Міністерство освіти і науки України

Черкаський державний технологічний університет

Бондаренко Ю.Ю.

Салагор А.М.

Ергономіка та дизайн у приладобудуванні:

Посібник для практичних та лабораторних робіт

для студентів напряму підготовки 6.051003 «Приладобудування»

спеціалізації «Прилади і системи точної механіки»

всіх форм навчання

Черкаси, 2014

Ергономіка та дизайн у приладобудуванні: Посібник для практичних та лабораторних робіт для студентів напряму підготовки 6.051003 «Приладобудування» спеціалізації «Прилади і системи точної механіки» всіх форм навчання / Авторів: Бондаренко Ю.Ю., Салагор А.М. - Черкаси: ЧДТУ, 2014. – 196с.

Рецензент: д.т.н., професор Шарапов В.М.

Посібник призначений для підготовки та виконання практичних та лабораторних завдань, а також самостійної підготовки студентів з дисципліни «Ергономіка та дизайн у приладобудуванні» в циклі підготовки бакалавра за спеціалізацією «Прилади і системи точної механіки». Видання необхідне для розширення та закріплення теоретичних знань, формування у студентів вмінь та навичок ергономічного проектування різних за функціональним призначенням приладів та систем, створення конкурентоспроможних виробів, а також проведення ергономічного аналізу та експертування діючих або розроблюваних приладів, апаратури та устаткування.

В авторській редакції

Зміст

Вступ………………………………………………………………………	4
Практикум……………………………………………………………….	7
Практичне заняття № 1. Методи досліджень в ергономіці. Описове професіографування………………...……………………………...….…	18
Практичне заняття № 2. Проектування ергономічного робочого місця………………………………………………………………………	25
Практичне заняття № 3. Ерго-дизайн проект. Художньо-конструкторський аналіз промислових виробів………………………	56
Практичне заняття № 4. Графічний дизайн. Розробка персональних візитівок………………………………………….………	74
Практичне заняття № 5. Розробка етикетки та упаковки для промислових товарів…………………………………………….………	84
Лабораторний практикум…………………………………………….	94
Лабораторна робота № 1 Ергономічні карти…………………………	95
Лабораторна робота № 2. Ергономічна оцінка розташування органів управління та індикації на пульті управління …………..……	123
Лабораторна робота № 3. Аналіз гармонії композиції приладу….…	137
Лабораторна робота № 4. Створення рекламних презентацій в середовищі Microsoft PowerPoint ………………………………………	143
Лабораторна робота № 5 Курс макетування та верстування. Створення рекламних буклетів……………………………………………....	158
Лабораторна робота № 6 Створення логотипів продукції та торгових знаків фірм – виробників………………………….………….	171
Словник основних термінів та визначень…………………………….	183
Список використаної та рекомендованої літератури………………….	190
Нормативні посилання…………………………………………………..	193
Додаток Приклади оформлення титульних сторінок……..…………..	195

Вступ

Ергономіка (грец. έργος - праця і νώμος - закон) — наука, яка комплексно вивчає особливості виробничої діяльності людини в системі «людина-техніка-довкілля» з метою забезпечення її ефективності, безпеки та комфорту.

Ергономіка, як наука, що вивчає людину в умовах її діяльності на сучасному виробництві, насиченому машинами, сформувалася у США у 1920-х роках на межі психології, фізіології, гігієни, біомеханіки, антропології та низки технічних наук у зв'язку з ускладненням техніки та технічних засобів, якими повинна керувати людина, значним ускладненням умов їх функціонування, суттєвими змінами трудової діяльності.

За цих обставин різко зросла «вартість» помилки людини при управлінні складними системами. Тому при проектуванні нової або модернізації існуючої техніки особливо важливо враховувати можливості та особливості людей, які будуть її використовувати. Вирішуючи задачі такого типу, необхідно узгоджувати між собою окремі рекомендації психології, фізіології, гігієни праці, соціальної психології та пов'язувати їх в єдину систему вимог до того чи іншого виду трудової діяльності людини.

Термін «ергономіка» запровадили англійські вчені 1949 року, які під керівництвом К. Маррелла започаткували організацію ергономічного дослідного товариства. Згодом стало відомо, що його вперше запропонував ще 1857 р. польський природодослідник В. Ястшембовський. Тривалий час функціонували й інші назви, зокрема «ергологія» (СРСР), «антропотехніка» (Німеччина); у США на позначення науки використовують термін «людські фактори».

