(М. Дніпропетровськ)

6.1.2 Забезпечення ергономічних вимог

Ергономіка – наукова дисципліна, яка вивчає функціональні можливості людини в трудових процесах, виявляє можливості і закономірності створення оптимальних умов для високопродуктивної праці та забезпечення необхідних зручностей людині. При створенні виробу слід враховувати вимоги не тільки до самого виробу, а й до всієї системи “людина – машина – навколишнє середовище”.

Эргономические требования к оборудованию определяются физиологическими, антропометрическими, биомеханическими и психологическими характеристиками человека и установлены для оптимизации его деятельности в системе "человек – машина".

Учёт эргономических требований при проектировании и конструировании изделий обеспечивает повышение эффективности и качества труда, удобства эксплуатации и обслуживания, улучшение условий труда, экономию затрат физической и нервно-психической энергии работающего максимально возможным приспособлением изделий к его функциональным возможностям. При этом достигается значительный социально-экономический эффект, выражающийся в повышении привлекательности и содержательности труда, сохранении здоровья и поддержании высокой работоспособности человека, сокращении непроизводительных и потерь рабочего времени, уменьшении затрат на предоставление льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях.

В инженерной практике известны далеко не единичные случаи, когда использование новых производительных машин и устройств не давало должного эффекта из-за несоответствия их конструкции функциональным особенностям человека. Следовательно, эффективность машины определяется не только такими её характеристиками, как КПД, производительность, трудоёмкость изготовления, надёжность и др., но и тем, насколько легко и точно оператор сможет управлять машиной.

Современная техника требует от рабочего не столько значительных усилий, сколько точности реакций, продуманности действий, быстрых решений и, следовательно, значительного нервного напряжения. В связи с этим рациональную конструкцию изделия нельзя создать, не зная эргономики, изучающей функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него таких условий труда, которые обеспечивали бы не только высокопроизводительный и безопасный труд, но и необходимые удобства в работе, т. е. сохранение его сил, здоровья, работоспособности.

Эргономические показатели качества изделий определяет ГОСТ 16035 – 81. Виріб, що проектується, повинен відповідати:

• силовим, швидкісним, енергетичним, зоровим, слуховим та іншим можливостям людини;

• розмірам і формі тіла людини його вазі (антропометричним факторам);

• можливостям і особливостям сприйняття (пам’яті, мислення тощо);

• гігієнічним показникам (освітленість, запиленість, токсичність тощо);

• сумісності при груповому обслуговуванні (в тому числі і психологічній).

Эргономический подход к гигиеническому нормированию должен предусматривать создание оптимальных условий для трудовой деятельности учетом комплексного воздействия факторов производственной среды (пыль, газ, вибрации, шум, температура, ионизирующие излучения, освещенность и др.); гигиеническое нормирование должно быть ориентировано не только на ПДК (ПДУ), но и на создание оптимальных условий производственной среды. Необходимо учитывать, что дозы и уровни вредных факторов, значительно меньшие допускаемых, в ряде случаев при их комбинированном действии становятся опасными для здоровья работающих.

Проектирование совершенных систем "человек – машина" и "человек-машина-среда" невозможно без учета всех связей изделия с человеком и средой. Уже на начальных стадиях проектирования тщательно рассматривают не только конструкторские особенности будущей системы, но и конкретные действия человека в этой системе. Такой анализ постоянно напоминает конструктору о функциях изделия, а эргономисту позволяет уточнить ряд положений эргономического характера. Эргономист помогает выбрать из ряда конструкторских решений оптимальный в эргономическом отношении вариант. Модели и макеты такого варианта не только служат для проверки композиционных решений, но и позволяют экспериментально проверить соответствие новой конструкции требованиям эргономики.

Эргономика теснейшим образом взаимосвязана с художественным конструированием, так как критериями её анализа являются: оптимальное приспособление конструкции к психофизиологическим особенностям человека; возможность с помощью конструктивных решений воздействовать на раскрытие человеческих способностей и их стимулирование для оптимизации деятельности человека; возможность создания условий для возникновения положительных эмоций и оптимального жизненного тонуса у оператора в процессе взаимодействия человека и техники.

При создании нового изделия эргономическая проработка необходима на всех стадиях разработки конструкторской документации и технического задания.

Распределение функций между человеком и машиной, является важной задачей сравнительного анализа возможностей человека и машины.

Машине целесообразно передать функции, требующие:

• приложения большой физической силы малосодержательного и монотонного характера;

• большой трудоёмкости;

• быстрой реакции на сигналы;

• высокой степени плавности и точности приложения усилий;

• приёма, переработки и хранения больших объёмов информации;

• принятия однотипных постоянно повторяющихся решений.

