Антропометрическая совместимость человека и машины
Виды совместимости среды «человек-машина»
§ Антропометрическая совместимость — учёт размеров тела человека, возможности обзора внешнего пространства, положения оператора при работе.
§ Сенсомоторная совместимость — учёт скорости моторных операций человека и его сенсорных реакций на различные виды раздражителей.
§ Энергетическая совместимость — учёт силовых возможностей человека при определении усилий, прилагаемых к органам управления.
§ Психофизиологическая совместимость — учёт реакции человека на цвет, цветовую гамму, частотный диапазон подаваемых сигналов, форму и другие эстетические параметры машины.
При изучении и создании эффективных управляемых человеком систем, в эргономике используется системный подход. Некоторые термины эргономики стали широко употребляться в быту, например человекоча́с (мера временной ёмкости деятельности). В настоящее время открытия эргономики используются не только на производстве, но также в быту, в спорте и даже в искусстве.
При организации рабочих мест необходимо учитывать то, что конструкция рабочего места, его размеры и взаимное расположение его элементов должны соответствовать антропометрическим, физиологическим и психофизиологическим данным человека, а также характеру.
Выбор положения работающего
При выборе положения работающего необходимо учитывать:
§ физическую тяжесть работ;
§ размеры рабочей зоны и необходимость передвижения в ней работающего в процессе выполнения работ;
§ технологические особенности процесса выполнения работ.
Рабочее место для выполнения работ стоя организуется при физической работе средней тяжести и тяжелой. Если технологический процесс не требует постоянного перемещения работающего и физическая тяжесть работ позволяет выполнять их в положении сидя, в конструкцию рабочего места следует включать кресло и подставку для ног.
Антропометрическая совместимость человека и машины
БЖД как комплексная дисциплина, опирается на данные смежных наук, в том числе на эргономику. Этот термин предложен польским ученым Ястребовским в работе «Черты эргономики, то есть науки о труде» (1875 г.).
Эргономика – это наука, изучающая проблемы, возникающие в системе «человек-среда-техника», с целью оптимизации трудовой деятельности оператора, создания для него комфортных и безопасных условий, повышения за счет этого его производительности, сохранения здоровья и работоспособности.
Эргономика стремится приспособить технику к человеку, а БЖД, кроме того, изучает и проблемы их совместимости.
Виды совместимости человека и техники.
Различают следующие виды совместимостей:
— информационная;
— психологическая;
— социальная;
— биофизическая;
— энергетическая;
— антропометрическая и технико-эстетическая.
Информационная совместимость >- это совместимость техники психофизиологическим возможностям человека.
Оператор управляет сложными системами с помощью органов управления (кнопки, рычаги, выключатели), совокупность которых образует сенсорное поле; при этом оператор наблюдает показания приборов, экранов, схем, вслушивается в сигналы, т.е. пользуется средствами отображения информации (СОИ).
Психологическая совместимостьучитывает психические возможности человека. Аварийность, травматизм в большой степени зависят от организационно-психологических причин: низкий профессионализм, пренебрежение требованиям безопасности, допуск к опасным работам необученных лиц или в состоянии утомления.
Необходимо учитывать особенности психики некоторых лиц: боязнь замкнутых пространств (клаустрофобия), открытых пространств (агорафобия).
Социальная совместимость учитывает отношение человека к конкретной социальной группе и наоборот – социальной группы к конкретному человеку. Социальная совместимость связана с психологическими особенностями человека, с поведением его в коллективе.
Биофизическая совместимость— создание такой окружающей среды, которая обеспечивает высокую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора. Эта задача стыкуется с требованиями охраны труда.
При этой совместимости учитывается терморегулирование организма человека, зависимое от параметров микроклимата, а также виброакустические характеристики среды и освещенность.
Энергетическая совместимость— это согласование органов управления с оптимальными возможностями оператора в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений.
Антропометрическая совместимость — это учет размеров тела человека, возможности обзора пространства, учет положения (позы) оператора в процессе работы с целью минимальной затраты физических сил.