Основний об'єкт досліджень ергономіки — система «людина-техніка». Людина, машина і навколишнє середовище розглядаються в ергономічних дослідженнях як складна система. Тому комплексний підхід, характерний для ергономіки, дозволяє одержати всебічне уявлення про трудовий процес і тим самим відкриває широкі можливості для його удосконалення.

Ергономіка вирішує також низку проблем, поставлених у системотехніці: оцінка надійності, точності і стабільності роботи операторів, дослідження впливу психологічної напруженості, втоми, емоційних факторів і особливостей нервово-психічної організації оператора на ефективність його діяльності в системі «людина — техніка», вивчення пристосування та творчих можливостей людини.

Як відомо, ергономіка — то наука, що вивчає ще й допустимі фізичні, нервові та психічні навантаження на людину в процесі праці, проблеми оптимального пристосування навколишніх умов виробництва для ефективної праці. Існують також цікаві просторові аспекти цієї науки: планування робочого місця передбачає раціональне розміщення у просторі матеріальних елементів виробництва, зокрема: устаткування, технологічного та організаційного оснащення, а також робітника, використовуючи при цьому робочу, основну і допоміжну зони.

Дизайн - це проектування матеріальних об'єктів і життєвих ситуацій на основі методу компонування при необхідному використанні даних науки з метою надання результатам проектування естетичних якостей і оптимізації їх взаємодії з людиною і суспільством.

Промисловий дизайн - це концепція і планування продуктів масового виробництва, творчий процес, який зачіпає синтез таких інструментальних чинників, як машинобудування, технологія, матеріалознавство, ергономіка і естетика, які вносять свій внесок до конструкторських рішень.

Дизайн - це не лише створення окремих речей, але і така творча діяльність, мета якої полягає у формуванні гармонійного предметного середовища в цілому, що найбільш задовольняє матеріальні і духовні потреби людини. Тобто специфічна діяльність, пов'язана з проектуванням усіх об'єктів середовища, які оточують людину: від предметів побуту до засобів виробництва, від обробки житлових приміщень до комплексного устаткування промислових підприємств. Найхарактерніша тенденція справжнього дизайну - це бажання проектувати не окремі речі, а цілісні за формою комплекси, які змінюють і гармонізують предметно-просторове середовище, що оточує нас, і вносять свій посильний внесок в справу розвитку передової культури людства.

Метою вивчення дисципліни «Ергономіка та дизайн у приладобудуванні» є оволодіння навичками ергономічного проектування різних за функціональним призначенням приладів та систем, створення конкурентоспроможних виробів, а також проведення ергономічного аналізу та експертування діючих або розроблюваних приладів, апаратури та устаткування.

Практична частина дисципліни (лабораторні роботи, практичні заняття та розрахунково-графічна робота) є основою для фахівця-приладобудівника в сфері ергономічного проектування контрольно-вимірювальних приладів та систем при розробці дизайн-проектів сучасних, конкурентоспроможних приладів та систем.

Виконання індивідуальних завдань на практичних і лабораторних заняттях мають на меті сформувати у студентів наступні вміння та навички:

• проводити структурно-функціональний аналіз існуючих приладів та систем з позиції забезпечення їх ергономічності;

• створювати і вдосконалювати ергономічну інформаційну модель майбутнього приладу або системи;

• розроблювати конструктивну схему приладу в узгодженні із запропонованим до нього дизайн-проектом;

• створювати композицію приладу або системи з урахуванням її функціональних і конструктивних особливостей на основі існуючих базових моделей і сформульованих вимог з ергодизайну;

• проектувати робоче місце людини-оператора в залежності від специфіки обладнання і умов праці на конкретному виробництві;

• вибирати матеріали деталей, що створюють форму і загальну композицію приладу, призначати відповідні процеси обробки, а також вид і колір покриття, виходячи із функціональних, ергономічних і естетичних вимог до виробу;

• створювати тривимірну кольорову модель приладу, системи, або їх окремих елементів на ПЕОМ;

• розроблювати ергономічний проект контрольно-вимірювального приладу або системи;

• проводити модернізацію і вдосконалення ергономічних властивостей і характеристик приладів, підвищувати якість відповідно з вимогами суспільства;

• обґрунтовувати прийняті рішення при захисті дизайн-проекту.

