2.3. Бжд, эргономика, техническая эстетика

24. БЖД и эргономика

БЖД - комплексная дисциплина, опирающаяся на данные смежных наук, в том числе на эргономику. Этот термин предложен польским ученым Ястребовским в работе "Черты эргономики, то есть науки о труде" (1875 г.) .

Эргономика изучает функциональные возможности человека в процессе деятельности с целью создания комфортных условий его деятельности.

Эргономика стремится приспособить технику к человеку, а БЖД кроме того изучает и проблемы приспособления человека к технике, т.е. их совместимости.

25. Виды совместимости человека и техники [3, с.30]

Эргономика стремится приспособить технику к человеку, а БЖД кроме того изучает и проблемы приспособления человека к технике, т.е. их совместимости. Различают следующие виды совместимостей: информационная, психологическая, социальная, биофизическая, энергетическая, антропометрическая и технико-эстетическая.

26. Информационная, психологическая и социальная совместимости [3, с.32]

Информационная совместимость, это совместимость техники психофизиологическим возможностям человека. Оператор управляет сложными системами с помощью органов управления (кнопки, рычаги, выключатели), совокупность которых образует сенсорное поле ; при этом оператор наблюдает показания приборов, экранов, схем, вслушивается в сигналы, т.е. пользуется средствами отображения информации (СОИ).

Психологическая совместимость учитывает психические возможности человека. Аварийность, травматизм в большой степени зависят от организационно-психологических причин: низкий профессионализм, пренебрежение требованиям безопасности, допуск к опасным работам необученных лиц или в состоянии утомления. Необходимо учитывать особенности психики некоторых лиц: боязнь замкнутых пространств (клаустобия), открытых пространств (агорафобия).

Социальная совместимость учитывает отношение человека к конкретной социальной группе и наоборот – социальной группы к конкретному человеку. Социальная совместимость связана с психологическими особенностями человека, с поведением его в коллективе.

27. Биофизическая и энергетическая совместимости [3, с.31, 32]

Биофизическая совместимость - создание такой окружающей среды, которая обеспечивает высокую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора. Эта задача стыкуется с требованиями охраны труда.

При этой совместимости учитывается терморегулирование организма человека (см. п. 20), зависимое от параметров микроклимата (см. п.п. 19,21), а также виброакустические характеристики среды (см. п. 84 – 89), освещенность (см. п.п. 46-52).

Энергетическая совместимость - это согласование органов управления с оптимальными возможностями оператора в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений.

28. Антропометрическая совместимость [3, c.30; 6, с.107; 8, c.27; 22, с160]

Антропометрическая совместимость - это учет размеров тела человека, возможности обзора пространства, учет положения (позы) оператора в процессе работы с целью минимальной затраты физических сил.

При этом учитывается объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей опереатора, расстояние от оператора до приборного пульта и т. п.

При организации рабочего места учитываются требования ГОСТов 12.3.002-75* "Процессы производственные", 12.0.003-74* "Вредные и опасные производственные факторы", 12.2.049-80 "Эргонометрические требования"; 12.2.032-78 - рабочее место стоя; 12.2.033-78 - рабочее место сидя.

Рабочим местом считается место постоянного или периодического пребывания работающего для наблюдения и ведения производственных процессов или экспериментов.

Кроме того рабочее место человека-оператора - это место в СЧМ, оснащенное средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием.

Рабочее место характеризуется рабочей средой и рабочей зоной. Рабочая среда характеризуется физическими, химическими, биологическими, информационными, социально-психологическими и эстетическими факторами.

Рациональное устройство рабочего места учитывает оптимальную его планировку, степень механизации, автоматизации, выбор рабочей позы оператора и расположение органов управления инструментов, материалов.

Организация рабочего места заключается в выполнении мероприятия обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование предметов и орудий труда.

Рабочая зона - часть пространства рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы . Рабочая поза будет наименее утомительна только при условии, если рабочая зона сконструирована правильно.

