ERGONOM (Эргономика в приборостроении)

М²Н²СТЕРСТВО ОСВ²ТИ УКРА¯НИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ²НЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГ ²ЧНИЙ ²НСТИТУТ

МЕТОДИЧН² ВКАЗ²ВКИ

до лабораторних роб³т

з дисципліни “Ергономіка та дизайн у приладобудуванні”

для студент³в спеціальності “Приладобудування” всіх

форм навчання

Затверджено

на засіданні кафедри

приладобудування

протокол № 5

від 29.10.1998 р.

Черкаси,Ч²Т²,1998

Методичні вказівки до лабораторних роб³т з дисципліни “Ергономіка та дизайн у приладобудуванні” для студент³в спеціальності “Приладобудування” усіх форм навчання / Уклад. Бойко Т. А.: – Черкаси: Ч²Т², 1998. – 26 с.

Укладач: Т. А. Бойко, ст. викл.

Відповідальний редактор: В. ². Биков, д. т. н., професор.

Рецензент: С. І. Мордвінов, к. т. н., доц.

Комп’ютерний набір: Т. А. Бойко

ВСТУП

Курс “Ергономіка та дизайн у приладобудуванні” базується на знаннях таких дисциплін як математика, фізика, х³м³я, теоретична механіка, теорія механізмів ³ машин, опір матеріалів, інженерна та комп’ютерна графіка, основи конструювання елемент³в прилад³в, технолог³я приладобудування, конструювання прилад³в, основи електротехніки, електронна та мікропроцесорна техніка.

Мета методичних вказівок – дати змогу студентам опанувати в процес³ проведення лабораторних роб³т навички самостійного проведення ергономічного аналізу прилад³в та аналізу ¿х композиційних та стильових особливостей.

Теоретичні питання студент повинен вивчати за конспектом лекцій, нормативній документації та по рекомендованій літературі.

Лабораторні роботи знайомлять студент³в з основними вимогами ергономіки відносно раціонального врахування “людського фактору” при проектуванні і конструюванні контрольно-вимірювальних прилад³в та систем. Це робиться для створення максимально ефективних ³ надійних систем контролю ³ управління, а також для створення таких умов праці людини-оператора, як³ б відповідали всім психофізіологічним можливостям ³ потребам людини ³ сприяли тривалому збереженню ¿¿ працездатності, здоров’я, відчуття комфортності.

В кожній лабораторній робот³ студент спочатку коротко знайомиться з теорією ³ методами визначення параметр³в, що досліджуються, а потім – з порядком виконання досліджень, методикою проведення розрахунків, специфікою ¿х реєстрації.

Отримані при виконанні досліджень дані º основою для визначення ергономічного та композиційного рівня прилад³в ³ ¿х відповідності існуючим нормативним документам та приладам-аналогам, що відповідають рівню кращих світових зразків.

Опис кожної лабораторної роботи складається з чотирьох частин:

- мета роботи;

- загальні відомості по тем³;

- порядок виконання, реєстрація вимірів ³ досліджень;

- обробка результат³в, висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1-2

ЕРГОНОМІЧНА ОЦІНКА ДІЮЧИХ ПРИЛАДІВ

Мета роботи: Ознайомитись з методикою ³ порядком проведення ергономічної оцінки діючих прилад³в, систем, пульт³в управління.

Задача роботи: Виконати практичне завдання з використанням методик вибору оптимальних розмірів, планування ³ компоновки засобів відображення інформації прилад³в, пульт³в ³ орган³в управління.

Загальні відомості

Ергономічна оцінка експлуатованих систем “людина-машина” (СЛМ), пульт³в управління складних автоматичних ліній ³ прилад³в даº змогу з’ясувати рівень надійності, пропускної спроможності ³ ступінь точності ро­боти оператора, спрогнозувати поведінку діючої СЛМ, а також вжити заходи для максимального підвищення ефективності ¿х праці. Оцінка починається ³з складення плану проведення досліджень. Основні етапи таких досліджень звичайно виконуються за такою схемою:

а) ознайомлення з призначенням, метою системи, задачами ³ основ­ними вимогами до не¿;

б) побудова структурно¿ схеми, що відтворюº зв’язки окремих підсистем, потоки інформації ³ хід регулювання. При цьому окремо виділяються “людські” ланцюги з позначенням прямих ³ зворотних зв’язків м³ж оператором СЛМ ³ машиною, а також м³ж окремими операторами (слід відзначити інтенсивність зв’язків ³ ¿х відносну важливість);

в) оцінка середовища, в якому система функціонує, ³ його вплив на си­стему СЛМ, що досліджується;

г) опис функцій системи ³ ¿¿ підсистем для всіх режим³в роботи (включаючи малоймовірні аварійні ситуації). При визначенні функцій системи слід зазначити, як³ операції найважливіші ³ що являє собою динамічна структура системи, тобто як³ здвиги виникають в окремих підсистемах при управлінні, дії перешкод ³ т. ³.

