Проэктирование мебели

При проектировании мебели, как и других изделий, для одной возрастно-ростовой группы людей необходимо определять их антропометрические признаки, так как они могут иметь значительные отклонения от средних данных. Так, например, проведенные авторами исследования антропометрических признаков студентов Белорусского технологического института имени С. М. Кирова (на базе групп юношей и девушек по 500 человек каждая) с целью разработки функциональных размеров мебели дали следующие результаты.

Средний возраст студентов-юношей I курса в 1970 г. составлял 18,1 года, а средний рост — 1729 мм; девушек — 17,5 года и 1617 мм соответственно. В последующие три года эти группы «подрастали» и их средний рост составил: юношей — 1740, 1743 и 1745, девушек — 1624, 1626 и 1628 мм. Средний рост студентов пяти курсов оказался равным: юношей 1741 (о=61 мм), девушек 1625 мм (о=55 мм).

Еще в древности было замечено, что размеры человеческого тела не являются устойчивыми. Поэтому измерения пытались проводить не в абсолютных, а в относительных единицах, т. е. пропорциях. Поиски закономерностей в размерах привели к канонам пропорций. Известный закон «золотого сечения» был принят основным в природе и искусстве и получил мистический оттенок (в его основе лежит деление отрезка на две части, из которых большая часть так относится к меньшей, как их сумма к большей). Канон Поликлета гласит, что высота головы умещается в длине тела 8 раз. Согласно другому канону, размах рук должен быть равен длине тела.

В действительности каноны не учитывали разнообразия пропорций человеческого тела. Так, канону Поликлета соответствовало 18,41%, а размах рук приблизительно совпал с длиной тела только у 5,4% обследованных людей. Канонизация отношений и пропорций человеческого тела, которая создавалась в соответствии с понятиями о красоте, не отражала истинного положения и для современной антропологии представляет интерес лишь в историческом плане.

Учет антропометрических требований особенно необходим в тех объектах, с которыми человек соприкасается непосредственно (параметры рабочего места, органы управления, сиденья, обувь и т. д.). В других объектах эти требования могут учитываться с относительной точностью, однако так или иначе они касаются практически всего предметного мира.

Организация рабочего места и гигиена труда

Для организации рабочего места вначале необходимо определить взаимосвязь человека и трудового процесса, определить вид работы, функциональные элементы рабочего места и установить по отношению к нему основные условия. В общем случае при конструировании рабочего места должны быть обеспечены:
оптимальное пространство рабочего места, позволяющее выполнять рабочие движения и перемещения, а также необходимые проходы;
размеры оборудования, органов управления, приспособлений и других элементов и их размещение в соответствии с антропометрическими требованиями и биомеханическими данными человека;
оптимальные зрительные, слуховые, физические и другие связи между рабочим и оборудованием;
оптимальные приемы и методы выполнения рабочих операций, правильный режим труда и отдыха.

Проэктирование рабочего места

Рабочее место проектируют с учетом возможности изменения рабочей позы. Установлено, что статические нагрузки более утомительны, чем динамические. Поэтому, если необходимо приложить усилие до 5 кгс, рекомендуется рабочая поза сидя, при усилии свыше 10 кгс и значительном размахе движений — стоя. Если усилие в пределах 5—10 кгс, рабочая поза не влияет на производительность. Большая утомляемость наблюдается при непрерывной работе стоя, поэтому желательно чередование поз (сидя и стоя).

Основными характеристиками рабочего пространства являются зоны досягаемости. Для операторов систем управления зоны досягаемости в горизонтальной плоскости показаны на рис. В зонах D и Е движения наиболее быстрые, точные и наименее утомляющие. Сектор досягаемости для каждой руки имеет угол 180°.

Пространство для ног под рабочей поверхностью должно иметь высоту, ширину и глубину не менее соответственно 600, 500 и 400 мм. Основные размеры рабочего места сидячего оператора показаны на рис. Об удобстве обслуживания пульта управления, спроектированного с учетом эргономических требований, можно судить по рис.

После определения границ рабочих зон и их относительного размещения разрабатывается рациональная компоновка отдельных элементов в пределах зон. При выборе и компоновке органов управления рекомендуется соблюдать следующие требования:

количество их принимать минимальным и располагать в соответствии с последовательностью использования в работе (слева направо, сверху вниз);

группировать и располагать органы управления с учетом функциональной значимости (наиболее важные и часто применяемые — в зонах наибольшей доступности);

направление движения каждого органа должно соответствовать производимому эффекту;

окрашивать органы управления в серый или черный цвет, за исключением случаев, когда требуется цветовое кодирование;

форма должна быть удобной в работе, без острых углов;

конструкция и расположение органов управления должны предотвращать их случайные сдвиги и срабатывания.

Требования к органам управления принимаются с учетом их назначения, условий применения, величины прикладываемых к ним усилий и др.

Органы управления и другие элементы должны иметь четкую маркировку. Характер и вид надписей должен учитывать расстояние считывания, уровень освещенности, время на распознавание и т. д. Надписи необходимо располагать по горизонтали, слева направо, и вертикали — при несущественной информации или при недостатке места. Они должны легко и точно читаться с расстояния, на котором оператор находится от них в процессе работы.

Организация рабочего места

При организации рабочего места важно обеспечить условия нормального зрительного восприятия в пределах рабочей зоны. Оптимальные и допустимые углы обзора в горизонтальной и вертикальной плоскостях показаны на рис.Чувствительность глаза резко уменьшается от центра к периферии, поэтому наиболее зажные элементы необходимо располагать в оптимальной зоне видимости (в пределах 15° от нормальной линии взора).