При этом учитывается объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей оператора, расстояние от оператора до приборного пульта и т. п.
Рабочим местом считается место постоянного или периодического пребывания работающего для наблюдения и ведения производственных процессов или экспериментов.
Рабочее место характеризуется рабочей средой и рабочей зоной. Рабочая среда характеризуется физическими, химическими, биологическими, информационными, социально-психологическими и эстетическими факторами. На рис.6, а показаны размеры рабочей зоны рук при позе “сидя”, а на рис. 6, б – при позе “стоя”.
Рациональное устройство рабочего места учитывает его оптимальную планировку, степень механизации, автоматизации, выбор рабочей позы оператора и расположение органов управления инструментов, материалов. Оптимальная планировка рабочего места обеспечивает удобство при выполнении работы, экономию сил и времени рабочего (оператора), правильное использование производственных площадей, безопасные условия работы.
Организация рабочего места заключается в выполнении мероприятий, обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование предметов и орудий труда, что способствует повышению производительности труда и снижает утомляемость работающих.
Размер зоны приложения труда определяется характером труда и может ограничиваться площадью (пространством), оснащенной технологическим оборудованием, оснасткой, инструментами и приспособлениями.
Рисунок. Размеры рабочей зоны рук:
а – при позе “сидя”; б – при позе “стоя” (в люльке грузоподъемника); 1 – оптимальная рабочая зона; 2 – максимальная рабочая зона.
Рабочая зона оператора ограничивает пространство, в пределах которого движения рук оператора наиболее экономичны, без излишних напряжений. ГОСТ 22269 «Рабочее место оператора» устанавливает общие эргономические требования.
Важен выбор рабочего положения человека. Рабочая зона выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести тела лежит в пределах площади опоры.
В связи с внедрением механизации и автоматизации рабочие позы могут быть статичны, т.е. человек сидит, например, у пульта управления блока электростанции в малоподвижной позе. Лишение рабочего двигательной активности вызывает утомление, поэтому особое значение приобретают специальные физические упражнения, снижающие это утомление.
В пределах рабочей зоны размещаются органы управления (рукоятки, кнопки, рычаги), инструмент; измерительные приборы, приспособления и так, чтобы исключались лишние, непроизводительные движения.
Правильное конструирование рабочих зон определяется их соответствием с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или локте на уровне рабочей поверхности, а движением рук управляет мозг человека в соответствии с коррекцией глаз. Поэтому рабочую зону принимают удобной для охвата человеческим взором.
Рабочие места проектируются с учетом антропометрических данных усредненных размеров человеческого тела. Иначе, если размещение органов управления не будет соответствовать физическим возможностям человека, работа окажется неоправданно утомительной. При этом учитываются рост, размах и длина рук, ширина плеч, высота колен и т.д. При проектировании берутся средние значения этих величин, характерные для данной страны или групп населения, а также при возможности предусматривается настройка органов управления, мебели к данному индивидууму (высота, угол наклона).В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и любые машины и механизмы, обслуживаемые человеком.
Технико-эстетическая совместимость заключается в удовлетворенности человека в обращении с машиной (дизайн, художественное оформление конструкций).
Билет 2. 1. Виды совместимости характеристик системы «Человек-машина».
Эргономика – научная дисциплина, комплексно изучающая человека в конкретных условиях его деятельности, связанная с использованием технических средств. Задачами эргономики являются:
· Повышение технической вооружённости труда;
· Наиболее полное использование оборудования и оптимальная организация рабочего места;
· Выбор оптимальной технологии, устранение лишних затрат рабочего места;
· Строгая регламентация темпа и ритма работы;
Эргономика исследует взаимодействие человека с искусственной окружающей средой, которую мы создали. Важной частью эргономики является анатомия, которая составляет теоретическую основу антропометрии и биомеханики.