Рабочая зона оператора (станочника) ограничивает пространство, в пределах которого движения рук оператора наиболее экономичны , без излишних напряжений ГОСТ 22269-76 "Рабочее место оператора" устанавливает общие эргономические требования.

Важен выбор рабочего положения человека. Рабочая зона выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести тела лежит в пределах площади опоры .

Если в процессе работы действует небольшая группа мышц, то предпочтительнее поза сидя; при работе большой группы мышц - стоя. При проектировании рабочего места необходимо учитывать следующее: если при прямой позе сидя мышечную работу принять равной единице, то при прямой позе стоя мышечная работа составляет 1,6; при наклонной позе сидя мышечная работа составляет - 4, а при наклонной позе стоя - 10. Статичная поза утомительнее, нежели динамическая.

В связи с внедрением механизации и автоматизации рабочие позы могут быть статичны, т.е. человек сидит, например, у пульта управления блока электростанции в малоподвижной позе. Лишение рабочего двигательной активности вызывает утомление, поэтому особое значение приобретают специальные физические упражнения, снижающие это утомление.

В пределах рабочей зоны размещаются органы управления (рукоятки, кнопки, рычаги), инструмент; измерительные приборы, приспособления и так, чтобы исключались лишние, непроизводительные движения.

Различают оптимальную и максимальную рабочие зоны. Наиболее часто употребляемые инструменты, материалы и др. размещаются в оптимальной рабочей зоне, редко употребляемые - в максимальной рабочей зоне.

Правильное конструирование рабочих зон определяется соответствием их с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или локте на уровне рабочей поверхности, а движением рук управляет мозг человека в соответствии с коррекцией глаз. Поэтому рабочую зону, удобной для охвата человеческим взором.

Рабочие места проектируются с учетом антропометрических данных усредненных размеров человеческого тела. Иначе, если размещение органов управления не будет соответствовать физическим возможностям человека, работа окажется неоправданно утомительной. При этом учитываются рост, размах и длина рук, ширина плеч, высота колен и т.д. При проектировании берутся средние значения этих величин, характерные для данной страны или групп населения, а также при возможности предусматривается настройка органов управления, мебели к данному индивидууму (высота, угол наклона).

В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и любые машины и механизмы, обслуживаемые человеком.

Рабочее место водителя должно быть оборудовано механизмом, позволяющим регулировку положения сиденья по вертикали, горизонтали и углу наклона спинки. Распространенными устройствами для обслуживания автомобилей являются осмотровые канавы. Осмотровые канавы по назначению подразделяются на межколейные, (работа под автомобилем), боковые (работа у боковых частей автомобиля) и комбинированные.

29. Технико-эстетическая совместимость [3, с.34]

Технико-эстетическая совместимость заключается в удовлетворенности человека в обращении с машиной (дизайн, художественное оформление конструкций).

30. Органы управления [8, с.30]

При конструировании и подборе органов управления необходимо учитывать ряд важных факторов, влияющих на общую эффективность действий оператора, а нередко и на скорость и точность выполнения критических операций.

К этим факторам относятся:

положение тела оператора;

расположение органов управления;

размер, форма органов управления;

направление, амплитуда и траектория их движения;

сопротивление;

отношение величины перемещения органа управления к величине перемещения указателя индикатора;

воздействие температуры, вибрации и т.п.

Органы управления могут быть ручными и ножными. Исследования показали, что предпочтительнее управление ручное, причем выгоднее использовать регуляторы, которые приводятся в движение рукой к себе или от себя. Следует иметь ввиду, что движения руки к себе более быстрые, но менее точные, тогда как от себя - более точные, но менее быстрые. Движения пальцев, как правило, отличаются большой точностью, что объясняется не только гибкостью, но и независимостью движений каждого пальца.

Если орган управления не требует усилий, то оператор "не чувствует" рукоятки и действует очень неточно. Для предотвращения дрожания руки и повышения точности движений требуется определенный момент сопротивления рукоятки в пределах 3-15 Нм. Для ножных педалей момент сопротивления должен составлять от 20 до 80 Нм.

