Информационная совместимость заключается в обеспечении такой информационной модели устройства (машины) – средств отображения информации (СОИ) и сенсомоторных устройств (органы управления), которая отражала бы все нужные характеристики машин в данный момент и позволяла человеку (оператору) безошибочно принимать и перерабатывать информацию, в соответствии с его психофизиологическими характеристиками и возможностями (информационными зонами визуального поля, особенностями внимания, памяти и др.).
Информационная модель позволяет человеку анализировать состояние управляемого объекта, принимать решения и осуществлять контроль и управление производственным процессом. Она должна адекватно отражать управляемый объект, состояние самой системы управления, обеспечивать оптимальный объем информации и т. д.
Средства отображения информации (СОИ) предназначены для получения человеком сведений о состоянии объекта управления. Эти данные предъявляются человеку в виде количественных и качественных характеристик. В сложных системах средства отображения информации часто становятся единственным источником информации об управляемом объекте и производственном процессе, так как объекты управления могут быть невидимы, неслышимы и неосязаемы.
Органы управления предназначены для передачи управляющих воздействий от человека к машине и обеспечивают реализацию принятого решения (введение в действие дополнительных органов объекта управления, ввод и вывод информации на СОИ и т.д.).
Рабочее место оператора в системе «человек-машина» — это место, оснащенное средствами отображения информации, сенсомоторными устройствами (органами управления) и вспомогательными средствами труда (техническая документация, измерительные приборы и др.), где осуществляется трудовая деятельность.
Рабочее мест должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом их антропометрических и психофизиологических характеристик и особенностей. Кроме того, трудовая деятельность оператора должна осуществляться и в условиях, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям.
При конструировании рабочих мест должны быть учтены общие и конкретные эргономические требования к ним и их элементам. При этом должен осуществляться выбор целесообразной рабочей позы (сидя, стоя, сидя-стоя); типов индикаторов и органов управления, их компоновка на панелях и рациональное размещение панелей. Также должен быть обеспечен оптимальный обзор рабочего места, предусмотрено пространство для ног при работе сидя и сидя-стоя и пространство для кратковременного отдыха при работе стоя, пространство для установки средств коммуникации, оргоснастки и складирования рабочих материалов.
Положение тела в процессе трудовой деятельности и рабочая поза человека являются важнейшими факторами, поддерживающими систему взаимодействия нервно-мышечных структур в состоянии готовности к совершению ночных двигательных актов. С позой связаны возможности человека совершать многообразные движения. Неудобная поза может отрицательно влиять на точность движений, связанных с выбором сигналов, с выполнением сложных по координации движений, т. е. с надежностью работы оператора. Нерациональная поза может привести к чрезмерным статическим нагрузкам на позвоночник, невротическим состояниям и патологическим нарушениям со стороны опорно-двигательного аппарата и внутренних органов.
Нормальной рабочей позой считается поза, при которой работнику не требуется наклоняться вперед больше, чем на 10-15 градусов. Наклоны назад и в стороны являются нежелательными. Прямая осанка является основным требованием к рабочей позе. Выбор рабочей позы (сидя, стоя, сидя-стоя) определяется физической тяжестью работы. При усилиях не более 50 Н можно выполнять работу сидя. При усилиях 50-100 Н работа может выполняться с одинаковым физиологическим эффектом как стоя, так и сидя. При усилиях, превышающих 100 Н, рекомендуется работать стоя.
Работа стоя целесообразна при необходимости постоянных передвижений, связанных с наладкой оборудования. Она создает максимальные возможности для обзора и свободных движений. Однако при работе стоя повышается нагрузка на мышцы нижних конечностей, повышается напряжение мышц в связи с высоким расположением центра тяжести и увеличиваются энергозатраты на 6-10 % по сравнению с позой сидя.
Работа в позе сидя более рациональна и менее утомительна, так как уменьшается высота центра тяжести над площадью опоры, повышается устойчивость тела, снижается напряжение мышц, уменьшается нагрузка на сердечно-сосудистую систему. В положении сидя обеспечивается возможность выполнять работу, требующую точности движений. Однако в этом случае могут возникать застойные явления в органах таза, затруднение работы органов кровообращения и дыхания.
