автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Повышение безопасности мобильной сельскохозяйственной техники за счет совершенствования эргономических параметров

ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние вопроса

1.1 Аналитический обзор основных методов оценки безопасности

1.2 Анализ проблем, связанных с интегральной оценкой безопасности и эргономичности сельскохозяйственной техники

1.3 Разработка методологии количественной оценки безопасности и эргономичности сельскохозяйственной техники

2. Разработка методики интегральной оценки

2.1. Определение структуры показателей. Построение дерева свойств

2.2. Определение показателей свойств сельскохозяйственных машин,-, ? , '

2.3. Определение значений поксГзгатёгЛ&й дерева свойств

2.4. Определение весомости единичных, групповых и обобщенных показателей дерева свойств в системе интегральной оценки безопасности сельскохозяйственной техники

2.5. Выявление характеристик оцениваемого объекта

2.6. Определение значения интегральной оценки

3. Методика исследований. Экспериментальные установки.

3.1. Исследования значений интегральной количественной оценки безопасности сельскохозяйственной техники

3.2. Исследования значений комплексной эргономической оценки сельскохозяйственной техники

3.3. Исследование влияния значений оценки «Эргономичность» и «Техническая безопасность» на свойство «Приспособленность к применению»

3.4 Исследования свойства "Экологичность"

3.5 Исследование свойства "Стойкость"

Сельскохозяйственное производство является стратегической отраслью, которая должна обеспечивать продовольственную безопасность России. В ней занято около трети трудоспособного населения. Более половины предприятий сельского хозяйства относится к опасному классу условий труда по травмобезопасности. Профессиональная заболеваемость за последние пять лет возросла в 2 раза. На протяжении многих лет сохраняется сложное положение с условиями и охраной труда. Так, с 1994 по 1999 год включительно погибли 2911 трактористов, 277 комбайнеров, что составило 34,21 % от всех несчастных случаев с летальным исходом. Продолжительность заболевания одного случая у механизаторов на 15-20 % превышает аналогичный показатель среди других профессий сельского хозяйства. Особенностью является то, что у механизаторов поражаются пояснично-крестцовая часть тела, сердечно - сосудистая система, опорно-двигательный аппарат.

Анализ причин несчастных случаев и случаев профзаболеваний, проведенный ВНИИОТ г. Орел, показал, что за 10 - 12 лет до наступления пенсионного возраста до 70% опытных механизаторов оставляют работу; у 50% механизаторов неудовлетворительные условия труда, которые являются основной причиной смены профессии. Большинство механизаторов не доживают до пенсионного возраста.

Такое положение происходит в результате воздействия неблагоприятных факторов условий труда, уровни которых ниже нормальных. Из-за нерациональной компоновки рабочих мест Аа мобильной технике, выпускаемой промышленностью России, механизатор находится в дискомфортных условиях. Органы управления техникой устроены так, что при воздействии на рычаги и педали приходится 5 расходовать значительную мускульную энергию.

Основными причинами несчастных случаев и профессиональной заболеваемости механизаторов являются - несовершенство технологических процессов, высокий износ оборудования и машин, неудовлетворительная организация труда, некачественное обучение безопасным методам труда или его отсутствие, невозможность обновления парка машин и оборудования, низкая трудовая и производственная дисциплина и т.д.

Изложенное и недостаточная объективность путей совершенствования условий и охраны труда на основе научно-обоснованных (правовых и социально-экономических) нормативов, не только в действующем производстве, но и на этапах создания новой техники и технологии, а также создание благоприятных и безопасных условий труда работникам, предупреждение несчастных случаев на производстве, профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний ставит исследования в разряд важнейших.

Поэтому, перечисленное выше определяет цель исследований - повышение безопасности мобильной сельскохозяйственной техники за счет совершенствования эргономических параметров при использовании тракторов.

Задачи исследования.

1. Разработать метод интегральной оценки безопасности мобильной сельскохозяйственной техники за счет совершенствования эргономических параметров на примере сельскохозяйственных тракторов.

2. Обосновать систему частных оценок безопасности сельскохозяйственных тракторов.

3. Выявить природу качества сельскохозяйственных тракторов, разработать классификацию свойств, определить способы измереб ния и оценки свойств безопасности и эргономичности.

4. Выявить санитарно-гигиенические, организационно-технические, социальные, экономические способы воздействия на свойства безопасности и эргономичности.

5. Разработать частный метод оценки эффективности предлагаемых способов влияния на свойства безопасности и эргономичности.

