CC BY
41
ЭРГОНОМИКА ЛЕСНЫХ МАШИН КАК ФАКТОР ПРИ ВЫБОРЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЛЕСОЗАГОТОВОК1
Герасимов Ю. Ю. (НИИлеса Финляндии, г. Йоэнсуу, Финляндия) Сюнёв В. С. (ПетрГУ, г. Петрозаводск, РФ) Карвинен С. (НИИ леса Финляндии, г. Йоэнсуу, Финляндия) Соколов А. П. (ПетрГУ, г. Петрозаводск, РФ)
An approach to the research on estimation of ergonomie perfection of forest machines is stated in the given paper.
На сегодняшний день в мире существует три базовых подхода к осуществлению лесозаготовительного производства, каждый из которых основывается на своей системе машин. Это хлыстовая технология на базе трелевочных тракторов с тросо-чокерным оборудованием, сортиментная (скандинавская) технология и технология с трелевкой целых деревьев на базе валочно-пакетирующих машин и скиддеров с пачковым захватом. В пределах каждого подхода существует несколько вариантов технологий.
Все три подхода сегодня широко используются на лесозаготовительных предприятиях России. При этом в целом наиболее часто используются 7 вариантов технологий лесозаготовок. Принимая во внимание также то, что на рынке сейчас представлено большое разнообразие машин и оборудования для всех этих технологий, выпускаемых различными производителями, можно заключить, что правильный выбор технологии и конкретных моделей применяемых машин становится достаточно сложной задачей.
Основными критериями для сравнения технологий лесозаготовок являются производительность, качество продукции, диапазон подходящих природно-производственных условий, уровень негативного воздействия машин на лесную среду. В этот список, несомненно, следует включить критерий, связанный с условиями и тяжестью труда рабочих.
Оценке тяжести труда при использовании различных технологий было посвящено исследование, выполненное авторами в рамках международного проекта TACIS. Результатам этого исследования будет посвящен предлагаемый доклад.
Определение тяжести труда в основном базировалось на данных, собранных в результате полевых исследований, которые были проведены на 23 делянках, принадлежащих 10 лесозаготовительным предприятиям Республики Карелия. При этом авторы стремились охватить как можно больше систем машин и технологий.
В ходе полевых исследований проводились непосредственные измерения большого числа параметров лесозаготовительных машин: линейных и угловых размеров, связанных с позой тела, размещением органов управления, удобством кабины и доступа в нее, удобством сидения, обзорностью; усилий на органах
1 Работа выполнена при поддержке TACIS в рамках международного проекта «Impacts on Wood Quality and Overall Performance of Wood Harvesting Companies»
управления; параметров шума и вибрации и т. п. Всего измерялось более 150 различных параметров.
Кроме того, проводился опрос операторов машин, в ходе которого они оценивали свою машину по 46 характеристикам эргономики, безопасности и напряженности труда.
Результаты измерений машин сравнивались с требованиями действующих ГОСТ, а при отсутствии ГОСТ с данными других источников.
На следующем этапе с помощью аддитивных функций вычислялись интегральные показатели, обобщающие данные измерений. Определяемые показатели составляют несколько групп:
Группа «Органы управления»:
- Расположение и ход органов управления; Усилия на органах управления; Органы, управляемые руками;
- Органы, управляемые ногами (педали)
- Органы управления в целом. Группа «Рабочее место»:
- Поза тела;
- Сидение;
- Кабина и расположение в ней сидения;
- Рабочее место в целом. Группа «Алгоритм». Группа «Обзорность». Группа «Обитаемость»:
- Шум;
- Вибрация;
- Климат;
- Обитаемость в целом. Группа «Безопасность»:
- Доступ в кабину;
- Параметры за исключением параметров доступа в кабину;
- Безопасность в целом.
Для общей оценки совершенства машины с точки зрения эргономики, вычислялась интегральная тяжесть труда:
6 п - п 1 ^ I =1-6^ + Птш ^ 7 й-1 -6У п ,
т г тт ^ . л __ / 1 г г ?
