классификация и свойства

Термин «эргономика» - означает наука о взаимодействии человека-оператора с РЭА и средой, объединенных в единую человеко-машинную арготическую систему.

Эргономика возникла на стыке технических наук, психологии, физиологии и гигиены труда.

Инженерная психология ставит своей целью проектирование внешних и внутренних средств деятельности человека-оператора. Художественное конструирование подразумевает использование основных знаков эргономики и технической эстетики при разработке конструкций. Главный вопрос проектирования человеко-машинных систем – это строго научное разделение функций между оператором и машиной в будущей системе. Это не может сделать ни психолог, ни физиолог т.к. они не знают свойств радиоэлектронных систем и требуемых характеристик. Это обязан сделать разработчик, знающий возможности человека-оператора, уровень современной автоматики и реализующие общие требования на системы. По данным, ошибки человека-оператора могут достигать 25% всех отказов сложных РЭА, изучение возможности человека-оператора в замкнутой эргономической системе и согласие его аппарата восприятия с функционированием радиоэлектронной системы является основной задачей при проектировании технических средств. В общее понятие «СИСТЕМА» входит совокупность элементов, взаимодействие функций которых координированы для выполнения некоторой общей задачи.

Человеко-машинная система – это система, содержащая хаотично разнообразные компоненты, а именно: человека и технические средства.

Такие системы очень разнообразны и иерархичны.

В настоящее время системы «человек-машина», в связи с развитием технических средств, все больше превращается из систем контроля в системы управления, в которых человек-оператор занимает доминирующее положение.

Очень часто проводится аналогия между эргодичной системой и сервосистемой.

Сервосистема – тип следящей замкнутой электромеханической системы, где на выходе воспроизводится измененная определенным образом входящая величина.

Классификация человеко-машинных систем может быть определена по ряду признаков. По основной целевой функции они делятся:

- контрольные;

- управления;

- поисковые;

- восстанавливающие;

- обучающие.

В случае контрольной системы выходные сигналы оператора можно выводить в наблюдательную ими систему. Оператор в данном случае включен в систему как бы параллельно ей. Основная функция оператора – контроль, наблюдение за системой и измерение ее параметров.

В системе управления оператор становится непосредственно участником выполнения системой ее задач и включен в работу как бы последовательно с техническими элементами системы. Основная функция оператора – регулирование, слежение, стабилизация и приведение координат выхода системы к их заданному значению. Эта система замкнута через оператора.

Системы управления могут быть двух видов:

1. система слежения с компенсацией;

2. система слежения с преследованием.

В первом случае оператор наблюдает только рассогласование между техническим выходным показателем системы к требуемым значениям. Его задача состоит в том, что бы довести величину рассогласия до нуля или до его заданного значения, т.е. скомпилировать ошибку рассогласия. Примерами таких систем могут являться системы регулирования РЭА или системы регулирования ТП. При слежении с преследованием оператор наблюдает величину как входного, так и выходного сигналов и его задача состоит в том чтобы, управляя машиной изменять выход системы и тем самым как бы преследовать вход системы.

Поисковая система образуется при отказе функционирующей РЭА, когда требуется вмешательство оператора, для определения причин и места отказов. Она включает в себя оператора, проверяемую машину и устройство поиска.

Восстанавливающая система возникает после определения причин отказа и главная функция оператора – восстановить систему путем ремонта или демонтажа несправного блока.

Примерами обучающих систем является различного рода тренажеры и обучающие машины.

По типу информационной модели человеко-машинные системы (ЧМС) делятся на системы:

- дифференциальной информационной моделью;

- интегрально-информационной моделью.

Дифференциально-информационная модель включает в себя разнообразные сведения об отдельных параметрах системы. Информация от машины к оператору поступает первично без предварительной обработки. При этом оператор получает точную копию оценки состояния отдельных технических элементов системы и ее выходных параметров.

Что бы получить общие представления о состоянии системы на основе показаний детальной модели, оператору необходимо определить время для обработки всей разрозненной информации. При дефиците времени это может привести к принятию неверных решений. Примером такой модели могут быть участки контрольно-измерительных приборов устанавливаемых на некоторых производствах.

