автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение надежности и эффективности функционирования операторов механизированных процессов животноводства

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОПЕРАТОРОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

Специальность: 05.20.01 — технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Оренбург 2006

Работа выполнена в Оренбургском государственном аграрном университете и в Отделе биотехнических систем Оренбургского научного центра УрО РАН.

Научный консультант:

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Карташов Лев Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Журавлев Александр Павлович; заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Цой Юрий Алексеевич; доктор технических наук Иванова Анастасия Петровна.

Ведущая организация:

МСХА им. К. А. Тимирязева

Защита диссертации состоится 8 июня 2006 года в 10 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.051.02 при Оренбургском государственном аграрном университете (ОГАУ) по адресу: 460795, Российская Федерация, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОГАУ

Автореферат разослан «2» мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

№

М. М. Константинов

Общая характеристика работы

Стратегия повышения эффективности работы и надежности функционирования операторов механизированного животноводства является одной из наиболее злободневных проблем современного агропромышленного комплекса (АПК) страны.

В настоящее время сельское хозяйство России имеет самые низкие, по сравнению с развитыми странами, показатели производительности труда. Так, по данным акад. Н.В.Краснощекова, производительность труда работника сельского хозяйства России в 10... 12 раз ниже, чем канадского фермера. Если в отраслях АПК Канады и странах ЕС 70 % работников сельского хозяйства имеют высокую квалификацию, то в АПК России таких насчитывается только 5 %.

Такое положение можно назвать катастрофическим. В самом деле, низкая квалификация работника, это не только недопустимо низкая производительность труда, но и низкое качество производимой продукции (сырья), и преждевременный выход из строя сложной и дорогостоящей техники, а следовательно повышение себестоимости, снижение рентабельности отрасли, невозможность выпуска конкурентоспособной продукции.

Особенно большие потери из-за отсутствия квалифицировашшх кадров несёт животноводство страны. Здесь к перечисленным выше потерям добавляются новые — заболевания животных и даже падеж из-за плохого обслуживания. В молочном скотоводстве низкое качество получаемого молока приводит к массовым желудочно-кишечным заболеваниям телят и невозможности вырастить здоровое животное с высоким генетическим потенциалом. Употребление некачественного молока приводит и к заболеваниям людей, из такого молока нельзя приготовить хорошие молочно-кислые продукты, сыр.

Неслучайно академик А.И.Берг, определяя основные проблемы в развитии научно-технического прогресса, еще в 70-годы прошлого века обращал внимание на надежность технических средств и эффективность подготовки обслуживающего персонала: «Надежность — проблема номер один в мире новой техники, повышение эффективности подготовки (обучение) - проблема номер один в воспитании человека».

Чтобы реншть эту проблему, необходима большая и серьезная работа по внедрению современных технологий в процессе обучения. Одним из мощных рычагов решения проблемы повышения квалификации кадров может стать широкое применение тренажеров и муляжей. Тем более, что в нашей стране (в космонавтике, в авиации, на флоте) накоплен большой и успешный опыт использования тренажеров.

К достоинствам тренажеров следует отнести возможность имитировать информацию, усложнять или упрощать ее, изменять параметры процесса и масштаб его времени, вводить аварийные ситуации, многократно возвращаться к повторению нужного эпизода и разучивать его по частям, автоматически получать объективную оценку знаний, контролировать процесс обучения, разбирать ошибки или поощрять действия обучаемого в ходе тре11ировки и т.д.

Обучение на тренажерах наиболее полно отвечает организационно-методическим, педагогическим и инженерно-психологическим требованиям. Расчеты специалистов показывают, что тренажер полностью окупает себя в течение первых нескольких месяцев эксплуатации.

Дело лишь за тем, чтобы создать эти тренажеры и наладить их выпуск. При разработке тренажеров для обучения операторов, обслуживающих технологические процессы механизированного животноводства, можно использовать наш опыт, который изложен в настоящей работе. Мы создали около тридцати различных конструкций тренажеров, проверили их при обучении рабочих массовых профессий, студентов инженерных и технологических факультетов высших и средних аграрных учебных заведений и получили хорошие результаты.

Цель исследования.

Выявление общих закономерностей, позволяющих повысить надежность и улучшить эффективность функционирования операторов животноводства за счет внедрения современных технологий в процессе обучения и применения тренажеров.

Объект исследования

Процесс функционирования операторов механизированного животноводства и тренажеры для их обучения.

Предмет исследования.

Взаимосвязи и закономерности процесса функционирования операторов животноводства.

Задачи исследования:

1. На основании обзора научных исследований дать аналитическую оценку состояния проблемы функционирования операторов животноводства, предложить современные технологии обучения операторов на основе тренажеров.

2. Показать значение оператора в системе «человек-машина-животное», дать эргономическую оценку системы, привести сравнительную характеристику методов определения надежности оператора.

3. Рассмотреть теоретические и технологические аспекты разработки и создания тренажеров для операторов животноводства, предложить концептуальную модель разработки тренажеров.

4. Предложить систему тренажеров, позволяющих повысить адаптационные свойства операторов, их квалификацию, надежность и эффективность функционирования.

5. Провести лабораторные и производственные исследования предложенных тренажеров, выявить их влияние на программно-функциональную надежность операторов.

6. Выявить функциональные характеристики оператора в реальном процессе, разработать средства для восстановления функционального состояния оператора.

Научную новизну работы составляют:

• определение современных тенденций развития эффективных технологий в процессе подготовки операторов животноводства на основе применения тренажеров,

• формирование теоретических и технологических основ разработки тренажеров, определение условий создания обучающих систем для подготовки операторов,

• выявление информации о надежности деятельности операторов и эффективности их функционирования, создание концептуальной модели разработки тренажеров для подготовки операторов животноводства,

• предложенные методические решения и способы по определению функционально-программной надежности операторов.

Практическая ценность работы

Предложенное научно-теоретическое, методическое и программное обеспечение работы дает возможность повысить функциональную надежность операторов при обучении, улучшить их характеристики в реальном процессе и восстановить психофизиологические показатели операторов после работы.

Разработанная система оригинальных тренажеров для подготовки операторов животноводства, предназначенных для операторов машинного доения коров (а.с. 918961, 1442140, 1511758, 1683590, пат. 2084137), ветеринарных специалистов (пат. 2082218, 2084141), техников-бонитеровщиков (а.с. 1033087, 1257691), стригалей овец (а.с. 903942), чесальщиков пуха у коз (а.с. 2040166, пат. 2086119) и т.д., позволяет повысить качество подготовки специалистов, улучшить условия работы, повысить производительность труда и качество продукции.

Апробация

Основные положения диссертации были доложены в период с 1977 по 2005 год и получили официальное одобрение на следующих научных форумах: НТС МСХ СССР (1977 г.), Госпрофобр СССР (1981 г.), Международных симпозиумах по машинному доению сельскохозяйственных животных (V - Рига, 1979 г., VIII и IX - Оренбург, 1995 и 1997 гг., XII -Винница, 2004 г.), 6 и 7 Международных научно-практических конференциях

(ВНИИМЖ, 2004 и 2005 гг.), Международной конференции по энергосбережению в сельском хозяйстве (Москва, 1995), научно-технических конференциях ЛСХИ (Ленинград, 1985) и ЧИМЭСХ (Челябинск, 1978 и 1985 гг.), конференции «Сложные (биотехнические) системы» (Оренбург, 1995), региональных научно-практических конференциях (Оренбург, 1977...2005 гг.)

Научные и технические разработки автора удостоены следующих наград: дипломов и премий на областных выставках и конкурсах (Оренбург 1981, 1993, 2005 гг.), медалей ВДНХ СССР (1979, 1986, 1995 гг.), знака «Участник ВВЦ» (2002 г.).

Реализация результатов исследований.

Технические решения, отличающиеся принципиальной новизной, и представляющие собой значимую практическую ценность, внедрены в хозяйствах Оренбургской области. НТС МСХ СССР (протокол № 68 от 12 июля 1977 г.), Госпрофобр СССР и Госкомсельхозтехника (3 июля 1981 г.), утвердили ТУ на изготовление тренажера. Ревдинский механический завод по пат. 1683590 выпустил серию тренажеров ТМД-1 для обучения мастеров машинного доения коров (1989-1991 гг.).

Выпуск тренажеров-имитаторов (по авт. свид. и пат. 918961, 1257691, 1442140) для обучения животноводов был включен в целевую комплексную программу «Учебная техника» ВСНПО «Союзприбор» на 1991-1993 годы.

По решению Оренбургского обл. упр. сельского хозяйства (1982 г.) проект учебного класса для подготовки мастеров машинного доения был внедрен на станциях технического обслуживания области. Такой же класс на базе разработанного тренажера был рекомендован для хозяйств Московской области (1983 г.). Актюбинскай завод «Агропроммаш» выпустил партию гребней для чески коз (1988 г.).

Научно-методические материалы по разработке и применению тренажеров используются в учебном процессе аграрных ВУЗов России.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Концептуальная модель разработки тренажеров для операторов животноводства.

2. Значение оператора в системе «человек-машина-животное», эргономическая оценка системы.

3. Сравнительная характеристика методов определения программно-функциональной надежности оператора.

4. Системы тренажеров, позволяющие повысить адаптационные свойства операторов, надежность и эффективность их функционирования.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 50 печатных работах, в том числе в одной монографии и 18 публикациях центральных изданий. Новизна технических решений защищена 17 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, списка литературы из 219 наименований, изложена на 341 странице машинного текста, содержит 55 рисунков, 14 таблиц и 68 маш. стр. приложений.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, приведены цели, объект, предмет и задачи исследования, показаны научная новизна, практическая ценность и апробация работы, представлена реализация результатов диссертации, изложены основные положения выносимые на защиту.

В первом разделе - «Состояние проблемы, ее теоретическое и технологическое обоснование» - дан анализ трудовой деятельности операторов животноводства, обслуживающих сложные биотехнические системы, приведены теоретические аспекты адаптивного регулирования, используемые при разработке тренажеров для операторов, подчеркнуто значение механизма управления молокоотдачей у животного при разработке тренажеров для операторов машинного доения, изложены общие вопросы повышения функциональной надежности операторов с помощью тренажеров.

Биотехнические системы, например, «человек-машина», «человек-аппарат», «человек-машина-человек», широко распространены и давно привлекли внимание ученых. Вопросами их изучения занимались Н.М.Амосов, Ст.Бир, Н.Винер, Н.П.Бусленко, Р.Джонсон, А.Г.Ивахненко, А.Я.Лернер, Б.Ф.Ломов, И.Л.Плетнев, Г.П.Шибанов, К.Эшби и многие другие.

Основное звено биотехнической системы — человек-оператор. Его роль и значение подчеркнуты в трудах В.Е.Андриянова, В.Ф.Венды, В.Г.Волика, Т.Л.Гладкова, А.Н.Губинского, В.В.Козлова, М.А.Котика, А.А.Крылова, П.И.Никольского, В.С.Фомина и других ученых.

Однако, такой обширный класс, как биотехнические системы «человек-машина-животное»(ЧМЖ), изучен недостаточно, хотя технологические процессы механизированного животноводства, которые осуществляют эти системы, описаны довольно подробно в трудах О.Г.Ангилеева, Г.Боуэна, И.В.Бушухиной, ЛЛТКарташова, В.И.Квашешшкова, П.И.Огородникова, С.А.Соловьева, Н.П.Проничева, А.И.Фененко, Ю.А.Цоя и других.

Рассматривая вопрос о месте и значении звеньев системы Т1МЖ, необходимо в первую подчеркнута роль оператора. Оператор контролирует различные показатели двух звеньев системы (машины и животное), сравнивает их друг с другом, оценивает (принимая во внимание не только различные модели животного, например, физиологические, но и сопоставляя их с оптимальными для каждой конкретной группы этих животных) и на

этом основании принимает определенные решения, снова оценивая эффективность их реализации.

Чтобы изучить его роль, место и значение в системе, нам пришлось охватить довольно большой круг проблемных вопросов, которые можно видеть на схеме.

Для анализа работы операторов мы выбрали четыре технологических процесса, обладающих следующими характерными особенностями. Во-первых, они являются завершающими в технологической цепочке производства продукции (молока, шерсти, пуха). Во-вторых, в каждом из них оператор непосредственно воздействует на животное и часто это воздействие является отрицательным (непривычным или даже болевым). В-третьих, при выполнении этих процессов операторы работают в неудобной позе и затрачивают большое количество энергии.

Стригали овец. В рейтинге сложности, ответственности, трудоемкости и опасности (прежде всего для животных), механическая стрижка овец занимает одно из первых мест среди других процессов животноводства. Стрижка длится всего 12...20 дней и стригаль после годичного перерыва не может быстро освоить приемы, допускает многочисленные ошибки. Больше того, по нашим данным в хозяйствах России ежегодно обновляется до 80% стригалей. Пришедшие не имеют опыта работы и обучаются во время стрижки, поскольку в хозяйствах нет соответствующей базы для подготовки. ■ По результатам анкетного опроса стригалей в возрасте до 50 лет, только 4% из них проходили подготовку в СПТУ, 11% обучались методом наставничества (их прикрепляли к опытным стригалям на 5...б дней), а остальные 85% - случайные люди, допущенные к работе по медицинским показателям.

Малоопытный стригаль имеет очень низкую производительность и допускает большое число ошибок, приводящих к снижению качества рун, преждевременному выходу из строя режущих пар и стригальных машинок, травмированию кожного покрова животных и даже к гибели овец. Среди многочисленных нарушений процесса стрижки можно отметить наиболее характерные.

Неумение ловить и подавать овец к месту стрижки: неопытный стригаль берет овец за шерстный покров (63% случаев) или за одну из задних конечностей (29% случаев) и даже (7...8%) за рога. Животные при этом испытывают стрессы, а у 5% из них отмечались даже вывихи конечностей.

