29. Эргономика
Редакторы глав: Вольфганг Лауриг и Йоахим Веддер
Содержание
Обзор
Вольфганг Лауриг и Йоахим Веддер
Природа и цели эргономики
Уильям Т. Синглтон
Анализ деятельности, задач и систем работы
Вероник Де Кейзер
Эргономика и стандартизация
Фридхельм Нахрайнер
Контрольные
Пранаб Кумар Наг
Антропометрия
Мельхиорре Масали
Мышечная работа
Юхани Смоландер и Вейкко Лоухеваара
Позы на работе
Илкка Куоринка
Биомеханика
Фрэнк Дарби
Общая усталость
Этьен Гранжан
Усталость и восстановление
Рольф Хелбиг и Уолтер Ромерт
Умственная нагрузка
Винфрид Хакер
зоркость
Герберт Хойер
Умственная усталость
Питер Рихтер
Организация работы
Эберхард Улих и Гудела Гроте
Недостаток сна
Казутака Коги
Рабочие станции
Роланд Кадефорс
Инструменты
ТМ Фрейзер
Элементы управления, индикаторы и панели
Карл Х. Х. Кремер
Обработка информации и дизайн
Андрис Ф. Сандерс
Дизайн для определенных групп
Шутка Х. Грейди-ван ден Ньюбур
Практический пример: Международная классификация функциональных ограничений у людей
Культурные различия
Хушанг Шахнаваз
Пожилые работники
Антуан Лавиль и Серж Волков
Работники с особыми потребностями
Шутка Х. Грейди-ван ден Ньюбур
Системный дизайн в производстве бриллиантов
Иссахар Гилад
Игнорирование принципов эргономики: Чернобыль
Владимир Михайлович Мунипов
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи..
1. Основной антропометрический список
2. Усталость и восстановление зависят от уровня активности
3. Законы сочетанного действия двух стрессовых факторов на деформацию
4. Различение нескольких негативных последствий умственного напряжения
5. Ориентированные на работу принципы структурирования производства
6. Участие в организационном контексте
7. Участие пользователя в технологическом процессе
8. Ненормированный рабочий день и недосыпание
9. Аспекты опережающего, якорного и замедленного сна
10. Управляйте движениями и ожидаемыми эффектами
11. Отношения управления и эффекта обычных ручных органов управления
12. Правила устройства органов управления
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, нажмите, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи..
Физические и физиологические аспекты
Разнообразие и важность эргономики — два примера
Проектирование производственных систем
Многие компании вкладывают миллионы в автоматизированные производственные системы и в то же время не в полной мере используют свои человеческие ресурсы, стоимость которых может быть значительно увеличена за счет инвестиций в обучение. На самом деле, использование потенциала квалифицированных сотрудников вместо высокосложной автоматизации может не только при определенных обстоятельствах значительно снизить инвестиционные затраты, но и значительно повысить гибкость и возможности системы.
Причины неэффективного использования технологий
Улучшения, на достижение которых направлены инвестиции в современные технологии, зачастую даже приблизительно не достигаются (Strohm, Kuark and Schilling, 1993; Ulich, 1994). Наиболее важные причины этого связаны с проблемами в области технологии, организации и квалификации сотрудников.
Можно выделить три основные причины проблем с технологией:
Проблемы с организацией в первую очередь связаны с непрерывными попытками внедрения новейших технологий в неподходящие организационные структуры. Например, нет особого смысла внедрять компьютеры третьего, четвертого и пятого поколений в организации второго поколения. Но именно так поступают многие компании (Savage and Appleton, 1988). Во многих компаниях радикальная реструктуризация организации является необходимым условием успешного использования новых технологий. Это, в частности, включает изучение концепций производственного планирования и контроля. В конечном итоге локальный самоконтроль квалифицированных операторов может при определенных обстоятельствах быть значительно более эффективным и экономичным, чем технически развитая система планирования и контроля производства.
Проблемы с квалификацией работников в первую очередь возникают из-за того, что большое количество предприятий не осознает необходимость проведения квалификационных мероприятий в связи с внедрением автоматизированных производственных систем. Кроме того, обучение слишком часто рассматривается как фактор затрат, который необходимо контролировать и сводить к минимуму, а не как стратегическое вложение. На самом деле, время простоя системы и связанные с этим затраты часто можно эффективно сократить, позволяя диагностировать и устранять неисправности на основе компетентности операторов, а также знаний и опыта, характерных для конкретной системы. Это особенно характерно для тесно связанных производственных предприятий (Köhler et al., 1989). То же самое относится к представлению новых продуктов или вариантов продукта. О таких отношениях свидетельствуют многочисленные примеры неэффективного чрезмерного использования технологий.
