Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Левшин Александр Григорьевич. Разработка методов повышения эффективности использования мобильных сельскохозяйственных агрегатов как человеко-машинных систем : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 Москва, 2000 323 с. РГБ ОД, 71:01-5/421-9

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

Введение 6

Глава 1. Анализ факторов эффективного использования
сельскохозяйственных мобильных агрегатов
как человеко-машинных систем IО

1.1. Условия и особенности использования
сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов 10

1.2. Анализ тенденций развития с.х. мобильных энергосредств

с позиций их взаимодействия с оператором 14

1.3. Анализ тенденций развития зерноуборочных комбайнов

с позиций их взаимодействия с оператором 27

  1. Особенности применения автоматизированных систем управления машинно-тракторными агрегатами 34

  2. Анализ и систематизация инженерно-психологических факторов повышения эффективности использования МТА 38

  3. Повышение эффективности использования МТА за счет рационализации условий труда механизатора 45

  4. Влияние физических факторов рабочей среды на эффективность использования МТА 60

1.8. Анализ методик обоснования режима труда и

отдыха механизатора 72

1.9. Анализ методов моделирования мобильных
человеко-машинных систем 78

! .10. Методы анализа информационных потоков при управлении

мобильными человеко-машинными системами 82

1.11. Анализ влияния эксплуатационных факторов на

производительность машинно-тракторного агрегата 86

1.12. Выводы и задачи исследования 95

лава 2. Научно-методические основы построения моделей

функционирования человеко-машинных систем 99

  1. Методологический подход к исследованию МТА 99

  2. Анализ МТА как человеко-машинной системы 106

  3. Обоснование методического подхода к исследованию эффективности использования МТА 114

  4. Обоснование вида дифференциальной модели производительности МТА 120

  5. Теоретическое обоснование аддитивной дифференциальной модели производительности

системы «человек-машина» 124

2.6. Теоретическое обоснование мультипликативной

модели производительности системы «человек-машина» 127

2.7. Обоснование методики оптимизации режима труда

и отдыха механизатора 132

2.8. Обоснование методики анализа колебаний
производительности в течение рабочего периода 135

2.9. Методические основы исследования свойств
стационарности значений производительности 138

  1. Дискретная модель динамики функционирования технологического комплекса 139

  2. Теоретическое исследование информационной

нагрузки на механизатора 145

2.12. Определение вероятностной оценки
производительности МТА 149

2.13. Основы методики исследования напряженности
выполнения механизатором рабочего процесса 155

Глава 3. Методика экспериментальной проверки теоретических

моделей функционирования МТА 159

3.1. Общая характеристика МТА как объектов исследования

с позиций инженерной психологии 159

3.2. Методические основы получения экспериментальных

данных о функционировании МТА 160

3.3. Методика статистического анализа

экспериментальных данных 162

  1. Методика определения коэффициентов аддитивной дифференциальной модели производительности 167

  2. Методика определения коэффициентов мультипликативной дифференциальной модели производительности 169

  1. Методика гармонического анализа текущих значений производительности при циклическом выполнении работы 171

  2. Методика оценки свойств стационарности потоков

заявок систем обслуживания 171

3.8. Методика дискретизации марковских

процессов с непрерывным временем 173

Глава 4. Анализ результатов экспериментальной проверки

теоретических моделей функционирования МТА. 177

4.1. Статистический анализ характеристик точности

выполнения рабочего процесса механизатором 177

4.2 Анализ взаимосвязи факторов, определяющих

производительность МТА 188

  1. Экспериментальная поверка дифференциальной модели производительности МТА с вождением по ограниченному динамическому коридору 197

  2. Экспериментальная проверка дифференциальной модели производительности МТА с вождением без видимых ориентиров 201

4.5. Результаты проверки дифференциальной модели
производительности для МТА с одновременным

регулированием скорости и ширины захвата 208

  1. Результаты экспериментальной проверки методики оптимизации режима труда и отдыха 219

  2. Результаты анализа сезонной динамики производительности 230

  3. Результаты спектрального анализа выборочных значений производительности при циклическом выполнении

рабочего процесса 239

4.9. Результаты экспериментальной проверки дискретной
модели динамики переходных процессов при эксплуатации
технологических комплексов 246

