Неотъемлемой частью проектирования производственного оборудования и организации производственной среды является соблюдение требований эргономики и технической эстетики.
Эргономика — научная дисциплина, изучающая функциональные возможности человека в трудовом процессе с целью создания для человека оптимальных условий труда. Название происходит от двух греческих слов: Ergon — труд, Nomos — работа.
Об эргономике как о науке стали впервые говорить в Англии в 1949 г., когда группа ученых (физиологов и инженеров) создала «Эргономическое исследовательское общество» для изучения деятельности человека в условиях производства. Своими корнями эргономика уходит в целый ряд наук и научных дисциплин, которые сформировались раньше: промышленная санитария, гигиена и физиология труда, психология труда, социология, антропология и другие.
Современная эргономика обладает комплексными методами исследований, богатым математическим аппаратом, компьютерным обеспечением, позволяющими рационализировать труд человека в условиях производства. Эргономическое обеспечение стало обязательным на уровне государственных стандартов и норм, на всех этапах создания и модификации промышленного оборудования.
Теоретическим и прикладным основам эргономики, содержанию и характеристикам трудовой деятельности человека посвящено большое количество работ.
Требования эргономики к организации и проектированию трудовых процессов подразделяются на экономические, психофизиологические, психологические, гигиенические, эстетические, социальные.
К экономическим требованиям относятся: повышение технической вооруженности труда; наиболее полное использование оборудования и организация рабочего места; выбор оптимальной технологии, устранение лишних затрат рабочего времени; строгая регламентация темпа и ритма работы.
К психофизиологическим — установление соответствия скоростных, энергетических, зрительных и других физиологических возможностей человека и особенностей рассматриваемого технологического процесса; введение рациональных режимов труда и отдыха, сокращение объема информации, снижение нервно-эмоциональных напряжений и физических нагрузок; профессиональный отбор.
К психологическим — установление соответствия закрепленных и формируемых навыков и возможностей восприятия, памяти и мышления.
К антропометрическим и биомеханическим — установление соответствия орудий труда размерам, форме и массе тела человека, силе и направлению движений.
К гигиеническим — обеспечение оптимальных метеорологических условий, оптимального физико-химического состава воздушной среды, освещенности, уровней шума и вибраций в пределах требований ГОСТов, ССБТ и т.д.
К эстетическим — определение соответствия эстетических потребностей человека и реализуемых в художественно-конструкторских решениях рабочих мест (орудий труда) и производственной среды.
К социальным — повышение профессиональной подготовки, содержательности труда, творческой активности трудящихся, совершенствование кооперации труда, повышение эффективности управления производственными процессами и др.
На практике, при проектировании и модернизации промышленного оборудования, приспособлений, конвейеров, средств механизации и автоматизации, при установке оборудования, когда определяются размеры свободного пространства, проходов, проездов, настилов, лестниц, рабочей мебели и во многих других реальных ситуациях, требующих учета функциональных способностей и возможностей человека-оператора, на помощь специалистам приходят требования и рекомендации, содержащиеся в государственных стандартах ССБТ, СЧМ, отраслевых стандартах охраны труда, отраслевых методических разработках прикладного эргономического характера — руководящих материалах (РМ), базах компьютерных данных и т.д.
Не имея возможности привести все эргономические требования, имеющие отношение к обеспечению безопасности труда в машиностроении, остановимся лишь на основных.
Решение эргономических вопросов при определении общих размеров зон обслуживания и наладки производственного оборудования, определении размеров опасных зон, требует обращения к стандартам:
- ГОСТ 12.2.032—78 ССБТ. «Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования»;
- ГОСТ 12.2.033—78 ССБТ. «Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования»;
- ГОСТ 12.2.049—80 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие эргономические требования (при выполнении работ сидя — стоя)».
При проектировании технологических процессов необходимо обращение к стандарту системы СЧМ ГОСТ 22269—76, который регламентирует требования к взаимному расположению пульта управления, средств отображения информации, органов управления, рабочего сидения, вспомогательного и основного оборудования, организационно-технических средств. Соблюдение указанных требований обеспечивает удобную рабочую позу человека, необходимое пространство для его размещения, возможность обзора рабочего места и производства за его пределами, возможность размещения документации и (при необходимости) ведения записей.
При выборе, проектировании или анализе органов управления станками и другим оборудованием — выключателей и переключателей поворотных, клавишных и кнопочных, тумблеров, рычагов, маховиков, педалей — следует обращаться к стандартам СЧМ: ГОСТ 22613—77, ГОСТ 22614—77; ГОСТ 22615—77, ГОСТ 21752—76, ГОСТ 21753—76.
При проектировании или установке промышленного робота (ПР), роботизированного комплекса (РТК) или гибкой производственной системы (ГПС) необходимые эргономические требования следует соблюдать согласно ГОСТ 12.2.072—82* ССБТ «Роботы промышленные, роботизированные технологические комплексы и участки. Общие требования безопасности».
Эргономические требования к визуальным средствам отображения информации: индикаторам, табло, мнемосхемам содержатся в стандартах СЧМ: ГОСТ 21829—76, ГОСТ 21786—76, ГОСТ 22902—78.
При организации ручных погрузочно-разгрузочных работ и перемещения грузов вручную следует руководствоваться требованиями ГОСТ 12.3.009—76* ССБТ «Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.3.020—80 ССБТ «Процессы перемещения грузов на предприятиях», а при использовании в качестве вспомогательного оборудования различных транспортеров — ГОСТ 12.2.022—80* ССБТ «Конвейеры. Общие требования безопасности».
Логическая схема антропометрической задачи
Пользование этими и другими руководящими материалами в настоящее время существенно облегчено использованием компьютерных баз данных по эргономике. Авторы при преподавании курса «Эргономика» и при проведении прикладных эргономических разработок используют следующий пакет компьютерных эргономических программ:
- зоны досягаемости оператора;
- зоны зрения оператора;
- анализ затрат вспомогательного времени оператора;
- расчет (анализ) средств отображения информации;
- выбор (анализ) органов управления, настройки, регулирования производственного оборудования;
- моделирование управленческой деятельности оператора и оценка степени напряженности его труда;
- выбор цветового решения производственного интерьера;
- расчет габаритов рабочего места оператора-микроскописта;
- оценка параметров микроклимата производственного помещения;
- средства шумоглушения;
- средства снижения вибраций;
- расчет производственного освещения;
- расчет аэрации и др.