Следствием кратко представленного здесь анализа является то, что внедрение автоматизированных производственных систем обещает успех только в том случае, если оно будет интегрировано в общую концепцию, направленную на совместную оптимизацию использования технологий, организационной структуры и повышение квалификации персонала. .
От задачи к проектированию социотехнических систем
Связанные с работой психологические концепции производственного дизайна основаны на первенство
задание. С одной стороны, задача образует интерфейс между человеком и организацией (Volpert, 1987). С другой стороны, задача связывает социальную подсистему с технической подсистемой. «Задача должна быть точкой сочленения между социальной и технической системой, связывая работу в технической системе с соответствующим ей ролевым поведением в социальной системе» (Блумберг, 1988).
Это означает, что социально-техническая система, например производственный остров, определяется прежде всего задачей, которую она должна выполнять. Распределение работы между человеком и машиной играет центральную роль, потому что оно решает, будет ли человек «функционировать» как длинная рука машины с функцией, оставшейся в «зазоре» автоматизации, или же машина будет функционировать как длинная рука машины. человека с инструментальной функцией, поддерживающей человеческие способности и компетентность. Мы называем эти противоположные позиции «ориентированными на технологии» и «ориентированными на работу» (Ulich 1994).
Концепция полной задачи
Ассоциация принцип полной деятельности (Хакер 1986) или выполнить задачу играет центральную роль в связанных с работой психологических концепциях для определения рабочих задач и разделения задач между человеком и машиной. Завершенные задачи — это те, «над которыми человек имеет значительный личный контроль» и которые «побуждают сильные внутренние силы человека к их завершению или продолжению». Полные задачи способствуют «развитию того, что было описано ... как «ориентация на задачу», то есть такое положение дел, при котором интерес человека пробуждается, вовлекается и направляется характером задачи» (Эмери, 1959). . На рис. 1 обобщены характеристики полноты, которые необходимо учитывать при принятии мер, направленных на ориентированное на работу проектирование производственных систем.
Рисунок 1. Характеристики завершенных задач
Эти указания на последствия, вытекающие из реализации принципа законченной задачи, проясняют две вещи: (1) во многих случаях — возможно, даже в большинстве случаев — полные задачи в том смысле, в каком они описаны на рис. 1, могут быть структурированы только как групповые задачи на учет возникающей сложности и связанного с ней объема; (2) реструктуризация рабочих задач, особенно когда она связана с внедрением групповой работы, требует их интеграции в комплексную концепцию реструктуризации, которая охватывает все уровни компании.
Структурные принципы, применимые к различным уровням, обобщены в таблице 1.
Таблица 1. Ориентированные на работу принципы структурирования производства
Организационный уровень |
Конструктивный принцип |
Компания |
Децентрализация |
Организационная единица |
Функциональная интеграция |
группы |
Саморегулирование1 |
Частное Лицо |
Квалифицированная производственная работа1 |
1 С учетом принципа дифференцированного проектирования работ.
Источник: Улич, 1994.
Возможности реализации принципов структурирования производства, изложенных в таблице 1, иллюстрирует предложение о реструктуризации производственной компании, представленное на рисунке 2. Это предложение было единогласно одобрено как ответственными за производство, так и проектной группой, сформированной с целью реструктуризации также демонстрирует фундаментальный отказ от тейлористских концепций разделения труда и власти. Примеры многих компаний показывают, что реструктуризация работы и организационных структур на основе таких моделей способна удовлетворить как трудовые психологические критерии укрепления здоровья и развития личности, так и требование долгосрочной экономической эффективности (см. Ulich, 1994).
Рисунок 2. Предложение по реструктуризации производственной компании
Предпочитаемая здесь линия рассуждений — лишь очень кратко изложенная из соображений экономии места — направлена на то, чтобы прояснить три вещи:
Участие рабочих
В предыдущих разделах были описаны типы организации труда, одной из основных характеристик которых является демократизация на более низких уровнях организационной иерархии за счет большей автономии и свободы принятия решений относительно содержания работы, а также условий труда в цеху. В этом разделе демократизация рассматривается под другим углом зрения, рассматривая процесс принятия решений на основе участия в целом. Во-первых, представлена структура определения участия, после чего следует обсуждение исследований эффектов участия. Наконец, более подробно рассматривается проектирование систем участия.
