Параметры факторов среды воздействия на человека

Таблица 5.2.

Человека

Влияние некоторых факторов на работоспособность и здоровье

Таблица 5.1.

Название Фактора	Влияние на человека
Освещенность	Недостаточная освещенность рабочего места снижает производительность труда, остроту зрения и уровень техники безопасности
Цветовая гамма	Может вызвать повышение утомляемости из-за ярких цветов, длительное воздействие красного цвета повышает частоту пульса и артериальное давление. Холодные светло-серые цвета действуют успокаивающе
Акустические шумы	Снижают остроту зрения, ведут к потере слуха, замедляют реакцию оператора, обслуживающего машину или оборудование
Температура и влажность	При повышении температуры и влажности на рабочем месте выше оптимальных замедляются реакции оператора на изменения в работе оборудования или машины, понижается объем оперативной памяти, способность к счетным операциям и внимание
Электромагнитные поля и особенно высокочастотные	Приводят к быстрой утомляемости, головным болям, раздражительности, ухудшению зрения

Кроме факторов, приведенных в табл.5.1 при работе на производстве с веществами и материалами, выделяющими вредные газообразные вещества, имеются ограничения по их допустимому содержанию на рабочем месте. Этот уровень устанавливается предельно допустимой концентрацией (ПДК), который существенно отличается в зависимости от вида газа. Например, если предельно допустимый уровень ПДК для окиси углерода в воздухе рабочей зоны составляет 1 кг/м³, то для двуокиси азота он равен 0,085 кг/м³, а формальдегида – 0,012 1 кг/м³.

В таблице 5.2 приведены количественные данные по комфортным, допустимым и предельным значениям факторов воздействия среды на человека, которые необходимо учитывать при проектировании строений изделий промышленного назначения [1, 2].

Факторы среды, влияющие на человека	Зона комфортных значений	Зона предельно допустимых значений
Тепло (в помещении)	+18÷+24	>+38 °С<+12 °С
Ускорение		0,1 м/с2
Освещенность (без ослепления)	200÷1000	100000 лк
Давление воздуха в помещении	0,7-1,4 кгс/см2	0,56 кгс//см2
Электрический ток частоты 60 гц	0 -1 ма	10 ма
Влажность	30 – 70 %	≥90 % ≤ 10 %
Шум	≥0 ÷ ≤ 80 дб	≥ 94 дб
Концентрация СО2	0 – 0,1 %	0,5 ÷ 10 %
Концентрация СО		0,01 ÷ 0,03 %
Концентрация О2	15 – 60 %	> 60 % < 7 %
Вибрация амплитуды	0 – 0,1 мм	0,2 ÷ 1,3 мм
Теплоотдача: в покое в движении	100 вт 440 вт	>870 вт
Вентиляция м3/мин	0,37 – 0,57	>1,4
Ионизирующее излучение	0 – 0,2 бэд/год	15 бэр/год

При проектировании, например цеха по производству тех или иных пищевых продуктов показатели эргономичности учитываются как в соответствии с отраслевыми требованиями, так и общими требованиями по технике безопасности. Дизайнер принимает участие в указанном проектировании как с целью повышения эстетичности здания цеха или оборудования, так и для обеспечения комфортных эргономических показателей в системе «человек – машина».

5.3. Система «человек – машина»

В понятие система «человек – машина» включается любое взаимодействие человека с техническими объектами. Это понятие обобщенное и расширенное, оно применимо как взаимодействию оператора со сложными машинами в производственных условиях, так и к человеку, пользующему бытовой техникой. Схему взаимодействия в системе «человек – машина- окружающая среда» можно представить в следующем виде (рис.5.1) [2].

Рис.5.1 Система «человек - машина – окружающая среда»

При выполнении проекта рабочего места человека-оператора учитываются как требования, указанные в техническом задании, например по характеру, объему и виду, контролю операций в системе «человек-машина», так и необходимость обеспечения комфортных значений среды, окружающей оператора (табл.5.2). При работе с машиной оператор использует зрительную информацию (80 % всей информации), слуховую, осязательную (тактильную). Таким образом, зрительная информация в виде сигнала на сетчатке глаза (сенсорный вход) передается по нервам в кору головного мозга и в основном определяет качество работы оператора. Поэтому дизайнер подбором формы и размера средств управления и контроля (кнопок, световых источников, индикаторов, рычагов и др.), их расположением на панели управления, использования определенной цветовой гаммы в художественном оформлении оборудования и интерьера помещения определяющим образом способствует как получения зрительной информации, так и переработки ее оператором. Кроме того, безопасность обслуживания оборудования, имеющего выступающие движущиеся элементы (консоли, манипуляторы, рычаги и др.) может быть существенно повышена не только за счет его ограждения, но и раскраске указанных элементов в черно-жёлтые цвета, имитирующие опасность. В живой природе такую окраску имеют осы, укус которых очень болезнен.

