В ЭРГОНОМИКЕ
Форма и функциональные размеры всей предметной среды, ее объемно-пространственных структур неразрывно связаны с размерами и пропорциями тела человека на протяжении всей истории цивилизации. Древние народы, как и народы всей Европы, вплоть до XIX века пользовались системами мер, основанными на параметрах человеческого тела (локоть, фут, ступня и т.д.). Строители, архитекторы возводили постройки, в которых не только отношения частей были созвучны пропорциям человека, но и абсолютные размеры самих построек были сомасштабны людям. Художники и скульпторы, руководимые желанием получить простые средства для воспроизведения фигуры без непосредственного обращения к натуре, а также стремясь к созданию гармоничного образа человека, предлагали и пользовались системами пропорций — канонами (рис. 10 а).
В каноне Поликлета, скульптора Древней Греции (вторая половина V века до н.э.), за единицу принимались ширина ладони и голова, составлявшие 1/8 длины тела, а лицо — 1/10 и т.д. Римский зодчий второй половины I века до н.э. Витрувий в учении о пропорциях принимал следующие соотношения частей тела: голова — 1/8, лицо — 1/10, расстояние от верха головы до сосков — 1/4 длины тела, размах рук равен высоте фигуры. Видоизмененный квадрат древних стал каноном Леонардо да Винчи (1452—1519). По его канону фигура с приподнятыми и разведенными руками и раздвинутыми ногами вписывается в круг, центр которого — пупок. Немецкий скульптор Готфрид Шадов (1764—1850) на основе морфологических исследований установил метрические данные и предложил систему пропорций мужской и женской фигур в зависимости от возраста.
С появлением метрической системы мер размеры строительных элементов, архитектурных деталей, сооружений в целом стали утрачивать живую связь с размерами человека. Знаменитый французский архитектор Корбюзье — Шарль Эдуар Жаннере (1887—1965) — попытался вернуться к гармонизации рукотворной среды обитания на основе размеров человеческого тела. Он запатентовал и применял на практике систему пропорционирования, названную «Модулор». Модулор представляет собой шкалу линейных размеров, отвечавших трем требованиям: они находятся в определенных пропорциональных отношениях друг с другом, позволяя гармонизировать сооружение и его детали; прямо соотносятся с размерами человеческого тела, обеспечивая тем самым человеческий масштаб архитектуры; выражены в метрической системе мер и поэтому отвечают задачам унификации строительных изделий. Корбюзье при этом пытался соединить достоинства традиционно идущей от человека английской системы линейных мер (фут, дюйм) и более абстрактной и универсальной метрической системы (рис. 11).
В современной практике предпочтение отдается антропометрическим характеристикам человека. Антропометрия — составная часть антропологии (науки о происхождении и эволюции человека); она является системой измерений человеческого тела и его частей, морфологических и функциональных признаков тела.
Антропометрические характеристики человека служат основой при нормировании функциональных параметров предметно-пространственной среды, создании ее объемно-пространственных структур.
Различают классические и эргономические антропометрические признаки.Первые используются при изучении пропорций тела, возрастной морфологии, для сравнения морфологических характеристик различных групп населения, а вторые — при проектировании изделий и организации труда.
 |
 |
Эргономические антропометрические признаки делятся на статические и динамические.
Статические признакиопределяются при неизменном положении человека. Они включают размеры отдельных частей тела, а также габаритные,т.е. наибольшие, размеры в разных положениях и позах человека. Эти размеры используются при проектировании изделий, определении минимальных проходов и т.п. (см. Проектирование рабочих мест). Их значения, определяемые для разных полов и национальностей, приведены на рис. 12 и 13, а также в табл. 8 и табл. 9.