Антропометрия (измерения человека) позволяют получить данные, необходимые для правильного расположения органов управления и определения размеров рабочих пространств. Необходимо учитывать следующие важные элементы:
· Описание признака и использование конечных точек;
· Наличие точных сведений о данной группе населения;
· Определение границ интервалов, в которых учитываются размеры машин и механизмов.
Биомеханика изучает приложение сил телом человека. На каждом рабочем месте человека должно быть создано условие, обеспечивающее высокую работоспособность человека, это возможно только при совместимости характеристик человека и окружающей среды. Специалисты в области эргономики отмечают 5 видов совместимости системы ЧЕЛОВЕК-МАШИНА:
Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физиологическое состояние человека.
Энергетическая совместимость предусматривает согласование органов управления машиной с оптимальными возможностями человека в отношении прилагаемых усилий, затраченной мощности, скорости, точности дыижений.
Пространственно-антропометрическая совместимость предполагает учёт размеров тела человека, возможности обзора внешнего пространства, положение (поза) человека в процессе работы.
Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворённости человека от общения с машиной в процессе труда.
Билет 2. 2. Достоинства и недостатки люминесцентных ламп.
В люминесцентных лампах (ЛЛ) невидимое ультрафиолетовое излучение, возникающее в результате электрического разряда в парах металлов (например, ртути), заполняющих колбу или трубку, с помощью люминофора, покрывающего стенки трубки, превращается в видимое излучение. В зависимости от состава люминофора спектральный состав света может быть разным, определяющим тип лампы. Достоинства: имеют высокую световую отдачу, большую продолжительность горения, благоприятный для глаз спектральный состав света. Недостатки: большие габаритные размеры, длительность разгорания и повторного зажигания; стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятия); зависимость от температуры среды; сумеречность; способность создавать радиопомехи; пульсация светового потока и его снижение к концу срока службы лампы; высокочастотный шум; опасность отравления парами ртути; высокая стоимость некоторых типов и др.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Тема 4. бжд, эргономика
БЖД и эргономика
Эргономика изучает функциональные возможности человека в процессе деятельности с целью создания комфортных условий его деятельности.
Эргономика стремится приспособить технику к человеку, а БЖД, кроме того, изучает и проблемы приспособления человека к технике, т.е. их совместимости.
25. Виды совместимости человека и техники [4, с.30]
Различают следующие виды совместимостей: информационная, психологическая, социальная, биофизическая, энергетическая, антропометрическая и технико-эстетическая.
Информационная совместимость, это совместимость техники психофизиологическим возможностям человека.
Оператор управляет сложными системами с помощью органов управления (кнопки, рычаги, выключатели), совокупность которых образует сенсорное поле ; при этом оператор наблюдает показания приборов, экранов, схем, вслушивается в сигналы, т.е. пользуется средствами отображения информации (СОИ).
Психологическая совместимость учитывает психические возможности человека. Аварийность, травматизм в большой степени зависят от организационно-психологических причин: низкий профессионализм, пренебрежение требованиям безопасности, допуск к опасным работам необученных лиц или в состоянии утомления.
Необходимо учитывать особенности психики некоторых лиц: боязнь замкнутых пространств (клаустробия), открытых пространств (агорафобия).
Социальная совместимость учитывает отношение человека к конкретной социальной группе и наоборот – социальной группы к конкретному человеку.
Социальная совместимость связана с психологическими особенностями человека, с поведением его в коллективе.
27. Биофизическая и энергетическая совместимости [4, с. 31, 32]
При этой совместимости учитывается терморегулирование организма человека, зависимое от параметров микроклимата, а также виброакустические характеристики среды и освещенность.
28. Антропометрическая совместимость [4, c. 30; 7, с. 107; 9, c. 27; 24, с. 161]
При этом учитывается объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей оператора, расстояние от оператора до приборного пульта и т. п.
Рабочим местом считается место постоянного или периодического пребывания работающего для наблюдения и ведения производственных процессов или экспериментов.
