Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика. Программа книгоиздания России

• Название: Программа книгоиздания России
• Анкор: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Дата: 14.05.2017
• Размер: 4.12 Mb.
• Имя файла: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Тип: Программа; #7546
• страница: 44 из 64

244

параметров рабочих мест на основе метода перцентилей. При использовании антропометрических данных необходимо:

♦ учитывать количество регулируемых параметров производственного оборудования и рабочих мест;

♦ 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 передне-задними размерами тела;

♦ рассчитывать те части рабочего пространства, которые связаны с различными видами досягаемости, на основе антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела;

♦ помнить, что люди отличаются друг от друга не только общими размерами тела, но и соотношениями этих размеров;

♦ использовать базы отсчета, которые соотносятся с базами, взятыми при измерении размеров тела, и не требуют сложных перерасчетов;

♦ 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 оборудования и рабочих мест на основе только средних арифметических значений антропометрических признаков;

♦ пользоваться антропометрическими данными 20-25-летней давности;

♦ пользоваться источниками (справочники, монографии и т.п.), в которых не указаны год сбора материала, пол, возраст и национальность контингента исследуемых, численность группы населения;

♦ использовать размеры тела, измеренные в положении стоя, при расчетах параметров рабочих мест, предназначенных для работы сидя;

♦ получать основные эргономические размеры путем сложения отдельных классических размеров;

♦ выделять основные и второстепенные антропометрические признаки; следует считать все множество антропометрических признаков одинаково необходимым, выявляя их значимость только при анализе конкретных объектов производственного оборудования.

При расчете компоновочных параметров рабочих мест на основе антропометрических данных следует различать базы отсчета, используемые при измерении эргономических признаков и расчете компоновочных параметров рабочего места. Эти базы должны совпадать или не противоречить друг другу.

При измерении многих антропометрических признаков в качестве баз отсчета используют следующие ограничительные плоскости:

1) в положении стоя: плоскость пола (горизонтальная плоскость для измерения высот точек над полом); стенку стенда (вертикальная плоскость для измерения передне-задних и поперечных размеров тела);

2) в положении сидя: плоскость пола; плоскость сиденья; спинку сиденья, перпендикулярную заднему краю сиденья (рис. 7-5).

Расчеты и измерения компоновочных параметров рабочих мест следует проводить в ортогональной системе координат с внешней относительно тела человека базой отсчета. Преимущество этой системы по сравнению с

245

внутренней (на теле человека) — в отсутствии погрешностей в установлении нулевой точки отсчета (пол, край оборудования, воображаемые линии, плоскости и т.п.),

так как она фиксирована неподвижно. Имеется лишь погрешность при нахождении конечной точки (рис. 7-6).
7.5.4.Рабочая поверхность
Рабочая поверхность — это элемент оборудования рабочего места, на которой работающий, используя необходимые средства, выполняет действия с предметом деятельности. Характеристики рабочей поверхности определяются спецификой деятельности, положением тела, антропометрическими данными, числом и размерами предметов и средств деятельности.

Для рабочих поверхностей рассчитывают: габаритные размеры; максимальные и минимальные границы досягаемости по высоте, ширине, глубине; размеры пространства для ног (сидя) и стоп (стоя); размеры подходов к каждой из них, а также требуемую обзорность.

Для оптимальной организации рабочего места необходимо учитывать размеры соотношения параметров рабочей поверхности и параметров других элементов рабочего места, из которых наиболее существенны: соотношение по высоте между рабочей и опорной поверхностями при работе стоя и сидя (сиденье, подставка для ног, пол); расстояние между передним краем сиденья и краем рабочей поверхности; соотношение по ширине между рабочей поверхностью и подставкой для ног.

Высота рабочей поверхности определяется антропометрическими данными работающего, характером выполняемой работы, степенью ее тяжести и требуемой точностью. Человек может субъективно различать изменение высоты и угла наклона рабочей поверхности, сиденья и подставки для ног соответственно на 1 см и 1 градус.