Более чем в 73% случаев стригали (объем выборки составлял 72 человека в трех хозяйствах Оренбургской области) не владели приемами стрижки овец скоростным способом. Как следствие этого, число проходов при стрижке овцы составило 180...200 (опытный стригаль выполнял стрижку аналогичной овцы за 55...63 проходов). Скорость перемещения машинки, управляемой опытным стригалем (в зависимости от участка тела), составляла

Схема

Проблемные вопросы при изучении роли человека-оператора в системе ЧМЖ

1.Инженерно-психологические основы проектирования системы «человек-машина-животное».

2.Инженерно-психологические требования к технике и рабочему месту оператора.

3.Психолингвистические аспекты общения человека оператора в системах:

а) с пассивной деятельностью (оператор-наблюдатель);

б) с активной деятельностью (оператор-исполнитель.)

4.Инженерно-психологическая оценка функционирования систем с участием оператора.

5.Функциональная надежность операторов. Способы и средства ее повышения.

6.Разработка устройств и механизмов, улучшающих технологические показатели процесса, а также обучающих систем

Общая характеристика анализаторов оператора.

Характеристики памяти и оперативного мышления.

Сенсорно-моторные человека-оператора.

характеристики

Антропометрические характеристики.

Психологические характеристики

исполнителей в различных сферах трудовой деятельности.

Функциональные характеристики

пассивного и активного оператора:

а) программные;

б) временные;

в) параметрические.

Физическая и психофизиологическая реабилитация активного и пассивного оператора.

Разработка частных алгоритмов проектирования машины. Нахождение нового технического решения.

Проектирование и отработка конструктивных схем.

Разработка нормативной документации по профессиональному отбору операторов.

Разработка программ трудовой деятельности.

Обоснование и создание обучающих программ, виртуальных моделей трудовой деятельности, методик квалифицированной оценки уровня профессионального мастерства.

Разработка методов рационализации трудовой деятельности исполнителей, распределения функциональных

обязанностей в системах ЧМЖ.

Обоснование и разработка специальных информационно-контролирующих и обучающих средств: мнемосхем, муляжей, имитаторов, тренажеров.

Обоснование и создание технических средств для контроля показателей процесса, стенд для снятия физической усталости и, восстановления функциональных возможностей

оператора, приборы для определения психофизиологичеких показателей оператора, тренажеры для обучения.

0,47-1,1 м/с, в то время как у стригаля низкой квалификации она не достигала 0,39 м/с, что приводило к увеличению сечки на 60% (12...15 гр. на руно).

Производительность стригаля низкой квалификации составляет в среднем за смену 11...13 голов, средней — 22...25, а у высококвалифицированных она равна 60.. .70 голов и более.

Не квалифицированные стригали допускают большое число порезов: шеи(40...28%), внутренней поверхности задних конечностей (35...40%), брюха (15... 17%) ,порезы остальных участков составляют 7...9%.

В работе стригалей низкой квалификации наблюдаются нарушения правил техники безопасности. Например, стригаль часто свободной рукой натягивает кожу овцы или отводит руно с остриженного участка перед работающей стригальной машинкой, что приводит к повреждением пальцев и даже кисти. В результате имеют место потери трудоспособности на длительное время, за двадцать лет одиннадцать стригалей Оренбуржья получили инвалидность.

Провести полную имитацию рациональной технологии стрижки овец, ее особенностей и представить ее обучаемому в виртуальной форме, тем более выработать прочные сенсорно-моторные навыки, приемы управления овцой и снятия руна, можно только на тренажере, включающем в себя объемную модель рабочего места, муляж овцы, средства контроля, изображения информации и т.д.

Слесарь-заточник подготавливает режущие пары к работе, затачивает нож и гребенку стригальной машинки. При кажущейся простоте выполнения этих операций, для качественной стрижки они имеют первостепенное значение. Один слесарь обеспечивает работу 10... 12 стригалей, подготавливая за сезон стрижки 4000...5000 режущих пар. От него в значительной степени зависят квалификационные возможности стригаля, потери его рабочего времени на замену режущих пар, количество и качество шерсти, травмы нанесенные животным плохо заточенной режущей парой.

Квалифицированный стригаль хорошо заточенной парой может остричь до 20 овец, если же пара подготовлена и заточена не качественно, ее хватает всего на 3...5 голов. Практика показывает, что в этом случае производительность опытного стригаля снижается на 27...30% ,потери шерсти (перестриг, сечка) составляют у опытных стригалей 6... 10 г. на руно, а у неопытных - 21.. .25 г.

Наиболее часто встречающиеся нарушения приведены в табл.1.

Для ликвидации этих нарушений мы разработали технические нормы на подготовку и заточку режущих пар, усилие прижатия ножа и гребенки к диску при их заточке, рекомендации по организации рабочего места слесаря, устройства для проверки режущих пар и универсальный подвес к точильным агрегатам.

1. Нарушения, допускаемые слесарями заточниками режущих пар

стригальных машинок

№ п/п Характер нарушения Количественно качественная оценка

1.* Плохая подготовка агрегата к работе до 25%

2.* Повышенное торцевое биение точильного диска (более 0,8 мм) 85% обследуемых агрегатов

3.* Не соблюдение предельно допустимой толщины диска в 65% случаев

4. Отклонения от нормы при начальной установке державки у 27 из 39 используемых агрегатов (69%)

5.* Плохая подготовка пасты в 90...95% случаев

6.* Не верный выбор места нанесения пасты на диске в 95...97% случаев

7 ** Нарушение технологии подвода и отвода затрачиваемой детали к диску практически по всех случаях

8.** Чрезмерное усилие прижатия затачиваемых деталей к диску (в 2,7...3,5 раза выше нормы) ножей 53% гребенок 47%

g ** Обезличка ножей и гребенок в 39% случаях

* - число обследуемых рабочих мест - 25

**.- число хронометражных наблюдений - 150

Чесальщик nvxa у коз, как и стригаль овец, профессия не постоянная: чешут овец два раза в год, кампания длится всего 10... 15 дней, привлекают к ческе людей не подготовленных, их производительность и особенно качество пуха оставляют желать лучшего. Основные недостатки процесса — не соответствие гребня для чески пуха биомеханическим показателем руки человека и нарушения технологии (см. табл. 2). В результате кисть испытывает 2-х, 3-х кратные нагрузки, а не совпадение направлений прилагаемых усилий и движения фебня приводят к повреждению кожного покрова козы.

Для устранения этих недостатков был разработан гребень с оптимальными геометрическими и эргономическими

характеристиками, который имел оптимальную кривизну зубьев и оформленную по руке чесальщика ручку. Применение такого гребня и отработка технологических операций на тренажере, позволяют получить пух высокого качества.

Младшие ветспециалисты выполняют на фермах большое число самых разнообразных операций - взятие крови, введение биопрепаратов, осеменение животных и т.д. и во многих случаях допускают нарушения. Например, при внутривенном введении биопрепаратов или взятии крови из

яремной вены у животных, обслуживающий персонал в 47...50% случаях не мог одним движением ввести иглу в строго отведенный участок, а в 12... 15% случаях наблюдалось сквозное прокалывание стенок вены, что недопустимо.

2. Нарушения технологии чески пуха коз

№ п/п Характер нарушения Частота проявления нарушений (% случаев)

1. Не выполнение начальной обработки шерстного покрова 27...33

2. Не выполнение первичной обработки (расчесывание косичек) шерстного покрова 10...12

3. Нарушение порядка вычесывания участков 42...45

4. Не правильная ориентация гребня при вхождении зуба гребня в шерстный покров 45...55

5. Чрезмерно большие продольные перемещения гребня по очесываемой поверхности 40...45

б. Чрезмерно большие прикладываемые усилия 40...45

7. Травмирование кожного покрова животных 21...24

8. Грубое обращение с животными: при ловле, подаче, при ческе 5...7 15...20

9. Не выполнение контрольного дочесывания пуха 12

Аналогичная ситуация сложилась и при подготовке специалистов по обрезке копыт — ветеринаров ортопедов.

Интересно, что 90...95% опрошенных показали хорошие теоретические знания по анатомии конечностей и копыт, по выявлению причин, являющихся источником заболеваний копыт, лечения и профилактики заболеваний, однако практически только 5...7% обследуемых могли наглядно продемонстрировать, как правильно провести обрезку копыт с использованием существующих средств малой механизации.

Большое число ошибок допускается и при родовспоможении, и при искусственном осеменении, и при подборе коров для машинного доения. Все эти нарушения можно избежать, применяя при обучении динамические модели животных, муляжи, имитаторы и тренажеры. Нами разработаны тренажеры для выработки навыков проведения ветеринарных мероприятий, для обучения ортопедов и зооветеринарный тренажер-муляж.

Операторы машинного доения коров Машинное доение является завершающим, самым ответственным процессом в производстве молока. По сути дела, от мастерства оператора, его квалификации зависит

Г 31 <<

эффективность работы молочно-товарной фермы. Практика показывает, что потери из-за ошибок, допускаемых доярками, составляют 500...1500 кг молока в год от каждого животного.

Наиболее часто операторы допускают нарушения технологии доения, из-за чего у животных не возбужден полноценный рефлекс молокоотдачи или произошло его торможение в начале доения. Еще одна грубейшая ошибка — передержка доильных аппаратов на сосках выдоившейся коровы.

Эти ошибки объясняются двумя причинами. Первая — работая с двумя-тремя доильными аппаратами и одновременно обслуживая три-четыре коровы, доярка постоянно меняет темп и ритм работы, при этом ощущение времени часто теряется. Поэтому даже у опытных операторов наблюдаются отклонения затрат времени от технологических, довольно жестких норм.

Вторая — многие операторы, владеют ограниченным набором приемов выполнения технологических операций, чего недостаточно для обслуживания животных, отличающихся друг от друга по самым различным признакам. К тому же эти приемы не всегда рациональны, выполняются в неудобной рабочей позе и очень энергоемки (табл. 3).

3. Классификация труда оператора машинного доения по расходу

энергии

№ п/п Способ доения Расход физической энергии Характер труда

кДж/мин Вт - 10^

1. Ручной 19,3...23,9 3,22...3,98 Тяжелый

2. В переносные аппараты 18,4...22,7 3,06...3,78 Тяжелый

3. На УДЕ или УДТ 13,0...19,7 2,16...3,28 Тяжелый

4. На установках типа «Карусель» 10,9...19,3 1,82...3,21 Средней тяжести

Чтобы выработать у оператора чувство времени, освоить разнообразные и оптимальные (с точки зрения затрат энергии) приемы выполнения технологических операций, мы разработали тренажеры для обучения машинному доению, преддоильному массажу вымени, муляжи вымени для учебных стендов.

В основу разработки тренажеров по обучению операторов животноводства заложена модель адаптивного регулирования. Дело в том, что действия, осуществляемые оператором и проводимые им в технологическом процессе, в идеальном случае представляют собой процессы оптимизации. В таких процессах довольно существенная часть информации недоступна оператору, принимающему решение, что во многом

определяется наличием животного, поведение и реакция которого не всегда предсказуема для оператора.

Чтобы применить методы динамического программирования для формулировки и решения задач адаптивного регулирования применительно к разработке тренажера для обучения оператора животноводства, была поставлена задача разработки «виртуальной» модели оператора с возможностью проигрывания на ЭВМ различных ситуаций, возникающих в технологическом процессе. При этом программа-тренажер должна работать как в автономном режиме, демонстрируя оператору грамотное выполнение приемов и правил процесса, так и в режиме одновременного обучения и контроля. И в том и в другом случае, исходим из того факта, что «виртуальному» оператору нужна «подсказка», с помощью которой он мог бы принимать решения при самых различных условиях неопределенности в отношении подлежащих регулированию процессов. Эти условия определяются квалификацией оператора на момент обучения.

Следует также учесть, что по мере выполнения процесса оператору становится доступной добавочная информация. В этом случае оператор в системе «человек-машина-животное» имеет возможность «обучаться», т.е. улучшать свою работу на основании уже накопленного опыта, адаптироваться к тем условиям, при которых он уже работает.

Имея дело с такими процессами, следует рассматривать не только техническое, организационное, физическое состояние системы ЧМЖ в текущий момент времени, но и возможные ее изменения в результате принятия оператором определенного решения. Также нужно учесть знания оператора о том, какие последствия вызовут принятые решения и то, как эти знания меняются в ходе процесса. Кроме того, на ход течения процесса может оказать влияние не только сам оператор, но и состояние других звеньев системы - машины и животного, поскольку эти знания могут существенно изменить представление оператора о происходящем процессе.

Были рассмотрены следующие ситуации, в которых может работать оператор: 1) имеются существенные данные о процессе; 2) имеются частичные знания о процессе и состоянии системы; 3) приходится оценивать значение неизвестной вероятности; 4) процесс, в котором исход решения точно не известен; 5) возможна не наблюдаемость процесса. Каждая из этих ситуаций с той или иной частотой возможна при работе оператора и может быть «проиграна» на предлагаемых тренажерах.

Кроме того, мы подробно рассмотрели значение механизма управления молокоотдачей животного при разработке методики обучения и проектирования тренажеров для операторов машинного доения. Это позволило создать комплексный тренажер, при помощи которого была определена общая оценка функционирования оператора, его функционально-параметрическая надежность и энергетические показатели.

При профессиональной подготовке оператора можно рассматривать как прообраз самоадаптирующего регулятора и тогда передаточная функция может иметь сложный характер. В этом случае поведение оператора в системах можно описать сложной нестандартной «квазилинейной» математической моделью.

На самом высоком уровне поведенческий характер оператора в сложных системах можно описать импульсной моделью, в которой принимается либо дискретный (импульсный) характер действий человека на поступающую информацию, либо само поступление информации представляется в дискретной форме.

Используя эти подходы, нами, во-первых, при разработке унифицированного ряда тренажеров была упорядочена сама структура тренажеров (от простых моделей к сложным виртуальным обучающим системам), а во-вторых, при разработке обучающих программ была принята во внимание последовательность предъявления информации, ее объем и сложность.

