книги из ГПНТБ / Артемова, Г. А. Основы художественного конструирования

Г л а б a IY

ЭРГОНОМИКА И ХУДОЖЕСТВЕННОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ

§1. Эргономика как естественнонаучная основа художественного конструирования

Характерной чертой нашего времени является стремитель­ ное развитие науки и техники, усиливающееся влияние их на все стороны экономической и духовной жизни общества.

"Перед нами стоит историческая задача,-говорил Л.И.Бреж­ нев,- в полной мере постивить на службу социалистическому об­ ществу новейшие достижения научно-технической революции 2-й половины XX века". Дня этого необходимо устранение препятст­ вий, сдерживающих повышение эффективности использования дос­ тижений науки и техники в народном хозяйстве.

Успешность деятельности инженерно-технических работников при решении этой задачи во многом зависит от умелого исполь­ зования ими теоретического богатства, накопленного рядом наук, в том числе и эргономикой. Эта наука является естественно­ научной основой художественного конструирования [58,59,60].

Проблема человека и техники в наш век - век научно-тех­ нической революции имеет большое теоретическое и практическое значение.

Развитие автоматизации производства, создание автомати­ зированных систем управления привели к тому, что при выполне­ нии человеком трудовых операций основная нагрузка ложится не на его мускульные усилия, а на психические процессы, воспри­ ятия, запоминания, мышления (рис. 21 и рис. 22).

50

Скорости выполнения трудовых операций значительно воз­ росли. За последние 30 лет число приборов в самолете возрос­ ло в 10 раз, а время выполнения каждой из операции по управ­

дые 2 секунды контролирует три прибора. На отдельных участ­ ках интенсивность перемещения взгляда достигает 150 и даже 200 движений в минуту, т.е. каждую секунду летчик контролиру­

соответствие устройств сигнализации и управления возможностям восприятия и осмысления может привести к беде. Эта деятель­ ность связана, конечно, с нарушением исторически сложившихся основ ориентировки человека в процессе трудовой деятельности

потребность создавать машины с учетом психофизиологических особенностей человеческого организма.

Прав был виднейший советский специалист в области систе­ мотехники Панов, говоря о том, что "нельзя повторять старых ошибок, когда инженеры создавали машины без помощи психологов и вынуждены были к ним обращаться только тогда, когда начина­ лись аварии".

При создании новой машины речь должна идти не о безот­ казной работе машины, как таковой, а о надежной работе систе­ мы "человек-машина-производственная среда".

Такой подход служит базой для контактов между техничес­ кими дисциплинами и науками о человеке и его трудовой деятель­ ности.

Результаты таких контактов закрепились в новой науке эр­ гономике (греческое e r go - работа, n o m os - закон).

В разных странах с начала своего существования новая нау­

52

ка называлась по разному: в США - человеческая инженерия, в Англии - эргономика, в ФРГ - антропотехника.

Внастоящее время принят английский термин - эргономика. Впервые идея о создании новой науки была высказана в 1921 г. выдающимся советским физиологом и психологом академиком Бех­ теревым В.М. Ученик Бехтерева-В.Н.Мясищев предложил назвать

еетогда эргологией ( ergo - работа, logos - учение).

Внашей стране в 20-30-х годах велись большие исследова­ тельские работы в области физиологии, психологии, анатомии человека и связи этих наук с организацией производства. Пос­ ле Отечественной войны эти работы были продолжены. Они были жизненно необходимы, вызывались бурным развитием техники,возрастапцей общественной потребностью в научной организации труда, а также внедрением в промышленность методов художест­ венного конструирования.

Итак, эргономика - научная дисциплина, возникшая на сты­ ке технических наук, психологии, физиологии, гигиены. В ней используются данные анатомии, биомеханики, токсикологии, био­ физики.

