Эргономика Березкина 2013
.pdfЭргономическая экспертиза - заключительный этап эрго номического обеспечения. Она должна оценить степень вы полнения заданных эргономических требований. Эргономиче ская экспертиза осуществляется на различных стадиях жиз ненного цикла изделия - при его разработке, производстве, эксплуатации (потреблении) и утилизации.
На стадии разработки экспертиза проводится подразделе нием, на которое возложены функции эргономического обе спечения - это подразделение дизайна и эргономики с привле чением служб стандартизации и метрологии, охраны труда, главного конструктора, архитектора и др., а также заказчика.
На стадии производства эргономическая экспертиза прово дится службой охраны труда, службой главного технолога, от делом труда и заработной платы, отделом стандартизации.
Основная методология проведения эргономической экспер тизы - эргономическая оценка.
12.2. Эргономическая оценка
Эргономическая оценка - это определение соответствия показателей объекта оценки эргономическим требованиям и установление эргономического уровня качества оцениваемого объекта. Эргономическая оценка может быть дифференциаль ной, комплексной и смешанной.
Дифференциальный принцип эргономической оценки за ключается в определении уровня качества объекта посред ством ряда показателей, отражающих важнейшие свойства оцениваемого объекта. Например, это соответствие показате лей системы «человек-машина-среда» качеству деятельности человека-оператора по его точностным, скоростным, силовым или надежностным характеристикам.
Комплексный принцип эргономической оценки объекта состоит в определении уровня качества одним интегральным показателем - эргономичностью (уровнем эргономичности).
Эргономичность системы «человек-машина-среда» пред ставляет собой совокупность эргономических свойств данной системы.
Эргономичность в зависимости от этапа использования систе мы «человек-машина-среда» имеет следующие свойства, спо собствующие взаимодействию СЧМ и человека-оператора:
• управляемость - приспособленность к управлению чело- веком-оператором;
351
•обслуживаемость - приспособленность технических средств к обслуживанию, ремонту и подготовке к применению;
•осваиваемость - приспособленность технических средств
иалгоритмов деятельности к освоению;
•обитаемость - приспособленность технических средств и среды деятельности к оптимальным биологическим параме трам внешней среды, при которых человеку-оператору обеспе
чиваются здоровые и безопасные условия труда.
Смешанная эргономическая оценка объекта включает эле менты и дифференциальной, и комплексной оценки.
Эргономическая оценка может быть охарактеризована без размерной функцией
У1 =/(/>., Р,баз),
где Р;- показатель свойства (абсолютный); Р^33- базовый по казатель (абсолютный).
Эргономическая оценка должна включать следующие ха рактеристики:
-быть безразмерной;
-монотонно убывать от 1 до 0 по мере увеличения отличия измеренного в системе значения параметра от его нормативно го значения;
-не иметь особых точек, т.е. не обращаться в ноль или бес конечность во всем диапазоне значений фактора;
-быть инвариантной относительно числа учитываемых па раметров;
-базироваться на учете лишь тех параметров, которые под даются однозначному определению.
Всю возможную для различных систем совокупность пара метров с точки зрения задачи метризации их показателей мож но разделить на две группы:
-хорошо измеряемые показатели - это показатели с усто явшейся метрикой, имеющие установленные в нормативной документации нормативные значения (максимальные, мини мальные, интервальные);
-плохо измеряемые показатели - это показатели с неявной метрикой, не имеющие в связи с этим общепринятых норма тивных значений.
Основываясь на таких исходных принципах, можно выра ботать блок-схему алгоритма общей эргономической оценки (рис. 12.1).
352
Рис. 12.1. Блок-схема алгоритма эргономической оценки объекта
353
Блок 1. Структурная схема свойств системы строится с учетом всех принимаемых в расчет параметров отдельных элементов системы «человек-машина-среда» - прежде всего параметров производственных факторов условий труда. К ним относятся:
-химические вещества в воздухе;
-шум;
-вибрация;
-микроклимат;
-освещение и т.д.