Во втором разделе — «Повышение надежности и эффективности функционирования операторов» — изложены общие вопросы создания тренажеров для операторов животноводства, дана эргономическая оценка системы ЧМЖ, подчеркнуто значение надежности оператора в повышении эффективности работы системы, приведена концептуальная модель разработки тренажеров и довольно подробно описаны их конструкции и принцип работы.

Основное внимание в разделе отведено концептуальной модели разработки тренажеров для подготовки операторов животноводства и описанию их конструкций, принципам работы и режимам подготовки операторов на этих тренажерах.

Принимая во внимание многообразие факторов, оказывающих влияние на систему ЧМЖ, мы разработали физическую модель трудовой деятельности (рис. 1), которая позволила дать комплексную оценку рассматриваемой проблеме. Речь идет не о полном моделировании поведения оператора в технологическом процессе, а о построении модели, сложность которой определяется задачей управления, достаточной для ее корректного решения. При этом мы учли основные ограничения, свойственные человеку, и приняли во внимание физиологические характеристики животного.

Например, для определения сложности профессиональной деятельности оператора машинного доения, как звена замкнутой, децентрализованной иерархической системы, была рассмотрена эргономическая модель системы ЧМЖ. В этом случае трудовую деятельность оператора можно представить в формализованном виде как динамическую структуру, осуществляющую преобразование информации и энергии (рис. 2).

Рис. 1 Физическая модель оператора машинного доения в системе ЧМЖ

В процессе работы субъективная модель состояния животного (2) переводится из исходного состояния (например, корова имеет

возможность отдать молоко) в последующее Q2 (молоко полностью выведено из вымени). Это достигается посредством трудовых, информационных (5"я)

или энергетических (Е) воздействии непосредственно на животное V-» / или через механизм (машину), т.е.

5,-Е, —► т ->SJ•EJ -*ж

При этом передача информации может быть осуществлена следующими путями:

V с V Л" —>

а) животное "<' к* оператор;

б) животное т оператор.

Воспринимаемые сигналы (5) и извлекаемая из памяти информация (М) преобразуются по одному из трех типов переработки информации человеком:

П - прямого замыкания; Р - репродуктивного мышления; Пр -продуктивного мышления.

Рис. 2. Эргономическая модель деятельности оператора: а - зрительно-слуховой приемник информации; е- информационное воздействие оператора на животное; ()¡, - состояние животного; 5 - каналы получения информации (Зн - человеком оператором от животного; - машины от животного; - человеком-оператором от машины); Е — энергетическое воздействие (Еп - машины на животное; Ек - человека-оператора на машину, Е„ - человека оператора на животное); М- количество информации, которую

оператор получил в процессе обучения; 5„ Е„ Е^ - каналы управляющих воздействий на объект; П,Р,Пр- пути переработки информации для принятия

решения

Анализ состояния звеньев системы ЧМЖ показывает, что активное вмешательство человека в процесс, способствует достижению конечной цели даже при условии, что два других звена (аппарат, животное) не благоприятствуют этому. Надежность оператора определяется как вероятность того, что технологический процесс или поставленная задача будут выполнены успешно на любой стадии работы системы ЧМЖ.

Изменения в функциональных системах организма человека в ходе его производственной деятельности целесообразно рассматривать со следующих позиций:

с позиции биологического подхода изменения характеристик управления, протекающих в организме во время работы под влиянием различных функциональных состояний, (они отражают динамику работоспособности — врабатывание, устойчивое состояние, утомление). Дифференциацию состояний организма и их оценку при выполнении работы различной интенсивности следует рассматривать как качественный переход из одного функционального состояния в другие;

с позиции кибернетического подхода функциональное состояние человека в процессе работы отражает перестройку, адекватную различным

■ нмрузкам и разным условиям внешней среды, следует учесть и характеристики, связанные с переходом от состояния относительного покоя к состоянию «оптимальной адаптации» (разные фазы утомления) вплоть до потери возможности работы.

В общем случае оценкой функционального состояния (возможностей) организма человека-оператора служат, как правило, числовые характеристики передаточных функций как системы управления: различные показатели (сенсорно-моторные, временные), коэффициенты усиления времени и др., которые позволяют человеку оказывать существенное влияние на эффективность системы.

Методика определения надежности оператора в работе выражается через вероятность появления ошибок и аналогична классическому методу оценки надежности технических средств. Классификация методов расчета надежности представлена на рис. 3.

Рис. 3 Классификация методов расчета надежности

зн

. Вероятностная оценка качества работы оператора может определяться отношением Ч/Н, где Ч - число успешно выполненных заданий, а Н - общее число экспериментов. Для получения фактической вероятности Р> необходимо найти доверительный интервал вероятности Рв. Используя результаты экспертных оценок отношения Ч/Н можно воспользоваться уравнением:

где: а - достоверность того, что истинная вероятность Рт лежит в

интервале от Р до 1;

Р — нижняя граница Рт - истинной, но неизвестной вероятности

Л=0-П

На основании Р, можно определить значение нижних границ вероятностей при коэффициенте доверия 80 %.

Для качественного определения ошибок мы использовали выражение следующего вида:

й=1-(1 -ргру

где Р, - вероятность того, что операция будет выполнена таким образом, что в ней будет совершена ошибка;

Р,- — вероятность того, что ошибка вызывает отказ;

и, - число операций, при которых соблюдались ошибки;

Q¡ — вероятность появления отказа системы в результате совершения ошибок.

Если появление отказов обусловлено сочетанием К числа ошибок, то существует методика определения безотказности работы всей системы, которая определяется уравнением:

(-1

Общая вероятность появления отказа определяется из выражения:

где: - вероятность того, что в результате совершения человеком одной или нескольких ошибок, возникнут условия для появления отказа всей системы.

Прогнозирование надежности оператора машинного доения проводили на основании статистических данных, полученных нами при исследовании: они характеризуют крайне низкий уровень безотказной работы оператора, особенно после двухчасовой непрерывной работы.

Таким образом, анализ методов определения надежности работы оператора в системе показал следующее:

1. Известные методы далеко не полностью отражают реальное значение надежности оператора в биотехнических системах или же требуют сложного математического аппарата для вычисления.

2. Для достоверного определения показателей функциональной надежности оператора животноводства нужна такая методика, которая учитывала бы не только программные, временные, параметрические, но и коррекционные связи технологических операций трудовой деятельности в процессе. Этим условиям удовлетворяет структурный метод определения функциональной надежности, разработанный нами на основе метода А.И.Губинского и Б.Ф.Ломова.

Полную надежность (П - надежность) деятельности человека удобнее представить в виде структурной (Б - надежность) и функциональной (Б -надежность). В свою очередь, для удобства проведения анализа, ее можно подразделить на: функционально-временную надежность (/%, - надежность), то есть надежность своевременного выполнения технологических операций (предписанных функций) и функционально-параметрическую надежность

- надежность), как способность оператора качественно определить технологические операции (параметры функций).

Такая формулировка определения надежности через достижение цели и качества, а не через выполнение программы алгоритмов (зооинженерных правил), наиболее правильно отражает специфику рассматриваемой системы и, что самое, основное, позволяет распространить эту методику на исследование и оценку не алгоритмизированных, эвристических, творческих процессов деятельности оператора животноводства. На основании обобщенного структурного метода вся трудовая деятельность операторов складывается из последовательно выполняемых единиц: оперативных, функциональных и программных.

Показателями функционально-программной надежности операционных единиц являются: вероятность безошибочного выполнения последовательности операций; вероятность ошибочного выполнения операций.

Показатели Р„ надежности:

0(г) - р{' - г) _ вероятность своевременного выполнения операций;

Q и = {' - 0(г) ] _ вероятность несвоевременного выполнения операций. р

Показатели 4 надежности:

где 5/ - вероятность точного выполнения операции, то есть с абсолютной погрешностью Д,-, не превышающую допустимую Дйо„; 5° = 1-5/ - вероятность не точного выполнения тех же единиц.

Обучение на тренажерах строят по принципу постепенного поэтапного приближения показателей трудовой деятельности исполнителя к задаваемому уровню, количественно-качественные значения которого определяют программными (я), временными (в) и параметрическими (<5) условиями (ограничениями). В основу программы положены технологические операции. Обучаемый должен обязательно выполнить их при наименьшей степени риска.

Критерий эффективности взаимоотношения обучаемого и тренажера -мера индивидуальной полезности Р#. Для машины она заключается в информационной способности выдачи предъявления доз информации Лй,- и их содержательности Для обучаемого это выражается в получении предоставляемой оперативной информации Ир переработке и усвоении, отложении ее в кратковременную Пх или (предпочтительно) в долговременную Пд память. Идеальный вариант взаимных стратегий машины и человека:

"]

Логическая структура предъявления информации тренажером должна сама определять и указывать обучаемому его стратегию, т.е. что нужно сделать при любой возможной информации ДИ/, вернуться к проработке участка программы, логически связанного с последней, дать подкрепляющую или разъяснительную информацию в текстовой или мнемонической форме и т.д.

Исходя из рассмотренных положений, мы разработали общую концептуальную модель подготовки специалиста на тренажере, которая представляет собой кусочно-линейную функцию с возрастающей степенью сложности. Реализация этой модели позволяет точно определить число ступеней, объем предъявляемого куска информации на каждой ступени, время пребывания на каждом уровне, порядок перехода с одного уровня на другой, а также общее время подготовки в зависимости от индивидуальных качеств обучаемого.

Классическим примером разработки тренажера на первом этапе может служить структурная схема тренажера для подготовки операторов, обеспечивающих бесконфликтное участие в работе системы М1 (рис. 4).

Тренажер включает подсистемы А и Б, где одна - аналог реальной вторая - обучающая. В первой оператор - активный исполнитель, работает с объектом, чтобы обеспечить в процессе подготовки поведение системы А, подобное поведению системы Б. Блок Г — преобразователь сигналов с различными характеристиками, управляется каким-то опорным сигналом у/.

Индикаторы И,, И2 в обоих случаях различны, но могут быть одинаковы, если в абстрактной подсистеме Б вместо элемента <9 используется инструктор, действие которого принято за эталон. Индикатор

И3 регистрирует совпадение параметров реальной А и абстрактной Б подсистем. Если совпадения достигаются (хто*), то оператор подсистемы А — искомый оператор ©т системы А/,.

(г О

Рис. 4 Обобщенная схема тренажера для подготовки операторов монобиотехнических систем в животноводстве: М— рассматриваемая биотехническая система (1<г'<9), А — реальная подсистема, Б — абстрактная подсистема, Г— преобразователь (блок-генератор) сигналов, И/, И2, Из, И4-

индикаторы совпадения сигналов, т- случайная величина (показатель сигнала), А. - количественный показатель совпадения сигналов реальной и абстрактной подсистем; у/, Х1,Х2,У1— сигналы, характеризующие поведение и состояние подсистем, в - обучаемый оператор, 0„~ обучающая программа тренажера; Рф„, Рфв, 1'фпр - показатели функциональной надежности

оператора

Фиксация случайной величины т на индикаторе Из совпадений позволяет получить соответствующие исходные данные для построения обобщенной характеристики оператора: Рфпр — функционально-программной; Рф„ — функционально-временной; Рф„ — функционально-параметрической надежности (блок И4). Техническое проектирование и разработка тренажеров предусматривают несколько этапов.

1. Обоснование компоновочных и конструктивно-геометрических размеров имитатора рабочего места оператора с учетом пространственных, массовых, временных и других показателей.

2. Изготовление физической модели (муляжа) объекта воздействия, оснащение его соответствующими датчиками контроля трудовой деятельности.

з£

3. Разработка устройств: ввода (функциональных единиц), преобразования, сравнения, запоминания, хранения, выдачи и предъявления информации; задания режимов, управления; решающего временного устройства; оценки и учета ошибок.

Разработанная модель обучения операторов животноводства включает 35 ступеней (уровней) теоретической части и 5 - производственной практики. Общий объем обучающей программы рассчитан примерно на 210 академических часов и скорректирован на оптимальность методом линейного программирования. Реализация модели при подготовке операторов профессиональных групп в животноводстве, позволила сократить затраты на производственное обучение в 1,7-2,5 раза.

В разделе приведены описания девяти тренажеров, почти все они защищены патентами на изобретения.

В качестве примера можно привести тренажер для выработки навыков вычесывания пуха у коз (рис. 5). Работа на тренажере строится по следующей схеме.

Рис. 5 Тренажер для выработки навыков вычесывания пуха у коз: 1 - муляж козы, 2 - датчики контроля технологических параметров, 3... 10 - блоки -питания, допуска, сравнения, выбора программы суммирования, индикации, 11 - гребень, 12 и 13 - датчики контроля усилия, развиваемого чесальщиком, 14 — накопитель пуха, 17 и 18 — каналы связи, 19 — основание тренажера, 20 и 21 - тросовый механизм подъема муляжа, 22 и 25 — датчики контроля положений конечностей муляжа, 23 - фиксатор, 24 - подвижная опора

Первый этап (режим «Информация») - обучаемому представляется полная информация по всем вопросам обучающей программы, которую выдает блок 4.

Второй этап (режим «Репетиция») — обучаемый формирует и отрабатывает (шлифует) навыки, приемы, действия. Ему выдается оперативная пооперационная информация на блоке 10 с указанием и разъяснением допущенных ошибок. В этом случае возможна количественная оценка правильности выполнения действий (операций).

Третий этап (режим «Контроль») - обучаемому не выдается пооперационная информация, а по окончании процесса выдается общая оценка, указываются допущенные ошибки и представляется информация на блоке индикации 10. При неудовлетворительной оценке система контроля и управления автоматически переводит тренажер в режим «Информация».

При отключении контрольно-измерительных систем тренажер может успешно использоваться как обычное соответствующее всем требованиям организации труда оператора рабочее место - станок для чески животных

В третьем разделе — «Экспериментальное исследование показателей функциональной надежности оператора на тренажере» - приведены результаты хрономегражных наблюдений за работой операторов, изложены методика и результаты исследований по определению надежности операторов машинного доения при помощи комплексного тренажера, описывается оборудование для определения физической усталости и психофизических показателей оператора, стенд для снятия усталости и восстановления функционального состояния операторов машинного доения.

