Расчет параметров рабочего места и его элементов

 

Основное содержание данного раздела составляют материалы методического руководства [7, с.83 —84]. Параметры рабочих мест измеряются в различных поло­жениях тела (стоя, сидя, лежа) и позах (руки вытянуты в стороны, вверх, корпус выпрямлен, наклонен вперед, откинут назад). При измерении этих признаков в каче­стве баз отсчета чаще всего используются ограничитель­ные плоскости. Эргономические антропометрические признаки по способам измерений и в зависимости от сферы использования разделяются на статические и ди­намические. Те и другие, в свою очередь, делятся на габаритные размеры и размеры отдельных частей тела (линейные, периметровые и угловые). Линейные разме­ры, в свою очередь, делятся на периметровые, попере­чные, передне-задние и т.п.

Статические антропометрические признаки — это размеры тела, измеренные однократно в статическом положении испытуемого. Условность и сохранение по­стоянства позы обеспечивают идентичность измерений. Эти признаки используются для расчета свободных (не­сопряженных) параметров элементов рабочих мест, для определения диапазона регулирования изменяемых параметров, конструирования манекенов, создания мате­матических.моделей тела человека.

К динамическим антропометрическим признакам относятся размеры тела, изменяющие свою величину при угловых и линейных перемещениях измеряемой части тела в пространстве. Линейные изменения могут выра­жаться в абсолютных величинах и в виде приростов (эффект движения тела). Динамические антропометри­ческие признаки используются для определения: ампли­туды рабочих движений; величины рабочих перемеще­ний приводных элементов органов управления; размеров зон моторного пространства.

При расчете параметров рабочего места на основе антропометрических данных необходимо учитывать: выбранную систему координат и соответствующие базы отсчета; рабочее положение работающего; возмож­ность изменения положения тела; величину размаха ра­бочих движений; количество элементов рабочего места; параметры обзорности; требования ограничения рабоче­го пространства (кабины, площадки, отсеки и т.п.); возможность регулирования параметров элементов ра­бочего места; возможность подвижности элементов ра­бочего места (сиденья, подставки для ног, педали). '

При использовании числовых значений антропомет­рических признаков следует учитывать их особенности, обусловленные полом, возрастом, национальностью и другими факторами. Особое внимание нужно обращать на значительные половые различия большей части антро­пометрических признаков, так как многие элементы про­изводственного оборудования предназначены одновре­менно и для мужчин и для женщин. Эти различия в размерах достаточно значительны для положения как стоя, так и сидя. Так, продольные размеры в положении стоя (высота точек над полом) у мужчин больше, чем у женщин на 7-12 см, а в положении сидя (высота точек над сиденьем) — на 3-6 см; поперечные передне-задние и периметровые размеры по отношению к верхней части тела у мужчин больше, чем у женщин на 1-3 см, но по отношению к нижней части тела (таз и бедра) — у женщин больше, чем у мужчин на 2-4 см; габаритные размеры у мужчин также больше: длина руки на 7-15 см, а длина ноги — на 6-19 см.

Национальные различия по группам размеров не­сколько меньше, чем половые, но также значительны, особенно по продольным размерам в положении стоя. Исключение составляют следующие признаки: высота над сиденьем (плеча, шейной точки, нижнего угла лопат­ки, линии талии, локтя, бедра); спинка сиденья — колено; передняя досягаемость для руки; ширина двух колен; ширина двух стоп.

Возрастные различия антропометрических призна­ков взрослого населения выражены нерезко. Имеется тенденция к увеличению (на 5 см) всех продольных разме­ров у лиц молодого возраста (20 — 29 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 пер-центилей. Перцентиль — сотая доля измеренной сово­купности людей, которой соответствует определенное значение антропометрического признака. Если площадь, ограниченную кривой распределения, или всю совокуп­ность наблюдений разделить на 100 равных частей, то получим 99 перцентилей (Р1..... Р99) (рис. 7-4).

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, составляющие 2%, и т.д.; 50-й перцентиль в нормальном распределении соответству­ет средней арифметической величине. Средняя вели­чина признака — это та, ниже которой оказывается около половины населения. Если бы размеры дверей соответствовали только средним размерам тела челове­ка, то 50% посетителей общественных зданий разбивали бы свои лбы о притолку.

Числовые значения антропометрического признака, соответствующие верхней или нижней границе выбран­ного объема работающих, называются пороговыми. Они являются антропологическими критериями при расчете

параметров рабочих мест на основе метода перцентилей. При использовании антропометрических данных необходимо:

♦ учитывать количество регулируемых параметров произ­водственного оборудования и рабочих мест;

♦ помнить о том, что наибольшие различия в размерах тела — индивидуальные (внутригрупповые), а затем межгрупповые (половые, национальные, возрастные);

♦ рассчитывать требуемый минимум свободного про­странства для размещения тела человека или его перемещения, исходя из антропометрических данных людей, характеризующихся наибольшими продольны­ми, поперечными и передне-задними размерами тела;

♦ рассчитывать те части рабочего пространства, кото­рые связаны с различными видами досягаемости, на основе антропометрических данных людей, характери­зующихся наименьшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела;

♦ помнить, что люди отличаются друг от друга не только общими размерами тела, но и соотношениями этих размеров;

♦ использовать базы отсчета, которые соотносятся с ба­зами, взятыми при измерении размеров тела, и не тре­буют сложных перерасчетов;

♦ округлять цифровые значения антропометрических дан­ных, заимствованные из таблиц, но не более чем на

1 см или 1 градус.

При использовании антропометрических данных не рекомендуется:

♦ рассчитывать параметры оборудования и рабочих мест на основе только средних арифметических значе­ний антропометрических признаков;

♦ пользоваться антропометрическими данными 20-25-летней давности;

♦ пользоваться источниками (справочники, монографии и т.п.), в которых не указаны год сбора материала, пол, возраст и национальность контингента исследуе­мых, численность группы населения;

♦ использовать размеры тела, измеренные в положении стоя, при расчетах параметров рабочих мест, предна­значенных для работы сидя;

♦ получать основные эргономические размеры путем сложения отдельных классических размеров;

♦ выделять основные и второстепенные антропометри­ческие признаки; следует считать все множество ан­тропометрических признаков одинаково необходимым, выявляя их значимость только при анализе конкретных объектов производственного оборудования.

При расчете компоновочных параметров рабочих мест на основе антропометрических данных следует раз­личать базы отсчета, используемые при измерении эрго­номических признаков и расчете компоновочных пара­метров рабочего места. Эти базы должны совпадать или не противоречить друг другу.

При измерении многих антропометрических при­знаков в качестве баз отсчета используют следующие ограничительные плоскости:

1) в положении стоя: плоскость пола (горизонтальная плос­кость для измерения высот точек над полом); стенку стенда (вертикальная плоскость для измерения передне-задних и поперечных размеров тела);

2) в положении сидя: плоскость пола; плоскость сиденья; спинку сиденья, перпендикулярную заднему краю сиде­нья (рис. 7-5).

Расчеты и измерения компоновочных параметров рабочих мест следует проводить в ортогональной системе координат с внешней относительно тела человека базой отсчета. Преимущество этой системы по сравнению с

внутренней (на теле человека) — в отсутствии погреш­ностей в установлении нулевой точки отсчета (пол, край оборудования, воображаемые линии, плоскости и т.п.),

так как она фиксирована неподвижно. Имеется лишь погрешность при нахождении конечной точки (рис. 7-6).