Эргономика изучает функциональные возможности и особен­

сохраняют его здоровье. V

Предметом эргономики является трудовая деятельность че­ ловека, а объектом исследования - система "человек-орудия труда (в широком значении этого слова)-производственная сре­ да". Эргономика изучает взаимосвязь и взаимодействие челове­ ка с машиной в процессе труда.

Гпя-й и я я задача эргономики состоит в разработке совместно

сдругими дисциплинами общей теории трудовой деятельности че­ ловека в условиях современного производства. Основная практи­ ческая цель эргономики - научная организация труда (точнее те ее аспекты, которые относятся к системе "человек-машина- про­ изводственная среда").

Прослеживаются общие закономерности, проявляющиеся у

53

людей при решении одинаковых задач в аналогичных условиях. Понимание этих закономерностей позволяет обеспечивать согла­ сование условий работы человека с его психофизиологическими возможностями и особенностями [15,16].

Задача заключается, однако, не только в том, чтобы при­ способить машину к человеку, но и в том, чтобы добиться ак­ тивного формирования способностей человека в соответствии с требованиями, которые предъявляет к человеку научно-техни­ ческий прогресс [84].

Большой вклад в развитие эргономики вносят социалисти­

гигиене, в Болгарии эргономисты добились значительных успе­ хов в области антропологии - они явились основоположниками нового направления в мировой эргономике - динамической антро­

ловека с информационными моделями в процессе дистанционного управления объектами и.системами.

Результатами научно-обоснованного художественно-конст­

возможностями человека-оператора по приему и переработке ин­ формации и осуществлению управляющих воздействий [15,62].

В августе 1972 года, в Москве состоялась I международная конференция ученых и специалистов стран-членов СЭВ и СФРЮ по вопросам эргономики. Она подвела некоторые итоги совместной работы и наметила новые перспективы в этом направлении.

Развивающаяся научно-техническая революция привела к тому, что роль человека! в процессе производства существенно изменилась.

Можно отметить, что изменения процесса производства идут

восновном по следующим направлениям:

I)развитие комплексной механизации - человек сохран контрольно-логические функции, освобождаясь от физического труда;

54

2) развитие комплексной автоматизации - освобождает че ­ ловека от непосредственных рабочих функций; физическая нагруз­

ка все в большей степени заменяется функцией программирования, управления и контроля;

3) увеличение количества одновременно управляемых объ­ ектов и их параметров.

Растущая техника предъявляет новые требования к опера­ тору. Необходима система отбора операторов и их тренировка.

Большую роль отводят исследованию факторов, влияющих на эффективность и надежность действий рабочего (оператора), таких как освещенность, шум, вибрация, температура и т.д.

Тщательно изучают процесс приема человеком осведомитель­ ной информации. В связи с чем выясняют:

а) наилучшую форму подачи информации (световые, звуко­ вые сигналы);

б) какими порциями должна подаваться информация, кото­ рую может принять человек в единицу времени, анализируются возможности человека в процессе переработки информации, а также в процессе формирования решения.

В решении всех перечисленных проблем большая роль при­ надлежит инженерной психологии. В рамках инженерной психоло­ гии успешно сотрудничают и те, кто создает машины и те, кто изучает психофизиологические особенности человека в процессе труда, поэтому инженерная психология является составной час­ тью научной организации труда.

Проблема "человек и техника" - одна из основных проблем современной науки. Её решение предполагает совместную рабо­ ту инженеров-конструкторов, художников-конструкторов, мате­ матиков, психологов, физиологов, анатомов, ибо по существу своему эта проблема требует комплексного подхода) системного анализа, интеграций усилий специалистов различных отраслей знаний.

§2. Развитие взглядов на систему "человек-машина" и принципы ее работы

Что же включает в себя понятие "система"? Определений понятия "система" существует много. Одно из них дано в Боль­ шой советской энциклопедии (издание 2, т.39, стр. 60).

55

"система - это целое, состоящее из частей, упорядочен­ ное по определенному закону или принципу.

