Основные отличия машиностроительных чертежей от чертежей, используемых для анализа рабочего места

Основные правила изображения объемных предметов на чертежах

Отображение объемных фигур на чертежах неразрывно связано с необходимостью их измерения, для того чтобы люди, пользующиеся чертежом, могли адекватно воспринять полученное изображение и при необходимости точно воспроизвести вычерченный объект. В связи с этим возникла необходимость в единых способах выполнения измерений и построения чертежа.

Графическое решение метрической задачи в проекционном черчении связано с введением системы координат, получаемой от пересечения трех взаимно перпендикулярных плоскостей V, W, Н(V— вертикальная, или фронтальная; W— профильная и Я-горизонтальная) (рис. 12.6). Точка пересечения трех плоскостей дает точку «О» — начало координат.

Построение чертежей основано на принципе прямоугольных проекций (или просто проекций). Проекция точки на прямую или плоскость осуществляется с помощью перпендикуляра, опущенного из этой точки на проекционную прямую (плоскость). На плоскость можно проецировать не только прямую, но и любую линию. Форма проекции на одну из плоскостей, хотя сама и зависит всецело от формы проецируемой линии, не может определить ее однозначно. Это можно сделать лишь проецированием линии не менее чем на две плоскости. Этот факт лежит в основе метода начертательной геометрии и проекционного черчения, в которых геометрическая фигура (тело) отображается (изучается) с помощью его проекций на две (три) взаимно перпендикулярные плоскости.

Рис. 12.6. Проецирование точки А на плоскости V (фронтальная плоскость), Н (горизонтальная плоскость) и W (профильная плоскость)

Поскольку исходно проецирование точки на плоскость осуществляется в трехмерном пространстве, то для удобства графических построений пространственный угол, изображенный на рис. 12.6, разворачивается в плоскость. При этом горизонтальная и профильная плоскости поворачиваются в пространстве и совмещаются с фронтальной плоскостью так, что рисунок 12.6 преобразуется в вид, представленный на рисунке 12.7. На плоскости V отображается вид спереди, на плоскости Н — вид сверху, а на плоскости W— вид слева. Расположение плоскостей жестко задано и всегда вычерчивается на одном листе. Иначе трудно соблюсти соотношение проекций точек объекта на проекционные плоскости.

Рис. 12.7. Традиционное расположение проекционных плоскостей

Информация, получаемая из машиностроительного чертежа	Информация, получаемая из эргономического чертежа	Отличия эргономического чертежа от машиностроительного
О внешнем виде отдельного изделия и его точной конфигурации, взаимном размещении отдельных элементов изделия, видимых снаружи	О внешнем виде рабочего места в целом и упрощенной конфигурации оборудования, взаимном расположении профессионально важных элементов рабочего места	На эргономическом чертеже отражается упрощенная конфигурация оборудования и его отдельных элементов
О пространственных и размерных соотношениях между всеми компонентами изделия. Эта информация представляется комплектом чертежей	О пространственных и размерных соотношениях между профессионально значимыми компонентами рабочего места, используемых в деятельности человека при решении конкретной трудовой задачи	Значимые для деятельности части воспроизводятся точно
О форме и размерах всех компонентов изделия	О форме и размерах профе ссионально важных компонентов, используемых в деятельности	Детальная информация о внешнем виде оборудования, конфигурации его элементов и т.п. может быть получена из фотографий, технических чертежей и т.п.
О компоновке всех деталей и элементов (положение всех деталей, элементов, органов управления, средств отображения информации, крепежных элементов и т.п.)	О компоновке деталей и элементов, используемых в деятельности субъекта труда (положение отдельных деталей, элементов, органов управления, средств отображения информации, крепежных элементов и т.п.)

Рассмотренные методические приемы отображения метрических характеристик разрабатывались для элементов неживой природы. Отображение биологических объектов осуществляется по тем же правилам. Это приводит к сложностям при оценке особенности двигательной активности биологического объекта, например человека, и требует некоторой доработки.

