Московский государственный университет печати

Куликов Г.Б.


         

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Учебник


Куликов Г.Б.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

Предисловие

Введение

1.

Глава 1. ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ

1.1.

Классификация основных форм деятельности человека

1.2.

Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

1.2.1.

Опасные и вредные производственные факторы

1.2.2.

Факторы, формирующие условия труда

1.2.3.

Тяжесть и напряженность труда

1.3.

Системы восприятия и компенсации организма человека

1.3.1.

Зрительный анализатор

1.3.2.

Слуховой анализатор

1.3.3.

Кожный анализатор

1.3.4.

КинестезическийКинестезический (от греч. kinesis - движение + aisthesis - чувство). (двигательный) анализатор

1.3.5.

Обонятельный анализатор

1.3.6.

Вкусовой анализатор

2.

Глава 2. ПРАВОВЫЕ, НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

2.1.

Основные законодательные акты и нормативные документы

2.2.

Охрана труда женщин

2.3.

Охрана труда молодежи

2.4.

Надзор и контроль над соблюдением законодательства о труде и о безопасности труда

2.5.

Ответственность за нарушение законодательства о труде и о безопасности труда

2.6.

Нормативно-техническая документация

2.7.

Стандартизация в области безопасности труда

2.8.

Техническое регулирование

2.9.

Расследование и учет несчастных случаев

2.10.

Анализ производственного травматизма

2.11.

Эффективность мероприятий по обеспечению безопасности на производстве

3.

Глава 3. ПСИХОЛОГИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

3.1.

Факторы безопасности труда

3.1.1.

Психофизиологические факторы безопасности труда

3.1.2.

Производственные факторы

3.1.3.

Система безопасности труда

3.2.

Психологические причины возникновения опасных ситуаций

3.2.1.

Влияние индивидуальных качеств человека

3.2.2.

Поведение человека в аварийных ситуациях

3.2.3.

Особенности групповой психологии

3.3.

Организация безопасной деятельности

3.3.1.

Создание психологического настроя на безопасность

3.3.2.

Обучение безопасной деятельности

3.3.3.

Использование правил по технике безопасности

3.4.

Профессиональный отбор

4.

Глава 4. ВЕНТИЛЯЦИЯ, ОТОПЛЕНИЕ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА

4.1.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных и непроизводственных помещений

4.2.

Основные вредные вещества, применяемые в промышленности, и характер их воздействия на организм человека

4.3.

Назначение систем вентиляции отопления и кондиционирования

4.4.

Классификация систем вентиляции

4.5.

Общеобменная механическая вентиляция

4.6.

Кондиционирование воздуха

4.7.

Очистка загрязненного вентиляционного воздуха

4.8.

Средства защиты от вредных веществ

4.9.

Основные требования к системам вентиляции

4.10.

Системы отопления

5.

Глава 5. ОСНОВЫ ОСВЕЩЕНИЯ

5.1.

Основные светотехнические величины и единицы

5.2.

Классификация видов и систем производственного освещения

5.3.

Основные требования к производственному освещению

5.4.

Электрические источники света

5.5.

Светильники

5.6.

Нормирование искусственного освещения

5.7.

Нормирование естественного освещения

5.8.

Проектирование искусственного освещения

5.9.

Средства индивидуальной защиты органов зрения

6.

Глава 6. ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ

6.1.

Физические характеристики шума

6.2.

Действие шума и вибрации на организм человека

6.3.

Нормирование шума и вибрации

6.4.

Устранение или уменьшение шума в источниках его образования

6.5.

Снижение шума методом звукоизоляции

6.6.

Снижение шума методом звукопоглощения

6.7.

Общие способы борьбы с вибрацией

6.8.

Защита от инфра- и ультразвука

6.9.

Средства индивидуальной защиты от шума и вибрации

7.

Глава 7. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

7.1.

Действие электрического тока на организм человека

7.2.

Факторы, влияющие на степень поражения электрическим током

7.3.

Условия поражения человека электрическим током

7.4.

Критерии электробезопасности (нормирование)

7.5.

Классификация электроустановок, электрических сетей и помещений по степени опасности поражения человека электрическим током

7.6.

Технические меры электробезопасности при эксплуатации электроустановок

7.7.

Организационные меры по безопасной эксплуатации электроустановок

7.8.

Средства электрозащиты

7.9.

Статические электрические и электромагнитные поля

7.9.1.

Электростатические заряды

7.9.2.

Защита от электростатических зарядов

7.9.3.

Электромагнитные поля

7.9.4.

Защита от воздействия электромагнитных полей

7.10.

Защита от лазерного излучения

7.11.

Ультрафиолетовое излучение

8.

Глава 8. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, И ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА

8.1.

Эксплуатация баллонов со сжатыми, сжиженными и растворенными газами

8.2.

Эксплуатация компрессорных установок

8.3.

Обеспечение безопасности газового хозяйства

8.4.

Эксплуатация паровых и водогрейных котлов

9.

Глава 9. УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ТЯЖЕСТЕЙ

9.1.