Для решения поставленных задач в первом разделе диссертации было выявлено состояние вопроса, выполнен аналитический обзор основных методов оценки безопасности, анализ проблем, связанных с интегральной оценкой безопасности сельскохозяйственной техники, разработана методология количественной оценки безопасности и эргономичности на основе методов квалиметрии.

Во втором разделе была разработана методика интегральной оценки. Для этого была определена структура показателей и построено дерево свойств, определены показатели дерева свойств, их значения, весомости в системе интегральной оценки безопасности, а затем выявлены необходимые характеристики тракторов.

В третьем разделе проведены исследования частных оценок свойств системы ЧМС и их влияния на значения интегральной оценки. Определены коэффициенты сохранения эффективности свойств. Построена шкала оценки ущерба здоровью механизатора в зависимости от класса вредности условий труда.

В четвертом разделе проведены исследования повышения безопасности сельскохозяйственных тракторов за счет совершенствования эргономических параметров.

Технико-экономическая эффективность работы приведена в пятом разделе.

Раздел «Выводы» объединил результаты выполненной работы.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Комплексная оценка безопасности производственных процессов и оборудования как научная проблема была сформулирована и включена в программу НИР в нашей стране и за рубежом в начале 80-х годов.

Постановка проблемы была обусловлена необходимостью коренного усовершенствования применяемых методов организации работ по охране труда путем перехода к научно-обоснованному управлению процессом обеспечения безопасных и здоровых условий труда, начиная со стадии создания и проектирования технологий, машин и производственных объектов.

Измерение и количественная оценка уровня безопасности производственных процессов и оборудования относятся к числу сложных научных проблем, требующих многоплановых решений на стыке естественных и социально-экономических наук. Трудности ее решения связаны с тем, что уровень производственной безопасности определяется не только потенциальной опасностью используемой техники, но и степенью оптимальности согласования его характеристик с психофизиологическими возможностями человека, обучением и квалификацией рабочих, характером и степенью воздействия на работающих неблагоприятных факторов окружающей среды, организацией управления обеспечением безопасности в процессе эксплуатации.

При решении задач комплексной (интегральной) оценки безопасности труда наряду с методами, применяемыми при оценке качества продукции, используется аппарат теории вероятности и теории надежности.

Наиболее перспективной методической основой управления охраной труда является системный подход к проблеме. Использование 8 системного подхода, однако, требует соответствующего предварительного уровня развития проблемы, позволяющего объективно описать процесс безопасного функционирования системы как органически целого. Наибольшие трудности на этом пути связаны с разработкой адекватных точных характеристик системы с учетом в явном виде психофизиологических факторов человека и комплексного учета вредного воздействия на организм совокупности вредных факторов. В связи с изложенным, неизбежно поэтапное решение проблемы и соответствующее использование результатов исследований[1].

1.1 Предпосылки для разработки метода интегральной оценки безопасности

Подобно тому, как, в свое время, теория надежности развивалась из количественной оценки степени доверия к машине, с точки зрения ее работоспособности, так и в настоящее время предпринимаются попытки количественно оценить машину, технологический процесс с точки зрения безопасности труда. В этом отношении накоплен значительный опыт, нуждающийся в систематизации и обобщении.

Как видно из рисунка 1, охрана труда - это, прежде всего, правовые, социально - экономические, организационно-технические, сани-тарно - гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия, обеспечивающие безопасность и эргоно-мичность воздействия факторов производственной среды и трудового процесса.

В связи с этим рассмотрим эргономические требования к сельскохозяйственной технике, которые устанавливают соответствие производственного оборудования антропометрическим, физиологиче9 ским, психофизиологическим и психологическим свойствам человека и обусловленным этими свойствами гигиеническим требованиям с целью сохранения здоровья человека и достижения высокой эффективности труда. Эргономические требования устанавливаются в виде: значений эргономических показателей качества изделий и показателей качества деятельности оператора (операторов); заданий по достижению определенных свойств изделий, их составных частей и применяемых материалов, процессов управления изделием, уровня профессиональной подготовки операторов (при отсутствии нормативных значений эргономических показателей качества).

Рис. 1 Функциональная схема определения "Охрана труда".

1 - правовые; 2 - социально - экономические; 3 - организационно-технические; 4 - санитар-но - гигиенические; 5 - лечебно-профилактические; 6 - реабилитационные; 7 - иные мероприятия. 8,9 - безопасные, вредные и опасные условия труда; 10 - условия труда.

Состояние и уровень условий труда зависят не только от экономических отношений, господствующих в обществе, но и от характера производительных сил, научно-технического развития производства. Внедрение новой техники, технологии и предметов труда приводит к появлению новых неблагоприятных факторов условий труда [49].