Для полной качественной и достоверной оценки труда нами разработаны и использованы методы видеозаписи рациональных приемов передовых мастеров машинного доения коров Оренбургской области, призеров региональных и республиканских конкурсов, а также специальные технические средства регистрации исследуемых параметров.

Для исследования трудовой деятельности операторов были применены следующие устройства: динаморефлексометры, эргограф, прибор Розенблата, секундомеры, хронограф ХР-6, видеокамера Рапавошс-ЗОООМ и другие технические средства. С целью непрерывного контроля процесса и отдельных операций были разработаны специальные измерительные приборы-хронометры.

Вероятность своевременного и безошибочного выполнения всех или одной операции РР определяется произведением:

РРп = р'3 ■ 1\ для одной операции;

р^ = Для всего процесса.

1-1

Расчеты, проведенные по этой методике, свидетельствуют, что вероятность своевременного и точного выполнения технологических операций процесса доения даже оператором высокой квалификации не превышает 20%. Однако, эти же операторы после прохождения практической

подготовки на тренажере имели значительно более высокие показатели функциональной надежности (рис. 6). *

Рис. 6 Вероятность своевременности и безошибочности подготовки вымени коров к доению операторами различной квалификации (А - операторы с большим стажем работы, В - операторы, прошедшие подготовку методом

наставничества; 1 - кривые изменения функционально-временной надежности РРв, 2 - кривые изменения функционально-параметрической

надежности Рра)

Если принять статистические значения времени выполнения оператором технологических операций в соответствии с программой (вариантом организации процесса доения на одной из выбранных установок) за частные отклики, а в качестве функции - процент своевременности и правильности выполнения операций, то полученные кривые Рп(>) и Р,а{/) можно использовать для применения шкалы желательности или предпочтительности.

Обобщенным показателем трудовой деятельности операторов на различных доильных установках является коэффициент К^, объединяющий показатели программной сложности - Кпс, коэффициент использования труда оператора - Кит0, коэффициент использования доильного аппарата -Кидл и коэффициент интенсивности труда исполнителя Кито.

КТ

~ Кида "Кит' Кпс ' ^ият - ГТ^ф

здесь:

К ЦДЛ — 1 КПДЛ

где: - разница во времени простоя доильного аппарата по отношению к базисному, в качестве которого принято время машинного доения коровы, *=300...360с.

кпда ' коэффициент простоя доильного аппарата.

к -1-11

где: г" - разница во времени простоя оператора по отношению к базисному.

К инто = у ' Ьщ ™ ^ИЮ "

где: I - расстояние от вымени до вымени рядом расположенных коров, м;

Ъш = 0,7...0,8 м - длина шага.

Кпс = 2...5 был определен методом математической обработки статистических данных опроса независимых экспертов-специалистов, организаторов машинного доения коров.

Были исследованы наиболее распространенные доильные установки: АДМ-8А, АДМ-12, АД-100Б, ДАС-2Б, УДС-ЗОБ, УДЛ-Ф-12; «Тандем»: УДТ-8, УДА-8.

В качестве исходных данньпс на первом этапе использовали масштабные трафареты - аппликации, на которых отображали схемы переходов, переносов аппаратов при доении в ведра.

На втором этапе использовали отснятые видеоматериалы (видеохронометраж) работы участников, призеров и чемпионов Российских конкурсов профессионального мастерства.

Установлено, что самой сложной формой организации труда является работа оператора на линейных установках с молокопроводом: (^■¡.=1,35...1,25) с числом доильных аппаратов равным 3 при максимальном коэффициенте использования труда оператора и доильного аппарата, в то время как на доильных установках со станками параллельно-проходного типа К£ - составил 0,0089-г0,0098.

При проведении экспериментальных исследований в качестве контролируемых параметров функционально-программной надежности были приняты наиболее существенные и информативные: схемы переходов операторов, схемы переносов аппаратов, интенсивность труда, время простоев аппаратов и оператора. В отдельных случаях осуществляли психофизиологический контроль эмоционального состояния, настроения исполнителя.

Как правило, эксперименты проводили по следующей схеме: 1. Формирование у операторов машинного доения коров первоначальных сенсорно-моторных навыков подготовки животных.

2. Отработка прочных функционально-временных и параметрических показателей трудовой деятельности на тренажерах.

3. Формирование и оценка программных показателей операторов на предлагаемых тренажерах при различных вариантах организации труда.

Нами установлено, что функционально-временная и функционально-параметрическая надежности к концу 5-7 дня достигали требуемого уровня и только потом обучаемых переводили на обучение организации процесса доения.

Так, требуемый уровень функционально-программной надежности достигается в промежутке от 7...8 дней до одного месяца обучения на тренажере. На установках типа УДС-УДЛ он равен 7-8 дням («безошибочно», «очень хорошо»), на установках типа «Тандем» составляет 10-12 дней, на линейных установках с 2-мя аппаратами - 14-15 дней, а на линейных установках типа «АДМ-8», «АДМ-12» с 3-мя аппаратами при К-ито К иди = 1. Кцнто =1 " 25 дней.

Это еще раз подтверждает, что чем сложнее форма организации труда оператора машинного доения коров, тем нужнее становится тренажная форма подготовки.

Соблюдение основных условий организации труда при традиционной технологии машинного доения позволило операторам сократить затраты ручного труда на 18,6%, уменьшить время доения одной коровы в среднем на 43% и повысить коэффициент использования доильного аппарата с 0,615 до 0,885, т.е. почти на 30%. Приблизительно настолько же выросла и производительность труда.

На основе полученных теоретических и экспериментальных данных были разработаны обучающие модели и компьютерные программы для обучения операторов.

Материалы явились базой при разработке программного обеспечения тренажеров, оценке функционально-программной надежности при подборе кандидатов в операторы и при проведении конкурсов профессионального мастерства операторов машинного доения в качестве инструментального метода оценки уровня профессионального мастерства призеров и чемпионов.

Для проведения этих исследований был разработан комплексный тренажер (рис. 7), при компоновке которого соблюдены требования эргономики, адекватность реальному процессу и функциональной целесообразности, учтены наиболее эффективные физиологические возможности оператора (в частности, пропускная способность зрительного анализатора).

Характеристики звеньев системы оценивали следующими показателями:

- для аппарата — плотностью распределения времени безотказной работы /(/) или интенсивностью отказов А(/);

Рис. 7 Структурная схема комплексного тренажера (а) и панель имитатора рефлекса молокоотдачи (б): 1 — программное устройство, 2, 3, 5, 7,11 и 12 - блоки сравнения, контроля, выбора программы индивидуального

обеспечения, имитации рефлекса, 4 — искусственное вымя, 6 — переключатель, 8, 9 — блоки оценки и информации, 10 — устройство • кодирования, 13 — табло, 14 — устройство для сдаивания, 15 — доильный аппарат с датчиками, 16, 17 — датчики контроля зрительных и слуховых раздражений, 18 - блок моделирования, 19 - головной мозг, 20 — гипофиз, 21 — спинной мозг, 22 — рецепторы, 23 — нервные связи, 24 — гормональные связи, 25 — надпочечник, 26 - сердце, 27 - пульт управления, 28 — разъем для подключения блока имитации, М1.. .М6 — датчики контроля раздражителей

- для оператора по аналогии с техническими средствами — вероятностью безошибочного выполнения операций, их функциональных единиц и алгоритма в целом;

- для животного — вероятностью положительных реакций на наносимые -раздражения, интенсивностью отрицательных исходов.

Только 50% опытных мастеров (1 класса) за отведенное время (1 мин) уложились в норму времени и лишь 25% выполнили качественно эту операцию. Эффективность работы здесь выражается через случайное событие - факт совершения ошибки. Величина и частота ошибок возрастает с увеличением сложности задачи, темпа и продолжительности работы оператора.

Процесс управления представляет собой временной интервал, необходимый для перевода системы из состояния относительного покоя (исходное состояние) (), в конечное (момент завершения двигательного действия) £>2, которое в формализованном виде представили выражением: — Тдлт + Тям> + Ттш) -I- (Тсиг + ТРМ)

где: Г. - полное время;

Тмт - латентное (скрытое) время реакции;

Тин* - время восприятия информации;

Тгьш - время принятия решения;

Тсиг - время формирования управляющего сигнала;

тгм ' время передачи сигнала от центральной нервной системой к работающей мышце.

Наряду с функционально-временными показателями надежности операторов представляет интерес исследование функционально-параметрических показателей: силовых характеристик моторного поля, регуляции усилий и точности движений.

С этой целью были определены частотно-амплитудные и силовые характеристики воздействия руки доярки на вымя и возможность операторов проводить подготовку вымени коровы в режиме, рекомендованном технологией машинного доения. Особый интерес в проведенных экспериментах представляет соотношение точности параметров выполнения массажа (частоты воздействия — / (Гц), интенсивности Рц, фаз воздействия и паузы - ¿¡) с эталонными.

В процессе обучения, благодаря организации регулятивных взаимодействий на основе обратных связей и световому табло прибора, преодолеваются избыточные степени свободы и движения превращаются в координированные. Полученные данные свидетельствуют о том, что стабилизация двигательного навыка способствует выработке прочного динамического стереотипа. В результате своевременная оперативная информация о правильности выполненных операций в контрольной группе

способствует повышению эффективности приобретения навыков в среднем 6,5-7 раз больше, чем в опытной в начале обучения и почти в 5 раз в конце недельного срока подготовки.

Эти показатели позволяют косвенно судить о степени физиологической усталости, поэтому учитывая специфичность решаемых задач, потребовалась разработка специальной программы и технических средств для проведения экспериментальных исследований.

Методика исследований основывалась на принципах аэробной работоспособности Яр: по количеству поглощенного кислорода Ог измеряется аэробная стоимость мышечной активности испытуемого, а по величине его аэробной работоспособности Яр и аэробной стоимости мышечной деятельности Л. - резерв ^, которым располагает организм для обеспечения работы мышц:

Дэ = К

Исследование было проведено дискретно, серией стандартных нагрузок ступенеобразно возрастающей мощности. Развиваемая мощность выполняемой нагрузки определяла уровень максимальной физической работоспособности.

Потенциальные возможности операторов по развиваемой мощности (физической работоспособности) определяли по тесту Р\¥С17<>: мощность внешней физической работы линейно связана с частотой сердечных сокращений (ЧСС) в диапазоне 130.. .170 уд/мин и в этом же диапазоне существует аналогичная связь между потреблением кислорода Ог и пульсом.

В ходе проведенных исследований установлено, что операторы, имевшие более высокий уровень физической подготовленности, рациональнее расходуют физическую энергию: разница в расходе энергии по сравнению, с менее физически подготовленными операторами составляет 25...30%, то есть коэффициент полезного действия подготовленного оператора выше и составляет 0,30.. .0,35.

Стенд для снятия физической усталости представляет собой совокупность устройств, предназначенных для восстановления работоспособности (снятия физической усталости) на основании фиксируемых показателей физиологического состояния оператора. Стенд (рис. 8) включает в себя управляющую и управляемую систему, а также устройства и элементы прямой и обратной связи. Управляющая система объединяет устройства для снятия физической усталости, устройства приема и переработки информации и средства ее отображения, управляемая система представлена человеком-оператором.

Восстанавливающие воздействия нагруженных участков тела (массаж) характеризовшгись частотой /, амплитудой А, усилием Р, которые изменялись

Восстанавливающие воздействия нагруженных участков тела (массаж) характеризовались частотой амплитудой к, усилием Р, которые изменялись по заданной программе П (/¡, Рн) с помощью персональной ЭВМ, а также по самочувствию и желанию испытуемого.

Рис. 8 Структурно-функциональная схема стенда для снятия физической усталости: 1 — кресло, 2 — вибромассажники, 3 — датчики, 4 — механизм регулировки углов наклона, 5 — термоэлементы, 6 - коммутационная система, 7 — блок регистрации, 8 — блок коррекции, 9 — ЭВМ, 10 — источник питания, 11 — канал информации, а, Д у, у/, р, в- углы наклона механизмов стенда

Мерой контроля восстанавливаемости физиологических показателей были приняты - ЧСС, артериальное давление и частота дыхания операторов.

Программа работы на стенде: подготовка оператора перед работой; поддерживание достигнутого уровня фазы стабильной работоспособности (во время работы); восстановительные мероприятия (после работы).

В случае адекватности воздействий условиям восстановления (ситуация «ДА») наблюдалось многократное их повторение по времени /. При неадекватности (ситуация «НЕТ») требуется коррекция воздействий по амплитудно-частотным характеристикам (/", Л, Р), которая осуществляется от ЭВМ или индивидуально каждым субъектом.

В подготовительном режиме благодаря применению стенда удалось сократить время врабатывания операторов опытной группы до 1,5 ± 0,5 мин, у контрольной группы оно равно 4...6 мин.

7

Во время обслуживания животных через каждые 27-30 мин были введены 4.,.6 минутные перерывы в работе. Это время использовали для проведения восстановительных мероприятий. Время стабильной работы операторов опытной группы поддерживали в пределах 30...32 мин. В контрольной группе операторов, не использующих комплекс восстановительных мероприятий (перерыв в работе 4...6 мин состоял в основном из пассивного отдыха), наблюдали снижение времени устойчивой работоспособности до 20...22 мин.

После окончания работы операторы опытной группы проходили восстановительный массаж: к концу 5-ой мин восстановления у них отмечали снижение ЧСС до исходного уровня, полное волнообразное восстановление ЧСС наблюдали к концу 12 мин.

У операторов контрольной группы, на проходящих массаж на стенде, восстановление ЧСС до исходного уровня было лишь к 7-ой мин, а полная физическая реабилитация наступала только к концу 15 мин.