Определения для участия
Организационное развитие, лидерство, проектирование систем и трудовые отношения являются примерами множества задач и контекстов, в которых участие считается уместным. Общим знаменателем, который можно рассматривать как ядро участия, является возможность для отдельных лиц и групп продвигать свои интересы, оказывая влияние на выбор между альтернативными действиями в данной ситуации (Wilpert, 1989). Однако для более подробного описания участия необходим ряд аспектов. Часто предлагаемые параметры: (а) формально-неформальные, (б) прямо-косвенные, (в) степень влияния и (г) содержание решения (например, Дахлер и Уилперт, 1978; Локк и Швайгер, 1979). Формальное участие относится к участию в рамках установленных законом или иным образом правил (например, процедур ведения переговоров, руководств по управлению проектами), в то время как неформальное участие основано на непредусмотренных обменах, например, между начальником и подчиненным. Прямое участие допускает непосредственное влияние заинтересованных лиц, в то время как косвенное участие действует через систему представительства. Степень влияния обычно описывается с помощью шкалы от «отсутствие информирования работников о решении», через «предварительное информирование работников» и «консультации с работниками» до «общего решения всех вовлеченных сторон». Что касается предоставления предварительной информации без каких-либо консультаций или совместного принятия решений, некоторые авторы утверждают, что это вовсе не низкий уровень участия, а просто форма «псевдоучастия» (Wall and Lischeron, 1977). Наконец, может быть определена содержательная область для совместного принятия решений, например, технологические или организационные изменения, трудовые отношения или повседневные оперативные решения.
Схема классификации, совершенно отличная от тех, что были получены на основе представленных до сих пор измерений, была разработана Хорнби и Клеггом (1992). Основываясь на работе Уолла и Лишерона (1977), они выделяют три аспекта процессов участия:
Затем они использовали эти аспекты, чтобы дополнить структуру, предложенную Гоулером и Легге (1978), которая описывает участие как функцию двух организационных переменных, а именно типа структуры (механистическая или органическая) и типа процесса (стабильный или нестабильный). Поскольку эта модель включает ряд допущений об участии и его отношении к организации, ее нельзя использовать для классификации общих типов участия. Здесь оно представлено как одна из попыток определить участие в более широком контексте (см. таблицу 2). (В последнем разделе этой статьи будет обсуждаться исследование Хорнби и Клегга (1992), которое также было направлено на проверку предположений модели.)
Таблица 2. Участие в организационном контексте
Организационная структура |
||
Механистический |
органический |
|
Организационные процессы |
||
Стабильный |
Регулируемые |
Откройте |
неустойчивый |
произвольный |
Регулируемые |
Источник: адаптировано из Hornby and Clegg 1992.
Важным аспектом, обычно не включаемым в классификации участия, является организационная цель, стоящая за выбором стратегии участия (Dachler and Wilpert, 1978). По сути, участие может иметь место для соблюдения демократической нормы, независимо от его влияния на эффективность процесса принятия решений и качество результатов и реализации решений. С другой стороны, партисипативную процедуру можно выбрать, чтобы воспользоваться знаниями и опытом вовлеченных лиц или обеспечить принятие решения. Часто бывает трудно определить цели, лежащие в основе выбора подхода к принятию решения, основанного на участии, и часто одновременно обнаруживается несколько целей, так что этот параметр не может быть легко использован для классификации участия. Однако для понимания процессов участия необходимо помнить об этом важном аспекте.
Исследование эффектов участия
Широко распространено мнение, что удовлетворение, а также повышение производительности труда можно получить, предоставив возможность прямого участия в принятии решений. В целом исследования подтвердили это предположение, но доказательства не являются однозначными, и многие исследования подверглись критике по теоретическим и методологическим соображениям (Cotton et al., 1988; Locke and Schweiger, 1979; Wall and Lischeron, 1977). Коттон и др. (1988) утверждали, что противоречивые результаты связаны с различиями в форме исследуемого участия; например, неформальное участие и ответственность сотрудников связаны с высокой производительностью и удовлетворением, тогда как краткосрочное участие неэффективно в обоих отношениях. Хотя их выводы подверглись резкой критике (Leana, Locke and Schweiger, 1990), все согласны с тем, что исследования участия, как правило, характеризуются рядом недостатков, начиная от концептуальных проблем, подобных упомянутым Коттоном и соавт. (1988) к методологическим вопросам, таким как вариации результатов, основанные на различном операционализации зависимых переменных (например, Вагнер и Гудинг, 1987).
Чтобы проиллюстрировать трудности исследования участия, кратко описывается классическое исследование Коха и Френча (1948), за которым следует критика Бартлема и Локка (1981). В центре внимания первого исследования было преодоление сопротивления изменениям посредством участия. Операторы на текстильной фабрике, где происходили частые переключения между рабочими задачами, получили возможность участвовать в разработке своих новых рабочих мест в той или иной степени. Одна группа операторов участвовала в принятии решений (детальные рабочие процедуры для новых рабочих мест и сдельных расценок) через избранных представителей, т. е. нескольких операторов своей группы. В двух меньших группах все операторы участвовали в принятии этих решений, а четвертая группа служила контролем, участие в которой не допускалось. Ранее на заводе было обнаружено, что большинство операторов возмущались переводом и медленнее восстанавливали свою новую работу по сравнению с обучением на своей первой работе на заводе, а прогулы и текучесть кадров среди переведенных операторов были выше, чем среди операторов, не переведенных недавно.