Как было отмечено выше, положение человека в рабочем пространстве относительно предметной среды фиксировано. Локализация человека на рабочем месте свидетельствует о наличии стабильной, пространственно определенной связи человека с окружающей его предметной средой рабочего места. Она объединяет человека и предметную среду в единое целое. Последнее позволяет нам провести через элементы предметной среды, относительно которых локализуется человек, проекционные плоскости и использовать их в качестве баз отсчета при проведении измерений рабочего места. Чаще всего в качестве проекционных плоскостей выступают плоскость пола (горизонтальная плоскость), срединно-сагиттальная плоскость, разделяющая тело человека на правую и левую части, и фронтальная плоскость, касательная к наиболее выступающим точкам спины. Нахождение и фиксация этих точек (ягодицы, лопатки, затылок, пятки) зависят от рабочего положения (сидя или стоя) и рабочей позы (выпрямленная, наклонная). Вместе с тем конкретные условия деятельности могут вносить коррективы в положение баз отсчета. Так, в случае с намотчицами катушек трансформаторов (см. рис. 12.3), плоскость фиксации (параллельная основной сагиттальной плоскости) проходит через центр левого плечевого сустава, положение фиксируется относительно планшайбы, работа с которой определяет точность остальных ее этапов.

При использовании лестниц, полатей и т.п. в качестве горизонтальной базы отсчета принимается основная опорная поверхность (ступеньки и т.п.). В таблице приводятся сравнительные данные, позволяющие оценить отличия машиностроительного чертежа от эргономического.

На первом этапе исследования рабочего места вычерчиваются его эскизы с максимальным упрощением тех особенностей формы его составляющих, которые не значимы при решении основных трудовых задач. Проекции на эскизе располагаются в соответствии с нормами проекционного черчения (см. рис. 12.7).

Отработка задания

Вычертить в двух экземплярах эскиз рабочего места в трех проекциях на развернутом тетрадном листе (формат А4) с соблюдением принятого расположения рабочих плоскостей. Размер эскиза диктуется необходимостью осуществлять в нем значительное число записей.

Выделить на эскизе № 1 цветом или штриховкой функционально важные зоны рабочего места (зону хранения заготовок, исходных материалов, первичной информации и т.п.; основную рабочую зону — она может включать не один элемент рабочего места; зону хранения продуктов труда; вспомогательные зоны — по материалам задания 2).

Выделить на эскизе № 2 основные органы управления и контроля, используемые в трудовой деятельности (по материалам задания 2).

Задание 4. Определение основных зон сенсомоторной и моторной активности

Выделение зон сенсомоторной и моторной активности происходит на основе анализа поведения человека в рабочем пространстве. Сенсорная зона — та часть рабочего пространства, которая является источником профессионально значимой информации о протекании технологического процесса. Моторная зона — та часть рабочего пространства, в которой расположены объекты воздействия трудовых движений человека. Знание зон сенсомоторной активности способствует выявлению зависимостей между элементами предметно-пространственного окружения особенностей решения конкретных трудовых задач.

Определение зон зрительной активности проводится путем фиксации зрительных обращений к конкретным зонам рабочего места в течение нескольких циклов работы либо определенного времени. Для этой работы используется бланк с выполненной схемой рабочего места (по образцу рис. 12.5). Для определения значимости зоны в трудовом процессе важным является не только факт частоты обращений к ней, но и длительность фиксаций, и число отвлечений взора при длительном зрительном контроле конкретной зоны. При работе методом самонаблюдения оценка объективного числа фиксаций заменяется результатами субъективной оценки.

Определение зон моторной активности проводится аналогично, путем регистрации числа двигательных воздействий на отдельные зоны рабочего места в течение нескольких циклов работы либо определенного времени. Оценка значимости движения проводится аналогично оценке значимости сенсорных воздействий.

При наличии значительного числа органов контроля или управления целесообразно воспользоваться методом выявления и оценки характера связей.