Ножные органы управления используются тогда, когда требуются большие усилия и небольшая точность: включение - выключение, грубая регулировка напряжения тока и т.п.

При ручном управлении максимальные усилия могут быть приложены к рычагам, которые захватываются стоящим оператором на уровне плеча, а сидящим - на уровне локтя, поэтому органы управления, которые используются наиболее часто, следует располагать на высоте между локтем и плечом.

В процессе управления человек обязательно должен прилагать некоторые усилия, так как отсутствие их (что может быть, например, при кнопочном управлении) дезориентирует человека, лишает его уверенности в правильности своих действий.

Форма и размеры органов управления должны быть согласованы с размерами и биомеханическими особенностями руки оператора.

Для различных операций хорошо использовать органы управления, действующие по различному принципу: перекидные , кнопочные, поворотные.

При выборе органов управления необходимо учитывать, насколько диктуемые ими рабочие движения соответствуют рефлекторным реакциям человека: так, при вращении рукоятки по часовой стрелке ожидается эффект увеличения (тока, давления, напряжения), и наоборот.

Необходимо, кроме того, чтобы движения органов управления были согласованы с сигналами по пространственным и временным характеристикам. Структурное соответствие в расположении приборов и органов управления, естественные связи направлений движения - важнейшее средство повышения точности и скорости действий оператора. Если движение органов управления соответствует перемещению индикаторов, то количество ошибок при этом уменьшается в 2 -3 раза, уменьшается также вероятность появления грубых ошибок при рефлекторных движениях управления.

Дистанционное управление. Во многих случаях возникает необходимость управления установками, манипулирования объектами и т.д. на расстоянии, например, из-за опасности, которую для человека представляет радиация.

В случае невозможности приблизить оператора к рабочей зоне может быть использована промышленно-телевизионная установка. При этом важно обеспечить такое положение телевизионной камеры, чтобы она отражала естественный вид объекта и захватов манипулятора, не вызывая у оператора противоположной реакции и путаницы.

31. Принципы размещения органов управления [8, с.30]

Типизация размещения на рабочих местах приборов и органов управления способствует выработке у исполнителя-специалиста профессиональных привычных манипуляций, т.е. повышает скорость и точность работы оператора, снижает утомляемость.

Существует несколько принципов размещения индикаторов и органов управления в рабочем пространстве, из которых основные следующие.

Принцип функциональной организации, когда приборы и органы управления группируются по их функциям, например: амперметры, вольтметры, манометры и пр.).

Принцип значимости, когда приборы группируются в зависимости от того, насколько решающими являются они

для выполнения определенной группы операций, т.е. приборы, имеющие важное значение, помещаются там, где имеются наилучшие условия восприятия их показаний.

Принцип последовательного использования, согласно которому размещение приборов и органов управления соответствует последовательности операций.

Принцип частоты использования, по которому наиболее часто используемые элементы помещаются в самых удобных для восприятия или манипулирования местах.

Принцип оптимального расположения в зависимости от особенностей элементов с учетом точности, с которой показания прибора должны быть считаны, скорости восприятия, удобства манипулирования и т.д..

Кроме того, при группировке приборов следует учитывать, что в одной группе не рекомендуется иметь более шести горизонтальных и шести вертикальных рядов. В том случае, если на панели более 30 приборов, следует их разместить в две (или более) зрительно отличающихся группы, что облегчает чтение показаний.

Панели, на которых располагают как органы управления, так и индикаторы, следует монтировать так, чтобы зрительные индикаторы занимали центральную часть, а органы управления находились на периферии.

32. Техническая эстетика. Пути эстетизации труда [6, c.111; 8, с.26; 26, с.52]

В процессе труда у человека возникает совершенно определенный, обусловленный производственной обстановкой, материальными и социальными условиями труда комплекс эмоций. Охрана труда заключается не только в том, чтобы обеспечить безопасность и безвредность труда, но и в том, чтобы сама работа, архитектурное и цветовое решение интерьера не вызывали бы отрицательных эмоций. Все, что окружает человека на производстве, должно доставлять ему радость своим совершенством, удобством и красотой.