Рис. 9 Блок-схема алгоритма определения показателей трудовой деятельности операторов

периферической крови) показали, что у тех, кто не прошел восстановление на стенде, восстанавливаемость функциональных характеристик выше, чем в фоновой группе, в среднем на 8—10%.

Полученные данные позволили внести в методику определения производительности оператора параметры, учитывающие поправочные коэффициенты, которые характеризуют состояние оператора, условия его работы и т.д.

При общей продолжительности времени машинного доения, равной 2 часам, за счет поддержания фазы активной работоспособности в пределах 30...32 мин (с применением стенда в течение 4...6 мин), при равном числе активных фаз «=4, оператор опытной группы обслуживал 50 животных, а контрольной - 41. Блок-схема алгоритма определения показателей трудовой деятельности операторов приведена на рис. 9.

В разделе «Оценка социально-экономической эффективности предложений по повышению функциональной надежности операторов животноводства», помещенном в приложении, приведены экономические показатели по результатам использования тренажеров для обучения операторов, по улучшению условий труда операторов, по повышению их функциональной надежности и применению стенда для снятия физической усталости.

Так, годовой эффект от внедрения рекомендаций по улучшению условий. труда на рабочем месте оператора (при работе на доильной установке УДЕ-8) составляет 54240 руб., применение стенда для снятия физической усталости - 22869 руб. при сроке окупаемости 1,5 года. Стоимость подготовки одного оператора на тренажере в среднем составляет 1750,6 руб., а традиционным способом — 2800,5 руб., годовой экономический эффект от применения тренажеров на постоянно действующих курсах с планом подготовки на 200...250 операторов составляет2,1...2,6 млн. руб.

Общие выводы и рекомендации

1. Проблема повышения функциональной надежности оператора животноводства является актуальнейшей в современном ЛПК. Функциональная надежность оператора, ее повышение стоят в одном ряду с задачами обучения и профессиональной подготовкой оператора. Неквалифицированный труд наносит громадный ущерб экономике страны. Практика показывает, что неквалифицированный оператор, не владеющий основными приемами выполнения технологических операций, теряет большое количество продукции, не может обеспечить ее качество и наносит часто непоправимый ущерб здоровью животного, а производительность такого оператора остается крайне низкой. Неслучайно во многих хозяйствах страны животноводство не рентабельно. Это обосновало необходимость

поиска новых решений проблемы повышения квалификации операторов животноводства, среди которых одним из наиболее эффективных является применение тренажеров.

2. В основу разработки тренажеров дая операторов животноводства заложена модель адаптивного регулирования, поскольку действия, осуществляемые оператором и проводимые им в технологическом процессе, в идеальном случае представляют собой процессы оптимизации. Кроме того, при разработке методики обучения и проектировании тренажеров для операторов машинного доения, было учтено определяющее действие * механизма управления молокоотдачей животного.

Использование методов динамического программирования для формулировки и решения задач адаптивного регулирования применительно к разработке обучающей техники для операторов животноводства, позволили создать семейство, включающее в себя тренажеры, мнемосхемы, муляжи и имитаторы, не имеющие аналогов в практике.

3. Эргономический анализ деятельности оператора и наши исследования показали, что его напряженный труд со сложнокоординированными и точными двигательными актами, которые должны быть прочными и доведенными до автоматизма, - необходимое условие при работе. Вместе с тем, в ходе длительной работы усиливается утомляемость, увеличивается напряженность внимания, памяти, снижается информационная надежность и т.д.

Так, работоспособность операторов машинного доения подчиняется общей закономерности (в начале идет процесс врабатывания, а затем снижение работоспособности). Однако, кривая затрат рабочего времени оператором опытной группы носит более спокойный характер. Резкие колебания работоспособности операторов и кратковременность периода ее устойчивости у контрольной группы свидетельствуют о высокой производственной утомляемости. Особенно хорошо это заметно к концу второго и началу третьего часа работы: работоспособность операторов контрольной группы снижается на 15,4% (у операторов опытной группы лишь на 7,7%). Изменение работоспособности (ритма) в контрольной группе составляет 53,3%, а в опытной только 13,5%.

Отработка на тренажере правил машинного доения позволила операторам сократить затраты ручного труда на 18,6%, уменьшить время доения одной коровы в среднем на 43% и повысить коэффициент использования доильного аппарата с 0,615 до 0,885, т.е. почти на 30%. Приблизительно настолько же возросла и производительность труда.

4. С целью проведения экспериментального исследования показателей функциональной надежности оператора, был использован комплексный тренажер, который позволил определить общую оценку функционирования

оператора, его функционально-параметрическую надежность и энергетическую, связанную с физическими возможностями исполнителя.

Тренажер представляет собой лабораторный стенд с контрольно-измерительными устройствами и приборами. Его программа учитывает основные зоотехнические, физиологические, технологические требования и параметры. Особенность и ценность подобного тренажера состоят в том, что работа на нем адекватна реальному процессу, а функциональная схема обладает адаптивным свойством (позволяет использовать его для обучения в зависимости от субъективных особенностей обучаемого).

На тренажерах, оборудованных средствами отображения информации, можно за один цикл обучения выработать прочные сенсорно-моторные навыки. Это подтверждает необходимость применения учебно-тренажных средств не только для совершенства профессионального мастерства операторов, но и для повышения их функциональной надежности.

5. Наряду с функционально-временными показателями надежности операторов представляет интерес исследование функционально-параметрических показателей: силовых характеристик моторного поля, регуляции усилий и точности движений. С этой целью были определены частотно-амплитудные и силовые характеристики воздействия руки доярки на вымя и возможность операторов проводить подготовку вымени коровы в режиме, рекомендованном технологией.

Особый интерес в проведенных экспериментах представляет соотношение точности параметров выполнения массажа с эталонными. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что стабилизация двигательного навыка способствует выработке прочного динамического стереотипа. Установлено, что своевременная оперативная информация о правильности выполненных операций в опытной группе способствует повышению эффективности приобретения навыков в среднем в 5-7 раз больше, чем в контрольной.

6. Предложенные приборы для определения физической усталости и психофизических показателей оператора, позволили определить предел физической усталости, коэффициент падения статического усилия, индивидуальные особенности оператора (внимание, простую и сенсомоторную реакции различия, выбора, переключения и т.д.).

С целью выявления наиболее энергоемких операций, были проведены биомеханические исследования угловых перемещений биозвеньев оператора. Анализ этих перемещений показал, что они достигают максимально возможных пределов. Это ведет к большим затратам энергии, быстрой утомляемости и снижению работоспособности оператора.

Разработана методика и оригинальный стенд для снятия физической усталости оператора, благодаря чему сокращается реабилитационный период и повышается его работоспособность. За счет механического воздействия

стенда на наиболее нагруженные участки туловища оператора перед началом работы сокращается период его адаптации к физической нагрузке, сдвигается порог наступления утомления в процессе трудовой деятельности, не допускаются срывы, а по окончании работы сокращается период восстановления функциональных возможностей оператора.

7. На основании анализа большого статистического материала, полученного нами при проведении хронометража операторов животноводства и выполненных исследований трудовой деятельности этих операторов в производственных условиях, разработаны и рекомендованы к применению:

• методические материалы по подготовке операторов животноводства и условия для проведения конкурсов профессионального мастерства этих операторов,

• технические и технологические нормы на выполнение операций производственных процессов животноводства,

• технические средства для повышения качества обслуживания механизмов и облегчения труда операторов,

• тренажеры для повышения функциональной надежности, формирования профессиональных навыков и обучения операторов животноводства.

Применение этих разработок позволяет подготовить высококвалифицированных специалистов современного животноводства.

Список научных трудов, в которых опубликовано основное содержание

диссертации

1. Карташов Л.П., Поздняков В.Д.. Тренажеры для обучения. -Саратов: Саратовский СХИ. - 1984. - 51 с.

2. Карташов Л.П., Соловьев С.А., Поздняков В.Д., Сусликов В.И. Тренажеры. / В монографии «Тренажеры, стенды и муляжи для биотехнической системы». / Екатеринбург: Изд.УрО РАН, 2005. — с. 5-71.

3. Карташов Л.П., Макаровская З.В., Поздняков В.Д. Методические материалы по оценке физиологичиости доильной техники. М.: Россельхозакадемия. — 2005. — с. 16.

4. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Нужно ли переоборудовать доильные аппараты. // Техника в сельском хозяйстве. -1977. - № 8. — с. 25-26.

5. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Обучение мастеров машинного доения коров с помощью тренажера. // Кадры сельского хозяйства. - 1979 -№2-с. 28-30.

6. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Повышение эффективности вузовского проектирования. // Механизация и электрификация с.-х-ва - 1985 -

№ ю-с. 20-21.

7. Поздняков В.Д. Повышение функциональной надежности^ операторов машинного доения // Техника в сельском хозяйстве. — 1995. - № 4.

- с. 22-24.

8. Поздняков В.Д., Сечин В.А. Гребень новой конструкции: результаты внедрения в производство.// Зоотехния. - №3,1994. — с.31-32.

9. Поздняков В.Д., Востриков В.Д. Исследование биомеханики руки человека при машинном доении. // Техника в сельском хозяйстве. - 1995. - № 5.-с. 10-15.

10. Поздняков В.Д., Гонтюрев В.А. Пригодность коров к машинному доению по морфологическим признакам. // Молочное и мясное скотоводство.

- 1995. - №2. - с. 38-40.

П.Поздняков В.Д. Конкурсы прошли - проблемы остались. // Молочное и мясное скотоводство. — 1995. - № 6. — с. 21-22.

12. Поздняков В.Д., Корнилова Т.Н. Возрождать традицию подготовки кадров для молочного скотоводства. // Молочное и мясное скотоводство. -

1996.-№7.-с. 39-40.

13.Поздняков В.Д. Концептуальная модель разработки тренажеров для подготовки операторов-животноводов. // Техника в сельском хозяйстве. -

1997,-№4.-с. 24-27.

14.Карташов Л.П., Макаровская З.В., Поздняков В.Д. Технические параметры некоторых современных доильных аппаратов. // Техника в сельском хозяйстве. — 2003. - № 3. - с. 11-14.

15.Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Тренажеры для операторов. // Сельский механизатор. — 2003. - № 7. — с. 20-22.

16. Поздняков В.Д. К вопросу исследования профессиональной надежности операторов машинного доения коров. // Тезисы докладов V Всесоюзного симпозиума по машинному доению с.х. животных. - Часть II Рига: ВАСХНИЛ, 1979.-е. 135-136.

17. Поздняков В.Д. Обоснование разработки и исследования тренажеров для подготовки операторов машинного доения. // Тезисы докладов VIII (I Всероссийского) симпозиума по машинному доению с.х. животных. - М.: Россельхозакадемия, 1995. — с. 80-81.

18. Востриков В. А., Поздняков В.Д. Исследование и оценка биомеханики руки человека при машинном доении коров. // VIll (I Всероссийский) симпозиум по машинному доению с.х. животных (тезисы докладов) — Оренбург: Россельхозакадемия ,1995. — с.82-83.

19. Поздняков В.Д. К вопросу сенсомоторной регуляции трудовой деятельности операторов биотехнических систем в животноводстве. // Труды IX Международного симпозиума по машинному доению с.х. животных (тезисы докладов) — Оренбург: Россельхозакадемия, 1997.-е. 145-147.

20. Поздняков В.Д., Востриков В.А. Биокибернетические аспекты надежности системы «человек-машина-животное» (на примере машинного

•доения коров). // IX Международный симпозиум по машинному доению с.х.животных (тезисы докладов) - Оренбург: Россельхозакадемия, 1997. -с.147-148.

21. Поздняков В.Д. Количественно-качественное описание трудовой деятельности операторов машинного доения коров. // Материалы XII Международного симпозиума по машинному доению коров. — Киев: Украинская академия аграрных наук, 2005. - с.288-292.

22. Поздняков В.Д., Хлопко Ю.А. Комплексное оборудование для повышения качества стрижки. /Сб. науч. трудов ВНИИМЖ. Том 13. Часть II

— Россельхозакадемия, 2004. - с.258-260.

23. Поздняков В.Д., Чердинцева О.И. Совершенствование средств механизации при подсосном методе выращивания телят. / Сб. науч. трудов ВНИИМЖ. Том 13. Часть II - Россельхозакадемия, 2004. - с.226-230.

24. Карташов Л.П., Макаровская З.В., Куспаков Р.С., Фризен А.П., Поздняков В.Д. Исследование переходных процессов при работе доильного аппарата в производственных условиях. / Сб. науч. трудов ВНИИМЖ. Том 13. Часть II — Россельхозакадемия, 2004. — с. 130-137.

25. Л.П.Карташов, Поздняков В.Д., В.И.Сусликов Повышение функциональной надежности операторов биотехнических систем в животноводстве с помощью тренажеров. // Сб. науч. трудов ВНИИМЖ, Том 15, Часть II. — Россельхозакадемия, 2005. — с. 70-77.

26. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Тренажеры и имитаторы для обучения животноводов. / Депонированная рукопись. № 471 ВС 88 - М.: ВНИИТЭИ Агропром, 1989, 55 с.

27. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Доильные тренажеры для производственного обучения. М.: ВНИИПТО, 1990-63 с.

28. Филатов М.И., Поздняков В.Д., Корнилова Т.Н. Методика инженерного расчета процесса и средств для ветсанобработки с.х. животных. / Депонированная рукопись № 16025 - М.: ВНИИТЭИ Агропром, 1996, 60 с.

29: Поздняков В.Д. Тренажер для обучения мастеров машинного доения. // Механизация животноводческих ферм и комплексов. Сб. науч. трудов, вып. 123. - Саратов: Саратовский СХИ, 1978. - с.49-51.

30. Поздняков В.Д., Коппель Б.Э. Инженерная оценка трудовой деятельности операторов машинного доения. Сб. науч. трудов ЛСХИ. -Пушкин, 1983, —с.22-24.