Рабочее место характеризуется рабочей средой и рабочей зоной. Рабочая среда характеризуется физическими, химическими, биологическими, информационными, социально-психологическими и эстетическими факторами. На рис.6, а показаны размеры рабочей зоны рук при позе “сидя”, а на рис. 6, б – при позе “стоя”.
Рациональное устройство рабочего места учитывает его оптимальную планировку, степень механизации, автоматизации, выбор рабочей позы оператора и расположение органов управления инструментов, материалов.
Оптимальная планировка рабочего места обеспечивает удобство при выполнении работы, экономию сил и времени рабочего (оператора), правильное использование производственных площадей, безопасные условия работы.
Организация рабочего места заключается в выполнении мероприятий, обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование предметов и орудий труда, что способствует повышению производительности труда и снижает утомляемость работающих.
Размер зоны приложения труда определяется характером труда и может ограничиваться площадью (пространством), оснащенной технологическим оборудованием, оснасткой, инструментами и приспособлениями.
Рис.6. Размеры рабочей зоны рук:
а – при позе “сидя”; б – при позе “стоя” (в люльке грузоподъемника); 1 – оптимальная рабочая зона; 2 – максимальная рабочая зона.
Рабочая зона оператора ограничивает пространство, в пределах которого движения рук оператора наиболее экономичны, без излишних напряжений. ГОСТ 22269 «Рабочее место оператора» устанавливает общие эргономические требования.
Важен выбор рабочего положения человека. Рабочая зона выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести тела лежит в пределах площади опоры (рис.7).
Рис.7. Схема рабочей позы при устойчивом (а,б) и неустойчивом (в,г) положении:
В связи с внедрением механизации и автоматизации рабочие позы могут быть статичны, т.е. человек сидит, например, у пульта управления блока электростанции в малоподвижной позе. Лишение рабочего двигательной активности вызывает утомление, поэтому особое значение приобретают специальные физические упражнения, снижающие это утомление.
В пределах рабочей зоны размещаются органы управления (рукоятки, кнопки, рычаги), инструмент; измерительные приборы, приспособления и так, чтобы исключались лишние, непроизводительные движения.
Правильное конструирование рабочих зон определяется их соответствием с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или локте на уровне рабочей поверхности, а движением рук управляет мозг человека в соответствии с коррекцией глаз. Поэтому рабочую зону принимают удобной для охвата человеческим взором.
Рабочие места проектируются с учетом антропометрических данных усредненных размеров человеческого тела. Иначе, если размещение органов управления не будет соответствовать физическим возможностям человека, работа окажется неоправданно утомительной. При этом учитываются рост, размах и длина рук, ширина плеч, высота колен и т.д. При проектировании берутся средние значения этих величин, характерные для данной страны или групп населения, а также при возможности предусматривается настройка органов управления, мебели к данному индивидууму (высота, угол наклона).В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и любые машины и механизмы, обслуживаемые человеком.
29. Технико-эстетическая совместимость [4, с. 34]
Технико-эстетическая совместимость заключается в удовлетворенности человека в обращении с машиной (дизайн, художественное оформление конструкций).
30. Органы управления [9, с.30]
При конструировании и подборе органов управления необходимо учитывать ряд важных факторов, влияющих на общую эффективность действий оператора, а нередко и на скорость и точность выполнения критических операций.
К этим факторам относятся:
· положение тела оператора;
· расположение органов управления;
· размер, форма органов управления;
· направление, амплитуда и траектория их движения;
· отношение величины перемещения органа управления к величине перемещения указателя индикатора;
· воздействие температуры, вибрации и т.п.
Если орган управления не требует усилий, то оператор «не чувствует» рукоятки и действует очень неточно. Для предотвращения дрожания руки и повышения точности движений требуется определенный момент сопротивления рукоятки в пределах 3-15 Нм. Для ножных педалей момент сопротивления должен составлять от 20 до 80 Нм.
В процессе управления человек обязательно должен прилагать некоторые усилия, так как отсутствие их (что может быть, например, при кнопочном управлении) дезориентирует человека, лишает его уверенности в правильности своих действий.