Это произошло несмотря на то, что переводная премия была дана для компенсации первоначальной потери сдельного заработка после перехода на новую работу. При сравнении трех экспериментальных условий было обнаружено, что группа без участия в течение первого месяца после перевода оставалась на низком уровне производства, установленном в качестве группового стандарта, тогда как группы с полным участием восстанавливались до прежней продуктивности. в течение нескольких дней и даже превысил его в конце месяца. Третья группа, которая участвовала через избранных представителей, восстановилась не так быстро, но уже через месяц показала прежнюю продуктивность. (Однако у них также было недостаточно материала для работы в течение первой недели.) В группах с участием не произошло текучести кадров, и наблюдалась небольшая агрессия по отношению к руководству. Текучесть в группе участия без участия составила 17%, а отношение к руководству было в целом враждебным. Группа без участия была распущена через месяц и снова собрана еще через два с половиной месяца для работы над новой работой, и на этот раз им была предоставлена возможность участвовать в разработке своей работы. Затем они показали ту же картину восстановления и повышения продуктивности, что и группы с участием в первом эксперименте. Результаты были объяснены Кохом и Френчем на основе общей модели сопротивления изменениям, полученной из работы Левина (1951, см. ниже).
Бартлем и Локк (1981) утверждали, что эти результаты нельзя интерпретировать как поддержку положительного эффекта участия, поскольку между группами существовали важные различия в объяснении необходимости изменений в вводных встречах с руководством, объеме обучения. полученные, то, как были проведены исследования времени, чтобы установить сдельную ставку, объем доступной работы и размер группы. Они предположили, что воспринимаемая справедливость ставок заработной платы и общее доверие к руководству способствовали лучшей работе групп участия, а не участия. сам по себе.
Помимо проблем, связанных с исследованием эффектов участия, очень мало известно о процессах, которые приводят к этим эффектам (например, Wilpert 1989). В лонгитюдном исследовании эффектов коллективного планирования работы Байч (1985) подробно описал процессы развития компетенций у ряда рабочих. Его исследование может быть связано с теорией внутренней мотивации Деси (1975), основанной на необходимости быть компетентным и самоопределяющим. Теоретическая основа, сосредоточенная на влиянии участия на сопротивление изменениям, была предложена Левином (1951), который утверждал, что социальные системы достигают квазистационарного равновесия, которое нарушается любой попыткой изменений. Чтобы изменение было успешно осуществлено, силы, выступающие за изменение, должны быть сильнее сил сопротивления. Участие помогает уменьшить силы сопротивления, а также увеличить движущие силы, потому что причины сопротивления можно открыто обсуждать и решать, а индивидуальные проблемы и потребности могут быть интегрированы в предлагаемое изменение. Кроме того, Левин предположил, что общие решения, возникающие в результате совместных процессов изменений, обеспечивают связь между мотивацией к изменениям и фактическими изменениями в поведении.
Участие в проектировании систем
Учитывая — хотя и не полностью последовательную — эмпирическую поддержку эффективности участия, а также его этические основы в промышленной демократии, широко распространено мнение, что для целей проектирования систем следует следовать стратегии участия (Greenbaum and Kyng, 1991; Majchrzak). 1988; Скарбро и Корбетт, 1992). Кроме того, ряд тематических исследований по процессам совместного проектирования продемонстрировал особые преимущества участия в проектировании систем, например, в отношении качества конечного проекта, удовлетворенности пользователей и принятия (т. е. фактического использования) новой системы (Mumford). и Henshall, 1979; Spinas, 1989; Ulich и др., 1991).
Таким образом, важным вопросом является не «если», а «как» участия. Скарбро и Корбетт (1992) представили обзор различных типов участия на различных этапах процесса проектирования (см. таблицу 3). Как они отмечают, участие пользователей в фактическом проектировании технологии происходит довольно редко и часто не выходит за рамки распространения информации. Участие в основном происходит на последних этапах внедрения и оптимизации технической системы и при разработке вариантов социально-технического проектирования, то есть вариантов организационно-должностного проектирования в сочетании с вариантами использования технической системы.
Таблица 3. Участие пользователей в технологическом процессе
Тип участия |
||
Фазы технологического процесса |
формальный |
Неформальный |
Проект |
Профсоюзная консультация |
Пользовательский редизайн |
Реализация |
Соглашения о новых технологиях |
Навыки ведения переговоров |
Используйте |
Работа дизайн |
Неформальный редизайн работы |
Адаптировано из Scarbrough and Corbett 1992.
