CC BY
102
Влияние факторов обитаемости на качество деятельности операторов системы «человек - машина - животное»
А.В. Ваньков, аспирант, Оренбургский ГАУ
Деятельность операторов системы «человек — машина — животное» («Ч — М — Ж») является напряжённой и трудоёмкой, поскольку механизация технологических процессов в животноводстве мало развита. Работы, связанные с чёской пуха коз, являются энергоёмкими и физически сложными, поскольку чёска проводится преимущественно ручным способом, причём период её проведения приходится на февраль-март. Поэтому учёт влияния всех факторов обитаемости необходим при рассмотрении не только процесса чёски пуха коз, но и всех процессов системы «Ч-М- Ж» [1].
Влияние факторов обитаемости на качество деятельности операторов системы «Ч-М- Ж» определяется уровнем и интенсивностью конкретного фактора и физиологическим механизмом его воздействия как на самого оператора, так и на животное. Чесальщик пуха коз и животные находятся в непосредственной зависимости от этих факторов. Выходящие за пределы установленной нормы факторы обитаемости непосредственным образом сказываются на психофизиологическом состоянии оператора и животного, приводя к снижению качества продукции и функционирования всей системы «Ч-М- Ж» [2].
Такими факторами являются освещённость рабочей зоны, существенно влияющая на быстродействие и точность работы операторов,
температура окружающей среды рабочей зоны, зона досягаемости, организация рабочего места оператора, функциональное состояние оператора, стабильные акустические шумы, которые можно рассматривать как прямую помеху работе операторов, вызывающую стрессовые состояния животных [3].
Другие факторы обитаемости можно рассматривать как помехи косвенного воздействия, вызывающие перестройку функционирования определённых физиологических и психических систем в организме человека и животного. Так, высокая температура создаёт дополнительную нагрузку на сердечно-сосудистую систему, приводя к снижению работоспособности оператора и неблагоприятно воздействуя на животное. Низкие же значения температуры приводят к дополнительным энергозатратам на обогрев помещений и заболеваниям животных.
Воздействие указанных факторов вызывает преждевременное развитие производственного утомления и снижение качества деятельности оператора, а у животных - стрессовые состояния. В конечном итоге всё это приводит к снижению функционирования системы «Ч-М - Ж» и ухудшению продукта на выходе, а именно качества вычесанного пуха.
Обычно изменения функционального состояния оператора, вызванные воздействием факторов обитаемости, носят нестойкий ха-
рактер и исчезают после отдыха. Однако в условиях, когда процесс чёски пуха коз требует от операторов напряжения ввиду ограниченных временных рамок, которыми определяется продолжительность естественной линьки коз, воздействие факторов, вызывающих перегрузки и утомляемость операторов, просто неизбежно [4].
Помимо перечисленных факторов большое значение следует уделить зоне досягаемости оператора как важнейшей характеристике рабочего пространства. Под досягаемой зоной следует понимать ту часть пространства, которая ограничена крайними точками, достигаемыми руками и ногами оператора, сохраняющего своё положение неизменным. Досягаемая зона может быть максимальной, т.е. ограниченной длиной конечности человека, отклонившегося в пределах сохранения устойчивости [5].
Зоны досягаемости в горизонтальной плоскости представлены на рисунке 1, где выделены зоны лёгкой досягаемости (В, С, D) и зона максимальной досягаемости (А). В зонах (В, D) возможны наиболее быстрые, точные, координированные и наименее утомляющие движения оператора. Наиболее оптимальной считается ширина рабочей зоны 600-700 мм, что соотносится со среднестатистическими размерами коз
Проведённые исследования воздействия факторов обитаемости на работоспособность операторов сенсомоторного профиля, работающих в замкнутых помещениях с автономным отоплением в разных климатических зонах, позволили получить данные, характеризующие качество деятельности операторов. При этом значительное влияние на работоспособность операторов оказала организация рабочего места.
Организация рабочего места оператора по чёске пуха коз, включающая регулируемый по высоте станок, в котором фиксируется животное, позволяет сузить диапазон высот рабочих поверхностей. Это даёт возможность оператору проводить чёску пуха коз без лишних напряжений и неудобств, т.к. механизм регулирования высоты платформы, на которой находится животное, позволяет настроить рабочее место индивидуально, в зависимости от роста оператора.
Рис. 1 - Зоны досягаемости оператора в горизонтальной плоскости
Факторы обитаемости непосредственно влияют на изменение функционального состояния оператора в процессе выполнения им рабочей деятельности независимо от специализации. Выделяют несколько фаз, которые обозначаются как фазы изменения работоспособности: 1) мобилизации; 2) первичной реакции; 3) гиперкомпенсации; 4) компенсации; 5) субкомпенсации; 6) декомпенсации; 7) срыва или перенапряжения.