Интегрально-информационная модель дает общее представление о функционировании. Для этого в системе используют блоки обработки первичной информации. Например разработаны так называемые коналоги дающие условные изображения количеств объекта, изображение которого выводятся на экран монитора, но это изображение не является телевизионным, т.к. информация поступает от датчиков расположенных на объекте, а информация о работоспособности отдельных узлов отображается на экране монитора в виде условных изображений. Основным преимуществом коналогов состоит в том, что они позволяют использовать основные свойства восприятия – это предметность. Другой особенностью коналогов является то, что они предусматривают получение точной количественной информации либо по вызову (по требованию) или с помощью дополнительных периферических детекторов обрамляющих каналов.

Свойства ЧМС определяется свойствами основных их звеньев оператора и машины, считается, что оператор превосходит машину в следующих функциях:

- в восприятии; - интерпретации; - организации;

- в обнаружении слабых световых и звуковых сигналов;

- в образовании интуитивных умозаключений;

- в образовании и изменении показателей в результате обучения.

«Осуществление гибких операций управления».

Машина превосходит человека-оператора по показателям:

1. быстроте ответов и сигналов;

2. способности применить плавно и точно большую силу;

3. возможность выполнять повторные стереотипные действия и задачи;

4. способность хранить информацию в сжатой форме и полностью освобождаться от ненужных составляющих;

5. скорость и расчет;

6. способность выполнять одновременно несколько различных функций.

При разработке ЧМС нужно соблюдать и учитывать следующие общие правила их разработки:

1. нужно при разработке применять системный подход, а именно: выяснить взаимосвязи и свойства совокупности объектов, входящих в систему, в том числе и оператора, создавать и применять такие системы, которые давали бы компромиссы между машиной, оператором и средой для оптимизации основной целевой функции всей системы, т.к. получить оптимальную систему для всех ее оптимальных звеньев не возможно;

2. несмотря на совместное выполнение функций, оператором и машиной каждое из таких составляющих ЧМС подчиняются своей работе собственным свойственным принципам и закономерностям;

3. необходимо учитывать, что человек-оператор не любит крайности, а именно: ему плохо работается как при дефиците, так и при избытке времени предъявления информации, как при ярком освещении, так и при темноте, как через чур в теплом помещении, так и в холодном;

4. система должна быть сконструирована так, чтобы оператор мог непрерывно принимать участие в ее функционировании на уровне соответствующем его возможностям. Низкий уровень интереса к работе и моральное состояние оператора могут быть связаны с двумя обстоятельствами:

− оператор с низкой квалификацией;

− управление аппаратурой требует высокую квалификацию и наоборот;

5. такая автоматизация не всегда полезна, т.к. думающий оператор занимает центральной место в системе, следовательно при разработке ЧМС основная задача состоит не в том, чтобы доказать и показать необходимость высокой автоматизации или заменить человека оператора, а наоборот усилить способности и возможности человека.

Фактически при проектировании любой электрической системы по существу решается задача распределение функции между человеком и радиоэлектронной системы. Обоснование рационального или оптимального варианта распределение этих функций опирается на результаты количественных оценок качества выполнения задач оператора и радиоэлектронной системы. В результате распределение функции между оператором и РЭА могут быть получены исходные данные для обоснования объема информации, вида ее предъявления, скорости и способ обработки информации.

Функции человека в системе разнообразны и определяются особенностями РЭС, в системах обнаружения сигнала человек осуществляет обнаружение, наблюдение и классификацию сигналов с помощью тех признаков, которые учтены автоматизирующим устройством системы, а так же распределением каналов получения информации, ее обобщение и согласования с пропускной способностью каналов связи.

Диспетчерские системы обуславливают следующие функции человека-оператора:

− выдачу и редактирование исходных данных;

− выдачу команд и пуск системы;

− принятие решения в неопределенных ситуациях;

− прогнозирование обстановки при ее изменении и операций контроля за работой системы.

Функции человека-оператора в системах связи определяются следующим:

− выбор каналов связи в зависимости от установки;

− выделение значимой информации и ее классификация по приоритету и передаче информации.