Помимо сопротивления менеджеров и инженеров привлечению пользователей к проектированию технических систем и потенциальных ограничений, заложенных в формальной структуре участия компании, важная трудность связана с необходимостью методов, позволяющих обсуждать и оценивать системы, которые еще не реализованы. существуют (Гроте 1994). При разработке программного обеспечения юзабилити-лаборатории могут помочь преодолеть эту трудность, поскольку они предоставляют будущим пользователям возможность раннего тестирования.
Рассматривая процесс проектирования систем, включая процессы участия, Хиршхейм и Кляйн (1989) подчеркивали влияние неявных и явных предположений разработчиков систем и менеджеров относительно таких основных тем, как природа социальной организации, природа технологий и их применение. собственную роль в процессе развития. Считает ли себя проектировщик системы экспертом, катализатором или освободителем, это сильно повлияет на процесс проектирования и реализации. Кроме того, как упоминалось ранее, необходимо принимать во внимание более широкий организационный контекст, в котором осуществляется партисипативное проектирование. Хорнби и Клегг (1992) предоставили некоторые доказательства взаимосвязи между общими организационными характеристиками и выбранной формой участия (или, точнее, формой, развивающейся в ходе проектирования и внедрения системы). Они изучили внедрение информационной системы, которое было осуществлено в рамках совместной структуры проекта и с явным обязательством участия пользователей. Однако пользователи сообщали, что у них было мало информации об изменениях, которые должны были произойти, и низкий уровень влияния на дизайн системы и связанные с этим вопросы, такие как планирование работы и гарантия занятости. Этот вывод был интерпретирован с точки зрения механистической структуры и нестабильных процессов организации, которые способствовали «произвольному» участию вместо желаемого открытого участия (см. Таблицу 2).
В заключение, имеется достаточно доказательств, демонстрирующих преимущества стратегий участия в изменениях. Однако многое еще предстоит узнать об основных процессах и влияющих факторах, которые вызывают, смягчают или предотвращают эти положительные эффекты.
ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) ввела в 1980 г. классификацию функциональных ограничений у людей; ICIDH (Международная классификация нарушений здоровья, инвалидности и инвалидности). В этой классификации проводится различие между болезнью, ограничениями и инвалидностью.
Эта эталонная модель была создана для облегчения международного общения. Модель была представлена, с одной стороны, чтобы предложить справочную систему для политиков, а с другой стороны, чтобы предложить справочную основу для врачей, диагностирующих людей, страдающих от последствий болезни.
Почему эта эталонная структура? Он возник с целью попытаться улучшить и увеличить участие людей с долгосрочными ограниченными способностями. Упоминаются две цели:
С 1 января 1994 года классификация является официальной. Последующие мероприятия широко распространены и особенно касаются таких вопросов, как: информационные и образовательные мероприятия для конкретных групп; правила защиты работников; или, например, требует, чтобы компании нанимали, например, не менее 5 процентов работников с инвалидностью. Сама классификация в долгосрочной перспективе ведет к интеграции и недискриминации.
Болезнь
Болезнь поражает каждого из нас. Одни болезни можно предотвратить, другие нет. Одни болезни можно вылечить, другие нет. Там, где это возможно, болезнь следует предотвратить и, если возможно, вылечить.
ухудшение
Нарушение означает любое отсутствие или аномалию психологической, физиологической или анатомической структуры или функции.
Рождение с тремя пальцами вместо пяти не должно приводить к инвалидности. Возможности человека и степень возможного манипулирования тремя пальцами будут определять, является ли человек инвалидом или нет. Однако, когда на центральном уровне мозга невозможна значительная обработка сигналов, тогда нарушение, безусловно, приведет к инвалидности, поскольку в настоящее время нет способа «вылечить» (решить) эту проблему для пациента.
Инвалидность
Инвалидность описывает функциональный уровень человека, испытывающего трудности при выполнении задач, например, трудности с вставанием со стула. Эти трудности, конечно, связаны с нарушением, но также и с окружающими его обстоятельствами. Человек, пользующийся инвалидной коляской и живущий в равнинной стране, такой как Нидерланды, имеет больше возможностей для самостоятельного передвижения, чем тот же человек, живущий в гористой местности, такой как Тибет.
Гандикап
Когда проблемы помещаются на уровень инвалидности, можно определить, в какой области основные проблемы эффективны, например, неподвижность или физическая зависимость. Это может повлиять на производительность труда; например, человек может быть не в состоянии заставить себя работать; или, оказавшись на работе, может нуждаться в помощи в личной гигиене и т. д.
Инвалидность показывает негативные последствия инвалидности и может быть решена только путем устранения негативных последствий.
Резюме и выводы
Вышеупомянутая классификация и ее политика предлагают четко определенную международную рабочую основу. Любая дискуссия о дизайне для конкретных групп будет нуждаться в такой структуре, чтобы определить наши действия и попытаться реализовать эти мысли в дизайне.
