PARAMETRY PRZESTRZENNE STANOWISKA PRACY I JEGO ELEMENTÓW SKŁADOWYCH

Układ przestrzenny tworu techniki powinien być rozpatrywany zarówno w otoczeniu dalszym jak i bliższym. Wykonywana analiza ergonomiczna winna być rozważana w aspekcie:

  1. kształtowania granic przestrzeni roboczej,
  2. przestronności stanowiska pracy,
  3. kształtowania granic przestrzeni manipulacyjnej,
  4. kształtów i wymiarów siedzisk,
  5. stref wygody i identyfikacji wzrokowej,
  6. warunków rozmieszczenia urządzeń informacyjnych i sterujących.

...

Granice przestrzeni roboczej

Granice przestrzeni roboczej, na której ma odbywać się proces produkcyjny są determinowane przez:

Do ustalenia potrzebnej powierzchni można bazować na normatywach pomocniczych zgodnie z zarządzeniem Ministra Budownictwa i Przemysłu Budowlanego z dnia 29.06.66 D.B. nr 10 z 10.07.66 poz. 44. Określono tam warunki techniczne dotyczące 3 rodzajów pomieszczeń:

...

Struktura przestrzenna stanowiska pracy

Struktura przestrzenna stanowisk pracy powinna:

Punktem wyjścia przy projektowaniu struktury przestrzennej stanowiska pracy jak i jego elementów składowych są wymiary antropometryczne użytkowników oraz ich granice zasięgów ruchu. Główne wielkości, które winny być zwymiarowane przedstawiono na rysunku 9.1. Wymiary stanowiska są uzależnione od pozycji ciała jaką człowiek zajmuje w procesie pracy. Podstawowe wymiary stanowiska podawane są w odpowiednich nomogramach lub tablicach opracowanych przez projektantów. Strukturę przestrzenną stanowiska pracy można wyznaczyć przy użyciu metod opisanych w części poświęconej antropometrii.

...

Rys. 9.1. Główne wielkości pomiarowe uwzględniane w analizie struktury przestrzennej stanowiska pracy w zależności od:

- pozycji ciała: a) stojącej, b) siedzącej,
- ustawienia płaszczyzny pracy lub obserwacji: a) pionowej, b) poziomej, c) pod pewnym kątem.

...

Granice przestrzeni manipulacyjnej

Podstawową miarą właściwego położenia strefy pracy w stosunku do operatora jest tzw. wysokość manipulacyjna (Hmanip). Określa ona wysokość od oparcia stóp do płaszczyzny poziomej przechodzącej przez miejsce optymalnego przyłożenia rąk w czasie pracy. Hmanip określa się w zależności od przyjętej pozycji ciała w trakcie pracy i wymagań dotyczących samych czynności (cechy ruchu). Dla pracy wymagającej dużej swobody ruchu, wykonywanej w pozycji stojącej, wysokością optymalną jest położenie ręki przy zgiętym przedramieniu, 5 cm poniżej łokcia. Dla prac, gdy występuje identyfikacja szczegółów w sposób okresowo-ciągły:

Hmanip = 0.75 Hp dla pozycji stojącej (Hp - wysokość pleców),

Hmanip = 0.80 Hp dla pozycji siedzącej.

Ogólne zalecenia doboru Hmanip w zależności od przyjętej pozycji ciała pracownika są następujące:

Kolejność postępowania przy ustaleniu wysokości manipulacyjnej (Hmanip):

  1. ustalenie typu pracy i ciężkości wykonywanych czynności,
  2. ustalenie pozycji ciała przyjętej przez pracownika w trakcie pracy,
  3. określenie rodzaju wykonywanych ruchów,
  4. ustalenie stopnia ograniczenia ruchowego dla przyjętych ruchów,
  5. ustalenie zakresu nastawności siedziska i podnóżka,
  6. określenie strefy wygody związane z danym typem pracy.
  7. ustalenie Hmanip dla odpowiedniej wartości rozkładu normalnego danych antropometrycznych (progowego lub mediany).

...

Kształt i wymiary siedzisk

Dla pozycji siedzących dobór siedziska można wykonać w oparciu o charakterystyczne wymiary przedstawione na rysunku 9.2. Przyjmując wprowadzone na nim oznaczenia, ogólne zasady konstrukcji siedzisk są następujące:

...

Rys. 9.2. Oznaczenia wymiarów człowieka i siedzisk przyjęte dla potrzeb projektowania

 

Parametry konstrukcyjne siedzisk powinny wynikać z właściwości fizjologicznych człowieka i jego cech anatomicznych. Zadaniem ich jest zapewnienie:

Uzyskać to można stosując:

...