Общие сведения

9.2.

Перемещение грузов вручную

9.3.

Безрельсовый транспорт и транспорт непрерывного действия

9.4.

Пневматический транспорт

9.5.

Безопасная эксплуатация грузоподъемных машин и механизмов

10.

Глава 10. БЕЗОПАСНОСТЬ В ОТРАСЛИ

10.1.

Классификация травмирующих и вредных факторов

10.2.

Общие требования к безопасности технических систем и технологических процессов

10.3.

Краткая характеристика условий труда в полиграфии

10.4.

Виды и причины производственного травматизма

10.5.

Виды и причины профессиональных заболеваний

10.6.

Организация работ по безопасности труда на предприятии

10.7.

Обучение работающих безопасности труда

10.8.

Регулирование и контроль риска

10.9.

Технические средства безопасности в полиграфическом оборудовании

10.9.1.

Ограждения

10.9.2.

Предохранительные устройства

10.9.3.

Специальные устройства

10.10.

Средства индивидуальной защиты

10.11.

Безопасность автоматизированного и роботизированного производства

10.12.

Санитарно-гигиенические требования к устройству и содержанию полиграфических предприятий

10.12.1.

Основные требования, предъявляемые к производственным помещениям

10.12.2.

Вспомогательные помещения

10.12.3.

Цветовое решение интерьера производственных помещений

11.

Глава 11. ПPОЕКТИPОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ЭРГОНОМИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭСТЕТИКИ

11.1.

Эргономика и инженерная психология

11.2.

Эргономический анализ рабочего места

11.2.1.

Требования, предъявляемые к оператору

11.2.2.

Анализ взаимодействия человека и машины

11.2.3.

Анализ взаимодействия человека и рабочего пространства

11.2.4.

Анализ взаимодействия человека и окружающей среды

11.2.5.

Анализ аварийных ситуаций

11.3.

Проектирование систем отображения информации

11.3.1.

Классификация средств отображения информации

11.3.2.

Общие принципы проектирования средств отображения информации

11.4.

Проектирование органов управления

11.4.1.

Основные эргономические требования к органам управления

11.4.2.

Выбор органов управления

11.5.

Организация рабочих мест

12.

Глава 12. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛИГРАФИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

12.1.

Горение различных веществ и материалов

12.1.1.

Общие сведения о процессе горения

12.1.2.

Разновидности горения

12.1.3.

Показатели пожарной опасности веществ и материалов

12.2.

Организация борьбы с пожарами

12.3.

Краткая характеристика пожарной опасности полиграфического производства

12.4.

Классификация основных мер пожарной безопасности

12.5.

Категории производств по взрывопожарной и пожарной опасности

12.6.

Пожарная безопасность зданий и сооружений

12.6.1.

Горючесть и огнестойкость строительных материалов и конструкций

12.6.2.

Огнестойкость зданий и сооружений

12.6.3.

Требования пожарной безопасности к генеральному плану предприятия

12.6.4.

Обеспечение пожарной безопасности на складах

12.6.5.

Требования пожарной безопасности при устройстве систем отопления, вентиляции и электроустановок

12.6.6.

Молниезащита

12.7.

Средства и техника тушения пожаров

12.7.1.

Тушение огня водой

12.7.2.

Тушение пеной

12.7.3.

Тушение огня углекислым газом

12.7.4.

Тушение огня галоидированными углеводородами

12.7.5.

Тушение огня порошковыми составами

12.8.

Пожарная связь и сигнализация

13.

Глава 13. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

13.1.

Искусственное дыхание и непрямой массаж сердца

13.2.

Остановка кровотечения

13.3.

Наиболее распространенные виды травм и оказание первой помощи

14.

Словарь терминов

15.

Приложение 1

16.

Приложение 2

17.

Приложение 3

18.

Приложение 4

19.

Приложение 5

20.

Приложение 6

21.

Приложение 7

22.

Приложение 8

23.

Приложение 9

Указатели
42   указатель иллюстраций
Рис. 11.1. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления: 1 - зона оптимального визуального контроля и оптимальной досягаемости; 2 - зона легкой досягаемости; 3 - зона досягаемости моторного поля пульта

При проектировании полиграфического оборудования необходимо, прежде всего, предусмотреть оптимальное распределение функций между человеком и машиной. Это позволяет добиться максимальной эффективности функционирования системы «человек - машина», что в конечном итоге ведет к повышению безопасности труда. При этом следует строго учитывать требования охраны труда.

Конструктор должен стремиться к созданию такого оборудования, обслуживание которого не сопровождалось бы большой нагрузкой на мышечную и нервную системы человека, не вызывало бы эмоциональной напряженности и утомляемости. Конструкция оборудования должна обеспечивать такие нагрузки, при которых энергозатраты организма в течение рабочей смены не превышали бы 1046 кДж/ч (250 ккал/ч).

