ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ РАБОЧЕГО МЕСТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ
Параметры рабочего места измеряются в различных положениях тела (стоя, лежа, сидя) и позах (руки вытянуты в стороны, вверх и т.д.), имитирующих рабочие позы и движения. При измерении этих параметров в качестве баз отсчета чаще всего используются ограничительные плоскости. Эргономические антропометрические, параметры по способам измерений и в зависимости от сферы использования делятся на статические и динамические. Они в свою очередь делятся на габаритные и размеры отдельных звеньев тела, а также на линейные, периметровые и угловые.
Рис. 1.4.1. Зона досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости
Рис. 1.4.2. Зона досягаемости моторного поля в горизонтальной плоскости привысоте рабочее поверхности над полом 725 мм:
1 – зона для размещения наиболее важных и очень часто используемых органов управления (оптимальная зона моторного поля);
2 – зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля);
3 – зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля)
При расчете параметров рабочего места на основе антропометрических данных необходимо учитывать:
1. выбранную систему координат и соответствующие базы отсчета;
2. рабочее положение работающего;
3. возможность изменения положения тела;
4. величину размаха рабочих движений;
5. количество элементов рабочего места;
6. параметры обзора;
7. необходимость ограничения рабочего пространства (кабина, площадь, т.д.);
8. возможность регулирования параметров элементов рабочего места;
9. возможность подвижности элементов рабочего места (сиденья, педали, подставки для ног).
При использовании числовых значений антропометрических признаков следует учитывать их особенности, обусловленные полом, возрастом, национальностью и другими факторами.
Особое внимание следует обращать на значительные половые различия большей части антропометрических признаков, так как многие изделия промышленного производства предназначены одновременно и для мужчин, и для женщин. Эти различия в размерах достаточно велики как для положения стоя, так и для положения сидя.
Национальные различия по группам размеров несколько меньше, чем половые, но также значительны, особенно по продольным размерам в положении стоя. Возрастные различия антропометрических признаков взрослого населения выражены не резко. Имеется тенденция к увеличению (на 5 см) всех продольных размеров у лиц молодого возраста (20—30 лет) и поперечных, передне-задних и обхватных размеров — у лиц старшего возраста (30—50 лет).
При расчете параметров оборудования по высоте следует учитывать, что наибольшие половые, национальные и возрастные различия наблюдаются в продольных размерах тела в положении стоя. В положении сидя эти различия уменьшаются или вовсе исчезают. Это объясняется тем, что в первом случае в состав размеров входит длина ноги — признак сильно варьирующий, увеличившийся за последние 100 лет на 7—8 см. Во втором случае в состав размеров входит длина туловища — признак слабо варьирующий, мало изменившийся в процессе акселерации (всего на 1 см).
В основу общих правил использования антропометрических данных при расчете параметров рабочих мест и производственного оборудования положен метод перцентилей.
Перцентилем называется сотая доля объема всей совокупности людей, подвергавшихся антропометрическим исследованиям.
Каждая группа характеризуется определенными свойственными ей значениями антропометрических признаков. Если площадь, ограниченную кривой нормального распределения, отражающую всю совокупность наблюдений, разделить на 100 равных частей (процентов), то получим 99 перцентилей.
Каждый перцентиль имеет свой порядковый номер.
1-й перцентиль отсекает в распределении частоты наименьших значений антропометрического признака, составляющие 1% от суммы всех частей, 2-й перцентиль значения – 2% и т.д. 50-й перцентиль в нормальном распределении соответствует средней арифметической величине, моде и медиане.
Перцентиль, мода и медиана являются структурными характеристиками вариационного ряда значений антропометрических признаков.
При этом необходимо помнить, что в природе не существует человека, все размеры тела которого соответствовали бы только среднему арифметическому значению или только 5 или 95 перцентилям, это лишь условное предположение, в силу чего минимум свободного пространства для размещения тела человека и его передвижений следует исчислять исходя из антропометрических данных людей, характеризующихся наибольшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела.
Части рабочего пространства, в пределах которого необходимо обеспечить досягаемость органов управления, надлежит рассчитывать на основании антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела.
При использовании антропометрических данных не рекомендуется:
1. рассчитывать параметры рабочих мест и оборудования на основе только средних арифметических значений антропометрических признаков;
2. использовать антропометрические данные 20—25-летней давности;
3. использовать источники (справочники и т.д.), в которых не указан год сбора данных, пол, возраст, национальность и т.д.;
4. использовать размеры тела, измеренные в положении стоя, при расчетах параметров рабочих мест, предназначенных для работы сидя;
5. выделять основные и второстепенные антропометрические признаки, так как все множество их одинаково необходимо;
6. получать основные эргонометрические признаки путем сложения отдельных классических размеров.
Общие правила расчета параметров рабочих мест состоят в следующем:
1. Определяют характер контингента работающих, для которых предназначено рабочее место и проектируемое оборудование (мужчины или женщины, национальность, возраст и т.д.).