31. Поздняков В.Д. Результаты эргономических исследований трудовой деятельности операторов машинного доения коров. Сб. науч. трудов ЛСХИ.

- Пушкин, 1983. - с.25-28.

32. Поздняков В.Д. Энергосберегающие технологии в животноводстве и профессиональная компетенция исполнителей. / Международная научно-технич. конференция «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (тезисы докладов) Часть I, - М„ ВИЭСХ, 1998. - с. 123-124.

32. Поздняков В.Д. Энергосберегающие технологии в животноводстве и профессиональная компетенция исполнителей. / Международная научно-технич. конференция «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (тезисы докладов) Часть I, -М..ВИЭСХ, 1998.-е. 123-124.

33. Поздняков В.Д. Инженерно-техническое обеспечение АПК. «Система устойчивого ведения хозяйства Оренбургской обл.» (Разд-IV) Оренбург, 2001. - с. 283-288.

34. A.C. № 903942 СССР. Тренажер. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков. Бюл. № 5, 1982.

35. A.C. № 918961 СССР. Тренажер для обучения машинному доению. / Л.П.Карташов, В.ДЛоздняков. Бюл. № 13,1982.

36. A.C. № 1033087 СССР. Устройство для измерения величины сосков вымени животного. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков. Бюл. № 29, 1983.

37. A.C. № 1205839 СССР. Устройство для проверки качества сосковых трубок доильных стаканов./ Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, А.Ф.Лазарев, О.К.Куспаков. Бюл. № 3, 1986.

38. A.C. № 1257691 СССР. Искусственное вымя учебных стендов для животноводов. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков. Бюл. № 34, 1986.

39. A.C. № 1442140 СССР. Тренажер для обучения машинному доению. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, Н.Н.Каскинова. Бюл. № 45, 1988.

40. A.C. № 15117589 СССР. Комплексный тренажер для обучения машинному доению. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, Н.Н.Каскинова. Бюл. № 36, 1989.

41. A.C. № 1683590 СССР. Тренажер для формирования навыков машинного доения. / В.Д.Поздняков, Ю.А.Кусков, Э.Ф.Фелько. Бюл. № 38, 1991.

42. A.C. № 1777729 СССР. Доильный стакан. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, Х.Худайбердыев. Бюл. № 44, 1992.

43. A.C. № 1782490 СССР. Имитатор вымени верблюдиц. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, Х.Худайбердыев. Бюл. № 47, 1992.

44. A.C. № 2040166 СССР. Гребенка для вычесывания пуха у животных. / В.Д.Поздняков, В.А.Сечин, И.П.Тенищев. Бюл. № 24, 1995.

45. Патент № 2073429 RU. Устройство для исследования процесса выведения молока из вымени верблюдиц. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, Х.Худайбердыев. Бюл. № 16, 1997.

46. Патент № 2082218 RU. Тренажер для выработки навыков проведения ветеринарных мероприятий. / В.Д.Поздняков, В.А.Кленов, Н.Н.Каскинова, В.А.Востриков. Б.И. № 17, 1997.

47. Патент № 2084137 RU. Тренажер для обучения приемам преддоильного массажа вымени животного. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, В.А.Востриков. Бюл. № 20, 1997.

48. Патент № 2084141 1Ш. Тренажерный комплекс для обучения ортопедов. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, М.И.Филатов. Бюл. № 8, 1997.

49. Патент № 2086119 1Ш. Тренажер для выработки навыков вычесывания пуха у животных. / В.Д.Поздняков, В.И.Сечин. Бюл. № 22, 1997.

50. Патент № 2242119 1Ш. Универсальный станок для крупного рогатого скота. / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков, З.В.Макаровская, О.И.Чердинцева. Бюл. № 35, 2002.

Поздняков Василий Дмитриевич

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОПЕРАТОРОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПРОЦЕССОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 27.03.06. Формат 60x84/16. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 110 экз. Заказ 2340.

Отпечатано в Издательском центре ОГАУ. 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18. Тел. (3532)77-61-43.

if

Введение 1

1. Состояние проблемы, ее теоретическое и технологическое обоснование. 7

1.1. Анализ трудовой деятельности операторов животноводства 7

1.2. Теоретические аспекты адаптивного регулирования при разработке тренажеров для операторов животноводства. 38

1.3. Значение механизма управления молокоотдачей для разработки тренажеров. 48

1.4. Повышение функциональной надежности операторов с помощью тренажеров. 60

2. Повышение надежности и эффективности функционирования операторов. 69

2.1. Общие вопросы создания обучающих систем для подготовки операторов животноводства. 69

2.2. Эргономическая оценка системы «человек-машина-животное». 72

• 2.3. Значение оператора в повышении эффективности работы системы «человек-машина-животное». 81

2.4. Сравнительная характеристика методов определения надежности оператора. 84

2.5. Надежность деятельности оператора и ее показатели. 92

2.6. Концептуальная модель разработки тренажеров для подготовки операторов. 97

2.7. Технические средства для функционального повышения надежности оператора. 109

2.8. Выводы по главе 147

3. Экспериментальное исследование показателей функциональной надежности оператора на тренажере. 152

3.1. Проведение хронометражных наблюдений; разработка измерительной аппаратуры. 2

3.2. Методика определения функционально-программной надежности. 154

3.3. Комплексный тренажер для обучения операторов машинного доения коров. 8

3.4. Характеристика элементов функциональной и функционально-параметрической надежности операторов при обучении. 177

3.5. Экспериментальное исследование трудовой деятельности операторов машинного доения коров на тренажере и объективная оценка уровня профессионального мастерства. 189

3.6. Функциональная надежность и функциональные характеристики оператора в реальном процессе. 195

3.7. Оборудование для определения физической усталости и психофизиологических показателей оператора. 218

3.8. Разработка средств для снятия усталости и восстановление функционального состояния операторов машинного доения. 222

3.9. Выводы по главе 246

Общие выводы и рекомендации

1. Проблема повышения функциональной надежности оператора животноводства является актуальнейшей в современном АПК. Функциональная надежность оператора, ее повышение стоят в одном ряду с задачами обучения и профессиональной подготовкой оператора. Неквалифицированный труд наносит громадный ущерб экономике страны. Практика показывает, что неквалифицированный оператор, не владеющий основными приемами выполнения технологических операций, теряет большое количество продукции, не может обеспечить ее качество и наносит часто непоправимый ущерб здоровью животного, а производительность такого оператора остается крайне низкой. Неслучайно во многих хозяйствах страны животноводство не рентабельно. Это обосновало необходимость поиска новых решений проблемы повышения квалификации операторов животноводства, среди которых одним из наиболее эффективных является применение тренажеров.

2. В основу разработки тренажеров для операторов животноводства заложена модель адаптивного регулирования, поскольку действия, осуществляемые оператором и проводимые им в технологическом процессе, в идеальном случае представляют собой процессы оптимизации. Кроме того, I при разработке методики обучения и проектировании тренажеров для операторов машинного доения, было учтено определяющее действие механизма управления молокоотдачей животного.

Использование методов динамического программирования для формулировки и решения задач адаптивного регулирования применительно к разработке обучающей техники для операторов животноводства, позволили создать семейство, включающее в себя тренажеры, мнемосхемы, муляжи и имитаторы, не имеющие аналогов в практике.

3. Эргономический анализ деятельности оператора и наши исследования показали, что его напряженный труд со сложнокоординированными и точными двигательными актами, которые > должны быть прочными и доведенными до автоматизма, - необходимое условие при работе. Вместе с тем, в ходе длительной работы усиливается утомляемость, увеличивается напряженность внимания, памяти, снижается информационная надежность и т.д.

Так, работоспособность операторов машинного доения подчиняется общей закономерности (в начале идет процесс врабатывания, а затем снижение работоспособности). Однако, кривая затрат рабочего времени оператором опытной группы носит более спокойный характер. Резкие колебания работоспособности операторов и кратковременность периода ее устойчивости у контрольной группы свидетельствуют о высокой производственной утомляемости. Особенно хорошо это заметно к концу второго и началу третьего часа работы: работоспособность операторов контрольной группы снижается на 15,4% (у операторов опытной группы лишь на 7,7%). Изменение работоспособности (ритма) в контрольной группе составляет 53,3%, а в опытной только 13,5%.

Отработка на тренажере правил машинного доения позволила операторам сократить затраты ручного труда на 18,6%, уменьшить время доения одной коровы в среднем на 43% и повысить коэффициент использования доильного аппарата с 0,615 до 0,885, т.е. почти на 30%. Приблизительно настолько же возросла и производительность труда.

4. С целью проведения экспериментального исследования показателей функциональной надежности оператора, был использован комплексный тренажер, который позволил определить общую оценку функционирования оператора, его функционально-параметрическую надежность и энергетическую, связанную с физическими возможностями исполнителя.

Тренажер представляет собой лабораторный стенд с контрольно-измерительными устройствами и приборами. Его программа учитывает I основные зоотехнические, физиологические, технологические требования и параметры. Особенность и ценность подобного тренажера состоят в том, что работа на нем адекватна реальному процессу, а функциональная схема обладает адаптивным свойством (позволяет использовать его для обучения в зависимости от субъективных особенностей обучаемого).

На тренажерах, оборудованных средствами отображения информации, можно за один цикл обучения выработать прочные сенсорно-моторные навыки. Это подтверждает необходимость применения учебно-тренажных средств не только для совершенства профессионального мастерства операторов, но и для повышения их функциональной надежности.

5. Наряду с функционально-временными показателями надежности операторов представляет интерес исследование функционально-параметрических показателей: силовых характеристик моторного поля, регуляции усилий и точности движений. С этой целью были определены частотно-амплитудные и силовые характеристики воздействия руки доярки на вымя и возможность операторов проводить подготовку вымени коровы в режиме, рекомендованном технологией.

Особый интерес в проведенных экспериментах представляет соотношение точности параметров выполнения массажа с эталонными. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что стабилизация двигательного навыка способствует выработке прочного динамического стереотипа. Установлено, что своевременная оперативная информация о правильности выполненных операций в опытной группе способствует повышению эффективности приобретения навыков в среднем в 5-7 раз больше, чем в контрольной.

6. Предложенные приборы для определения физической усталости и психофизических показателей оператора, позволили определить предел физической усталости, коэффициент падения статического усилия, индивидуальные особенности оператора (внимание, простую и сенсомоторную реакции различия, выбора, переключения и т.д.).

Чтобы выявить наиболее энергоемкие операции, мы провели биомеханические исследования угловых перемещений его биозвеньев.

Анализ этих перемещений показал, что они достигают максимально возможных пределов. Это ведет к большим затратам энергии, быстрой утомляемости и снижению работоспособности оператора.

Разработана методика и оригинальный стенд для снятия физической усталости оператора, благодаря чему сокращается реабилитационный период и повышается его работоспособность. За счет механического воздействия стенда на наиболее нагруженные участки туловища оператора перед началом работы сокращается период его адаптации к физической нагрузке, сдвигается порог наступления утомления в процессе трудовой деятельности, не допускаются срывы, а по окончании работы сокращается период восстановления функциональных возможностей оператора.

7. На основании анализа большого статистического материала, полученного нами при проведении хронометража операторов животноводства и выполненных исследований трудовой деятельности этих операторов в производственных условиях, разработаны и рекомендованы к применению:

• методические материалы по подготовке операторов животноводства и условиях для проведения конкурсов профессионального мастерства этих операторов,

• технические и технологические нормы на выполнение операций производственных процессов животноводства,

• технические средства для повышения качества обслуживания механизмов и облегчения труда операторов,

• тренажеры для повышения функциональной надежности, формирования профессиональных навыков и обучения операторов животноводства.

Применение этих разработок позволяет подготовить высококвалифицированных специалистов современного животноводства.

1. Бир Ст. Кибернетика и управление производством. М.: Наука, 1965.

2. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М: Наука, 1978.

3. Шабанов Т.П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек-техника. М.: Машиностроение, 1983.

4. Ломов Б.Ф. Человек в системах управления. М.: Знание, 1967.

5. Винер Н. Кибернетика, М.: «Сов. радио», 1958.

6. Эшби У. Введение в кибернетику. М.: ИЛ, 1959.

7. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. М.: Энергия, 1972.

8. Инженерная психология (теория, методология, практическое применение) / Под ред. Б.Ф.Ломова. М.: Наука, 1977.

9. Ожигов В.П. Очерки теории инженерно-биологических систем (на примере животноводства). Новосибирск, 1996.

10. Венда В.Ф. Инженерная психология и труд оператора АСУ // Наука управления. 1977. - № 7.

11. П.Волик В.Г., Гладкова Т.А. Математическая модель человека-оператора в замкнутом контуре регулирования // Приборы и системы управления. 1974. - № 7.

12. Губинский А.И. основные понятия теории надежности применительно к человеку // Стандарты и качество. 1967. - № 1.

13. Кобзев В.В., Губинский А.И. Оценка надежности деятельности человека-оператора в системе управления. М.: Машиностроение, 1975.

14. Ломов Б.Ф. Человек в системах управления. М.: Знание, 1967.

15. Фомин B.C., Никольский П.И. Аппаратура для оценки функционального состояния оператора. // Вопросы психологии. 1970. - №

16. Боуэн Г. Мастерство стрижки овец, (под ред. Воронова Г.И., сокращенный пер. с англ.). -М.: Сельхозиздат, 1961.

17. П.Прутков Н.Д., Крисюк В.И. и др. К обоснованию степени тяжести труда стрижки. Труды Ставропольского СХИ, вып. XXV, 1968.

18. Рыбин Г.И., Крисюк В.И. Организация рабочего места стригаля при стрижке овец Оренбургским методом. Овцеводство, 1969, № 5.

19. Легошин Г.П. Исследование новых способов стрижки овец в Австралии. // Овцеводство. № 3,1997.

20. Чистяков Н.Д., Гавренко В.И., Маслов В.И. Проблемы стрижки овец в России. // Овцы, козы, шерстяное дело. № 3,2002.