Техническая эстетика - научная дисциплина прикладного характера, которая вносит художественное начало в трудовые процессы, что способствует одухотворению труда, разрабатывает способы положительного эмоционального, эстетического воздействия на человека в производственной обстановке. Техническая эстетика позволяет снижать нервное утомление и вредные воздействия на функции организма в процессе труда, так как она, опираясь на технические дисциплины, экономику, эргономику, архитектуру и художественное искусство, окружает человека удобной, совершенной и прекрасной техникой.

В технике нет всеприемлемых абсолютных форм красоты, так как у каждой машины, у каждого рабочего места свое лицо красоты, которое следует искать только в предельном соответствии формы содержанию. Любой конструируемый объект должен прекрасно функционировать. Это - не только действие механизма, функция включает также взаимоотношения "человек-машина". Но главное в содержании эстетики - труд.

Существуют три пути эстетизации труда:

эстетизация процесса труда;

эстетизация рабочей среды;

эстетизация продукта труда.

Эстетизация процесса труда охватывает вопросы трудовой обстановки и культуры производства. Требования культуры производства должны удовлетворяться самим процессом производства, начиная с проектирования и постановления технической документации и кончая многообразной технологией производства, включая процессы испытаний и внешнюю отделку изделий.

Эстетизация рабочей среды , являясь составной частью охраны труда и опираясь на НОТ и эргономику, охватывает широкий комплекс задач, содержит весьма значительные резервы роста производительности труда (оптимальный цветовой климат интерьера, оптимальное решение цельности, масштабности, гармоничности, пропорциональности оборудования на рабочем месте и в цехе в целом и т.д..

Эстетизация продукта труда базируется на художественном конструировании. Продукт труда должен быть красив не только в окончательном виде и не только целиком, но и во всех своих деталях и узлах, на всех этапах превращения материала в деталь, узел, машину. Одним из важных методов эстетизации продукта труда является художественное конструирование (дизайн).

33. Художественное конструирование [8, с.26]

Художественное конструирование - это сфера творческой деятельности, цель которой формирование гармоничной предметной среды, наиболее полно удовлетворяющей материальные и духовные потребности человека; это процесс поиска оптимально целесообразной формы промышленного изделия и компоновка форм изделий в диалектической взаимосвязи с содержанием и качеством в целом. Художественное конструирование учитывает включение данного изделия в систему "изделие-человек-среда" и в конце концов во всеобщую систему "мир материальной культуры-общество-природа".

Художественное конструирование оперирует такими понятиями, как

средства композиции, объемно-пространственная структура.

Основными средствами композиции , придающими изделию (или интерьеру) соразмерность и гармонию, являются пропорции, масштаб, контраст, симметрия и асимметрия.

Пропорции выражают соразмерность частей формы между собой и с целым. Пропорции служат средством гармонизации формы.

Масштабность - установленное соотношение величины создаваемого предмета с определенной мерой. Масштаб - это мера соответствия одного предмета другому или нескольким предметам при их сопоставлении.

В основе масштабности лежит отношение части предмета к целому, предмета в целом и его частей - к иным предметам и их частям, в также к размерам человека. Масштабное сравнение может происходить не только тогда, когда эти предметы находятся рядом в комплексе, но и когда они разобщены как по месту, так и по времени. В подобном случае сравнение может производиться только по памяти, мысленно с привлечением прошлого опыта.

Большой предмет среди меньших воспринимается как главный (например, гидрогенератор посреди машинного зала). Однако существуют ансамбли и другого характера. Например, цех крупного завода, заполненный множеством сложных аппаратов больших и малых размеров. В конце цеха, недалеко от стены - пятиметровый бледно-голубой, почти белый пульт управления, он чуть выше человеческого роста, с ярко-синей полосой козырька наверху. В результате очевидно, что пульту принадлежит главная роль среди окружающего оборудования, хотя многое оборудование в цехе по размерам больше его.