Форма и размеры органов управления должны быть согласованы с размерами и биомеханическими особенностями руки оператора.
Рис.8. Примеры органов управления
При выборе органов управления необходимо учитывать, насколько диктуемые ими рабочие движения соответствуют рефлекторным реакциям человека: так, при вращении рукоятки по часовой стрелке ожидается эффект увеличения (тока, давления, напряжения), и наоборот.
Необходимо, кроме того, чтобы движения органов управления были согласованы с сигналами по пространственным и временным характеристикам.
31. Принципы размещения органов управления [9, с. 30]
Типизация размещения на рабочих местах приборов и органов управления способствует выработке у исполнителя-специалиста профессиональных привычных манипуляций, т.е. повышает скорость и точность работы оператора, снижает утомляемость.
Существует несколько принципов размещения индикаторов и органов управления в рабочем пространстве, из которых основные следующие.
Принцип функциональной организации, когда приборы и органы управления группируются по их функциям, например: амперметры, вольтметры, манометры и пр.).
Принцип значимости, когда приборы размещаются в отдельные группы по их значению для выполнения определенной группы операций, т.е. приборы, имеющие важное значение, помещаются там, где имеются наилучшие условия восприятия их показаний.
Принцип последовательного использования, согласно которому размещение приборов и органов управления соответствует последовательности операций.
Принцип частоты использования, по которому наиболее часто используемые элементы помещаются в самых удобных для восприятия или манипулирования местах.
Принцип оптимального расположения в зависимости от особенностей элементов с учетом точности, с которой показания прибора должны быть считаны, скорости восприятия, удобства манипулирования и т.д..
Кроме того, при группировке приборов следует учитывать, что в одной группе не рекомендуется иметь более шести горизонтальных и шести вертикальных рядов. В том случае, если на панели более 30 приборов, их следует разместить в две (или более) зрительно отличающихся группы, что облегчает чтение показаний.
Панели, на которых располагают как органы управления, так и индикаторы, следует монтировать так, чтобы зрительные индикаторы занимали центральную часть, а органы управления находились на периферии.
Совместимость элементов системы «человек – среда»
Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, возможности обзора внешнего пространства, положения (позы) оператора в процессе работы. Сложность обеспечения этой совместимости заключается в том, что антропометрические показатели у людей разные. Сиденье, удовлетворяющее человека среднего роста, может оказаться крайне неудобным для человека низкого или очень высокого.
Здесь приведены некоторые общие рекомендации по рациональной организации рабочего места.
Известно, что (рисунок, а, в) поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива из-за поднятого центра тяжести. Поэтому в этой позе быстрее наступает утомление.
Рабочая поза «сидя» (рисунок, б, г) имеет целый ряд преимуществ: резко уменьшается высота центра тяжести над точкой опоры, благодаря чему возрастает устойчивость тела, значительно сокращаются энергетические затраты организма для поддержания такой позы, вследствие этого она является менее утомительной.
Рабочая поза выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести лежит в пределах площади опоры. Если в процессе работы действует небольшая группа мышц, то предпочтительнее поза «сидя», при работе большой группы мышц – поза «стоя».
Всякая поза, проекция центра тяжести которой выходит за границы площади опоры, будет вызывать значительные мышечные усилия, т.е. статические напряжения (рис. 13, в, г). Длительные статические напряжения мышц могут вызвать быстрое утомление, снижение работоспособности, травматизм и профзаболевания, связанные с искривлением позвоночника, расширением вен и развитием плоскостопия.
Схема биомеханического анализа рабочей позы при устойчивой (а, б) и неустойчивой (в, г) позах; а, в – стоя; б, г – сидя
При проектировании рабочего места необходимо учитывать следующее: если при прямой позe «сидя» мышечную работу принять равной единице, то при прямой позе «стоя» мышечная работа составляет 1,6, при наклонной позе «сидя» – 4, а при наклонной позе «стоя» – 10. Статичная поза утомительнее, чем динамическая.
