ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Человеческие факторы и инженерное проектирование из "Наука и искусство проектирования " Из всех существ, населяющих землю, человек является, по-видимому, самым изнеженным и хуже всех приспособленным к условиям окружающей среды. Можно, не задумываясь, назвать сотни способов и средств защиты у животных раковины, мех, крылья, перья, чешуя, клыки, запахи, защитная окраска, острое обоняние и зрение и т. д. Однако природа наделила человека одной способностью, недоступной другим существам, — способностью мыслить. Благодаря этому человек рассуждает, планирует, помнит прошлое и размышляет о будущем и — самое главное — умеет изменять условия окружающей его среды. Примерами изменения окружающих условий являются одежда, жилище, транспортные средства, автоматизация и космические полеты. [c.113] Наука о взаимодействии человека с искусственной окружающей средой имеет различные названия иня енер-пая психология, наука о человеческих факторах, учет человеческих факторов в технике, техническая психология, биомеханика, эргономика. Как бы она ни называлась, очевидно одно физически человек почти не изменился за последние несколько тысяч лет и, по-видимому, мало изменится в следующем тысячелетии. Без специальных средств, соответствующим образом преобразующих внешнюю среду, человек практически не может приспособиться к ее воздействию. Требования к таким средствам составляют основу данной главы. [c.113] На фиг. 5.2 показана взаимосвязь элементов, при которой человека можно рассматривать как составную часть эффективной системы человек — машина . Человек может работать на машине и выполнять определенную работу, если машина приспособлена к возможностям человека. Приспособление обычно осуществляется системой управления, которая усиливает, ослабляет или преобразует мышечную энергию человека в энергию, легко воспринимаемую машиной. Человек может подавать сигналы с помощью рук и ног. Достижение требуемой величины управляющего сигнала, подаваемого человеком, определяется по сигналу, поступающему через цепь сенсорной обратной связи. (Например, недостаточный или чрезмерный поворот автомобиля, наблюдавшийся при первых испытаниях рулевого управления с усилителем, был отрегулирован увеличением момента сопротивления рулевого колеса в виде сигнала обратной связи, действующего на водителя.) Другим необходимым условием успешной деятельности оператора часто является отображение световых или звуковых сигналов. Человек испытывает физиологическое воздействие системы, которое определяет такие показатели его состояния, как утомление, способность концентрировать внимание, а также безопасность, производительность и т. д. Инженер-конструктор должен использовать всю имеющуюся информацию о человеческих факторах, чтобы обеспечить оптимальное взаимодействие между человеком и тем оборудованием, с которым человек входит в контакт при выполнении своих повседневных задач. [c.117] Если выделить человека из системы, изображенной на фиг. 5.2, и рассмотреть, что необходимо для его эффективной работы как элемента системы, то можно сделать следующий вывод. Руками и ногами человек воздействует на органы управления системы в свою очередь его физиологическое состояние определяется окружающей средой сигналы обратной связи от органов управления системы воздействуют на органы чувств человека уши и глаза человека воспринимают звуковые и визуальные сигналы. Сведения о размерах человеческого тела называются антропометрическими данными. Ниже рассмотрены факторы, связанные с функционированием человека в системе, приведенной на фиг. 5.3. [c.117] Здесь рассматриваются такие параметры, как форма и размер кнопок и ручек управления усилия, необходимые для поворота ручек управления вид управления (например, типа включено — выключено или плавное регулирование) направление перемещения способ действия и т. п. При проектировании органов управления конструктор должен учитывать выходные сигналы, поступающие к человеку от машины, а также сигналы от цепи обратной связи. [c.118] Конструктор обязан учитывать такие показатели физиологического состояния, как пульс, частота дыхания и кровяное давление при комфортных условиях. Конструктор должен добиться, чтобы условия работы были как можно ближе к нормальным и человек мог эффективно работать как в течение коротких, так и продолжительных промежутков времени. [c.118] Необходимо учитывать такие факторы, как температура, шум, вибрация, радиация, ускорение