Тема 10. ПРОЕКТУВАННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ

План

1. Робоче місце – найменша цілісна одиниця виробництва
2. Основи антропометрії
3. Методи антропометричної оцінки проектів
4. Оцінка компонування засобів відображення інформації й органів управління

1. Робоче місце – найменша цілісна одиниця виробництва

Робоче місце–це простір, в якому розташовані засоби відображення інформації, органи управління і допоміжне обладнання для виконання трудової діяльності оператора або групи операторів.

Досвід експлуатації сучасних машин показує, що відсутність чітких рекомендацій із проектування робочих місць постів керування, пов'язаних з урахуванням особливостей людського організму, породжує велику кількість дефектів компонувального характеру. Уникнути цього можна тільки в тому випадку, якщо при проектуванні машини поряд з особливостями забезпечення загальних технологічних вимог до неї будуть також виконуватися й основні умови з раціонального компонування, засновані як на досвіді експлуатації, так і на обліку анатомічних і фізіологічних особливостей людського організму.

2. Основи антропометрії

Антропометрія – один із методів дослідження в антропології (науці про людину), заснований на вимірюваннях частин людського тіла. Разом із зором, слухом і можливостями інших органів чуттів форма й розміри людської фігури є відправними умовами в тих випадках, коли необхідне раціональне конструювання робочого місця. У результаті зіставлення даних антропометричних вимірів багатьох тисяч індивідуумів визначені розміри і середні пропорції людського тіла. Причому внаслідок того, що керування машинами здійснюється переважно дорослими чоловіками, за цією категорією людей і існують найбільш повні матеріали.

Багато яких, якщо не більшість, вимірювань, що характеризують людину, змінюються відповідно до закону Гауса (рис. 1). Варіативність багатьох характеристик людей, тобто відхилення при антропометричних вимірюваннях тіла людини, наближається до цього закону розподілу: більшість вимірювань величин лежить у центрі кривої і тільки незначна частина – по краях.

Кращою характеристикою центральної частини кривої розподілу є середнє арифметичне значення М,що являє собою частку від розподілу _ xна N,де х –величина вимірювання, N –число вимірювань. Найточнішою характеристикою рівномірності розподілу Гауса є стандартне відхилення σ, що дорівнює

Іншими словами, σє середньоквадратичним відхиленням від середнього значення. При ідеальному дотриманні закону нормального розподілу діапазон величин в інтервалі значень а від -1 до +1 включає 68 % вимірювань характеристики.

Оскільки розміри більшості людей попадають у середню частину площі, обмеженою кривою, а по краях їх усе менше і менше, то антропометричні дані характеризуються скоріше областями, ніж визначеними точками і, отже, не існує жодної стандартної людини із заданими розмірами тіла, а існують тільки апроксимації до цих областей. Саме тому при проектуванні машин, керованих людиною, велике значення має введення пристроїв, що дозволяють регулювати робочі місця відповідно до розмірів тіла оператора.

У практиці проектування інтервал більше М± 2,0σ не береться, тому що розширення границь недоцільно з економічної точки зору. Однак при проектуванні це потрібно враховувати, щоб робоче місце забезпечувало досяжність до органів керування для оператора з мінімальним зростом і не було тісним для людини з максимальним зростом.

Оскільки крива Гауса (рис. 11.1) побудована на підставі даних, що охоплюють випадкову групу осіб зі зростом 144-189 смі містять 97,8 % загальної чисельності спостережень (причому середня арифметична зросту М дорівнює при цьому 167 смпри середньому квадратичному відхиленні розмірів σ=6 см),то розмах варіативності величин невеликий. Тому введено поняття перцентиля.

Рис. 1. Дзвіноподібна крива нормального розподілу (крива Гауса):

х – величини характеристики; у – відносна частість, із якою

можна зустріти людей, які мають величини характеристики, що дорівнюють х

Перцентиль – це значення вимірюваного показника, що відтинає в його розподілі соту частину обсягу обмірюваної сукупності.

Перцентилі при проектуванні дозволяють використовувати більш реалістичне поняття діапазону розмірів людського тіла, ніж розмах варіативності величин від мінімального до максимального значення в нормальному розподілі. Щоб одержати мінімум антропометричних ознак (вимірів), необхідно вимірити: вагу, ріст стоячи і сидячи, окружність грудної клітки, силу м'язів, що згинають долоні й пальці рук, силу м'язів спини або станову силу, життєву ємність легень і т. д.

Різні види одягу змінюють вагу й у більшості випадків збільшують розміри людини. Ці обставини необхідно враховувати вже на початковій стадії конструювання. Причому при конструюванні устаткування з урахуванням розмірів людини в одязі не можна орієнтуватися на граничні розміри, а необхідно вносити виправлення, наприклад, на складки й нерівності скафандра або іншого спецодягу в місцях вигину і на особливі пристосування, що часто бувають на одязі, зокрема петлі для ременя, персональне устаткування і т. д.