Наиболее важными моментами, определяющими выбор рабочей позы, являются:
Пространство рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы, может быть разделено на рабочие зоны. Рабочая поза будет наименее утомительна только при условии, если рабочая зона сконструирована правильно.
Правильное конструирование рабочих зон определяется соответствием их с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или в локте на уровне рабочей поверхности (т.е. должны учитываться динамические антропометрические характеристики), a движением рук управляет мозг человека в соответствии с коррекцией глаз. Поэтому рабочую зону, удобную для действия обеих рук, нужно обязательно совмещать с зоной, удобной для охвата человеческим взором. На рисунке представлены структурные схемы рабочих зон: а – при позе «сидя» в горизонтальной плоскости; б – при позе «стоя» в вертикальной плоскости.
Структурная схема рабочих зон
При производственном процессе каждая зона может быть оценена следующим образом.
Зона 1 является самой благоприятной, поскольку она наиболее применима для точных и мелких сборочных работ, в ней работают обе руки и хорошо осуществляется зрительный контроль. В случае оперативной работы в этой зоне следует разместить органы управления и индикаторы, которыми оператору придется пользоваться наиболее часто, интенсивно и быстро. Зоны 2 и 3 хорошо доступны для одной и мало доступны для другой руки, а зрительный контроль осложнен. В этих зонах удобно размещать инструменты и материалы, которые рабочий часто берет правой (левой) рукой, или органы управления, зрительный контроль за которыми не требуется постоянно. Зона 4 (запасная) – труднодоступная зона. в ней могут быть размещены инструменты и материалы, которые не поместились в зонах 2 и 3. Зона 5 (зона 6) доступна только для правой (левой) руки, и поэтому здесь можно разместить инструменты и материалы, которые употребляются изредка (например, измерительные инструменты), или органы управления, которыми пользуются «не глядя».
В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и любые машины и механизмы, обслуживаемые человеком.
В современных условиях весьма актуальной стала проблема резкого роста «компьютерных» профессиональных заболеваний, что, по мнению специалистов, обусловлено прежде всего «плохой эргономикой» рабочих мест.
Заболевания, обусловленные травмой повторяющихся нагрузок (ТПН), включают болезни мышц, нервов и сухожилий руки. заболевания, обусловленные травмой повторяющихся нагрузок, представляют собой постепенно накапливающиеся недомогания. Легкая боль в руке, если ее вовремя не вылечить, может в конечном итоге привести к инвалидности. Среди причин заболеваний отметили следующие: слишком высоко расположенная клавиатура, неподходящее кресло и продолжительное время работы на компьютере. Специалисты полагают, что естественным положением кистей рук является вертикальное, как при рукопожатии, а вовсе не ладонью вниз, как при печатании на клавиатуре. Во многих местах стандартным оборудованием стали подзапястники – плоские или изогнутые пластины из мягкого материала, которые располагаются перед клавиатурой. Основное их предназначение – служить опорой для запястья во время пауз между ударами по клавишам. Если клавиатура располагается слишком высоко, эти приспособления могут принести больше вреда, чем пользы, поскольку работник часто опирается руками на подзапястник, вместо того чтобы скользить над клавиатурой.
Борьба с ТПН не ограничивается только эргономическим оснащением рабочего места оператора. Например, в новых моделях клавиатура разделена на две части, которые могут наклоняться относительно горизонтали.
Биофизическая совместимость подразумевает создание такой окружающей среды, которая обеспечивает приемлемую работоспособность и нормальное физическое состояние человека. Эта задача соответствует и требованиям безопасности. Биофизическая совместимость учитывает требования к микроклимату производственных помещений, виброакустическим характеристикам среды, освещенности, электромагнитным излучениям и другим физическим параметрам.
Энергетическая совместимость предусматривает согласование органов управления машиной с оптимальными возможностями человека в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений, то есть соответствия управляющего воздействия на оборудование биомеханическим возможностям человека.