Кроме того, это могут быть и параметры изделий - разме ры, вес, цвет и др.
Блок 2. Базовые показатели свойств (параметры) устанав ливаются на основании государственных нормативных требо ваний, действующих в Республике Беларусь и содержащихся в вышеназванных нормативных правовых и технических норма тивных правовых актах. Если необходимые параметры отсут ствуют в готовом виде, их получают расчетными или экспериментальными методами, моделируя отдельные элемен ты производственного процесса или эксплуатации.
Блок 3. На данном этапе проведения эргономической оцен ки осуществляется определение реальных значений параметров инструментальными и расчетными методиками, а также путем сопоставления качественных характеристик. Необходимо иметь в виду погрешности измерений или расчетов, допускаемые применяемыми приборами и лабораторным оборудованием:
-при измерении шума заданная погрешность составляет 10-15%;
-вибрации - 10-20%;
-инфракрасного излучения - 5%;
-температуры - 0,2%;
-относительной влажности воздуха - 1,5-70%;
-концентрации пыли и аэрозолей вредных веществ весо выми методами - 10%;
-концентрации паров и аэрозолей вредных веществ в за висимости от методов измерения - 20-25% (а при экспрессметодах - до 50%);
-освещенности - 10%.
Качественная оценка параметров (например, органолепти ческих свойств продукции) зависит от разрешающей способ ности органов чувств человека, его психофизиологического состояния на момент оценки, а также от окружающей среды.
354
Для снижения погрешности при такой оценке применяются методы экспертной оценки.
Блок 4. В квалиметрической практике используются следу ющие виды зависимостей между единичными параметрами и их оценкой - относительным показателем (зависимости ли нейные, нелинейные, не выраженные в явном виде). Чаще все го используются линейные зависимости
Р; |
Р ~ Р баз |
|
Р - Р баз |
Рбаз У г |
рбаз |
Уг |
Р° |
где Р - реальный измеренный параметр; Р.баз - его базовое значение; У1- относительный показатель.
Для оценки показателей, связанных с человеческим факто ром, использование линейных зависимостей неприемлемо. Потребление человеком свойств окружающего мира, как было сказано ранее, осуществляется в соответствии с основным по ложением экспериментальной психологии - психофизиологи ческим законом Вебера-Фехнера, поэтому при проведении эр гономической оценки следует пользоваться экспоненциальны ми зависимостями.
Регламентация показателей свойств (параметров) в виде эр гономических требований осуществляется интервальными значениями, значениями, ограниченными сверху и снизу, а также качественными или не выраженными в явном виде. Причем регламентация показателей интервальным значением является основным, а все остальные можно рассматривать как его частные случаи.
В человеко-машинных системах математическая зависи мость оценки от показателя свойства, определяемая экспонен циальной функцией, приобретает следующий вид:
при интервальном задании эргономических требований
2 Р ; - ( Р ™ + Р ™ П)
У1 = ехр -0,223
Р" Рп
для параметров, ограниченных сверху.
Р
У/ = ехр -0,223
355
для параметров, ограниченных снизу:
■ ~А
где р.тах, р.™11соответственно верхний и нижний пределы показателя /-го свойства.
Следует отметить, что все численные параметры должны задаваться интервально, но, к сожалению, при большом числе параметров это практически невозможно: они задаются либо максимальным, либо минимальным значением.
Имеется ряд показателей свойств, оценка которых не под лежит математической зависимости, так как не выражена в яв ном виде. Такие показатели называются качественными (в от личие от предыдущих - количественных) и определяются по формуле
где 1 - показатель, удовлетворяющий требованиям; 0 - показа тель, не удовлетворяет требованиям. В качестве эргономиче ских требований, задаваемых качественным образом, могут выступать, например, цвет изделия, вкус, запах и т.д.
Блок 5. Определяются значения показателей.
Все оценки при удовлетворительном выполнении заданных эргономических требований имеют значение, равное алгорит му деятельности оператора. Если значение реального параме тра выходит за установленные пределы, то оценочный показа тель приобретает оценку менее 1. Эта оценка тем меньше, чем более реальный показатель свойства отличается от регламен тированного.
