Эргономические основы проектирования оборудования. Основные задачи эргономики. Дизайн, функционализм, стилизация, стайлинг
Главной движущей силой технического прогресса было и есть стремление создавать более производительные, надежные, долговечные, экономичные средства производства. Создавая средства производства, человек стремится сделать их максимально удобными и красивыми, так как стремление к красоте неотделимо от человека. Поэтому в процессе развития производительных сил эстетизация предметной среды приобретает все большее и большее значение.
Техническую эстетику и художественное конструирование обозначают термином дизайн, имеющим несколько значений: инженерное и художественное конструирование, систему теоретических взглядов в этой области, результаты творчества художника-конструктора и метод его работы. В дизайне можно отметить следующие направления: истинный дизайн, функционализм, стилизация, стайлинг.
Истинный дизайн – это создание изделия на основе эргономики, функционального и композиционного анализов, передовых технических требований. Форма изделия в этом случае наиболее точно отображает его практическое назначение (функцию).
Функционализм – формообразование изделия на основе совершенствования функции, т.е. в основе создания изделия лежит прежде всего отработка функции, которой отдается предпочтение перед формой.
Стилизация – конструирование внешнего вида нового изделия по существующему образцу. Стилизация способствует распространению современных форм изделий и модернизации производства.
Стайлинг – конструирование изделий, отличающихся от своих аналогов лишь внешним видом. Постоянная модернизация изделия не вызывает существенной модернизации производства.
Эргономика - наука, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него совершенных орудий и оптимальных условий труда, т.е. таких условий, которые, делая труд человека высокопроизводительным и безопасным, в то же время обеспечивают человеку необходимые удобства и экономят его силы, здоровье и работоспособность. Эргономика включает в себя инженерную психологию, антропометрию и ряд вопросов физиологии и гигиены труда.
К основным вопросам эргономики относятся закономерности зрительного восприятия, антропометрические данные, биомеханические возможности человека.
Антропометрия и биомеханические возможности человека. Рабочая зона и рабочее пространство. Основные типы органов управления и индикации. Эргономическая оценка промышленного оборудования
Антропометрия – измерение тела человека. Антропометрические данные кладут в основу проектирования машин, орудий труда, помещений, потребительских изделий, что делает возможным правильную и эффективную эксплуатацию этих предметов. Антропометрические данные включают основные размеры человеческого тела и пределы движения конечностей. Например, средний рост мужчин в Российской Федерации равен 170 см, женщин – 157 см. В процессе проектирования нового и изучения существующего оборудования желательно провести антропометрический анализ, который дает возможность выявить недостатки компоновки отдельных узлов и расположения органов управления. К особенностям биомеханических возможностей человека можно отнести:
1) рука человека двигается лучше и быстрее в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной, причем правая - против часовой, левая - по часовой;
2) там, где требуется быстрая реакция, нужно использовать движение по направлению "к себе";
3) движения вперед и назад быстрее, чем движения в стороны;
4) каждое движение должно заканчиваться в положении, удобном для начала следующего движения;
5) при работе двумя руками движения должны быть симметричны и противоположны, а также обе руки должны одновременно начинать и закачивать действия;
6) мускулы меньше утомляются при динамической работе, чем при статической, в связи с этим статическая работа при обслуживании оборудования должна быть сведена до минимума;
7) время переключения органа управления должно быть минимальным;
8) движение менее утомительно, если оно совершается в направлении положительного действия силы тяжести;
9) движения по окружности предпочтительнее, чем прямолинейные;
10) движение под прямым углом изменяется значительно быстрее, чем под тупым; плавно закругленные движения быстрее движений прямолинейных и имеющих резкое и внезапное изменение направления;
11) точные движения лучше выполняются сидя, чем стоя;
12) движения, ориентированные механическими устройствами, быстрее, чем движения, зависящие только от визуальной опенки;
сила предплечья больше при согнутой руке, чем при вытянутой.
А - рабочее пространство; Б - зона удобного размещения устройств; В - оптимальное рабочее пространство; а - зона, удобная для обеих рук; б - расстояние между центрами оптимального рабочего пространства
Эргономический анализ органов управления в основном производится по следующим трем критериям:
1) удобство размещения органов управления;
2) величина усилия, необходимого для переключения рукояток;
3) время, необходимое на переключение и процент неудачных переключений, т.е. переключений, которые не удается выполнить с первого раза.
Оценка двух первых критериев производится путем сравнения параметров, характеризующих органы управления оборудованием, с цифрами, приведенными в таблице, разработанной ЭНИМС. В этой таблице приведены допустимые значения усилий на органах управления металлорежущих станков средних размеров в зависимости от частоты переключения рукоятки, ее расположения и направления усилия, необходимого для ее переключения. Здесь же указаны пределы рекомендуемой зоны расположения органов управления по высоте.