 |
 |
Таблица 8. Антропометрические признаки русских мужчин (возраст 18—21 год) 1
| Наименование признака | Значения признаков мужчин, мм | |||
| 5-й перцентиль | 95-й перцентиль | М | а | |
| Длина: тела (рост) руки ноги плеча предплечья стопы | 1 614 706 857 298 222 247 | 1 831 833 1 014 362 280 287 | 1 723 769 933 333 251 267 | 66,2 38,5 47,9 19,6 17,5 12,2 |
| Высота над полом: глаз плеча локтя | 1 493 1 326 1 003 | 1 700 1 530 1 145 | 1 597 1 428 1 074 | 62,9 61,9 43,3 |
| Передняя досягаемость руки | 45,6 | |||
| Наибольший поперечный диаметр тела | 28,7 | |||
| Наибольший передне-задний диаметр тела | 19,2 | |||
| Высота над сиденьем: верхушечной точки плеча глаз локтя бедра | 859 552 731 187 128 | 951 647 817 271 172 | 905 560 731 229 150 | 27,8 28,8 26,2 24,9 13,3 |
| Высота верхушечной точки над полом в положении сидя | 1 274 | 1 444 | 1 359 | 51,6 |
| Высота колена над полом | 27,2 | |||
| Спинка сиденья — передняя поверхность туловища | 17,8 | |||
| Длина вытянутой вперед ноги | 1 021 | 1 187 | 1 004 | 50,4 |
| Наибольшая ширина таза с учетом мягких тканей | 19,1 | |||
| Наибольшая межлоктевая ширина | 31,0 | |||
| Спинка сиденья — колено | 33,8 |
Динамические антропометрическиепризнаки — это размеры, измеряемые при перемещении тела в пространстве. Они характеризуются угловыми и линейными перемещениями (углы вращения в суставах, угол поворота головы, линейные измерения длины руки при ее перемещении вверх, в сторону и т.д.) Эти признаки используются при определении угла поворота рукояток, педалей, определении зоны видимости и т.п.
Числовые значения антропометрических данных чаще всего представляют в виде таблиц, в которых приводятся среднее арифметическое значение признака М, среднее квадратичное отклонение аи значения признака, соответствующие 5-му и 95-му перцентилям.
Перцентиль— это сотая доля объема измеренной совокупности, выраженная в процентах, которой соответствует определенное значение признака.
Площадь, ограниченная кривой нормального распределения значений признака, делится на 100 равных частей, или перцентилей, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Так, 5-й перцентиль ограничивает слева на кривой нормального распределения 5% численности людей с наименьшими значениями признака, 95-й перцентиль — 5% справа — численность людей с наибольшим значением признака, а 50-й соответствует среднему арифметическому значению признака М. Числовые значения антропометрического признака, соответствующие верхней или
* Табл. 8, 9 — Приведенные в таблицах 8 и 9 данные основаны на измерениях начала 1990-х гг.
нижней его границе, называются пороговыми. Они являются антропометрическими критериями при расчете параметров рабочих мест на основе метода перцентилей.
Систему перцентилей используют для определения необходимых границ, минимальных и максимальных значений антропометрических признаков. Зная М и а, можно установить значения признаков, которые соответствуют границам заданного интервала (табл. 10, рис. 14).
Необходимо помнить, что наибольшие различия в размерах тела — индивидуальные (внутригрупповые), а затем межгрупповые (половые, возрастные, этнические).
При расчете параметров рабочих мест необходимо предусматривать возможность комфортной деятельности для основной массы людей, размеры которых находятся в границах от 5 до 95 перцентиля, а не проектировать, ориентируясь только на 50-й перцентиль, который соответствует размерам тела в покое.
При проектировании изделий, оборудования, организации интерьеров и рабочих мест необходимо помнить, что удобство их эксплуатации должно обеспечиваться для 90% работающих или отдыхающих. Поэтому в практике проектирования чаще используют значения антропометрических признаков, соответствующих 5-му и 95-му перцентилям, а также 50-му.
Например, если необходимо определить высоту или ширину прохода, высоту пространства под крышкой стола (для размещения ног сидящего), то надо принимать значения соответствующих признаков, равные 95-му перцентилю, а при определении высоты сиденья — значения, соответствующие 50-му перцентилю. В таком случае габаритные размеры пространства или изделия будут удовлетворять максимальное количество людей.
Казалось бы, совершенно излишне говорить о необходимости общей компоновки оборудования и расположении органов управления таким образом, чтобы было удобно работать, не меняя
положения тела. Но на практике об этом часто как бы забывают. Например, органы управления серийного токарного станка расположены так, что они трудно доступны для условного среднего мужчины без глубоких наклонов вперед и в стороны, перемещений вдоль станка влево и вправо. Английские специалисты по этому поводу шутят, что за таким станком может оперативно работать только некий «идеальный» оператор с сильно деформированными пропорциями (рис. 15): рост 1372 мм (усредненное значение 1 740 мм), ширина плеч 610 мм (470—500 мм), размах рук 2 348 мм (1830 мм).