Контраст - средство композиции, используемое для выражения противопоставления элементов (по объему, цвету и т.д.), которое позволяет активнее выразить функциональные и конструктивные особенности сопоставляемых элементов и содействует обострению восприятия целого.

Симметрия - принцип организации элементов композиции, основанный на правильном их размещении вокруг центра или оси, и асимметрия - при неправильном размещении.

Форма машины не должна быть источником излишней информации, чтобы не отвлекать внимание оператора. Все нефункциональные и декоративные элементы, если они и вызваны технологией изготовления, должны быть исключены. Формы объемов машины в целом должны быть просты, лаконичны, с нормальными очертаниями без замысловатых конфигураций, так как резкие изменения основных линий контуров объемов невольно притягивают взгляд человека, являясь постоянными узлами зрительного напряжения.

Значительность, заметность пульта управления в цеховом ансамбле определялась многими факторами. Большую роль играют его назначение и главенствующее положение в технологическом процессе, отличительная окраска и место расположения - пульт поставлен на невысокой площадке, в зрительном центре. Но есть еще одно важное качество в компоновке пульта, благодаря которому он приобрел ведущее значение в производственном ансамбле. Это - значительный его масштаб, крупность членений.

Заделанные заподлицо большие шкалы и циферблаты, цельные, ровно окрашенные кожухи, мягкое местное освещение люминесцентными лампами из-под козырька по всей длине пульта, крупность элементов объема - все это делает масштаб пульта более выразительным по сравнению с оборудованием измельченных форм.

34. Цвет на производстве [8, с.26]

Огромное значение в эстетизации производства имеет цвет или так называемый "цветовой климат". "Цветовой климат" - художественно осмысленное, рационально подобранное с учетом психофизиологических требований сочетание цветов в помещении.

Поскольку зрительному анализатору человека предъявляется все большие требования в процессе его трудовой деятельности, ему необходимо обеспечить такие условия, которые уменьшили бы напряжение и утомление зрения. Так, благоприятное действие на функции глаза оказывает рациональное как с физиологической, так и с художественной точки зрения цветовое оформление или окраска производственных помещений и рабочих мест.

Глаз человека различает в солнечном спектре более 120 градаций по цветовому тону, более 70 - по насыщенности каждого тона и более 25 ступеней - по яркости, что в сумме дает свыше 25 тысяч различных цветов и оттенков. Проблема применения цвета для окраски отдельно изделий и предметной среды (интерьера) рассматривается обычно в единстве следующих сторон: физической и психофизиологической, психологической, социальной, эстетической.

Основная цель применения цвета заключается в повышении производительности труда и эстетической удовлетворенности человека. Цвет не только окружает, но и постоянно воздействует на человека. Влияние его сильно оказывается на его трудоспособности. Психофизиологическое воздействие цвета есть первый и наиболее важный фактор, учитываемый при выборе цветового решения. Установлено , что красные, оранжевые, желтые цвета ("теплые тона") действуют на человека возбуждающе: расширяют зрачки, учащают пульс и в конечном итоге вызывают общее утомление. Наоборот , синие, голубые, зеленые цвета ("холодные тона") успокаивают и уменьшают зрительную утомляемость.

Особенности цвета позволяют художнику-конструктору создавать впечатление легкости и тяжести , холода и тепла, простора и тесноты, выступления и отступления элементов и узлов машины, интерьера. Психофизиологические воздействие цветовой гаммы на людей многообразно, и воспринимается она разными людьми различно в зависимости от возраста, пола, физического состояния, настроения.

При окраске производственных помещений и технологического оборудования руководствуются "Указаниями по рациональной цветовой отделке производственных помещений и технологического оборудования промышленных предприятий (СН 181-70). -М.: Стройиздат, 1978,-78 с.