Здоровые люди регулярно спят по несколько часов каждый день. Обычно они спят в ночные часы. Им труднее всего бодрствовать в период между полуночью и ранним утром, когда они обычно спят. Если человек должен бодрствовать в эти часы полностью или частично, он приходит в состояние вынужденной потери сна, или лишение сна, что обычно воспринимается как усталость. Ощущается потребность во сне с переменной степенью сонливости, которая продолжается до тех пор, пока не будет достаточно сна. Вот почему часто говорят, что периоды лишения сна вызывают у человека дефицит сна or долги сна.
Лишение сна представляет собой особую проблему для работников, которые не могут спать достаточное количество времени из-за графика работы (например, работы в ночное время) или, если уж на то пошло, из-за продолжительной деятельности в свободное время. Рабочий, работающий в ночную смену, остается лишенным сна до тех пор, пока в конце смены не появится возможность для сна. Поскольку сон в дневное время обычно короче, чем необходимо, рабочий не может в достаточной степени оправиться от состояния потери сна до тех пор, пока не будет проведен продолжительный период сна, скорее всего, ночной сон. До тех пор у человека накапливается дефицит сна. (Аналогичное состояние —биоритма— возникает после путешествий между часовыми поясами, отличающимися на несколько часов и более. Путешественник, как правило, лишен сна, поскольку периоды активности в новом часовом поясе более четко соответствуют нормальному периоду сна в исходном месте.) В периоды недосыпания работники чувствуют усталость, и их производительность по-разному снижается. Таким образом, в повседневную жизнь работников, вынужденных работать ненормированный рабочий день, включены различные степени лишения сна, и важно принять меры, чтобы справиться с неблагоприятными последствиями такого дефицита сна. Основные условия ненормированного рабочего дня, способствующие депривации сна, приведены в таблице 1.
Таблица 1. Основные условия ненормированного рабочего дня, способствующие депривации сна различной степени
Ненормированный рабочий день |
Условия, ведущие к лишению сна |
Ночное дежурство |
Отсутствие или укорочение ночного сна |
Дежурство рано утром или поздно вечером |
Укороченный сон, нарушенный сон |
Долгие часы работы или работа в две смены вместе |
Смещение фаз сна |
Ночные или ранние утренние смены |
Последовательное смещение фаз сна |
Короткий межсменный период |
Короткий и прерывистый сон |
Большой интервал между выходными |
Накопление недосыпа |
Работа в другом часовом поясе |
Отсутствие или укороченный сон в «ночные» часы в месте происхождения (джетлаг) |
Несбалансированные периоды свободного времени |
Смещение фаз сна, короткий сон |
В экстремальных условиях лишение сна может длиться более суток. Затем сонливость и изменения работоспособности усиливаются по мере увеличения периода депривации сна. Рабочие, однако, обычно в какой-то форме спят до того, как недосыпание станет слишком продолжительным. Если полученный таким образом сон недостаточен, последствия недосыпа продолжаются. Таким образом, важно знать не только о последствиях лишения сна в различных формах, но и о том, как рабочие могут оправиться от него.
Рисунок 1. Производительность, оценки сна и физиологические параметры группы испытуемых, подвергшихся лишению сна в течение двух ночей.
Сложный характер лишения сна показан на рисунке 1, на котором представлены данные лабораторных исследований последствий двухдневного лишения сна (Fröberg, 1985). Данные показывают три основных изменения в результате длительного лишения сна:
Тот факт, что последствия лишения сна коррелируют с физиологическими циркадными ритмами, помогает нам понять его сложную природу (Folkard and Akerstedt, 1992). Эти эффекты следует рассматривать как результат фазового сдвига цикла сон-бодрствование в повседневной жизни.
Таким образом, последствия непрерывной работы или недосыпания включают не только снижение бдительности, но и снижение работоспособности, повышенную вероятность заснуть, ухудшение самочувствия и морального духа, а также нарушение безопасности. Когда такие периоды лишения сна повторяются, как в случае сменных рабочих, это может сказаться на их здоровье (Rutenfranz, 1982; Koller, 1983; Costa et al., 1990). Таким образом, важная цель исследования состоит в том, чтобы определить, в какой степени лишение сна вредит благополучию людей и как мы можем наилучшим образом использовать восстановительную функцию сна для уменьшения таких последствий.
Последствия лишения сна
Во время и после ночи лишения сна физиологические циркадные ритмы человеческого тела, по-видимому, остаются устойчивыми. Например, кривая температуры тела в первый рабочий день у работающих в ночную смену имеет тенденцию сохранять свой основной циркадный характер. В ночные часы температура снижается к ранним утренним часам, восстанавливается, чтобы подняться в последующее дневное время, и снова падает после дневного пика. Известно, что физиологические ритмы «приспосабливаются» к обратным циклам сна-бодрствования у ночных рабочих лишь постепенно, в течение нескольких дней повторяющихся ночных смен. Это означает, что влияние на работоспособность и сонливость более значимо в ночные часы, чем в дневное время. Таким образом, последствия лишения сна по-разному связаны с первоначальными циркадными ритмами, наблюдаемыми в физиологических и психологических функциях.
