Механизм формирования функциональных компонентов оболочки гидрокостюма с повышенными защитными свойствами
Автор: Зуфарова З.У., Ташпулатов С.Ш., Шин И.Г., Черунова И.В.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология текстиля и одежды, дизайн
Статья в выпуске: 1 (143), 2024 года.
Бесплатный доступ
В данной статье приведены результаты анкетного опроса специалистов на предмет формирования компонентов пакетов водолазного костюма для обеспечения надежности снаряжения и безопасности жизнедеятельности при осуществлении глубоководных погружений для проведения технического обслуживания в гидротехнических сооружениях. Целью данных исследований явилось выявить основные индикаторы, требующие первоочередных предметов исследований при создании нового водолазного костюма с повышенными защитными свойствами. В опросе приняли участие 50 специалистов водолазной службы. Результаты опроса обрабатывались по стандартной методике. По мнению экспертов, наиболее весомыми являются Х4- структура материала, пористость и учёт толщины, Х8- прочность и водонепроницаемость соединительных швов, Х3-эластичность (растяжимость) и Х5- износостойкость при коэффициенте конкордации =0,79>0,6 показывающий достаточной согласованность мнений экспертов. Полученные результаты выявили первоочередные направления исследований для разработки специального водолазного костюма, обеспечивающего максимальную безопасность жизнедеятельности водолаза в глубоководных условиях профессиональной деятельности.
Сумма рангов, показатель, коэффициент весомости, согласованность, диаграмма рангов, значение ранга, мнение экспертов, водолаз, коэффициент
Короткий адрес: https://sciup.org/140304536
IDR: 140304536 | DOI: 10.48184/2304-568X-2024-1-210-217
Текст научной статьи Механизм формирования функциональных компонентов оболочки гидрокостюма с повышенными защитными свойствами
На современном этапе развития промышленности актуальными являются вопросы расширения ассортимента продукции, улучшения качества выпускаемых изделий и повышения экономической эффективности производства. Одним из подходов к решению данной задачи является оптимизация процесса формирования деталей и совершенствование технологии изготовления специализированных изделий [1, 2].
Оптимизация производства швейных изделий включает в себя решение задач, направленных на расширение ассортимента продукции, повышение качества характеристик и надёжности продукции, а также разумное использование компонентов [3].
Гидрокостюм, как основной элемент экипировки водолазов, играет решающую роль в обеспечении безопасности и надёжности при выполнении спасательных операций, технических работ и подводных погружений. Для изготовления гидрокостюма применяются различные компоненты и современные технологии при использовании современного обору-дования.[4].
Проведённые исследования по визуальной оценке, надёжности и безопасности костюмов для водолазов показывают, что текущая используемая экипировка имеет значительные недостатки в функциональности оборудования [5, 6]. При этом надёжность в значительной степени зависит от способа формирования компонентов основных деталей и технология изготовления костюма [7]. Подводные технические работы проводятся на разных глубинах, водолазам, приходится работать в разных внешних условиях. Иногда приходится выполнять работы как в открытых, так и в закрытых пространствах и в разных температурных условиях [8-10].
Опасные и вредные производственные факторы, согласно ГОСТ 12.0.003:
физические факторы: повышенная или пониженная температура среды; повышенный уровень шума, вибрации; затруднение дыха- ния; отсутствие или недостаток освещения или его отсутствие;
-
- химические факторы: кислоты, едкие щёлочи;
-
- психофизические факторы: физические нервно-психические перегрузки, перенапряжение анализаторов;
-
- биологические факторы: воздействие окружающей среды, возможность столкновения с факторами, отравляющими воду или воздух, что приводит к утрате работоспособности [11].
А также установлены факторы риска условий пространства, где осуществляется эксплуатация изделия (водное пространство, гидростатическое давление, температура, кислород, вредные газы, химические вещества и бактерии, и т. д.) [12].
Для проектирования современного гидрокостюма с обеспечением индивидуальной защиты, а также для выявления актуальных решений для водолазов, проводящих спасательные и технические работы, нами был проведен анализ рынка водолазных костюмов в мире.