Степень совокупного воздействия на человека неблагоприятных факторов в самом разнообразном их сочетании наиболее полно характеризует степень этого воздействия - категория тяжести труда. ш

Для характеристики отклонений от нормальных условий труда механизатора применяются такие понятия, как напряженность и тяжесть труда, а также работа во вредных и опасных условиях.

В сельскохозяйственном производстве неблагоприятная производственная обстановка создается производственной пылью, загазованностью, повышенной влажностью, производственным шумом и вибрацией, вынужденным статическим положением, неудобной рабочей позой, тяжелым физическим напряжением.

По большинству параметров факторов, определяющих состояние условий труда, механизаторы подвергаются воздействию комплекса неблагоприятных производственных факторов, среди которых определяющими являются низкочастотная общая и локальная средне-частотная вибрация, вынужденная рабочая поза со значительным физическим и статическим мышечным напряжением на фоне неблагоприятного микроклимата, повышенные уровни запыленности и шума.

Результатом этого является мх "лидирующее" положение среди работников сельского хозяйства по показателям профессиональной заболеваемости. Так, 53,4% всех регистрируемых в сельскохозяйственном производстве профессиональных заболеваний и отравлений приходится на механизаторов. Интенсивный показатель частоты выявляемое™ профессиональных поражений среди них в 3,8 раза превышает среднеотраслевой уровень.

Структура профессиональной заболеваемости механизаторов формируется в основном за счет вибрационной болезни (56,2%), заболеваний опорно-двигательного аппарата (22,4%), органов дыхания (9,8%) и слуха (7,5%).

Вибрационная патология у механизаторов начинает формироваться уже в первые пять лет работы на сельскохозяйственной техниш ке (0,1 % выявляемых случаев вибрационной болезни) и достает максимума при стаже более 25 лет (67,3%).

Поражения опорно-двигательного аппарата проявляются преимущественно в виде пояснично-крестцовых радикулитов. Распространенность их возрастает по мере увеличения стажа и достигает пика к 20 годам работы на машино - тракторных агрегатах (Ш"А). В основе хронических воспалений пояснично-крестцового нерва в данном случае лежит микротравматизация мягких тканей, корешков нервов и костно-связочного аппарата в результате толчкообразных колебаний, статических и физических нагрузок при управлении МТА.

Заболеваемость хроническими бронхитами проявляется обычно после 5 лет работы на машино - тракторных агрегатах. Частота этих заболеваний у механизаторов со стажем работы 10-14 и 15 и более лет соответственно в 3,2 и 4,5 раза выше, чем при стаже до 10 лет. Причем, среди механизаторов, постоянно работающих на уборке зерна, хронические бронхиты выявляются в 2 раза чаще. Это обстоятельство можно объяснить воздействием на них высоких концентраций пыли, особенно зерновой, обладающей фиброгенным, аллерга-зирующим и токсическим действием.

Практически все случаи неврита слухового нерва выявляются среди механизаторов, которые отработали, как правило, более 20 лет в условиях повышенного шума.

Заметный рост риска формирования профессиональной патологии у механизаторов проявляется после 15 лет работы и достигает пика к 25.30 годам при возрасте 45.50 лет.

В целом, механизаторы к этому возрасту, в 70.80% случаев страдают хроническим общим или профессиональным заболеванием. В результате до 42% от всех выплат пенсий механизаторам производится в связи с инвалидностью, частота стойкой утраты трудоспособности среди них в 1,6 раза превышает среднеотраслевой показатель. Эти обстоятельства приводят к тому, что механизаторы в большинстве случаев не дорабатывают до пенсионного возраста. Они практически в 70% случаев за 10. 12 лет до выхода на пенсию по старости оставляют работу тракториста, либо становятся инвалидами, гибнут в результате несчастных случаев на производстве или умирают в результате полученных заболеваний.

Для повышения безопасности труда необходимо иметь надежный критерий оценки опасности (безопасности) труда.

Совершенно очевидно, что оценка безопасности труда по коэффициентам частоты и тяжести не соответствует требованиям исследовательской практики и нуждам производства.

Такая оценка безопасности труда пассивна, отражает и обобщает случившиеся факты травматизма и не позволяет увидеть травмоопасные факторы и причины их вызывающие, она неприемлема для оптимизации технологических параметров, при которых бы травматизм был минимальным, а также прогнозирования безопасности труда при оценке различных вариантов технических решений.

Методами квалиметрии объединяют и оценивают количественные и качественные показатели свойств изделий, процессов, систем.