Для определения размеров элементов и изделий для детей пользуются антропометрическими признаками, сгруппированными по ростовым группам.
При использовании числовых значений антропометрических признаков, приведенных в табл. 8, 9 и на рис. 12, необходимо иметь в виду, что они даны для обнаженного тела. Поправки на одежду и обувь приведены в табл. 11.
Антропометрические признаки определяются с учетом возрастных, половых, территориальных и других факторов, так как они существенно от них зависят. При использовании числовых значений антропометрических признаков следует учитывать их особенности, обусловленные полом, возрастом и этнической принадлежностью (рис. 16). Наиболее ярко выражены различия по половому признаку (табл. 12).
Возрастные различия антропометрических признаков выражены не резко.
У молодых людей (20—30 лет) все продольные размеры на 5 см больше.
Улиц старшего возраста (30—50 лет) поперечные, передне-задние и охватные размеры больше на 5 см.
Наибольшие половые, этнические и возрастные различия наблюдаются в продольных размерах в положении стоя. В положении сидя эти размеры уменьшаются или вовсе исчезают, т.к. в положение стоя входит сильно варьирующийся признак длины ноги, во втором случае — длина туловища — признак слабо варьирующийся, мало изменившийся в процессе акселерации.
Так, расчет минимального свободного пространства для размещения тела человека должен ориентироваться на антропометрические данные людей с наибольшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела. А расчет части рабочего пространства, связанного с досягаемостью должен проводиться на основе антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела. При измерении эргономических антропометрических признаков пользуются базами отсчета,в качестве которых используются следующие ограничительные плоскости: в положении стоя:
• плоскость пола (для измерения высот точек над полом);
• вертикальная стенка стенда для измерения поперечных и передне-задних размеров тела;
в положении сидя:
• спинка сиденья, перпендикулярная заднему краю сиденья.
Нулевые точки отсчета расположены в неподвижных плоскостях (пола, края оборудования и т.п.) (рис. 17).
Источник
Антропометрические данные русского населения
(возраст 18-21 год), слл
| Наименование признаков | Мужчины | Женщины | ||
| М | о | М | а | |
| Положение стоя | ||||
| Высота верхушечной точки (рост) | 172,3 | 6,6 | 159,5 | 5,3 |
| Высота глаз | 159,7 | 6,3 | 148,0 | 5,1 |
| Высота плечевой точки | 142,8 | 6,2 | 131,8 | 4,9 |
| Высота пальцевой точки | 63,5 | 3,3 | 59,5 | 3,0 |
| Длина руки | 77,0 | 3,8 | 69,9 | 2,8 |
| Высота линии талии | 108,2 | 5,3 | 99,7 | 4,6 |
| Длина ноги | 93,3 | 4,8 | 85,6 | 4,3 |
| Длина стопы | 26,7 | 1,2 | 24,0 | 1Д |
| Ширина стопы | 10,0 | 0,5 | 8,9 | 0,7 |
| Размах рук | 179,0 | 8,2 | 163,2 | 6,4 |
| Размах рук, согнутых в локтях | 94,2 | 4,6 | 86,6 | 3,6 |
| Наибольший поперечный диаметр тела | 49,6 | 2,6 | 46,6 | 3,6 |
| Наибольший передне-задний диаметр тела | 25,6 | 1,9 | 26,6 | 2,1 |
| Передняя досягаемость руки | 84,2 | 4,5 | 77,1 | 3,6 |
| Положение сидя | ||||
| Высота верхушечной точки над сиденьем | 90,5 | 2,8 | 85,6 | 2,7 |
| Высота глаз над сиденьем | 77,4 | 2,6 | ■ 73,4 | 2,6 |
| Высота плеча над сиденьем | 4,8 | 56,6 | 4,4 | |
| Высота локтя над сиденьем | 22,8 | 2.5 | 22,1 | 2,4 |
150 Глава 6. Методы изучения трудовой деятельности
| Наименование признаков | Мужчины | Женщины | ||
| М | а | М | а | |
| Высота линии тал ни над сиденьем | 26,3 | 2,2 | 24,6 | 2,0 |
| Высота колена над полом | 56,5 | 1,7 | 52,0 | 2,1 |
Примечание. М — средневыборочное значение; а — среднеквадратичное отклонение (Чернышева О. Н. Эргономические основы проектирования рабочих мест. М., 1983).