Мировая наука ведёт разработки в направлении текстильной промышленности. Создаются разнообразные функциональные материалы, позволяющие создать высокие комфортные условия для потребителей. В данном случае для повышения защитных свойств и надёжности от различных внешних факторов и уменьшения их воздействий на человека под водой создан специальный вспененный материал типа «неопрен».
Материалы и методы исследований.
Для разработки гидрокостюма, предназначенного для проведения технических и спасательных работ, был проведён анкетный опрос специалистов. В качестве экспертов выступали работники МЧС, профессиональные зарубежные и местные водолазы [13].
Экспертные оценки коэффициентов весомости показателей факторов [14, 15, 16], отражающих ряд важнейших функциональных свойств спроектированного гидрокостюма, были выявлены с помощью нескольких этапов:
-
- организация опроса и его проведение;
-
- математическая обработка результатов опроса и расчёт коэффициентов весомости;
-
- анализ полученных результатов.
Число экспертов m в соответствии с ГОСТ 23554.1-79 должно быть не менее 6. В первой графе анкеты перечисляются все n показателей факторов, составляющих комплекс эксплуатационных, физико-механических, конструкторских и технологических свойств, предъявляющих к гидрокостюму.
Анкетный опрос проводился с помощью онлайн опроса и персонального интервью. Учитывая, что гидрокостюмы при работе под водой подвергаются различным механическим воздействиям, на основе выявленных ключевых показателей выделены главные факторы (Х n ), влияющие на надёжность и качество гидрокостюма (n=8):
-
X 1 - конструкция;
Х 2 - дополнительные элементы защиты;
Х 3 -Эластичность (растяжимость);
Х 4 - структура материала, пористость и учёт толщины;
Х 5 - износостойкость;
Х 6 - наружная и внутренняя прокладка;
Х 7 - дизайн и дополнительные аксессуары;
Х 8 - прочность и водонепроницаемость соединительных швов;
Эксперты во второй графе оценивают весомость каждого показателя, используя ранговую шкалу от 10 до 0 с интервалом 0,5. Наиболее значимый показатель получает ранг 1 и коэффициент 10, следующий по важности - ранг 2 и т.д. Если весомость нескольких показателей считается одинаковой, им присваиваются одинаковые ранги, при этом коэффициенты весомости могут различаться. При оценке показателей одинаковыми рангами необходимо, чтобы сумма рангов R i всех показателей оставалась неизменной для каждого j-го эксперта:
n
У R., = 0,5n(n + 1)
При числе показателей n=8 сумма рангов всех показателей для каждого эксперта составит
Высчитанные по всем m анкетам (j=m-колическтво экспертов) ранговые оценки по n показателям заносят в общую табл.1, которую используют вначале для определения согласованности мнений экспертов (коэффициента конкордации). При хорошем согласии далее рассчитывают значения коэффициентов весомости γi каждого фактора.
Для каждого фактора подсчитывают сумму рангов по вертикали:
Значение Si отражает суммарное (общее) мнение всех экспертов о весомости показателей. При этом наиболее значимый показатель при данном методе ранжирования [17] имеет минимальное значение (S4=24), наименее чимый – максимальное значение (S7=103).
зна-
Далее определяют линейные (S i -S )2 значения суммы S i всех экспертов по каждому показателю от средней суммы рангов S.
В случае, если у отдельных экспертов (j=2; 8; 9; 11; 12; 14) имеются одинаковые ран-
Проверку общей согласованности мнений экспертов осуществляют по коэффициенту конкордации ɷ. Для этого сначала находят среднюю сумму рангов всех показателей:
говые оценки, то для них вычисляют показатели одинаковости по формуле:
где u-число оценок с одинаковыми ран- tj- число одинаковых рангов в каждой гами в j-й строке, равное числу слагаемых в оценке сумме (4); j-й строке
Tj = 2 w “ tj) / 8 = (23 - 2) ■ 6/8 = 4’5
i(6)
Коэффициент согласия (конкордации) экспертов определяют по формуле in^n^ — п) — ni^^Tj(7)
ш =
14s(8s-8)-4,5 98779,5
Рекомендуемым значением коэффициента конкордации, при котором определяют коэффициенты весомости ɣi каждого показателя, является >0,6.