21. Mills A.R. Sheep-O! (the story of the wordls fastest shearers). Wellington, 1960.

22. Ангилеев О.Г. Исследование эксплуатационных показателей и обоснование параметров стригальных машинок и точильных аппаратов. Автореф. дис. канд. техн. наук. Ставрополь, 1967.

23. Прутков Н.Д. Исследование и обоснование параметров и эксплуатационных режимов работы машинок для стрижки овец. Автореф. дис. канд. техн. наук. Ставрополь, 1967.

24. Крисюк В.И. Технические и инженерно-технические основы процесса стрижки овец. Дис. доктора с.-х. наук. Ставрополь, 1983.

25. Салыкова О.С. Обоснование конструктивно-режимных параметров станка для заточки режущих пар стригальных машинок. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Оренбург, 2003.

26. Хлопко Ю.А. Совершенствование технических параметров и методов инженерной оценки стригальных машинок. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Оренбург, 2001.

27. Бушу хина И.В. Оренбургский пуховый платок. Оренбург: Печатный дом «Димур», 2005.

28. Организация и техника машинного доения коров в условиях перевода животноводства на промышленную основу. Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1996.

29. Барышников И.А. Регуляция процессов молокообразования и молоковыведения // Изд. АН СССР. Сер. биол. 1959. № 4.

30. Велиток И.Г. Технология машинного доения коров. М.: Колос, 1975.

31. Пейнович М.Л. Новое в физиологии лактации и доения. Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1966.

32. Келпис Э.А., Матисан Э.А. О связи между характеристикой рабочих параметров доильного аппарата и качеством доильных раздражении вымени. / В кн.: Труды Латвийской с.-х. академии. вып. 27,1970.

33. Карташов Л.П. Машинное доение коров. М.: Колос, 1982. 34.0ленев В.А. Руководство по машинному доению коров. - М.:1. Колос, 1981.

34. Огородников П.И. Научно-технические основы повышения эффективности применения доильного оборудования в молочном животноводстве. М.: Колос, 1995.

35. Уитлстоун У.Г. Принципы машинного доения. М.: Колос, 1964.

36. Велиток И.Г. Физиология молокоотдачи при машинном доении. Киев: Урожай, 1974.

37. Бетин С.Г. Доильная машина и мастит // Техника в сельском хозяйстве. 1985. - № 1.

38. Мутовин В.И.Машинное доение и маститы // Сельск. хоз-во за рубежом (животноводство). 1966. № 7, 8.

39. Админ Е.И. Научное обоснование технологии машинного доения коров на фермах промышленного типа. Автореф. дис. . докт. с.х. наук. Киев, 1974.

40. Белоногова Г.И. Методы и приемы труда доярок. М.: «Россельхозиздат», 1975.

41. Шкулов В.Л., Квашенников В.И., Коппель Б.Э. Эргономический анализ трудового процесса операторов машинного доения. «Животноводство», №1,1980.

42. Яковенко Т.П. Повышение технологической надежности оператора путем совершенствования условий труда в системе «человек-машина-животное». Автореф. дис. канд. техн. наук. Оренбург, 2003.

43. Bottoms D.Y., Сок A.L. Milking is easier than walking. Dairy Farmer. 1972, vol. 19, № 12, p. 22.23,61.

44. Воронков В.Д. Справочник инженера организатора M., «Московский рабочий», 1973.

45. Горшков С.И. Производственная эргономика. М., «Медицина»,1979.

46. Лихницкая И.Н. Методика определения степени физического напряжения при производственной деятельности. Л., ЛДНТП, 1973.

47. Каскинова Н.Н. Совершенствование конструктивно-технологических параметров тренажеров для обучения операторов машинного доения коров. Дисс. канд. техн. наук. Оренбург, 2002.

48. Востриков В.А. Повышение эффективности работы оператора в системе «человек-машина-животное» (на примере машинного доения). Дисс. . канд. техн. наук. Оренбург, 1997.

49. Белановский А.С. Применение технических средств обучения в ветеринарных вузах. В об.: «проблемы молекулярной биологии и патологии», т.80, М.,1970, с.34-40.

50. Велиток И.Г. Технология доения на установках различных типов и современная тенденция к их проектированию (обзор). «Сельское хозяйство за рубежом» ,№4, 1976, с.56 60.

51. Беллман Р. Процессы регулирования с адаптацией, М.: «Наука»,1964.

52. Вальд А. Последовательный анализ. М.: Физматгиз, 1960.

53. Bellman R., Kalaba R., A mathematical theory of adaptive control process, Proc. Nat. Acad. Set USA, 45 (1959).

54. Kalaba R., Computational considerations for some deterministic and adaptive control processes, RAND Corporation paper P-2210, January 1961.

55. Bellman R., Kalaba R., Middletin D., Dynamic programming, ) sequential estimation and sequential detection processes, Proc. Nat. Acad. Sei.1. USA, 47 (1961).

56. Беллман P. Динамическое программирование, M.: ИЛ, 1960.

57. Фельдбаум А., Теория дуального управления, Автоматика и телемеханика, 21, № 9 (1960).

58. Правдивцев В.А., Козлов С.Б., Нарезкий Л.П. Архитектура поведенческого акта с позиции теории функциональной системы П.К. Анохина, //http: //jekbull/chat.m/zoo.htm.

59. Макаровская З.В. Технологические основы повышения эффективности работы доильных аппаратов. Дисс. . докт. техн. наук. Оренбург, 2004.

60. Кокорина Э.П. Условные рефлексы и продуктивность животных. -М.: Агропромиздат, 1986.

61. Грачев И.И. и др. Физиология и лактация сельскохозяйственных животных М.: Колос, 1974.

62. Карташов Л.П., Соловьев С.А., Асманкин Е.М., Макаровская З.В. Расчет исполнительных механизмов биотехнической системы. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.

63. У 64.Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Тренажеры для обучениямашинному доению. Саратовский СХИ, 1984.

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

65. Карташов Л.П., Соловьев С.А. Тренажеры, муляжи и имитаторы для биотехнической системы. Екатеринбург: УрО РАН, 2005.

66. Карташов Л.П., Соловьев С.А Повышение надежности системы человек-машина-животное. Екатеринбург: УрО РАН, 2000.

67. Поздняков В.Д. Концептуальная модель разработки тренажеров для подготовки операторов-животноводов // Техника в сельском хозяйстве. 1997. №4.

68. Велиток И.Г. Технология машинного доения коров. М.: Колос,1975.

69. Воликов П.Л., Жилов И.В. Ветеринарным врачам необходимы знания техники // Ветеринария. 1956. - № 9.

70. Иванов В.Н. Главное правильная технология / Уральские нивы. -1973.-№2.

71. Мельников С.В. Морфологическое описание поточных технологических линий (ПТЛ) в животноводстве. Труды ЛСХИ. - т. 362. -1978.

72. Похвалевский В.П. Доильные установки. М.: Машиностроение,1971.

73. Правила машинного доения коров. М.: Колос, 1972.

74. Симошенко A.A., Буробкин И.Н. Книга мастера машинного доения. -М.: Колос, 1977.

75. Фомин B.C., Никольский П.И. Аппаратура для оценки функционального состояния оператора // Вопросы психологии. 1970. - № 11.

76. Шеченин П.Н. Обоснование технологического процесса подготовки вымени к доению // Труды ЧИМЭСХ. 1974. - № 81.

77. Ломов Б.Ф. Точность работы оператора и характеристика ошибок // Инженерная психология. -М.: Изд-во МГУ, 1964.

78. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование эксперимента в системах контроля качества // Надежность и контроль качества. 1977. - № 6.

79. Губинский А.И. Основные понятия теории надежности применительно к человеку // Стандарты и качество. 1967. - № 1.

80. Губинский А.И. Эффективность и надежность систем «человек-машина». М.-Л., ДНТП, 1976.

81. Карасев A.M. и др. Математические модели обучаемости // Экономика. Принципы и рекомендации. М.: ВНИИТЭ, 1972. - Вып. 2.

82. Карташов Л.П. Машинное доение коров. М.: Колос, 1982.

83. Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. М.: Машиностроение, 1975.

84. Горшков С.И. Производственная эргономика. М.: Медицина, 1979.

85. Гаскаров Д.В., Голинкевич Т.А., Молзлевский A.B. Прогнозирование технического состояния и надежности радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. Радио, 1975.

86. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. М.: Высш. шк.,1977.

87. Котик М.А. Саморегуляция и надежность человека-оператора. Таллин: Валгус, 1974.

88. Погорелый Л.В. Инженерные методы испытания сельскохозяйственных машин. Киев: Техника, 1981.

89. Фролов К.В. Методы совершенствования машин и современные проблемы машиноведения. М.: Машиностроение, 1984.

90. Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем обработки данных. М.: Финансы и статистика, 1987.

91. Кобзев В.В., Губинский А.И. Оценка надежности деятельности человека оператора в системе управления. М.: Машиностроение, 1975.

92. Раль В.Ю., Макаров О.Л., Поляков B.C. Тренажеры и имитаторы Военно-морского флота. М.: Воениздат, 1969.

93. Волик В.Г., Гладькова Т.А. Математическая модель человека-оператора в замкнутом контуре регулирования // Приборы и системы управления. 1974. № 7.

94. Венда В.Ф. Инженерная психология и труд оператора АСУ // Наука управления. 1977. № 7.

95. Карасев A.M. и др. Математические модели обучаемости // Эргономика. Принципы и рекомендации. М.: ВНИИТЭ, 1972. Вып. 2.

96. Вудсон У., Коновер Д. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов / Пер. с англ. М.: Мир, 1968.

97. Губинский А.И., Ломов Б.Ф., Суходольский Г.В. Обобщенный критерий эффективности деятельности человека // Тр. XXII Междунар. психол. конгресса. М., 1967.

98. Георгиев Г.Н. Инженерно-эргономическое исследование зрительно-двигательной координации движений вершины электрода при моделировании процесса ручной электродуговой сварки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: София, 1975.

99. Крылов A.A. Человек в автоматизированных системах управления. Л.: Изд-во ЛГУ, 1972.

100. Мороз Д.Л. Исследование эффективности индивидуальной работы операторов в системе управления обрезных станков лесопильных потоков: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1972.

101. Губинский А.И. Подходы, принципы и методы исследования «человек-техника». М.; Л.: ДНТП, 1975.

102. Ломов Б.Ф. Основы инженерной психологии. М.: Высш. шк.,1977.

103. Лихницкая И.Н. Методика определения степени физического напряжения при производственной деятельности. Л.: ДНТП, 1973.

104. Лысенко Л.И., Гречко Ю.П. Математический метод обработки экспериментальных данных, полученных при исследовании комплексов «человек-техника». М.: Воениздат, 1975.

105. Андриянов В.Е. Деятельность человека в системе управления. Л.: Издательство ЛГУ, 1974.

106. Вентцель Е.С. Введение в исследование операций. М.: Знание,1976.

107. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование эксперимента в системах контроля качества // Надежность и контроль качества. 1997. № 6.

108. Мейстер Д., Рабидо Дж. Инженерно-психологическая оценка при разработке систем управления. М.: Сов. Радио, 1970.

109. Фомин B.C., Никольский П.И. Аппаратура для оценки функционального состояния оператора // Вопросы психологии,. 1970. № 4.

110. А.с. № 1257691 (СССР) Искусственное вымя учебных стендов для животноводов / Л.П.Карташов, В.Д.Поздняков. Опубл. в Б.И. 1986. № 34.

111. А.с. № 1683590 (СССР) Тренажер для формирования навыков машинного доения / Э.Ф.Фелько, В.С.Елисеев, Ю.А.Кусков и др. Опубл. в Б.И. 1991. №38.

112. А.с. № 903942 (СССР) Тренажер / Л.П.карташов, В.Д.Поздняков. Опубл. в Б.И. 1982. №5.

113. Востриков В.А., Поздняков В.Д. Исследование биомеханики руки человека при машинном доении // Техника в сельском хозяйстве. 1995. № 5.

114. Klloyd D.K., Lipow М. Reliability: Management Methods and Mathematics. Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, 1.1962.

115. Патент № 2082218 РФ / В.Д.Поздняков, В.А.Кленов, Н.Н.Каскинова, В.А.Востриков. Тренажер для выработки навыков проведения ветеринарных мероприятий. Опубл. в Б.И. 1997. № 17.

116. Патент № 2086119 РФ / В.Д.Поздняков, Л.П.Карташов, Ю.Г.Лапин, А.М.Маленков. Тренажер для выработки навыков вычесывания пуха у животных. Опубл. в Б.И. 1977. № 22.

117. Патент № 2131184 РФ / С.А.Соловьев, В.А.Шахов, Е.М.Асманкин, В.Н.Алексеев. Универсальный стенд для испытания доильных аппаратов. Опубл. в Б.И. 1999. № 16.

118. Патент № 2101769 РФ / Л.П.Карташов, В.А.Шахов, Н.М.Садыков, И.А.Бунин. Муляж вымени. Опубл. в Б.И. 1998. № 1.

119. Патент № 2120744 РФ / Л.П.Карташов, В.Б.Шлейников. Стенд для испытания манипуляторов доения. Опубл. в Б.И. 1998. № 30.

120. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Б.Ф.Ломова. М.: Машиностроение, 1982.

121. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.:1. Металлургия, 1969.

122. Ашмарин И.П. и др. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов. JL: Изд-во ЛГУ, 1975.

123. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М.: Колос, 1966.

124. Зайдеев А.Н. Элементарные оценки ошибок измерения. Л.: Наука, 1967.

125. Лысенко Л.И., Гречко Ю.П. Математический метод обработки экспериментальных данных, полученных при исследовании комплексов «человек-техника». М.: Воениздат, 1975.

126. Мороз Д.Л. Исследование эффективности индивидуальной работы операторов в системе управления обрезных станков лесопильных потоков. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л., 1972.

127. Игнатов H.A. и др. Приборы и методика психологического обследования водителей автомобилей. М.: Транспорт, 1978.