В контрольно-испытательных системах оператор должен определять виды программ автоматической проверки системы и выдавать команды на их пуск, ценить разность проверки системы, выборочно проверять состояние и функционирование частей и узлов системы при отсутствии информации о неисправностях, диагностировать неисправности и ее причину, принимать решение о мерах по восстановлению системы.

«Сенсорный вход оператора и его параметры»

Человек воспринимает поступающую из среды информацию с помощью органов зрения, слуха, осязания, обоняния, болевых ощущениях. Скорость их реакции различна:

Зрительный способ получения информации 185 мсек;

Слуховой 105 мсек;

Каждый из этих способов получения информации имеет свой порог чувствительности, пропускную способность и области применения в ЧМС. При проектировании ЧМС необходимо различать сенсорный вход человека-оператора (зрение, слух, обоняние, осязание). И моторный выход – движение рук, ног, туловища, характеризующие пространство, временные и силовые показатели. Общими свойствами сенсорного входа человека-оператора является:

- человек не может решать простую задачу на различение одиночных сигналов, если их число превысит 7;

- при усложнении информации, т.е. увеличении числа признаков сигнала, оттенка и насыщенности цветовых тонов;

- наибольшей пропускной способностью информации обладает зрительный аппарат (5 бит/сек) и слуховой (0,3 бит/сек). Они чаще других реализуются в ЧМС;

- перекодирование информации может резко изменить пропускную способность сенсорного входа оператора;

- перегрузка информации и дефицит времени снижает пропускную способность оператора, но экспериментально установлено, что как увеличение темпа предъявления информации, так и его снижение по сравнению с нормальным существенно увеличивает пропуски информации и ошибки ее идентификации.

Наиболее распространенным источником информации в системе является зрительный аппарат оператора, следовательно, при разработке средств отображения информации в РЭА нужно учитывать ряд особенностей свойств зрительного аппарата человека: нужно различать абсолютный и дифференциальный (контактный) пороги чувствительности глаза. Абсолютным порогом чувствительности глаза называют минимально обнаруживаемую величину яркости светового пятна на черном фоне в условиях отсутствия к-л освещения. Ее величина 10^-6 – 10^-9 Кд/м². Это означает, что световые ощущения в условиях абсолютной темноты могут быть вызваны световой энергией всего в несколько квантов. Диапазон яркостей, которые воспринимает глаз, имеет порядка 10¹². При таком изменении яркости глаз должен обладать адаптацией. Изменение чувствительности глаза по мере требования оператора в темноте называют – теневой адаптацией. Причем увеличение световой чувствительности происходит в первый момент времени непрерывно и устанавливается на постоянном уровне.

Под световой адаптацией глаза понимают изменение чувствительности при увеличении яркости адаптации от нулевого до некоторого заданного постоянный уровень устанавливается примерно 5-10 мин. в зависимости от яркости.

По величине яркости поля адаптации В различают:

1) дневное освещение

2) суммарное освещение

3) ночное освещение

Операторы устройств отображения информации обычно работают при измеренном и (или) дневном освещении.

Если оператор работает в условиях далеких от абсолютной пороговой чувствительности, то возможность раздельного видения предметов определяется не абсолютной чувствительностью глаза, а его способностью различать в отдельных местах контрасты яркости, чаще всего для определения контраста используется отношение:

В₁, В₂ – яркость объекта и яркость фона соответственно.

Если В₁>В₂, то контраст называется прямым, если В₁<В₂, то контраст называется обратным.

Пороги контрастной чувствительности глаза изменяется с изменением яркости поля адаптации и неразрывно связано с инерцией и остротой зрения.

Временной порог чувствительности глаза оператора минимально необходимое время существования информации (отметки) для ее значительного восприятия. Эта величина колеблется в пределах от тысячных и сотых долей секунды. Она зависит от инерции зрения, которая определяется яркостью фона.

С увеличением освещенности уменьшается время инерции глаза и порог контрастной чувствительности. При этом острота зрения увеличивается. Острота зрения или разрешающую способность глаза характеризует порогом разрешения, т.е. минимальным угловым промежутком между равноудаленными точками при котором они воспринимаются еще раздельно. Предельный угол разрешения имеет порядок несколько десятых угловой минуты.