Чтобы оператор мог видеть всю информацию на пульте управления необходимо учитывать поле зрения человека в горизонтальной плоскости (рис.5.2) и при наклонах его головы [2].

Рис. 5.2. Поле зрения оператора в горизонтальной плоскости

Проектирование рабочего места оператора или рабочего, обслуживающего станок или иное оборудование посредством рычагов управления, следует проводить с учётом размеров тела человека, длины его рук, а также размеров тела в различных положениях (рис.5.3).

Рис.5.3. Основные усредненные значения размеров взрослого мужчины

Усредненные значения размеров женщины примерно на 10 % меньше, чем у мужчин. Метод схематического изображения (рис.5.3.) человеческого тела в технической или иной документации при решении проблемы выбора соотношений между пропорциями человеческой фигуры и размерами рабочего места называется соматографией. (греч. somatog – тело и графия)

При проектировании могут использоваться как соматографические, так и экспериментальные методы. Например, компоновочная модель оператора может выполняться в виде плоского манекена в масштабе 1:10 с подвижными частями рук, ног, головы, либо заменяться. Либо использоваться компьютерная графика при наличии программного обеспечения.

Неудобная поза оператора при работе снижает производительность труда, вызывает быструю усталость и рассеивает внимание, что может привести к несчастному случаю. Например, в период до 1990 г. при проектировании металлорежущих станков эргономические показатели в системе «человек – машина» учитывались весьма слабо. Например, если современный человек (рис.5.3) работает на токарном станке типа ДИП, то он не сможет его обслуживать без наклона туловища или сгибания спины, так как органы управления станка расположены ниже чем длина его рук при нахождении оператора в положении «стоя» (рис.5.4). Поэтому при проектировании современного рабочего места оператора машины или оборудования с использованием пульта управления необходимо учитывать как возможности его поля зрения (рис.5.2), так и комфортность положения его тела, рук, головы и ног в процессе работы.

Рис. 5.4. Положение оператора по отношению к токарному станку, спроектированному без учета эргономических требований к органам управления

На рис. 5.5 приведены различные типы пультов оператора и организация его рабочего места с указанием основных размеров, обеспечивающих удобство работы человека.

Рис.5.5. Размещение оператора за различными типами пультами управления средств отображения информации и органов управления

Визуально воспринимаемая информация имеет следующие основные формы: цветосветовой сигнал, вербельная форма (тексты на носителях), пиктографическая (знаки, пиктограммы), и коническая (копии реального предмета).

Потоки информации, например, при ее чтении может составлять 100-150 бит/с, однако сознательное ее понимание происходит со скоростью 15-25 бит/с. Визуальная информация может быть представлена оператору в виде текстов (буквенно-цифровая форма), схем, таблиц, рисунков статистических или динамических видеоизображений. Их читаемость достигается подбором контрастности и подбором цветовых сочетаний. В ряде случаев и возможности возникновения сбоя в работе машины или предотвращения аварийной ситуации, визуальная информация может дублироваться звуковой. Кроме того звуковая информация если сообщение короткое и требует немедленного действия.

Органы управления в системе «человек –машина» осуществляют исполнительные воздействия, а их тип зависит от особенностей движений оператора, характера его функций, последовательности операций, требуемой точности и скорости работы [2]. По конструктивному исполнению органы управления выполняются в виде кнопок, тумблеров, переключателей, штурвалов.

Органы управления, требующие точных дозированных движений для настройки и нацеленной установки параметров, движения в них проектируются по силовым, пространственным и временным параметрам (рис.5.7 -5.8).

Рис. 5.7. Оптимальные размеры поворотных ручек и значений прилагаемых усилий

Рис.5.8. Различные варианты решения ручек

Технические средства ввода и вывода информации в системе «человек – машина» представляет набор средств отображения информации и набор средств по её управлению, которые в целостности и обеспечивают достижение эргономических требований. При работе дизайнера объектами его деятельности в указанной модели информационной системе являются оптимизация:

- параметров входящих сигналов в соответствие с физиологическими и психологическими параметра человека;

- удобства рабочей позы, обзорности информационного поля, компоновки рабочего места оператора, условий окружающей среды;

- выполнения знаковой информации с точки зрения кодирования, значимости, смысловой нагрузки сообщений, построения текстов, сопряжения языков программирования и обозначения на пультах;

- организации исполнительских действий по управлению средствами ввода-вывода информации (простота обслуживания, возможность выявления и устранения отказов, сигнализация при подаче ошибочных команд и др.).

При построении указанной модели информационной системы следует руководствоваться следующими основными принципами: минимальности количества операций; распределение органов между правой и левой рукой, причем правой рукой выполнять операции, требующие высокой точности; длительность операций должен быть минимальным. При этом траектория рабочих движений оператора по возможности не должна выходить за пределы досягаемости его рук и осуществляться в зоне зрительного контроля.