Файл: Литература 25 Краткая история развития эргономики 27.doc

Работа началась с детального ознакомления с основными прин­ципами и технологическими особенностями работы токарно-копиро­вальных полуавтоматов, отличающими их от универсальных то­карных станков и от токарных полуавтоматов других типов.

На втором этапе с учетом полученных данных и на основе ори­ентировочной профессиограммы деятельности станочника были сформулированы и уточнены задачи, стоящие перед проектной группой в плане эргономики:

— решение пространственной организации рабочих мест станоч­ника и наладчика;

— создание рациональной компоновки органов управления и средств индикации с целью снижения утомления, связанного с особенностями профессиональной деятельности;

— снижение вероятности ошибочного пользования органами управления;

— снижение времени, необходимого для обслуживания станка в процессе работы.

В качестве основного реконструируемого рабочего места было выбрано место станочника, как представителя наиболее массовой в эксплуатации станков профессии, а не рабочее место наладчика, как предлагалось первоначально заказчиком. Обусловливалось это и тем, что деятельность станочника отличается повышенной моно­тонностью, стереотипностью и повторяемостью операций в пределах ограниченного пространства. При монотонной деятельности, как известно, снижается внимание и быстро развивается утомление, что, в свою очередь, может вести к случаям производственного травматизма. Поэтому улучшение организации рабочего места ста­ночника, снижение статической и динамической мышечной нагруз­ки, улучшение организации сенсомоторного поля должны способ­ствовать созданию оптимальных условий трудовой деятельности, более длительному сохранению высокого уровня работоспособнос­ти, экономии человеческих ресурсов, а также повышению эффек­тивности эксплуатации станка.

Третий этап был посвящен профессиографическому анализу дея­тельности станочника в условиях производства при работе на стан­ках отечественного и зарубежного производства, аналогичных модернизируемому. Были выделены основные трудовые операции, выполнен пооперационный хронометраж, выявлена частота пользо­вания различными органами управления, определен характер конт­роля за протеканием технологического процесса.

Четвертый этап состоял в эргономическом анализе организации рабочих мест станочника и наладчика на станке-прототипе в ре­жиме наладки и автоматическом режиме. Известно, что простран­ственное расположение рабочих элементов станка во многом опре­деляет объем и характер сенсомоторной активности оператора, а стало быть, и эффективность его труда. Отсюда большое внима­ние было уделено изучению специфики трудовых операций, проте­кающих в рабочих зонах станка.

---

Пооперационный анализ позволил ранжировать трудовые опе­рации по степени их значимости для технологического процесса, выявить предпочтительные рабочие зоны для каждой из групп опе­раций и соотнести их с существующим конструктивным решением оборудования. Для станочника основной оказалась зона, связанная с установкой детали. Для наладчика таких зон оказалось больше: кроме зоны, связанной с установкой детали, общей и для рабочего и для наладчика, работа последнего может протекать также в зоне

программирующей матрицы, расположенной в отдельном шкафу, в зоне барабана устройства и тонкой ручной подналадки поло­жения резцов; есть еще ряд вспомогательных рабочих зон, в ко­торых выполняются операции, носящие эпизодический, разовый характер.

Графический анализ компоновочного решения проводился путем наложения на ортогональные проекции прототипа станка контура максимальных границ сенсомоторного поля, определенных в экс­периментах. Отсюда легко было увидеть, что все органы управле­ния, средства индикации и рабочие поверхности находятся в преде­лах досягаемости работающего человека для двух основных рабо­чих позиций. Для проявления его трудовой активности в целом условия не были оптимальными ввиду не всегда правильной ори­ентации рабочих поверхностей. Устранить этот недостаток помогло исследование функций визуального контроля и двигательных опе­раций станочника. Для эргономической оптимизации общекомпо­новочного решения предложено было также максимально сокра­тить глубину станка по всему фронту.