Анализ травматизма показывает - несчастные случаи, как правило, события случайные со сложной причинно-следственной связью, а их характер имеет вероятностную природу. Поэтому случаи травмирования можно рассматривать как поток случайных событий, который описывается законом Пуассона. Согласно этому закону, вероятность события, заключающаяся в том, что время безаварийной работы системы "человек-машина-среда" Т будет больше или равно заданному времени Т,, была принята за критерий безопасности работы данной системы Кб

К6(т)=СГ>Т-!3. К5(т)=фГ>ТзЗ (1)

Вероятность события, заключающаяся в том, что время безаварийной работы системы Т будет меньше заданного времени Т1т принята за критерий опасности работы данной системы К0, т. е.

КСтМКТЛ К0(т)=1'[Т<Т15 (2)

Из выражения (5) следует, что безопасность работ есть функция распределения времени безаварийной работы системы человек-машина-среда [49].

Если в рассматриваемой системе за отрезок времени безаварийной работы 1 год (Т = 1 год), тогда интенсивность несчастных случаев будет не что иное, как математическое ожидание случаев возникновения опасностей травмирования в течение времени Т, т. е. т = ХТ, (3) где А, - интенсивность опасности травмирования за время Т.

Динамика травматизма во времени может быть выражена законом Пуассона т = е -т = е (4) тогда

К0 = 1 е "т = 1 - е -хт (5) где К0 - вероятность того, что за время Т произойдет хотя бы один несчастный случай; е - основание натурального логарифма.

Если действует несколько опасных вредных производственных факторов, то я т= X ил

14 п - число опасных вредных производственных факторов.

Зная фактическую опасность труда по всем технологическим объектам участка, можно определить ее в целом на участке по выражению:

8у=81>8218З.8п=£ К5|, (6)

1=1 1=1

Аналогичным образом безопасность труда определяется в целом по предприятию: п

8, = 8У1+ 8У2+ 8уз+.+8уп = X 8У|. 1 п

Кбп = К§У|+ К§у2+ К5у3+.+ К§уп = X Ку1 (7) 1

Для оценки причин производственного травматизма некоторые используют метод ранговой корреляции (один из экспертных методов квалиметрии) [2]. Суть метода состоит в том, что возможно большему кругу специалистов (экспертов) предлагают сравнить степень влияния каждого из факторов на изучаемое явление, присваивая факторам соответствующие ранги (наиболее влиятельному фактору присваивается ранг 1-й, другим, по мере убывания их влияния, 2-й, 3-й и т.д.).

По результатам анкетного опроса составляется матрица рангов. Фактор, который с точки зрения специалистов оказывает на изучаемый показатель наибольшее влияние, имеет наименьшую сумму рангов, а имеющий самое слабое влияние - наибольшую сумму рангов. Для оценки средней степени согласованности специалистов был использован известный показатель, называемый коэффициентом конкордации:

Л/=128/т2(п3-п), (8) где л [га ( п т / \]2

5=1 IV (9)

1 ¡=1 / У j гп - число экспертов; п - число анализируемых факторов {здесь ху-ранг]-го фактора у ¡-го эксперта).

Когда мнение специалистов полностью совпадает, то \А/ = 1, при несовпадении \Л/ = 0. Таким образом, значение коэффициентов конкорда ци и лежит в пределах: 0 < № < 1 [49].

При проведении научных исследований в области охраны труда, а также подготовке различных нормативных документов широко начало использоваться понятие риск.

Традиционная техника базируется на категорическом императиве - обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция не адекватна законам техносферы, так как обеспечить нулевую (абсолютную) безопасность в действующих технологических системах невозможно. Поэтому современная промышленность отвергла концепцию абсолютной безопасности и пришла к концепции приемлемого (допустимого) риска, суть которой в стремлении к такой безопасности, которую приемлет общество в данный период времени. Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные, политические аспекты и представляет некоторый компромисс между безопасностью и возможностями ее достижения. Понятие риск настолько присуще как безопасности, так и надежности, что термины "надежность", "опасность", "риск" часто смешивают. [6].

Риск - это количественная оценка опасности (результат во времени). Его можно выразить отношением числа тех или иных неблагоприятных последствий к их возможному числу за определенный период.

16

В зависимости от стоящих перед исследователями задач сформулировано множество различных определений понятия "риск". Все они основаны на использовании вероятностных категорий. Например, в некоторых работах, величина риска определяется вероятностью наступления нежелательного события, которую с достаточной степенью точности можно оценить, из статистических данных. Так, величина смертельного несчастного случая, связанная с дорожно-транспортным происшествием и равная 1-10"4, означает, что в течение года в автокатастрофах погибает каждый десятитысячный человек.