д) детальна ергономічна оцінка робочого місця;

е) оцінка засобів відображення інформації ³ органів управління;

ж) розгляд функцій оператор³в для нормального режиму роботи ³, окремо, для екстремальних ситуацій. При цьому необхідно докладно проаналізувати умови, як³ можуть привести до виникнення авар³йно¿ ситуації;

з) оцінка суміщення функцій оператора за часом; для цього будується професіограма діяльності;

На підставі всіх вищезазначених даних формується висновок про надійність ³ ефективність системи ³ даються рекомендації по модернізації або удосконаленню окремих підсистем, вузлів або всього приладу.

Порядок виконання роботи

Для виконання роботи кожен студент повинен мати кілька аркуш³в м³л³метрового паперу, креслярське приладдя (циркуль-вимірювач, транспор­тир, лінійку ³ т. ³н.), конспект лекцій ³ довідкову літературу з ергономіки.

Кожній підгрупі з 3-4 чоловік видається зразок діючого пульта управління або прилад, який необхідно оцінити з точки зору ергономічності.

Для цього пропонуються так³ прилади: гоніометр Г5М, мікроскоп сте­реоскопічний МБС-10, осцилограф С-55 та інше обладнання.

При виконанні роботи студент зобов’язаний:

а) зобразити у масштаб³ на м³л³метровому папері схему діючого стенда, пульта або приладу, що запропонований до ергономічної експертизи;

б) охарактеризувати відповідність вимогам ергономіки фактичне розташування засобів відображення інформації, індикаторів, тумблер³в, робочих місць ³ т. ³н.; провести відповідний аналіз, розробити рекомендації для поліпшення ергономічності об’єкта, що досліджується;

в) накреслити на м³л³метровому папері запропонований підгрупою вар³ант планування ³ компоновки пульта управління, стенда або приладу з урахуванням вимог ергономіки ³ обгрунтувати ці рішення;

г) розробити креслення робочого місця оператора;

д) побудувати структурну схему, відтворюючу зв’язки в підсистемах, замикання інформаційних потоків на людину-оператора;

е) скласти текстовий звіт за приведеною формою по робот³ ³ прикласти до нього виконані креслення.

Етапи проведення ергономічної експертизи

діючого пульта, стенда або приладу

1. Загальний опис включає в себе коротку характеристику об’єкта, що досліджується: призначення, місце розташування, як³ основні та додаткові параметри регулюються, основні задач³ оператора (за якими параметрами він слідкуº, як³ регулює, по яким питанням приймає рішення) ³ послідовність ви­конання операцій; ведучі канали інформації (зоровий, слуховий); моторні дії (ручне або ножне управління); контингент ос³б на який розраховано пульт або прилад (стать, вік, країна); можливі аварійні ситуації ³ відмови, обмеження в робот³ або якісь особливі умови розміщення та експлуатації.

2. Складання антропометричної характеристики. Вихідні дані беруться ³з аналізу довідкових матеріалів по антропометричним вимірам. Користуючись цими матеріалами студенти оцінюють фактичне робоче місце оператора ³ розроблюють його найбільш раціональну конструкцію.

На кресленні дається орієнтовне планування пульта за допомогою плоскістного манекена. Уточнюється відповідність пульта об’єму приміщення, висоти панелі, зони огляду, ергономічним вимогам. Оцінюється робоча поза, сидіння оператора, визначаються сфери захвату.

Вибір пози ³ положення опе­ратора значною м³рою залежить від розмірів інформаційного поля ³ відстані від прилад³в до очей оператора.

При робот³ з невеличкими приладами (шкалами) або приладдям, що потребуº використання лупи, відстань до очей повинна дорівнювати 12-25 см; таку роботу виконують тільки в поз³ сидячи. При робот³ з віддаленням від панелі на 25-30 см сидяча поза також вважається кращою. При віддаленні від засобів відтворення інформації ³ орган³в управління на 35-50 см робота частіше виконується в положенні стоячи ³, нарешті, при відстані від очей до об’єкту стеження більш ніж на 50 см робота виконується тільки в положенні стоячи.

При робот³ б³ля пульту управління (лицьової панелі приладу) повинні витримуватись оптимальні кути зору. При робот³ стоячи кут зору a£30°±2,5°, а в положенні сидячи a£38°±2,1°. Необхідно визначити кутовий розмір панелі ³ порівняти з нормальним кутом зору. Кутовий розмір визначається з виразу

, (1)

де a – кутовий розмір панелі, град;

S – висота панелі, м;

L – відстань від панелі до оператора, м.

На основ³ помічених відхилень складаються рекомендації ³ вносяться зміни в конструкцію за даними антропометр³¿.

3. Оцінка умов праці на робочому місці дається на підставі порівняння нормативних вимог з фактичними характеристиками виробничого середовища. Бажано заміряти температуру, волог³сть ³ швидкість руху повітря, а також освітленість робочого місця оператора (що виконується з урахуванням фактору часу, тобто довготривалість ³ темп виконання ціº¿ роботи).

Оцінюючи умови праці необхідно зазначити: як³ несприятливі фактори можуть бути присутні на цьому робочому місці ³ проаналізувати ¿х; заходи по усуненню шкідливого впливу середовища на роботу оператора (якщо воно º) ³ дати рекомендації до цього розділу у загальному план³ (умови праці оператора вимагають поліпшення ³ т. ³.).

4. Оцінка засобів відтворення інформації (ЗВ²).

а) описується загальний вигляд, розміри ³ розташування інформаційних панелей. Вибір панелі залежить від ¿¿ розмірів. У горизонтальній площині кут обзору (при фіксованому погляд³ в центр панелі) повинен мати 30°-40°, допускається кут 50°-60°, максимальний кут (як виняток) досягає 90°.

Відстань м³ж оператором ³ панеллю визначається співвідношенням

, (2)

де L – відстань від панелі до оператора, м.

a – кут обзору, град;

S – ширина екрану, м.

Для панелей, де S<10 м, співвідношення ширини до висоти складає 1,3:1.

На складеній студентом схемі (кресленні) при фіксованому положенні оператора визначають величини a, S, h ³ фактичну величину L, потім порівнюють фактичні значення екрану (панелі) з нормативними.

При виконанні цього пункту необхідно врахувати так³ обставини. У випадку, якщо a>50°, краще використовувати сферичний пульт. При фронтальному пульт³, розташованому по вертикал³ з кутом, що не перевищуº 30°, може бути одна плоска секція. Вона розташована так, що ¿¿ верхній край знаходиться на рівні лінії горизонтального погляду, але сама площина панелі повинна складати з площиною, яка перпендикулярна лінії погляду, кут 0°-20° у нижнього краю панелі. Якщо кут розташування панелі по вертикал³ складає більше 30°, але не більше 45°, то нижче основної додається ще одна секція, що складає кут 30°-50° до горизонталі.

б) проводиться оцінка окремих прилад³в. При цьому вказується загальна кількість прилад³в, ¿х призначення ³ характеристика (стрілочні, картинні, віконцеві ³ т. ³н.). Ц³ дані приводяться в порівнянні з нормативними.

в) аналізується розташування прилад³в. Прилади повинні бути розташовані так, щоб найбільш важливі з них у функціональному відношенні (а також прилади з найчастішим звертанням) знаходились у центр³ поля зору. Звертання до приладу орієнтовно визначається в залежності від задач управління. На схем³ розташування прилад³в останні нумеруються за частотою звертання. Після цього перевіряються зв’язки, тобто порядок нагляду за приладами. Прилади з більш тісними зв’язками повинні розташуватися поряд.

Після проведення оцінок дається загальний висновок по засобам відтворення інформації (ЗВ²).

5. Оцінка орган³в управління. При оцінці орган³в управління необхідно відтворити у звіті по робот³ найменування, призначення ³ кількість орган³в управління, відповідність розташування орган³в управління робочим зонам, розмір, форму, колір, послідовність звертання ³ частоту використання орган³в управління; число вмикань за час роботи, напрямок, величину переміщень ³ прикладених до цього зусиль, загальну величину витрачено¿ енергії при виконанні операцій, пов’язаних з управлінням.