Увеличение объемов добычи полезных ископаемых влечет за собой не только спрос на горнодобывающую технику, но и поддержание большого парка действующих горных машин на требуемом техническом уровне, что является приоритетной составляющей эффективной работы отечественных горных предприятий. Это сопряжено с решением целого комплекса вопросов, которые позволят вывести горнодобывающую промышленность по эффективности, производительности и безопасности на качественно более высокий уровень.

Для этого необходимо выполнение следующих условий: техническое перевооружение отрасли, путем внедрения нового, более производительного горного оборудования; эргономическая поддержка потребительских свойств продукции горного машиностроения на этапах ее создания и эксплуатации; разработка новейших технологий переработки добытого сырья и природных ископаемых; повышение квалификации персонала горных предприятий всех уровней [1-3].

Изучение публикаций, а также анализ отечественного и зарубежного опыта эргономических исследований и разработок дает основания для заключения в необходимости проведения дальнейших исследований с целью формирования и систематизации научно-методической базы создания высококачественной, безопасной и конкурентоспособной продукции горного машиностроения.

Происходящие изменения в горном производстве выявляют проблемы эффективного функционирования системы «человек – горная машина – среда» (ЧМС) с учетом конкретных производственно-технических, горно-геологических, природно-климатических и социально-экономических условий, а возросшая интенсивность производственных процессов и динамичность условий взаимодействия элементов человеко-машинной системы изменяют требования к оптимальному сочетанию способностей человека и технических возможностей машины.

В связи с этим к наиболее актуальным проблемам в данной области можно отнести:

• обоснование, разработка и уточнение эргономических требований к средствам, организации и условиям деятельности человека-оператора;
• обобщение, систематизация и использование опыта эргономических исследований и разработок в интересах учета человеческого фактора при создании и эксплуатации машин;
• эргономическое проектирование операторской деятельности с учетом прогноза комплексного влияния факторов деятельности на профессиональную надежность человека-оператора;
• эргономическая оптимизация процессов, средств и условий деятельности человека-оператора, основанная на прогнозных методах оценки ее эффективности в различных условиях эксплуатации.

В статье остановимся на научной составляющей при разработке системы эргономического обеспечения горных машин и достигнутых практических результатах.

Теоретические представления о природе человеческих факторов в технике определяют структурную схему формирования целостной эргономической характеристики системы ЧМС как эргономичность. Эргономичность является критериальной категорией качества продукции, рассматриваемой в концепции управления эргономическим уровнем качества (эргономичностью) продукции (УЭКП) как объект управления. УЭКП – системно структурированный процесс, базирующийся на совокупности взаимосвязанных научно-теоретических принципов и положений, а также методов и средств их реализации, направленных на достижение в рамках менеджмента качества требуемой эргономичности [4, 5].

Эргономичность горной машины представляет собой многофакторную и многокритериальную систему с качественными и количественными характеристиками, и иерархическим их представлением. В ходе проведенных исследований нами предложен и адаптирован математический аппарат нечеткой логики и теории нечетких множеств для создания научно-методологических подходов обработки аналитической информации в условиях неопределенности и разработки математических моделей для описания, оценки и управлению эргономичностью горных машин, позволяющий аналитически работать с трудно формализуемыми качественными параметрами.

Важнейшей особенностью жизнеспособности любой теоретической концепции является ее реализация и поддержка в соответствующих программных продуктах. В настоящее время активно формируется мировой рынок коммерческих программных продук­тов для работы с нечеткой логикой, представлено более 100 пакетов прикладных программ. Среди представленных пакетов наибольшей универсальностью обладают FuzzyTECH и расширение Fuzzy Logic Toolbox for MatLab. Выбор программного обеспечения  MATLAB в качестве основного программного продукта для исследований обусловлен наличием и установленной лицензионной версии в центре информационных технологий ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» [5, 6].

Таким образом, нами достигнуты следующие научные результаты:

-предложен метод математической формализации информации в терминах нечетких множеств, позволяющий адаптировать математический аппарат теории нечеткой логики для приложения к предметной области исследования эргономичности горных машин.

-создан комплекс алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений основанный на формализации информации в терминах нечеткой математики, отличающиеся возможностью агрегирования разнородных эргономических показателей.

-определена возможность ранжирования горных машин по критерию эргономичности с использованием метода анализа иерархий.

-разработана концептуальная модель построения аппаратно-программного обеспечения тренажерно-обучающей системы.

С использованием современных информационных технологий Fuzzy Logic Toolbox for MatLab автоматизированы и подготовлены к практическому использованию на ПК математические модели системы поддержки принятия решения по определению уровня эргономичности горных машин (табл.) [7, 8].

Таблица

Для успешного решения прикладных задач эргономической оптимизации процессов, средств и условий деятельности человека-оператора нами созданы программные продукты [9-11]:

-для  интерактивного проектирования рациональной компоновки элементов рабочего места машиниста карьерного экскаватора с учетом антропометрических признаков человека (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012661208);

-для обеспечения профессиональной надежности человека-оператора – тренажер подготовки операторов горных машин и комплексов (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2013661738).

Подготовлена к государственной регистрации программа для ЭВМ «Численное моделирование оптимального выбора горных машин с учетом эргономического обеспечения», которая базируется на методе анализа иерархий.