Глаз человека различает объекты не только по яркости, но и по цвету. Величина обратная интенсивности лучистой энергии необходимой для вызывания и человека впечатления некоторой определяемой яркости и характеризующая чувствительность глаза к излучению на той или иной частоте (к цвету) над видностью.

В условиях сумеречного зрения зависимость видности от длины волны несколько смещается в сторону уменьшения длины волны, т.е. максимальной чувствительности.

Спектральная чувствительность глаза должна учитываться при выборе индикаторного устройства (ЭЛТ или ЖКИ), чтобы путем согласия спектра пропускная люминофора, или полосы пропускания применимых в светофильтрах, могли обеспечить наилучшее согласие и условие передачи информации оператору. Нужно иметь в виду, что как при значительном увеличении яркости, так и при значительном ее уменьшении, число различных цветовых тонов уменьшается, что особенно важно для индикаторов с цветной индикацией. Важным фактором восприятия оператором информации является задача обнаружения информации и способ ее кодирования. Средняя длительность фиксации, т.е. время остановки глаза оператора на отметке в зависимости от задачи и способа кодирования следующие:

при задаче оператора в поиске простых геометрических фигур время фиксации составляет 0,2 с;

при поиске условных знаков, букв и цифр – 0,3 с;

при ознакомлении оператора с обстановкой на экране информационного устройства 0,64 с;

При разработке конкретного прибора или устройства успешная работа пользователя будет определятся очередностью и типом задач, а именно: степенью участия оператора в работе радиоэлектронной системы, объемом выход., информации оборудованием лицевой панели прибора, размерами расположением элементов и яркостью символов.

При равномерном поступлении любых символов количество информации в битах определяется по формуле:

N – число символов поступающих с лицевой панели для отображения информации;

n_i – число правильно опознанных оператором символов;

Скорость восприятия информации с прибора или пропускная способность оператора определяется по формуле:

F_on=K_i\T

T – время предъявления (отображения) информации, сек.

Если информация появляется с некоторой скоростью Fи, то для безошибочной работы системы необходимо условие:

Реально оператор начинает допускать ошибки за пределами интервала:

При бит/сек ошибки появляются за счет самопроизвольной отвлекаемости. Оператору надоедает постоянно смотреть на индикатор, на котором ничего не изменяется. При величине бит/сек оператор из-за утомления не успевает усваивать информацию в течении определенного времени, происходит пропуск символов. Увеличение затрат времени будет определятся числом движения глаз и средней длительностью фиксации. Таким образом разработке индикаторной панели нужно согласовать поток информации поступающей с нее, с физиологическими свойствами человека.

«Моторный выход и рабочая зона оператора».

Моторный выход оператора (движение рук, ног, положение тела) осуществляет ответную реакцию на получение информации с сенсорным входом. Возможности моторного выход зависят от средних антропометрических возможностей оператора и опр-т правила разработки рабочих зон (178 см – для среднего роста). Рабочей зоной оператора обычно является лицевая панель РЭС, на которой размещается те или иные средства отображения информации и органы управления. Лицевые панели располагаются т. образом, что бы плоскости индикатора были перпендикулярны линии взгляда оператора, а органы управления находились в пределах досягаемости рук. Лицевые панели Лицевые панели располагаются следующим образом:

1. фронтально – когда зона ограничена снизу на 700-750 мм от пола в глубину от оператора на 500-600мм и сбоку справа или слева расстояние 700-750 мм.

Эти цифры являются оптимальными для нормальной работы оператора в горизонтальной плоскости.

2. трапециевидно когда панель состоит из фронтальной панели длиной 600-100мм и развернутых к ней под углом 105 º двух сторон длиной 300 мм от фронтальной панели состоит 370 мм.

3. полукругом (многогранник) – когда минимальный радиус полукруга = 600 мм.

Существует ряд обычных правил размещения органов управления и индикаторов в рабочей зоне.

Для органов управления они следующие:

1. количество и траектории движения при работе должны быть сокращены до минимума.

2. органы управления нужно располагать так, что бы наиболее ответственные операции выполнять правой рукой.

3. если орган управления находится рядом с индикатором, то ручка управляемая правой рукой, должна находится правее и ниже, а ручка управления левой рукой, - левее и ниже индикатора.