6 Й-г=1 )
где рт\п - минимальное значение интегрального показателя; п - число показателей, по которым ведется расчет;
и-1
Х-Р - сумма значений интегральных показателей за исключением ми-
¡=\
нимального.
Подобным же образом обрабатывались данные опросов операторов. Вычислялись следующие интегральные показатели:
Организация взаимодействия с машиной и работы на машине; Совершенство машины;
Напряженность работы; - Обитаемость рабочего места;
Система формирования и поддержания работоспособности; Технико-эстетическое совершенство.
Затем определялась интегральная тяжесть труда.
При этом интегральная тяжесть труда, полученная по результатам непосредственных измерений, может считаться объективной, а интегральная тяжесть труда по данным опросов - субъективной. Таким образом, была сделана попытка оценить, как реальное объективное положение вещей, так и степень влияния условий труда на операторов с учетом их адаптации. Окончательно, для сравнения машин использовалась общая интегральная тяжесть труда, определяемая, как среднее значение объективной и субъективной.
Для оценки технологий, в которых участвуют вальщики, обрезчики сучьев, раскряжевщики и чокеровщики, подобным же образом была определена интегральная тяжесть труда для каждого из этих видов работ.
Далее были рассмотрены 14 систем машин из числа изученных. Для сравнения систем машин был использован минимаксный критерий Вальда, в соответствии с которым лучшей считается та система машин, в которой наибольшая тяжесть труда из всех видов работ в этой системе окажется меньше:
W = min max/,,
где г - число рассматриваемых систем машин; у - число рабочих мест в каждой системе машин;
¡у - интегральная тяжесть труда на у-м рабочем месте в составе г-й системы машин.
Если в двух системах машин наибольшие тяжести труда оказываются одинаковыми, тогда решение о том, какая из них предпочтительнее, принимается при сравнении наиболее тяжелых условий за исключением уже рассмотренных (равных) и т.д.
Результаты сравнения рассмотренных систем машин приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Сравнение систем лесозаготовительных машин (технологий) по
критерию условий труда и эргономики рабочих мест
Система машин W
1 John Deere 1270D — John Deere 1410D 3,4
2 John Deere 1070D — John Deere 1010 3,514
3 Volvo EC210BLC — John Deere 1410D 3,651
4 Valmet 901.3 — Valmet S40.3 3,S54 3,2
5 Valmet 911.3 — Valmet S40.3 3,S54 3,435
б Timbeijack S50 — Timberjack 460D 3,SS2
7 20 Вальщиков — John Deere 1410D 4,956
S Вальщик — Чокеровщик — ТЛТ-100 5,316 4,956 4,572
9 Вальщик — Чокеровщик — ТДТ-55А 5,316 4,956 4,941
10 Вальщик — Чокеровщик — ТЛТ-100 — Обрезчик сучьев-раскряжевщик —> John Deere 1410D 5,316 4,956 4,956 4,572
11 Вальщик —> 2 Обрезчика сучьев —> Чоке- 5,316 4,956 4,956 4,956 4,572
ровщик — ТЛТ-100
12 Вальщик —> 2 Обрезчика сучьев —> Чоке-ровщик — ТДТ-55А 5,316 4,956 4,956 4,956 4,941
13 Timberjack 850 — 2 Чокеровщика — 3 ТЛТ-100 5,316 5,316 4,572
14 Timberjack 850 — 2 Чокеровщика — 3 ТДТ-55А 5,316 5,316 4,941
Таким образом, наилучшими были признаны условия труда при использовании сортиментной технологии на базе харвестера John Deere 1270D и форвардера John Deere 1410D. Наихудшими оказались условия при валке деревьев с помощью валочно-пакетирующей машиной Timberjack 850 и трелевке тремя тракторами ТДТ-55А. В целом лучшие показатели имеет технология харвестер - фор-вардер. Второе место занимает технология заготовки целыми деревьями валочно-пакетриующая машина - колесный скиддер с пачковым захватом. На третьем месте сортиментная технология вальщик - форвардер. Традиционная российская хлыстовая технология заготовки с использованием трелевочных тракторов с тро-со-чокерным оборудованием, а также ее различные варианты показывают наихудшие результаты по критериям эргономики, тяжести и безопасности труда.