Влияние лишения сна на производительность зависит от типа выполняемой задачи. На эффекты влияют различные характеристики задачи (Fröberg, 1985; Folkard and Monk, 1985; Folkard and Akerstedt, 1992). Как правило, сложная задача более уязвима, чем более простая. Выполнение задачи, связанной с увеличением числа цифр или более сложным кодированием, ухудшается в большей степени в течение трех дней бессонницы (Fröberg, 1985; Wilkinson, 1964). Темповые задачи, на которые нужно реагировать в течение определенного интервала, ухудшаются больше, чем самостоятельные задачи. Практические примеры уязвимых задач включают серийные реакции на определенные раздражители, простые операции сортировки, запись закодированных сообщений, копирование, мониторинг дисплея и непрерывный осмотр. Также известно влияние недосыпания на напряженную физическую работоспособность. Типичное влияние длительного недосыпания на работоспособность (на зрительную задачу) показано на рисунке 2 (Dinges, 1992). Эффекты более выражены после двух ночей бессонницы (40-56 часов), чем после одной ночи бессонницы (16-40 часов).
Рисунок 2. Линии регрессии, соответствующие скорости реакции (обратной величине времени реакции) на 10-минутную простую неподготовленную визуальную задачу, многократно выполняемую здоровыми молодыми людьми в течение периода без бессонницы (5–16 часов), одной ночи бессонницы (16 часов). -40 часов) и две ночи бессонницы (40-56 часов)
Степень влияния на выполнение задач также, по-видимому, зависит от того, как на нее влияют «маскирующие» компоненты циркадных ритмов. Например, было обнаружено, что некоторые показатели производительности, такие как задачи поиска в памяти с пятью целями, приспосабливаются к ночной работе значительно быстрее, чем последовательные задачи на время реакции, и, следовательно, они могут быть относительно неповрежденными в быстросменных системах (Folkard et al. 1993). Такие различия во влиянии ритмов эндогенных физиологических биологических часов и их маскирующих компонентов необходимо учитывать при рассмотрении безопасности и точности выполнения упражнений под влиянием депривации сна.
Одним из конкретных последствий недосыпания для работоспособности является появление частых «срывов» или периодов отсутствия реакции (Wilkinson, 1964; Empson, 1993). Эти провалы в производительности представляют собой короткие периоды пониженной бдительности или легкого сна. Это можно проследить по записям видеозаписей производительности, движений глаз или электроэнцефалограмм (ЭЭГ). Продолжительное задание (полчаса и более), особенно если оно повторяется, может привести к таким ошибкам. Монотонные задачи, такие как повторение простых реакций или отслеживание нечастых сигналов, в этом отношении очень чувствительны. С другой стороны, новая задача менее подвержена влиянию. Производительность в изменяющихся рабочих ситуациях также устойчива.
Хотя есть данные о постепенном снижении возбуждения при лишении сна, можно было бы ожидать меньшего влияния на уровень производительности между перерывами. Это объясняет, почему результаты некоторых тестов производительности показывают незначительное влияние потери сна, когда тесты проводятся в течение короткого периода времени. В простой задаче на время реакции пропуски приведут к очень длительному времени отклика, в то время как остальные измеренные значения времени останутся неизменными. Таким образом, необходима осторожность при интерпретации результатов тестов, касающихся последствий потери сна в реальных ситуациях.
Изменения сонливости при депривации сна, очевидно, связаны с физиологическими циркадианными ритмами, а также с такими периодами перерыва. Сонливость резко возрастает со временем первого периода ночной работы, но снижается в последующие дневные часы. Если лишение сна продолжается до второй ночи, сонливость становится очень выраженной в ночные часы (Costa et al., 1990; Matsumoto and Harada, 1994). Бывают моменты, когда потребность во сне кажется почти непреодолимой; эти моменты соответствуют возникновению срывов, а также возникновению перебоев в мозговых функциях, о чем свидетельствуют записи ЭЭГ. Через некоторое время ощущается уменьшение сонливости, но затем следует еще один период лапс-эффектов. Однако, если работников спрашивают о различных чувствах усталости, они обычно упоминают повышенный уровень усталости и общую усталость, сохраняющуюся в течение всего периода лишения сна и периодов между перерывами. Небольшое восстановление субъективных уровней утомляемости наблюдается в дневное время после ночи лишения сна, но чувство усталости значительно усиливается во вторую и последующие ночи продолжающегося лишения сна.