В процессе управления человек обязательно должен прилагать некоторые усилия, так как отсутствие их (что может быть, например, при кнопочном управлении) дезориентирует человека, лишает его уверенности в правильности своих действий, а излишние усилия приводят к биомеханической перегрузке. Например, для предотвращения дрожания руки и повышения точности движений требуется момент сопротивления рукоятки в пределах З. 16,7 Н∙м. Форма и размеры органов управления должны быть согласованы с размерами и биомеханическими особенностями руки оператора. Органы управления могут быть ручными и ножными. Ножные органы управления используют тогда, когда требуются большие усилия и небольшая точность: включение — выключение, грубая регулировка напряжения или тока и т.п. При ручном управлении максимальные усилия прилагаются к рычагам, которые захватываются стоящим оператором на уровне плеча, а сидящим — на уровне локтя (рисунок), поэтому органы управления, которые используются наиболее часто, следует располагать на высоте между локтем и плечом.
Зона размещения органов управления: а – поза «стоя»; б – поза «сидя»
Оптимальные усилия на органы управления:
Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах 0,01. 8000 см/с. Наиболее часто используются скорости порядка 5. 800 см/с. Следует иметь в виду, что движения руки к себе более быстрые, но менее точные, тогда как от себя — более точные, но менее быстрые. Скорость движения в вертикальной плоскости больше, чем в горизонтальной; сверху вниз больше, чем снизу вверх; вперед-назад больше, чем вправо-влево; слева направо для правой руки больше, чем справа налево для левой. Вращательные движения в 1,5 раза быстрее поступательных.
Информационная совместимость имеет особое значение в обеспечении безопасности.
В сложных системах человек обычно непосредственно не управляет физическими процессами. Зачастую он удален от места их выполнения: объекты управления могут быть невидимы, неосязаемы, неслышимы. Человек видит показания приборов, экранов, мнемосхем, слышит сигналы, свидетельствующие о ходе процесса. Все эти устройства называют средствами отображения информации (СОИ). При необходимости работающий пользуется рычагами, ручками, кнопками, выключателями и другими органами управления, в совокупности образующими сенсомоторное поле. СОИ и сенсомоторные устройства – так называемая модель машины (комплекса). Через нее человек и осуществляет управление самыми сложными системами.
Очень часто причины человеческих ошибок кроются в конструктивных особенностях оборудования. Одна из них – недостаток информации о работе объекта. Другая, не менее распространенная – избыточная информация, которую оператор не может переработать. В таком случае он бессознательно отбрасывает какую-то ее часть, но именно она может оказаться самой важной. В таком случае оператор строит неверный сценарий аварии и предпринимает неверные действия. Особенно часто это случается на ранних стадиях аварии. Вот почему, например, системы безопасности ядерных реакторов проектируют так, чтобы в первые моменты после нештатных событий они действовали автоматически и не подчинялись командам человека – еще один пример реализации принципа «замены оператора».
Информационная совместимость предполагает соответствие информационной модели психофизиологическим возможностям человека: учет скорости двигательных (моторных) операций человека и его сенсорных реакций на различные виды раздражителей (световые, звуковые и др.) при выборе скорости работы машины и подачи сигналов.
Для того чтобы обеспечить информационную совместимость, необходимо знать характеристики сенсорных систем организма человека, которые рассмотрены ранее.
Технико-эстетическая совместимость заключается в обеспечении удовлетворенности человека процессом труда, общением с техникой, цветовым климатом. Поэтому для решения многочисленных технологических задач эргономика привлекает художников-конструкторов, дизайнеров.
Физиология труда и гигиена труда являются важными компонентами эргономики.
Физиология труда – это наука, изучающая изменения функционального состояния организма человека под влиянием трудовой деятельности и разрабатывающая физиологически обоснованные нормы (формы) организации трудового процесса, способствующие предупреждению утомления и поддержанию высокого уровня работоспособности.