128. Погребатько Е.А. и др. Использование технических средств в НОТ. -М.: Экономика, 1974.

129. Методы инженерно-психологических исследований в авиации. /

130. Под ред. Ю.П.Доброленского. М.: Воениздат, 1975.

131. Коротков А.Д. Исследование и разработка метода оценки адаптации человека-оператора в системе управления. М., 1968.

132. Залевский A.B. Животноводству квалифицированные кадры // Животноводство. -1977. - № 2.

133. Полканов И.П. Пути совершенствования контроля работы учащихся. Ульяновск, 1987.

134. Карташов Л.П., Чугунов А.И., Аверкиев A.A. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства. М.: Колос, 1997.

135. Поздняков В.Д. Разработка и исследование технических средств для повышения функциональной надежности операторов машинного доенияв системе «человек-аппарат-животное»: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. -Л.-Пушкин, 1981.

136. Квашенников В.И. Исследование режимов работы доильных установок с целью совершенствования их эксплуатации: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л. - Пушкин, 1976.

137. Действующая модель тренажер доильной установки «Даугава». -М.: Высшая школа, 1971.

138. Hacher B.R. Proper pre-milking stimulator reduces over-all milking time. Halst-Fries.J. 1979, vol. 33, № 2, p. 23.

139. Поздняков В.Д. Оценка и программирование надежности работы операторов машинного доения коров. // Сборник научных работ. Саратов, 1978.-Вып. 105.

140. Поздняков В.Д. Тренажер для выработки профессиональных навыков проведения подготовительных операций при машинном доении коров. Информационный листок. Оренбург, 1977.

141. Ганзен В.А., Нафтульев A.M. О математическом моделировании в инженерной психологии. -М.: ДНТП, 1971.

142. Маломурин Ш.И. Психологические основы обучения танкистов. -М.:Военное издательство, 1973.

143. Раль В.Ю., Макаров О.Л., Поляков B.C. Тренажеры и имитаторы В.М.Ф. -М.: Воениздат, 1969.

144. Jahnson P. Not forgetting the cowman. Farmers Weekly. 1974, vol. 80, №15, p.71.75.

145. Mikez I. Zur Bedeutung der Melkarbeit «Agrartechnik», 1979, №2,s.52.

146. Венда В.Ф. Инженерная психология и труд оператора АСУ // Наука управления. 1977. - № 7.

147. Егоров A.C. и др. Системно-структурный анализ терминологии инженерной психологии. Л.: Из-во BMA им. С.М.Кирова, 1968.

148. Гречко Ю.П., Евграфов В.Г. Методы и аппаратура для экспериментальной оценки эффективности и надежности системы «человек-техника». Препринт доклада. М., 1971.

149. Гречко Ю.П., Лисенков H.H., Лысенко Л.И. Особенности применения МТПЭ при проведении исследований систем «человек-техника» // Эффективность и надежность комплексных систем «человек-техника»: Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума М., 1971.

150. Губинский А.И. О планировании экспериментов по исследованию эффективности и надежности систем «человек-техника». М., 1971.

151. Кабикин В.Е. Диагностика оперативного мышления. Киев: Наукова думка, 1977.

152. Ломов Б.Ф. Военная инженерная психология. М.: Военное издательство СССР, 1970.

153. Ломов Б.Ф. Основы инженерной психологии. М.: Высшая школа, 1977.

154. Котик М.А. Саморегуляция и надежность человека оператора. -Таллин: Валгус, 1974.

155. Куликов Л.В. Физиологические основы доения коров. М.: Россельхозиздат, 1969.

156. Цыпкин Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах. -М.: Наука, 1968.

157. Шерман Е.И. Изучение и проектирование трудовых процессов. -М.: Машиностроение, 1971.

158. Walsh I. Milk secretion in machinemilked and suckled cows. Irich I, agr. Res, 1974,13.1; p. 77-78.

159. Андриянов В.Е. Деятельность человека в системе управления. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1974.

160. Голосовский С.И. Экономическая эффективность исследований и разработок. М.: Колос, 1973.

161. Евсюков В.Н. Разработка исследований программированных учебных пособий и специальных обучающих машин для изучения курса «Технология машинного доения»: Автореф. дис. канд. техн. наук. Львов, 1971.

162. Кушелев Ю.Н. и др. Технические средства обучения и контроля. М.: Высшая школа, 1973.

163. Крылов A.A. Человек в автоматизированных системах управления. Л.: Изд-во ЛГУ, 1972.

164. Озолиныи Э.А. Некоторые вопросы производительности доильных аппаратов // Труды Латвийской СХА. Елгава, 1964. - Вып. 11.

165. Платонов В.Н. Психологические вопросы теории тренажеров // Вопросы психологии. 1961. - № 9.

166. Фокин Ю.Г. Надежность при эксплуатации технических средств. -М.: Воениздат, 1970.

167. Цой Ю.А., Зеленцов А.И. Определение пропускной способности установок «Тандем» и «Елочка» // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1979. - № 6.

168. Горячкин В.П. Работа живых двигателей. М.: Агроэкономия,1914.

169. Стремнин В.В., Резепкин H.A. К методике исследования влияния профессиональной компетентности доярок на эффективность машинного доения. Научные труды СибНИИ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1971. - Вып. 7.

170. Талалаев Г.Д. Машинное доение коров. Л.: Колос, 1975.

171. Csiffo G.A. А gepi feies aktuatis kerdesei. Allatentgesztes, 1973, t. 22, №2, h. 111-119.

172. Беккере Д.Я. и др. Совершенствование труда при машинном доении. Рига: Лит. ЦНТИ, 1977.

173. Мартючик Д.Д., Мыльников Н.В. Книга мастера машинного доения. -М.: Россельхозиздат, 1974.

174. Рациональные методы и приемы труда операторов машинного доения коров (рекомендации). М.: Россельхозиздат, 1977.

175. Типовые положения об оплате труда рабочих совхозов и других гос. предприятий с/х: Утв. Госкомитетом труда и Президиумом ВЦСПС 15.07.70.

176. Фененко А.И. Рациональное использование доильного оборудования // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1978. - № 5.

177. Карташов Л.П., Шлейников Б.П. О некоторых причинах нарушения технологии машинного доения // Животноводство. 1971. - № 4.

178. Карташов Л.П., Кокорина Э.П., Аверкиев A.A., Исраилжанов А. Влияние интенсивности и длительности массажа вымени на молокоотдачу // Уральские нивы. 1977. - № 12.

179. Келпис Э.А., Сержане М., Лусис М. Особенности выведения молока и молочного жира при начале доения в различных стадиях рефлекса молокоотдачи // Труды Латвийского СХА. Елгава. - 1970. - Вып. 8.

180. Лусис И., Лауре А. Стимуляция рефлекса молокоотдачи у коров на доильных установках типа «Елочка» // Труды Латвийской СХА. Елгава, 1972.-Вып. 57.

181. Мархатский Л.В., Мархатская Р.Б. Современные технологии производства молока. -М.: Знание, 1978.

182. Мутовин В.Н. Борьба с маститами коров. М.: Колос, 1974.

183. Серебряков А.Г. Факторы, влияющие на показатели машинного доения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1973. - №10.

184. Сорокина Л.И. Влияние организации труда операторов на процесс доения коров в доильных залах. Труды V Всесоюзного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. Часть I. Рига, 1979.

185. Туманова Э.Б. Влияние величины интервала между вызовом рефлекса молокоотдачи и началом доения на моторную функцию молочнойжелезы. Труды V Всесоюзного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. Часть I. - Рига, 1979.

186. Аверкиев A.A. Исследование и обоснование параметров стимуляции рефлекса молокоотдачи. Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Волгоград, 1975.

187. Закс М.Г. Физиология двигательного аппарата молочной железы сельскохозяйственных животных. Накопление и выведение молока. M.-J1.: Изд-во АН СССР, 1958.

188. Исраилжанов А., Аверкиев A.A. Зависимость молокоотдачи от интенсивности стимуляции молочной железы. Материалы IV Всесоюзного симпозиума по физиологическим основам машинного доения. Алма-Ата: Наука, 1975.

189. Haidan M., Reuschel W., Franke G. Ergebnisse arbeitshygienish, ergono mischer Untersuchungen in Melkkarussell №961-40 einiger 2000-er Milch Viehanlage. Dt. Agrartechnik, № 6,1976, S. 295-298.

190. Rabold K. Neue Entwiklungen aut dem Gebiet des Milkentzuges. Tierzuchter, 1974, Jg. 26, №9, S. 392-396.

191. Vos H. Some ergonomie ampests of parlour milking. «Canadian agricultural engineering», 1974, №16, №1, p. 45-48.

192. Willis H.R. The Human Error Problem Paper presedented at American Paychological Assoc. Meetings, Sept., 1962. Martin-Denver. Rpt. 62-76.

193. Губинский А.И. Математические модели надежности эргатических систем // III Конференция по надежности судовых систем. JI., 1969.

194. Фокин Ю.Г. Сравнительный анализ методов количественной оценки надежности и эффективности систем «человек-техника» (препринт доклада). М., 1971.

195. Гуслиц B.C., Илларионов В.А., Изиатов М.Н. Автомобильные тренажеры. М.: Транспорт, 1975.

196. Викторова H.H., Патрушев A.A. Уточненный расчет показателей доильных установок «Елочка» // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1979. - № 5.

197. Гутер P.C., Овчинский В.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов эксперимента. М.: Наука, 1970.

198. Богданов В.А., Гурфинцель B.C. В сб.: Некоторые вопросы механики роботов и биомеханики. М.: Изд. МГУ, 1978. с. 9. 16.

199. Адлер Ю.П., Губинский А.Н., Гречко Ю.П. Планирование экспериментов по исследованию эффективности и надежности СУТ. J1.: Наука, 1978.

200. Komi P.V., Bosco С. In: Biomechanics. University Park Press, Baltimor. 1978.

201. Квашенников В.И. Повышение эффективности машинного доения коров путем совершенствования технических средств и эксплуатационных режимов работы доильных установок. Дисс. докт. техн. наук. С.-Петербург, 1998.

202. Гензен B.Á., Нафтульев JI.M. О математическом моделировании в инженерной психологии. Л., ДНТП, 1971.

203. Малопурин Н.И. Психологические основы обучения танкистов. М., Воен. издат., 1973. 197 с.

204. Раль В.Ю., Макаров О.Л., Полоков B.C. Тренажеры и имитаторы ВМФ. М., Воениздат, 1969.

205. Obermauer B.W., Michler P.A. On the inverse optimal control problem in mumual optimal system. Parmers Weekly, 1976, vol. 16, № 1, p. 40.43.

206. VIII Симпозиум по машинному доению c.x. животных (тезисы докладов). Россельхозакадемия, Оренбург, 1995.

207. Физиология человека. Под ред. Н.В.Зимкина. М.: Физкультура и спорт. 1975.-496 с.

208. Croonen Т., Binkhorst R.A. Oxygen uptake colrulated from expiratory volume and oxygen analysis onli. Ergonomics, 17 (I) 113-117 (1974).

209. Фарфель B.C. Физиология мышечной деятельности труда и спорта. Л., Наука, 1969, с. 424-439.

210. Востриков В.А. Разработка средств для снятия усталости операторов машинного доения. «Техника в сельском хозяйстве», № 4, 1995, с. 24.26.

211. Востриков В.А. Функциональное состояние оператора, как критерий надежности биотехнических систем. Тезисы докладов научно-практической конференции, посвященной 25-летию кафедры «Механизация животноводства». Оренбург, 1995 с. 15-16.

212. IX международный симпозиум по машинному доению с.х. животных (тезисы докладов). Россельхозакадемия, Оренбург, 1997.

213. Хайруллина А.Б. Изучение некоторых физико-хомических свойств эритроцитов крови по светостоянию. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Купава, 1983.

214. Wiltt I., Jepson A. Descriptivo model bor determining optimal human pertormauce in system. Washing tou, 1968.

215. Фарфель B.C., Коц Я.М. Физиология человека (с основами биохимии). М.: Физкульткра и спорт, 1970. с. 31.32.

216. Гандельсман А.Б., Смирнов К.М. Физиологические основы методики спортивной тренировки. -М.: ФиС, 1970.232 с.

217. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Колос, 1980. 112 с.

218. Методическое пособие для расчета экономического эффекта от использования изобретений и рационализаторских предложений. М., 1985.

219. ГОСТ 21.033-75. Системы «человек-машина». Рабочее место человека-оператора. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1975.

220. Экономические проблемы повышения эффективности научных разработок / Под ред. Ф.Ф.Буланова. Л.: Лениздат, 1972.

221. Голосовский С.И. Экономическая эффективность исследований и разработок. М.: Московский рабочий, 1973.

222. Макушин В.Г., Ставцева И.О. Экономическая эффективность мероприятий по улучшению условий труда. Социалистический труд, 1975, №9.

223. Методика определения экономической эффективности мероприятий по НОТ. М.: Экономика, 1988.

224. Смирнов Б.А., Душков Б.А., Космолинский Ф.П. Инженерная психология (Экономические проблемы). М.: Экономика, 1983.

225. Раль В.Ю., Макаров О.Л., Поляков B.C. тренажеры и имитаторы В.М.Ф.-М.:Воениздат, 1969.

226. Романов А.Н., Жабелеев В.П. Имитаторы и тренажеры в системе отладки АСУТП. М.: Энергоатомиздат, 1987.

227. Рабенко B.C., Мошкарин A.B., Битеряев Методические рекомендации к расчету экономической эффективности от внедрения тренажеров для подготовки операторов ТЭЦ. // Энергосбережение и водоподготовка, 2004.

228. Огнев А.И., Париков А.Н. Метод определения значимости критериев оценки эргатических систем. Авиационная эргономика и летный труд. Вып.2. Киев: Книга, 1976.

229. Методика определения экономической эффективности научно-исследовательских и опытно конструкторских работ. Рекомендации НТС МСХ ССР. М.: Колос, 1979.