Конструкция элементов оборудования, с которым человек в процессе труда вступает в контакт, должна соответствовать его антропометрическим данным. Статистические характеристики основных антропометрических признаков приведены в ГОСТ 12.2.049-80ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие эргономические требования»..

Все вновь проектируемое оборудование должно соответствовать требованиям технической эстетики и быть максимально приспособленным к психофизиологическим возможностям человека.

Сохранение здоровья человека и высокая эффективность труда могут быть достигнуты только при обеспечении соответствия технических параметров оборудования антропометрическим, физиологическим, психофизиологическим и психологическим возможностям человека. (Антропометрия (от греч. <?xml version="1.0"?>
- человек и <?xml version="1.0"?>
- мерить), система измерений человеческого тела и его частей.)

Научно-технический прогресс существенным образом изменил характер труда человека: при помощи технических средств он, выполняя функции оператора, стал управлять сложными производственными агрегатами и процессами, большими производственными комплексами и коллективами людей. Изменение характера трудовой деятельности по иному представило проблему организации взаимодействия человека и техники. Возможности человека расширились благодаря развитию техники, но техника в свою очередь настолько усложнилась, что стали появляться проблемы с ее управлением. Возникла задача согласования конструкций машин с психологическими и физиологическими возможностями человека.

Каждый конкретный вид деятельности требует определенных физических усилий, нервно-психических затрат, эмоционального напряжения и протекает в различных санитарно-гигиенических и климатических условиях. Все это неизбежно влияет на исполнителя - человека. Поэтому задача наук, занимающихся проблемами труда, состоит в изучении многосторонних связей между человеком и объективными факторами труда. К таким наукам относятся физиология, гигиена, психология и безопасность труда.

Физиология труда - изучает изменения функционального состояния организма человека под влиянием его трудовой деятельности.

Гигиена труда - изучает влияние различных факторов производственной среды и организации труда на здоровье человека. Она разрабатывает гигиенические мероприятия по устранению различных профессиональных вредностей, сохранению здоровья работающих, повышению их работоспособности и производительности труда.

Психология труда изучает психологические особенности трудовой деятельности человека и процессы формирования у него профессиональных качеств, необходимых для повышения производительности труда. Она изучает также особенности личности работающего и межличностные отношения в коллективе.

Инженерная психология исследует вопросы взаимодействия человека и современной техники в рамках единой системы. Предметом инженерной психологии является изучение и оптимизация системы «человек - машина». Термин «машина» в данном случае понимается очень широко: он обозначает все техническое оборудование, с которым работает человек.

Таким образом, инженерная психология, с одной стороны, изучает требования, предъявляемые оборудованием к психофизиологическим качествам человека, а с другой - исследует человеческие возможности для оптимизации взаимодействия этих двух сторон единого процесса.

История развития техники показывает, что при создании человеко-машинных систем жесткие и трудно преодолимые границы психофизиологических возможностей человека образуют одно из самых узких мест. По данным зарубежной статистики, 60-70% аварий на производстве связаны с недооценкой «человеческого фактора». Это заставило инженерно-конструкторскую мысль не просто считаться с «человеческим фактором» при проектировании технических систем, а сделать его предметом специального изучения. Вначале, биомеханические, физиологические и психологические аспекты деятельности человека в технических системах изучались по отдельности. Полученные результаты просто учитывались в различных практических рекомендациях. Однако вскоре появилась необходимость в многомерной оптимизации систем «человек - машина - производственная среда», во всестороннем учете «человеческих» и технических факторов для достижения заданной эффективности систем контроля и управления.

Комплексный, системный подход к указанным проблемам способствовал рождению новой науки - эргономики.

Эргономика Эргономика (от греческих слов ergon - работа и nomos - закон). занимается комплексным изучением и проектированием трудовой деятельности человека с целью оптимизации орудий, условий и процессов труда.

Эргономика не является абсолютно новой наукой. Впервые этот термин был предложен польским естествоиспытателем И. Ястшембовским, который опубликовал в 1857 г. работу под названием «Черты эргономики, т.е. науки о труде».

Главное внимание эргономика уделяет повышению эффективности системы «человек - машина» за счет приспособления машины к человеку в процессе проектирования; приспособления человека к машине путем отбора и обучения; оптимизации производственной среды путем приведения ее в соответствие с возможностями человека.

Основными эргономическими факторами, учет которых необходим при решении задач оптимизации человеко-машинных систем, являются:

  • общесистемные (в том числе и социальные) критерии оптимизации;
  • организация информационного и энергетического взаимодействия;
  • алгоритмы деятельности операторов;
  • условия и средства обеспечения максимальной эффективности, безопасности и комфортности труда операторов;
  • средства профессионального отбора и подготовки операторов, контроля их состояния во время работы.