Значимость полученного коэффициента проверяют по критерию Пирсона
χ 2 = co ■ n(n — 1)
Расчетное значение коэффициента Пирсона χ 2=0,765 8(8-1) = 42,84
Табличное значение коэффициента Пирсона χ 20,05 для степени свободы ʄ=n-1=8-1=7 равно 14,1 при 5%-ном уровне значимости [4]. Так как χ 2> χ 20,05, величина to значима и между мнениями экспертов имеется существенная связь. Тогда можно с 95%-ной доверительной вероятностью утверждать, что мнение экспертов относительно степени влияния факторов согласуется в соответствии с коэффициентом конкордации co=0,79.
На рис. 1 показана средняя диаграмма рангов для расмотренных факторов (Х 1, ..., …Х 8 ), откуда следует, что распределение относительно равномерное, убывание характеризуется немонотонностью.
Рисунок – 1 Средняя диаграмма рангов для рассматриваемых факторов
Таблица 1 - Данные экспертной оценки для подсчёта коэффициента конкордации и значения коэффициента весомости каждого показателя
|
№ |
Величина |
Ранг Rji показателя качества Xi |
Сумма |
|||||||
|
Х 1 |
Х 2 |
Х 3 |
Х 4 |
Х 5 |
Х 6 |
Х 7 |
Х 8 |
|||
|
1 |
j=1 |
2 |
6 |
3 |
1 |
4 |
7 |
8 |
5 |
36 |
|
2 |
j=2 |
6 |
5 |
5 |
2 |
3 |
4 |
7 |
1 |
33 |
|
3 |
j=3 |
3 |
6 |
2 |
1 |
4 |
7 |
8 |
5 |
36 |
|
4 |
j=4 |
2 |
5 |
4 |
3 |
2 |
6 |
8 |
1 |
31 |
|
5 |
j=5 |
7 |
6 |
5 |
3 |
4 |
2 |
8 |
1 |
36 |
|
6 |
j=6 |
4 |
5 |
3 |
1 |
2 |
7 |
8 |
6 |
36 |
|
7 |
j=7 |
2 |
8 |
3 |
5 |
6 |
4 |
7 |
1 |
36 |
|
8 |
j=8 |
3 |
6 |
2 |
1 |
5 |
3 |
7 |
5 |
32 |
|
9 |
j=9 |
5 |
2 |
4 |
1 |
5 |
7 |
6 |
3 |
33 |
|
10 |
j=10 |
7 |
6 |
2 |
1 |
4 |
5 |
8 |
3 |
36 |
|
11 |
j=11 |
7 |
6 |
2 |
2 |
3 |
4 |
8 |
1 |
33 |
|
12 |
j=12 |
5 |
2 |
4 |
1 |
5 |
7 |
6 |
3 |
33 |
|
13 |
j=13 |
2 |
6 |
3 |
1 |
4 |
7 |
8 |
5 |
36 |
|
14 |
j=14 |
5 |
2 |
4 |
1 |
5 |
7 |
6 |
3 |
33 |
|
15 |
Si |
60 |
71 |
46 |
24 |
56 |
77 |
103 |
43 |
480 |
|
16 |
(Si- s) |
26 |
37 |
12 |
-10 |
22 |
43 |
69 |
19 |
|
|
17 |
(Si-S )2 |
676 |
1369 |
144 |
100 |
484 |
1849 |
4761 |
361 |
9774 |
|
18 |
R(Si) |
4 |
6 |
3 |
2 |
4 |
6 |
8 |
3 |
36 |
|
19 |
ΔR 1 |
-2 |
0 |
0 |
-1 |
-1 |
1 |
0 |
2 |
7 |
|
20 |
ΔR 2 |
2 |
-1 |
2 |
0 |
-2 |
-2 |
-1 |
-2 |
12 |
|
21 |
ΔR 3 |
-1 |
0 |
-1 |
-1 |
-1 |
1 |
0 |
2 |
7 |
|
22 |
ΔR 4 |
-1 |
0 |
-1 |
-1 |
-1 |
1 |
0 |
2 |
7 |
|
23 |
ΔR 5 |
3 |
0 |
2 |
1 |
-1 |
-4 |
0 |
-2 |
13 |
|
24 |
ΔR 6 |
0 |
-1 |
0 |
-1 |
-3 |
1 |
0 |
3 |
9 |
|
25 |
ΔR 7 |
-2 |
2 |
0 |
3 |
1 |
-2 |
-1 |
-2 |
13 |
|
26 |
ΔR 8 |
-1 |
0 |
-1 |
-1 |
1 |
-3 |
-1 |
2 |
10 |
|
27 |
ΔR 9 |
1 |
-4 |
1 |
-1 |
-1 |
1 |
-2 |
0 |
11 |
|
28 |
ΔR 10 |