Существует множество различных видов систем. Остановимся на понятии целостной системы.

Под целостной системой понимается совокупность компонен­ тов, взаимодействие которых порождает новые (интегративные системные) качества, не присущие ее образующим.

Связь между компонентами целостной системы существенно ограничена. Изменение одного из них вызывает то или иное из­

2)соответствующий состав, присущий данной системе, оп­ ределенный набор компонентов-частей;

3)наличие в целостной системе внутренней организации, представляющей собой взаимосвязи, взаимодействия образующих

еекомпонентов;

4)всякая целостная система отличается спецефическим ха­ рактером взаимодействия со средой.

Рассматривая систему "человек-машина", ученые сделали

меток на шкалах приборов, на экране радиолокатора.

Это время зависит от многих переменных: от освещенности, положения знаков в поле зрения, их величины; от количества информации в знаках, уровня помех, выбранного метода кодиро­ вания информации; от уровня подготовки, тренированности опе­

56

ратора, опыта, особенности его внимания, технического и фи­ зического состояния (утомления, напряженности);

равления, их размера, формы, количества, силы сопротивления, совместимости с привычными действиями оператора, его трени­ рованности. На этих этапах учитывают индивидуальные особен­ ности оператора, черты его характера, организацию первичной

деятельность жестко детерминирована временными параметрами,

тем изменения ее составляющих. Например, можно расположить органы управления в соответствии с требованием динамической антропометрии или добиться большей определенности условий задачи, наконец,можно так организовать обучение оператора и отработать способы решения задач, чтобы оператор "видел" ре­

и успехи автоматизации решающим звеном системы остается дея­ тельность человека, определяющая качество изделия и его на­ дежность. Анализ 23 тысяч дефектов американских систем ядерного вооружения показал, что 82% (свыше 19 тысяч) дефектов -

57

результат ошибок людей. При сравнительном анализе ряда аме­ риканских ракетных систем выяснилось, что ошибки человекаоператора - причина 20-53$ всех отказов в системе.

Бот почему при проектировании промышленного оборудова­ ния все возрастающее значение приобретает учет эргономичес­

ких данных.

Так при проектировании системы "человек-машна-произ- водственная среда" ориентируются на оптимальные параметры физических и химических факторов, воздействующих на челове­ ка в процессе трудовой деятельности.

Изучаются различные факторы окружающей среды: состав воздуха, влажность, температура, радиация, скорость движе­ ния человека в среде, ускорение, перегрузка, невесомость, освещенность и т.д.

Чтобы создавать машины, удобные в работе, необходимо в ходе проектирования учитывать основные закономерности зри­ тельного восприятия, антропометрические данные и физиологи­ ческие возможности человека - его моторику.

§3. Закономерности зрительного восприятия

Зрение играет большую роль в получении информации че­ ловеком, включенным в рассматриваемую нами систему? об окру­ жающей его среде, а также о машине, на которой он работает

[85].

Конструктор должен знать и учитывать границы и основ­ ные зоны зрительного поля человека.

Что такое зрительной поле? Зрительным полем называет­ ся то пространство (измеряемое в угловых единицах), которое видит глаз, когда смотрит на неподвижную точку, находящего­ ся впереди человека на уровне глаз. Если наблюдатель фикси­

влево от центральной точки в определенных границах (рис.23). На рисунке изображена граница зрительного поля для мо­

нокулярного и бинокулярного зрения.

Зрительное поле разделяется на три части-зоны: цент­ рального зрения, мгновенного зрения и эффективной видимости.

58

0

о

Направление движения Вверх Наружу Вниз Внутрь глазного яблока

а) -пределы обзора в вертикальной плоскости; б) -пределы обзора правого глаза в горизон­ тальной плоскости; в)-зоны зрения и преде­ лы обзора в горизонтальной плоскости:30°-30° и 45°-45° - углы свободного поворота головы.

59