• самостійно підбирати, вивчати та аналізувати довідкову та науково-технічну літературу, аналізувати патенти, існуючі аналоги, використовувати необхідні стандарти;

• враховувати при дизайн-проектуванні вимоги технологічності складання, економічності виробництва, безпечності, екологічності, можливості утилізації після закінчення життєвого циклу виробу.

Практикум

Результати виконання індивідуальних завдань на практичних заняттях оформляються у вигляді розрахунково-графічної роботи (РГР).

Передбачається наступна структура РГР:

• титульна сторінка;

• вступ;

• звіт з практичної роботи № 1;

• звіт з практичної роботи № 2;

• звіт з практичної роботи № 3;

• звіт з практичної роботи № 4;

• звіт з практичної роботи № 5;

• загальні висновки

Оскільки в кінці кожного окремого звіту з практичної роботи передбачений власний перелік використаних джерел, в загальній структурі РГР цей пункт не виділяється окремо.

В пункті «Загальні висновки» передбачається підвести загальний підсумок виконаних робіт та отриманих і закріплених практичних навичок та вмінь.

Завдання на РГР видаються на початку семестру та виконуються протягом всього семестру відповідно до графіку практичних занять.

Захист виконаних практичних завдань відбувається поступово протягом семестру, починаючи з практичного заняття, наступного за заняттям, де було отримано пояснення щодо виконання завдання.

Прийом закінченої розрахунково-графічної роботи відбувається на останньому тижні семестру під час заліку з дисципліни.

Приклад титульної сторінки розрахунково-графічної роботи приведено в додатку до посібника.

Практичне заняття № 1.

Методи досліджень в ергономіці. Описове професіографування

Ергономічне проектування техніки і технічно складних споживчих виробів передбачає виявлення умов, в яких протікає діяльність людини з ними, і аналітичне описування властивих їй психічних і психофізіологічних функцій. В кожному окремому випадку склад цих функцій та їх взаємозв'язок у загальній структурі трудового процесу або діяльності з технічно складними споживчими виробами є різними.

В наукових розробках про працю склалися два методи здобування вихідної інформації, необхідної для описування трудової діяльності, або складання професіограми. Це методи описового та інструментального професіографування, які в певній модифікації використовуються і при вивченні діяльності людини з технічно складними споживчими виробами.

Описове професіографування включає в себе:

• аналіз технічної документації та інструкцій з використання техніки чи технічно складних споживчих виробів;

• ергономічне вивчення техніки (систем) чи технічно складних споживчих виробів, зіставлення його результатів з нормативними документами з ергономіки;

• спостереження за ходом робочого процесу чи діяльністю зі споживчими виробами. За допомогою цього методу, доповненого хронометражем – реєстрацією зміни в часі характеристик діяльності, а також відеозаписом всіх операцій у порядку їх слідування, можна досить докладно описати діяльність людини;

• опитування – регламентоване, для якого характерні попередня підготовка однакових для всіх опитуваних питань і строго задана їх послідовність, і нерегламентоване, яке передбачає вільну бесіду з опитуваним відповідно лише з її загальним планом, що вимагає певних навичок і навіть мистецтва;

• самозвітність людини в процесі діяльності;

• експертне оцінювання;

• кількісне оцінювання ефективності діяльності.

Інструментальне професіографування включає:

• вимірювання і оцінювання показників факторів середовища;

• реєстрацію та подальший аналіз помилок. Збір і аналіз даних про хибні дії людини є одним з важливих шляхів аналізу та оцінки ергономічних характеристик системи "людина-машина" або технічно складних споживчих виробів;

• об'єктивну реєстрацію енергетичних витрат і функціонального стану організму людини;

• об'єктивну реєстрацію і вимірювання важко помітних (у звичайних умовах) складових діяльності людини, таких як напрям і переключення уваги, оперування органами управління тощо. Для цього використовуються різні методи: реєстрація напрямку погляду людини та показань приладів з наступним накладенням траєкторії погляду на панель приладу; циклографія або кінореєстрування рухів рук; вимірювання сили опору органів управління; магнітофонна реєстрація мовних повідомлень. Подібні методи і засоби використовуються безпосередньо в процесі діяльності, а реєстровані параметри співвідносяться з хронограмою трудового процесу;

• об'єктивну реєстрацію і вимірювання показників фізіологічних функціональних систем, що забезпечують процеси виявлення сигналів, виділення інформативних ознак, інформаційного пошуку, оперування вихідними даними для прийняття рішень, а також виконавчі (рухові або мовні) дії. До числа таких показників відноситься, наприклад, стан зорової системи, мовного і рухового апаратів. Реєстрації підлягають рух очей спостерігача, гучна і внутрішня мова, рухи і тремор рук, а також електрична активність зорової, мовленнєвої та рухової областей кори головного мозку. Ці показники реєструються за допомогою досить складного електрофізіологічного устаткування, результати вимагають трудомісткої математичної обробки.