Самым существенным недостатком в организации рабочего места являлось пространственное разнесение зон управления и кон­троля за предметом труда и обрабатывающим инструментом, т. е. зон моторной и сенсорной активности работающего, которое ведет к ненужным затратам его мышечной и психической энергии. Осо­бенно недопустимы подобные перегрузки в работе наладчика, по­скольку от точности и качества наладки зависит качество всей се­рии изделий, произведенных впоследствии на станке. Известные не­удобства возникали и при выполнении тонкой ручной подналадки с помощью лимбов, при вращении которых рабочий закрывает рукой диски с делениями.

Ряд конструктивных недочетов был выявлен при анализе вспо­могательных операций. В частности, неудачное расположение верх­него копира требует большой затраты физических сил при фикса­ции детали, ненужных перемещений наладчика в процессе работы; неудачное решение защитных экранов приводит к появлению лиш­них операций и удлинению цикла обработки.

---

Эргономический анализ позволил обнаружить недостатки пуль­та управления, на котором сосредоточено значительное количество органов управления, индикаторов и средств контроля. Именно в зо­не пульта осуществляется большая часть наиболее ответственных операций, о чем, в частности, свидетельствует частота обращения к этой зоне наладчика. При работе в автоматическом режиме пульт становится основным элементом рабочего места, т. е. средоточием моторной активности рабочего. Как показал анализ, значительная часть пульта расположена ниже оптимальной зоны сенсомоторной деятельности как наладчика, так и станочника, а в размещении органов управления отсутствует единый принцип их группировки по функциям, последовательности действий и т. д. С точки зрения наладчика, неудобным является горизонтальное расположение органов управления и индикаторов, относящихся к работе с верхним копировальным суппортом. Необходимость максимального смеще­ния вправо органов управления этим суппортом делает предпоч­тительным не горизонтальное их размещение, а вертикальное.

Итогом проделанной аналитической работы эргономистов яви­лось задание дизайнерам, которое в общем виде свелось к следую­щим главным пунктам:

— улучшить условия координации сенсорной (прежде всего зрительной) и моторной деятельности рабочего-станочника и наладчика;

— улучшить соответствие пространственных параметров станка антропометрическим данным работающих на нем людей;

— совместить программирующую матрицу с пультом управле­ния;

— оптимизировать расположение органов управления на пульте в соответствии с особенностями работы основных групп спе­циалистов, эксплуатирующих и обслуживающих данный ста­нок.

Конкретные эргономические рекомендации заключались в сле­дующем:

— стремиться к уменьшению глубины станка;

— установить дублирующие органы управления на заднюю бабку;

— перенести устройство предварительной установки суппорта на пульт управления;

— увеличить высоту расположения пульта для размещения всех органов управления в оптимальной зоне;

— придать наклон пульту управления;

— сгруппировать органы управления и контроля по функцио­нальному признаку;

— осуществить вертикальную компоновку органов управления вместо горизонтальной;

— дополнительно выделить зрительно каждую функциональную группу органов управления (например, цветом);

---

— рабочие органы, связанные с верхним копировальным суп­портом, разместить в правом верхнем углу пульта управле­ния на высоте 120—150 см от пола, органы управления ниж­ним копировальным суппортом расположить рядом с ними или несколько ниже.

Кроме того, было сделано несколько частных замечаний:

— предусмотреть возможность установки деталей любых раз­меров без снятия защитных экранов;

— переработать конструкцию ручек защитных экранов;

— предусмотреть местное освещение станка;

— предусмотреть устройства для поддержания копира, особен­но при значительной его длине, для облегчения операции установки и тем самым уменьшения физического напряже­ния рабочего.