Strefy wygody i identyfikacji wzrokowej

Czynności robocze mogą być wykonywane:

Strefy wygody i identyfikacji wzrokowej zależą od:

Całkowity zasięg widzenia, w którym za pomocą obu oczu, bez ich poruszania, można zaobserwować duże spoczywające, małe poruszające się przedmioty, sygnały optyczne, określa się mianem pola obserwacji. Obraz przestrzeni padającej na siatkówkę oka i wyzwalający wrażenia wzrokowe nazywany jest polem widzenia. Granice pola widzenia uwarunkowane są:

Pola widzenia oka lewego i prawego w środkowej części pokrywają się, umożliwiając tzw. widzenie obuoczne. Pozwala ono ocenić odległość i wielkość oglądanych przedmiotów. Obraz padający na obie siatkówki nieznacznie się różni - zjawisko paralaksy. Spowodowane to jest różnicą w kącie patrzenia obu oczu. Widzenie obuoczne jest sumą wypadkową pól pojedynczego pola wrażenia wzrokowego. Warunkiem jest jednoczesny odbiór jednakowych obrazów na symetrycznych miejscach obu siatkówek.

W zależności od barwy światła, przedmiotu, pole widzenia zmienia się. Największe jest dla światła białego. Dla promieni monochromatycznych jest mniejsze. Czynnikiem to warunkującym jest nie długość fali świetlnej l, a ilość energii pochłanianej przez siatkówkę (rys. 9.3.).

Nierównomierne jest też rozmieszczenie foto receptorów. Gęstość ich zmniejsza się w miarę oddalania się od centrum siatkówki, konsekwencją czego jest nierównomierna ostrość widzenia. W związku z tym rozróżnia się widzenie: centralne i obwodowe. Widzenie centralne obejmuje obszar pola widzenia o kącie 1,36o, co odpowiada prostokątowi o wymiarach 20x2 cm. Pozwala na rozpoznawanie szczegółów, barw przedmiotów. Ostrość widzenia zależy ponad to od :

...

Rys. 9.3. Wielkość pola widzenia dla:

a) jednego oka i różnej długości fali świetlnej,
b) obu oczu (wg Rosemana)
 

W kącie 25o znajduje się z kolei widzenie dokładne. Po nim występuje pod ostre i peryferyjne. Rysunek 9.4. przedstawia rozkład ostrości widzenia w zależności od kąta widzenia.

...

Rys. 9.4. Zmiana ostrości widzenia w zależności od kąta widzenia

 

Przedmioty będące w ruchu oko zauważa swą częścią peryferyjną. Ostrość widzenia uzyskuje się kierując część środkową gałki ocznej na nieruchomy obiekt. Podczas oglądania szczegółów obrazu i ustalania się osi widzenia występuje tzw. mikro oczopląs wynoszący ~ 30', który także obniża ostrość widzenia. Jest ona związana też z odległością obrazu od punktu stałego. Zależność tą przedstawia rysunku 9.5.

...

Rys. 9.5. Zależność ostrości widzenia od odległości obrazu od punktu stałego

 

W zależności od przyjętej pozycji przez ciało w trakcie obserwacji, zmienia się kąt i położenie centralnego pola widzenia. Na rysunku 9.6. pokazano te zmiany w przypadku przyjęcia przez obserwatora najmniej uciążliwego położenia głowy.

...

Rys. 9.6. Zmiana centralnego pola widzenia w zależności od:

przyjętej pozycji ciała: a) siedzącej, b) stojącej;
płaszczyzn obserwacji: c) pionowej, d) poziomej;
zasięgów pola widzenia: 1) optymalny, 2) maksymalny.

...

Rys. 9.7. Przykłady złudzeń optycznych

 

... TABELA 9.1.

Wielkość pola widzenia w zależności od odległości obrazu od oczu obserwatora

Odległość obrazu w cm

  

50

  

80

  

500

Średnica pola widzenia w cm

  82   131   820

 

Na skutek odległości obrazu od gałki ocznej ulega zmianie średnica pola widzenia. Poniższa tabela przedstawia niektóre wartości tej zależności. Przy percepcji wzrokowej występują złudzenia optyczne (rys. 9.7.) Dotyczą one następujących tendencji:

  1. zarówno podobieństwo jak i bliskość nadaje strukturom ciągłości,
  2. ciągłość a struktualizacja,
  3. zamykania struktur,
  4. sposób osadzenia linii wpływa na błedną ocenę ich długości,
  5. utrudnienia oceny wielkości w skutek zastosowanego kontrastu,
  6. przecięcie równoległych szeregiem prostych dają złudzenie braku równoległości,
  7. pozornej wielkości przedmiotu w zależności od jego barwy (element jas-ny-bliżej, ciemny-dalej) - zjawisko irradiacji,
  8. pozornej odległości przedmiotu wynikającej z jego wielkości (element większy - bliżej, mniejszy - dalej),
  9. złudzenia ruchu w wyniku przemiennego pojawiania się struktur jasnych i ciemnych.