3. Методи антропометричної оцінки проектів

Структура робочого простору визначає насамперед положення тіла працівника в процесі виробничої діяльності з усіма наслідками, що звідси випливають, щодо стомлення працівника, його безпеки, якості й швидкості виконання роботи, а часто також і з далекосяжними наслідками для здоров'я працівника. Основним способом боротьби з негативними наслідками є пристосування структури простору робочого місця до антропометричних характеристик працівників. Метою антропометричної оцінки проектів при їх ергономічному вивченні і є саме встановлення рівноваги між навантаженням на людину на робочому місці та її можливостями, тобто оптимальне використання сил, розмірних і об'ємних характеристик і можливостей людини.

Існує три методи, що дозволяють використовувати антропометричні дані при проектуванні робочого місця:

а) моделювання в натуральну величину;

б) метод накладання;

в) метод манекенів.

У практичному застосуванні метод манекенів менш точний, але більш простий. Метод полягає у використанні плоских моделей людини (з точним дотриманням дійсних пропорцій), оснащених шарнірами, що дозволяють ставити моделі в такі положення, які обирає людина при виконанні робіт. Такі манекени виконуються в натуральну величину або в масштабах 1:5 – 1:10 і містяться на макетах відповідних робочих місць, виконаних у тім же масштабі, що і манекен. Таким чином, можна знайти помилки в рішеннях з пристосування робочих місць до антропометричних даних людини. При цьому варто мати на увазі, що габарити манекенів повинні відповідати не тільки середнім, але і граничним розмірам людей.

4. Оцінка компонування засобів відображення інформації й органів управління

На робочому місці може розміщатися велика кількість приладів. Тому недостатньо врахувати тільки ергономічні характеристики окремих приладів, необхідно забезпечити їхнє правильне взаємне розташування або компонування.

Розташування приладів має відповідати вимогам максимальної надійності одержання інформації й зручності роботи оператора.

При компонуванні засобів відображення інформації (ЗВІ) й органів управління (ОУ) завдання полягає у виборі оптимального варіанта, що максимально задовольняв би ергономічні вимоги (рис. 11.2).

Робочі місця можуть бути класифіковані за різними ознаками. Серед основних функцій, які виконує людина в системі, розрізняють робочі місця оперативного управління, інформаційно-довідкові, оператора ЕОМ, функціональнотехнологічного контролю, керування рухомим об'єктом, комбіновані.

Щодо кількості одночасно працюючих операторів робочі місця є індивідуального і груповоговикористання.

За характером робочих операцій, які виконує людина, вони поділяються на автоматизовані й механізовані.

За ступенем спеціалізації робочі місця можуть бути універсальними, спеціалізованими і спеціальними.

Рис. 2. Зони досяжності моторного поля:

1 – зона для розміщення найбільш важливих і дуже часто використовуваних ОУ (оптимальна зона моторного поля);

2 – зона для розміщення часто використовуваних ОУ (зона легкої досяжності моторного поля); 3 – зона для розміщення рідко

використовуваних ОУ (зона досяжності моторного поля)

Залежно від положення тіла оператора у просторі під час трудової діяльності виділяють робочі місця для виконання робіт сидячи, стоячи, сидячи–стоячи і лежачи.

Сам термін «робоча поза» означає типове положення тіла у просторі при виконанні трудових операцій. Як правило, перевага надається положенню оператора «сидячи», оскільки це вимагає меншого напруження різних груп м'язів і сприяє успішному протіканню процесів сприймання й переробки інформації (рис. 3).

Рис. 11.3. Робоча поза „сидячи”

Основою такого автоматизованого робочого місця управління є пульт управління, який може мати різні форми.

Фронтальна форма пультазастосовується при можливості розташування всіх ОУ й ЗВІ у відповідних зонах:

• ОУ – у максимальній і допустимій зонах досяжності;

• ЗВІ – у зонах центрального й периферійного поля зору.

Трапецієподібну форму пульта використовують тоді, коли неможливо ЗВІ й ОУ розташувати на пульті фронтальної форми. У цих випадках вони частково розміщуються на бокових панелях, розгорнутих відносно фронтальної під кутом 90°–120°.

Головною проблемою при проектуванні пультів управління є розташування ЗВІ й ОУ. Підвищення точності і швидкості дій операторів передбачає розташування ЗВІ і ОУ з дотриманням принципів функціональної відповідності, об'єднання, поєднання стимулу і реакції, послідовності дій, важливості й частоти використання.

Робочі сидіння повинні забезпечувати:

- підтримку такого положення тіла у просторі, за якого навантаження на м'язи та хребет буде мінімальним;

- умови для зміни робочої пози з метою зняття

- статичної напруги м'язів спини;

- нормальне функціонування організму людини;

- зручність розміщення у кріслі й підведення з нього;

- вільне переміщення тулуба й кінцівок тіла у процесі роботи;

- повільне або ступінчасте регулювання параметрів.

У проектуванні робочих місць, розрахованих на робочу позу «сидячи–стоячи» або «стоячи», необхідно враховувати і відповідні антропометричні та психофізіологічні характеристики оператора. Розміщення панелей управління для роботи оператора, їхній нахил суттєво відрізняються від цих самих характеристик робочої пози «сидячи».

Питання для самоперевірки

• Що таке робоче місце?
• Що вивчає антропометрія?
• Які є методи антропометричної оцінки проектів?
• Яким вимогам повинне відповідати розташування приладів?
• Які принципи розташування ЗВІ і ОУ?