Математическое описание технического обслуживания машин с учетом условий труда в поле

Прежде чем приступить к изложению материала, дадим необходимые пояснения, которые касаются предмета нашего исследования.

Трудоемкость технического обслуживания – трудозатраты на проведение одного технического обслуживания данного вида [1].

Условия труда ‒ совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда [2], в нашем случае – при выполнении операций технического обслуживания.

Качество технического обслуживания ‒ это отношение выдержанных в процессе обслуживания технических требований к общему числу этих требований согласно руководству по эксплуатации машины.

Цель исследования – улучшение технической безопасности и сокращение затрат труда при техническом обслуживании машин в полевых условиях.

Объект исследования ‒ процесс технического обслуживания (ТО) машин в полевых условиях.

Предмет исследования ‒ закономерности процесса ТО, учитывающие трудоемкость и качество его выполнения в функции от условий труда.

В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам технической и экологической безопасности ТО машин в полевых условиях. Однако в приведенных исследованиях еще недостаточно учтены условия труда оператора в поле, в частности их влияние на трудоемкость и качество технического обслуживания машин.

В качестве гипотезы принято предположение о том, что трудоемкость (производительность) и качество обслуживания машин зависят от условий труда оператора, причем таким образом, что при ухудшении условий труда трудоемкость повышается, а качество снижается. При этом примем также, что повышение трудоемкости и снижение качества ТО пропорционально ухудшению условий труда.

Введем для краткости следующие обозначения:

Т , T ф_i ‒ нормативная и фактическая трудоемкость i -ного вида ТО машин;

У , У ф_i ‒ интегральные коэффициенты, учитывающие условия труда оператора, соответствующие нормативным и фактическим (полевым) условиям проведения ТО.

На первом этапе найдем функцию трудоемкости.

Пусть исходное уравнение будет иметь вид:

Т ф, = T Hi +^ T i ,                                    (1)

где а т - повышение (приращение) трудоемкости ТО вследствие ухудшения условий труда.

Найдем а T исходя из принципа пропорциональности, который заключается в том, что трудоемкость обслуживания машины повышается пропорционально ухудшению условий труда при обслуживании.

Тогда аТ = Т„-АУ,,(2)

где А У - абсолютная оценка изменения условий труда.

А У = | У* - У„ |.(3)

Примем, что для нормальных условий труда

У нi = 1.(4)

С учетом этого (4) уравнение (3) примет вид:

А У, = 1 - Уф, .

Теперь перепишем уравнение (2) с учетом (5):

АТ,- = Тн, - (1 - Уф,) .

Найденное уравнение (6) подставим в исходное (1) и после несложных преобразований получим искомую функцию

Тф = тн- (2 - Уф,)

при T фi > 0, 0 <  У фi < 1.

Принимая во внимание принцип пропорциональности, можно записать значение T ф_i в другом виде:

Т = TL , фi

Уфi где Тнi > 0, 0 < Уфi< 1.

На следующем этапе найдем интегральный коэффициент, характеризующий условия труда оператора, по формуле

У фi - ii К                                     (9)

j = 1

или

У фi = К 1 • К 2 • .... • К n ,                                     (10)

где К , К … К_n ‒ коэффициенты, учитывающие влияние факторов окружающей среды на условия труда оператора при техническом обслуживании машин, к которым, например, относятся: температура воздуха, шум, барометрическое давление, влажность воздуха, подвижность воздуха, яркость света и интенсивность воздействия насекомых на оператора в рабочей зоне. Факторы окружающей среды могут быть приняты по ГОСТ 12.0.003-74 [3], ГОСТ 207932009 [4] и ПОТ Р О 97300-11-97 [5].

Причем каждый из коэффициентов, определяющих значение У ф_i , можно представить как отношение фактических параметров к нормативным

х

К j = — ,                               (11)

хнj где хнj , хфj ‒ нормативные и фактические значения j-параметров окружающей среды. При этом следует считать, что названные коэффициенты влияют на процесс ТО машины в полевых условиях, а в конечном счете – на производительность труда и качество обслуживания.

Для нахождения связи фактической трудоемкости с условиями труда оператора выражение (9) подставим в (8) и получим

T нi .                                                  (12)

Т Ф"      n

п к

j = 1

Полученные математические описания обобщены и сведены в таблице. Их графическая интерпретация, уравнения (7) и (12), показана соответственно на рисунках 1, 2. Из представленных рисунков следует, что закономерности Tфi от Уфi имеют общее направление – в сто- рону уменьшения. В то же время, как показывают графики, они отличаются: на рисунке 1 ‒ прямолинейные (прямо пропорциональные), на рисунке 2 ‒ криволинейные (обратно пропорциональные) зависимости. При этом следует отметить, что на данном этапе исследования не представляется возможным произвести выбор наиболее точной (адекватной) функции. Для этого требуются соответствующие экспериментальные исследования.

Таблица

Результаты математического описания ТО машин с учетом условий труда в поле

Показатель	Математическое описание: варианты
1. Трудоемкость фактическая i -ного вида ТО машин (   ). T фi	Вариант 1 – функция прямой пропорциональности: Т ф. = T H! " С2 — У фi ) при T фi > 0, 0 <  У фi < 1 Вариант 2 – функция обратной пропорциональности: т нi фi Уфi при T фi > 0
2. Интегральный коэффициент, характеризующий условия труда оператора, соответствующий фактическим (полевым) условиям проведения ТО ( У )	У Ф. = П К при 0 <  У фi < 1

у, фi

Рисунок 1 - Графическая интерпретация зависимости Т ф_i — Т н • (2 — У ф_i ) -трудоемкости ТО T _фi машины от коэффициента условий труда У _фi оператора при Т_нi :

n

Рисунок 2 - Графическая интерпретация зависимости Tфi = Т^ / ^^ Кi - i—1

трудоемкости ТО T _фi машины от коэффициента условий труда У _фi оператора при Т_нi :

• 1,5 ч (О); 3,0 ч ( □ ); 4,5 ч (А)

Выводы

• 1.    Найдено математическое описание технического обслуживания машин с учетом полевых условий труда оператора. Оно представлено в двух вариантах: трудоемкость как функция прямой и обратной пропорциональности интегрального коэффициента условий труда, характеризующихся состоянием окружающей среды.

• 2.    При этом интегральный коэффициент условий труда выражен как произведение частных коэффициентов, характеризующих состояние окружающей среды.

• 3.    Полученные результаты могут быть положены в основу разработки методики экспериментального исследования и обоснования эффективности технического обслуживания машин в полевых условиях.