Наведені методи професіографічного дослідження використовуються залежно від ступеня складності досліджуваної діяльності і необхідної повноти її описування. Зазвичай, достатньо описового методу професіографування.

Загальну схему для розробки професіограм склав Ян Райскуп (з 16 питань). У відповідях на них містяться важливі дані для професіограми:

1. Як називається робота і в чому вона полягає (назва роботи, спеціальності, професії, посади, опис істотних характеристик і видових особливостей праці)?

2. Які мета і значення роботи (що виробляється і з якою метою: продукція, послуги; значення роботи: цінність і важливість продукції чи послуг для споживачів і підприємств)?

3. Що є предметом праці (з чого виробляють, над чим і з чим працюють: матеріал, сировина, напівфабрикати; нематеріальні джерела – інформація, письмові дані і документи; обслуговування і надання послуг)?

4. В який спосіб виконується робота (як це робиться: технологічний процес, трудовий процес, операція, робоче завдання)?

5. На підставі чого здійснюється робота (на якій підставі це робиться: виробнича документація, креслення, вказівки, докладні технологічні інструкції, плани, розрахунки; опосередкована інформація, інструкції, описи, накази)?

6. Які критерії оцінки результатів праці (на підставі чого оцінюються якість і ефективність праці: критерії оцінки, норми, ліміти витрат часу, кваліфікаційні розряди)?

7. Яка кваліфікація потрібна для роботи (що потрібно вміти, знати: необхідна освіта, необхідний практичний досвід, майстерність, спеціалізація)?

8. За допомогою яких засобів виконується робота (чим працюють: інструмент, машини, допоміжні засоби, апаратура, засоби керування)?

9. В яких умовах виконується робота (робоче середовище, її фактори і параметри робочого місця – просторові, гігієнічні, естетичні тощо)?

10. Якою є організація праці (коли і якими способами виконується робота: організація виробничого процесу, графік роботи і розклад змін, режим праці та відпочинку, баланс робочого часу)?

11. Якою є кооперація праці (хто, що і з ким робить: розподіл робочих завдань, повноважень і відповідальності, встановлена субординація – начальник, підлеглі; система керівництва і управління первинними виробничими колекторами; характеристика соціального середовища та мікроклімату на виробництві)?

12. Яка інтенсивність праці (обсяг, наскільки швидко або повільно, як часто виконується робота: кількість роботи, її складність, швидкість, темп, норми часу, тривалість навантаження, варіабельність праці – монотонність, систематичність, рівномірність, циклічність, ритмічність)?

13. З якими видами небезпеки і відповідальності пов'язаний виробничий процес (що може трапитися на роботі: проблеми, матеріальні втрати, фінансові втрати, штрафи за низьку якість або зрив термінів постачання продукції; несправності, аварії, травми, професійні захворювання, шкоди довкіллю)?

14. Який вплив здійснює праця на працюючих (чим корисна і чим шкідлива людині: позитивний і негативний вплив матеріальних, організаційних і соціальних факторів на особистість, у тому числі і комплексний їх вплив)?

15. Яку користь приносить праця працівнику (скільки він заробляє: заробіток, зарплата, премія, натуральні видачі, різні пільги, моральне задоволення від праці, суспільне визнання)?

16. Які умови, вимоги й обмеження характерні для роботи (хто може і хто не повинен виконувати її: адміністративно-правові, політичні, медичні, суспільні та інші детермінанти)?

Для сучасних вітчизняних професіографічних досліджень характерний диференціальний підхід залежно від ряду чинників, зокрема від того, у рамках якої науки вони робляться, цілісність дослідження тощо.

Сучасні професіографічні дослідження досить різноманітні. Розширюється і круг їх використання. При цьому вони збагачуються як новими теоретичними, так і практичними положеннями. Теоретичними основами сучасної професіографії є системний, діяльнісний, особовий підходи і теорія спілкування.