Теория Эргономика вся. 1 Введение в эргономику. Эргатическая система. Понятие и место эргономики в системе научного знания

• Название: 1 Введение в эргономику. Эргатическая система. Понятие и место эргономики в системе научного знания
• Дата: 17.11.2022
• Размер: 1.75 Mb.
• Имя файла: Теория Эргономика вся.doc
• Тип: Документы; #795282
• страница: 4 из 12

Часть информации поступает к операторам СЧМ в виде звуковых сигналов. Отражающие эти сигналы ощущения вызываются действием звуковой энергии на слуховой анализатор. Он состоит из уха, слухового нерва, нервных связей и центров мозга. С помощью звука информация к оператору на слуховой анализатор поступает в двух формах: сигнала и речевого сообщения.

Распознавание звукового сигнала слуховым анализатором оператора происходит через набор следующих параметров: частота колебаний, интенсивность и громкость звука, временной порог чувствительности акустического анализатора.

Частота колебаний звуковой волны при передаче сообщения измеряется в герцах (Гц). Человек воспринимает слышимый звук, имеющий колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к колебаниям в области средних частот — 1000—4000 Гц.

Интенсивность звука устанавливается через уровень звукового дав- ления и измеряется в децибелах (дБ). По этому параметру верхний и нижний пороги (абсолютные пороги) слухового анализатора имеют со- ответственно значения 0 и 130 дБ.

Громкость звука характеризует его интенсивность для тона частотой 100 Гц и измеряется в фонах.

Временной порог чувствительности акустического анализатора — это длительность звукового раздражителя, необходимая для возникновения ощущения. При интенсивности звука 30 дБ и больше и частоте от 100 Гц слуховое ощущение возникает при длительности звукового раздражителя 0,01 с, а при 10 дБ и 1000 Гц — при длительности 0,05 с. Минимальное время, необходимое для ощущения высоты тона, равно 0,05 с.

Важной характеристикой слухового анализатора оператора является его способность распознавать комбинации звукового кода. Если при кодировании использовать только один параметр звукового сигнала, то оператор способен различать не более 4—5 кодовых комбинаций. На- пример, при кодировании сигнала его звуковой частотой количество различных градаций равно 4, а при кодировании интенсивностью количество градаций — 5. При кодировании звукового сигнала одновременно частотой и интенсивностью количество градаций различных кодовых комбинаций увеличивается до 8. Используя для кодирования большее количество признаков звукового сигнала, можно получить большее количество кодовых комбинаций, что позволяет с высокой эффективностью использовать слуховой анализатор оператора.

Одной из форм звукового информационного сообщения является речевая форма. Для оператора важно различать речь. Восприятие речи зависит:

• от длительности произнесения отдельных звуков и их комбинаций; средняя длительность произнесения гласного звука составляет 0,35 с, согласного — 0,02—0,03 с;

• от темпа произнесения слов; оптимальный темп составляет 120 слов, а максимальный — 160 слов в минуту;

• от интенсивности; интенсивность речевых звуков должна быть на 6 дБ выше интенсивности шумов, тогда они будут понятны. Помимо акустических характеристик, восприятие речи зависит от смысловой нагрузки:

• частоты встречаемости слова в речи; • сложности слов и словосочетаний (например, односложные слова правильно понимаются в 3 раза хуже, чем шестисложные, так как имеют меньшее число опознавательных знаков); • длины фразы; хорошо воспринимается фраза до 11 слов, оптимальная длина фразы 7±2 слов.
= 5.3 =



Различают долговременную и кратковременную память.

Долговременная память–подсистема памяти,обеспечивающаядлительное, соизмеримое с продолжительностью жизни сохранение временных связей ( умений и навыков). Долговременная память устойчива к чрезвычайным воздействиям и не всегда доступна сознанию. Считается, что ёмкость долговременной памяти практически неограниченна. Можно сказать, что принцип действия долговременной памяти «запомнил–помню».
Кратковременная память –подсистема памяти,обеспечивающаянепродолжительное сохранение материала после его восприятия. Принцип действия оперативной памяти «запомнил–забыл», т. е. информация запоминается только на период времени, который требуется для решения конкретной задачи.

