книги / Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры

11. Регулировка, настройка, контроль и испытания электронной аппаратуры

Примечание. * Допустимое отклонение в Паскалях берется в том случае, если

оно больше допустимого отклонения в процентах.

Климатические испытания проводят не только на стадии проектиро­ вания ЭА, но и в серийном производстве для отбраковки потенциально не­ надежных изделий (приемосдаточные испытания) и для контроля стабиль­ ности производства (периодические испытания). Режимы и условия испыта­ ния ЭА устанавливают в зависимости от степени жесткости, которая, в свою очередь, определяется условиями дальнейшей эксплуатации ЭА в составе системы. Изделия считают выдержавшими испытание, если они во время и после его проведения удовлетворяют требованиям, заданным в ПИ и ТУ для данного вида испытаний.

Для повышения информативности и эффективности климатических испытаний при освоении и производстве изделий целесообразно проводить их в последовательности, при которой каждое последующее испытание уси­ ливает воздействие предыдущего, которое могло бы остаться незамечен­ ным. Рекомендуется так называемая нормализованная последовательность климатических испытаний, включающая испытание при повышенной тем­ пературе, кратковременное испытание на влагоустойчивость в циклическом режиме (первый цикл), испытания на воздействия пониженных температуры и атмосферного давления, испытание на влагоустойчивость в циклическом режиме (остальные циклы). При этом между любыми из указанных испыта­ ний допускается перерыв не более 3 суток, за исключением интервала меж­ ду испытаниями на влагоустойчивость и на воздействие пониженной темпе­ ратуры, который не должен превышать 2 ч. Параметры изделий обычно из­ меряют в начале и конце нормализованной последовательности.

Методы испытаний подробно описаны в ГОСТе.

Контрольные вопросы

1.Какие методы применяют при регулировке ЭА?

2.Назовите этапы регулировки ЭА.

3.Перечислите методы настройки ЭА.

462

12. ЭРГОДИЗАЙН ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Широкое внедрение ЭА во все сферы деятельности и компьютериза­ ция общества требуют от разработчиков ЭА учета при проектировании че­ ловеческого фактора — особенностей органов чувств, опорно-двигатель­ ного аппарата и нервной системы человека. Изучением влияния особенно­ стей человека на конструктивные параметры различных изделий, в том числе на ЭА, занимается эргономика.

Возникновение эргономики и ее развитие тесно связаны с дизайном. Именно дизайн с его гуманитарной направленностью явился главным потреби­ телем и заказчиком знаний о функциональных возможностях человека с тем, чтобы в проектируемых объектах были обеспечены эффективность и безопас­ ность труда, сохранение здоровья и высокая работоспособность.

Рассматривая вопросы создания наилучших функциональных условий деятельности человека, необходимо объединять требования, определяемые эргономикой и дизайном, в единое понятие — эргодизайн. В основе эргоди­ зайна как научного направления лежит известный закон соответствия, а его методы базируются на методологии функционального комфорта [18,31 ].

Современная трактовка основных понятий и определений в области эргономики и дизайна приведена в табл. 12.1 [25, 31].

Таблица 12.1. Основные понятия и определения эргодизайна

464

465

12. Эргодизайн электронной аппаратуры

Цель эргодизайна ЭА — создание высокоэффективных человекомашинных систем. У таких систем должен быть комплекс эргодизайнерских показателей конструкции, которые можно разделить на три класса: гигиени­ ческие, антропометрические и физиолого-психологические, которые в свою очередь делятся на группы (табл. 12.2) [10, 25].

Таблица 12.2. Эргодизайнерские показатели

Требования, предъявляемые к человеко-машинным системам (примени­ тельно к ЭА следует иметь в виду также человеко-приборные или человеко­ аппаратные системы), регламентируются нормативными документами — зако­ нами (Закон Российской Федерации «О сертификации продукции и услуг» и др.), Государственными и отраслевыми стандартами, санитарными нормами и правилами. Так, в СанПиН 2.2.2.542—96 «Гигиенические требования к видео­ дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным маши­ нам и организации работы» изложены базовые требования, которые должен учитывать проектировщик при разработке современных вычислительных сис­ тем. В данном документе выделены следующие группы требований:

•общие требования к вычислительным системам;

•требования к помещениям для эксплуатации вычислительных систем;

•требования к микроклимату;

•требования к шуму и вибрации;

•требования к освещенности помещений и рабочих мест;

•требования к организации и оборудованию рабочих мест;

•требования к организации режима труда;

•требования к организации медицинского обслуживания.

Знание и учет указанных показателей и требований крайне необходи­ мы уже на ранних стадиях проектирования ЭА, будь то персональный ком­

466

12.1. Характеристика человека-оператора как звена в системе человек—машина

пьютер или распределенная вычислительная система. Прежде чем перейти к рассмотрению методов и средств обеспечения высоких эргодизайнерских характеристик проектируемых систем, проанализируем основные характе­ ристики человека-оператора как звена в единой системе человек—машина.