Величина риска - наиболее общий количественный показатель безопасности объекта, для которого также используется понятие надежность - сохраняемость свойств объекта во времени без изменения своих показателей, возможность объекта сохранять способность выполнять заданные функции. Свойство объекта не допускать ситуаций, опасных для людей и окружающей среды, называют безопасностью и экологичностью. Следовательно, надежность наряду с безопасностью и экологичностью можно рассматривать как составную часть показателя качества объекта (в том числе оборудования, устройства и т. д.).

Значит величина риска (R) существует при наполнении ее данными о надежности (Кн), безопасности (Кб), экологичности (Кэ), затратах на использование (К3), социальных явлениях (Кс), политических аспектах (Кп) и других (Kj), пока не выявленных данных.

Отсюда

R = KJ(t)+K6f(t)+KJ(t)+KJ(t)+KJ(t)+Knf(t)+.^KJ(t^ (10) или R = IK(H.i)/ffJ (11) в случае неизменной f(t).

Для выявления количественных данных (Кн .¡) величины риска необходимы данные, собранные в процессе эксплуатации объекта. Для управления величиной риска необходимо сравнить получаемые выгоды при изменении количественных данных показателей (Кн. ¡).

Только в процессе обработки информации и анализа данных вышеуказанных показателей можно принять решение либо о немедленном устранении конструктивных недостатков, изменении практики эксплуатации или технического обслуживания оборудования (если причина отказа очевидна), либо о проведении необходимых исследований для выявления причины отказа и последующего устранения слабого звена.

Математически риск выражает частоту реализации опасностей по отношению к возможному их числу

К=К{Т)/М(Р) (12) где К-риск;

К - количественный показатель частоты нежелательных событий в единицу времени Т;

N - число объектов риска, подверженных определенному факту риска Р [49].

Одним из возможных вариантов количественной оценки уровня опасности технологического процесса можно считать (13), где в качестве меры опасности принят критерий опасности технологии[103]:

К = (Б IV Р'„)/ (2 V Рп) (13) где 1п - затраты времени для выполнения п операций; Рп- количество работников, участвующих в выполнении операций;

- необходимая продолжительность укрытия рабочих от технологически неизбежной опасности;

Р'п - количество работников укрываемых от опасности.

По существу, критерий (К) является долей неизбежных трудопо-терь, вызванных необходимостью защиты персонала от опасности.

Для технологических процессов и операций с опасностями, устранение которых техническими средствами затруднено или невозможно (например, перемещение груза мостовыми кранами), предлагается "индекс опасности исследуемой технологии" [55]:

V = К- P(t) (14) где P(t) - вероятность отказа систем и устройств, обеспечивающих безопасность работ.

В связи с широким распространением в прикладных научно-исследовательских разработках математических и статистических методов в последнее время проявился ряд работ, авторы которых предлагают разного рода критерии безопасности. В частности, предлагается оценивать безопасность труда по интенсивности травмирования, которая определяется аналогично параметру потока или интенсивности отказов в исследованиях надежности технических систем. При этом исходным моментом для всех последующих вычислений является, естественно, факт производственной травмы, полученной работником в процессе производства. Другие излагают методику и результаты применения регрессионного анализа к анализу производственного травматизма с целью его прогнозирования. Несмотря на современный математический аппарат, в целом эти работы задачу количественной оценки безопасности труда не решают, а методология этих разработок, основанных на использовании апостериорных оценок, является несостоятельной.

В исследованиях ВНИИОТ описана методика оценки условий безопасности производственных процессов[55]. Суть ее заключается в следующем.

Процесс труда рассматривается с точки зрения его безопасности как "сосуществование" субстратов опасности и нахождения (пребывания) рабочих в зонах возможного "проявления" этих субстратов. Субстраты опасностей, зоны их действия и частота появления определяются путем наблюдений с определением статистических характеристик соответствующих случайных величин. Продолжительность пребывания рабочих в опасных зонах определяется хронометражем производственных процессов. Затем, на основании результатов производственных исследований строится логическая блок-схема причинно-следственных связей событий, обуславливающих как существование субстратов опасности, так и нахождение людей в зоне их возможного проявления.

В данной производственной ситуации вероятность несчастного случая может быть определена по уравнению (15).

