Тема 4. бжд, эргономика

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 [4, с.30]

Различают следующие виды совместимостей: информационная, психологическая, социальная, биофизическая, энергетическая, антропометрическая и технико-эстетическая.

26. Информационная, психологическая и социальная совместимости [4, с. 32 - 34]

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 (клаустробия), 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 [4, 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, зависимое от параметров микроклимата, а также виброакустические характеристики среды и освещенность.

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

28. Антропометрическая совместимость [4, c. 30; 7, с. 107; 9, c. 27; 24, с. 161]

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 оператора, расстояние от оператора до приборного пульта и т. п.

При организации рабочего места учитываются требования ГОСТов 12.3.002 "Процессы производственные", 12.0.003 "Вредные и опасные производственные факторы", 12.2.049 "Эргонометрические требования"; 12.2.032- рабочее место стоя; 12.2.033 - 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. На рис.6, а показаны размеры рабочей зоны рук при позе “сидя”, а на рис. 6, б – при позе “стоя”.

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

Оптимальная планировка рабочего места обеспечивает удобство при выполнении работы, экономию сил и времени рабочего (оператора), правильное использование производственных площадей, безопасные условия работы.

Организация рабочего места заключается в выполнении мероприятий, обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование предметов и орудий труда, что способствует повышению производительности труда и снижает утомляемость работающих.

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

Размер зоны приложения труда определяется характером труда и может ограничиваться площадью (пространством), оснащенной технологическим оборудованием, оснасткой, инструментами и приспособлениями.

Рис.6. Размеры рабочей зоны рук:

а – при позе “сидя”; б – при позе “стоя” (в люльке грузоподъемника); 1 – оптимальная рабочая зона; 2 – максимальная рабочая зона.

Рабочая зона оператора ограничивает пространство, в пределах которого движения рук оператора наиболее экономичны, без излишних напряжений. ГОСТ 22269 "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 (рис.7).

Рис.7. Схема рабочей позы при устойчивом (а,б) и неустойчивом (в,г) положении:

а.в – стоя; б,г - сидя.

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 единиц. 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 их соответствием 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 принимают 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.

29. Технико-эстетическая совместимость [4, с. 34]

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

30. Органы управления [9, 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 в виду, 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 (рис.8).

Рис.8. Примеры органов управления

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.

31. Принципы размещения органов управления [9, 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 размещаются в отдельные группы по их значению 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, их следует 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.