Для проведения экспериментальных эргономических исследова­ний был изготовлен специальный стенд, позволяющий оперативно воспроизводить пространственные условия деятельности станочни­ка. С помощью скользящих стержней и навесного оборудования, имитирующего основные рабочие элементы станка (зажимной пат­рон, заднюю бабку и т. п.), на стенде последовательно воспроиз­водился ряд объемных моделей станка и рабочей зоны. Во время работы на моделях у испытуемых записывалась биоэлектрическая активность мышц. Полученные миограммы позволили выбрать из ряда исследуемых моделей одну, размеры и геометрическая форма которой обусловливали минимальное напряжение мышц станочни­ка по поддержанию рабочей позы.

Заключительным этапом работы было сравнение двух вариан­тов станка-прототипа с проектом модернизированного станка. В ка­честве основных методик использовались графоаналитические ме­тоды и метод электромиографии (запись биопотенциалов мышц).

Графоаналитические методы в сочетании с фотографией исполь­зовались преимущественно при анализе характеристик зон рабо­чего пространства, основных рабочих положений тела и зон зри­тельного контроля. Электромиография использовалась для анализа суммарных энергетических затрат организма рабочего при выпол­нении основных производственных операций, при изменении про­странственной организации моторной зоны (сравнивались данные по прототипу и модифицированному варианту станка). Исследова­ние велось на уже упоминавшемся стенде, позволяющем быстро воспроизводить любые пространственные условия деятельности (например, параметры основных рабочих зон прототипа и модифи­цированного варианта при выполнении операции установки детали и т. д.). С помощью этих методов было выявлено также оптималь­ное размещение органов точной настройки (рукояток с лимбами).

---

Анализ полученных данных показал, что при работе на моди­фицированном варианте станка у оператора (как станочника, так и наладчика) значительно снижается мышечное утомление (осо­бенно мышц спины и живота) и уменьшается асимметрия работы наиболее мощных мышц, несущих статическую нагрузку, что в це­лом сокращает энергозатраты организма. Одновременно повыша­ются скорость и точность считывания показаний с индикаторов и средств контроля, причем в ходе сравнительного анализа выяви­лась возможность дополнительного дизайнерского усовершенство­вания отдельных узлов и деталей станка.

В итоге эргономическая экспертиза двух вариантов станка по­казала преимущества разработанного художественно-конструктор­ского проекта с точки зрения обеспечения оптимальных условий трудовой деятельности и повышения эффективности эксплуатации станка. Оперативные и наладочные работы облегчены благодаря расположению панели набора программ и пульта управления стан­ка в одном месте, рядом, на одной плоскости, в удобной для ра­ботающего человека зоне; замене ручной установки упоров приборами для отсчета циклов; размещению на задней бабке дубли­рующего пульта управления; значительному увеличению площади остекления защитных экранов и снижению их веса; введению подсечки по передней и боковым сторонам станка с целью обеспе­чения нормального положения ног и соответственно позы работа­ющего; а также благодаря другим усовершенствованиям, упроща­ющим обслуживание станка и уход за ним. Рациональное решение электрических и гидравлических систем станка, поиск которых про­диктован был также задачами обеспечения удобного обслужива­ния и ухода за станком, позволило уменьшить его габаритные размеры: длину—на 250 мм, ширину — «а 253 мм, >в результате чего занимаемая им площадь уменьшилась на 1,5 м². Помимо это­го была обеспечена целостность композиции и цветофактурного решения станка. Вместе с тем следует признать, что невозмож­ность внесения радикальных изменений в конструкцию и компо­новку данного станка существенно ограничила приближение к оптимуму условий работы станочника и наладчика.

Многие эргономические нормы и требования нашли отражение в ГОСТах: Системы «человек — машина», Системы стандартов без­опасности труда (ССБТ), Санитарных норм и правил, Стандартов на термины и номенклатуру эргономических показателей качест­ва — и других нормативных документах. Учет требований эрго­номики при проектировании техники предполагает неукоснительноесоблюдение указанных нормативно-технических документов. В табл. 2 приводится примерное содержание работы, которая в полном объеме должна выполняться по учету требований эрго­гномики «а всех стадиях разработки сложных объектов техники.

---