При нерегулируемой по высоте рабочей поверхности для работы стоя необходима подставка, регулируемая по высоте, с целью обеспечения каждому работающему удобства на рабочем месте. В этом случае высота рабочей поверхности рассчитывается на самого высокого рабочего, диапазон регулирования высоты подставки для ног равен разнице в росте самого высокого и самого низкого человека в группе работающих.

Если часть тела работающего соприкасается с рабочей поверхностью, то рекомендуется использовать материалы, обладающие низкой теплопроводностью. Покрытие рабочей поверхности должно обеспечивать оптимальный цветовой и яркостный контраст с предметом труда и не давать бликов.
7.5.5.Рабочие сиденья
Рабочее сиденье — это элемент рабочего места, который обеспечивает поддержание рабочей позы в положении сидя. Основное назначение сиденья — не только снизить нагрузку на ноги человека, но и создать опору сидящему, чтобы он мог поддерживать стабильную позу во время работы и расслабить те мышцы, которые не участвуют в работе (рис. 7-7).

246

При выборе типа рабочего сиденья учитываются специфика работы, объем рабочего пространства, пространственные соотношения с другими элементами рабочего места, вид рабочего места, возможность смены рабочих поз, рабочего положения, величина развиваемых усилий, диапазон движений частей тела, наличие вибрации, условия безопасности (см. рис. 20 цв. вкл).

Рабочие сиденья должны удовлетворять следующим требованиям:

♦ обеспечивать такое положение тела, при котором нагрузка на мышцы будет оптимальной;

♦ создавать условия для изменения рабочей позы с целью снятия статического напряжения мышц спины и предупреждения общего утомления;

♦ способствовать нормальному функционированию сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем;

♦ обеспечивать удобство усаживания и вставания; свободное перемещение4;орпуса и конечностей относительно друг друга в процессе работы;

♦ создавать надежную опору позвоночнику и тазу и сохранять их естественное выпрямленное положение;

♦ свободно перемещаться относительно рабочей поверхности, а также фиксироваться при обширной зоне вращения;

♦ иметь регулируемые параметры.

Требование обеспечения достаточной опоры иногда вступает в конфликт с требованиями комфорта. Например, большая часть веса тела человека, сидящего на плоской доске, распределяется на небольшой участок седалищной поверхности. Хотя этот участок тела в целом хорошо адаптирован к сдавливанию тканей, однако совсем жесткое сиденье вызывает через некоторое время ощущение дискомфорта. Большинство современных проектировщиков используют в сиденьях пружины или подушки, которые ведут к перераспределению нагрузки и уменьшению давления в одной, отдельно взятой точке. Однако при этом возникает опасность того, что слишком мягкая подушка не создает твердой опоры для тела там, где это особенно необходимо, и стабилизация позы вновь обеспечивается работой мышц. Любое проектное решение неизбежно является компромиссом [13].

Конструируя рабочее сиденье, следует соблюдать следующие условия распределения давления при сидении:

1) давление на область седалищных бугров должно быть снижено слабым профилированием поверхности сиденья в области расположения ягодиц;

2) спинка должна быть профилирована, чтобы обеспечить поддержку для поясничного отдела позвоночника;

3) давление на заднюю поверхность бедер должно быть сведено к минимуму;

4) угол между сиденьем и спинкой должен составлять 95—105 градусов, что также способствует оптимизации распределения давлений;

5) обивка и покрытие сиденья и спинки должны быть достаточно эластичны, чтобы принимать на себя локальные давления тела;

6) поверхность сиденья не должна сдавливать и ограничивать область расположения больших бугров бедренной кости;

7) поверхность сиденья и спинки должны иметь размеры, удовлетворяющие размерам тела человека от 5-го до 95-го перцентиля взрослого населения [14].