Рнс = Р(3)Р(2-3) + Р(3)Р(1/3)Р(2-1/3) + Р(4)Р(2-1,4)Р(1/4) + Р(4)Р(2-4) + + Р(6)Р(2-6) + Р(7)Р{2-7) (15) где Рнс - вероятность несчастного случая при перемещении ленты конвейера (в течение смены); Р(3) - вероятность воздействия носителя опасности; Р(2-з) - условная вероятность нахождения человека в зоне возможного воздействия носителя опасности;

Р(1/з) - условная вероятность обрушения породы из-за воздействия носителя опасности и т.д.

Рн = Р(А) • Р(В), (16) где Р(А) - вероятность события А, состоящего в обрушении породы; Р(В) - вероятность события В, состоящего в нахождении человека в опасной зоне.

Событие А рассматривается как случайная точка в "пространстве четырех измерений" и его вероятность есть функции распределения четырех случайных величин (Х,У - координаты центра обрушения

20 относительно места работы, Б - площадь обрушения, 1 - момент вре мени обрушения);

Р(А) = Р^У'^'Д') (17)

В свою очередь, вероятность события "В" есть функция распределения трех случайных величин (Х,У координаты человека относительно места работы, 1 - момент времени нахождения человека в точке Х",У"):

Р(В) = Р2(Х",У", Г) (18)

В результате теоретико-множественных преобразований выражений (19) и (20) получается функция распределения системы случайных величин Р(х,у,8Д), определяемая на четырехмерном полубесконечном кольце

Интегрирование по области О плотности распределения системы случайных величин Р(х,у,вД), представляет вероятность несчастного случая в виде четырехмерного интеграла:

Рнс = Я№,у,ЗДф (19)

Дальнейшие преобразования дают при определенных упрощающих предположениях решение интеграла (19) в виде:

Рнс = (1/0). [Ф(6Л) - Ф(д2)НФ(В1) - Ф(В2)]- {[8(8+80)31/2 --БоЫ (Э+Эо)1'2 +8Ш|} • (е (20) для независимых х и у

Рнс = [1/2тгахау(1-г2)1/2] Яе(1/2(1г2)) бхбу {[8(8+8о)]1/2 --801п I (8+80)1/2 +81/2!} • (е е -Х1Г), (21) для зависимых х и у. В формулах (20) и (21) ф = (х' - х')/ <тх; с12 = (X" - х" )/ ах; В1 = (у' - у')/ ау; В2= (у" - у" )/ ау 80 - сечение тела человека; О - площадь опасной зоны;

А.1 - интенсивность обрушений;

Х2 - интенсивность, перемещение человека в опасной зоне.

Разработанный методологический подход позволяет вскрыть природу и механизм формирования обстановки, в которой может иметь место несчастный случай. Этот метод позволяет объективно оценить и сравнить возможные варианты организации труда с точки зрения его безопасности и эффективность мероприятий по повышению уровня безопасности, тем не менее, он не может быть признан универсальным. Наиболее типичным состоянием производственной обстановки, для которого он был разработан, является взаимное перемещение материального носителя опасности и человека по статистически определенным траекториям внутри ограниченного объема.

Для мобильных сельскохозяйственных машин, основным опасным фактором производственной обстановки является перемещение самой машины, а перемещения оператора относительно нее являются незначительно малыми.

Применительно к оценке безопасности сельскохозяйственных производственных процессов, наиболее значительной является методика оценки безопасности труда, основанная на сопоставлении частоты данного элемента операции при сложившемся уровне производства £ф, числа травм случайной выборки птр, приходящейся на данный элемент и условного показателя етр представляющего собой число травм от случайной выборки, которое приходится на данный элемент операции при его частоте, равной 100. Условная опасность каждого элемента оценивается по числу опасных ситуаций пос, приходящихся на данный элемент [55].

Рассматриваемая методика позволяет сделать выводы о наличии или отсутствии специфических свойств, повышающих опасность, выявить недостатки с точки зрения безопасности, сопоставить однотипные производственные процессы по степени их опасности.

Фактор опасности объекта является отрицательным качественным свойством и в полной мере может проявиться только в процессе эксплуатации в виде вредных и опасных факторов условий труда, травматических ситуаций, аварий, катастроф. Количественная мера фактора опасности объекта по отношению к оператору характеризуется временем контакта, количеством (травм, аварий, катастроф), затратами на предотвращение и ликвидацию последствий.

Только решив вопрос объединения качественных и количественных свойств опасности в систему, можно определить степень их влияния на безопасность труда.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате анализа состояния вопроса установлено, что одним из перспективных методов анализа безопасности труда является метод метрического шкалирования и экспертных оценок, который в состоянии объединить качественные и количественные показатели безопасности труда механизатора с учетом эргономических свойств тракторов.

