- •Основы системного проектирования
- •1. Понятие проектирования
- •2. Структура проектирования
- •2.1. Стадии проектирования
- •2.2. Структура управления процессом проектирования
- •3. Методология проектирования
- •3.1. Принципы системного проектирования
- •3.2. Законы проектирования
- •3.3. Методы проектирования
- •3.3.1. Эвристические методы
- •3.3.1.1. Результаты творческой деятельности
- •3.3.1.2. Психологические факторы творческой деятельности
- •3.3.1.3. Метод итераций (последовательного приближения)
- •3.3.1.4. Метод декомпозиции
- •3.3.1.5. Метод контрольных вопросов
- •3.3.1.6. Метод мозговой атаки
- •3.3.1.7. Теория решения изобретательских задач (триз)
- •3.3.1.8. Метод морфологического анализа
- •3.3.1.9. Функционально-стоимостной анализ
- •3.3.1.10. Методы конструирования
- •3.3.2. Экспериментальные методы
- •3.3.2.1. Цели и виды экспериментальных методов
- •3.3.2.2. Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
- •3.3.2.3. Машинный эксперимент
- •3.3.2.4. Мысленный эксперимент
- •3.3.3. Формализованные методы
- •3.3.4. Методы принятия решений
- •3.3.4.1. Задачи оптимального проектирования
- •3.3.4.2. Однокритериальные задачи
- •3.3.4.3. Задачи многокритериальной оптимизации
- •3.3.4.4. Принятие решений в условиях неопределенности
- •4. Объекты проектирования
- •4.1. Назначение и характеристики разрабатываемых объектов
- •4.2. Виды технических систем
- •4.3. Модели разрабатываемых объектов
- •4.3.1. Требования к моделям
- •4.3.2. Виды моделей
- •4.4. Параметры разрабатываемых объектов
- •4.5. Требования, предъявляемые к проектируемым объектам
- •4.5.1. Экономические требования
- •4.5.1.1. Требования производителя
- •4.5.1.2. Требования потребителя
- •4.5.2. Проектные и производственные требования
- •4.5.2.1. Стандартизация, унификация, преемственность
- •4.5.2.2. Технологичность
- •4.5.2.3. Транспортабельность
- •4.5.2.4. Сохраняемость
- •4.5.3. Эксплуатационные требования
- •4.5.3.1. Функциональные требования
- •4.5.3.2. Надежность
- •4.5.3.3. Эргономичность
- •4.5.3.4. Безопасность
- •4.5.3.5. Экологичность
- •4.5.3.6. Эстетичность
- •4.5.3.7. Утилизация
- •5. Управление проектированием
- •5.1. Техническое задание
- •5.1.1. Начальные сведения о задаче
- •5.1.2. Содержание технического задания
- •5.1.3. Составление технического задания
- •5.1.3.1. Анализ исходного задания
- •5.1.3.2. Составление списка требований
- •5.1.3.3. Анализ и формализация списка требований
- •5.1.4. Форма представления технического задания
- •5.2. Синтез принципа действия
- •5.2.1. Составление функциональной структуры
- •5.2.2. Подбор и состыковка физических эффектов
- •5.2.2.1. Понятие физического эффекта
- •5.2.2.2. Составление функционально-физической схемы
- •5.2.2.3. Анализ и развитие схемы
- •5.3. Структурный синтез
- •5.4. Параметрический синтез
- •5.5. Циклы итерации проектирования
- •5.5.1. Структура сложного процесса проектирования
- •5.5.2. Разработка сложных объектов
- •5.5.3. Действия по завершении цикла итерации
- •Литература
- •Оглавление
4.5.3.3. Эргономичность
На основе сочетания возможностей человека и машины эргономичность содействует созданию изделий с высокими социальными результатами: сохранение здоровья людей посредством повышенного удобства эксплуатации, всестороннее развитие человеческой личности (человек — не придаток машины, а машина — помощник человека, глубже реализующая его способности), обеспечение высоких потребительских свойств и эффективности деятельности человека.
Важной является задача не подгонять проектируемый объект под человека, а сразу проектировать человеко-машинную систему. Выделяют следующие эргономические свойства изделий:
управляемость — распределение функций человеко-машинных систем в соответствии с психофизиологической структурой деятельности человека, уменьшение напряженности человека при большой эффективности управления, соответствие ритмов трудовых процессов;
обслуживаемость — соответствие конструкции изделия оптимальной психофизической структуре человека в процессе эксплуатации, обслуживания и ремонта;
освояемость — способность быстрого приобретения навыков по управлению изделием;
обитаемость — приближение условий функционирования к биологически оптимальным параметрам внешней среды, при которых человеку обеспечиваются оптимальное (нормальное) развитие, хорошее здоровье и высокая работоспособность, уменьшение или ликвидация вредных последствий для окружающей среды при эксплуатации изделия.
Эти свойства проистекают из следующих эргономических показателей:
социально-психологические — соответствие конструкции изделия характеру взаимодействия человека и машины;
психологические — соответствие изделия возможностям и особенностям восприятия, памяти и мышления человека;
физиологические и психофизиологические — соответствие изделия физическим возможностям человека;
антропологические — соответствие изделия размерам и форме человеческого тела, распределения его веса;
гигиенические — требования охраны труда, обеспечение здоровых условий работы.
Изделие должно быть эргономичным не только в процессе эксплуатации, но и в процессе изготовления и сборки. Так, для облегчения транспортировки должны быть предусмотрены, например, крюки как у изделия в целом, так и у его наиболее громоздких частей.
4.5.3.4. Безопасность
Безопасность предусматривает исключение возможных несчастных случаев при нормальной и неквалифицированной работе, при случайных действиях человека и воздействии внешней среды, в аварийных и экстремальных ситуациях, а также в процессе изготовлении изделия (на обычном и, особенно, опасном производстве). Проверка на безопасность в процессе проектирования ведется в следующих направлениях:
что произойдет, если изделие или его часть выйдут из строя, как предохранить или минимизировать последствия для окружающих объектов и людей;
что произойдет, если управляющий работой изделия или же случайно оказавшийся рядом человек предпримет по отношению к изделию те или иные действия («защита от дурака»);
что произойдет, если изменятся условия эксплуатации (скачек мощности, резкое торможение и т.п.), внешние условия (рост температуры, изменение влажности) и т.п.
Безопасность повышается при установке или встраивании систем предохранения, блокировки, предупреждения и т.д.
Безопасность подразумевает безопасность самого изделия и используемых расходных материалов, пожаро- и электробезопасность, отсутствие токсичности, учет особенностей работы (высокая температура, давление) и т.д.
Изделие должно быть безопасным в течение всего жизненного цикла и установленного срока службы. При этом Декларация Генеральной Ассамблеи ООН 1985 г. предусматривает, что изделия, предназначенные для потребления отдельными гражданами, должны быть безопасны не только при обычных условиях их использования по назначению, транспортирования, хранения и утилизации, но также и при любом ином разумном использовании.
Минимально приемлемый уровень безопасности устанавливают нормативные документы федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих контроль за качеством и безопасностью товаров, такие как Госгортехнадзор, Госсанэпидемнадзор и другие. В ряде случаев для эксплуатации изделия или при использовании отдельных видов производства необходимо получение соответствующих лицензий и разрешений, наличие инструкций по эксплуатации и действии при аварийных ситуациях.