегической основой настоящих исследований являются разработанные РАСХН концепции развития мобильной энергетики, машиноис-пользования и системы технического обслуживания агроинженерной сферы в целом «Система технологий и машин па период до 2005 года», «Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сель-скохо!яйственной продукции России на период до 2010 года», утвержденная специальной сессией РАСХН в октябре 2003 г

Таким образом, механико-эргономическое обоснование человеко-машинных систем в агроинженерной сфере растениеводства представляется актуальной научно-технической проблемой

Цель исследования - изыскать пути повышения эффективности технологических процессов в агроинженерной сфере растениеводства на основе механико-эргономического обоснования человекомашинных систем Задачи исследования:

1. Разработать общую структуру человекомашинных систем и провести качественный анализ базовых ЧМС

?(К)6 !

2 Разработать методические основы оценки эффективности оборудования, обеспечивающею приемлемые условия труда человека-оператора в ЧМС на базе мобильных энергосредств.

3 Разработать общую модель технологической надежности челове-комашинных систем

4 Разработать рациональные режимы работы базовых челопекома-шинных сис!ем

5 Разработать общие модели производительности технических подсистем в зависимости от факторов внешней среды

6 Разработать обобщенную модель системы «внешняя среда» применительно к агроинженерной сфере растениеводства и способ ее введения в модели операционных производительностсй человекомашинных систем

7 Определить технико экономическую эффективность механико-эргономического обоснования человекомашинных систем в агроинженерной сфере растениеводства.

Объект исследования - машинно-тракторные технологические агрегаты, их группы, звенья, технологические комплексы, структуры технического обслуживания, машинно-технологические станции и их подразделения как человекомашинные системы.

Предмет исследования - закономерности образования и функционирования, параметры структуры и состава базовых человекомашинных систем.

Методы исследования - методы земледельческой механики, теория вероятностных процессов (в том числе нестационарных), инженерная психология и физиология, теории оптимальных систем, математической логики и информации, аппарата специальных функций, экономико-матемашческие методы, системный анализ и общая теория систем, инженерия человеческого фактора.

Научная новизна состоит в разработке закономерностей динамики функционирования человекомашинных систем в переменных условиях внешней среды с выделением рациональных областей их существования, закономерностей анализа и системного синтеза структур базовых технологических и обслуживающих ЧМС, которые обеспечиваются

- структурами моделей базовых ЧМС, отличающимися введением блоков энергетических затрат человека-оператора, логико-энергетическими моделями надежности функционирования человека (аналогов не имеют),

- разработкой фазово-энергетического портрета человека-операюра (аналогов не имеет),

- разработкой рациональных параметров эргономическою обору то-вания мобильных технических средств, определяемых на основе специальной системной экономико-математической модели по ценовым критериям и уровням оплаты труда,

- рациональными режимами работы базовых ЧМС, определяемых на основе экономико-математической модели с введением энергозатрат человека-оператора и основных параметров технологических процессов, выполняемых базовыми ЧМС,

- разработкой обобщенной структуры пятиблочной многоуровневой модели внешней среды с вычислением коэффициентов влияния параметров внешней среды на производительность основных технологических операций, как вероятностных величин, подчиняющихся Бета-распределению,

- разработкой системных моделей надежности механических подсистем в базовых ЧМС, характера изменения надежности и дру1их технико-эксплуатационных показателей в течение жизненного цикла техническою средства, экономико математической модели рационального использования технического ресурса,

- разработкой энер1е1ической модели производительности МТА в виде системы уравнений и исследований зависимости производительности от некоторых параметров внешней среды для случаев детерминированного и вероятностного вариантов модели;

- разработкой специальной графо-аналигической модели расчета влияния на производительность выявленных факторов при механико-эргономическом обосновании ЧМС и введении ее в общую экономико-математическую модель расчета эффективности результатов работы

Практическая тачимость работы заключена в разработках

- модели вычисления допустимого уровня затрат на эрюномическое оборудование технических средств в зависимости от их цены и величины оплаты труда оператора, что позволит обеспечить приемлемые условия труда в течение смены и переносимость оператором работы в течение длительного использования технических средств,

- параметров условий максимально возможной надежности функционирования человека-оператора в ЧМС, определяемых на основе информационно-энергетической модели оператора;

- метода корректного вычисления производительности технических средств на основе энергетической модели производительности при использовании и проектировании новых энергомашин для технологических МТА;

- рекомендаций по рациональному использованию технического ресурса технического средства в период его жизненного цикла с организацией вторичного рынка техники на основе специальной экономико-математической модели;

- методики оценки влияния параметров внешней среды на операционные прои!водительности ЧМС на основе вычисления коэффициентов влияния и их закономерностей, распределенных как вероятностные величины;

- общих направлений организации внешней среды для повышения эффективности функционирования ЧМС,

- метода корректной оценки эффективности функционирования ЧМС и направлений ее повышения

На защиту выносятся следующие положения и материалы:

- общеструктурная модель человекомашинной системы, структуры базовых человекомашинных систем,

- оценочные характеристики условий труда человека-оператора в ЧМС, модель определения эффективности условий труда и оптимимция уровня затрат на эргономическое оборудование,

-модели технологической надежности человекомашинных систем;

- методические основы обоснования организационных структур базовых ЧМС, расчета рациональных режимов работы человека-оператора и ЧМС в целом;

- энергетические модели производительности технических подсистем в зависимости от условий внешней среды при детерминированном и вероятностном описании МТА,

- обобщенная системно-структурная модель внешней среды как большой многоуровневой системы, модели функционирования технических и трудовых ресурсов (внешний человеческий фактор) как функций надежности технических средств и условий работы человека-оператора;

- основы методики расчета эффективности введения результатов механико-эргономического обоснования в хозяйственный оборот, экономико-математическая модель обоснования

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научных конференциях АЧГАА (1999-2003 гг.), ДонГАУ (2004 г), на кафедре БЖД ДГТУ (2002 г), использованы частично в курсах, читаемых на кафедре БЖД АЧГАА Содержание работы опубликовано в 12 статьях в центральных журналах, в 7 депонированных статьях, в монографии «Человекомашинные системы в агроинженерной сфере растениеводства механико-эргономические основы создания и функционирования» под ред акад. РАСХН И.П Ксеневича общим объемом 72,39 п л

Реализация результатов Полученные в работе материалы приняты к использованию МСХ РФ, МСХиП Ростовской области, Ставропольского края и сельхозорганами Краснодарского края с целью повышения эффективности технологических процессов в растениеводстве и при проектировании новой сельскохозяйственной техники с повышенным уровнем эргономичности.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, десяти разделов, выводов и рекомендаций, основного списка литературы из 177 наименований, из них 31 - на иностранных языках, изложена на 781 странице, включает 182 рисунка, 107 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В общем виде человекомашинная система - это совокупность людей и машин, взаимодействующая в рамках некоторого окружения ради достижения комплекса целей.

Теоретической базой формирования научных основ настоящего исследования служит постоянно пополняющийся и совершенствующийся объем знаний в области инженерии чеювеческого фактора и объем знаний, накопленный наукой о машиноиспользовании в агроинженерной сфере за более чем пятидесятилетний период

Поставленную проблему постоянно изучают ВИМ, ВНИИТиН, ВНИПТИМЭСХ, СибИМЭ, СЗНИИМЭСХ, ГОСНИТИ, СПбГАУ, МГАУ, КубГАУ, ЧГАУ, ДГТУ и ряд других НИУ и вузов Значительный личный вклад в ее решение в целом внесли академики ВАСХНИЛ и РАСХН В II Болтинский, М Н Ерохин, Ю.А.Конкин, Л П Кормановский, В М Кряжков, И П Ксеневич, В А Кубышев, В В Кузнецов, Н М Морозов, М С Рунчев, Б С Свирщевский, В И Черноиванов, И Е Янковский, члены-корреспонденты А А Артюшин, В.В Бледных, В В Лазовский, Ю Ф Лачуга, В.Д. Попов, А.Э Северный, Г.Е Чепурин, доктора технических наук Л.Е.Агеев, ВГАшипин, Ю И Бершицкий, П.ПБ>тов, И В Гальянов, О Н Дидманидзе, В Г1 Димитров, В М Дринча, В Г Енике-ев, Э В Жалнин, С В Жак, Ф.С Завалишин, Я И.Заяц, С А Иофинов, Н.Д Келлер, Ю К.Киртбая, Н И Косилов, А М Криков, А.Г Левшин, А Б Лурье, А И Любимов, Н М Марченко, В М Михлин, В С.Мкртумян, Н.И Овчинникова, О А Пенязев, В Н Плешаков, А А Попов, В Б Рыков, Д Н.Саакян, С.Н Сазонов, И Г Савин, А Т Табашников, Е Я Улицкий, В.И.Фортуна, С В Фраер, Р Ш Хабатов, С С Черепанов, В С Шкрабак Особый вклад в решение проблемы интенсификации механизированных процессов в АПК на основе инженерии человеческого фактора внес академик РАСХН Н В.Краснощекое, который разработал теоретические основы повышения производительности труда с помощью активизации человеческого фактора в первичных трудовых коллективах, теоретические основы организации и эффективного использования машинно-технологических станций, современные теоретические основы машино-ис пользования.

Этапы образования человекомашинных систем представлены на рисунке 1. Сельскохозяйственная работа нового технического средства серийного изготовления предусматривается на четвертом этапе. ЧМС здесь образуется с помощью находящихся в распоряжении сельхозтоваропро-

Этап разработки и создания технического средства

Этап испытании

Этап хозяйственной проверки

Этап се 1ьскохозяйственных работ

Внешняя среда

I-1 ет о. ®

в и О!

1 еорети-

■ чески воз-

Техниче- можная (рас-

ская струк- —► четная) выра-

т>за 601 ка за 1 ч

основного

г времени

Техниче-

ское сред-

ство Обратная связь

Обратная связь

Возможная (достигнхтая)

выработка за 1 ч технологическою времени

Оорашая свя^ь

Внешняя Внешняя Внешняя Внешняя

среда 1 среда 2 среда 2 среда Ч

Внешняя среда как це_ю-стная система

Человекомашинная

система

техниче-

ская под- человек

система опера-

(техниче- тор

ское сред

ство)

Фактическая выработка за 1 ч технологическою времени

''Л

Годовой объем работ

Многоуровневая система П01Г0Т0ВКИ оператора: школа --> лицей (колледж) в\з (небольшой процент)

т

Опера гор как представитель массовой профессии

^)б[мтная_свя_зь_

Рис 1. Этапы образования чеювекомашшшьп систем

изводителя работников-операторов как специалистов массовых профессий Основным выходом функционирования ЧМС здесь является годовой объем работы. Именно эти ЧМС изучаются в настоящем исследовании

Первая задача. На рис 2 схематически представлена человеко-машинная система Механическая подсистема (машина) включает средства отображения, органы управления Оба подблока представляют эргономические аспекты машины Остальная совокупность двигатель, рабочие органы и т.п. - представляет отдельный третий подблок «состояние оборудования», который вскрывает сущностные характеристики нового механико-эргономического образования - ЧМС Подсистема человека-оператора включает восприятие информации со средств отображения, обработку информации с принятием решения и управляющие воздействия оператора на органы управления Наиболее важной в схеме является область взаимодействия человека-оператора и механической подсистемы Информация проходит через эту область в обе подсистемы, чем обеспечивается замкнутость представленной модели

Рис. 2. Схематическое представление человеко-машинной системы

При распределении функций между человеком-оператором и машиной следует иметь в виду, что машины и люди в действительности являются несопоставимыми подсистемами люди гибки, но непоследовательны, машины последовательны, но не гибки Предлагается заменить сопоставление человека и машины принципом дополнительности, который утверждает, что функции ЧМС выполняются человеком-оператором и механической подсистемой, людьми и машинами совместно.

В таблице 1 приведены функциональные достоинства и недостатки человека-оператора по сравнению с механической подсистемой, которые принципиально непреодолимы

Раскрытие приведенных положений применено к качественному анализу базовых ЧМС.

Одиночная ЧМС представляет мобильный технологический агрегат в составе двух подсистем: энергомашина с набором рабочих органов, орудий, агрегатируемых машин как техническая подсистема, человек-оператор как вторая подсистема. Одиночной ЧМС в системе коллективного сельхозпредприятия выдается задание на производство определенного вида работы, которое выполняется в определенных недетерминированных условиях при конкретных детерминированных ограничениях На рис 3 представлена структура одиночной ЧМС с блоками взаимодействия.

Рис. 3 Общая структура одиночной ЧМС

Фермерская одиночная ЧМС относится к фермерским хозяйствам в том случае, когда сам фермер является и оператором ЧМС В фермерской ЧМС нет ярко выраженного внешнего задания; ограничения, в которых работает фермерская ЧМС, могут быть весьма жесткими: нет никаких подсистем технического сервиса, заправки топливом и маслами и т п

Таблица 1

Функциональные своГимва человека и машины

№ ц'ц Функциональная область Человек Машина (с доступными к применению бортовыми системами)

1 Считывание данных 1 1 Может контроигровать маловероятные и неожиданные события недоступные дги автоматических систем Ограниченная сложность и альтернативность программ не может адекватно управлять неожиданными событиями

1 2 Низкие пороги чувствительности при благоприятных условиях Как правило, не такие низкие порош как у человоса

1 3 Может чффехпшно различать сигналы в условиях помех Слабое различение сигналов в условиях помех

1 4 Может принимать и выдавать случайную информацию во время основной деятельноеш Обнаружение и отбор случайной информации затруднены или пока невозможны

1 5 П о мех о устой1ч ив о сть Подверженность отказам при неквалифицированном вмешательстве в ее работу

2 Обработка информации 2 1 Способен распознавать и использовать избыточную информацию для упрощения сложных ситуаций Нестабильная способность воспринимать и распознавать сходные образы в пространстве и времени

22 Достаточная надежное 1Ь при достижении одних и тех же целей различными способами (результат алыериативного мышления) Высокая надежность - при увеличении стоимости и усложнении, особенно надежна при выпопнеш« рутинных повторяющихся операций

2 Í Може1 принимать индуктивные решения делать обобщения на основании новых данных Не способна выполнять творческие или индуктивные функции

24 Низкие вычислительные способности как правило, невозможно ожидать вьгработкл оптимальной стратегии Мояно запрограммировать на выбор и использование оптимальных стратегий для высоко вероятных ситуаций

2 5 Низкая скорость переработки информации Скорость обработки информации адекватна требованиям задачи

26 Может выдерживать кратковременные и некоторые посюянные перегр>зки Кратковременные и постоянные перегрузки вызывают огказ системы

2 7 Кратковременная память относительно плохая Превосходная и доступная кратковременная память

3 Прием и передача данных 3 1 Выдерживает относительно небольшие по силе воздействия и генерирует относительно небольшие усилия в течение короткого пр оме-жутка времени Может противостоять очень бо тьшим си ювым нафузкам и генерировать их в течение длительного времени

32 Как травило неудовлетворительно отслеживает одну программу лучше - при перемене профамм приспосабливается к меняющейся ситуации хорошо отслеэю1вает позиционные изменения если их скорость не превышает 3 с 1 Хорошие характеристики слежения для заданных условий

3 3 Производительность со временем может уменьшиться из-за томления или потери интереса обычно восстанавливается после отдыха Ух>дшение рабочих характеристик со временем относительно небольшое необходимы периодический контроль, техническое обслуживание, ремонт

34 Относительно низкая скорость реакции Большие возможности снижения времени реагирования

4 Эргономические качества 4 1 Сравнительно дост>нный и недорогон в эксплуатации при сложив шемся жизненном укладе с учетом реальной сложности способен к обучению Сложность и обслуживание офаничены стоимостью и временем, характеристики заданы

42 Легкий по массе небольшой по размеру для выполняемых функций, энергетические требования - 100 Вт БЪвнозначные сложно сть и функции реализуются ценой радикального увеличения массы мощности расхода ресурсов

4 3 Эксплуатация может требовать агстемы жизнеобеспечения Проблемы эксплуатации возрастают несоразмерно со сложностью

44 Не расходуется в процессе работы заинтересован в самосохранении эмоционален Изнашивается при применении безлична, не отвлосается в работе

Первичный трудовой котектив как ЧМС - это одно из основных подразделений сельхозпредприятий различного уровня и современных машинно-технологических станций, различных организационно технологических систем, которые выполняют основные объемы сельскохозяйственных механизированных работ Организационно под первичными коллективами понимаются механизированные бригады и звенья Задание коллективу выдается системой верхнего уровня через руководителя и от него же принимается выполненная работа В основе разработки задания лежит так называемый сигнальный граф При составлении задания учитывается вариант использования средств оказания помощи в работе (СОПР), которые предназначены для расширения человеческих возможностей по хранению и поиску информации в памяти, а также использования экспертных систем (ЭС), связанных со сложными проблемами выработки реакций ЧМС на условия внешней среды, в которых она функционирует На рис 4 показана схема связей человека-оператора в ЧМС.

Рис. 4. Связи человека-оператора в системе ЧМС

Первичный трудовой коллектив в системе технического сервиса имеет ряд отличий от технологических ЧМС: вспомогательное назначение, направленное на бесперебойное функционирование технических подсистем, функционирует только на остановленных технологических ЧМС; жесткая связь с системами верхних уровней; не может состоять из однотипных одиночных ЧМС, так как выполняет широкий набор работ,

режим работы регулярно-периодический при проведении режимных ТО; сложно планировать трудоемкость и длительность нетабельных работ

Специализированный функциональный комплекс как техночоги-ческая ЧМС по отношению к первичным трудовым коллективам является старшей ЧМС, имеет относигельно высокий уровень иерархии, в его состав входят первичные трудовые коллективы (рис 5) Заказчиком работы - подателем фудового задания - являегся сельхозпредприятие Здесь уже особое место занимает внешняя среда, которая существенно сложнее, чем при функционировании одиночных ЧМС. На этом же уровне ЧМС вводится понятие «организация» - спланированная координация деятечьно-сти 1юдей которые действуя на некоторых нормативных основаниях, в усчовиях раздечения труда при собчюдении установченной иерархии руководства, стремятся к достижению общей цечи или группы целей

Рис. 5 Структурная схема спег^ачизироватюго функционачьного комплекса как организационно-технологической ЧМС

Машинно-технологическая станция как ЧМС имеет внутренней причиной образования реальную возможность повышения сезонной (годовой) выработки на трактор или комбайн в 2,0-2,5 раза На рис. 6 представлена обобщенная структурная схема операционной МТС Рабочее задание выдает МТС непосредственно заказчик - сельхозпредприятие, обслуживаемое МТС, или фермерское хозяйство (их объединение)

Внешняя среда

Машинно-технологическая станция

ы

Задание

Подсистема управления

Трудовой технологический ресурс: операторы мобильных технических средств; операторы сервисной подсистемы

I----1

ОТ ЧМС I | переработки I ■ с.-х. продукции'

I Работа в зоне I I дислокации

ОТ ЧМС | 1-го периода: . уборка зерно- I вых колосовых

Широтное перемещение

ОТ ЧМС 2-го периода: уборка кормовых и подсолнечника

Работа в зоне дислокации

ОТ ЧМС 3-го периода: основная обработка почвы

Возможно широтное перемещение

— Заказчик

^ЭГ

Технологический ресурс: мобильные энергосредства, комбайны,

автомобили, технологические орудия и машины, технические _средства сервисных подсистем_

Подготовка техники: ресурсом ЧМС и сервисных систем

Объем и качество работы, цена работы _

и н 2

I 8-

О

Я

Рис 6 Обобщенная схема операционной МТС

Вторая задача. Параметры условий труда человека-оператора- шумовое (звуковое) воздействие, перемещения и вибрации, освещенность рабочего места и рабочего поля со средствами визуальной информации, микроклимат, а также биомеханические аспекты регламентированы соответствующей нормативно-технической документацией В работе приведено обобщение параметров условий труда оператора на отечественных технических средствах, испытывавшихся на Северо-Кавказской МИС в течение ряда лет в соответствии с действовавшей НТД Следует отметить, что пока не разработана методика определения -эффективности вложений в эргономическую часть технических средств, а расчеты по общей методике оценки эффективности технических средств в целом показывают лишь убыточность затрат на повышение эргономического уровня Однако установлено, что повышение уровня условий труда позволит повысить длительность рабочей смены при неизменных затратах энергии оператора, а следовательно, неизменной оплате труда, при этом возрастает часовая выработка ЧМС Если 11епр - издержки, приходящиеся на единицу работы, как функция цены £ технического средства с определенным набором дополнительного оборудования или устройств по обеспечению рациональных условий труда, то есть иа>р(^), при часовой производительности ЧМС:

Мтт = ¡У^-е-^^У, о < и/ < И/, 0 </< 1, где У/ч - чистая часовая производительность ЧМС;

£тт - цена механической подсистемы без эргономического оборудования;

г) - параметр зависимости, то можно записать:

^ = О (1)

иф = зеар + *2 + кт+кр1и, (2)

здесь Зедр - заработная плата за единицу работы;

т£> - затраты на топливо при выполнении единицы работы (г - стоимость единицы массы топлива);

Кш - затраты на амортизацию, приходящиеся на единицу работы; Креи - затраты на ремонт и техническое обслуживание, приходящиеся на единицу работы.

На основании исследований изменения функций и параметров, входящих в (2), можно записать

1 .

Г] = --—1п

1-

\

И',/

^гаш и задаются.

- 1п

Ктт I

тах J

з =А= м»

"" И/ ¡-е-^к-е *)'

где М,„ - среднемесячная оплата оператора, определяемая трудовым договором, Л"-длительность смены, ч

(V;

где /и,„ - расход топлива на 1 кВт-ч для конкретного двигателя мощностью N кВт,

1У- _ К _ «

где - срок амортизации технического средства, ч; коэффициенты

отчислений на амортизацию и ремонт соответственно Тогда

и - М'" , +

При относительно низкой заработной плате человека-оператора /ю-бые затраты на эргономическое оборудование будут убыточными (в частности цена технического средства типа трактора К-701 с самыми элементарными условиями труда -09 мтн руб )' здесь выгоднее сократить длительность смены до возможной при самых плохих условиях труда, например, менее чем то 4 ч. и иметь три четыре смены механизаторов При заработной плате 7 тыс руб/мес и при длительности смены 4 ч стоимость эргономического оборудования составила уже -200 тыс руб Для тою, чтобы на техническом средстве потребители требовали бы высокого уровня условий труда с затратами на эргономическое оборудование в 600 тыс руб , то есть соизмеримыми со стоимостью основного оборудования которые позволили бы работодателю использовать человека-оператора всю восьмичасовую смену, труд должен быть очень дорот, только тогда и целесообразно обеспечивать высокий уровень условий труда и высокую производительность технической подсистемы Следует отметить, что приведенный расчет носит сравнительный характер

Третья задача предваряется общими энергозатратами человека-оператора в ЧМС, изучаемыми в настоящей работе

При рассмотрении технологической надежности механической подсистемы на примере зерноуборочного комбайна как наиболее сложного агрегата в качестве объекта изучения принимается интегральный параметр, характеризующий потери зерна за молотилкой комбайна. На рис 7

показана одна из реализаций случайного стационарного процесса гаус-совского типа, которым аппроксимируется функция потерь: П(г) = Д;) Тогда в общем виде суммарные потери за молотилкой в течение всего времени работы без остановки процесса составят:

11 13 I,

П' = + |г(0<и +

О ь 14

где временные интервалы (0-^), (^-ц), ~ длительность работы без

остановки, а интервалы (ГгГ2), (Ь-и) ~ длительность остановок процесса из-за технологических сбоев.

Допустимая величина потерь

Т..

[(О /,)], и2 Н)Ли .¿о] -рабош без забивания, [^А/„/£¿5] - работа с повышенными потерями, [£Л(„ - работа с допустимыми потерями, [(Г, Г2Л('з ?4).('5 г6)] - устранение забивания

Рис. 7. Реализация стационарного стохастического процесса потери зерна за комбайном (вариант)

Общая длительность работы комбайна с учетом забивания молотилки и устранения сбоев составит-

\/(1)с!1

к (А)

-+УЧ, '

СИ т/р/ ^

где к - количество сбоев в смену; т[р] - математическое ожидание за время работы; Тп - длительность работы комбайна с потерями/С?), - длительность обнаружения и устранения неполадок.

На основании подобных построений коэффициент технологической надежности работы комбайна как механической подсистемы ЧМС определится выражением'

I //(Д<>*

1 С5")

т 1

здесь П - величина допустимых потерь (Я-" 1,5 %);

Д?ь Д?2-. Л/„ длительности работы комбайна при величине потерь, не превышающих заданную, то естьДД/,)</7.

В работе выполнено более детальное вычисление коэффициента технологической надежности путем введения многочисленных технологических параметров работы комбайна в функцию потерь и использование аналитического аппарата теории выбросов и катастроф

Информационно-энергетическая надежность функционирования человека-оператора рассматривается на основе совмещения двух образов' энергетического, определяемого прямыми энергозатратами на участие в работе ЧМС, и информационного как центра приема и переработки информации, при этом в основу выполнения оператором функций управления с учетом обработки внешней информации положен принцип временной независимости функциональных данных Обобщенная информационно-энергетическая модель человека-оператора представлена на рис 8.

Если в течение смены требуется выполнить п одинаковых операций с удельным расходом энергии и £ групп операций от 2 до к, то общая сменная потребность энергии АС1< на выполнение процесса управления составит.

(6)

4« =пауд1+^&у<>,>

где а„, - удельные затраты энергии'на одну операцию. Последнюю зависимость можно назвать энергетическим портретом управления механической частью ЧМС.

Рис 8. Обобщенная информационно-энергетическая модель человека-оператора

Тогда коэффициент энергетической надежности оператора

фазово-энергетический портрет оператора ^ ^поп ~ энергетический портрет управления

Вероятность ошибки человека-оператора (ВОЧ) в управлении ЧМС в его информационном образе:

ВОЧ-

число ошибок (8)

число возможных ошибок тогда вероятность надежной работы оператора или вероятность информационной надежности его (ВИНЧ) составит:

птгтттт 1 число ошибок ,п.

ВИНЧ = 1 - -7-• (9)

число возможных ошибок

Таким образом, надежность функционирования оператора определяется степенью надежности выполнения поставленных задач по управлению ЧМС Конкретизация соотношения (8), которая детально рассмотрена в диссертации, выполняется с привлечением аппарата математической логики и теории информации. Там же приведены аналитические конструкции для количественной оценки условий безошибочного функционирования человека-оператора.

Четвертая задача. Структура организационной системы характеризуется параметрами сложности, формализации, централизации Сложность относится к степени дифференциации функционирования; формализация определяется отношением правил и методологии поведения операторов (персонала) ЧМС; централизация определяется степенью концентрации или распределением по структуре системы управленческих полномочий в принятии решений.

Зависимость основных технико-экономических параметров ЧМС от рабочих качеств чечовека-оператора и, прежде всего, часовая, сменная и сезонная производительность ЧМС подробно рассмотрены в диссертации

Формирование набора критериев оптимизации организационно-технологических ЧМС' приведенные затраты, интегральные затраты, чистый дисконтированный доход, многокритериальное решение рассмотрены в работе и даны области их эффективного применения Кочичествен-ная оценка организационной структуры основывается на ее топологии с помощью теории информации В работе приведены подученные таким путем соотношения.

В использовании ЧМС и социотехнических систем особое значение имеет график работы подсистемы персонала Построение рабочих гра-

фиков включает в предварительный анализ и факторы, осложняющие адаптацию работников к сменной работе

Обоснование режимов работы выполнено на основе параметрических характеристик организационно-технологических ЧМС, для изучения которых выбраны функциональные специалижрованные комплексы и МТС Режим работы определяет уровень и интенсивность адаптации человека-оператора, его работоспособность и утомляемость, его технологическую надежность и, следовательно, надежность всей ЧМС

В работе изучены особенности функционирования названных выше ЧМС на основе разработки технториы выполнения работ, выделения соответствующих однооперационных и многооперационных технологических блоков во все периоды календарного сельскохозяйственного года Такой анализ позволил выделить специализированные функциональные комплексы в подсистеме многооперационных блоков

Комплексы работают большее время суток - 16-18 ч или круглосуточно. Операторы в ЧМС - МТА работают со сменяемостью через 4-6 ч по два на агрегате Транспортировку продукции от полевых МТА осуществляют транспортные агрегаты, входящие в состав технологических звеньев Звенья по уборке незерновой части урожая и первичной подготовке почвы работают в режиме, как правило, одинаковом с основными уборочными, но moi у г работать и круглосуточно Техническое обслуживание и полевой ремонт осуществляются силами и средствами звена технического обслуживания как ЧМС в условиях более разнообразных режимов работы, чем основные технологические звенья, но в зависимости от режима работы последних

При использовании специализированных функциональных комплексов в составе МТС применяется другой режим работы: уборочно-транспортные комплексы могут работать до 30—40 дней, охватывая уборкой последовательно большие площади не только в районах дислокации МТС, но и в других, более северных районах; пахотные комплексы в южных peí ионах России фактически работают до 3-4 месяцев. Здесь применяется обычная двухсменная работа, круглосуточная двухсменная, круглосуточная трехсменная при достаточном количестве механизаторов

Соответствующий технико-эксплуатационный анализ был выполнен и для однооперационных технологических блоков

На основании приведенных положений были определены исходные режимы работы организационно-технологических ЧМС На рис. 9 показаны графики режимов работы в трех варианта* при различных затратах энергии человеком-оператором (с графиком сменных затрат энергии и их восстановлением)

w

(О

1,0

2,5 S

2,0 S

1,5 S

1,0 S

"g 0,5

s

S. с

0

8 10 Время суток

22 24 Дтштепьностъ смены (по первомх операюр\,5

Рис 9 Графики затрат энергии человеком-оператором при раз шчньп режимах работы организационных

ЧМС I1 и 2' - первый вариант, I и 2 операторы, д штельность работы 1S 4ji мен а через 6 ч), I" и J" - второй вариант, длительность работы 18 ч (смена через 9ч с одним перерывом), / и 2 - третий вариант - круглосуточно, режим работы 1 и 2 операторов (смена 12 ч с <)ai мя перерывами)

4 5 6 7 варианты

ОТЧИСЛЕНИЯ НА РЕМОНТ

3 4 5 6 7 варианты

ЗАТРАТЫ ТРУДА

варианты

ЭКСПЛУАТАЦИОНОННЫЕ ЗАТРАТЫ

2 3 4 5 6 7 варианты

Рис. 10. Изменение технико-эксплуатационных параметров по вариантам режимов работы ЧМС

С помощью алгоритма автоматизированного проектирования были определены экономические показатели работы ЧМС с различными режимами труда; на рис 10 для наглядности приведены графики этих показателей, которые позволяют выбирать рациональные режимы работы базовых ЧМС

Пятая задача. Предложена более общая модель производительности, названная нами энергетической, которая представляет систему из трех уравнений' собственно производительности; уравнения равновесия энергии двигателя энергосредства; тяговой силы или энергии, востребованной рабочими органами технологического орудия или машины, которая для почвообрабатывающего агрегата имеет вид

= уВУ,

• Л^Л = Стр/перУ + (10)

Р,,,,,, >б(/С + кВЬ + £ВЬУ2). Аналогичная модель разработана для зерноуборочного комбайна. На основе детально исследованных процессов в рабочих органах зерноуборочного комбайна, аппроксимации весьма сложных зависимостей и введения постоянных (для условий юга России) было получено уравнение энергозатрат'

8ЫМ = \,ЪОК/КУ + \,4 ■\,92г]1В2У1Уг Я6о>б, ВУУ=д- (11)

где Ск - масса комбайна;

/к - коэффициент перекатывания;

/, /?й, а>д - длина молотильного барабана (ширина молотилки),

радиус и угловая скорость соответственно; ц - коэффициент использования длины барабана, У - урожайность листостебельной массы;

д - секундная подача листостебельной массы в молотильное устройство.

Для графического решения (11) можно записать систему уравнений |у,=5Ндв-1,ЗСкГкУ,

| у 2 =1,4-1,92 г) 1В 2У2У2Кбшб. Решение (12) представлено на рис 11, из которого видно, что применительно к комбайну «Дон-1500» {Ы0„= 220 л с , = 18 ООО кг - с заполненным бункером, /к= 0,12, В- 6 м, Я„0)о = 30 м/с, У - У,„ = 0,8 кг/м2) получаем величину поступательной скорости у=1,86 м/с или 6,7 км/ч; тогда производительггость комбайна за 1 ч чистой работы составит 4,0 га/ч, что в полной мере соответствует данным испытаний

Как видно из уравнений, с увеличением ширины захвата хедера от 5,0 до 10,0 м поступательная скорость комбайна уменьшается, однако

производительность возрастает в 1,2 раза за счет добавления высвобождающейся энергии к общим энергозатратам на технологический процесс

у 1. 18000 1 6000 14000 1 ¿ООО

10000 8000 6000 4000 2000

О 1 2 i 4 V м/с

Рис. 11. Графическое решение уравнения производительности зерноуборочного комбайна

В диссертации разработаны базовые характеристики мобильных агрегатов в условиях вероятностных входных параметров Применительно к тракторным агрегатам рабочие скорости и их математические ожидания, математические ожидания мощности двигателя, часовой производительности, экстремальное значение математического ожидания производительности определены в соответствии с исследованиями проф Л Е Агеева. Для зерноуборочного комбайна в основе определения вероятностных характеристик лежит общее уравнение энергозатрат

М=М+Ы+М+М, (13)

<тщ тп пер и о '

где Ыт„ - затраты энергии на технологический процесс;

Ытр - затраты энергии на поступательное перемещение (перекатывание);

/V,, - потери энергии во всех приводах комбайна;

/V,, - потери энергии на буксование двигательного аппарата В общем виде

= КЧ2- (14)

Будем полагать, что величина подачи с/ - стационарный эргодичный процесс (¡и) или д(1) с математическим ожиданием т\д(1)] и среднеквад-ратическим отклонением а„.

В конечном счете математическое ожидание общих затрат энергии в зерноуборочном комбайне запишется соотношением'

мК6ш 0)] = —— | к

Лм (

+ О»Ур{1т033[к(|)]+ь}+

где Т]м - механический КПД приводов комбайна, Ь„ - участок пути заполнения бункера; С" - эксплуатационная масса комбайна, V - поступательная скорость комбайна

Номинальная мощность двигателя

или в окончательном виде

ы _ м[мобщ{1)\ (16)

ен л п 2 '

1 + £<т„ + уаи где р, <т„, у - специальные коэффициенты

На основе исследований и обобщения имеющихся энергетических параметров зерноуборочного комбайна

ЛГ£= 0,457^ +11,53.7 + /^. (17)

Теперь математическое ожидание чистой производительности комбайна в зависимости от номинальной мощности устанавливаемого двигателя для стационарных процессов составит

пк =\%()мин ', м(\¥ч)= -15,9 + {252,8 + 2,2м[Ыи0щ{1%

Для комбайна типа «Дон-1500» с ориентацией на двигатель ЯМЗ-238

при пк =1900 мин'1, Мн =1240 Ем, (3 = -0,00063, у =-0,0000007, V = 20%, <т„ = 165, о* = 27 225, 1 + рси + уа2„ =0,887 и Л^„//)]=200 и получим Ме11 = 228 л с , тогда

М(у/ч) =-15,9 + (252,8 + 2,2 -147)Р5 =8,1 кг/с, что соответствует пропускной способности комбайна. При пропускной способности 8,5 кг/с, которая допускается рабочими органами, мощность двигателя должна составлять 250 л с.

Шестая задача. Внешняя среда - это фактор, который всегда присутствует в исследовании проблем производительности МТА и носит, по существу, определяющий характер' все алгоритмы, разрабатываемые для определения производительности сельхозмашин и агрегатов, содержат тс или иные параметры внешней среды

На рис 12 показана схема внешней среды применительно к механизированным технологическим процессам в растениеводстве Она состоит из пяти главных подсистем, выражаемых блоками' агроландшафт как агробиологическое многомерное пространство, в котором функционируют ЧМС, блок материальных ресурсов, который ответствен за материальное обеспечение эффективного функционирования ЧМС и одновременно за ограничения по параметрам, входящим в его состав, блок трудовых ресурсов, который ответствен за обеспечение ЧМС качественной рабочей силой и одновременно устанавливает ограничения по ее потребности, энергетическим возможностям, качественному составу и мотивации труда, блок экологизации, блок рыночной инфраструктуры, который обеспечивает реализацию сельхозпродукции и тем стимулирует (или сдерживает) высокоэффективное функционирование ЧМС.

Рис 12 Структура модели внешней среды в агроинженерной сфере применительно к механизированный процессам в растениеводстве

Подсистема агрочандшафта — это важнейшая подсистема внешней среды, выделяемая в ней процессами механизированного производства продукции растениеводства и определяющая базовые параметры произ-

водитетьности ЧМГ По определению академиков Л Н Каштанова и А П Щербакова, в общем виде агроландшафт - это природно-территориаль-ный комплекс, функционирующий как саморегулирующаяся система с относительно единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, единообразными сочетаниями почв биоценозов и определяемой структурой

На рис 13 представлена схема модети агроландшафта как блока внешней среды В агроландшафте наблюдается вариабетыюсть основных параметров, которые изучены в настоящем исследовании

Рис. 13 Схема uoóeiu агроланбшафта как Спока внешней среды

Рассмотрено также влияние конфигурации полей на производительное ib MIA, выявлены зависимости обработанной площади от конфигурации участка, построены зависимости производительности от длины

гона на основе численных экономике математических моделей Для пахотного агрегата детерминированная математическая модель расчета производительности с учетом холостых ходов выразится системой, которая представляет энергетическую модель, дополненную оценкой влияния параметров агроландшафта:

Т =Ик +

' общ т

V.

£

<2-(2к-\)в &0-2кВ

А * = 1,2,...А

В 2

С Г V

^ тр Э тр р

-/С

в =

К

ь{к + £у;)

(19)

и?

Ьх<2

Р = С*

тяги тр ] т '

Для зерноуборочного комбайна.

ш

а-(2к-\)в

(20)

1

в = е 4=1.2, А

. ^ В 2

Здесь разработано 11 вариантов подобных схем расчета производительности Модели позволяют выявить способы рациональной разбивки поля на загоны по критерию максимума производительности уборочных и пахотных агрегатов.

В блоке агроландшафта разработан численный алгоритм определения рациональной длины гона, который легко реализуется в каждом конкретном сельхозпредприятии на основе карты земледелия, зональных севооборотов и конкретных параметров МТП

Подсистема материшыю-технических ресурсов решает общую задачу эффективности функционирования механической части ЧМС Под

эффективностью функционирования будем понимать некоторую количественную характеристику качества и объема выполняемой системой работы, качественную меру выходного эффекта системы, определяемого ее типом, назначением, видом выполняемой работы, внешними условиями.

Для системы из п независимых невосстанавливаемых (в аналитическом смысле) элементов, каждый из которых находится только в двух состояниях отказа или работы, имеем

Я(м + 0 = ф»Но I1 + £ - \ф, (*, )/, (*, +

I -I,

\<1<]<п Г,Г] , ,

где Фа - условный показатель эффективности функционирования системы при условии, что ни один элемент не отказал в интервале [М + г„],

Ф^х) ~ условный показатель эффективности функционирования при условии, что отказал только г-й элемент в момент времени х , (к х ,< ( + г о);

Ф„ условный показатель эффективности функционирования при условии, что отказали только г'-й и у-й элементы в моменты времени х, и х, (г< х ,< г + г 0, к х ,< I + г 0),

Ни _ вероятность того, что ни один из элементов системы не откажет в течение интервала (?,? + / 0), определяемая как:

п

=П гМл+1„), 1=1

где г,(г, т 0) - вероятность состояния работоспособности ;-го элемента в интервале [/, г + г „]; (х,) - плотность вероятности отказа г-го элемента в момент времени х,.

На основании изложенного была определена эффективность функционирования уборочно-транспортного комплекса из 12 основных и двух подменных комбайнов при наработке на отказ полевого агрегата от 16 до 80 ч На практике величина наработки на отказ в 60-80 ч отечественными комбайнами не достигнута. Принятый условный показатель Е(г, ш „) соответствует количеству смен из 18 ч, которые может отработать комплекс с выходом из строя не более двух комбайнов. Для того, чтобы комплекс мог отработать суточную длительность в 18 ч с потерей не более двух комбайнов, он должен оснащаться такими агрегатами, каждый из которых имел бы наработку на отказ в 35 ч, а для работы в течение 8 смен,

при тех же условиях, его наработка на отказ должна составлять 80 ч. Между тем новые отечественные комбайны имеют наработку на отказ, по данным РосНИИТиМ, до 15 ч Поэтому при организации комплексов должна быть проделана большая работа по повышению надежности техники.

К проблеме надежности технических средств примыкает подблок эффективного использования остаточного ресурса технического средства. Для решения этой задачи экономико-математическими методами были построены строгие закономерности изменения ресурса на уровне имеющейся информации.

Характер поведения ресурса технических средств аппроксимируется вероятностной моделью распределения Вейбулла:

77 ' '

Плотность распределения:

п-1

ехр

(>0, и >0, ?7 > 0

0-е остачьных счучаях

Интегральная функция распределения:

т,-1

• ехр

Г \1 / . лч

-- с1у = 1 - ехр -1

1>0,

где а - параметр масштаба; // - параметр формы; при ц > 1 распределение Вейбулла является одновершинным, интенсивность отказов возрастает с течением времени.

Вероятность безотказной работы составляет:

Г

(21) 1-^(г;ту,ст) = ехр--

I.

На рис. 14 приведены характеристики затрат на поддержание работоспособности технического средства, здесь же приведено изменение производительности в различные периоды Анализ показал, что суммар ные затраты на сервисные работы в течение жизненного цикла составили 3648,7 тыс руб., средние удельные затраты - 243 руб/моточас, фактическая выработка за жизненный цикл в 15 000 моточасов составила 10 938 нормочасов при безотказной рабоге; коэффициент безотказности составил 0,729. В работе приведен алгоритм расчета затрат на поддержа-

□

□

^ W 'н2 tüj.2 'нЗ '4

Длительность испопьсования, тыс моточас Рис. 14. График затрат на поддержание работоспособности технического средства в течение жизненного цикла (один агрегат mima трактора К-701 с двумя капитальными ремонтами)

ние работоспособности технического средства. На основании полученных соотношений доказана эффективность использования технического средства без капитального ремонта до уровня 7000-7500 моточасов у первого владельца с последующей реализацией ремонтному предприятию, которое после выполнения капитального ремонта, с доведением ресурса до 0,8, перепродает техническое средство второму владельцу за пониженною цену, между тем первый владелец приобретает новое техническое средство Тем самым создается вторичный рынок техники, выгодный для товаропроизводителей и ремонтных предприятий Все необходимые ценовые соотношения в работе установлены.

В работе приведены зависимости для вычисления коэффициента готовности системы ЗИП, показателей достаточности ЗИП трех уровней, расчета различных страгегий пополнения запасов, показателя достаточности комплекта ЗИП в системе технического сервиса

В составе технических ресурсов рассмотрены вопросы обеспечения топливом и маслами В целом влияние степени обеспеченности технологических ЧМС топливом и маслами сказывается на сокращении сезонной выработки, уменьшении объемов полевых работ, в конечном счете наблюдается снижение производства сельхозпродукции, недобор урожая в больших количествах В работе рассмотрены технические средства обеспечения нефтепродуктами, приведена внутрихозяйственная система регенерации моторных масел

Третий блок внешней среды отражает характеристические параметры трудовых ресурсов, которые в совокупности названы внешним четовеческим фактором, характеризующим оператора в собирательном смысле как субъективную составляющую производительных сил Важнейшие характеристические параметры участия человека в трудовом процессе сводятся к следующим

Способность четовека выполнять работу играет определяющую роль в выполнении им рабочего задания, определяет возможность ЧМС иметь заданную производительность на технологических операциях с заданными выходными параметрами На рис 15 приведен вариант блок-схемы разработки задания При наложении требований программы на профессиональные возможности работников определяется доля из них, способных выполнять эти требования Применительно к технологическим ЧМС определяющим свойством выступает квалификация оператора-механизатора или уровень его профессионального мастерства, который может бьпь повышен с помощью специальных тренажеров, СОПР, экспертных систем (ЭС)

Переносимость работы - наивысший уровень рабочей нагрузки, с которой работник справляется до конца нормального по продолжи гель-

ности трудового периода жизни без каких бы то ни было нарушений здоровья или функциональных возможностей организма. Если стрессовая реакция организма при работе достаточно сильна и продолжается в течение длительного времени, то возникают нарушения здоровья работа становится непереносимой

Рис. 15. Общая схема разработки программы работ для ЧМС по параметру «способности работника»

Приемлемость работы определяется как переносимость работы, параметры которой закреплены законодательными и нормативными актами, в том числе и внутренними (коллективный договор, обязанности профсоюза и т п ) В диссертации рассмотрены условия труда двух основных категорий операторов в КФХ и КСП. Установлено, что свойство приемлемости работы определяется как параметрами переносимости основной работы, так и другими потребностями семьи, а также затратами

энергии на профессионально несвойственные оператору ЧМС функции (особенно в КФХ). Поэтому сюда примыкает четвертое характеристическое свойство - удовлетворение от работы.

Удовчетворенность работой - некоторое отношение к работе, имеющее структурированную и осознанную форму, способное оказывать влияние на трудовую деятельность. Трудовая деятельность сопряжена с выполнением трудовых задач, которые либо поручены работнику, либо определены самим работником Мотивом трудовой деятельности является высокообобщенное содержание класса событий, реализация которых представляет для оператора личный интерес

В работе рассмотрена задача о вычислении вознаграждения за трудовые усилия как о базисной потребности работника, которая формирует удовлетворение работой. Задача решается для условий, когда человек участвует в двух производствах, в КСП в виде оператора ЧМС и в ЛПХ в виде работника, как правило, ручного труда. В КСП работник получает вознаграждение в виде денежных средств и натуроплаты; в ЛПХ работник с помощью своего труда (и труда семьи) перерабатывает натуроплату в потребительные стоимости более высокого уровня в денежном выражении (молоко, мясо и т п ), получая при этом дополнительный доход. В работе построены необходимые зависимости для вычисления эффективности этих производств в функции заграт энергии человеком, установлен уровень доходности, решена задача минимизации 5атрат энергии человеком для двух случаев когда работник работает в КСП и содержит ЛПХ; когда рабожик работает в МТС и в силу широтного использования ресурсов МТС не может содержать ЛПХ - здесь определены соотношения оплаты труда Полученные соотношения, не будучи сами величинами оплаты труда, дают, тем не менее, возможность сопоставлять уровни оплаты труда при назначении ее величины различным категориям работников и тем способствовать росту мотивационной функции

Четвертый блок содержит исследование вопросов экочогизации аг-роинженерной сферы, параметры которого выступают, в основном, в виде ограничений на технологические процессы производства сельхозпродукции и сервисных работ, давая количественную оценку областям существования этих процессов Экологизация агроинженерной сферы растениеводства - это проблема последних двух десятилетий двадцатого века, когда сельхозпроизводство быстро пополнялось тяжелой и большегрузной техникой, широким фронтом развивалась система технического сервиса в полевых условиях В работе рассмотрены действия различных загрязнителей на почву, водяной и воздушный бассейны при различных технологических процессах, разработанные различными НИУ новейшие технические средства, обеспечивающие снижение вредного воздействия на обрабатываемую среду, приводится ряд примеров и организационных

способов снижения вредной нагрузки на окружающую среду, в том числе и при техническом сервисе

Пятый блок - товаропроводящая сеть - это блок, определяющий движение товароматериальных потоков, в которые входят товарная продукция сельхозтоваропроизводителей с продвижением ее в торговую сеть, потребляемые ими материальные ресурсы' технические средства, расходные материалы, услуги В качестве обратной связи выступают финансовые потоки, в которые преобразуется товарная продукция сельхозтоваропроизводителей Товаропроводящая сеть в значительной степени относится к экономическим категориям в системе произволе 1ва сельхозпродукции Однако эффективность ее структуры и функционирования определяет эффективность функционирования агроинженерной сферы в целом и всех входящих в последнюю ЧМС На рис. 16 представлена общая схема товаропроводящей сети с основными материальными, финансовыми и информационными потоками, прямыми и обратными связями

Рассмотренная таким образом внешняя среда представляет сложную многопараметрическую систему Установлено что параметры внешней среды влияют на общую производительность изучаемых ЧМС, однако характер этого влияния и количественные характеристики его весьма различны Поэтому вводится понятие конфигурация внешней среды применительно к отдельным технологическим процессам, которая описывается коэффициентами взияния В табл 2 представлен фрагмент матрицы влияния, которая содержит операционные коэффициенты влияния Теоретически каждый коэффициент меняется в интервале [0<Л"„<Г1] Однако, как показывают имеющиеся результаты эксплуатационных исследований, они существенно больше нуля: [(0,6-0,8)<А"„<(0,9-0,95)] Далее, если иметь в виду сколько-нибудь вещественную производительность при числе коэффициентов не менее 17, то большая часть из них (если не почти все) должна находиться вблизи правой части интервала существования по своим численным значениям. Влияние характеристик внешней среды на парамегры операций тоже носит вероятностный характер' можно допустить, что все К„ - вероятностные величины.

п

Рассматривая случай, когда = (коэффициент влия-

/ = 1

ния всех характеристик внешней среды на г-ю операцию) позволяет ЧМС иметь вещественную производительность: (К\\\„< И', или 0<У/чКо6щ< получим

р(Ко6щ = 0) = О, • Р(Кобщ = 1) = 0, р(Ко6щ < 1) = 0.

и)

Рис 16. Общая схема тоьар<тровО()ящеи сети

¡аГпица 2

Конфш)рация внешней среды на основных по.и-вых операциях и коэффициент нротшииic. ibitocni (фрименг)

Индекс группы влияния / / коэффициенты влияния, к,

Ин- 'Чгроландшафт Ма1сриальные ресурсы

ва чиабельность основные втияние срока службы технических средств

декс операции i Основные операции параметров почв плодородия почв продуктивности с С IbXOJ- к> тьтур Конфигурация полей ере к гва механизации (обеспеченность, надежность) обеспечение техническим сервисом обеспечение топливом и маслами

1 1 4 5 6 7 8

1 Основная отвальная обработка почвы Ао lot Auioi=l *оюз=1 ¿0104 ¿0105 ¿0106 ¿0107 ¿0108

2 Основная безотвальная обработка почвы ¿0201 ¿02ог=1 ¿0203 ¿0304 ¿0205 ¿0206 ¿0207 ¿0208

3 Подготовка почвы под посев ai peí атами типа БДТ ¿озо! ¿0302=1 ¿0303 ¿0304 ¿osos ¿0306 ¿0307 ¿0308

4 Подютовка почвы пот посев arperaiavin runa КУМ ¿0401 ¿0402=1 ¿0403=1 ¿0404 ¿0405 ¿0406 ¿0407 ¿0408

12 Обработка посевов гербицидами и пестицидами дифференцированная ¿1201 = 1 * 1203 ¿1204_1 ¿1205 ¿1206 ¿1207 ¿1208

13 Уборка зерновых колосовых прямым комбайннрованием ¿1301 ¿Ш2=1 ^ 1303 ¿1304 ¿1305 ¿1306 ¿1307 ¿130«

Уборка зерновых колосовых

14 раздельная с изметьчением и разбрасыванием НЧУ ¿1401 = 1 ¿ 1432 Л1403 ¿1404 ¿1405 ¿1406 ¿1407 ¿1408

' 15 Уборка трав на сено ¿1501=1 ¿1502=1 А1503 ¿1504 ¿1505 ¿1506 ¿1507 ¿1508=1

i 16 Уборка кукурузы на силос ¿1601=1 * 1602=1 ¿1603 ¿1604 ¿1605 ¿1606 ¿1607 ¿1608

17 Послеуборочная обработка почвы агрегатами типа БДТ ¿noi ¿1702=1 ¿1703 ¿Г04 ¿1705 ¿1-06 »1707 ¿1708

18 Послеуборочная обработка почвы агрегатами типа КУМ ¿1801 ¿1802=1 ¿i«j3=l ¿1ÍW ¿1805 ¿180« ¿1807 ¿1808

19 I в мобильных 0:1<:^ции.. ' процессах ¿1901 = 1 ! А1902= ¿ 1903=1 ¿1904=1 ¿1905=1 ¿1906 ¿1907 ¿1908

¿2001=1 1 ¿1002=1 ¿2003=1 ¿2004=1 ¿2005=1 ¿2006=1 ¿200 "1=1 ¿2008=1

Üpodo ¡ ж i ши' moó i 2

Индекс операции i Основные операции Индекс группы влияния, / / коэффициенты влияния, к„

Тр\довые ресурсы Экологизация

способности человека-оператора переносимость работы приемлемость работы удовлетворение от рабош экологизация при o6pa6oiKe почвы (возде-чывании) экологизация во¡действий на растения и посевы загрязнение возду итого бассейна энергосредствами загрязнения от технического сервиса Гова-ро-прово дящая сеть

9 10 11 12 13 14 15 16 17

1 Основная отвальная обработка почвы ¿0109 ¿0110 ¿0111 ¿0112 ¿0113 ¿0114=1 ¿0115 ¿0116=1 ¿0117

2 Основная безотвальная обработка почвы ¿0209 ¿0210 ¿0211 ¿0212 ¿0213-1 ¿0214=1 ¿0215 ¿0216=1 ¿0217

3 Подготовка почвы под посев агрегатами типа БД Г ¿0309 ¿0310 ¿0311 ¿0312 ¿0313 ¿0314=1 ¿0315 ¿0316=1 ¿031"

4 Подготовка почвы под посев arpei.ua.MH типа КУМ ¿04 ОТ ¿0410 ¿0J1I ¿0412 ¿0413=1 ¿0414=1 ¿0415 ¿0416=1 ¿04Г

12 Обработка посевов гербицидами и пестицидами дифференцированная Л1109 ¿1210 ¿1211 ¿1212 ¿1213=1 ¿1214 ¿1215=1 ¿1216=1 ¿I2P

13 Уборка зерновых колосовых прямым комбайнированием ¿1309 ¿1310 ¿им ¿1312 ¿1313 ¿1314=1 ¿1315 ¿1316=1 ¿1317

14 Уборка зерновых колосовых раздельная с измельчением и разбрасыванием НЧУ А1409 ¿1410 ¿1411 ¿1412 ¿1413=1 ¿1414=1 ¿1415 ¿1416=1 ¿1417

15 Уборка трав на сено ¿1509 ¿1510 ¿1511 ¿1512 ¿1513=1 ¿1514=1 ¿1515=1 ¿1516=1 ¿1517

16 Уборка кукурузы на силос ¿1609 ¿1610 ¿1611 ¿1612 ¿1613=1 ¿1614=1 ¿1615 ¿1616=1 ¿16Г

17 Послеуборочная обработка почвы агрегатами типа БДТ ¿по» ¿1710 ¿1711 ¿1712 ¿1713 ¿1714=1 ¿1715 ¿1716=1 ¿1717

18 Послеуборочная обработка почвы агре!агами типа КУМ ¿180» ¿1910 ¿НИ ¿1812 ¿1813=1 ¿1814=1 ¿1815 ¿1816=1 ¿1817

19 Операции технического сервиса в мобильных процессах ¿190» ¿1910 ¿1911 ¿1912 ¿1913=1 ¿1914=1 ¿1915=1 ¿1916 ¿1917

в стационарных процессах ¿2009 ¿1010 ¿2011 ¿2012 ¿2013=1 ¿2014=1 k2oi5=l ¿2016 ¿2017

Характер вменения значения К\ как случайной величины, подчиняется закономерностям Бета-распределения:

)= -К )п{к21 ) т{к„, )= П «(0 = П Г^Г-

: I У и +ЧЦ

пе 7 » ц - параметры Бета-распределения (у ^ 2+3//)

На рис 17 представлена блок-схема определения коэффициентов производительности Коэффициенты производительности, как случайные величины, определяются как математические ожидания соответствующего Бета-распределения Это первая группа коэффициентов производительности ЧМС в конфигурации внешней среды Вторая группа коэффициентов относится к параметрам внешней среды, которые имеют граничные значения Сюда относятся обеспечение ЧМС топливом и маслами, средствами технического сервиса и т п Для вычисления этой группы коэффициентов применяется сценарный подход. К третьей группе коэффициентов производительности относятся те коэффициенты влияния, для определения которых требуется специальный методический подход, например, на основе имитационного моделирования

Разработка методики по геиых исследований ЧМС

Обработка полученного при полевых исследованиях ЧМС эмпирического материала хрономегражных (наблюдательных) листов и т п

Построение полигона факт ической производительности ЧМС гга г-й операции \у = ^

11остроение полиг она распределения . _ ^ ф / /IV,

Вычисление э\ширических значений

( Ч ( »

\ 4

п(п -1)

Вычисление оценок

11остроснис Ьста-распределения случайной величины кц. вычисление ег о численных характеристик

1остроение значений £ = т[х/(х)]

Рис. 17 Агрегированная бчок-схема определения коэффициентов производительности в составе конфигурации внешней среды

Седьмая шдача На основании выполненного анализа статистического материала по сезонной выработке зерноуборочных комбайнов и тракторов различных марок в каждом административном районе Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краев, результатов достижений передовых механизаторов, исследований совокупного влияния факторов внешней среды на производительность ЧМС разработана оригинальная методика оценки эффективности полученных результатов При этом использовано три допущения' выявленная в результате анализа максимальная выработка одиночной ЧМС из массива агрегатов не увеличивается при введении в хозяйственный оборот выполненных разработок; чем ниже выработка ЧМС по отношению к ЧМС с максимальной выработкой, тем в большей степени может быть она увеличена (суточная, сезонная, годовая); введение в хозяйственный оборот полученных результатов обеспечивает повышение производительности ЧМС, величина которой обратно пропорциональна фактическому ее значению

Расчеты повышения технико-экономической эффективности функционирования ЧМС проведены для двух вариантов Первый вариант проводился для синтезированной МТС, занятой на трех операциях' уборка озимой пшеницы урожайностью 32 ц/га на площади 7745 та продолжительностью 30 суток; заготовка кукурузного силоса урожайностью массы 240 ц/га с площади 2613 га продолжительностью 30 суток, подъем зяби -отвальная вспашка на глубину 25-27 см на площади 39 170 га продолжительностью 100 суток.

За единицу принимался уровень, который традиционно определяется при расчетах технико-экономической эффективности функционирования МТА и который почти всегда не выдерживается в КСП без специальных мероприятий, разработанных настоящим исследованием За наиболее низкий уровень интенсификации (0,6) принят фактически существующий уровень производительности МТА, где последняя рассматривается без учета человеческого фактора, без введения системы технического сервиса. при низких других коэффициентах в конфигурации внешней среды

Второй вариант предусматривал технико-экономическую оценку эффективности функционирования внутрихозяйственной ЧМС КСП имело 2500 га пахотной площади с десятипольным севооборотом зернового направления и пятипольным кормовым севооборотом площадью 600 га.

На рис 18 приведены графики изменения технико-экономических показателей ЧМС в зависимости от уровня интенсификации

&

105 £

В

95 *

н

«В

а я

85

Рис. 18. Изменение технике-экономических показателей функционирования внутрихозяйственных ЧМС в зависимости от уровня интенсификации

Выполненное исследование представляет попытку осуществить механико-эргономическое обоснование человекомашинных систем в агро-инженерной сфере растениеводства на том уровне знаний поведения человека-оператора, которые к настоящему времени накоплены в инженерии человеческою фактора В агромеханику и машиноиспользование введено представление о том, что мобильные технологические агрегаты и структуры технического сервиса представляют собой двухбчочные чело-векомашинные системы, и вклад каждого из этих блоков в конечный результат функционирования - производительность ЧМС и ее ресурсно-экономические хараюеристики - не может недооцениваться. Введение в машиноиспользование объекта «человекомашинная система» потребовало пересмотра изучения всей агроинженерной сферы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Научные исследования человеческого фактора, выполненные в последние 50 лет в отечественной и мировой науке преимущественно в высокотехнологичных отраслях машиностроения, а также исследования системы «человек - машина - среда» в последние 20 лет в агроинженер-ной сфере, позволили убедительно доказать, что технологические процессы производства сельхозпродукции выполняются не механическими мобильными агрегатами под управлением механизаторов, а человекомашин-ными системами, функционирование которых обеспечивается эффективным взаимодействием человека-оператора и технического средства в рамках единой двухбчочной системы - ЧМС Основные технико-экономические показатели ЧМС определяются вкладом человека-оператора и его свойствами, а также технического средства и его свойствами

2. Человекомашинная система - это совокупность людей и машин, взаимодействующих в рамках некоторого окружения ради достижения комплекса целей, вход в ЧМС образует внешняя среда, выход - продуктивный результат. В ЧМС разделяются функции человека-операюра и функции технической подсистемы с ее структурой, составом и параметрами функционирования, при этом качественный анализ ЧМС выполнен на основе этого разделения.

В ЧМС выделяются базовые системы, к которым отнесены одиночная ЧМС в составе КСП и КФХ, первичные трудовые коллективы (звенья, бригады и т п.) в основных технологических процессах, технологические комплексы и отряды, машинно-технологические станции; определены организационные структуры базовых ЧМС

Успешное функционирование ЧМС обеспечивается разработкой дифференцированных рабочих заданий, которые представляют собой совокупность действий человека-оператора, обеспечивающую реализацию конечной цели ЧМС, установлены рациональные условия ввода СОПР и ЭС в работу ЧМС

3 Условия труда человека-оператора в ЧМС обеспечиваются совокупностью технических средств и оборудования, которые непосредственно не участвуют в выполнении рабочего задания, но имеют цену, соизмеримую с ценой технологического и энергетического блоков технической подсистемы; экономико-математическая модель производительности ЧМС в зависимости от затрат на эргономическое оборудование показывает, что с повышением уровня условий труда возрастает длительность рабочей смены вследствие снижения утомляемости оператора, повышается производительность ЧМС при неизменной удельной оплате труда. Установлено, что чем ниже оплата труда человека-оператора, тем менее эф-

фективно эргономическое оборудование, ибо оказывается целесообразным сократить длительность смены, ввести дополнительную смену с низкооплачиваемым работником по сравнению с введением дополнительного эргономического оборудования для повышения уровня условий труда Решаемая задача носит оптимизационный характер

4 Надежность ЧМС определяется надежностью функционирования человека-оператора и технической подсистемы Определение надежности человека-оператора как вероятности безошибочного принятия управленческих решений ведется на основе специально разработанной информационно-энергетической модели оператора, в результате анали5а которой выявлены условия максимально возможной безошибочности принятия решений, установлены их количественные значения

Надежность технической подсистемы в ЧМС при выполнении технологических операций как вероятностных стационарных процессов вычислялась на основе теории надежности и теории выбросов

Количественные значения надежности ЧМС определялись для пахотного и уборочного агрегатов.

5 Рациональные условия функционирования каждой из базовых ЧМС оцениваются соответствующими режимами работы. Структура ЧМС как системы определяется показателем сложности, который количественно устанавливается с помощью специально разработанной информационной модели по экономическим критериям.

Режимы работы организационно-технологических ЧМС зависят от чередования труда, отдыха, рабочих смен; час юш и направления чередования, формы базовой последовательности и ее продолжительности Режимы работы для базовых ЧМС строились применительно к сезонной модели их функционирования Семь групп, принятых к изучению режимов работы, соответствовали допустимому уровню суточных затрат энер-I ии человеком оператором. Установлено, что в зависимости 01 режима работы удельная оплата труда на пахоте меняется от 11,5 до 16,0, на уборке хлебов - от 30 до 43, на уборке силоса - от 105 до 195 руб./га; изменение затрат на ГСМ на тех же операциях - соответственно от 140 до 190, от 146 до 160, от 282 до 296 руб /га, изменение затрат труда - от 1,2 до 1,7, от 1,7 до 3,4, от 7,7 до 9,4 чел -ч/та Таким образом, выбор режима работы существенно влияет на эффективность функционирования ЧМС

6 Анализ исследований производительности МТА показал, что вычисление производительности по имеющимся моделям несет существенный элемент неопределенности Предложенная замкнутая энергетическая модель производительности МТА отражена системой уравнений, которая разрешима относительно поступательной скорости, ширины захвата агрегата и мощности энергетической установки На основании модели с входными функциями в виде вероятностных процессов установлено, например, что при пропускной способности комбайна «Дон-1500Б» в

8,1 кг/с эффективная мощность двигателя составит 228 л.с , а при пропускной способности 8,5 кг/с, которую мо!ут обеспечить рабочие ортаны комбайна, - 250 л.с.

7 Модель системы «внешняя среда» как пространства функционирования ЧМС состоит из пяти блоков, первый блок - подсистема агро-ландшафга с базовыми параметрами и характеристиками свойств почвы, урожайности, влажности убираемых культур, плодородия почв, рельефа, конфигурации полей, аппроксимируемых случайными стационарными функциями, второй блок - подсистема материально-технических ресурсов с обеспечением основными средствами механизации при фактическом уровне их надежности, обеспечением средствами технического сервиса на основе объемов выполняемых работ, моделями надежности функционирования, структурами обеспечения нефтепродуктами, третий блок - трудовые ресурсы или внешний человеческий фактор с характеристическими параметрами человека-оператора, включающими его способности со средствами их расширения, переносимость работы, приемлемость работы, удовлетворение от работы с аналитической моделью оплаты труда: четвертый блок - подсистема экологических ограничений инженерной сферы с экологизацией процессов при обработке почвы, воздействия на растения и посевы, ограничений по загрязненности воздушного бассейна технологическими энергосредствами и при техническом сервисе; пятый блок - подсистема рыночной инфраструктуры на основе товаропроводящей сети с соответствующими товарно-материальными, финансовыми и информационными потоками как источником финансового ограничения (или обеспечения) выполняемых технологических процессов

Влияние внешней среды на технологические операции оценивается матрицей коэффициентов - вероятностных величин, распределенных по закономерности Бета-распределения в интервале [0; 1,0]

8. Общая технико-экономическая эффективность механико-эргономического обоснования ЧМС оценивается на основе специальной жо-номико-матемашческой модели, предусматривающей повышение эффективности функционирования ЧМС, на основе введения резулыатов разработки. При увеличении среднею уровня интенсификации в операционных МТС с 0,9 до 1,1 эксплуатационные расходы снижаются на 11 г/<, заработная плата работников повышается на 10%; при испольювании всего диапаюна интенсификации ог 0,6 до 1,3 эксплуатационные затраты снижаются на 37%, себестоимость продукции - на 11,3%, заработная плата повышается на 46 % Выполнение уборочного процесса уборочно-фанспортным комплексом по сравнению с одиночной ЧМС по производительности и сезонной выработке обеспечивает повышение на 35-45 У<, по ¡атратам на 1 т зерна снижение на 18-22%, по заработной плате повышение в 1,4-2 раза

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Липкович И Э Теоретические основы разделения системы масло-вода / И Э.Липкович, H П.Бутов, В.Я.Лимарев // Техника в сельском хозяйстве - 1991 - № 6. - С. 26-27

2 Липкович И Э Основы расчета технологических параметров центробежных маслоочистительных аппаратов / И Э Липкович, Н.П.Бутов // Известия высших учебных заведений Северо-Кавказский регион - Сер. Техн. науки, - 1993. -№ 1-2 - С 131-148

3. Липкович И Э Оценка условий труда механизаторов / И Э Липкович, Н.И.Гетьман, А В Калюжный // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2001. - № 7 - С 23-27.

4 Липкович ИЭ Оценка условий труда механизаторов/И Э.Липкович, H И.Гетьман, А В Калюжный, Азово-Черномор гос агроинж. акад. - Зерноград, 2000 - 17 с. - Деп. в ВИНИТИ 10.11.2000; № 2838 -ВОО.

5. Липкович И Э Оценка эффективности технических средств улучшения условий труда / И.Э.Липкович // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2001.-№ 7 -С. 41-43.

6 Липкович И Э Физика процесса ультразвуковой обработки масел / И.Э Липкович, Н.П.Бутов, С.И Камбулов // Техника в сельском хозяйстве. - 2002 - № 6 - С. 34-35

7 Липкович И Э Методы и способы реабилитации водителей автотранспорт в длительных рейсах / И Э Липкович, А Г Куприенко; Азово-Черномор гос агроинж акад. - Зерноград, 2002 - 10 с. - Деп в ВИНИТИ 11 04 2002; № 836 - В2002

8 Липкович И Э Психологические аспекты, влияющие на безопасность дорожного движения, их учет при обучении и профессиональном подборе водителей / И Э.Липкович, А Г Куприенко; Азово-Черномор гос агроинж. акад - Зерноград, 2001. - 16 с. - Деп. в ВИНИТИ 31 05 2001; № 1392 - В2001.

9 Липкович ИЗ Надежность человекомашинных систем / И.Э. Липкович // Механизация и электрификация сельскою хозяйства. - 2001. -№ 12 - С 9-14

10 Липкович И Э Надежность человекомашинных систем (продолжение) / И Э Липкович // Механизация и электрификация сельского хозяйства -2002.-№ 1 -С. 10-13.

11 Липкович И Э Энергетическая модель производительности мобильных агрегатов / И.Э.Липкович; Всерос. НИПТИ механ. и электриф с.-х. - Зерноград, 2003. - 31 с. - Деп. в ВИНИТИ 28 08 2003; № 1628 -В2003.

12. Липкович И Э. Режим работы человекомашинных систем в агро-инженерной сфере растениеводства / И.Э.Липкович; Всерос. НИПТИ механ. и электриф. с.-х. - Зерноград, 2003. - 49 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.08.2003; № 1627 - В2003.

13 Липкович И Э Технический ресурс средств механизации и его использование/И.Э.Липкович; Всерос. НИПТИ механ. и электриф. с.-х. -Зерноград, 2003.-25 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.08.2003; № 1626 -В2003.

14. Липкович И Э Материально-технические ресурсы агроинженер-ной сферы растениеводства / И.Э.Липкович // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. -№ 12. - С. 6-9.

15 Липкович ИЭ Агроландшафт и машиноиспользование И.Э. Липкович // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -

2003.-№ 11. -С. 2-4.

16. Липкович И Э Внешняя среда и ее конфигурация в агроинженер-ной сфере АПК / И.Э.Липкович; Всерос. НИПТИ механ. и электриф. с.-х. - Зерноград, 2003. - 15с. - Деп. в ВИНИТИ 21 10.2003; № 1836 -В2003.

17 Липкович И Э Трудовые ресурсы - важный фактор агроинже-нерной сферы АПК / И Э Липкович // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004. - № 1. - С. 2-5.

18. Липкович И Э Расчет производительности мобильных технологических агрегатов / И.Э.Липкович // Техника в сельском хозяйстве. -

2004,-№2. -С. 30-34.

19. Липкович И.Э Человекомашинные системы в агроинженерной сфере растениеводства: механико-эргономические основы создания и функционирования / И.Э.Липкович / Под ред. акад. И.П.Ксеневича. - Ростов н/Д: Терра, 2004. - 611 с.

20. Липкович И Э Закономерности изменения и использования ресурса мобильного технического средства / И.Э.Липкович // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2004. -№ 7. - С. 18-21.

с

РНБ Русский фонд

2006-4 1078

Сдано в набор 15 08 2004 Подписано в печать 30 08 2004 Формат 60x84 'Лб Гарнитура «Тайме» Уел печ л 2,0 Бумага офсетная Печать офсетная Тираж 120экз Заказ №203

Отпечатано в типографии ООО «Терра» 344034, г Ростов-на-Дону, ул Портовая, 33, тел 99-94-78 ПЛД№ 65-110 от 15 07 97

2 7 ТЧ г%

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Основные определения и положения.

2.2. Человекомашинные системы: анализ общих исследований.

2.3. Человекомашинные системы в агроинженерной сфере.

2.4. Производительность мобильного технологического агрегата: анализ общих закономерностей, влияние человеческого фактора

2.5. Анализ состояния исследований внешней среды.

Человекомашинные системы в агроинженерной сфере агропромышленного производства привлекают к своему изучению все большее количество специалистов.

Рациональные условия использования этих систем, даже не окончивших своего формирования, представляются уже сейчас одним из наиболее существенных факторов повышения эффективности отечественного АПК.

Либерализация экономики, весьма резкая по историческим меркам, связанное с этим сокращение производства технических средств и продукции сельского хозяйства в целом, неразвитость или отсутствие главнейших инструментов рыночной экономики - кредитно-финансовой системы и товаропроводящей сети, интенсивный натиск евро-американской продукции (начиная от предметов питания до производственного аппарата АПК) хорошо организованными и имеющими колоссальный опыт конкурентной борьбы западными фирмами при политико-финансовой поддержке их государств и ряд других причин привели к существенному снижению продовольственной безопасности России. В настоящее время ведутся интенсивные поиски путей стабилизации производства продовольствия в нашей стране, остановки падения выпуска сельхозтехники, повышения эффективности машиноиспользо-вания в растениеводстве, в отечественном АПК в целом, обоснования путей организации разработки и производства новых технических средств в условиях децентрализованной пока что еще транзитивной экономики.

И в основе решения этой, прямо скажем, грандиозной народнохозяйственной проблемы лежит не отдельный машинно-тракторный агрегат как техническая (механическая) система и не группы этих агрегатов в виде механизированных звеньев, бригад, комплексов, а новое сформированное наукой образование - человекомашинные системы, в которых человек-оператор, обладающий определенными свойствами субъекта трудовой деятельности, играет, по крайней мере, не меньшую роль, чем технико-механическая часть. Такой подход должен предусматривать разработку новых основ проектирования технических средств следующих поколений, новых методов проектирования мобильных технологических агрегатов, определения их надежности, режимов работы в одиночном и групповом использовании с обоснованием структур и состава групп в технологических и сервисных предприятиях, синтеза условной работы и внешней среды как основы повышения эффективности функционирования, новых методов технико-экономического обоснования.

Новизна подхода к разработке названных проблем требует и новых научных основ обоснования проектирования, создания и организации использования человекомашинных систем в агроинженерной сфере. Однако формирование научных основ этого направления практически только начато в последние годы двадцатого столетия.

Теоретической базой формирования научных основ могут служить два крупных блока современных знаний. Первый блок - это колоссальный объем знаний, накопленный современной наукой, постоянно пополняющийся и развивающийся, - в области человеческого фактора или инженерии человеческого фактора. Разработка этого направления знаний о человеке ведется уже более пятидесяти лет. Вклад в решение этой проблемы внесли как отечественные, так и зарубежные исследователи; однако, по-видимому, последние несколько больше, - по крайней мере, по количеству решенных задач.

Второй блок - это объем знаний, накопленный наукой по машиноис-полъзованию в агроинженерной сфере также за более чем пятидесятилетний период изучения. Здесь вклад отечественных ученых неизмеримо более высок и в теоретическом плане, и в плане конкретной реализации, чем всей западной науки в целом.

Объединение двух баз знаний - не линейное алгебраическое, а систе-мологическое (системно-структурное) - и позволит разработать основы новой научной платформы исследований, которые, несомненно, окажутся плодотворными.

Стратегической основой наших исследований являются разработанные Российской академией сельскохозяйственных наук (РАСХН) концепции развития мобильной энергетики, развития машиноиспользования и системы технического сервиса, агроинженерной сферы в целом, а также разработанная рядом НИУ под руководством МСХ РФ и РАСХН "Система технологий и машин на период до 2005 г." (Федеральные регистры; Информагротех, М., 1999 -научное руководство академиков РАСХН Л.П. Кормановского и Н.В. Красно-щекова).

Сами исследования велись в соответствии с научно-технической программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК РФ на 1996. .2000 гг., проблема 12 "Разработать научные основы развития системы технолого-технического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирования эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики"; Научной программой на 2001.2005 гг. "Механизация, электрификация и автоматизация: Развитие научного направления "Механика и процессы агроинженерных систем"; "Создание техники и энергетики нового поколения, формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса", разработанных РАСХН; Федеральной целевой программой "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997.2000 гг.".

Настоящая работа, относящаяся к "разработке методов повышения надежности и эффективности функционирования производственных процессов, использования агрегатов, звеньев, технологических комплексов и поточных линий" (краткий паспорт научной специальности 05.20.01, п.5), а также к "обоснованию эксплуатационно-технологических требований к новой и отремонтированной технике, к условиям труда обслуживающего персонала и условий сохраняемости животных" (краткий паспорт научной специальности 05.20.03, п."в"), позволит, как мы надеемся, внести определенный вклад в создание механико-эргономических основ разработки, проектирование, использование человекомашинных систем.

Общие выводы

1. Научные исследования человеческого фактора, выполненные в последние пятьдесят лет в отечественной и мировой науке преимущественно в высокотехнологичных отраслях машиностроения, а также исследования системы "человек - машина - среда" в последние 20 лет в агроинженерной сфере позволили убедительно доказать, что технологические процессы производства сельхозпродукции выполняются не механическими мобильными агрегатами под управлением механизаторов, а человекомашинными системами, функционирование которых обеспечивается эффективным взаимодействием человека-оператора и технического средства в рамках единой двухблочной.

Основные технико-экономические показатели ЧМС определяются вкладом человека-оператора и его свойствами и технического средства и его свойствами.

2. Человекомашинная система - это совокупность людей и машин, взаимодействующих в рамках некоторого окружения ради достижения комплекса целей; вход в ЧМС образует внешняя среда, выход - продуктивный результат. В ЧМС разделяются функции человека-оператора и функции технической подсистемы с ее структурой, составом и параметрами функционирования; при этом качественный анализ ЧМС выполнен на основе этого разделения.

Приведена классификация базовых ЧМС, к которым отнесены одиночная ЧМС в составе КСП и КФХ, первичные трудовые коллективы (звенья, бригады и т.п.) в основных технологических процессах и в технические комплексы и отряды, машинно-технологические станции; определены организационные структуры базовых ЧМС.

Успешное функционирование ЧМС обеспечивается разработкой дифференцированных рабочих заданий, которые представляют собой совокупность действий человека-оператора, обеспечивающую реализацию конечной цели ЧМС; установлены рациональные условия ввода СОПР и ЭС в работу ЧМС.

3. Условия труда человека-оператора в ЧМС обеспечиваются совокупностью технических средств и оборудования, которые непосредственно не участвуют в выполнении рабочего задания, но имеют цену, соизмеримую с ценой технологического и энергетического блоков технической подсистемы; экономико-математическая модель производительности ЧМС в зависимости от затрат на эргономическое оборудование показывает, что с повышением уровня условий труда возрастает длительность рабочей смены вследствие снижения утомляемости оператора, повышается производительность ЧМС при неизменной удельной оплаты труда. Установлено, что чем ниже оплата труда человека-оператора, тем менее эффективно эргономическое оборудование, ибо оказывается целесообразным ввести дополнительную смену с низкооплачиваемым работником по сравнению с введением дополнительного эргономического оборудования для повышения уровня условий труда. Решаемая задача носит оптимизационный характер.

4. Надежность ЧМС определяется надежностью функционирования человека-оператора и технической подсистемы. Определение надежности человека-оператора как вероятности безошибочного принятия управленческих решений ведется на основе специально разработанной информационно-энергетической модели оператора, в результате анализа которой выявлены условия максимально возможной безошибочности принятия решений; установлены их количественные значения.

Надежность технической подсистемы в ЧМС при выполнении технологических операций как вероятностных стационарных процессов вычислялась на основе теории надежности и теории выбросов.

Количественные значения надежности ЧМС определялись для пахотного и уборочного агрегатов.

5. Рациональные условия функционирования каждой из базовых ЧМС оцениваются соответствующими режимами работы. Структура ЧМС как системы определяется показателем сложности, который количественно устанавливается с помощью специально разработанной информационной модели по экономическим критериям.

Режимы работы организационно-технологических ЧМС зависят от чередования труда, отдыха, рабочих смен; частоты и направления чередования; формы базовой последовательности и ее продолжительности. Режимы работы для базовых ЧМС строились применительно к сезонной модели их функционирования. Семь групп принятых к изучению режимов работы соответствовали допустимому уровню суточных затрат энергии человеком-оператором. Установлено, что в зависимости от режима работы удельная оплата труда на пахоте меняется от 11,5 до 16,0, на уборке хлебов - от 30 до 43, на уборке силоса - от 105 до 195 руб./га; изменение затрат на ГСМ на тех же операциях соответственно от 140 до 190, от 146 до 160, от 282 до 296 руб./га; изменение затрат труда - от 1,2 до 1,7, от 1,7 до 3,4, от 7,7 до 9,4 чел-ч/га соответственно. Таким образом, выбор режима работы существенно влияет на эффективность функционирования ЧМС.

6. Анализ исследований производительность МТА показал, что вычисление производительности по имеющимся моделям несет существенный элемент неопределенности. Предложенная замкнутая энергетическая модель производительности МТА отражена системой уравнений, которая разрешима относительно поступательной скорости, ширины захвата агрегата и мощности энергетической установки. На основании модели с входными функциями в виде вероятностных процессов установлено, например, что при пропускной способности комбайна "Дон-1500Б" в 8,1 кг/с эффективная мощность двигателя составит 228 л.е., а при пропускной способности 8,5 кг/с, которую могут обеспечить рабочие органы комбайна, - 260 л.с.

7. Модель системы "внешняя среда" как пространства функционирования ЧМС состоит из пяти блоков: первый блок - подсистема агроландшаф-та с базовыми параметрами и характеристиками свойств почвы, урожайности, влажности убираемых культур, плодородия почв, рельефа, конфигурации полей, аппроксимируемых случайными стационарными функциями; второй блок - подсистема материально-технических ресурсов с обеспечением основными средствами механизации при фактическом уровне их надежности, обеспечением средствами технического сервиса с объемами выполняемых работ, моделями надежности функционирования, структурами обеспечения нефтепродуктами; третий блок - трудовые ресурсы или внешний человеческий фактор с характеристическими параметрами человека-оператора, включающими его способности со средствами их расширения , переносимость работы, приемлемость работы, удовлетворение от работы с аналитической моделью оплаты труда; четвертый блок - подсистема экологических ограничений инженерной сферы с экологизацией процессов при обработке почвы, воздействия на растения и посева, ограничений по загрязненности воздушного бассейна технологическими энергосредствами и при техническом сервисе; пятый блок - подсистема рыночной инфраструктуры на основе товаропроводящей сети с соответствующими товароматериальными, финансовыми и информационными потоками как источником финансового ограничения (или обеспечения) выполняемых технологических процессов.

Влияние внешней среды на технологические операции оценивается матрицей коэффициентов - вероятностных величин, распределенных по закономерности Бета-распределения в интервале [0; 1,0].

8. Общая технико-экономическая эффективность механико-эргономического обоснования ЧМС оценивается на основе специальной экономико-математической модели, предусматривающей повышение эффективности функционирования ЧМС, введение результатов разработки производится обратно пропорционально уровню эффективности ЧМС. При увеличении среднего уровня интенсификации в операционных МТС с 0,9 до 1,1 эксплуатационные расходы снижаются на 11%, заработная плата работников повышается на 10%; при использовании всего диапазона интенсификации от 0,6 до 1,3 эксплуатационные затраты снижаются на 37, себестоимость продукции - на 11,3%, заработная плата повышается на 46%. Выполнение комплексного уборочного процесса уборочно-транспортным комплексом по сравнению с одиночной ЧМС по производительности и сезонной выработке обеспечивает повышение на 35.45%, по затратам на 1 т зерна - снижение на 18.22%, по заработной плате - повышение в 1,4.2 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Агеев Л.Е. Основы расчета оптимальных и допустимых режимов работы машинно-тракторных агрегатов /Л.Е.Агеев. Л.: Колос, 1978.