Warunki świetlne wymagane dla celów widoczności:

  1. Zasada właściwego natężenia oświetlenia. Określona jest wartościami minimalnymi i maksymalnymi. Minimalne natężenie uwarunkowane jest rodzajem wykonywanych czynności i możliwością rozróżniania poszczególnych elementów (szczegółów), na stanowisku pracy. Maksymalna wartość zależna jest od subiektywnego odczucia, od wystąpienia zmęczenia wzroku i wieku.
  2. Zasada dostosowania czasu postrzegania, który jest funkcją natężenia oświetlenia, wielkości i kształtu obrazu lub jego prędkości ruchu, miejsca pojawienia się, zmęczenia i wieku patrzącego.
  3. Zasada równomierności oświetlenia związana z wymaganiami stawianymi przez realizowane zadanie.
  4. Zasada właściwych stosunków luminancji (przedmiot a otoczenie). Zalecane stosunki luminancji podano w tabeli 9.2.

... TABELA 9.2.

Zalecane stosunki luminancji

pola centralnego do peryferyjnego - 3:1
pola centralnego do brzegowych części - 10:1
źródła światła do tła - 20:1

 

Przedmiot musi być oświetlony silniej niż otoczenie. Najsilniej w po-mieszczeniu powinien być oświetlony sufit (uzyskuje się wówczas maksymalne rozproszenie oświetlenia ogólnego), następnie - ściany, a najmniej - podłoga). Maksymalny stosunek luminancji nie powinien być większy od 1:40.

  1. Zasada równomierności kontrastu luminancji (przedmiot jako całość a jego elementy). Obie te zasady (4 i 5) powiązane są ze zjawiskiem olśnienia (bezpośrednim i pośrednim). Wpływ na olśnienie bezpośrednie ma:

Olśnienie pośrednie zależy w głównej mierze od stopnia rozproszenia światła i współczynnika odbicia. Parametry te można regulować poprzez stosowanie właściwej barwy i gładkości powierzchni. (przedmiot o bar-wie ciemnej charakteryzuje się dużym pochłanianiem, jasnej - dużym odbiciem, powierzchnie gładkie dają odbicie kierunkowe, porowate - rozpraszają).

  1. Zasada właściwego kontrastu barwnego całego przedmiotu jak i jego elementów (zbyt duży kontrast - wzrok może być zbytnio przyciągany do elementów jaskrawych, przez co szybciej może wystąpić jego zmęczenie i osłabienie ostrości, za mały - może powodować zlewanie się obrazu, co również prowadzi do nadmiernego zmęczenia wzroku i spadku napięcia uwagi).
  2. Zjawisko addytywności barw. Działając światłem monochromatycznym na barwne przedmioty można uzyskać efekt: wzmocnienia danej barwy, wytłumienia lub całkowitej jej zmiany na inną.
  3. Zjawisko stroboskopowe, które występuje dla wyładowczych żródeł światła. Podczas ruchu obrotowego urządzenia pracującego przy tego typu oświetleniu mogą zachodzić następujące stany:

...

Warunki rozmieszczenia urządzeń informacyjnych i sterujących

Antropometryczne zasady kształtowania obszarów pracy winny stanowić wytyczne dla właściwego rozmieszczenia urządzeń informacyjnych (U. Inf.), czy-li sygnalizacyjnych (U.S) i sterujących (U. St.). Rysunek 9.8. i rys. 9.9. przedstawiają zalecenia tego postępowania.

...

Rys. 9.8. Rozmieszczenie urządzeń informacyjnych (sygnalizacyjnych):

a) dla płaszczyzny pionowej,
b) poziomej

 

Urządzenia te stanowią wyposażenie stanowisk pracy. Urządzenia sterujące powinny znajdować się w strefie przestrzeni manipulacyjnej, czyli w zasięgach ruchów, a informacyjne - w strefie pola widzenia. Urządzenia sterujące wykorzystują sprawność procesu motorycznego oddziaływania człowieka na proces produkcji (uruchomienie, zatrzymanie, zmiana kierunku i szybkości). Posiadają cechy: zdolność rozróżniania, operatywność i dostępność. Zależne są od: swej konstrukcji, usytuowania przestrzennego i przystosowania do właściwości i cech antropometrycznych człowieka. Zdolność rozróżniania urządzeń sterujących związana jest z:

Operatywność, czyli łatwość manipulacji urządzeniami sterującymi zależna jest od:

Rozmieszczenie przestrzeni roboczej takie, by zapewniała łatwość wyszukiwania i manipulowania urządzeniami sterującymi, rozumiana jest jako dostępność. Szczególne znaczenie ma gdy: zachodzi konieczność jednoczesnej obsługi większej ilości U. St., - dodatkowo wymagane jest śledzenie wskazań U.S.