Согласно исследованиям, дизайном бытовой и гражданской техники (например, автомобилями), произведенной с ориентацией на «среднего потребителя», удовлетворены не более 16-18% населения. Поэтому в метрических характеристиках человека учитываются не только средневыборочные показатели, но и стандартные, или среднеквадратичные, отклонения, согласно закону нормального распределения. В зарубежной практике проектирования наиболее часто исходят из М + 1,65 среднего квадратического отклонения. Такой диапазон характеристик охватывает 90% населения страны.
Основные требования к организации рабочего места сводятся:
1) к номенклатуре и количеству средств и предметов труда (существует эргономический оптимум);
2) рабочему пространству (должны обеспечиваться легкость восприятия и свобода движений и перемещения при эксплуатации и обслуживании оборудования);
3) предметно-пространственной структуре рабочего места (элементы должны располагаться в соответствии с их функциями в технологическом процессе и пространственной конфигурацией);
4) условиям труда (требуются оптимальные освещенность, микроклимат);
5) безопасности, (необходима надежная защита от опасных и вредных производственных факторов).
Оценка трудовых движений субъекта слагается из ряда параметров:
♦ времени протекания движения;
♦ оптимальности движений с учетом биомеханики человека;
♦ оптимальности мышечной активности;
6.4. Эргономические основы проектирования рабочих мест 151
♦ величины производимой работы;
♦ оптимальной координированности движений (сочетаемость работы рук, направлений движений и др.).
Пространственные характеристики движений ро многих случаях являются критериальными и включают в себя, помимо оценки рабочей позы работника, зоны досягаемости рук и ног в штатных и критических ситуациях.
Эргодизайн.Эргономика органично связана с художественным конструированием (дизайном), целью которого является формирование гармоничной предметной среды, отвечающей материальным и духовным потребностям человека. Достигается эта гармония путем определения формальных качеств предметов, создаваемых средствами индустриального производства. К качествам предметов в контексте эргодизайна относятся не только формальные и художественные свойства их внешнего вида, но главным образом структурные связи, придающие изделиям, помещениям, технологическим линиям функциональное и композиционное завершение. Именно функциональный аспект позволяет рассматривать эргономику как естественнонаучную основу дизайна. В практическом плане учет человеческого фактора — неотъемлемая часть процесса художественного конструирования [27, 153].
Дизайн как проектная деятельность.В вещных формах культуры (русской, египетской, греческой, китайской и др.) исторически кристаллизовались целесообразные для существовавших условий способы практической деятельности, потребления, социальные отношения, выработанные поколениями как опыт создания нужных обществу предметов, далеко превышающие способности отдельных людей рационально осмыслить этот опыт. Вместе с созданием вещи воспроизводилась системная целостность общественной практики в ее многочисленных аспектах, целостная культурная форма.
Наличие канона практически избавляло ремесленника от необходимости исследовать потребности людей, ибо образцы и круг потребления были заведомо известны. Те вещи, в которых система канона находила наиболее адекватное воплощение, признавались образцовыми и служили эталонами совершенной формы, мастерства, объектом подражания и копирования, ориентирами в создании еще более совершенных образцов.
152 Глава 6. Методы изучения трудовой деятельности
В канонической системе изготовления проектная функция была неявной, скрытой и представляла собой как бы оппозицию и потенциальную альтернативу исходной системе. Но с развитием промышленного (мануфактурного) производства, с расширением ассортимента товаров и изменением технологии их изготовления, классовой структуры общества и потребностей людей канонический тип деятельности обнаруживает свои ограничения. В новых социально-экономических условиях формируется и обособляется проектная деятельность, вынужденная опираться на авторитет доказательного знания (а не традиций и веры). Возникает необходимость в проектных исследованиях, в становлении социального института стандартизации. Теперь вовлеченный в промышленность культурный образец начинает играть роль лишь прототипа. Соответственно определяются и изменяются задачи проектной деятельности:
1) сохранив существенные функциональные и морфологические свойства прототипа, изменить схему его технологического изготовления;
2) не приспосабливать новую технологию к воспроизводству морфологии ремесленных образцов, а перепроектировать саму морфологию с учетом новой технологии, не меняя функционального назначения вещи.