Кратковременная память участвует:

– в получении и обработке информации извне;

– в извлечении информации из долговременной памяти;

– в выработке адекватных реакций.

Кратковременная память считается уязвимой к чрезвычайным воздействиям, которые приводят к ее нарушению и развитию ретроградной амнезии.









Выделяют основные процессы памяти:

1. 
   запоминание,
   
2. 
   сохране­ние,
   
3. 
   забывание
   
4. 
   восстановление (воспроизведение).
   

Можно выделить ряд общих факторов, влияющих на эти процессы:




Память служит основой более сложных когнитивных образова­ний, на базе которых человек организует свою деятельность. К ним относится мышление — психический процесс, являю­щийся формой опосредованного отражения.



Эргономику интересует прежде всего «оператив­ное мышление» — процесс решения практических задач, в ре­зультате которого формируется модель предполагаемой дея­тельности и операции, позволяющие выполнить её эффективно.

Основными компонентами оперативного мышления являются:

— структурирование — образование более крупных единиц действия путём связывания элементов ситуации между собой;

— динамическое узнавание — узнавание частей конечной си­туации в исходной;

— формирование алгоритма решения — выработка принци­пов и правил решения задачи, определение последовательности действий в каждом конкретном случае.

Отображение информации в СЧМ должно учитывать характери­стики мышления оператора. Для его эффективного функциони­рования необходимо обеспечить:

— полноту информации об отображаемом событии;

— краткость и чёткость сигнала;

— его правильность, отсутствие информации, влекущей к лож­ным выводам;

— форму сигнала, которая должна указывать на его связь с дру­гими сигналами;

— учёт опыта субъекта, полученного в аналогичных ситуациях.

Тема 4: Психомоторные качества человека: антропометрия и биомеханика.
4.1. Антропометрические характеристики

4.2. Биомеханические характеристики

4.3. Рабочие позы и движения. Моторное поле и зоны досягаемости. (+ л/р №2 п. 2.1)
= 4.1 =
Антропометрия(гр. Anthrōpos - человек; metreō - мерить) –совокупность методических приёмов, заключающихся в измерении и описании тела человека в целом и отдельных его частей, позволяющих дать количественную характеристику их изменчивости.

Методы исследования, основанные на данных антропометрических наблюдений, называются антропометрическими и используются для эргономической оценки рабочих мест.

Антропометрические характеристики определяются размерами тела человека и его отдельных частей и используются для проектирования наиболее рациональных условий труда.

Они позволяют рассчитывать пространственную организацию рабочего места, устанавливать зоны досягаемости и видимости, конструктивные параметры рабочего места.

Антропометрические характеристики (АХ) подразделяют на

1. 
   динамические.
   
2. 
   статические
   

Статические антропометрические характеристики — это размеры тела, измеренные однократно в статическом положении испытуемого. Условность и сохранение по­стоянства позы обеспечивают идентичность измерений. Эти признаки используются для установления размеров и параметров ра­бочего места.

Статические характеристики могут быть

• 
  линейными, т.е. измеряться в линейных единицах. В зависимости от ориентации тела в пространстве линейные размеры делятся на продольные (высота различных точек над полом или сиденьем), поперечные (ширина плеч, таза и.т.п.), переднезадние (передняя досягаемость руки и т.п.).
  
• 
  дуговыми, т.е. измеряться в углах.
  

Динамические размеры–размеры,изменяющие свою величину приперемещении части тела или всего тела в пространстве. Это амплитуды движения рук, ног, головы, всего тела. Они используются для определения зон досягаемости и видимости. Динамические антропометри­ческие признаки используются для определения: ампли­туды рабочих движений; величины рабочих перемеще­ний приводных элементов органов управления; размеров зон моторного пространства.

Особую группу статических антропометрических параметров составляют габаритные размеры тела. Они представляют собой его наибольшие размеры в разных положениях и позах, ориентированные в разных плоскостях. Габаритными размерами определяется минимальное пространство, необходимое человеку при работе.

Минимальные и максимальные значения антропометрических характеристик используются с учетом выполняемой работы. В случаях, когда оператор должен до чего-то дотягиваться, выбирают минимальные значения, а при определении размеров сиденья, высоты ниши для ног – максимальные.