Смена позы приводит к перераспределению нагрузки на группы мышц, улучшению условий кровообращения, ограничивает монотонность, поэтому там, где это совместимо с технологией и условиями производства, необходимо предусматривать выполнение работ как стоя, так и сидя с тем, чтобы работники по своему усмотрению могли изменять положение тела.
В зависимости от уровня автоматизации и механизации технологического процесса рабочие места могут быть автоматизированными, механизированными, а также для выполнения ручных операций. В системах «человек—машина» рабочие места оснащаются средствами отображения информации (СОИ), сенсомоторными устройствами (СМУ — органами управления) и вспомогательным оборудованием.
При организации рабочего места следует исходить из конкретного анализа трудового процесса, учитывать его психофизиологические характеристики и санитарно-гигиенические условия труда, а при его конструировании — соблюдать следующие основные требования:
– наличие достаточного по размеру рабочего пространства, позволяющего человеку осуществлять необходимые движения при эксплуатации оборудования и его техническом обслуживании;
– обеспечение достаточных физических, зрительных и слуховых связей между человеком и оборудованием, а также связей между людьми, совместно выполняющими работу;
– оптимальное размещение рабочих мест в производственных помещениях, наличие безопасных и достаточных проходов для работающих людей.
При организации и конструировании рабочего места осуществляется выбор целесообразной рабочей позы (сидя, стоя, сидя – стоя); выбор типов индикаторов и органов управления, их компоновка на панелях и рациональное размещение панелей; обеспечивается оптимальный обзор рабочего места; предусматривается пространство для ног при работе сидя и сидя-стоя, а также пространство для кратковременного отдыха при работе стоя; обеспечивается пространство для установки устройств коммуникации, средств оргоснастки и складирования рабочих материалов.
Пространство рабочего места с размещенными органами управления и другими техническими средствами, в котором осуществляются двигательные действия человека, при выполнении работы называется моторнымполем. Вмоторном поле рабочего места оператора выделяют три зоны: зону досягаемости, легкой досягаемости, оптимальную зону.
Зона досягаемости ограничивается дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе; зона легкой досягаемости – расслабленными руками при движении их в плечевом суставе; оптимальная зона моторного поля – предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой.
Организация и конструкция автоматизированного рабочего места оператора должны обеспечивать возможность быстрого и безошибочного восприятия информации, создание удобства пользования органами управления, комфортных условий для эксплуатации оборудования, его технического обслуживания и ремонта.
Размещение технических средств (дисплеев, пультов ввода данных и документирования, аппаратуры связи и т.д.) должно создавать необходимые условия для выполнения простых функций левой рукой с целью снижения нагрузок на правую руку.
Основным функциональным элементом автоматизированного рабочего места оператора является пульт управления, на котором размещаются средства отображения информации и органы управления. При его конструировании необходимо учитывать следующие требования:
– поверхность пультов управления должна иметь, покрытие, обладающее свойством диффузного или направленно-рассеянного отражения светового потока в целях предотвращения бликов в поле зрения оператора;
– пульты управления для работы в положении сидя должны иметь пространство для ног оператора с размерами (не менее), мм: высота – 600; глубина на уровне колен – 400 и на уровне пола – 600, ширина – 500;
– высота пультов при работе в положении сидя не должна превышать 1100 мм от пола для обеспечения возможности обзора пультов управления.
Расположение средств отображения информации и сенсомоторных устройств на панелях пульта должно осуществляться с учетом следующих основных факторов: приоритета, группировки в логические блоки, взаимосвязей органов управления и средств отображения информации и сенсомоторных устройств.
Приоритет сенсомоторных устройств (или средств отображения информации) определяется их назначением и ролью в функционировании системы. При этом выделяются следующие показатели функционирования располагаемого устройства или средства:
1) частота использования;
2) точность и скорость считывания показателей (для СОИ) или установки позиций (для СМУ);
3) влияние ошибки считывания иди запаздывания при выполнении операций на надежность и безопасность работы системы.