В конце XIX в. закладывается функциональный принцип проектной деятельности: проектировать не вещи, а функциональные процессы и эффекты. Например, проектировать не светильник, а освещение; не кресло, а комфорт; не бензоколонку, а оптимальное обслуживание клиента. В последнем случае бензоколонке проектировщик уделяет минимум внимания — она «просто ящик», куда сложено минимально необходимое оборудование (насос, фильтр, счетчик, указатель). Основное внимание дизайнера направлено на организацию функционального пространства: навеса от дождя, оптимального размещения указателей марок топлива и пр. [94].
Художественное конструирование.Как показала практика, внедрение новых промышленных продуктов в сложившуюся культурную среду нередко приводило к конфликту, вызывая отрицательную реакцию общества (старые культурные образцы разрушены, а новые еще не сложились). Таким образом, объективно возникла задача формирования новой художественной идеологии и ее соединения с проектной деятельностью. Появляется специфический тип проектной
6.4. Эргономические основы проектирования рабочих мест 153
Главная цель дизайна — включать технические достижения в мир человеческой культуры путем создания культурных образцов промышленных изделий, способствующих формированию гармоничной предметной среды для человека [27, 94, 138]; одна из задач — создание изделий, которые находят сбыт и применение в настоящее время.
Художественное моделирование. Содержательно задачи дизайна сводятся не к приданию вещи какого-либо образа, но — опираясь на образный подход — к воссозданию в проекте «гармоничного целого», «живой формы жизнедеятельности» человека. Современный дизайн ориентирован на воссоздание в художественной модели бытия образа вещи, который был бы органичен данной культуре и воплощал бы ее наиболее органичные тенденции, что предполагает своеобразный «диалог с потребителем».
Развивая данную тенденцию, современный дизайн не ограничивается адаптацией промышленных товаров к определенной культурной среде и запросам людей, а идет дальше — к «диалогу человека с миром», к формированию самого бытия человека. Так, при моделировании строгого «мужского» костюма для женщин выясняется, что, например, часы для них утрачивают былую ценность ювелирного украшения и требуют иных форм, иных образных воплощений.
Другой пример. Моделирование приборов может идти по одному из двух основных типов:
Образ часов со стрелками наглядно воплощает идею цикличности времени; фиксация ежесекундных разрядов настойчиво напоминает о невозвратно убегающих мгновениях жизни (которые в аспекте
154 Глава 6. Методы изучения трудовой деятельности
деловой жизни должны находить эквивалентное воплощение девиза «Время — деньги»).
Третий пример: в 1841 г. австрийский мебельщик Михаил Тонет применил технологию сгибания дерева в мебельном деле. Из этой технологии в 1859 г. родилась форма «венского стула», точно отвечавшая социальному заказу времени. И в XX в. «венский стул» не стал анахронизмом.
Художественное конструирование выделяет доминирующие функции вещи. Если инструментальная функция вещи в художественном моделировании отражает направление воздействия человека на среду (инструментальную функцию имеют не только инструменты, орудия, машины, но и одежда — и не только профессиональная, например смокинг, фрак), то адаптивная функция — качество этой среды с точки зрения человека (например, спортивный стиль одежды как «среда, подогнанная под человека»).
Результативная функция связана с определением системы целевых установок, характеризующих ситуацию, в которой функционируют объекты, машины и предметы; условия совместимости установок; условия достижения целей; моделирование ситуаций социального функционирования объектов. Пример: разные типы автомобилей — представительского класса, семейные, спортивные.
Интегративная функция выражается в оптимальном объединении разных целей и контекстов деятельности. Пример — облегченный современный дачный инвентарь (воплощающий не только прямые инструментальные функции, но и новые технологии производства, новые цели и потребности времяпрепровождения людей — работа с землей не только как труд, но и как отдых, досуг).
Субъективным критерием хорошего эргодизайна является ощущение человеком функционального комфорта в условиях как профессиональной деятельности, так и досуга.
Источник
