Эргономическое обеспечение машин.

Сибирский государственный аэрокосмический  университет

Имени академика  М.Ф. Решетнёва 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Основы проектирования и конструирования» 

Тема:  Эргономическое обеспечение машин. 
 
 
 
 
 

                                                 Выполнил студент группы Э-82 Карамышев А. Т.

                                                  Проверил д. т. н., проф. Носенков А. А. 
 
 
 

Железногорск 2009

Оглавление

Введение………………………………………………………………………………3

1. Задачи эргономического обеспечения…………………………………………..4

2. Основные принципы  эргономического обеспечения.

Эргономическое  проектирование……………………………………….…….……6

3. Классификация  и структура эргономических требований (ЭТ)........................10

4. Распределение функций между человеком и машиной………………………..17

Заключение…………………………………………………………………..………20

Список  литературы………………………………………………………………….21 

Введение

   По мере увеличения эксплуатационной сложности машин, оборудования, систем управления все больше выявлялась необходимость создания эргономики. При этом опыт показал, что механическое соединение знаний из разных наук, связанных с учетом человеческого фактора в технике, оказывается не только недостаточным, но и невозможным на практике.

   Учет эргономических требований и рекомендаций в ходе разработки машин и систем должен проводится с единых методических позиций, на основе единого подхода и реализовываться в виде системы эргономического обеспечения, представляющей собой комплекс научно-методических положений, принципов и организационных мероприятий, направленных на достижение заданных (требуемых) эргономических свойств проектируемых систем. Каждый вид и стадия проектирования обусловливают общую структуру решаемых вопросов, конкретизируемых спецификой объекта проектирования, условиями его использования (применения), материальными и технологическими возможностями.

1. Задачи эргономического обеспечения

   Система эргономического обеспечения подчинена общему процессу проектирования, которым руководит конструктор.

   Эргономическое обеспечение при проектировании направлено на повышение эффективности (производительности) системы человек — машина (СЧМ) и качества труда, безопасность эксплуатации и обслуживания, улучшение условий труда, сокращение сроков освоения систем, экономию затрат физической и нервно-психической энергии работающего человека благодаря максимально возможному согласованию технической части системы с возможностями и особенностями человека. При этом достигается значительный социально-экономический эффект, выражающийся в повышении привлекательности и содержательности труда, сохранении здоровья и поддержании высокой работоспособности, сокращении непроизводительных потерь рабочего времени, уменьшении затрат на предоставление льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях труда и т. п.

   В общем виде эргономическое обеспечение проектирования предусматривает необходимую автоматизацию и механизацию технических процессов, оптимальное распределение функций в системе, информационное взаимодействие человека с ее технической частью, рациональную конструкцию рабочего места и организацию трудовой деятельности, оптимальные для жизнедеятельности и работоспособности человека условия производственной среды при обязательном соблюдении техники безопасности.

   Эргономическое обеспечение проектирования  включает следующие три основных описания, характеризующие СЧМ в их взаимосвязи и связи со средой: функциональное, морфологическое и информационное. Функциональное описание строится на основании критерия эффективности и целевой функции. Оно отражает процессы в системе на выходном уровне. Морфологическое описание отражает структурные свойства на уровне подсистем.

Информационное  описание касается внутреннего и внешнего информационного обмена.

   Существует три подхода к обеспечению эргономического проектирования. При механоцентрическом в основу положено инженерно-техническое проектирование с учетом в той или иной степени рекомендаций эргономики. Этот подход в настоящее время наиболее распространен, хотя его недостатки и бесперспективность очевидны. Антропоцентрический подход выражает противоположную точку зрения. Согласно этому подходу первоначально должна проектироваться деятельность человека, а затем технические средства ее реализации. Антропоцентрический подход является более прогрессивным. Однако его реализация в настоящее время затруднена по двум причинам. Во-первых, внедрение антропоцентрического подхода требует коренной перестройки уже существующей практики проектирования и, во-вторых, уровень развития самой теории проектирования еще недостаточно высок. Наиболее приемлемым и рациональным в настоящее время является равнокомпонентный подход, занимающий срединное положение между двумя вышеприведенными подходами, при котором человек и техника рассматриваются как равноправные подсистемы. Описание, исследование и проектирование их ведется с единых системных позиций путем использования сопоставимых (взаимосвязанных) показателей оценки.

Учет  эргономических требований (ЭТ) в процессе проектирования проводится не только при различных методических, но и практических подходах (инженерное, технологическое, архитектурно-строительное, художественно-конструкторское, организационное, социальное эргономическое проектирование и т. п.). 
 
 
 
 

2. Основные принципы эргономического обеспечения

Эргономическое  проектирование

   В настоящее время при исследовании, описании и проектировании СЧМ могут использоваться четыре общих методологических принципа: функциональный, структурный, структурно-функциональный и системный. Сущность функционального принципа сводится к выделению структуры объекта как некоторого инварианта с последующим функциональным описанием этой структуры. В структурном принципе, напротив, основную нагрузку несет понятие структуры, а функциональная сущность ее компонентов выступает в качестве одной из исходных предпосылок. При структурно-функциональном подходе проектируют не элементы объекта и не систему в целом, а расчлененную систему в статике. Системный подход заключается в том, что объект рассматривается с точки зрения наличия в нем действующих элементов. Конкретизацией такого подхода является выяснение формы или способа взаимодействия элементов, определяющих объект как целое. Таким образом, при системном подходе центральным звеном является система с такими элементами как структура, организация, связь, элемент и т. п.