Отработка задания

Составить словесный алгоритм работы со средством труда.

Определить частоту обращения ко всем выделенным органам управления при выполнении одного цикла работы (если работа носит циклический характер). Наблюдение вести в течение 3-5 полных циклов работы. При работе, носящей нециклический характер, — в течение определенного времени. Например, частоту воздействия на клавиши можно определить по числу набранных за определенное время знаков (включая пробелы).

Выделить среди движений основные, эпизодические, случайные и другие моторные акты. Полученные результаты свести в таблицу и проанализировать значимость каждого из органов управления по критериям частоты обращения и длительности воздействия.

Определить частоту зрительных обращений ко всем выделенным зонам контроля при выполнении одного цикла работы (если работа носит циклический характер). Наблюдение вести в течение 3 — 5 полных циклов работы. При работе, носящей нециклический характер, — в течение времени, позволяющего зафиксировать по нескольку обращений к разным сенсорным зонам. Выделить среди обращений основные, эпизодические, случайные и другие обращения. Полученные результаты свести в таблицу и проанализировать значимость каждой из зон сенсорной активности по критериям частоты обращения и длительности воздействия.

Выявить связи, возникающие при пользовании органами управления. Оценить компоновку органов управления с точки зрения минимизации расстояний между наиболее часто используемыми из них.

Выявить путем опроса и наблюдения (или самонаблюдения) частоту и характер эпизодических обращений к органам контроля и управления. Полученные результаты свести в таблицу и проанализировать.

Задание 5. Изучение рабочей позы по объективным и субъективным показателям

Изучение рабочих мест неразрывно связано с изучением рабочей позы. Традиционно она рассматривается как начальный, исходный момент движения, пространственная граница фазы движения, состояние организма, определяющее характер статических нагрузок. В данном подходе она служит в качестве критерия оценки степени оптимальности пространственной организации рабочего места.

Выше было дано понятие нормативной рабочей позы, т.е. позы, обеспечивающей симметричную нагрузку мышц в различных положениях тела (стоя, сидя, лежа). Основные нормативные позы используются антропологами для обеспечения возможности сопоставления метрических характеристик разных людей, поскольку позы, отличающиеся от нормативных, практически не могут быть отражены в проекционном черчении. Нормативная поза обеспечивает нейтральное положение скелетно-мышечного аппарата, наилучшие условия для работы ряда анализаторов, однако нельзя считать ее оптимальной, поскольку вредностью в позе является время пребывания в ней. Нормативная поза как таковая в практической деятельности не используется, но оптимальные позы близки к ней.

Изучение рабочей позы ведется как по объективным, так и по субъективным показателям. Объективные показатели позволяют соотнести реальную позу с нормативной по положению отдельных частей тела человека. Субъективные же показатели позволяют выявить симптомы, характерные для изучаемой рабочей позы (чувство дискомфорта, усталости в отдельных частях тела, боль и т.п.). Сопоставление данных наблюдения и опроса дает возможность выявить связи между внешними характеристиками позы и симптомами, сопровождающими процесс пребывания в ней.

Отработка задания

Провести наблюдение и оценить рабочую позу.

Ниже приводится примерная схема наблюдения.

Обозначьте рабочее положение тела (сидя, стоя, лежа).

Опишите специфику положения тела (фиксировано или подвижно относительно оборудования, сиденья).

Зафиксируйте угол наклона туловища: отрицательный (вперед), прямой, положительный (назад) и угол наклона головы.

Оцените специфику деятельности по критерию занятости (включенности) афферентных систем (зрение, слух и т.д.).

Оцените специфику деятельности по критерию занятости конечностей (рука, нога), отметьте, какие части конечностей являются рабочими (кисть, стопа, колено и т.п.).

Оцените занятость рук: постоянная, периодическая, эпизодическая, правая, левая, обе.

Оцените положение рук в период отсутствия действия (на оборудовании, на столе, на подлокотнике, на коленях, без опоры).