...

Rys. 9.9. Rozmieszczenie urządzeń sterowniczych.

 

Dlatego też tak ważne jest właściwe ich rozmieszczenie w przestrzeni, wzajemne usytuowanie i przyporządkowanie U. St. właściwemu U.S. (łatwe w interpretacji).

Zasady rozmieszczenia urządzeń sterujących i pomiarowych:

  1. grupowania według ważności (najważniejsze powinny być w strefach łatwo dostępnych i najlepiej widocznych; awaryjne - łatwo dostępne, wyraźnie oddzielone i oznakowane, w obrębie kąta 20 od centralnej linii wzroku),
  2. kolejności użycia (rozmieszczone w takiej kolejnosci w jakiej będą u- żywane, aby zachować ruch ciągły i płynny, ze strony lewej do prawej),
  3. częstości użytkowania (najczęściej używane powinny być w strefach op-tymalnych pod względem dostępności i widoczności),
  4. grupowania według funkcji:

W trakcie procesu pracy ma miejsce stałe przekazywanie informacji pomiędzy dwoma członami układu ergonomicznego. System przekazywania informacji składa się z 3 komponentów: źródła sygnału, kanału przekazującego (transmisji) oraz odbiornika. Nośnikami informacji są różne czynniki fizyczne zwane sygnałami. Mogą przekazywać informacje o stanach istniejących oraz o zmianach zachodzących na zewnątrz i wewnątrz układu ergonomicznego. Stosowane są różne podziały sygnałów ze względu na:

  1. pochodzenie: naturalne i sztuczne,
  2. reakcję systemu nerwowego człowieka: świadome i podświadome,
  3. proces zapamiętywania: znamienne (oczywiste, nie trzeba się ich uczyć), symboliczne, robocze, alarmujące,
  4. sposób pochodzenia: z instrukcji, z urządzeń sygnalizacyjnych, nie przekazywane instrumentalnie (kolor surówki, warkot silnika), jako końcowy efekt pracy (produkt),
  5. rodzaj czynnika, który jest w stanie oddziaływać na zmysły człowieka: akustyczne, świetlne, chemiczne, cieplne, itp.,

Sposób przekazania: werbalne ( stój, idź ), poglądowe, zakodowane. Wszelkie informacje o procesie pracy napływają do pracownika poprzez urządzenia sygnalizacyjne (U.S.) emitujące charakterystyczne sygnały. Na szybkość, łatwość ich rozróżnienia, zrozumienie i interpretację treści wpływa: zarówno konstrukcja tych urządzeń, jak i pole orientacji. Może ono mieć strukturę:

Na spostrzegawczość sygnału ma wpływ:

Od w/w czynników zależy obciążenie człowieka w procesie pracy.

Ergonomiczne wymagania stawiane procesom informacyjnym - należy dążyć by:

Każdy przekazywany sygnał ulega zakłóceniu w kanale transmisji, który charakteryzuje się określoną zdolnością przepustową. Entropia, czyli przepustowość jest to maksymalna ilość informacji jaką można przesłać w kanale w jednostce czasu przez określone źródło. Zależy od: zakłóceń, rodzaju przesyłanych sygnałów i sposobu ich kodowania. Kodowanie jest bardzo ważnym etapem przetwarzania danych. Związane jest z zapisywaniem informacji za pomocą umownych sygnałów, o ustalonym znaczeniu, przy zapewnieniu najmniejszych zakłóceń i najkrótszej transmisji. Przemiana małych grup informacyjnych w zespoły nosi nazwę rekodowania. Oba te etapy zwiane są z możliwością wyboru sygnału i zmysłu, na który działają. Problemami tymi zajmuje się teoria informacji. Jednostką informacji jest bit (1 bajt = 8 bitów). Zakresem niepewności nazywa się ilość możliwości, jakie zachodzą w konkretnym przypadku. Największą ilość informacji można uzyskać stosując prawdopodobieństwo stanów alternatywnych. Wynosi ona w bitach:

 

gdzie: H - ilość informacji możliwa do uzyskania, i - ilość stanów (1<i<m), p - prawdopodobieństwo wystąpienia stanu i-tego.

Jeżeli występuje k - sygnałów, to ogólna ilość informacji (Ho) przenoszona przez k -sygnałów wynosi:

Ho = S Hi

gdzie: Hi - ilość informacji przenoszona przez i-ty sygnał.

Przyczyny powstawania błędów w odbiorze informacji:

 

Skutki przeciążenia informacyjnego: