Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ 9
2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 22
2.1. Основные определения и положения 25
2.2. Человекомашинные системы: анализ общих исследований 28
2.3. Человекомашинные системы в агроинженерной сфере 57
2.4. Производительность мобильного технологического агрегата: анализ общих закономерностей, влияние человеческого фактора 69
2.5. Анализ состояния исследований внешней среды 107
2.6. Общие выводы аналитического обзора. Цель и задачи исследования 111
3. ПРОГРАММА-И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 115
3.1. Общие положения 116
3.2. Программа механико-эргономического обоснования человекомашинных систем в агроинженерной сфере растениеводства 120
3.3. Общая методика исследований 126
4. ЧЕЛОВЕКОМАШИННЫЕ СИСТЕМЫ: КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ 134
4.1. Человекомашинная система: определение, организация, структура, состав 138
4.2. Структуры базовых человекомашинных систем 160
4.2.1. Одиночная ЧМС в составе сельхозпредприятия 161
4.2.2. Фермерская одиночная ЧМС 163
4.2.3. Первичные трудовые коллективы как ЧМС 165
4.2.4. Первичный трудовой коллектив в системе технического сервиса как ЧМС 186
4.2.5. Специализированный функциональный комплекс как организационно-технологическая ЧМС 191
4.2.6. Машинно-технологическая станция как производ ственная ЧМС 196
4.3. Общие направления исследований ЧМС 201
4.4. Заключение 205
УСЛОВИЯ ТРУДА ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА НА ТЕХНИЧЕСКОМ СРЕДСТВЕ; ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ 207
5.1. Характеристические влияния условий труда на человека- оператора 208
5.1.1. Шумовое (звуковое) воздействие 209
5.1.2. Перемещения и вибрации 215
5.1.3. Освещенность; средства визуальной информации 218
5.1.4. Микроклимат 221
5.1.5. Биомеханические аспекты 225
5.1.6. Временной аспект 230
5.2. Оценочные характеристики условий труда 235
5.2.1. Нормативно-методическая документация; требования к параметрам условий труда 235
5.2.2. Параметры условий труда на отечественных техниче ских средствах 245
5.3. Оценка эффективности условий труда 257
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ЧЕЛОВЕКО- МАШИННЫХ СИСТЕМ 275
6.1. Эволюция человекомашинных систем 276
6.2. Технологическая надежность механической подсистемы 282
6.3. Информационно-энергетическая надежность человека-оператора 395
ОБОСНОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СТРУКТУР И РЕЖИМА РАБОТЫ ЧЕЛОВЕКОМАШИННЫХ СИСТЕМ 317
7.1. Принципы построения организационных систем 318
7.1.1. Общие положения и определения 318
7.1.2. Качественная характеристика организационных структур 321
7.1.3. Оценка параметров организационной структуры 327
7.2. Обоснование режима работы человекомашинных систем 342
7.2.1. Общие положения 342
7.2.2. Параметры человеческого фактора 346
7.2.3. Организация труда 350
7.2.4. Основные методические положения по выбору режима работы 352
7.3. Характеристика организационно-технологических структур человекомашинных систем в агроинженерной сфере 358
7.3.1. Функциональные специализированные комплексы; МТС как человекомашинные системы 362
7.3.2. Параметрическая характеристика организационно-тех нологических человекомашинных систем 369
7.4. Обоснование режимов работы организационных человеко- машинных систем 376
7.4.1. Особенности обоснования и функционирования организационных человекомашинных систем 376
7.4.2. Выбор режимов функционирования организационных человекомашинных систем 389
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ 419
8.1. Общие положения 421
8.2. Энергетическая модель чистой производительности 424
8.2.1. Энергетическая модель производительности почвообрабатывающего агрегата 425
8.2.2. Энергетическая модель производительности зерноуборочного агрегата 431
8.3. Базовые характеристики мобильных агрегатов в условиях вероятностных входных параметров 439
ВНЕШНЯЯ СРЕДА КАК СИСТЕМООБРАЗУЮЩЕЕ ПРОСТРАН СТВО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКОМАШИННЫХ СИСТЕМ 458
9.1. Обобщенная модель внешней среды 458
9.2. Подсистема агроландшафта 461
9.2.1. Вариабельность основных параметров агроландшафта. 469
9.2.2. Влияние конфигурации полей на производительность МТА 490
9.3. Подсистема материально-технических ресурсов 513
9.3.1. Обеспечение основными средствами механизации 515
9.3.2. Обеспечение системой технического сервиса 530
9.3.3. Обеспечение топливом и смазочными материалами 555
9.3.4. Эффективность использования остаточного ресурса технического средства 576
9.3.5. Влияние обслуживания на показатели использования технического средства в процессе старения 594
9.4. Характеристические параметры трудовых ресурсов (внешний человеческий фактор) 603
9.4.1. Взаимодействие человека-оператора с технической подсистемой 606
9.4.2. Способности человека-оператора 620
9.4.3. Переносимость работы как характеристическое свойство условий труда 634
9.4.4. Приемлемость работы как характеристическое свойство условий труда 641
9.4.5. Удовлетворение от работы как характеристическое свойство условий труда 645
9.5. Экологизация агроинженерной сферы как системный блок внешней среды 663
9.5.1. Основные параметры ограничений в техногенной сфере 670
9.5.2. Экологизация процессов при обработке почвы 672
9.5.3. Экологизация воздействий на растения и посевы 683
9.5.4. Загрязнение воздушного бассейна технологическими энергосредствами 686
9.5.5. Загрязнения при техническом сервисе 688
9.6. Товаропроводящая сеть как блок внешней среды 690
9.7. Конфигурация системы "внешняя среда" 694
9.7.1. Матрица влияния 695
9.7.2. Коэффициенты производительности 695
9.8. Заключение по разделу 710
10. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕХАНИКО- ЭРГОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКОМАШИН- НЫХ СИСТЕМ В АГРОИНЖЕНЕРНОЙ СФЕРЕ РАСТЕНИЕВОД СТВА 713
10.1. Стратегия определения технико-экономической эффективно- сти функционирования человекомашинных систем 718
10.2. Некоторые фактические результаты выработки базовых технических средств 727
10.3. Экономико-математическая модель определения технико-экономической эффективности 748
10.4. Результаты расчета повышения технико-экономической эффективности функционирования ЧМС 753
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 761
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 768
Введение к работе
Человекомашинные системы в агроинженерной сфере агропромышленного производства привлекают к своему изучению все большее количество специалистов.
Рациональные условия использования этих систем, даже не окончивших своего формирования, представляются уже сейчас одним из наиболее существенных факторов повышения эффективности отечественного АПК.
Либерализация экономики, весьма резкая по историческим меркам, связанное с этим сокращение производства технических средств и продукции сельского хозяйства в целом, неразвитость или отсутствие главнейших инструментов рыночной экономики - кредитно-финансовой системы и товаропроводящей сети, интенсивный натиск евро-американской продукции (начиная от предметов питания до производственного аппарата АПК) хорошо организованными и имеющими колоссальный опыт конкурентной борьбы западными фирмами при политико-финансовой поддержке их государств и ряд других причин привели к существенному снижению продовольственной безопасности России. В настоящее время ведутся интенсивные поиски путей стабилизации производства продовольствия в нашей стране, остановки падения выпуска сельхозтехники, повышения эффективности машиноиспользо-вания в растениеводстве, в отечественном АПК в целом, обоснования путей организации разработки и производства новых технических средств в условиях децентрализованной пока что еще транзитивной экономики.
И в основе решения этой, прямо скажем, грандиозной народнохозяйственной проблемы лежит не отдельный машинно-тракторный агрегат как техническая (механическая) система и не группы этих агрегатов в виде механизированных звеньев, бригад, комплексов, а новое сформированное наукой образование - человекомашинные системы, в которых человек-оператор, обладающий определенными свойствами субъекта трудовой деятельности, играет, по крайней мере, не меньшую роль, чем технико-механическая часть. Такой подход должен предусматривать разработку новых основ проектирования тех нических средств следующих поколений, новых методов проектирования мо-бильных технологических агрегатов, определения их надежности, режимов работы в одиночном и групповом использовании с обоснованием структур и состава групп в технологических и сервисных предприятиях, синтеза условной работы и внешней среды как основы повышения эффективности функционирования, новых методов технико-экономического обоснования.
Новизна подхода к разработке названных проблем требует и новых научных основ обоснования проектирования, создания и организации использования человекомашинных систем в агроинженерной сфере. Однако формирование научных основ этого направления практически только начато в последние годы двадцатого столетия.
Теоретической базой формирования научных основ могут служить два крупных блока современных знаний. Первый блок - это колоссальный объем знаний, накопленный современной наукой, постоянно пополняющийся и развивающийся, - в области человеческого фактора или инженерии человече- ского фактора. Разработка этого направления знаний о человеке ведется уже более пятидесяти лет. Вклад в решение этой проблемы внесли как отечественные, так и зарубежные исследователи; однако, по-видимому, последние несколько больше, - по крайней мере, по количеству решенных задач.
Второй блок - это объем знаний, накопленный наукой по машиноис- полъзованию в агроинженерной сфере также за более чем пятидесятилетний период изучения. Здесь вклад отечественных ученых неизмеримо более вы- сок и в теоретическом плане, и в плане конкретной реализации, чем всей за падной науки в целом.
Объединение двух баз знаний - не линейное алгебраическое, а систе- мологическое (системно-структурное) - и позволит разработать основы новой научной платформы исследований, которые, несомненно, окажутся плодотворными. І Стратегической основой наших исследований являются разработанные
Российской академией сельскохозяйственных наук (РАСХН) концепции раз вития мобильной энергетики, развития машиноиспользования и системы технического сервиса, агроинженерной сферы в целом, а также разработанная рядом НИУ под руководством МСХ РФ и РАСХН "Система технологий и машин на период до 2005 г." (Федеральные регистры; Информагротех, М., 1999 -научное руководство академиков РАСХН Л.П. Кормановского и Н.В. Красно-щекова).
Сами исследования велись в соответствии с научно-технической про I граммой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК РФ на 1996. ..2000 гг., проблема 12 "Разработать научные основы развития системы технолого-технического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирования эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики"; Научной программой на 2001...2005 гг. "Механизация, электрификация и автоматизация: Развитие научного направления "Механика и процессы агроинженерных систем"; "Создание техники и энергетики нового поколения, формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса", разработанных РАСХН; Федеральной целевой программой "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997...2000 гг.".
Настоящая работа, относящаяся к "разработке методов повышения надежности и эффективности функционирования производственных про k цессов, использования агрегатов, звеньев, технологических комплексов и по точных линий" (краткий паспорт научной специальности 05.20.01, п.5), а также к "обоснованию эксплуатационно-технологических требований к новой и отремонтированной технике, к условиям труда обслуживающего персонала и условий сохраняемости животных" (краткий паспорт научной специальности 05.20.03, п."в"), позволит, как мы надеемся, внести определенный Ш вклад в создание механико-эргономических основ разработки, проектирова ние, использование человекомашинных систем.