К эргономическим показателям трудового процесса, обеспечивающим максимальную эффективность, безопасность и комфортность труда, относят:

гигиенические (факторы внешней среды - температура, физико-химический состав и скорость движения воздуха, освещенность, шум и т.п.);

антропометрические и биомеханические, характеризующие соответствие орудий труда размерам, форме и массе тела человека, оптимальным усилиям, направлению движений и т.п.;

физиологические и психофизиологические, устанавливающие соответствие выполнения трудовых операций скоростным, энергетическим, зрительным и другим возможностям человека;

психологические, характеризующие соответствие трудового процесса закрепленным и формируемым навыкам, а также возможностям восприятия, памяти и мышления;

эстетические, определяющие соответствие трудовой деятельности эстетическим потребностям человека и реализуемые в художественно-конструкторских решениях рабочих мест (орудий труда) и производственной среды.

Эргономика решает ряд проблем, связанных с оценкой надежности, точности и стабильности работы оператора, исследованием влияния психической напряженности, утомления, особенностей нервно-психической организации оператора на эффективность его деятельности в системе «человек - машина».

Эргономика органически связана с технической эстетикой, которая представляет собой науку, изучающую проблемы формирования гармоничной среды, создаваемой для жизни и деятельности человека.

Общие эргономические требования к производственному оборудованию регламентируются ГОСТ 12.2.049-80ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие эргономические требования»..

В настоящее время широко распространены расстройства опорно-двигательного аппарата, возникающие под действием перегрузок, утомления и прочих неблагоприятных факторов производственной среды.

Существенно уменьшить риск заболеваний от функционального напряжения можно за счет правильного конструирования рабочего места. Необходимо обеспечить: достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании; оптимальное расположение органов управления в рабочей зоне; рациональное распределение движений в процессе работы. При использовании эргономического подхода для решения этих задач можно выделить три основных этапа.

Анализ проектируемой системы. На первом этапе прежде всего, необходимо четко определить главную цель создания данной системы (человек - машина), и какие функции она должна выполнять для достижения этой цели. Затем принимается решение, какие из этих функций должен осуществлять человек, а какие - машинные элементы. Следует учитывать такие факторы, как надежность системы, безопасность и эффективность, стоимость, габариты и найти их оптимальное сочетание.

Анализ рабочего места. На втором этапе разрабатывается алгоритм оптимального взаимодействия между человеком и оборудованием. Для этого необходимо изучить задачи и последовательность операций, которые должен выполнять человек для достижения заданной цели, рассматривая, прежде всего, его взаимодействие с машиной, затем с рабочим пространством и, наконец, с окружающей средой, в которой должны работать человек и машина. При этом особое внимание следует обращать на правильность и удобство позы человека при выполнении операций.

Оценка. В заключение, как при совершенствовании существующего рабочего места, так и при проектировании новой машины, обязательно должны быть проведены испытания для проверки правильности принятых решений. Для этого должны использоваться выборки испытуемых, обладающих предполагаемыми качествами будущих операторов проектируемого оборудования.

Наиболее важным этапом, с точки зрения обеспечения безопасных условий работы, является анализ рабочего места. Он выполняется в определенной последовательности и состоит из следующих шагов:

  • выявление требований, предъявляемых к оператору;
  • анализ взаимодействия человека и машины;
  • анализ взаимодействия человека и рабочего пространства;
  • анализ взаимодействия человека и окружающей среды;
  • анализ возможных аварийных ситуаций.

Прежде всего, следует определить круг лиц, которым предстоит пользоваться анализируемым рабочим местом. Учитываются такие факторы, как: пол, возраст, уровень интеллекта, мотивация, опыт работы в данной области. Далее определяется характер выполняемых операций: поиск, слежение, контроль, принятие решений и т.д. Таким образом выявляются все возможности и ограничения человека-оператора при выполнении трудовой задачи.

На этом этапе анализируется, как функционируют рассматриваемые машины во взаимодействии с человеком. Под машиной в данном случае понимается любое оборудование или приспособления.

Взаимодействие человека и машины можно представить в виде замкнутого информационного контура, все части которого должны слаженно взаимодействовать, не вызывая никаких задержек в потоке информации, чтобы обеспечить успешную, безопасную и эффективную работу. Фактически взаимодействие происходит на основе серии последовательных рядов «информация - решение - действие», т.е. оператор, получив информацию о ходе работы машины, принимает решение и оказывает на нее какое-либо воздействие.

Для проведения анализа полезно выписать всю последовательность операций с соответствующими действиями оператора. Это позволит выяснить:

  • получает ли оператор всю необходимую ему информацию для принятия решения и достаточно ли адекватно она предъявляется ему на средствах отображения;
  • может ли он легко и эффективно воздействовать на управляемую систему или необходимо усовершенствовать органы управления;
  • хорошо ли они скомпонованы на панели управления и соответствуют ли компоновке самой машины.

Проанализировав работу машины, следует рассмотреть взаимодействие человека с его непосредственным окружением. Необходимо изучить все, что может повлиять на положение, позу и зоны досягаемости оператора, а также комфорт и эффективность его работы. Здесь следует обратить внимание на такие аспекты, как размер и положение рабочих сидений, столов, стеллажей с заготовками и готовыми изделиями, соседних машин, проходов между ними. При использовании антропометрических данных не следует проектировать рабочие места в расчете только на среднего оператора. Необходимо предусматривать регулировки, делающие оборудование пригодным для 90% потенциальных потребителей. Кроме того, если предполагается экспортировать проектируемую машину, следует учитывать различия в размерах тела людей разных наций.