Важным условием зрительного восприятия является оптимальное цветовое решение. Выбор его производится с учетом физиологических особенностей зрения и психологического воздействия цвета на человека. Эти вопросы, а также эстетические принципы цветового решения, рассматриваются в гл. 4.

Кроме основного оборудования, важными элементами рабочего места являются оснастка, различные инструменты, вспомогательное оборудование, транспортные средства, средства сигнализации, техники безопасности и др. Все эти элементы должны соответствовать эргономическим требованиям, располагаться с учетом принципов функциональной значимости, очередности и частоты использования, досягаемости и др.

Оборудование, отдельные элементы и рабочее место в целом должны обеспечивать условия безопасной работы.

При разработке приемов и методов выполнения рабочих операций необходимо соблюдать принципы экономии рабочих движений. Основными из них являются следующие:

одновременность и симметричность (обе руки должны начинать и заканчивать движения в одно время);

экономичность (положение тела, инструментов и т. д. должно обеспечивать простые движения. Дуговые движения экономичнее прямолинейных, горизонтальные — вертикальных, слева направо экономичнее, чем в обратном направлении, и т. д.);

непрерывность и плавность;

ритмичность, которая позволяет добиться автоматичности движений;

применение свободных движений, которые менее утомительны и более быстры, чем контролируемые;

применение на рабочем месте ограничителей хода движений, направляющих, фиксирующих и других приспособлений.

При организации рабочего места должны учитываться вопросы инженерной психологии, которая разрабатывает методы приспособления техники к психофизиологическим возможностям человека. Проектирование оптимальных условий трудовой деятельности должно предусматривать правильное использование составляющих системы человек — машина, поручая каждой соответствующие их возможностям функции и обеспечивая связи между ними наиболее целесообразным способом. Компоновка рабочего места и конструирование отдельных элементов должны вестись с учетом сенсомоторных возможностей человека, его особенностей восприятия и передачи информации, эффективности управляющих действий и т. д.

Машины и механизмы превосходят человека в следующих отношениях: они равномерно и точно развивают большие усилия, длительно выполняют однообразную работу, действуют во вредных или невыносимых для человека условиях, имеют чувствительность за пределами человеческой, одновременно выполняют несколько действий, проявляют нечувствительность ко многим посторонним факторам, выполняют большие и сложные вычисления и др. С другой стороны, человек превосходит машины в обнаружении сигналов при шуме, опознавании образов, обобщении, выработке решений, в том числе при неполной информации, проявлении реакций при непредвиденных событиях, возможностях использования опыта, гибкости, способности к приспособлению и др. Правильное распределение функций между машиной и человеком будет повышать надежность системы.

Возможности восприятия и передачи информации

Возможности восприятия и передачи информации от рецепторов к центральной нервной системе определяют требования к форме и величине шкал приборов, их элементов (стрелок, цифр), компоновке различных пультов, выбору расстояний и т. д.

Особенностью современной техники является то, что в отдельных случаях оператор связан с монотонной работой, в других — наоборот, с трудными ситуациями, обусловленными возрастающей скоростью и сложностью операций.

Монотонность труда приводит к более быстрому утомлению, а также нервному истощению. В связи с этим следует ограничивать дробление операций, с тем чтобы в процессе труда оставался элемент творчества.

Монотонная работа, состоящая только из наблюдений за сигналами, т. е. в режиме ожидания, приводит к явному снижению внимания уже через 15 минут и достигает минимального уровня к 45-й минуте. Через 2 часа 3/4 участвовавших в эксперименте имели явное желание уснуть.

Система перерывов в работе должна соответствовать характеру деятельности. Например, при сосредоточенной работе с повышенным вниманием рекомендуются короткие, но частые перерывы. Длительные перерывы в этом случае могут привести к потере ритма. Частые и короткие перерывы необходимы при длительном монотонном труде. При тяжелой работе необходимы более длительные перерывы для отдыха. При этом в период оптимальной работоспособности они должны быть более короткими, а после появления усталости — более продолжительными, т. е. соответствовать изменениям функционального состояния работающего.

Преобладание умственного труда над физическим значительно обостряет нервно-психическое напряжение, которое обычно возникает в трудных ситуациях. Состояние, которое возникает в организме человека при воздействии на него самых разнообразных сильных влияний (физических, нервно-психических, инфекционных и др.), характеризуется понятием «стресс».

Различают физиологический и психологический стрессы. Под последним понимают вид психической напряженности, возникающей у человека при больших умственных перегрузках, опасностях, помехах, неудачах и т. д.

Ситуация стресса носит эмоциональный и, как правило, отрицательный характер, дезорганизуя поведение и способствуя увеличению ошибок в действиях оператора. Правда, некоторые функции стресс улучшает, но до определенного предела. Кроме того, разные люди по-разному устойчивы к стрессу: у одних эффективность деятельности повышается (эмоционально устойчивые), у других — наоборот.

В состоянии стресса происходит общее возбуждение, нарушение моторики, снижается устойчивость физиологических функций.

Проблема стресса имеет важное значение, особенно при сложном характере деятельности. В связи с этим необходимо учитывать надежность не только машины, но и человека. Если выяснено, что условия работы могут вызвать состояние стресса, то помимо соблюдения общих требований инженерной психологии необходимо принять меры, предотвращающие это опасное состояние:

обеспечить высокую подготовку оператора с целью адаптации его к состоянию стресса;

производить профессиональный отбор операторов (эмоционально устойчивых);

перераспределить функции между машиной и человеком с целью облегчения действий оператора и др.