3 |
0 |
-1 |
-1 |
0 |
-1 |
0 |
0 |
6 |
|
29 |
ΔR 11 |
3 |
0 |
-1 |
0 |
-1 |
-2 |
0 |
-2 |
9 |
|
30 |
ΔR 12 |
1 |
-4 |
1 |
-1 |
1 |
1 |
-2 |
0 |
11 |
|
31 |
ΔR 13 |
-2 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
1 |
0 |
-2 |
6 |
|
32 |
4 |
3 |
-4 |
1 |
-1 |
1 |
1 |
-2 |
0 |
13 |
|
33 |
S Ri |
57 |
65 |
44 |
23 |
51 |
74 |
96 |
38 |
448 |
|
34 |
(S Ri-3 R) |
1 |
9 |
-12 |
-33 |
-5 |
18 |
40 |
-18 |
|
|
35 |
(S Ri-S R )2 |
1 |
81 |
144 |
1089 |
25 |
324 |
1600 |
324 |
3588 |
|
36 |
R(S Ri ) |
4 |
5 |
3 |
2 |
4 |
6 |
7 |
3 |
34 |
|
37 |
Ri- R(S Ri ) |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
|
38 |
d2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
|
39 |
100/ S Ri |
1,75 |
ΔR 1 1,54 |
2,27 |
4,35 |
1,96 |
1,35 |
1,04 |
2,63 |
16,89 |
|
40 |
γ i |
0,10 |
0,09 |
0,13 |
0,26 |
0,12 |
0,08 |
0,06 |
0,16 |
1,00 |
Так как коэффициент конкордации ш =0,79>0,6 (хорошее согласие), то это позволяет перейти к расчёту коэффициентов весомости ɣi каждого фактора Х i . Для этого находят среднее значение ранга R(S i ) по каждому показателю, выставленному каждым экспертом j=1…14
В зависимости от среднего значения ранга производится абсолютное отношение ранга ΔR i по всем показателям и даётся повторная оценка линейной и квадратичной разности суммы рангов S Ri и среднего значения s R.
Заключение, выводы.
Таким образом, анализ полученных значений коэффициентов весомости γ i (табл.1) показывает, что фактор Х 4 с коэффициентом γ 4 =0,26 является самым весомым и значимым, превышающим остальные величины в 2 и более раз. Вторым по весомости являются показатели Х 8 (γ 8 =0,16) и Х 3 (γ 3 =0,13), соответственно выражающие прочность, износостойкость и водонепроницаемость соединительных швов, а также эластичность (растяжимость). Следует отметить, что эти факторы существенно влияют на функциональные свойства проектируемого гидрокостюма.
Список литературы Механизм формирования функциональных компонентов оболочки гидрокостюма с повышенными защитными свойствами
- Choi, Dzh.Kh. Sostoyanie proizvodstva i udovletvorennost' potrebitelei muzhskimi gidrokostyumami / Dzh.Kh. Choi, Dzh.A. Chon // Zhurnal Koreiskogo obshchestva odezhdy i tekstilya, 2009; 33(11). Str. 1683-1695.
- Devis, L.R. Problema kupal'nikov i sport: gegemonistskaya muzhestvennost' v sporte na illyustratsiyakh / L.R. Devis // SUNY Press, 1997. ‒ 163.-S.
- Chen, Ch. Usovershenstvovannaya tekhnologiya proektirovaniya muzhskogo bel'ya /Ch. Chen, V.E. Kuz'michev // Informatsionnaya sreda vuza, 2017, 1(24), s. 154‒159.