2. Адамович Н.В. Управляемость современного самолета/Н.В.Адамович. М.: Оборонгиз, 1946.

3. Адамович Н.В. Управляемость машин: эргономические основы оптимизации рабочего места человека-оператора/Н.В.Адамович.-М.:Колос,1977.

4. Алтухова Т.А. Применимость пахотных агрегатов с трактором Т-4А для работы на полях малых размеров с учетом надежности технологического процесса: Автореф. дис. . канд.техн.наук. Иркутск, 2003.

5. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса /П.К.Анохин. М.: Мысль, 1968.

6. Бершицкий Ю.И. Проектирование и оценка эффективности технического оснащения производства продукции растениеводства: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. Зерноград, 2000.

7. Безверхний Л.И. Ремонт трактора "Кировец" /Л.И.Безверхний, В.Я.Сковородин. Л.: Машиностроение, Л.О., 1986.

8. Бледных В.В. Современные зерноуборочные комбайны: состояние, тенденции и концепция развития /В.В.Бледных, Н.И.Косилов, В.Е.Рогоза, В.М.Урайлин. Челябинск, 1998.

9. Болтинский В.Н. Работа тракторного двигателя при неустановившейся нагрузке /В.Н.Болтинский. М.: Сельхозгиз, 1949.

10. Босой Е.С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин /Е.С.Босой, О.В.Верняев, И.И.Смирнов, Е.Г.Султан-Шах /Под ред. Е.С.Босого. М.: Машиностроение, 1977.

11. Бутов Н.П. Научные основы проектирования малоотходной технологии переработки и использования отработанных минеральных масел /Н.П.Бутов. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000.

12. Вайнштейн JI.A. Инженерно-психологические аспекты создания электронных средств автоматизации для МТА /Л.А.Вайнштейн//Тракторы и сельскохозяйственных машины, № 7. 1992.

13. Веденяпин Г.В. Эксплуатация машинно-тракторного парка /Г.В.Веденяпин, Ю.К.Киртбая, М.П.Сергеев. М.: Колос, 1968.

14. Воробейчик Е.А. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень)/Е.А.Воробейчик, О.Ф.Садыков, М.Г.Фарафонов. Екатеринбург: УИФ "Наука", 1994.

15. ВНИПТИМЭСХ: Методические рекомендации по организации машинно-технологических станций. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1997.

16. Гальянов И.В. Улучшение условий и охраны труда механизаторов сельского хозяйства путем совершенствования техники и технологий/ И.В.Гальянов /Автореф. дис. . д-ра техн.наук. СПб-Пушкин, 1999.

17. Гловацкий Е.Я. Из опыта создания трансмиссии с объемным гидроприводом комбайна "Дон-1500"/Е.Я.Гловацкий, К.И.Городецкий, А.Р.Распопов, ДГ.Перунов // Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 12. 1986.

18. Говорущенко Г.Я. Диагностика технического состояния автомобилей /Г.Я.Говорущенко. М.: Россельхозиздат, 1970.

19. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике: основные понятия, термины и определения.

20. ГОСНИТИ. Уборочно-транспортные комплексы: техническое обслуживание. М.: ГОСНИТИ, 1979.

21. ГОСНИТИ. Проблемы технического сервиса в АПК России.- М., 2000.

22. ГОСНИТИ. Рекомендации по организации и функционированию машинно-технологических станций. М., 1996.

23. Губинский А.Н. Методы расчета надежности с учетом параметров системы контроля работоспособности /А.Н.Губинский. Л.: Энергия, 1967.

24. Гунин И.А. Инженерные способы оценки биологического звенасистемы "человек машина - животное"/И.А.Гунин //Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 4. - 1995.

25. Денисов В.Г. Человек и машина в системе управления /В.Г.Денисов. М.: Знание, 1973.

26. Димитров В.П. Совершенствование методов технического обслуживания зерноуборочной техники на основе экспертных систем: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. Зерноград, 2002.

27. Дмитриева М.А. Психология труда и инженерная психология/ М.А.Дмитриева, А.А.Крылов, А.И.Нафтульев. Д.: Колос, 1979.

28. Дринча В.М. Стратегические вопросы развития аграрной инженерии /В.М.Дринча // Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 1.- 2002.

29. Дринча В.М. Развитие агроинженерной науки и перспективы агро-технологий / Под ред. акад. Н.В.Краснощекова. М.: Колос, 2002.

30. Ермоленко В.П. Методические подходы к разработке систем земледелия орошаемых агроландшафтов /В.П.Ермоленко, В.И.Ольгаренко, Г.В.Ольгаренко // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, № 6. 2000.

31. Жалнин Э.В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов /Э.В.Жалнин. М.: ВИМ, 2001.

32. Жуков В.Я. Уборочно-транспортные комплексы на уборке урожая / В.Я.Жуков, Э.И.Липкович, В.Ф.Бирман. М.: МСХ СССР, 1977.

33. Журавлев В.П. Охрана окружающей среды в строительстве / В.П.Журавлев. М.: АСВ, 1995.

34. Завалишин Д.Н. Деятельность оператора в условиях дефицита времени/Д.Н.3авалишин//Инженерная психология и эргономика.-М.:Наука,1977.

35. Завалишин Ф.С. Основы расчета механизированных процессов врастениеводстве /Ф.С.Завалишин. М.: Наука, 1973.

36. Загурский В. Тракторист и машина /В.Загурский// Сельский механизатор., № 12.- 1999.

37. Зангиев А.А. Эффективность использования зерноуборочных ком-байнов/А.А.Зангиев//Механизация и электрификация сельского хозяйства, №10.-2002.

38. Иофинов С.А. Эксплуатация машинно-тракторного парка /С.А.Иофинов. М.: Колос, 1974.

39. Иофинов С.А. Основы технической эксплуатации машинно-тракторного парка/С.А.Иофинов. Д.: Колос, 1982.

40. Иофинов С.А. Агроинженеринг и проблемы механизации земледелия / С.А.Иофинов, В.С.Шкрабак. С-Пб: ГАУ, 1996.

41. Иофинов С.А. Влияние вероятностного характера нагрузки на средние значения показателей работы МТА /С.А.Иофинов// Вестник сельскохозяйственной науки, № 12. 1968.

42. Иофинов С.А. Кинематика тракторных агрегатов при переменном радиусе поворота/С.А.Иофинов: Сб. трудов по земледельческой механики/ Под ред. В.А.Желиговского и М.Н.Летошнева.-Т.У1.-М.-Л.: Сельхозгиз, 1961.

43. Инженерно-психологические требования к системам управления. -М.: Наука, 1967.

44. Каган М.С. Человеческая деятельность/М.С.Каган.-М.: Наука, 1974.

45. Калиненко И.Г. Новое в агротехнике (технологии) возделывания озимой пшеницы в засушливых условиях Ростовской области/И.Г.Кали-ненко. Ростов-на-Дону: Терра, 1999.

46. Кант Г. Земледелие без плуга / Г.Кант. М.: Колос, 1980.

47. Келлер Н.Д. Механико-эргономическое обоснование средств малой механизации сельскохозяйственных работ:Автореф. дис. . д-ра техн. наук. -М., 2000.

48. Киртбая Ю.К. Организация использования машинно-тракторного парка /Ю.К.Киртбая. М.: Колос, 1974.

49. Киртбая Ю.К. Основы теории использования машин в сельском хозяйстве /Ю.К.Киртбая. К.-М.: Машгиз, 1967.

50. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия /В.И.Кирюшин. -М.: Колос, 1996.

51. КНИИСХ. Агротехнические требования к основным технологическим операциям при адаптивных технологиях возделывания озимых колосовых и кукурузы и новые технические средства для их выполнения в Краснодарском крае. Краснодар, 2001.

52. Ковалев Н.Г. Анализ способов микрорайонирования угодий/ Н.Г.Ковалев, В.А.Толин, Д.А.Иванов//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, № 6. 2000.

53. Колмогоров А.Н. Автоматы и жизнь. Кибернетика ожидаемая и кибернетика неожиданная /А.Н.Колмогоров. М.: Наука, 1988.

54. Кормановский Л.П. Эффективные машины и технологии основа развития сельскохозяйственного производства /Л.П.Кормановский//Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 1. - 2002.

55. Красницкий М.С. Биоэлектрическое управление; Человек и автоматические системы /М.С.Красницкий. М.: Наука, 1970.

56. Краснощеков Н.В. Руководство по организации и деятельности коллективов интенсивного труда /Н.В.Краснощеков. Новосибирск: Сибирское отделение ВАСХНИЛ, 1987.

57. Краснощеков Н.В. Основные положения по формированию коллективов интенсивного (высокопроизводительного) труда в сельском хозяйстве/ Н.В .Краснощеков. Новосибирск: Сибирское отделение ВАСХНИЛ, 1987.

58. Краснощеков Н.В. Организация и материальное стимулирование коллективов высокопроизводительного (интенсивного) труда в растениеводстве /Н.В.Краснощеков.-Новосибирск:Сибирское отделение ВАСХНИЛ,1988.

59. Краснощеков Н.В. Коллективы высокопроизводительного труда / Н.В.Краснощеков. М.: Россельхозиздат, 1988.

60. Краснощеков Н.В. Коллектив интенсивного труда КИТ: значение,проблемы, перспективы /Н.В.Краснощекое // Вестник сельскохозяйственной науки, № 5. 1987.

61. Краснощекое Н.В. Каждый за двоих это реально!/ Н.В.Красноще-ков // Сельское хозяйство России, № 6. - 1987.

62. Краснощекое Н.В. Организация коллективов высокопроизводительного труда/Н.В.Краснощекое// Достижения науки и техники, № 1.- 1987.

63. Краснощекое Н.В. Коллективы интенсивного труда: главный вопрос организации /Н.В.Краснощекое // Зерновое хозяйство, № 1. 1987.

64. Краснощекое Н.В. Коллективы интенсивного труда /Н.В.Красно-щеков, В.И.Кирюшин // Земледелие, № 6. 1988.

65. Краснощекое Н.В. Активизация человеческого фактора в первичных звеньях сельскохозяйственного производства /Н.В.Краснощеков// Экономика сельского хозяйства, № 4. 1987.

66. КубНИИТиМ. Информационный бюллетень о результатах испытаний сельскохозяйственной техники в КубНИИТиМ и на МИС РФ. Новоку-банск, 2001.

67. КубНИИТиМ. Информационный бюллетень о результатах испытаний тракторов, сельскохозяйственных машин и перерабатывающего оборудования в зоне Кубани. Новокубанск, 1998.

68. Курицкий Б.Я. Возможный метод оценки эффективности системы "человек техника" Б.Я.Курицкий. - JL: Колос, 1971.

69. Левшин А.Г. Разработка методов повышения эффективности использования мобильных сельскохозяйственных агрегатов как человекомашинных систем: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. М., 2000.

70. Левшин А.Г. Сельскохозяйственная техника и работоспособность механизатора /А.Г.Левшин //Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 1.- 2000.

71. Лейтас A.M. Модель переработки информации человеком в процессе управления мобильной машиной /А.М.Лейтас, О.М.Макаревич// Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 3. 1982.

72. Линтварев Б.А. Научные основы повышения производительности земледельческих агрегатов /Б.А.Линтварев. М.: Россельхозиздат, 1962.

73. Липкович Э.И. Методические основы расчета и создания мобильных технологических агрегатов /Э.И.Липкович, Ю.И.Бершицкий, В.Б.Рыков, И.А.Камбулов, В.П.Богданович. Ростов-на-Дону: Терра, 2002.

74. Липкович Н.Э. Оптимизация структуры, состава и размещения комплексов регенерации отработанных масел: Автореф. дис. . канд.техн. наук. Зерноград, 1995.

75. Липкович Э.И. Методические основы организации машинно-технологических станций /Э.И.Липкович // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, № 2. 1996.

76. Липкович Э.И. Организация машинно-технологических станций в условиях дефицита материально-технических ресурсов /Э.И.Липкович, Н.И. Агафонов, А.Ф Устенко, Л.М.Сергеева. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1999.

77. Липкович Э.И. Процессы обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов /Э.И. Липкович. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1973.

78. Логинов Л.Н. Зерноуборочные комбайны двухфазного обмолота/ Л.Н.Логинов, Г.Ф.Серый, Н.И.Косилов, В.П.Гаврилов.-М.:Агропромиздат, 1999.

79. Ломов Б.Ф. Человек и техника /Б.Ф.Ломов. Изд. 2-е. - М.: Советское радио, 1977.

80. Ломов Б.Ф. Основы инженерной психологии /Б.Ф.Ломов, Б.А.Душков, В.Ф.Рубахин, Б.А.Смирнов. М.: Высшая школа, 1977.

81. Ломов Б.Ф. Человек в системах управления/Б.Ф.Ломов.- М.: Знание, 1967.

82. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов /А.Б.Лурье. Изд. 2-е. - М.: Колос, 1981.

83. Математическая энциклопедия.-Т.2.-М.:Советская энциклопедия, 1979.

84. Машинные технологии и техническое обеспечение устойчивого производства зерна в засушливых условиях: Труды/ВИМ. Т. 135. - М., 2000.

85. Методические указания по составлению проекта агроландшафтнойорганизации территории и систем земледелия с комплексом противоэрозион-ных мероприятий. п.Рассвет: ДЗНИИСХ, 2001.

86. Методология исследований по инженерной психологии труда / Под ред. А.А.Крылова. JL: Изд-во Ленинградского ун-та, 1974.

87. Методы инженерно-психологических исследований в авиации / Под ред. М.П.Доброленского. М.: Машиностроение, 1975.

88. Михлин В.М. Теоретические основы прогнозирования технического состояния тракторов и сельскохозяйственных машин: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. М., 1972.

89. Мкртумян B.C. Теоретические аспекты надежности систем "человек машина - среда" /В.С.Мкртумян//Сб. трудов: СО ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1980.

90. Николаев В.И. Инженерно-психологические вопросы построения комплекса "человек-машина"; Инженерная психология/В.И.Николаев. М.: Наука, 1977.

91. Овчинникова Н.И. Надежность технологических систем "человек -машина среда" в растениеводстве: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. - Новосибирск, 2001.

92. Ожегов С.И. Словарь русского языка/С.И.Ожегов.-М.:Русский язык, 1984.