   Применительно к эргономическому обеспечению системный подход позволяет на одной основе (понятийной, критериальной) описать и проектировать взаимодействие человека с технической частью системы при равнокомпонентном представлении объекта как целостного образования системы человек — машина — среда. Такое очевидное расширение исходной понятийной базы дает определенные преимущества системному подходу и позволяет получить более обобщенное представление о целостности объекта.

   Научно-методической основой и инструментом системы эргономического обеспечения является эргономическое проектирование, которое служит составной частью общего проектирования и направлено на создание таких средств, условий и процессов труда, которые обеспечивают повышение его производительности при сохранении здоровья и всестороннего развития личности.

   Предметом эргономического проектирования являются процесс, средства и условия деятельности. Для проектирования взаимодействия человека с техническими средствами необходимо определить роль и место человека в системе, степень автоматизации и механизации, т. е. распределение функций между человеком и техникой; решить вопросы иерархии, структурного и функционального построения системы и отдельных рабочих мест, т. е. информационного обеспечения деятельности; учесть особенности пространственной компоновки, организации, конструкции рабочих мест, оборудования, инструмента, оргтехоснастки.

   Результатом эргономического проектирования является эргономическое решение, которое представляет собой проект деятельности (профессиографическое описание деятельности на структурно-операционном уровне и пространственно-компоновочное решение рабочего места), выполненный при последовательной реализации эргономических требований с учетом специфики объекта проектирования.

   Эргономическое проектирование представляет собой особый, но не изолированный аспект работы в общем процессе разработки. Обладая определенными особенностями, эргономическое проектирование вместе с тем подчиняется общим закономерностям и методам проектной деятельности, в частности общей схеме построения этапов проектных работ. Так, техническая схема изделия, разработанная инженером-конструктором, служит основой для эргономического моделирования, которое способно повлиять на пересмотр самой этой технической схемы, на объемно-пространственные характеристики изделия, на выбор тех или иных органов управления, средств отображения информации и т. д.

   Эргономические предложения служат основой для дизайнерского решения (построения образа, композиции изделия, формирования его потребительских свойств), материализующего эргономические идеи. С другой стороны, дизайнерский замысел задает эргономисту-проектировщику направления в исследованиях и проектном поиске оптимальных эргономических решений. Общая характеристика эргономического проектирования позволяет определить его специфическую функцию как органической части целостного процесса проектирования СЧМ: эргономическое проектирование обусловливает приобретение СЧМ необходимых эргономических свойств, способствующих повышению эффективности деятельности человека и функционирования системы. Эргономическое проектирование реализуется как практическим приложением научных достижений эргономики, так и конкретными эргономическими исследованиями и проектными разработками, осуществляемыми в процессе    проектирования    объекта.

   Эргономическому проектированию свойственно чередование неформальных процедур (интуитивных, творческих, эвристических) с формальными (расчетными, аналитическими, математическим моделированием). Это способствует рождению новых проектных идей и принятию нестандартных эргономических решений, учитывающих сложные, в большинстве своем неформализуемые, характеристики человека; доведению этих идей и решений до количественной оценки конкретных вариантов технических средств, параметров функционирования и т. п. Взаимозависимое использование методов эргономического проектирования технических средств, процесса и условий деятельности, а также методов разработки средств и способов формирования и поддержания квалификации и работоспособности операторов позволяет учитывать функциональные состояния человека и находить рациональные способы обеспечения его работоспособности.

   Эргономическое проектирование расширяет диапазон системной оптимизации, позволяя находить целесообразные проектные решения по выбранным приоритетным критериям с учетом закономерностей деятельности человека, показателей его физического и психического состояния, а также технических, технологических, экономических, демографических и других ограничений.

Эргономическое  обеспечение проектирования включает три взаимосвязанных и взаимообусловленных этапа: обоснование (разработку) Эргономических требований (ЭТ); реализацию ЭТ на стадии проектирования; оценку полноты и правильности реализации этих требований (эргономическая экспертиза и аттестация). Приведенные этапы обеспечивают решение общесистемных функций эргономического обеспечения.

   Обладая определенной спецификой как по целям, так и по методам, данные этапы представляют собой единую организационную систему. В данном случае можно говорить об интеграции и дифференциации рекомендаций эргономики в проектной деятельности. При этом интеграция предусматривает наличие, а следовательно, и практическое внедрение единой системы эргономического обеспечения, а дифференциация — конкретные требования, подходы, методы, процедуры, учитывающие специфику разрабатываемых систем, видов проектирования, категорий потребителей эргономических знаний.

Структура эргономического проектирования соответствует логике и стадийности общесистемного проектирования, в ходе реализации которого происходит постепенное приближение к искомому варианту решения.

   Решение задач эргономического проектирования организационно реализуется в ходе системотехнического и инженерно-конструкторского проектирования. Методическую основу решения указанных задач составляют собственно эргономические процедуры. В общем виде задача сводится к проектированию функций (степень автоматизации, распределение, морфология, иерархия, структура, кинетика системы и т. д.), деятельности (алгоритм, структура, напряженность, тяжесть труда человека-оператора), информации (потоки, языки взаимодействия, вид кодирования, объем, форма, модальность информации и т. п.), конструкции технических средств (выбор, пространственная организация, компоновка, конструкторско-технологические решения на уровне вариантов и конкретных схем и т. д.), рабочих мест и условий трудовой деятельности. 

3. Классификация и структура эргономических требований (ЭТ)

   Эргономическое обеспечение основывается на ЭТ, которые являются исходными при проведении проектной работы. Они определяются свойствами человека-оператора и устанавливаются с целью оптимизации его деятельности.