Рабочие стулья и кресла предназначены в основном для длительного пользования, состоят из сиденья, спинки, поддерживающих конструкций, подлокотников (для кресел). Спинка кресел может быть обычной или высокой. В конструкцию кресла могут входить также подставка для ног и подголовник. Сиденья должны регулироваться по высоте и углу_ наклона спинки (рис. 7-8). Изменение параметров кресла и стула должно осуществляться быстро, без приложения значительных усилий и использования специального инструмента. Регулирование параметров рабочего сиденья может быть плавным или ступенчатым. Шаг ступенчатой регулировки для линейных параметров — 10 мм, для угловых — 1 градус.

Рекомендуется соблюдать меру при определении числа регулируемых параметров как кресла, так и других видов оборудования, имея при этом в виду, что: любая дополнительная возможность регулирования повышает неустойчивость оборудования и влечет за собой проблему стабилизации; чем больше возможностей для регулирования оборудования, тем больше вероятность ошибки при пользовании им; каждый работающий должен быть осведомлен о точных критериях выбора для себя наиболее удобной рабочей позы [15].

247

Наиболее распространенной ошибкой конструирования рабочих сидений является использование данных не эргономической, а классической антропологии. Измерения в положении сидя в классической антропологии производятся с соблюдением прямых углов в тазобедренных, коленных, голеностопных суставах. Однако такое положение тела практически никем из сидящих не соблюдается, а тем более во время выполнения какой-либо работы. Его можно поддерживать не более нескольких минут. Многие стандарты и рекомендации для работающих в положении сидя содержат размерные характеристики рабочих сидений, исходя именно из такого искусственного положения тела с вертикально выпрямленной спиной. Исследования показывают, что во время работы в положении сидя не более 10% людей сидят прямо. Большинство работающих отклоняются от вертикального положения на 10 — 20 градусов чаще вперед, чем назад. Процесс сидения — это динамическая активность, зависящая как от специфики работы, так и от индивидуальных особенностей тех, кто ее выполняет в этом положении. Именно это чаще всего не принимается во внимание [14]. Там, где нет достаточного пространства для размещения ног, обычно используют сиденья-поддержки (рис. 7-9) для работы сидя —стоя (полуприсев на опору). Угол на'клона таких сидений вперед достигает 45 градусов. Положение сидя —стоя предпочтительнее положения стоя, поскольку увеличивается стабилизация корпуса и рук для более эффективного выполнения точных движений и уменьшения энергозатрат для поддержания позы. Стулья-поддержки удобны только при кратковременном их использовании.
7.6. Рабочий инструмент
Конструкция инструмента должна быть ориентирована на создание функционального единства с рукой как по форме управляющей части (грифов, рукояток, пусковых кнопок, курков), так и по направлению приложения усилий (рис. 7-10). Форма захватных частей должна быть удобной, изготовленной из прочного материала, обладающего низкой теплопроводностью. При длительной работе инструмент не должен вызывать отрицательных ощущений (боль, термический дисбаланс и др.), мозолей, деформации и искривления пальцев и т.п. Его конструкция должна быть простой и безопасной в обращении, ремонтопригодной, соответствовать биомеханическим свойствам двигательного аппарата человека и эстетическим запросам работника, быть технологичной и экономичной в изготовлении, предусматривать, возможность удобного хранения и транспортирования (рис. 18—19 цв. цв. вкл.).

Форма захватной части инструмента должна соответствовать морфологической структуре кисти. Давление на кисть руки в процессе работы должно равномерно распределяться по возможно большей площади соприкосновения с рукой. Нельзя придавать захватным частям узкоспециализированную форму по отношению к способу удержания инструмента; необходимо предусматривать возможность небольшого варьирования расположения захватной части в руке, перераспределяя нагрузки между мышцами пальцев и кисти; следует учитывать, что часть работающих (6—7%) может быть левшами.