При использовании числовых значений антропометрических признаков следует учитывать их особенности, обусловленные полом, возрастом, национальностью и другими факторами.

Особое внимание следует обращать на значительные половые различия большей части антропометрических признаков. Эти различия в размерах достаточно велики как для положения стоя, так и для положения сидя.

Национальные различия по группам размеров несколько меньше, чем половые, но также значительны, особенно по продольным размерам в положении стоя.

Возрастные различия антропометрических признаков взрослого населения выражены не резко. Имеется тенденция к увеличению (на 5 см) всех продольных размеров у лиц молодого возраста (20-30 лет) и поперечных, переднезадних и обхватных размеров - у лиц старшего возраста (30-50 лет).

При расчете параметров оборудования по высоте следует учитывать, что наибольшие половые, национальные и возрастные различия наблюдаются в продольных размерах тела в положении стоя. В положении сидя эти различия уменьшаются или вовсе исчезают. Это объясняется тем, что в первом случае в состав размеров входит длина ноги - признак сильно варьирующий, увеличившийся за последние 100 лет на 7-8 см. Во втором случае в состав размеров входит длина туловища - признак слабо варьирующий, мало изменившийся в процессе акселерации (всего на 1 см).

В основу общих правил использования антропометрических данных при расчете параметров рабочих мест положен метод перцентилей.

Перцентилем называется сотая доля объема всей совокупности людей, подвергавшихся антропометрическим исследованиям.

В основу метода перцентилей положена аксиома о том, что любой антропометрический признак является случайной величиной, подчиняется нормальному закону распределения и можно с определенной вероятностью определить его размеры.

Каждая группа характеризуется определенными свойственными ей значениями антропометрических признаков. Если площадь, ограниченную кривой нормального распределения, отражающую всю совокупность наблюдений, разделить на 100 равных частей (процентов), то получим 99 перцентилей.

Каждый перцентиль имеет свой порядковый номер. 1-й перцентиль отсекает в распределении частоты наименьших значений антропометрического признака, составляющие 1% от суммы всех частей, 2-й перцентиль значения, составляющие 2% и т. д. 50-й перцентиль в нормальном распределении соответствует средней арифметической величине.

Числовые значения антропометрического признака, соответствующие верхней или нижней границе выбран­ного объема работающих, называются пороговыми. Они являются антропологическими критериями при расчете параметров рабочих мест на основе метода перцентилей.

При этом необходимо помнить, что в природе не существует человека, все размеры тела которого соответствовали бы только среднему арифметическому значению или только 5 или 95 перцентилям, это лишь условное предположение, в силу чего минимум свободного пространства для размещения тела человека и его передвижений следует исчислять исходя из антропометрических данных людей, характеризующихся наибольшими продольными, поперечными и переднезадними размерами тела.

Части рабочего пространства, в пределах которого необходимо обеспечить досягаемость органов управления, надлежит рассчитывать на основании антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными и переднезадними размерами тела.

При использовании антропометрических данных необходимо:

• 
  помнить о том, что наибольшие различия в размерах тела — индивидуальные (внутригрупповые), а затем межгрупповые (половые, национальные, возрастные);
  
• 
  рассчитывать требуемый минимум свободного про­странства для размещения тела человека или его перемещения, исходя из антропометрических данных людей, характеризующихся наибольшими продольны­ми, поперечными и переднезадними размерами тела;
  
• 
  рассчитывать те части рабочего пространства, кото­рые связаны с различными видами досягаемости, на основе антропометрических данных людей, характери­зующихся наименьшими продольными, поперечными и переднезадними размерами тела;
  
• 
  помнить, что люди отличаются друг от друга не только общими размерами тела, но и соотношениями этих размеров;
  
• 
  округлять цифровые значения антропометрических дан­ных, заимствованные из таблиц, но не более чем на 1 см или 1 градус.
  

При использовании антропометрических данных не рекомендуется:

• 
  рассчитывать параметры рабочих мест и оборудования на основе только средних арифметических значений антропометрических признаков;
  
• 
  использовать антропометрические данные 20-25-летней давности;
  
• 
  использовать источники (справочники и т. д.), в которых не указан год сбора данных, пол, возраст, национальность и т. д.;
  
• 
  использовать размеры тела, измеренные в положении стоя, при расчетах параметров рабочих мест, предназначенных для работы сидя;
  
• 
  выделять основные и второстепенные антропометрические признаки, так как все множество их одинаково необходимо;
  
• 
  получать основные эргонометрические признаки путем сложения отдельных классических размеров.
  