Пример
Освещенность в производственных помещениях в соответствии с ТКП 45-2.04-153-2009 должна быть не менее 300 лк (параметр, ограниченный сни зу). Рассмотрим два варианта - несоответствие и соответствие эргономиче ским требованиям.
Вариант 1. Реальные измерения показали, что освещен ность составила 200 лк. Поскольку речь идет о параметре,
356
ограниченном снизу, подставляем измеренное значение осве-
щенности в формулу |
• -|4 |
|
-1,336^ |
|
V, = ехр -0,223 |
|
0,3367>п |
и получаем оценку ^.=0,028.
Вариант 2. Реальные измерения показали, что освещен ность составила 400 лк. Подставляем реальные и измеренные значения в эту же формулу и получаем оценку ^=1,0.
Выбор шкалы размерностей оценки производится с при вязкой к установленным минимальной и максимальной грани цам оценки. При эргономической оценке как относительной оценке достигнутого уровня по отношению к базовому шкала установлена в пределах от 0 до 1,0. С учетом характеристиче ских точек принятой при оценке экспоненциальной зависимо сти шкала будет выглядеть следующим образом:
- 1,0 - максимальный уровень (1,0 - характеристическая точка); |
- |
1,0-0,63 - хороший уровень (1— |
=0,63212 - характери- |
|
е |
|
стическая точка); |
1 |
|
- |
0,63-0,37 - удовлетворительный уровень ( - =0,36788 - |
|
|
|
е |
характеристическая точка); - 0,37-0 - неудовлетворительный уровень (0 - характери
стическая точка).
Блок 6. Определение весомостей показателей при эргоно мической оценке производится экспертными методами. Для этого можно использовать государственные стандарты, посвя щенные экспертной оценке - комплекс ГОСТ 23554.0- 79 - ГОСТ 23554.2-81, в основе которых лежит метод Делфи. В соответствии с этим методом для того, чтобы экспертную оценку сделать более объективной, процедура оценки разбива ется на несколько этапов. Специально подбираются эксперты. Одним из условий подбора экспертов является то, что они не должны быть связаны с оцениваемым объектом по признакам проектирования или зависеть от проектировщиков организа ционно. Проводится согласование оценок. Психофизиологиче ские возможности человека с точки зрения его способности различать градации в интенсивности какого-то свойства срав нительно ограничены. Так, например, при использовании 100-балльной шкалы оценок эксперт не способен использо вать весь диапазон значений этой шкалы, а оперирует в луч-
357
шем случае оценками, отличающимися друг от друга не менее чем на 5 баллов. Иначе говоря, точность выносимых им оце нок (± 5 баллов) колеблется в этом случае в среднем в преде лах 10%. В связи с этим в экспертной оценке не используется более чем 10-балльная шкала, а чаще всего 5-балльная. Для устранения невысокой точности экспертной оценки использу ется не один, а группа экспертов.
Блок 7. Выбор метода сверки показателей отдельных свойств для получения общей эргономической оценки - уров ня эргономичности сводится к выбору способа определения среднего взвешенного, которое подразделяется на среднее арифметическое, среднее геометрическое, среднее гармониче ское, среднее квадратичное и т. д. Все методы свертки облада ют свойствами усреднения. Средняя арифметическая взвешен ная (V) с учетом коэффициентов весомости (общая оценка) определяется по формуле:
п
/=1
где V- - относительный показатель; а1 - весомость.
Сумма весомостей свойств данного иерархического уровня показателей есть величина постоянная и чаще всего выглядит следующим образом:
п
1=1
Общая оценка представляет собой оценку уровня эргоно мичности изделия или общую оценку системы «человек-ма- шина-среда» в целом. Шкала размерностей общей оценки яв ляется такой же, как и для единичных показателей (блок 5).
12.3. Эргономика в проектной деятельности
Результаты дизайнерской деятельности наглядны. Они ле жат на поверхности и легко оцениваются потребителем, тогда как эргономическая деятельность проявляется опосредованно и требует определенной интеллектуальной работы для осозна ния ее результатов.