При работе, требующей постоянной сосредоточенности или однообразных действий, предпочтительнее оттенки холодных цветов - зеленого, сине-зеленого, так как взгляд на эти цвета вызывает чувство облегчения, а при работе, периодически требующей интенсивности умственной или физической нагрузки, рекомендуются оттенки теплых цветов, которые вызывают активность.

Окраской надо пользоваться не только для того, чтобы улучшить зрительное восприятие изделий. Цвет необходимо применять и для выявления нужных деталей элементов или частей, прежде всего опасных в отношении травматизма. При окраске помещений учитываются их назначение, климат и расположение. Например, на севере в цехах металлообработки потолки и верх стен желательно окрашивать в белый цвет, а на юге - в светло бирюзовый. Цвет нижней части - кремовый, если окна выходят на северную сторону, и светло-зеленый - если на южную. Окраска агрегатов определяется их назначением. Движущиеся части оборудования окрашиваются в предупреждающий цвет (желтый с красным, желтый с черным).

В красный цвет окрашиваются кнопки и рукоятки управления, внутренняя сторона ограждающих крышек, дверей.

35. Цвета и знаки безопасности

Цвет используется для профилактики безопасности труда. Согласно ГОСТ 12.4.026-76* "Цвета сигнальные и знаки безопасности" устанавливаются характеристики сигнальных цветов, форма, размеры и цвета знаков безопасности, а также порядок их применения.

Сигнальные цвета применяются для поверхностей конструкций, приспособлений и элементов производственного оборудования, которые могут служить источниками опасности для работающих, поверхностей ограждений и других защитных устройств, а также пожарной техники.

Знаки безопасности должны быть установлены в местах, пребывание в которых связано с возможной опасностью для работающих, а также на производственном оборудовании, являющимся источником такой опасности.

Установлены следующие знаки безопасности.

Запрещающий - круг красного цвета с белым полем внутри с белой каймой.

Красный сигнальный цвет применяется:

а) для запрещающих знаков, для надписей и символов на знаках пожарной безопасности;

б) при обозначении отключающих устройств;

в) для окраски внутренних поверхностей открывающихся кожухов и корпусов, ограждающих движущиеся элементы механизмов машин и их крышек;

г) для окраски корпусов масляных выключателей, находящихся в рабочем состоянии под напряжением;

д) для обозначения пожарной техники, оборудования, огнетушителей и пожарного инвентаря;

е) для окраски сигнальных ламп, извещающих о нарушении условий безопасности;

ж) для окантовки (шириной 30 -100 мм) щитов белого цвета для крепления пожарного инструмента и огнетушителей.

Красный цвет не допускается применять там, где это не требуется по условиям безопасности.

Предупреждающий - равносторонний треугольник желтого цвета с каймой черного цвета.

Желтый сигнальный цвет применяется для: элементов строительных конструкций, которые могут явиться причиной травм (низкие балки, выступы, люки и т.п.); элементов оборудования, неосторожное обращение с которыми представляет опасность (движущиеся части, ограждения и пр.); элементов заводского транспорта, погрузчиков, ограждений и их частей (на границах опасных зон, у проемов, ям и т.п.); емкостей с опасными и вредными веществами (полоса 50-150 мм). Элементы строительных конструкций и заводского транспорта окрашиваются чередующимися полосами желтого и черного цветов шириной от 30 до 200 мм, под углом 45-60 град.

Предписывающий - квадрат зеленого цвета с белой каймой по контуру и белым полем квадратной формы внутри его. Зеленый сигнальный цвет применяется для предписывающих знаков; дверей и световых табло, эвакуационных и запасных выходов, сигнальных ламп.

Указательный - (информационный) - синий прямоугольник с белой каймой и белым квадратом внутри, на котором размещается изображение.

Знаки, используемые в темное время суток должны быть освещены, а знаки пожарной безопасности и указатели эвакуационных или запасных выходов должны быть снабжены собственными автономными источниками питания для освещения. Для электроустановок не допускается применять знаки безопасности, изготовленные из металла.