Оцените занятость ног: постоянная, периодическая, эпизодическая, правая, левая, обе; занятость отсутствует.

Оцените положение рабочей ноги в период отсутствия действия (на педали, на полу, на подставке, без опоры).

Оцените положение опорной ноги в период отсутствия действия (на педали, на полу, на подставке, без опоры).

Опишите, какой тип подставки для ног применяется работающим и для какой ноги.

Опишите, какой тип стула используется на рабочем месте (табурет, конторский, кресло и т.п.).

Опишите, какая часть сиденья является опорной (передняя, задняя, средняя).

При необходимости определите величину и частоту отклонений рабочей позы от основной при выполнении основных и вспомогательных операций.

При работе по приведенной выше схеме наблюдение проводится на нескольких схожих рабочих местах (в зависимости от длительности и цикличности работы их число колеблется от 5 до 10).

Провести оценку исполнителем его рабочего места.

При работе методом опроса провести обследование нескольких рабочих мест (в зависимости от длительности и цикличности работы их число колеблется от 5 до 10). При самонаблюдении ответьте на заданные вопросы.

Удобно ли Вам работать?

Что вызывает чувство неудобства?

Какие части тела больше всего устают в процессе работы (спина, поясница, плечи, предплечья, кисти и т.д.)?

Когда появляются неприятные ощущения (в начале, в процессе, в конце работы, если можно, укажите точное время)?

Ощущаете ли Вы боль в какой-либо части тела (спина, поясница, плечи, предплечья, кисти и т.д.)?

Когда появляются болевые ощущения (в начале, в процессе, в конце работы, если можно, укажите точное время)?

Испытываете ли Вы физическое напряжение при работе с органами управления (ручными, ножными)?

Удобно ли работать руками?

Нужна ли опора для ног?

Устраивают ли Вас размеры оборудования, величина рабочей зоны (высота, ширина, глубина)?

Устраивают ли Вас размеры сиденья (высота, ширина, глубина) и его форма?

Нужна ли при работе спинка стула?

Каким должно быть сиденье (полужестким, полумягким, мягким)?

Какой должна быть обивка сиденья (ткань, клеенка, дерматин, кожа)?

Нужны ли подлокотники (для обеих рук, для одной руки)?

Часто ли Вам приходится вставать в процессе работы?

Удобно ли проходить на рабочее место?

По результатам наблюдения (самонаблюдения) оценить рабочую позу и степень ее оптимальности.

По результатам опроса (самонаблюдения) оценить степень комфортности рабочей позы.

Сравнить полученные данные, оценить степень связи субъективной оценки состояния с объективными показателями. Проанализировать их с точки зрения структуры предметно-пространственного окружения.

Задание 6. Измерение пространственных параметров рабочего места

Задание связано с выполнением замеров рабочего места, построения его чертежа в масштабе и оценкой пространственной структуры рабочего места. Прежде всего выявляется и фиксируется положение основных баз отсчета, от которых будут производиться измерения. Выделенные базы отсчета в трех взаимно перпендикулярных плоскостях задают положение проекционных плоскостей, пересечения которых при измерении служат нулевыми линиями.

Можно выделить три группы измеряемых параметров.

Во-первых, это габаритные параметры рабочего места. Они характеризуют предельные размеры его внешних очертаний по высоте, ширине и глубине («ящик, в который надо поместить рабочее место»). Габаритные параметры рабочего места, рабочей мебели в целом и отдельных его элементов определяют объем рабочего пространства и его планировку.

Вторая группа параметров — сопряженные, иначе компоновочные. Сопряженные параметры, образуя размерные цепи, характеризуют положение отдельных элементов рабочего места относительно друг друга и работающего человека (расстояния между элементами рабочего места, границы досягаемости в моторном пространстве, высотные соотношения между рабочей поверхностью, сиденьем и подставкой для ног и т.п.). Они обеспечивают требуемую пространственную взаимосвязь элементов рабочего места.