В процессе изучения природы качества тракторов применяемых в АПК России проведена классификация специфических свойств имеющих отношения к условиям труда и определены способы их измерения и оценки. Выявлены технические, экономические, организационные способы воздействия на свойства с целью получения интегральной оценки безопасности тракторов с учетом эргономических показателей, состоящие в том, что для безопасной эксплуатации тракторов необходимо поддержание эргономических и общетехнических параметров, включающих и параметры безопасности, на уровне 92 - 97% от начальной эксплуатации.

Разработанный метод, позволяет провести интегральную оценку свойств безопасности и эргономичности сельскохозяйственных тракторов. Интегральная оценка свойства «Сохранение жизни, здоровья и работоспособности людей» использована для анализа социально-значимых факторов трудового процесса (повреждение здоровья, скрытый ущерб здоровью, сокращение срока жизни) механизатора.

Установлено, что комплексный эргономический показатель трактора МТЗ-80/82 составляет 50% от машины эталона. Трактора Т-40 - 36%. Трактора К-701 - 43%. Единичные эргономические показатели имеют значения близкие к ПДК - ПДУ, конструктивные элементы при эксплуатации создают неудобства, а условия труда близки дискомфортным. Это вызывает стойкую утрату трудоспо-собности механизатора, в возрасте

137 старше 45 лет, от 40 до 129 суток в год на 10 году эксплуатации перечисленных тракторов.

Установлено, что с увеличением срока эксплуатации трактора сокращается общее время его производительного применения с 244 до 192 дней, а время пребывания в ремонте увеличивается с 42 до 60 дней. Этот факт заставляет механизатора выполнять работу слесаря по ремонту, не свойственную его квалификации и уровню подготовки.

Установлено, что эксплуатационные затраты на единицу объема работ, начиная с четвертого года эксплуатации, растут и к шестому году эксплуатации вырастают в два раза по отношению к первому году. Повышение себестоимости тракторных работ, уменьшение производительности, вынужденная переквалификация механизатора вызывают негативные явления морального и материального характера - изменение социального положения механизатора в обществе. Вышеизложенное позволяет утверждать, что:

1. Оценка безопасности мобильной сельскохозяйственной техники за счет совершенствования эргономических параметров (на примере сельскохозяйственных тракторов) состоит из 7 уровней свойств, которые содержат более 200 показателей условий труда (показатели и свойства объединены в относительный показатель путем перевода абсолютных значений в относительные методами метрического шкалирования и экспертных оценок). Доказано, что система частных оценок состоит из групповых оценок свойств «Техническая безопасность», «Эргономичность», «Стойкость к воздействию оператора», «Приспособленность к выполнению работ», затраты труда и средств. Каждая групповая оценка характеризуется произведением коэффициента сохранения эффективности свойства и суммы относительных показателей в группе. Коэффициенты сохранения эффективности свойств являются функцией времени. Частные оценки свойств в сумме составляют показатель интегральной оцен

138 ки, числовые значения которой находятся в диапазоне от 0 до 1.

Обратной связью системы частных оценок является коэффициент эффективности свойства «Затраты на использование и применение», который изменяет интегральную оценку и показатель ущерба здоровью механизатора за 1 - 10 лет эксплуатации трактора.

2. Доказано, что система частных оценок свойств безопасности и эр-гономичности сельскохозяйственных тракторов должна объединять совокупность факторов производственной среды и трудового процесса в единый показатель, который характеризует скрытый ущерб здоровью механизатора не только в балах, но и во времени. Время сокращения продолжительности жизни механизатора составляет в среднем 11 суток в год (при эксплуатации нового трактора), в последующие годы эксплуатации (сроком 3-10 лет) это время возрастает на 10 - 30 % в год.

3. Использованные в исследованиях методы логического анализа (при создании, изучении банка данных о значениях параметров безопасности и эргономичности), структурного анализа (при построении дерева свойств), экспертного (при определении весовых коэффициентов и коэффициентов сохранения эффективности свойств), расчетного (при нормировании весовых коэффициентов), графического (при построении номограмм оценки единичных показателей безопасности и эргономичности), аналитического (при разработке алгоритмов расчета и определении коэффициентов сохранения эффективности свойств «Техническая безопасность», «Эргономичность», «Стойкость к воздействию оператора», «Экологичность», «Приспособленность к выполнению работ», «Затраты на использование и применение»), программирования (при разработке системы и программ на ЭВМ), натурных исследований (при проведении проверки системы безопасности мобильной сельскохозяйственной техники за счет совершенствования эргономических параметров на примере сельскохозяйственных тракторов) позволили моделировать

139 различные ситуации факторов условий труда механизатора в диапазоне 30- 100%.