2. Определяют объем (в %) совокупности работающих, размерам тела которых должно соответствовать проектируемое оборудование, а затем его верхнюю и нижнюю границу. Если устанавливают, например, размеры рабочего места водителя трактора, то они должны обеспечивать легкость и удобство эксплуатации для 90—95% работающих. Одновременно учитывают, что для группы людей, которые могут принадлежать к этой профессии, минимальной (нижней) и максимальной (верхней) границами распределения, включающими 90% численности работающих, являются 5-й и 95-й перцентили. При этом остаются не удовлетворенные 5% работающих с наибольшими и 5% с наименьшими размерами тела.
Минимальные и максимальные границы 95%-ного объема будут ограничены или 5-м перцентилем, с одной стороны, или 95-м — с другой для соответствующих групп населения. Эти границы используют для расчета нерегулируемых параметров рабочих мест. В первом случае остаются неудовлетворенными 5% работающих с наименьшими размерами тела; во втором случае — 5% работающих с наибольшими размерами тела. Выбор границ связан с конкретными параметрами оборудования.
3. Выбирают антропометрический признак, который будет служить основой для расчетов тех или иных параметров рабочего места, будет учитывать функциональное значение параметра производственного оборудования, рабочее положение тела работающего и позы, пол, возраст, национальность и т.д.
4. Выбирают границы (верхнюю или нижнюю) объема обследуемой совокупности работающих, достаточные для надежного определения параметра рабочего места.
При расчете различных параметров оборудования и рабочих мест используют пороговые значения антропометрических признаков, соответствующих верхней и нижней границе или обеим одновременно выбранного объема численности обследуемых работающих — чаще 5 или 95 — перцентилям. Так, большинство нерегулируемых параметров рабочих мест по высоте рассчитывают исходя из значений антропометрических признаков, соответствующих 95-му перцентилю той группы работающих, у которой используемый для расчетов размер тела имеет наибольшее значение и т.д.
Находят числовое выражение порогового значения антропометрического признака, характерного для выборочной совокупности. Числовые значения антропометрических признаков, соответствующие 1, 5, 50, 95, 99-му перцентилям, приводятся в антропометрических атласах и нормативных документах.
За базы отсчета при измерении габаритных параметров рабочего места в целом принимают воображаемые ограничительные плоскости, касательные к наиболее выступающим внутрь свободного рабочего пространства точкам элементов рабочего места, ограничивающим размах движений и проходов (органы управления, щиток и т.д.) Например, ширина кабины трактора измеряется как проекционное расстояние между выступающими внутрь элементами, расположенными на правой и левой ее стенках на уровне плечевого пояса работающего и т.д.
Измерения и расчеты компоновочных параметров следует проводить, различая среди них следующие группы: параметры досягаемости в моторном пространстве; высота рабочей поверхности, сиденья и подставки для ног и их соотношения; параметры группирования органов управления на панелях пультом, щитков, параметры проходов и т. п. Так, базами отсчета для определения оптимальных расстояний между приводными элементами органов управления следует считать наиболее выступающие точки краев двух соседних приводных элементов при их нейтральном и рабочем положении и т.д.
При необходимости провести анализ пространственной компоновки рабочих мест следует опираться на методику, построенную на основании данных эргономической антропологии. Он позволяет анализировать «эргономические параметры» рабочего места, т.е. те параметры, которые рассчитываются на основ антропометрических данных. Эти данные могут не совпадать данными в технической документации, поэтому с целью анализ параметров рабочего места значительную их часть следует измерять заново.
Анализ пространственной компоновки рабочих мест проводится в два этапа: подготовительном и основном.
На подготовительном этапе:
1. Определяют тип рабочего места.
2. Составляют перечень средств труда на рабочем месте, выделив основные и вспомогательные.
3. Составляют перечень органов управления и затем их классифицируют по группам: ручного и ножного управления, постоянного, периодического и эпизодического действия.
4. Составляют перечень технологической оснастки, определив ее по технической документации и наличию на рабочем месте.
5. Составляют перечень организационной оснастки.
6. Определяют зоны моторной активности, выделив среди них постоянные, периодические и эпизодические.
7. Составляют перечень эргономических параметров рабочего места, подлежащих измерениям и анализу, и сводят их в таблицу.
8. Определяют базы отсчета, от которых следует измерять, компоновочные параметры рабочего места в каждой выделенной зоне.
На основном этапе:
1. Составляются эскиз рабочего места в трех проекциях: вид сверху, в профиль, спереди. На нем отражаются все элементы рабочего места и параметры, которые подлежат оценке и измерению.
2. Измеряют параметры рабочего места в составленном перечне и заносят их в таблицы и эскизы.
3. Вычерчивают чертежи рабочего места в определенном масштабе.
4. Число чертежей (эскизов) определяется степенью организации рабочего места и т. п.
Далее делают выводы о степени соответствия параметров рабочего места антропометрическим данным и намечают возможные пути ликвидации выявленных несоответствий.