Следующий этап анализа - изучение физических факторов окружающей среды, воздействующих на оператора. К ним можно отнести: освещение, шум, микроклимат, химические, биологические и психологические факторы. Большинство этих факторов рассмотрено в предыдущих главах.

Последний этап - анализ возможных отказов, сбоев, аварийных ситуаций. Здесь необходимо специально рассмотреть: что может функционировать неправильно, какие могут возникнуть ошибки и чрезвычайные обстоятельства, какие противоаварийные меры и процедуры необходимо предусмотреть.

Цель средств отображения информации - передача информации от машины к человеку в соответствии с требованиями производственной задачи. В функциональном отношении хорошим средством отображения информации считается то, которое обеспечивает наилучшее сочетание скорости, точности и чувствительности при передаче необходимой информации от машины к человеку.

При проектировании средств отображения информации следует руководствоваться следующими двумя принципами.

  1. Создание максимально дружественного интерфейса. Это выражается, во-первых, в том, что оператор не должен заниматься поиском информации; во-вторых, в том, что получаемая информация не должна требовать интерпретации или перекодировки.
  2. Использование минимального объема оперативной памяти пользователя.

Нужно так организовать подачу информации, чтобы оператор запоминал как можно меньше. Это объясняется тем, что скорость переработки информации человеком и его пропускная способность существенно ограничены. Например, при чтении текста человек воспринимает примерно 16 бит/с, удерживая одновременно в оперативной памяти около 160 бит информации. От человека нельзя требовать, чтобы он изучал что-то ненужное для выполнения оперативной задачи, знакомился с терминологией, не относящейся к этой задаче, занимался вторичной обработкой полученной информации.

Всю информацию, передаваемую средствами отображения можно разделить на три большие группы: качественную, количественную и изобразительную. При проектировании всегда следует выбирать самый простой тип, способный передать требуемую информацию.

Средства отображения качественной информации применяются в тех случаях, когда оператору требуется различить небольшое число разных состояний оборудования (открыто или закрыто, включено или выключено и т.д.). Для этой цели могут использоваться звуковые и визуальные индикаторы. Звуковые средства (если это не речевые сообщения) не могут передавать подробную информацию, и наиболее пригодны в качестве предупредительных сигналов. Визуальные индикаторы пригодны для отображения трех и более состояний, так как их можно сделать хорошо различимыми, используя цвет, форму и их сочетания. Повысить эффективность визуальных приборов, можно используя мигающие световые сигналы или объединив звуковые и визуальные приборы.

Средства отображения количественной информации. Эти средства применяются там, где необходима передача цифровой информации от прибора к потребителю. Существует два основных типа индикаторов для отображения количественной информации - аналоговые и цифровые.

Аналоговые индикаторы (стрелочные) называются так потому, что положение стрелки на шкале является аналогом той величины, которую она представляет. Это хорошо всем известные стрелочные приборы. Аналоговый индикатор может использоваться и для передачи качественной информации, когда, например, красная часть шкалы означает опасную зону.

Цифровые индикаторы представляют измеряемую величину непосредственно в виде числа.

Каждый из этих двух типов индикаторов имеет свои преимущества и недостатки. Если необходимы точные показания, то лучше применять цифровые приборы. Однако для быстрого контроля аналоговый прибор удобнее, оператор одним взглядом может оценить положение стрелок сразу на нескольких таких приборах.

Средства отображения изобразительной информации. Приборы этого типа предоставляют в распоряжение оператора «рабочую модель» или «мнемосхему» процесса или машины. Они имеют наибольшее применение в дистанционных системах управления, поскольку позволяют оператору наблюдать за функционированием каждой части системы и быстро обнаруживать ошибки или задержки. Основное требование к данному типу средств отображения информации - сделать логическую схему как можно проще. Следует опустить все детали, не имеющие существенного значения, так как требуется отображение процесса, а не его полная имитация.

При проектировании линейных и круговых шкал приборов следует соблюдать три общие рекомендации.

Во-первых, не следует стремиться к максимальному увеличению числа делений шкалы. При выборе числа делений следует руководствоваться следующими соображениями. Слишком большое число делений приводит к медленному, но точному считыванию, а слишком малое приводит к быстрому, но нестабильному считыванию показаний прибора.

Во-вторых, размер промежуточных делений на шкале должен быть достаточно большим и легко различимым для оператора. При этом должно учитываться расстояние между оператором и шкалой.

В-третьих, расположение и структура шкалы, последовательность и направление отсчета делений должны основываться на привычных ассоциациях человека. Далее приведем некоторые практические рекомендации.

Контраст. Цифры на шкалах, деления, стрелки должны хорошо контрастировать по тону и цвету с лицевой частью прибора. Кроме того, необходимо обеспечить хорошее освещение шкалы, без бликов.