4. последовательно используемые органы управления нужно располагать на одной высоте слева на право или сверху вниз в вертикальных столбцах.

5. основные органы управления целесообразно размещать в оптимальной зоне аварийной, средней зоне достигаемости руки, а второстепенные – в зоне максимальной достигаемости.

Индикаторы зрительной информации рекомендуются в оптимальных участках поле зрения, которые находятся в горизонтальной плоскости под углом 30-40 º и 0-30º внизу от минимального взора. Наиболее важные индикаторы располагаются на линии глаз индикатора или ниже.

Существуют следующие общие принципы размещения индикаторов на панелях приборов:

1. принцип функциональной организации согласно которому приборы группируются исходя из общности выполняемых задач.

2. принцип значимости согласно которому наиболее важные приборы даже при редком их использовании располагаются в центре панели.

3. принцип последовательности заключается в том, что приборы располагаются строго схеме их последовательного использования.

Для повышения восприятия информации передаваемой в виде букв, знаков, символов, индикаторы рекомендуется располагать в верхнем левом углу прибора. Это объясняется навыками чтения.

При получении информации оператор ее переработает и при определенных условиях использует для осуществления рабочих функций. К ним относятся:

- управление с помощью которого оператор осуществляет изменение состояния системы или РЭС или его выходные параметры.

Управление системы возможно различными видами сигналов:

- световыми.

- звуковыми.

- элементами и механическими.

Наиболее изученными являются механическое управление с помощью непосредственного контакта оператора с элементами управления системы. Все процессы механического управления связаны со способностью оператора передавать информацию объекту, т.е. связана с характеристиками его моторного выхода, что определяет определенные требования к концентрациям органов управления. Также необходимо учитывать, что в диапазоне скоростей движения руки составляет от 0,01 см\с (движение пальцев при тонкой регулировке) до 0,0089 см\с.

Наиболее часто встречающиеся скорости при реализации системы управления составляет от 5 до 800 см\с. Считается, что движение рук в направлении к телу быстрее, чем в направлении от тела. Направление движения от тела отличается более высокой точностью. Скорость движения в вертикальной плоскости больше, чем в горизонтальной. Наибольшей скоростью обладают движения сверху вниз, наименьшей снизу вверх.

Движение в направлении вперед-назад в горизонтальной плоскости быстрее, чем (боковые отдаленные от середины). Скорость движения в направлении под углом к вертикальной и горизонтальной осям тела меньше, чем в направлении по этим осям.

Вращательные движения совершаются в 1,5 раза быстрее, чем поступательные.

Наиболее экономичными с точки зрения усилий является движения производимые с максимальными начальными скоростями, которые в дальнейшем постепенно уменьшаются (движения толчками). Необходимо учитывать, что темп вращения для ведущей руки составляет 4,8 об\сек., а для не ведущей 4об\сек. Этот темп приходится на рукоятке с диаметром 6 см, при увеличении рукоятки темп снижается с уменьшением диаметра также снижается, но менее заметно, чем при увеличении.

На темп вращения, влияет момент вращения увеличения требуемого момента, снижает темп.

Максимальный темп нажимных движений при величине усилий 25 гр. составляет шесть нажимов в секунду для ведущей руки, а для не ведущей 5. Максимальный темп ударных движений пальцами находится в пределах от 5 до 4 ударов. Время реагирований в течении которого оператор может полученный сигнал реализовать в виде ударного движения в среднем составляет не менее 0,5 сек.

«Средства отображения информации»

Предназначены для предъявления оператору данных характеризующих объект управления: при выборе необходимых механических приборов нужно обращать внимание на тип шкалы, ее форму, размеры оцифровки, цену деления, и на расположение и вид стрелок.

Шкалы бывают двух типов:

− неподвижная шкала с движущеся стрелкой;

− подвижная шкала с неподвижным визиром.