Рукоятка инструментов должна иметь форму, которая не требовала бы чрезмерно большого усилия при ее сжимании рукой, не принуждала бы руку к одному и тому же положению, не увеличивала бы статического напряжения.

248

Управляющая часть рабочего инструмента должна быть безопасной, изготовлена из гигиеничного и прочного материала, который не бьется на осколки и имеет небольшую теплопроводность. Допустимо незначительное рифление поверхности для уменьшения скольжения пальцев. Следует избегать декоративных покрытий, увеличивающих скольжение. Функцию управления инструментом (включение электромотора, переключение скоростей и т.п.) целесообразно сосредоточивать на одной руке, а функцию выбора зоны действий инструмента и его поддержания в пределах зоны — на другой. Конструкция инструмента должна предотвращать перегрузки мышц пальцев, кисти и предплечья, способствовать развитию навыков мастерства обращения с инструментом.

Управляющая часть инструмента по форме и размеру должна соответствовать форме и размерам руки основного контингента работающих, для которых инструмент проектируется. При проектировании управляющих частей инструмента необходимо учитывать:

♦ способ удержания инструмента в руке (двумя, тремя пальцами или всей кистью);

♦ величину усилий; направление приложения усилий (вращение, надавливание, вытягивание и т.п.);

♦ вид выполняемой работы, ее точность, затраты механической энергии и другие характеристики;

♦ высоту рабочей зоны или зоны для манипулирования с предметом труда;

♦ основное рабочее положение тела и положение рук в процессе работы;

♦ размеры инструмента, его вес; материал для изготовления рабочей и управляющей частей инструмента;

♦ неблагоприятные факторы, создаваемые преобразующей частью инструмента (электромагнитное излучение, вибрация, шум, перегрев, ударные воздействия и ДР-) [7].

Для конструирования инструментов полезно знать основные рекомендации по их использованию:

♦ следует избегать контакта руки с действующей частью инструмента;

♦ центр тяжести инструмента должен быть расположен как можно ближе к центру тяжести удерживающей кисти;

♦ ручки для удерживания инструмента должны быть расположены вблизи от его центра тяжести;

♦ инструмент с массой более 4 кг не должен использоваться более 2 мин без перерыва;

♦ инструмент с массой более 0,5 кг, удерживаемый в вытянутой руке, должен быть укреплен на подвеске;

♦ при работе с инструментом следует избегать положений с руками на весу и поэтому необходимо оборудовать рабочие места поддержками для рук;

♦ приводные устройства инструмента (шланги;- провода) не должны увеличивать массу инструмента, уд< сживаемого в руке;

♦ ручки, расположенные под углом к действующей части инструмента, позволяют использовать его, избегая крайних положений в суставах кисти и запястья;

♦ инструмент с ручкой-пистолетом следует использовать при движениях, когда ось инструмента направлена горизонтально, а усилие прикладывается на уровне локтя либо когда-ось инструмента направлена вертикально, а усилие прикладывается на уровне пояса;

♦ инструмент с прямой ручкой предпочтительнее использовать на вертикальных поверхностях ниже уровня пояса и на горизонтальных поверхностях на уровне локтя;

♦ ручка инструмента должна позволять удерживать его в положении, когда большой палец заходит за ногтевые фаланги указательного, среднего и безымянного пальцев;

♦ шлифовальные, полировальные, резательные ручные машины не должны быть слишком легкими, чтобы рабочий не прикладывал излишнее усилие для контакта обрабатывающей поверхности с обрабатываемой деталью;

♦ если инструмент удерживается рукой в перчатке, длина ручки не должна быть меньше 115 мм;

♦ если инструмент плотно обхватывается и зажимается в ладони, его ручка должна иметь гладкую закругленную поверхность;

♦ давление от инструмента, требующего большого усилия, не должно попадать в центр ладони;

♦ немеханизированные инструменты типа ножниц, кусачек следует снабжать пружиной, автоматически разводящей концы;

249

♦ пусковую клавишу механизированного инструмента лучше располагать между средним и безымянным пальцами, чем под указательным или большим;

♦ уменьшить статическую нагрузку на руки можно с помощью ремня, перекинутого от ручки инструмента через тыл кисти (как на лыжных палках) [14].

Инструмент, в полной мере отвечающий требованиям эргономики и дизайна, должен содействовать развитию у работника гностических, различающих и управляющих способностей рук и вызывать положительные эмоции при пользовании инструментом.
7.7. Проектирование интерфейса
Интерфейс (стык, устройство сопряжения) обеспечивает взаимодействие человека с техническими средствами при приеме и оценке информации, информационной подготовке и принятии решений, исполнительных действиях и коммуникации. Основные компоненты — это средства отображения информации (СОИ) и органы управления.

Средства отображения информации (приборы, экраны, мнемосхемы, табло и т.п.) предназначены для предъявления работающему человеку данных, характеризующих объект управления, ход технологического процесса, энергетические ресурсы, состояние средств автоматизации, каналов связи и пр. Эти данные предъявляются человеку в количественной и качественной форме.

Органы управления (кнопки, клавиши, рычажные и поворотные переключатели, маховики, педали и т.п.) предназначены для передачи управляющих воздействий от работающего человека к производственному оборудованию и играют роль связующего звена между ними. С их помощью осуществляются ввод информации, ее вызов на СОИ, приведение в действие исполнительных органов объекта управления (подгонка резца, подъем ковша экскаватора и т.п.).

В тех рабочих системах, в которых операторы управт ляют машинами, используя СОИ в качестве основного источника информации, они действуют с информационными моделями. Будучи средством деятельности операторов, информационные модели нередко становятся и ее предметом.

Информационная модель есть организованная по определенным правилам совокупность информации о состоянии и функционировании объекта управления и внешней среды. Она является для оператора своеобразным имитатором существенно важных для управления свойств реальных объектов, т.е. тем источником информации, на основе которого он формирует образ реальной обстановки, производит анализ и оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает решения, обеспечивающие эффективную работу системы, а также оценивает результаты их реализации. Другими словами, оператор имеет дело не с объектом как таковым, а с его знаковым представлением.

При любых видах работы с информацией всегда идет речь о ее представлении в виде определенных символических структур. Формирование представления информации — это ее кодирование.

Концептуальная модель — это совокупность представлений оператора о рабочих задачах, состоянии и функционировании рабочей системы и собственных способах управляющих воздействий на них. Образы и представления, составляющие содержание концептуальной модели, не являются только отражением реальности. Они играют роль обобщенных схем деятельности, сформированных в процессе обучения и тренировок. Концептуальная модель характеризуется огромной информационной избыточностью, но актуализируются и осознаются в тот или иной момент лишь образы и схемы деятельности, связанные с непосредственно решаемой задачей.
7.7.1. Построение информационных моделей
При создании информационных моделей, предшествующем выбору СОИ, необходимо руководствоваться следующими эргономическими требованиями [7, 16, 17]:

♦ по содержанию информационные модели должны адекватно отображать объекты управления, внешнюю среду и состояние самой системы управления;

♦ по количеству информации они должны обеспечивать оптимальный информационный баланс и не приводить к таким нежелательным явлениям, как дефицит или избыток информации;

♦ по форме и композиции они должны соответствовать задачам трудового процесса и возможностям человека по приему, анализу, оценке информации и осуществлению управляющих воздействий.

Учет этих требований в процессе проектирования информационных моделей позволяет оператору выполнять возложенные на него функции с необходимой оперативностью и точностью, предотвращает появление ошибочных действий, обеспечивает эффективное функционирование системы "человек —машина".

Опыт разработки и использования информационных моделей, а также анализ деятельности операторов с ними позволяют сформулировать ряд важнейших характеристик информационных моделей.