Расположение чисел. Цифры на шкалах должны возрастать в направлении движения по часовой стрелке, или снизу вверх. В противном случае возможны ошибки из-за неправильной интерпретации показаний.

Начало отсчета. Начало отсчета на круглых шкалах может помещаться в любое удобное место, за исключением циферблатов часов, где точка 0-60 мин всегда должна быть наверху. Если переменные величины имеют диапазон 0-12 или 0-60, то лучше сделать шкалу подобной циферблату часов. Кроме того, следует учитывать, что максимальная точность считывания показаний обеспечивается тогда, когда стрелка находится в верхнем секторе шкалы.

Крайние точки шкалы. Начало и конец шкалы должны быть четко обозначены. Желательно также их явное разделение на круглых шкалах.

Деление шкал. Расстояния в градусах или миллиметрах по дуге окружности между делениями должны быть постоянными по всей шкале. Логарифмических и других нелинейных шкал следует, по возможности, избегать. Оптимальный интервал между основными крупными делениями (десятки, сотни и т.д.) составляет 12,7-25,4 мм. Интервалы более мелкого деления (единицы) должны быть в пределах 1,27-2,54 мм.

Размер круглых шкал. Оптимальный диаметр обычных шкал 55-75 мм; для высокоточного считывания рекомендуются шкалы диаметром 100-150 мм.

Размер линейных шкал. Оптимальный размер линейных шкал составляет 62-75 мм по длине; для высокоточного считывания показаний рекомендуются шкалы длиной 100-125 мм.

Размер букв, цифр и меток. Рекомендуются следующие размеры для нанесения букв, цифр и меток на шкалы и панели приборов, считываемых с расстояния до 900 мм (табл. 11.1).

Таблица 11.1

Буквы и цифры

  Мелкие Средние Крупные

Высота букв или цифр, мм

2,38 3,17 4,75

Ширина и толщина метки

0,38 0,51 0,64

При черных знаках на белом фоне наилучшим является соотношение высоты и толщины меток примерно 6:1; при белых знаках на черном фоне наилучшим будет соотношение 10:1. Оптимальное соотношение высоты и ширины самого знака составляет примерно 3:2.

Органы управления предназначены для передачи управляющих воздействий от человека к машине. Они обеспечивают выполнение оператором требуемого действия по реализации принятого решения (приведение в действие исполнительных органов объекта управления, ввод информации и т.д.).

Выбор органов управления зависит: от характера управляющих действий (включение, переключение, регулирование и т.д.); требований к усилиям, точности, диапазону и скорости управляющих движений; рабочего положения тела человека; характера информации, предъявляемой оператору и вводимой им в машину; места расположения органа управления; размера, структуры и расположения отведенного пространства, в котором может быть расположен орган управления; типа рабочего места.

Конструкция органов управления в соответствии с ГОСТ 12.2.049-80ГОСТ 12.2.049-80 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие эргономические требования». должна учитывать: требуемую точность и скорость движений при осуществлении управления; частоту использования органа управления; допустимые динамические и статические нагрузки на двигательный аппарат человека; антропометрические характеристики двигательного аппарата человека; необходимость быстрого распознавания органов управления, формирования и закрепления навыков по управлению.

Управление оборудованием, относящимся к одной и той же группе, должно быть унифицировано (т.е. иметь одинаковое расположение рукояток, педалей, кнопок, контрольно-измерительных приборов, одинаковые правила управления, типовые надписи, знаки и т.п.).

Органы управления должны иметь схемы и надписи, наглядно указывающие правильную последовательность операций.

Конструктивно органы управления оформляются самым различным образом. Это кнопки и клавиши, рычажные переключатели, поворотные выключатели и переключатели, ручки управления, маховики, рычаги, педали, ножные кнопки и т.д. При проектировании необходимо, прежде всего, точно установить, какую информацию оператор должен ввести в машину через данный орган управления. Далее следует руководствоваться некоторыми рекомендациями по проектированию органов управления.

Усилия, необходимые для осуществления управляющих действий, устанавливают с учетом способа перемещения органа управления (пальцами, кистью с предплечьем, всей рукой, стопой и т.д.), частоты использования и в некоторых случаях - продолжительности непрерывного воздействия на органы управления, скорости выполнения управляющего воздействия и положения человека в процессе управления.

Величина усилия, которое может развить оператор той или иной конечностью, может изменяться в зависимости от позы и длительности приложения усилия. Когда он действует с ручным или ножным органом управления, остальная часть его тела должна обеспечить ему устойчивость для работы руками или ногами. При этом следует учитывать следующие физиологические особенности человека:

  • максимальное усилие, развиваемое правой (рабочей) рукой, на 10-15% больше максимального усилия, развиваемого левой рукой;
  • усилия, развиваемые при движении рук к себе/от себя больше, чем при движении рук в стороны;
  • максимальное усилие, развиваемое стопой ноги в положении сидя, достигается при наличии упора для спины, и углом между голенью и бедром 95-120<?xml version="1.0"?>
;
  • положение конечностей, в котором оператор может развить максимальное усилие, является наиболее благоприятным и для приложения небольшого усилия в течение длительного времени.