По форме шкалы бывают:

− круглые;

− полукруглые;

− прямоугольные;

− горизонтальные;

− вертикальные;

− шкалы типа «Открытое окно»

При выборе типа и формы шкалы необходимо учитывать следующие рекомбинации:

1. При малом времени считывания показаний (менее 0.5 сек) рекомендуется принимать подвижные шкалы, шкалы с неподвижным указателем. Это исключает поисковые движения глаз. Условия считывания в этом случае приближаются к делению считывания показаний со счетчика. При увеличении времени считывания меньшей погрешностью обладают неподвижные шкалы с двигающейся стрелкой;

2. Применение шкал типа «открытое окно» рекомендуется для определения точных качественных данных при самой высокой точности вычитывания. Точность считывания составляет 0.5 %, при времени считывания 0.12 сек.

Для других форм шкал точность считывания значительно меньше при том же времени для круглой 10%.

3. Точность и скорость считывания зависят не только от формы шкалы, но зависят не только от формы шкалы, но и от ее размера. При увеличении диаметра шкалы точность вначале возрастает, а затем уменьшает. Оптимальный диаметр круглой шкалы составляет (40-60 мм). Точность считывания с горизонтальной шкалы длиной до 150мм приблизительно равно точности считывания с круглых шкал. а с увеличением шкал до 250 мм точность считывания резко падает;

4. Выбор типа и формы шкалы предполагает также ее назначение для установки заданной величины параметра целесообразно применять неподвижные горизонтальные шкалы либо подвижные круглые и (или) полукруглые. Для контрольного чтения лучшими являются цифровые счетчики типа «открытое окно», для качественного чтения принимают круглые шкалы с подвижным указателем (‹, ›), для проверенного чтения (допуски, не допуски) целесообразно использовать круглые шкалы с движущейся стрелкой и цветовым спектром поля допуска.

Оцифровка шкал включает в себя выбор числа и размеров отметок шкал, шрифта и начертания знаков. Отметки на шкалах чаще всего выполняются в виде штрихов, режимов в виде точек. Они подразделяются на главные, средние и малые.

Главные отметки оцифровывания. Оптимизированная длина между главными отметками составляет от 12 до 18 мм, высота главных отметок (от 0,5 до 1) от длины интервала между ними, а толщина (от 0.05 до 0.1) от него.

Наилучшими считаются шкалы с ценой деления 1;5;10. Начертание цифр должно быть простым с применением прямых линий.

Лучшими шрифтами считаются шрифты Мокворта и Бергера, цвет знаков достаточно резко контрастирует с фоном шкалы, которую целесообразно выбирать матовой. Обычно применяется черный цвет на матовом, но для приборов при слабой освещенности. Целесообразно применять обратное сочетание.

В других видах индикаторов информации может предъявляться не в натуральном, а в закодированном виде. Под кодированным понимается отождествление целого знака (символа или сигнала) с тем или иным видом информаций. Выбор кода связан с получением максимальной скорости и надежности в приеме, а также переработки информации оператором. Мера абстрактности кода характеризует приближение кодового знака к кодированному объекту. 2 формы абстрагировании:

1) абсолютный код не связанный с содержанием сообщения;

2) код, отражающий в большей или меньшей мере физическую сущность объекта.

Примером первого является в видеомагнитофонах «СТОП» квадратиком.

Примером второго является в лифте кнопка черная ‹═› (дверь раскрывается).

Мера абстракции когда любое большое значение при кодировании формой. Высокая точность опознания наблюдается там, где форма знака любого признака или характерные черты кодируемого объекта.

«Выбор формы лицевой панели РЭА»

Под композицией лицевой панели понимается расположение соотношений сочетания основных элементов и частей формы лицевой панели, выполненное в определенной последовательности и придающие ей законченный и целостный вид. Основными элементами и частями формы являются площади и формы, занимаемыми функциональными группами.

Функциональная группа может быть полной (индикатор, надпись и регулятор) и неполной, когда одна из составных частей будет отсутствовать. Надпись, условный знак или символ в этом случае представляет собой элемент формы аналогичной функциональной группе или элементу, т.е. регулятору или индикатору. Расположение этих элементов прежде всего определяется удобством получения информации и выполнением ответственных действий. Также не мене важно обеспечить благоприятное эмоциональное восприятия РЭА в целом, сделав соответствующее декоративное оформление частей прибора и прежде всего лицевой панели. Правильное расположение элементов формы должно соответствовать определению: какие группы управления индикации взаимосвязаны и какое состояние может вызвать каждый орган управления. Оператор должен в любой момент легко определить в каком режиме находится работающий прибор и каковы величины определяемых параметров.