93. Омаров A.M. Управление и человек/А.М.Омаров. М.: Наука, 1989.

94. Поздняков В.Д. Повышение функциональной надежности операторов машинного доения коров /В.Д.Поздняков//Техника в сельском хозяйстве, №4.- 1995.

95. Полуэктов Е.В. Методология организации территории на эколого-ландшафтной основе/Е.В.Полуэктов,М.И.Арбузов.- Новочеркасск: НПИ, 2000.

96. Пригожин А.И. Организация: системы и люди /А.И.Пригожин. М.: Политиздат, 1983.

97. Прохоров А.И. Анализ и синтез системы "Человек машина"/ А.И.Прохоров, Р.Э.Эльбур. - Рига: Мысль, 1973.

98. Пугачев B.C. Теория случайных функций/В.С.Пугачев.- М.: Физмат,

99. Пустыгин М.А. Теория и технологический расчет молотильных устройств / М.А.Пустыгин. М.: Сельхозиздат, 1948.

100. Ронжин О.С. Методы оценки информационной загрузки операторов /О.С.Ронжин. Д.: Энергия, 1976.

101. Рунчев М.С. Организация уборочных работ специализированными комплексами /М.С.Рунчев, Э.И.Липкович, В.Я.Жуков. М.: Колос, 1980.

102. Рунчев М.С. Поточная организация полевых работ /М.С.Рунчев, Ю.М.Сисюкин, Н.И.Чупринин. М.: Россельхозиздат, 1981.

103. Русанов В.А. Проблема переуплотнения почв движителями и эффективные пути ее решения /В.А.Русанов. М.: Колос, 1998.

104. Рыков В.Б. Механико-технологическое обоснование технических средств и агрегатов для обработки почвы в условиях засушливого земледелия юга России: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. Зерноград, 2001.

105. Саакян Д.Н. Система показателей комплексной оценки мобильных машин /Д.Н.Саакян. М.: Агропромиздат, 1988.

106. Сазонов С.Н. Методология эффективного формирования и использования производственных ресурсов в крестьянских (фермерских) хозяйствах: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. Саратов, 1998.

107. Самсонов В.А. Основы теории мобильных сельскохозяйственных агрегатов /В.А.Самсонов, А.А.Зангиев, Ю.Ф Лачуга, О.Н.Дидманидзе. М.: Колос, 2000.

108. Сахапов Р.Л. Ресурсосберегающие культиваторы для многоукладного хозяйствования /Р.Л.Саханов. Казань: Кн. изд-во, 2000.

109. Сахапов Р.Л. Механизация ресурсосберегающего аграрного производства /Р.Л.Сахапов / Под ред. Н.К.Мазитова. Казань: Кн. изд-во, 2000.

110. Сергеев О.А. Схема мыслительного процесса поиска отказов и неисправностей; Военно-инженерная психология/О.А.Сергеев.-Харьков:Наука, 1971.

111. Свиридов В.И. Колхоз им. Ворошилова на подъеме /В.И.Свиридов// Овцы, козы и шерстяное дело, № 4. 2001.

112. Свирщевский Б.С. Эксплуатация машинно-тракторного парка/ Б.С.Свирщевский. М.: Сельхозгиз, 1950.

113. Синяков В.Е. Оценка условий труда операторов на тракторах/ В.Е.Синяков // Тракторы и сельскохозяйственные машины, №10.-1991.

114. Скидан Ю.Ф. Моделирование технологических систем возделывания сельскохозяйственных культур /Автореф. дис. . д-ра техн.наук. -Новосибирск, 1989.

115. Смирнов Б.А. Человек труд - техника /Б.А.Смирнов, Н.М.Самашкина. - Харьков: Прапор, 1975.

116. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами /Пер. с англ. // Под ред. В.А.Диткина и Л.Н.Кармазиной/ Под общ. ред. М. Абрамовича и И.Стиган. М.: Наука, 1979.

117. Справочник: Надежность технических систем /Под ред. проф. И.А.Ушакова. М.: Радио и связь, 1985.

118. Трапезников А.В. Человек в системе управления /А.В.Трапезников // Наука и жизнь, № 2. 1972.

119. Тракторы "Кировец" (устройство и эксплуатация).-М.:Колос, 1978.

120. Технологии дифференцированного применения удобрений: Труды 1-й Международной научно-технической конференции по проблеме дифференцированного применения удобрений в системе координатного земледелия, 30-31 октября 2000 г. Клин: НИКПТИЖ, 2000.

121. Трубилин Е.И. Механико-технологическое обоснование и разработка энергосберегающей технологии использования соломы на удобрения: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. Зерноград, 1996.

122. Турбин Б.Г. Сельскохозяйственные машины: теория, конструкция, расчет / Б.Г. Турбин, А.Б. Лурье, С.М. Григорьев, Э.М. Иванович, С.В. Мельников. М.-Л.: Колос, 1963.

123. Фирсов М.М. Радионавигационная система для мобильных сельскохозяйственных агрегатов/М.М.Фирсов, А.И.Викторов, А.М.Чмель//Трак-торы и сельскохозяйственные машины, № 11.- 2002.

124. Фортуна В.И. Основы устойчивости качественных показателей технологических процессов, выполняемых МТА: Труды /Волгоградский СХИ. Т.39. - Волгоград, 1971.

125. Фраер С.В. Организация работы МТС в колхозах /С.В.Фраер. М.: Сельхозгиз, 1952.

126. Хабатов Р.Ш. Научные основы прогнозирования оптимальных параметров и состава машинно-тракторного парка для комплексной механизации сельскохозяйственного производства: Автореф. Дис. . д-ра техн.наук. -JI.-Пушкин, 1971.

127. Хан Г. Статистические модели в инженерных задачах /Пер. с англ.//Под ред. В.В. Налимова / Г.Хан, С.Шапиро. М.: Мир, 1969.

128. Хачатрян Х.А. Стабильность работы почвообрабатывающих агрегатов /Х.А.Хачатрян. М.: Россельхозиздат, 1974.

129. Хекхаузен X. Мотивация и деятельность /Х.Хекхаузен //Пер. с нем. Т. 1 и 2. - М.: Педагогика, 1986.

130. Ходов Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования /Б.Ф.Ходов, Б.А.Дидусев /Под ред. К.В.Фролова. М.: Машиностроение, 1986.

131. Хубиян K.JI. Обоснование метода поиска неисправностей в зерноуборочных комбайнах с применением экспертных систем: Автореф. дис. . канд.техн.наук. Зерноград, 2001.

132. Цибулевский И.Е. Человек как звено следящей системы /И.Е.Цыбулевский. М.: Наука, 1981.

133. Человеческий фактор. В 6-ти томах /Под ред. Г.Салвенди//Пер. с англ. под общей ред. чл.-кор. АПН СССР В.И.Зинченко и д-ра психол.наук В.М. Мунипова. М.: Мир, 1991.

134. Чепурин Г.Е. Инженерно-технологическое обоснование процесса уборки зерновых в экстремальных условиях /Г.Е.Чепурин. Новосибирск: СибИМЭ, 2000.

135. Черепанов С.С. Использование земледельческих агрегатов. В 2-хчастях /С.С.Черепанов. М.: Росинформагротех, 2000.

136. Черноиванов В.И. Проблемы машинных технологий сельскохозяйственного производства /В.И.Черноиванов //Техника в сельском хозяйстве, № 5. 2002.

137. Черноволов В.А. Теория бросковых аппаратов для сплошного и локального внесения минеральных удобрений: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. J1.-Пушкин, 1982.

138. Шеповалов В.Д. Автоматическая оптимизация режимов работы агрегатов /В.Д.Шеповалов//Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 1.- 1978.

139. Шипелевский Г.Б. Эргономическое обеспечение создания средств автоматизации контроля и управления машинно-тракторными агрегатами/ Г.Б.Шипелевский, Л.А.Вайнштейн /Труды НПО НАТИ. М., 1990.

140. Энциклопедия кибернетики. Т.1. - Киев: Наукова думка, 1974.

141. Эргономика, проблемы приспособления условий труда к человеку /Под ред. В.Ф.Венда // Пер. с польск. В.И. Тонина. М.: Мир, 1971.

142. Эргономика: принципы и рекомендации: методическое руководство. Изд. 2-е, перераб. /Под ред. В.М.Мунипова. - М.: Мысль, 1983.

143. Юшин А.А. Исследование на математической модели показателей работы тракторного двигателя /А.А.Юшин, В.Г.Евтенко, В.А.Вернигор// Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 11. 1973.

144. Янке Е. Специальные функции: функции, графики, таблицы /Е.Янке, Ф.Эмде, Ф.Лёш/Пер. с 6-го нем. изд.//Под ред. Л.И.Седова. М.: Наука, 1968.

145. Adams J.A. Issues in human reliability, Human Factors, 24, 1982.

146. Berglund L., Gonzales K. Occupant acceptability of eight-hour long temperature ramps, ASHKAE, 84. Pt.2, 1978.

147. Bekey G.A. The human operator in control systems, In: K.B.De Green, Ed. Systems psychology, New York: Mc Graw Hill, 1970.

148. Chapanis A., Gerner W.K. Morgan C.T. Applied Experimental psychology; New York; Wiley, 1947.

149. Coermann K.K. The mechanical impedance of the human body in sitting and standing positions at law frequencies; Human Factors, 4, 1962.

150. Chaffin D.B., Andersson G., Occupational Biomechanics, Wiley, New York, 1984.

151. Cailliet R. In Shoulder pain. 2nd edition, F.A. Davis, Philadelphia, 1981.

152. Campbell J.P., On the nature of organizational, In: P.S. Goodman, J.M. Pennings, Eds., New perspectives on organizational effectiveness, San Francisco, Jossey-Bass, 1977.

153. Caplan R.D., Cobbs S., French J.K.P., Harrison R.V., Pinnean S.R., Job demands and worker health;Washington DjCU.S.Government Printing Office,1975.

154. Emory F.E., Trist E.L., Sociotechnical Systems, In: C.W. Churchman and M. Verhulst, Eds, Management science: Models and techniques, Vol.2, Oxford: Pergamon, 1960.

155. Fitts P.M. Human engineering for an effective air navigation and traffic control system, Washington, D.C.: National Research Council, 1951.

156. Hacker W., Aligcmeine Arneits; und Ingenieurpsychologie, 1978; Bern: Huber.

157. Jordan N., Allocation of functions between man and machine in automated systems; Journal of Applied Psychology, 47, 1963.

158. Ktittinger В., Rosenstiel L.V., Molt W., Motivation des wirtscha-ftlichen Verhaltens; Stuttgart, Kohlhammer, 1974.

159. Kelley R.J., Schmider M.F. The twelve-hour shift revisited: Recent trends in the electric power industry; Journal of Human Ergology, 1982.

160. Kotarbinsky Т., Traktat о dobrey robocie, wyd.III, Warszawa, 1965.

161. McFarland R.C., Human Factors in air Transport design; New York: McGraw-Hill, 1946.

162. Merkel J., 1885; Dir ceitlichen verhaktnisse der Willensthatigheit, Philosphiscke Studien (Leipyig).

163. Mowbroy G.H., Gebhard J.W., Man's sensers as information channels (Report CM-936). Baltimore: Applied Physics Laboratory, The John Hopkins University; 1959.

164. Neuderger О., Allerneck N., Messung und Analuse von Arneits-zufriednheit (Schriften zur Arbeitspszcholoqie, № 26, 1978), Bern: Huber.

165. National Institute for Occupational Safety and Health, in: Work practices quecle for produces guide for manual lifting (Technical Report) NIOSH, Cincinnati, OH, 1981.

166. Pew R.W., Introduction to Human factors engineering; In R.W. Pew, P. Green, eds, Human factors engineering, Ann. Arbor. Mc.: The University of Michigan College of Engineering, 1984.

167. Rifkin K.J. and Everhart M.C., Position performance aid development, Valencia, PA. Applied Science Association, 1971.

168. Robbins S.R., Organizational theory: The structure and design of organizations; Engilwood Cliffs, NJ: Prentice-Haff, 1983.

169. Swezey R.W., On the use of performance aids in increasing job effectiveness. Proceedings: Systems Engineering Conference, National Institute of Industrial Engineers; Las Vegas, NV, 1975.

170. Szilagyi A.D. Jr and Wallace M.J.Jr. Organizational behavior and performance, 3ed ed., Glen View. IL; Scott, Foresman, 1983.

171. Yearbook Agricultural Engineering, V. 10, 1998, p. 109. 114.

172. Wever R.A. The circadian system of man, Berlin:Springer-Verlag, 1979.

173. Walsh J.K., Tepas D.I., Moss P., The EEG sleep of night and rotating shift workers, in L.C. Jonson, D.I. Tepas, W.P. Colquhon and M.J. Colligan, Eds, Biological rhythms, sleep and shift work, New York: Spectrum Publications, 1981.

174. Wueff J.J. and Berry P.C., Aids to Performance. In: R.M. Gagne, Ed. Psychological principles in system development, New York, Holt, Rinehart 8 Winston, 1963.

175. Zwicker E., Scharf В., A model of loudness summation. Psychological Review, 72, 1965.

176. Рассмотрев материалы диссертационной работы и соответствующие публикации в российских научно-технических изданиях, Департамент установил следующее.

177. Выполненные разработки во многом существенно новы и носят прорывной характер, особенно с позиций системности рассмотрения.

178. Заместитель директора Департамента научно-технической политики и образования Минсельхоза России1. JI.C. Орсик

179. ДЕПАРТАМЕНТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ

180. Механико-эргономическое обоснование человекомашинныхсистем в агроинженерной сфере растениеводства», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук

181. Т^т^йместитель министра сельскогои продовольствия Ростовской

182. И.В. Кузнецов 1 'У "2004 г.1. ЗАКЛЮЧЕНИЕна диссертационную работу И.Э. ЛИПКОВИЧА "Механико-эргономическое обоснование человекомашинных систем в агроинженерной сфере растениеводства", представленную на соискание ученой степени доктора технических наук

183. Начальник отдела механизации ^и лизинга министерства сельскогохозяйства и продовольствия Ростош^биошшсти Н.Ф. Клюев