Органы управления, требующие приложения относительно больших усилий оператора, следует проектировать только для использования в аварийных ситуациях, например, в случае отсутствия энергии; а также для использования в редких случаях, например, при выполнении ремонтных работ.

Скорость выполнения движения по управлению зависит от многих факторов, таких, как необходимые точность и усилие, диапазон и амплитуда движения, тип управления и т.д. Рычаг является наиболее удобным органом управления для выполнения непрерывных регулировочных движений, а маховички и круглые поворотные ручки рекомендуется применять в тех случаях, когда диапазон движений относительно невелик. Нужно помнить, что:

  • скорость движения рук выше при направлении движения «к себе»;
  • скорость движения правой руки больше при движении слева направо, левой руки - справа налево;
  • линейная скорость вращательных движений рук выше скорости поступательных движений;
  • скорость плавных криволинейных движений рук больше скорости прямолинейных движений с резким изменением направления.

В общем, чем больше диапазон требуемого движения, тем больше времени требуется на его осуществление. Однако в некоторых случаях, большая часть времени оператора при ответе на управляющий сигнал машины уходит на включение и остановку движения. Реакция на ожидаемый сигнал может наступить через 0,2 с, но если оператор не знает, какой из возможных сигналов может быть предъявлен, а каждый сигнал требует своего соответствующего ответа, то задержка во времени может быть значительно больше.

Точно так же, если оператор не может предвидеть, когда возникает сигнал, то ему потребуется значительно больше времени, чтобы начать ответное движение. Но если оператор знает заранее, какие потребуются реакции, то он может «программировать» серию движений, а временной интервал между ними будет снижен до минимума.

Точность выполнения управляющего движения зависит не только от ограничений, связанных с возможностями оператора и характеристиками органов управления, но также и от четкости предъявления оператору необходимой информации. С точки зрения физиологии следует учитывать следующее:

  • точность движения рук больше при работе в положении сидя, меньше - при работе в положении стоя;
  • точность движений выше при небольших нагрузках;
  • точность движений, совершаемых пальцами рук, выше точности движений кистью;
  • наибольшая точность движений, совершаемых пальцами рук, достигается, если кисти расположены на уровне локтя или чуть ниже.

Любой орган управления должен соответствовать пальцам или руке и быть удобным для манипулирования. Кроме того, часто органы управления являются одновременно и средством отображения информации. Если оператору необходимо установить какой-либо режим, то положение органа управления должно указывать на результат, которого он достиг. Например, тумблер, имеющий верхнее и нижнее положения, четко указывает на режим настройки, а обычная кнопка не дает такого указания. В таких случаях рекомендуется применять дополнительные индикаторные лампочки или встроенные индикаторы.

Для того чтобы уменьшить вероятность неправильного использования органов управления, их необходимо проектировать хорошо отличимыми друг от друга. Для этого используют цвет, форму и расположение. Если очень важно предотвратить случайное включение какого-либо органа управления, его необходимо утопить в панели. Органы управления, которые используются только для настройки и в редких регулировочных операциях, могут располагаться под откидным клапаном.

На основе экспериментальных исследований разработаны рекомендации по использованию различных органов управления (табл. 11.2).

Таблица 11.2

Рекомендации по использованию различных органов управления

Тип органа управления Пригодность органа управления для обеспечения
скорости точности усилия диапазона

Рычаги:
большой

Хорошо Плохо Непригоден Хорошо

маленький

Плохо Непригоден Хорошо Хорошо

Маховики

Плохо Хорошо Неплохо Неплохо

Кнопки

Непригодны Неплохо Непригодны Неплохо

Рукоятки:
горизонтальные

Хорошо Плохо Плохо Плохо

вертикальные
(на себя и от себя)

Хорошо Неплохо Короткие
плохо
Длинные
хорошо
Плохо

Вертикальные (поперек)

Неплохо Неплохо Неплохо Непригодны

Рулевые колонки

Хорошо Неплохо Плохо Плохо

Педали

Хорошо Плохо Хорошо Непригодны

Поворотные
переключатели

Хорошо Хорошо Непригодны Непригодны

Тумблеры

Хорошо Хорошо Плохо Непригодны

Существует мнение, что наилучшим является орган управления, для перемещения которого требуется минимальное усилие. Однако это неверно, поскольку оператор будет действовать неточно, «не чувствуя» ответной реакции. Некоторое сопротивление перемещению органа управления заметно повышает точность. Кроме того, орган управления должен иметь защиту от самопроизвольного включения или смещения при вибрациях. Для этого предусматривают фиксацию, например, за счет силы трения, для преодоления которой требуется определенное усилие.

Наибольшие допустимые усилия при воздействии человека на органы управления приведены в табл. 11.3.