Третью группу размеров составляют свободные (несопряженные) параметры. Это параметры отдельных элементов рабочего места, которые не имеют общих баз отсчета, а следовательно, не могут быть сопряжены друг с другом (ширина и глубина сиденья, высота сиденья и спинки, длина и высота приводных элементов органов управления и т. п.). Обычно они соотносятся с размерами тела человека.

Свободные параметры рабочего места могут быть нерегулируемыми и регулируемыми (высота и угол наклона подставки для ног, высота сиденья и спинки, подвижность спинки вперед-назад и т. п.).

Отработка задания

Для проведения занятия необходима сантиметровая лента или рулетка.

Выявить и отметить на эскизе (см. рис. 12.2) элементы рабочего места, реально определяющие ориентировку и локализацию работающего для каждой координатной плоскости, и описать это в отчете.

Нанести выделенную систему координат на эскиз штрих-пунктирной линией (последовательностью точек и тире).

Подготовиться к проведению замеров рабочего места, выделив на эскизе стрелками все необходимые для измерения элементы. Обратите внимание, что все измерения производятся только во взаимно перпендикулярных проекционных плоскостях. Выполнение замеров без соблюдения параллельности одной из проекционных плоскостей (фронтальной, горизонтальной, профильной) производиться не должно.

Произвести измерение пространственных характеристик рабочего места в выделенной системе координат с помощью сантиметровой ленты или рулетки.

Задание 7. Анализ пространственной организации рабочего места

Задача, решаемая в данном задании, заключается в применении критерия антропометрического соответствия к полученным в результате предыдущего исследования данным. Такой подход отличается от традиционного метода оценки рабочего места с использованием зон досягаемости тем, что прежде чем оценивать степень отдаленности отдельных элементов рабочего места от работающего, необходимо отразить на чертеже ориентацию и локализацию работающего.

Произвольный выбор плоскостей локализации человека на рабочем месте вносит существенные погрешности и фактически приводит к нарушению принципа антропометрического соответствия (как, например, в случае со швеями). Определение системы координат и плоскостей, соответствующих ориентации и локализации тела человека в рабочем пространстве, дает возможность корректно использовать принцип антропометрического соответствия для самых разных видов деятельности, особенно машинно-ручных видов труда.

Использование принципа антропометрического соответствия предполагает умение пользоваться таблицами антропометрических признаков.

Отработка задания

Вычертить на миллиметровке формата A3 чертеж рабочего места в масштабе 1:10 и проставить размеры в выделенной системе координат.

Выбрать и выписать из таблиц антропометрические признаки и соответствующие им размеры тела, необходимые для вычерчивания фигуры работающего в основном рабочем положении и согласовать их с преподавателем.

На основе выбранных данных вычертить на чертеже фигуру работающего в нормативном рабочем положении по средним для популяции данным, локализованную относительно профессионально доминирующего элемента рабочего места. При анализе личного рабочего места можно взять данные своего тела.

Для человека, изображенного на чертеже, вычертить максимальную и минимальную зоны досягаемости на виде сверху и сбоку.

Вычертить оптимальные зрительные зоны на виде сверху и сбоку.

Сопоставить нормативное расположение зон двигательной активности с реальным расположением органов контроля и управления.

Выделить элементы рабочего места, положение которых соответствует работе человека в нормативном положении.

Выделить элементы рабочего места, положение которых не соответствует работе человека в нормативном положении. Измерить по чертежу величины отклонений расположения профессионально значимых элементов рабочего места от нормативных. Это и будут те величины, на которые необходимо скорректировать рабочее место, чтобы обеспечить удобное положение на нем.

Для оптимизации пространственных параметров рабочего места по критерию антропометрического соответствия следует составить, во-первых, программу-минимум, включающую мероприятия, доступные для оперативной реализации, и, во-вторых, программу-максимум, содержащую мероприятия по конструктивным доработкам.

Дата добавления: 2014-12-25