Начиная с фазы субкомпенсации возникает специфическое состояние утомления. Время наступления этой фазы различно и зависит от ряда причин [6].
Фаза врабатываемости имеет большое значение для обеспечения заданной эффективности системы «Ч-М- Ж». Было установлено, что фазы врабатываемости практически всех обследованных условий деятельности составили 50-70 мин., в течение которых ошибки в работе уменьшались на 15-35%. Снижение качества деятельности (фаза утомления) при работе начиналось через 2-4,5 ч. Было установлено, что чем неблагоприятнее условия работы, тем более резко возрастают ошибки на фазе утомления.
Полученные закономерности работоспособности - результат усреднения показателей, выявленных при обследовании большого числа операторов.
Наибольшим постоянством отличаются закономерности изменения показателей качества на фазе врабатываемости. Обнаружены три основных типа изменения качества деятельности на этой фазе:
- быстрое (5-15 мин.) улучшение качества сразу после начала работы;
- равномерное улучшение качества в течение всей фазы;
- резкое улучшение качества в конце фазы (через 50-70 мин. после начала работы).
Признаки утомления у операторов, работавших в условиях комфорта, проявлялись в увеличении дисперсии времени реакции, удлинении латентного времени сосудистых реакций, некотором повышении порогов слуха, а также в снижении тонуса сердечно-сосудистой системы вследствие гиподинамии (урежение пульса, снижение артериального давления). Кроме перечисленных признаков было обнаружено некоторое увеличение времени реакций выбора, ухудшение показателей функциональной пробы и удлинение общей продолжительности сосудистых реакций.
Утомление оператора, выполняющего операции по чёске пуха коз, вызывает технологические ошибки, результатом которых являются ранения кожного покрова животного, снижение качества вычесанного пуха, повтор манипуляций, вследствие чего животные подвергаются стрессовым состояниям, а процесс чёски пуха
Количество упражнений, %
Рис. 2 - Кривые возникновения навыков
коз затягивается, приводя к дополнительным материальным затратам.
Влияние на качество деятельности всех факторов обитаемости существенно зависит от психологического содержания алгоритма решения задачи оператором. Так, механизированные и автоматизированные действия менее подвержены отрицательным влияниям факторов. Однако на сегодняшний день механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства находится в развивающемся состоянии.
Помимо этого профессиональный уровень операторов чёски пуха коз очень низок. Чаще всего это рабочие ферм и комплексов, которые не имеют специальной подготовки. Вопрос профессиональной подготовки необходимо решать, т.к. мастерство оператора — решающий фактор, от которого зависит качество продукции на выходе и технологичность операции.
Основой профессиональной подготовки операторов чёски пуха коз может стать тренажёр для выработки навыков вычесывания пуха у коз (разработан и запатентован в Оренбургском ГАУ) [7].
Получение навыков можно интерпретировать математическим методом, который был предложен К. Ховландом:
а( х + с)
У
(1)
(х + с) + Ь
где у — коэффициент, учитывающий скорость приобретения навыка; х — общее число воспроизведений; с — коэффициент, характеризующий предшествующую подготовку; а — физиологический предел;
Ь — коэффициент, учитывающий скорость приобретения навыка.
Типовой ход выработки навыков представлен на графике (рис. 2).
Большое значение в успешном перенесении воздействия факторов обитаемости имеет функциональное состояние организма в данный момент и установка, мотивационная направленность, профессионализм операторов. Многочисленные исследования показывают, что операторы чёски пуха коз, имеющие высокий уровень профессиональной подготовленности и физической тренированности, лучше переносят воздействие неблагоприятных факторов и сохраняют необходимую степень работоспособности, обеспечивая технологичность процесса чёски пуха коз.
Необходимо учитывать влияние факторов обитаемости рабочих мест операторов системы «Ч — М — Ж» ещё на стадии проектирования. Только в этом случае климат рабочей зоны будет благоприятно воздействовать на психоэмоциональное состояние операторов и животных, снижая технологические ошибки и повышая качество продукции животноводства.
Литература
1. Бушов Ю.В. Психофизиологическая устойчивость человека в особых условиях деятельности: оценка и прогноз. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1992. 176 с.
2. Карташов Л.П. Методы расчёта биологических и технических параметров системы «человек — машина — животное». Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2007. 152 с.
3. Физиология сельскохозяйственных животных / под ред. Н.А. Шманенкова. Л.: Наука, 1997. 564 с.
4. Белоцицкий Н.С. Инженерная психология. М.: МЭИ, 1997. 71 с.
5. Цибулевский И.Е. Ошибочные реакции человека-оператора. М.: Сов. радио, 1979. 208 с.
6. Ломов Б.Ф. Основы инженерной психологии. М.: Высшая школа, 1986. 186 с.
7. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Тренажёр. А.С. № 903942 (СССР). Б.И. № 5. 1982. 23 с.