- Korinteli, A.M., Grigor'eva, G.B. Otsenka riskov proizvodstva odezhdy spetsial'nogo naznacheniya // Mir v zerkale yazykov: Kompleksnaya paradigma. Materialy X Vserossiiskoi nauchnoprakticheskoi studencheskoi konferentsii. In-t sfery obsluzhivaniya i predprinimatel'stva (filial) DGTU v g. Shakhty. - Shakhty: 2019. - S. 43-47.
- Zufarova Z., Fuzailova K., Yakushov M., TAshpulatov S., Cherunova I., Kholikov K., Sheralieva R./ Zavisimost' topologii povrezhdeniya ekologicheski chistykh gidrokostyumov pri razlichnykh stsenariyakh ikh ispol'zovaniya dlya tsifrovogo proektirovaniya/Problemy tekstil'noi i legkoi promyshlennosti v kontekste integratsii nauki i proizvodstva i puti ikh resheniya. (PTLICISIWS-2022)
- Zufarova Z.U., Tashpulatov S.Sh., Cherunova I.V., Yunuskhodzhaeva Kh.M.. Kholikov K.M./ Analiz sposobov soedineniya detalei spetsial'noi odezhdy, prednaznachennykh dlya ekstremal'nykh uslovii./ Namangan muҳandislik-tekhnologiya instituti 2021 iil 22-23 aprel' 2-tom. - Str.28-33
- U Sin'chzhou. Algoritm proektirovaniya kostyuma dlya podvodnogo plavaniya / Sin'chzhou U, V. E. Kuz'michev // Tekhnologiya tekstil'noi promyshlennosti, 2019, 38(3.-S. 121‒127.
- Choi, Dzh.Kh. Razrabotka vykroiki muzhskogo kostyuma dlya podvodnogo plavaniya s ispol'zovaniem dannykh 3D-skanirovaniya tela / Dzh.Kh. Choi // Zhurnal koreiskogo domovodstva.
- Potočić Matković, Vesna & Salopek Cubric, Ivana. (2019). Performance of neoprene wetsuits in different underwater thermal environments. Conference: 7th International Ergonomics Conference ERGONOMICS 2018 - Emphasis on Wellbeing June 13-16, 2018
- GOST 12.0.003: Mezhdunarodnyi standart. Opasnye i vrednye proizvodstvennye faktory. https://docs.cntd.ru/document/1200136071
- Attestatsionnyi tsentr SOUT. Klassifikatsiya opasnykh i vrednykh proizvodstvennykh faktorov https://asout.ru/klassifikatsiya-opasnyih-ivrednyih-proizvodstvennyih-faktorov (data obrashcheniya 14.09.2023)
- Makhotkina L.Yu., Khuzina L.M./ Analiz materialov dlya odezhdy spetsial'nogo naznacheniya, realizuemykh na rossiiskom rynke// Vestnik tekhnologicheskogo universiteta. 2016, T.19.- №7.-S.89
- Konstruktor onlain-oprosov QUESTIONSTAR. https://app.questionstar.ru/reports/1fdf46e1-b11a-4b0d-333b-fabf23e491e4/analyze-results (data obrashcheniya 21.12.2023)
- Tikhomirov V.B. Planirovanie i analiz eksperimenta (pri provednii issledovanii v legkoi i tekstil'noi promyshlennosti). M., “Legkaya industriya”, 1974. S. 262
- Goncharov P.P., Salikhova Z.Kh.. Sistema otsenki kachestva produktsii. //Ekonomika i biznes. 2006. - S.1-6
- Garri G. Azgaldov Aleksandr V. Kostin Al'varo E. Padil'ya Omiste. Nabor instrumentov «Azbuka kvalimetrii» dlya izmereniya neizmerimogo. //Ridero, 2015.- S.167.
- Bayramoglu, E.E., Topuz, F.C., Ayana, M.M., Soylu, S. «A research on the use of waste mandarin peels as fixing agents in leather production and its effects on ageing and colour» Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology 8 (2), (2020): 266-269.