Независимо от типа органов управления и индикации они должны быть сгруппированы в определенную пространственную группу. Создание композиции начинается с формирования функциональных групп типа «индикатор – символ – регулятор». Формально возможно три варианта их взаимного расположения:

1. Регулятор относительно индикатора расположен снизу, слева и справа. Располагая эти группы определенным образом на лицевой панели, выравнивая и соподчиняя расположение элементов этих групп между собой, целесообразно строить композицию, методом последних приближений, в том числе рассматривая большое количество вариантов размещение по функциональному признаку. Возможны следующие варианты размещения:

1) горизонтальными рядами;

2) вертикальными рядами;

3) комбинирующий способ.

При размещении регулятора индикаторов на разных панелях необходимо, чтобы:

1) органы управления занимали положение, соответствующее положению связанных с ними индикаторов;

2) панели с регуляторами и индикаторами не должны размещаться друг против друга;

3) все индикаторы располагались сверху, а органы управления внизу.

В случае если выполнить перечисленные требования невозможно, то нужно использовать регуляторы и индикаторы по функциональному признаку, выделив на панели зоны цветом или контурными линиями. Но при этом нельзя располагать рядом органы управления для текущей работы и аварийной ситуации.

Декоративное оформление лицевой панели основано на испытании элементов композиции, из которых как правило отбираются средства, которые необходимы для придания устройству законченного вида. Но необходимо учитывать, что всегда существуют десятки возможных вариантов для возможного размещения одних и тех же элементов. Основной задачей при выборе композиции лицевой панели является организацией элементов устройства, которое не нарушит его функциональных характеристик и назначение и придает ему целостность и единство, в котором второстепенные детали подчинялись бы главным. Для выполнения этой задачи используется ряд средств выразительности:

1) равновесие;

2) контраст;

3) ритм;

4) масштаб;

5) пропорции.

Обязательным условием правильного построения композиции служит равновесие расположенности отдельных элементов и частей лицевой панели. В его основе лежит правило равномерного распределения элементов на площади панели или на одинаковом расстоянии друг от друга. Выразительную форму образуют равновесие, построенное на соразмерности отдельных частей поверхности. Индикатор, расположенный слева на поверхности, может быть уравновешен несколькими органами управления справа. Равновесие формы – такое состояние, при котором все элементы сбалансированы между собой и разрабатываемая конструкция зрительно устойчивая. Применительно к задачам конструирования лицевых панелей решается задачи поиска графического равновесия на плоскости. Одна и две разновидности:

1) поиск композиции равновесия в симметричных формах;

2) поиск композиции равновесия асимметричных форм.

Симметрия форм – наиболее яркая и наглядное свойство композиции и наибольшая активная ее закономерность.

Простейший вариант симметричной композиции представляет собой следующее: на лицевой панели в виде прямоугольника проводится вертикальная главная ось, относительно которой на равном расстоянии располагаются элементы формы. Если прибор не имеет главной оси, то вместо нее проводится две или более соподчиненных осей, относительно которых имеется равновесие при размещении, т.е. при симметрии формы композиции равновесие достигается наиболее просто, т.к. наличие осей в симметрии создают предпосылки к равновесию. Часто в силу условий функциональные особенности конструкции и (или) электрической схемы РЭА приходится реализовать композиционное равновесие в ассиметричных формах. В этом случае плоскость лицевой панели условно делится на 4 части, а затем в каждой из этих частей реализуется задача композиционного равновесия при соподчиненности с другими частями прибора. Это достигается организацией горизонтальных рядов органов управления. Но форма и отношения симметрии асимметрии настолько многообразна, что невозможно сформировать и установить правила решения этой проблемы. В каждом случае многое зависит от того, насколько активна ось симметрии и для большинства конструкций РЭА асимметрия является объективным результатом решения основной функциональной задачей. Для подчеркивания цветовых, тоновых других противоположностей, используют контраст. это одно из главных средств композиции в технике. Контраст основан на противоположности:

- низкая высокому, горизонтальная вертикальному, светлое, темному, шероховатое, гладкому.