358
Искусство, на языке которого дизайн оформляет свои про ектные инициативы, является достаточно выразительным, что бы возбуждать общественную потребность в дизайне. Эргоно мика, получив огромное количество рациональных знаний, фактологического и аналитического материала, может в полной мере актуализироваться именно в дизайнерском проекте.
Проектирование —это род деятельности, который осущест вляется в самых разных областях общественной практики - в технике, политике, культуре, образовании и т.д.
Представления о проектировании как самостоятельном типе деятельности, сравнимым по значимости с познанием, управлением или коммуникацией, вошли в общественное со знание и науку в значительной степени благодаря дизайну. Первые работы по философии проектирования, методологии системного подхода к организации проектной деятельности, по социально-культурным проблемам проектного процесса так или иначе были связаны с возрождением в 1960-е годы ди зайна. Дизайн, несущий определенную эстетическую про грамму, базирующуюся на совокупности ценностей, идеалов и культурных образцов, сегодня включен в систему промышлен ного производства и участвует в общем процессе освоения и внедрения новых технологий.
Промышленные изделия, выполненные по проектам дизай неров, обеспечивают эффект присутствия в определенном фрагменте, слое культуры. К эффекту социально-художествен ному добавляется эффект социально-экономический. Работы дизайнеров появляются на производстве, приходят в каждый дом, делают возможной эстетическую коммуникацию для всех членов общества, рационализируют систему человеческих за нятий и как бы переформировывают образ жизни каждого из нас, обеспечивая нам присутствие в определенном слое циви лизации. Таким образом, дизайн представляется не только профессионально-проектным явлением, но и экономическим и культурным.
Промышленность, по сути, является одним из самых мощ ных источников трансляции культуры. Дизайнер, который способен морфологизировать достижения науки в полезных вещах, в том числе в таких, каких раньше не было, является, посредником между научно-техническим прогрессом и чело веком. Социальная функция дизайна заключается в том, чтобы содействовать превращению промышленности в такой фраг мент общественного устройства, который был бы способен ре
359
шать задачу формирования и обновления культурных слоев в соответствии с целями и прогнозами общественного развития.
Эргономика рассматривается как естественнонаучная ос нова дизайна. Помимо научного обоснования проектного ре шения эргономика акцентирует внимание проектировщика на той особенности, что сами цели проектирования формируют ся человеком как носителем определенных ценностей - исто рических, национальных, нравственных, эстетических, куль турных. Человеческий смысл выдвигаемых целей может быть понят и выявлен только внутри широкого культурного контек ста с его ценностями, идеалами, образцами и значениями. Следовательно, речь идет о глубине и ширине моделирования смыслового контекста культуры, о точности, адекватности перевода его в цели проектирования, планирования и управ ления во всех областях и на всех уровнях человеческой дея тельности.
Новые формы деятельности не только влияют на психоло гию и сознание человека, но и изменяют (более того, опреде ляют) и строят его. Достижение оптимальных контактов меж ду человеком и машиной - задача не только техническая, но и социальная. Она не может быть решена без высокой проект ной культуры, неотъемлемой частью которой должны стать фундаментальные знания о человеке и его деятельности.
По определению, дизайн - проектная деятельность, имею щая целью формирование эстетических и функциональных ка честв предметной среды. Исходным пунктом этой деятельности является преобразование предметного мира в соответствии с прогрессивными целями развития общественного производ ства, материальной и духовной культуры. Эргономика - науч ная дисциплина, комплексно изучающая деятельность человека с техническими средствами в определенной среде. Целью эрго номики является гуманизация техники и оптимизация условий труда.
Исходя из общепринятых определений, можно сделать вы вод о том, что дизайн и эргономика имеют общую цель преоб разования мира, а также имеют дело с одним и тем же объек том. Этим объектом является человеческая деятельность, осу ществляемая в предметном мире.
Использование эргономического знания в практике дизай на прошло несколько организационных форм.
360