За человеком следует оставлять функции, требующие:

• решения задач планирования, программирования и контроля трудового процесса;

• принятия решений в непредвиденных ситуациях;

• более высокой, чем машина, чувствительности к различным сигналам;

• многообразия ответных реакций;

• приспособления к изменяющимся условиям.

При конструировании изделия необходимо предусматривать его соответствие антропометрическим данным и биомеханическим характеристикам человека на основе учёта: габаритных размеров и размеров отдельных частей тела человека в рабочих позах и положениях; динамики изменений размеров тела при перемещении его в пространстве (динамические размеры); диапазона движений в суставах.

Передбачаючи робоче місце оператора для машини що проектується, конструктор попередньо визначає робочий простір і робочу зону. Під робочим простором розуміється сукупність всіх точок у просторі, на яке може розповсюджуватись дія людини під час роботи з врахуванням його переміщення. Робоча зона – це сукупність точок робочого простору, в якому машину обслуговує оператор із фіксованого положення. Розміри робочого місця визначають розмірами поля зору, зонами дії рук і ніг під час роботи оператора.

Крім того, слід передбачити зручність обслуговування машини і в період проведення планово – попереджувального ремонту. Наприклад, вузли та деталі що часто замінюються, мають бути не тільки доступними, але й розташованими таким чином, щоб їх зміна не потребувала додаткового розкладання машини; періодичне мащення поверхонь що труться слід здійснювати без розкладання вузла.

Люки, що необхідні для доступу до таких вузлів і деталей, повинні мати розміри, що враховують зони досягнення. Наприклад, для того щоб просунути руку по лікоть, рекомендується вибирати діаметр отвору, рівним 110мм; по плече 125мм, при роботі у зимовому одязі слід додати ще 75мм.

На рисунку 2.11 показано робочі зони для рук. Найбільш зручним для розташування ручних органів керування є простір, обмежений оптимальними розмірами (оптимальна зона ручної дії). Тривала робота в межах максимальних зон стомлива, оскільки провадиться з граничним витягуванням рук.

Навантаження, що виникають при виконанні тих чи інших операцій (керування, технічне обслуговування), враховують в кожній конкретній ситуації.

Рисунок 2.11 – Робочі зони для рук:

1 – зона оптимального захвату; 2 – зона оптимальної ручної дії; 3 – зона максимального досягнення; 4 – зона максимального захвату.

Статичні навантаження більш утомливі, ніж динамічні, тому якщо необхідно приклади зусилля до 50Н, рекомендується робоча поза сидячи; при зусиллі понад 200Н і значному розмаху рухів – стоячи. Якщо потрібне зусилля знаходиться в межах 50-100Н, робоча зона не впливає на продуктивність.

Розміри робочого інструмента, елементів керування (рукояток, кнопок і под.) повинні враховувати антропометричні показники і характер робочих рухів людини. Наприклад, розміри поворотних ручок повинні відповідати зусиллям, що до них прикладаються, так при зусиллі до 20Н діаметр ручки біля 20мм, з обхватом трьома пальцями, а при зусиллі до 100Н діаметр 100-120мм з обхватом всіма п’ятьма пальцями.

Рациональное оборудование рабочего места оператора имеет существенное значение в надежном управлении тех­нической системой. Большое значение здесь имеет кон­структивное выполнение пульта и органов управления. Пульты управления стационарных объектов с индиви­дуальными рабочими местами должны соответствовать эргономическим требованиям (рис. 4.5).

Размеры пульта должны соот­ветствовать размерам базового изделия, на котором он установлен. Панели пультов управления не должны иметь посто­ронних элементов, затрудняющих работу оператора (не­оправданные функциональным назначением пульта вы­ступы, углубления, разноплоскостность, выступающие элементы наружного крепежа и т. п.). Надписи и обозначе­ния, не относящиеся непосредственно к работе оператора (заводской номер, фирменный знак и т. п.), не должны располагаться на лицевых частях панелей пультов управ­ления.

Рис. 4.5. Обзорность и рас­положение панелей пультов управления при работе:

б — сидя; в — сидя и стоя: 1 — зона для расположения второстепенных индикаторов; 2 — зона для расположения важных индикаторов; з — зона для расположения органов уп­равления

Поверхности пультов управления должны обладать диффузным или направленно-рассеянным отражением све­тового потока, исключающим появление бликов в поле зрения оператора. При необходимости пульт управления могут оборудоваться выдвижными ящиками для хранения документации и досками (выдвижными) для ведения запи­сей и размещения дополнительных переносных приборов.

Рис. 4.6. Зоны расположения средств отображения информации и