  1. Результаты апробации вероятностной оценки производительности МТА 256

  2. Результаты анализа информационной нагрузки

на механизатора при рабочем ходе 262

4.12. Результаты апробации методики исследования
напряженности труда механизатора 266

Выводы 271

Список использованных источников 274

Приложения 296

Введение к работе:

Низкий уровень производства сельскохозяйственной продукции растениеводства, значительные (до 40%) потери урожая, неудовлетворительное качество продукции, высокие затраты труда и средств объясняются серьёзными недостатками в развитии материально-технической базы сельского хозяйства [127]. Особое место в структуре основных фондов занимает её активная часть -сельскохозяйственная техника, доля которой составляет 24,4 % [ 208, 228]. В связи с этим, эффективность сельскохозяйственного производства определяется количественным и качественным составом технических средств.

С 1960-х годов развитие техники для механизации сельскохозяйственного производства осуществляется на основе комплексных программ в виде систем машин. Реализация систем машин обеспечивала комплексную поставку новой техники, плановое перевооружение сельского хозяйства и повышение производительности труда. Целенаправленное развитие техники с 1960 г. позволило за 10 лет сократить затраты труда на производство зерна в 2,9 раза, сахарной свеклы - в 1,8 раза и картофеля - в 1,7 раза [ 230 ]. Дальнейшая реализация технической политики в сельском хозяйстве к 1990 г. позволило снизить затраты труда на производство зерна в 1,8 раза, сахарной свеклы - в 2,28 раза и картофеля-в 1,25 раза [ 127,231].

Показатели эффективности производства изменяются в широких пределах. Для одной климатической зоны и примерно одинакового технического оснащения затраты труда на производство зерна в Нечерноземной зоне в 1986...1993 гг. при среднем значении 1,6 чел.ч/ц изменялись от 1,3 чел.ч/ц до 3,0 чел.ч/ц [ 84 ].

Основным фактором развития мобильной сельскохозяйственной техники является повышение её производительности. Совершенствование машин сопровождается повышением единичной мощности и массы, рабочих скоростей,

усложнением конструкции, увеличением количества органов управления и средств отображения информации.

За годы реализации систем машин средняя мощность тракторного двигателя увеличилась за 20 лет более, чем в 2 раза. За счет звеличення мощности двигателя пропускная способность зерноуборочного комбайна за этот же период увеличилась примерно в 2,5 раза [ 220 ]. При этом, все более четко начинает просматриваться тенденция по снижению уровня использования потенциальных возможностей технических средствфактическая пропускная способность зерноуборочного комбайна в производственных условиях составляет 50...60 % от паспортных значений [ 145 ].

Опыт использования импортных зерноуборочных комбайнов фирмы "Сазе"в Башкирии показывает, что разница в средней сменной производительности в одинаковых условиях для разных механизаторов может отличаться более, чем в 2 раза [ 142 ].

В ходе совершенствования мобильных машин принимаются меры для улучшения условий труда механизатора. Существенно снижен уровень шума на рабочем месте, уменьшено содержание механических примесей в воздухе рабочей зоны, параметры микроклимата приближаются к оптимальным значениям, уменьшены усилия на органах управления, повышена комфортность кабин и эргономические характеристики рабочих кресел. Шире начинают применяться многофункциональные системы автоматизированного контроля за работой технической системы. Однако введение в конструкцию дополнительных устройств усложняет эксплуатацию машин и способствует увеличению информационной нагрузки.

Рабочие скорости тракторов третьего поколения повысились до 2,5...4,2 м/с, что в 1,8...3,0 раза больше рабочих скоростей тракторов первого поколения [ 239 ]. Это в свою очередь уменьшило время, отводимое механизатору как оператору мобильной системы на восприятие информации, принятие решения

и выполнение управляющего действия, что увеличивает напряженность его труда и приводит к большему утомлению.

Приведенные факты говорят о существовании и постепенном обострении противоречий между потенциальными возможностями технических средств и способностями человека-оператора их полного использования. Проблема усугубляется еще и тем, что при сокращении за последние 10 лет тракторного парка на 39 % [ 255 ] , увеличивается интенсивность использования имеющихся технических средств и обслуживающего персонала.