4. Установлено, что в результате воздействия на систему ЧМС оптимальными значениями ограничения воздействия вредных и опасных факторов на продолжительность жизни механизатора [Дж)ЧМс = 0,7 суток в год], показателя «Эргономичность» [Оэрг < 10000 балов], интегральной оценки трактора [Ккопт ^ Кк™п] за время эксплуатации (1 > Т < 10):

4.1. Эталонный трактор, имеющий максимальную оценку свойства «Эргономичность», можно эксплуатировать 10 лет с минимальным ущербом для здоровья механизатора. Остальные трактора - не более одного года, за исключением трактора К-701, который можно эксплуатировать 3 года.

4.2. Весовые значения предварительных коэффициентов весомости свойства «Приспособленность к непосредственному применению», характеризующие социальное положение механизатора, снизились и составили: эталонного трактора 100 94,35%, К-701 -100 73,52%, МТЗ-80/82 — 100 88,6%, Т-40 - 100-> 92,34%. Оценка свойства повысилась в два раза.

4.3. Весовые значения предварительных коэффициентов весомости свойства «Применение» имеют обратную тенденцию и изменились, за счет повышения эргономических показателей, 24,1->26,62%, 24,1^25,84%, 24,1^25,99%, 24,1->25,99% соответственно. Оценка свойства повысилась в два раза.

4.4. При неизменном коэффициенте предварительного нормирования свойства «Удовлетворение материальных потребностей» и «Сохранение жизни, здоровья и работоспособности людей», свойство «Удовлетворение духовных потребностей» изменилось у эталонного трактора 90-> 84,06%, МТЗ-80/82 - 90->77,98%, К-701 - 90^77,99%, Т-40

140

90—>81,9%, за 1 - 3 года эксплуатации трактора. Оценка свойства понизилась на 0,01 - 0,02 бала.

4.5. Коэффициенты свойства «Получаемые результаты» остались неизменными у всех тракторов. Оценка свойства повысилась незначительно.

4.6. Коэффициенты свойства «Техобслуживание и ремонт», «Консервация», «Расконсервация», «Снабжение топливом и энергией», «Хранение» снизились до нуля. Это указывает на необходимость сервисного обслуживания тракторов заводами изготовителями или ремонтными бригадами

4.7. Изменение коэффициентов свойства «Экологичность» (90^85,81%, 90—»69,37%, 90->81,44%> 90->84,17% для тракторов эталонного, К-701, МТЗ-80/82, Т-40) подтверждают необходимость установки на тракторах средств автоматизации.

5. Изложенное дает основание утверждать, что основным способом повышения безопасности сельскохозяйственных тракторов является повышение эргономических параметров соответствующих оптимальным и предельно допустимым уровням. Дополнительными способами являются: а) обновление парка тракторов неспособных обеспечить нормативные уровни факторов условий труда; б) уменьшение времени контакта механизатора с трактором за счет внедрения 2-3 смен во время напряженных периодов работы; в) внедрение сервисного обслуживания тракторов.

6. Доказано, что условная экономия (высвобождение) численности работающих, за счет сокращения целодневных потерь, увеличению продолжительности жизни механизатора, вследствие улучшения эргономических параметров трактора МТЗ-80/82 в первый год эксплуатации составила 41%, на десятый год эксплуатации 84%. Соответственно - для

141 трактора Т-40 в первый год эксплуатации 45%, на десятый год эксплуатации 90%. Для трактора К-701 в первый год эксплуатации 85%, на десятый год эксплуатации 130%. Прирост производительности труда, за счет совершенствования эргономических параметров тракторов и рациональной организации трудового процесса, позволяет в 0,41 - 0,9 раза сократить количество применяемых тракторов марки МТЗ-80/82 и Т-40, а трактора марки К-701 - в 0,85 - 1,3 раза. Внедрение метода в рамках одного хозяйства дало прибыль в размере 10864 руб. за 1992 год

7. Экономически целесообразным, с точки зрения охраны труда, надо считать такой срок службы машин, при котором затраты на единицу выработки отремонтированной машины за межремонтный срок могли бы восстановить параметры безопасности и эргономичности до соответствующих новой машине. Разница соотношений получаемых результатов и затрат на использование должна составлять для трактора МТЗ-80/82 -10,6%, для трактора Т-40 - 12,82%, для трактора К-701 - 31,19%.

142