12.1.Характеристика человека-оператора как звена

вединой системе человек— машина

Инженеру-конструктору-технологу ЭА в процессе работы приходится решать ряд задач, связанных как с разработкой конструкции самой ЭА, так и разработкой технологических приспособлений, инструмента и технологиче­ ской оснастки, используемой при ее производстве, испытаниях и контроле. Учитывая свойства проектируемых электронных систем и технологического оборудования, можно выделить две группы систем: человек—инструмент и человек—машина [10, 25]. При работе с простыми орудиями труда весь по­ ток информации, необходимый для управления воздействием на предмет труда, преобразует человек. При этом он полностью осуществляет и кон­ тролирует процесс воздействия. Машина является преобразователем ин­ формации, а не только энергии, т. е. она частично без участия человека формирует командные сигналы и регулирует воздействие. В результате принципиальная особенность работы человека с машиной (прибором, аппа­ ратом) заключается в неполном контроле с его стороны за протекающим процессом воздействия на предмет труда. В табл. 12.3 приведена классифи­ кация систем «человек— инструмент», а в табл. 12.4 — систем «человек— машина» [10, 25].

Исходя из данной классификации, можно заключить, что одним из ос­ новных направлений эргономического исследования является анализ пси­ хофизиологической сущности функциональной деятельности человека-опе­ ратора. Наиболее характерной чертой деятельности оператора является то, что он лишен возможности непосредственно наблюдать за управляемыми объектами и вынужден пользоваться информацией, которая поступает к не­ му по каналам связи.

Восприятие информации человеком-оператором осуществляется ор­ ганами чувств, являющихся для него «входом». «Выходом» для человекаоператора служат органы речи и двигательные реакции, которые также не­ сут в себе определенное количество информации. Учитывая это, человекоператор может быть представлен в виде сложной системы, предназначен­ ной для приема, переработки и выдачи информации и охваченной обратны­ ми связями (рис. 12.1) [25].

467

12. Эргодизайн электронной аппаратуры

Рис. 12.1. Функциональная схема человека-оператора в управляющей системе

Таблица 12.3. Классификация систем типа «человек—инструмент»

468

12.1. Характеристика человека-оператора как звена в системе человек—машина

Таблица 12.4. Классификация систем типа человек—машина

впрограмму машины

Срепродуктивно-преобра- Характерным является существенное, почти полное

Каждый из блоков системы человек— машина характеризуется дву­ мя важнейшими параметрами: временем реакции %\ и вероятностью полу­ чения правильного результата Р. Правомерность принятия конкретного значения Р, для каждого из блоков связана с тем, что, во-первых, инфор­ мация, получаемая человеком, не всегда может быть исчерпывающей, вовторых, она по-разному воспринимается людьми, в-третьих, целенаправ­ ленные действия человека не всегда выполняются безошибочно и, в-чет­ вертых, часто человеку-оператору приходится иметь дело не с реальными объектами, а с их моделями.

Объем информации, перерабатываемой и хранящейся в модели, и пра­ вила ее организации должны соответствовать задачам и способам управле­ ния. Наиболее существенной особенностью деятельности человека с ин­ формационной моделью является необходимость определения степени со­ ответствия сведений, получаемых с помощью приборов, экранов, табло как между собой, так и с реальными управляемыми объектами. Именно на осно­ вании этого анализа строится вся деятельность человека-оператора.

Приведенное описание деятельности человека-оператора позволяет сформулировать основные требования к обеспечению деятельности челове­ ка-оператора на каждом из этапов, но для проектирования системы важным является и количественная оценка тех или иных характеристик каждого из этапов.

469

12. Эргодизайн электронной аппаратуры

Количественная оценка этапов функциональной деятельности человека-оператора

Для получения количественных оценок функциональной деятель­ ности человека-оператора используют группы методов эргодизайнерско­ го проектирования и исследований, которые можно разделить на анали­ тические и проектировочные. Аналитические методы направлены на вы­ явление структуры деятельности, ее особенностей. Проектировочные методы направлены на разработку мероприятий, обеспечивающих вы­ полнение требований «функционального комфорта». В свою очередь, аналитические методы делятся на эмпирические и экспериментальные. Экспериментальные методы предполагают активное воздействие на ре­ альную деятельность.

Среди эмпирических методов исследования выделяют:

•анализ результатов деятельности и документации;

•непосредственное наблюдение;

•опосредованное наблюдение (в результате невозможности прямого наблюдения или необходимости регистрации наблюдений на кино-, фото-, аудио-, видео- и других носителях);

•самонаблюдение (исследование функциональной деятельности на основе собственного опыта);

•хронометраж;

•опросные методы (чаще всего психофизиологические).

Среди экспериментальных методов выделяют исследования:

•на основе факторных моделей;

•на основе регрессионных моделей;

•на моделях, базирующихся на основе теории Хаоса.

Все эти методы направлены на получение количественных оценок функциональной деятельности человека-оператора.

Сумма реакции человека-оператора складывается из времен реак­ ции на каждом из этапов функциональной деятельности человекаоператора. Общее время сенсомоторной реакции — это время, затрачен­ ное на выполнение определенного вида реакции (движения или голосо­ вой реакции) в ответ на внезапно появляющийся сигнал с максимально возможной для человека скоростью. Для упрощения расчетов принято, что время задержки в этом случае складывается из латентного периода реакции — времени от момента появления сигнала до начала ответного действия (табл. 12.5) и длительности моторного действия — времени от­ ветного действия (табл. 12.6) [31— 33].

470

12. /. Характеристика человека-оператора как звена в системе человек-машина

Таблица 12.5. Сравнительные характеристики анализаторов человека-оператора

471