По мере развития сельскохозяйственных мобильных агрегатов происходит расширение их функциональных возможностей. Номенклатура машин для агрегатирования с универсально-пропашным трактором класса 1,4 за 20 лет увеличилась более, чем в 2 раза [31 ]. В течение сезона механизатору приходится выполнять 15. .20 видов полевых работ. При каждой смене видов работ у оператора наступает периода адаптации к новой деятельности, в ходе которой формируются соответствующие психомоторные программы. По мере восстановления навыков происходит рост производительности агрегата. Накопленный практический опыт по испытанию и эксплуатации мобильных агрегатов показывает возрастающее влияние состояния операторов на эффективность их применения. Традиционные методы организации работы мобильных машинно-тракторных агрегатов учитывают состояние оператора опосредованно в виде усредненных составляющих баланса времени смены. Методы количественного описания процессов работы МТА как человеко-машинных систем на данный момент не разработаны.

Для исследования процессов взаимосвязанной совместной работы человека-оператора и технической системы возникает необходимость в установлении количественных закономерностей влияния состояния оператора на эксплуатационные показатели эффективности работы. Исследования в данной области исследования не обеспечивают требуемого уровня решения соответствующих задач. Создание теоретических моделей, адекватно описывающих по-

ведение человеко-машинной системы в зависимости от уровня эксплуатационных факторов, будет способствовать формированию информационной базы для проектирования, развитию методических основ исследования и испытания и способов эффективного их использования.

Основные направления данной работы сформировались в ходе анализа результатов испытаний новых сельскохозяйственных машин, проводимых на машиноиспытательных станциях. Экспериментальная проверка теоретических моделей проводилась на основе хронометражных наблюдений за работой сельскохозяйственных агрегатов различного назначения в условиях ОГГХ ЦМИС, Подольской МИС и ряда хозяйств Московской, Рязанской и Тверской областей. Для проверки теоретических моделей частично использовались результаты хронометражных наблюдений за работой зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов, проведенных доцентами кафедры ЭМТП Дьячковой В.Г. и Авдошиным Н.В. в ходе выполнения ими научно-исследовательской работы.

В выборе математических методов для описания процессов функционирования систем «человек-машина» неоценимую помощь оказал профессор кафедры высшей математики Судаков Р.С.

Выражаю благодарность научным консультантам: профессорам Зангиеву А.А. и Верещагину Н.И. за оказанную помощь при выполнении данной работы, профессорам Кленину НИ. и Казакову B.C. за ценные советы в выборе направления и представлению результатов исследования, сотрудникам кафедры ЭМТП и специалистам ЦМИС, ВИМа и других научных коллективов за творческое и заинтересованное обсуждение предложенных решений и методов исследования МТА как человеко-машинных систем.

Подобные работы
Лукиных Григорий Федорович
Разработка методов повышения надежности и эффективности функционирования технологических комплексов производства зерна и кормов
Горбунов Борис Иванович
Повышение эффективности функционирования кормопроизводства пут#м разработки методов энергоресурсосбережения и адаптации механизированных процессов к региональным условиям
Маслов Сергей Николаевич
Повышение эффективности использования агрегата с модернизированной свекловичной сеялкой на посеве фасоли
Кузнецов Николай Александрович
Повышение эффективности использования агрегатов с трактором РТ-М-160 путем улучшения его тягово-сцепных свойств
Агапов Алексей Николаевич
Повышение эффективности использования агрегатов с трактором ЛТЗ-155 на посеве сахарной свеклы улучшением подготовки почвы
Дзежкевич Виталий Евгеньевич
Повышение эффективности использования агрегата с модернизированной свекловичной сеялкой на посеве сои
Старцев Сергей Викторович
Повышение эффективности использования пахотных агрегатов путем улучшения их эксплуатационно-технологических параметров
Горбань Дмитрий Геннадьевич
Повышение эффективности использования пахотных агрегатов
Зайнагабдинов Ришат Рашитович
Повышение эффективности использования машинно-тракторных агрегатов совершенствованием их распределения по видам работ с учетом текущих условий функционирования
Юшин Александр Юрьевич
Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net