= 4.3 =

Биомеханика (от греч. bios — жизнь и mexane — механизм, рычаг) - это  раздел биофизики, изучающий механические свойства живых тканей, органов и организма в целом, а также происходящие в них механические явления.

Основу биомеханики составляют физиология, геометрия, математика, анатомия и физика в разделе механики. Не меньше биомеханика связана с психологией и биохимией.

Обычно термин «Б.» применяют к учению о движениях человека и животных, тогда это наука, рассматривающая многогранные и разносторонние движения живых существ. Однако в середине 20 в. границы исследований по Б. расширились:

1. 
   Б. дыхательного аппарата изучает его эластичное и неэластичное сопротивление, кинематику (т. е. геометрическую характеристику движения) и динамику дыхательных движений, а также другие стороны деятельности дыхательного аппарата в целом и его частей (лёгких, грудной клетки);
   
2. 
   Б. кровообращения изучает упругие свойства сосудов и сердца, гидравлическое сопротивление сосудов току крови, распространение упругих колебаний по сосудистой стенке, движение крови, работу сердца и др.;
   
3. 
   Б. движений, основываясь на данных анатомии и теоретической механики, исследует структуру органов движения, характер приложения мышечных сил, вызывающих движения в суставах, кинематику сочленений, распределение массы тела по его звеньям, закономерности движения этих звеньев и тела в целом, определяет характер, направление и значение действующих сил
   

Биомеханическая характеристика движения составляется на основе данных структурного, кинематического и динамического анализа.

• 
  при структурном анализе определяют количество степеней свободы кинематических цепей тела, их характер (открытые, замкнутые);
  
• 
  кинематический анализ даёт характеристику движения (траектории, скорости и ускорения);
  
• 
  динамический — выявляет картину взаимодействия внутренних и внешних сил.
  

Чаще всего задача биомеханического исследования сводится к определению картины действующих сил по кинематическим характеристикам движения. Это позволяет оценить экономичность движения, степень использования как внешних, так и мышечных сил и судить о механизмах координации и регуляции движений. В этой части Б. тесно соприкасается с физиологией движений.

Другая задача биомеханического исследования — изучение отдельных положений тела (стояние, сидение и др.). При этом определяют значения статических моментов, положение общего центра тяжести тела по отношению к опоре, степень устойчивости тела в данном положении, т. е., по существу, устанавливают и характер взаимодействия внутренних и внешних сил. Решение таких задач также связано с физиологией, с учением о положении и равновесии тела в пространстве.

В исследованиях по Б. используются разнообразные методы регистрации перемещений, скоростей, ускорений изучаемых движений:

• 
  оптические методы: ускоренная киносъёмка, Циклография, кимоциклография и др. – с их помощью определяют пространственные перемещения тела, перемещения его звеньев друг относительно друга, рассчитывают линейные и угловые скорости и ускорения, действующие силы.
  
• 
  методы электрической регистрации механических величин с помощью Механотронов, датчиков угловых перемещений, опорных динамографов.
  

         Исследования в области Б. представляют существенный интерес для разных областей знаний: физиологии труда и спорта, военной и клинической медицины, в том числе неврологии, ортопедии, травматологии, протезирования. Так, изучение рабочих движений человека даёт возможность оценить экономичность того или иного варианта движений и совершенствовать их структуру. Изучение прочности костей, суставов, связок, упруговязких свойств мышц и других тканей важно для понимания механизмов действия повреждающих факторов и предупреждения травм.

Многие характеристики опорно-двигательного аппарата используются при проектировании других технических систем (см. Бионика).Так, данные о структуре и механизмах управления «живыми кинематическими цепями» со многими степенями свободы (например, рука, начиная от ключично-лопаточного сочленения, имеет 33 степени свободы, что обеспечивает возможность чрезвычайно разнообразных движений и поворотов) применяются при создании автоматов-манипуляторов и роботов, используемых в различных областях техники.