Таблица 11.3

Допустимые усилия при воздействии человека на органы управления

Орган управления Максимальное
усилие, Н
Орган управления Максимальное
усилие, Н

Кнопка легкого типа

5

Рычаг, действующий
вперед

 

Кнопка тяжелого типа

30

назад

150

Ножная кнопка

20-90

Рычаг, действующий
вправо

 

Тумблер легкого типа

4

влево

130

Тумблер тяжелого типа

20

Маховик, штурвал

150

Органы аварийного выключения должны быть окрашены в красный цвет, отличаться формой от остальных элементов управления, иметь указатели их нахождения и быть легкодоступными для персонала.

На оборудовании, имеющем более одного пульта управления и обслуживаемом двумя или более лицами, каждый пульт, с которого осуществляется пуск машины, должен иметь стоп-запор (выключатель с ручным управлением без самовозврата). Они должны быть сблокированы между собой таким образом, чтобы при установке любого из них в положение «Заперто» исключалась возможность пуска машины с любого другого пульта управления. На таком оборудовании должна быть предусмотрена звуковая сигнализация при пуске его в рабочем режиме (она должна срабатывать не менее чем за 5 с до начала разгона). На основном пульте управления, вблизи опасных зон и в зоне постоянных рабочих мест следует предусматривать кнопку «Стоп» или устройства для экстренного выключения. На оборудовании с протяженной зоной обслуживания указанные устройства должны размещаться через каждые 4-5 м.

Органы ручного управления допускается устанавливать на расстоянии не менее 200 мм от незакрытых подвижных частей механизмов.

Оптимальная зона расположения органов управления по высоте ±100 мм от уровня локтя. В горизонтальной плоскости органы управления следует располагать в зоне наилучшей досягаемости ограниченной <?xml version="1.0"?>
400 мм по ширине, и 400 мм в глубину.

Справа следует размещать органы управления постоянного действия и наиболее часто используемые, так как большинство людей работает преимущественно правой рукой. Этой рукой выполняются действия, требующие от исполнителя наибольшей точности и силы.

Органы управления и функционально связанные с ними средства отображения информации следует располагать вблизи друг от друга (функциональными группами), но так, чтобы орган управления или рука оператора при манипуляции с ними не закрывали индикаторы. Для этого индикаторы должны размещаться выше соответствующих органов управления.

Рабочее место - это место постоянного или временного пребывания работника в процессе трудовой деятельности. Здесь взаимодействуют три основных элемента труда - предмет труда, средство труда и человек.

Соответствие параметров рабочего места, в том числе размеров моторного пространства, антропометрическим данным человека обеспечивает удобство его рабочей позы, рациональность и эффективность рабочих движений. Все это способствует снижению статических и динамических нагрузок при выполнении работ; уменьшению вероятности возникновения заболеваний и как следствие - сохранение высокой и устойчивой работоспособности.

Хорошая организация рабочего пространства - это такая организация, при которой оператор может легко и быстро достать и увидеть все элементы оборудования, которые ему нужны для выполнения работы. Материалы и инструменты должны быть расположены так, чтобы работник мог их легко достать и по кратчайшему пути переместить к нужному месту. Оптимальным считается рабочее пространство, ограниченное дугами, которые описывают руки рабочего при вращении в локтевом суставе (рис. 11.1 Рис. 11.1. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления: 1 - зона оптимального визуального контроля и оптимальной досягаемости; 2 - зона легкой досягаемости; 3 - зона досягаемости моторного поля пульта).

В зоне оптимального визуального контроля и оптимальной досягаемости располагают наиболее важные органы управления. Часто используемые органы управления размещают, как правило, в зоне легкой досягаемости. Аварийные органы управления и органы, которыми пользуются «вслепую», должны конструктивно отличаться от обычных и размещаться отдельно. Второстепенные органы управления можно располагать у дальних границ зоны досягаемости, а органы, периодически используемые для управляющих воздействий, - в наименее удобных местах этой зоны или даже за ее пределами.

Рабочее место нужно проектировать так, чтобы трудовые действия выполнялись в наиболее рациональных рабочих позах. Следует учитывать физическую нагрузку и размеры рабочей зоны. Необходимо также учитывать особенности технологического процесса, в том числе требуемую точность действий; характер чередования во времени пассивного наблюдения и физических действий; необходимость ведения записей и т.д.

При проектировании рабочего места следует работу в положении сидя предпочитать работе в положении стоя или предусмотреть возможность чередования обоих положений. По возможности, следует исключать или допускать только кратковременную работу в неудобных позах, связанную, например, с необходимостью сильно наклоняться вперед или в сторону, приседать, работать с вытянутыми или высоко поднятыми руками и др.

Рабочее место при выполнении работ в положении сидя должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032-78ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. «Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования»., в положении стоя ГОСТ 12.2.033-78ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. «Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования».. Общие требования безопасности к рабочим местам регламентируются ГОСТ 12.2.061-81ГОСТ 12.2.061-81 ССБТ. «Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам»..

© Центр дистанционного образования МГУП