и давление. [c.119] Конструктора интересуют также звуковые сигналы обратной связи. Наиболее распространены речевые сигналы. Кроме того, конструктора интересует воспроизведение речи с помощью искусственных средств, сигналы предупреждения и предостережения, а также звуковые сигналы, указывающие на нормальную работу оборудования или возникновение неисправностей. [c.119] К этой категории относятся средства наглядного представления информации посредством циферблатов, знаков, цифр и букв, шкал с делениями, счетчиков и стрелочных, приборов, а также табличек. [c.119] Антропометрия — раздел антропологии, посвященный размерам человеческого тела. Размеры определяются для особых статистических групп, называемых процентилями. Если 100 человек расположить в порядке возрастания какого-либо параметра, то они распределяются от 1-го до 100-го ироцентиля. Учет антропометрических данных для мужчины 2,5-ГО процентиля при проектировании означает, что такой системой смогут воспользоваться лишь 2,5% мужчин. Система, созданная на основе данных для человека 50-го процентиля (среднего человека), подойдет для 50% людей. Остальные же 50% людей не смогут пользоваться такой системой. Ниже рассмотрены четыре примера выбора конструктором соответствующе процентильной группы. [c.119] Как следует из схемы на фиг. 5.4, где показано изменение размеров тела среднего мужчины за последние 20 лет, антропометрические данные непрерывно изменяются. Если конструкторская задача требует использования точных данных, то инженер должен обращать внимание на дату получения используемых антропометрических данных. [c.120] Данные, приведенные в табл. 5.2 и на фиг. 5.5—5.9, относятся к рассмотренным выше параметрам. Они не являются полными, но конструктор может получить некоторое представление о характере имеющихся данных. Более полные данные для использования их при проектировании оборудования можно найти в книгах по инженерной психологии, указанных в аннотированном перечне литературы. [c.121] Первый круг на фиг. 5.7 определяет границы зоны допустимых условий, за пределами которой человек испытывает большие неудобства или его здоровью наносится ущерб. Необходимо учитывать также инфракрасное излучение, ультразвук, наличие вредных газов, запыленность и теплообмен с жидкостями и твердыми телами. [c.121] Чтобы наглядно продемонстрировать, чем занимаются специалисты по инженерной психологии, рассмотрим следующий пример. Летчик, совершая тренировочный полет в одномоторном само.лете, обычно сидит сзади инструктора и регулирует подачу горючего левой рукой, а ручку управления держит правой рукой. Если при заходе на посадку самолет не дотягивает до взлетно-посадочной полосы, летчик должен увеличить подачу горючего и поднять вверх носовую часть самолета (т. е. левую руку подать вперед, а правую — назад). В пассажирском самолете первый пилот сидит рядом со вторым пилотом, который находится справа от него. Теперь первый пилот держит штурвал левой рукой, а ручку подачи горючего — правой. Если самолет не дотягивает до взлетно-посадочной полосы, по-прежнему надо поднять высоту и увеличить подачу горючего, но для этого теперь пилоту нужно левую руку подать назад, а правую — вперед. Эти движения противоположны тем, которым летчик научился раньше. После нескольких полетов пилот может привыкнуть и к этой новой реакции, однако в аварийной обстановке он может растеряться и вернуться к способу управления, которому он научился в прошлом. Это может привести к летному происшествию. [c.121] Предпочтительная схема - Вкл. [c.124] Рукоятки. Длина L должна быть максимальной. Предусмотреть опору для запястья. При I,=iaO мм минимальное перемещение составляет 60 мм, максимальное вперед и назад 350 мм. максимальное вправо и влево 960 мм. [c.125] Потайные ручки (для дверей, ящиков стола и т. д.). Ширина отверстия 90 мм (мин.)— 100 мм (опт.). [c.125] Храповики. Для установки обычных величин используются храповики диаметром 25 мм, для установки критических величин 50—100 км. а — типичная впадина диаметр — 2 мм, глубина — 1,2 мм, расстояние между зубцами 5,6 мм. Вращающий момент 3,25 10 кгс м (d 25 мм) и 3,6 - iO-2 кгс м (d 25 мм). [c.125] Ручки переключателей. Ручка перемещается на 15° (мин.) при визуальном контроле, на 40° (макс.) в оптимальном режиме работы и на 90 (макс.) в случае необходимости. Усилие 0,34—1,36 кгс. Число положений 24. При повороте более чем на 180° более удобен круглый переключатель. [c.125] Вернуться к основной статье