Такое противопостроение дает само по себе форму более заметной, выделяя ее сред и других. Но лицевая панель – это плоскость прямоугольной формы и контраст здесь никак не проявляется и в этом случае требуется введение искусственного контраста, который бы активировал форму, прямоугольник может разделить на несколько частей с помощью контрастного сочетания цветов или выделив определенную функциональную группу с помощью дополнительных контурных линий.

Контраст бывает общий и локальный.

При общем контрасте выделяется одна из зон, зона индикации. При локальном контрасте внутри функциональной группы проводят тональные или контурное выделение ее элементов. Усилить впечатление контраста можно или с помощью тональных (светлое-темное) или с помощью контурных линий.

При проектировании РЭА иногда необходимо композиционными средствами передать ощущения монолитности, легкости или невесомости, или же создать ощущения движения или наоборот статичности и неподвижности. Эти эффекты эмоционального воздействия должны присутствовать обязательно при создании выразительной формы. К таким средствам относятся ритм, т.е. закономерное чередование одинаковых или сопоставимых элементов формы. Наиболее простая форма ритма – это равномерная, в которой зоны выделяются как чередование светлых и темных тонов окраски равномерно, т.е. прямоугольник панели будет восприниматься как статический. Изменяя ширину зон можно вызвать ощущения направленности движения или важности выделяемого сектора управлении прибором. Также можно организовать более сложный ритм, в котором происходит чередование трех и более элементов формы.

Фактура поверхности определяется ее характером: шероховатое, гладкое, полированное, зеркальное.

Фактура зависит от количества и величины элементов на поверхности. Она должна быть средней насыщенности тонами. При высокой насыщенности фактуры декоративный рисунок может стать для оператора отталкивающим.

Для повышения качества внешнего вида РЭА способствует применению новых технологичных способов отделки внешнего вида, применение пластмасс имитирующих текстуру дерево или кожи, черное никелирование, и т.д.

«Оформление внешнего вида РЭА»

РЭА имитирует объемные, а не плоские формы. Назначение РЭА будет соответствовать в том случае, когда его форма будет проста и выразительна, а отдельные части будут подчеркивать основные научные.

Форма РЭА часто определяется выбранным принципом компоновки, большое разнообразие различным по размерам малых приборов, входящих в комплекс аппаратуры, при установке на объекте может образовать кажущуюся сложность и загромождаемость помещения, а большое количество выступающих плоскостей может создать впечатление хаоса. Объединение отдельных мелких приборов в более крупные единицы искажают кажущуюся сложность и обеспечивают единый стиль оформление. Во внешней отделке должны отсутствовать ничем не оправданные выступы или впадины, лишние изломы, т.е. все то, что нарушит целостность формы. Характеристиками формы изделия являются:

1. геометрический вид;

2. положение в пространстве;

3. распределение объема изделия по координатным осям;

4. фактура;

5. светотень;

6. цвет.

Различают три вида геометрических форм:

1. Объемный

2. Плоский

3. Линейный

Объемная форма имеет примерное равенство габаритных размеров по координатным осям (куб, параллелепипед, цилиндр, сфера).

Плоская форма имеет размеры по двум осям значительно превышающие размеры по третьей оси (пластина).

У линейных форм один из размеров преобладает над другими (печатный проводник, длинный цилиндр).

Необходимо учитывать, что с изменением формы изделие по трем ее координатам, изменяется и его масса, оцениваемая визуально. Так максимальной массой будут обладать те формы, размеры которой по трем осям стремится к равенству, т.е. формы, стремящиеся к кубу. Минимальной массой будут обладать формы, стремящиеся к плоскости.

Соотношение габаритных размеров РЭА и размера человека-оператора определяет положение РЭА в пространстве. Распределение РЭА по координатным осям также определяет и его зрительное восприятие устойчивости или неустойчивости. Для зрительного восприятия наиболее благоприятна форма, у которой выдержаны определенные соотношения размеров. Отношение сторон формы и пропорций выражается простыми и иррациональными числами. При равенстве размеров их отношение называют тождественными, в случае незначительных различий отношение называют нюансной, при значительной разнице – контрастной. Эти три вида отношений в образовании формы служат основным средством для построения пространственного единства или же соизмеримости.