Во время депривации сна давление сна из-за взаимодействия предшествующего бодрствования и циркадных фаз всегда может до некоторой степени присутствовать, но лабильность состояния у сонливых субъектов также модулируется контекстными эффектами (Dinges, 1992). На сонливость влияют количество и тип стимуляции, интерес, вызываемый окружающей средой, и значение стимуляции для субъекта. Монотонная стимуляция или стимуляция, требующая постоянного внимания, может легче привести к снижению бдительности и упущениям. Чем больше физиологическая сонливость из-за потери сна, тем больше субъект уязвим для однообразия окружающей среды. Мотивация и стимул могут помочь преодолеть этот эффект окружающей среды, но только на ограниченный период времени.
Последствия частичной депривации сна и накопленной нехватки сна
Если испытуемый работает непрерывно всю ночь без сна, многие рабочие функции определенно ухудшатся. Если испытуемый идет во вторую ночную смену, не выспавшись, снижение работоспособности зашкаливает. После третьей или четвертой ночи полного лишения сна очень немногие люди могут бодрствовать и выполнять задачи, даже если они очень мотивированы. Однако в реальной жизни такие условия полной потери сна встречаются редко. Обычно люди немного спят во время последующих ночных смен. Но отчеты из разных стран показывают, что сна в дневное время почти всегда недостаточно для восстановления недосыпания, вызванного ночной работой (Knaut и Rutenfranz, 1981; Kogi, 1981; ILO, 1990). В результате нехватка сна накапливается, поскольку сменные рабочие повторяют ночные смены. Аналогичная нехватка сна также возникает, когда периоды сна сокращаются из-за необходимости следовать сменному графику. Известно, что даже если можно выспаться ночью, ограничение сна всего на два часа каждую ночь приводит к недостаточному количеству сна для большинства людей. Такое сокращение сна может привести к ухудшению работоспособности и бдительности (Monk, 1991).
Примеры условий в сменной системе, которые способствуют накоплению недосыпания или частичной депривации сна, приведены в таблице 1. Помимо продолжения работы в ночное время в течение двух и более дней, коротких периодов между сменами, повторения раннего начала утра смены, частые ночные смены и несоответствующее распределение отпусков ускоряют накопление дефицита сна.
Плохое качество дневного сна или укороченный сон также имеют значение. Дневной сон сопровождается повышенной частотой пробуждений, менее глубоким и медленным сном и распределением быстрого сна, отличным от нормального ночного сна (Torsvall, Akerstedt and Gillberg 1981; Folkard and Monk 1985; Empson 1993). Таким образом, дневной сон может быть не таким крепким, как ночной, даже в благоприятных условиях.
Эта трудность качественного сна из-за разного времени сна в сменной системе иллюстрируется диаграммой 3, на которой показана продолжительность сна в зависимости от времени начала сна для немецких и японских рабочих на основе дневниковых записей (Кнаут и Рутенфранц). 1981; Коги 1985). Из-за циркадного влияния дневной сон вынужден быть коротким. Многие работники могут спать пополам в дневное время и часто, по возможности, добавляют немного сна вечером.
Рисунок 3. Средняя продолжительность сна в зависимости от времени начала сна. Сравнение данных немецких и японских вахтовиков.
В реальных условиях посменные рабочие принимают различные меры, чтобы справиться с таким накоплением недосыпа (Wedderburn, 1991). Например, многие из них стараются выспаться заранее перед ночной сменой или долго спать после нее. Хотя такие усилия отнюдь не полностью эффективны для компенсации последствий дефицита сна, они предпринимаются вполне сознательно. Социальные и культурные мероприятия могут быть ограничены в рамках мер по преодолению трудностей. Например, выездная деятельность в свободное время проводится реже между двумя ночными сменами. Таким образом, время и продолжительность сна, а также фактическое накопление дефицита сна зависят как от профессиональных, так и от социальных обстоятельств.
Восстановление после лишения сна и меры по охране здоровья
Единственным эффективным средством восстановления после недосыпания является сон. Этот восстанавливающий эффект сна хорошо известен (Kogi, 1982). Поскольку восстановление после сна может различаться в зависимости от времени и продолжительности (Costa et al., 1990), важно знать, когда и как долго люди должны спать. В обычной повседневной жизни всегда лучше выспаться, чтобы ускорить восстановление после дефицита сна, но обычно предпринимаются усилия, чтобы свести дефицит сна к минимуму, засыпая в различных случаях в качестве замены нормальному ночному сну, которого человек лишен. . Аспекты такого замещающего сна показаны в таблице 2.
Таблица 2. Аспекты опережающего, якорного и замедленного сна в качестве замены нормального ночного сна
Аспект |
Предварительный сон |
Якорный сон |
Задерживать сон |
Случай |
Перед ночной сменой |
Прерывистая ночь |
После ночной смены |
Длительность |
Обычно короткие |
Короткий по определению |
Обычно короткие, но |
Качество |
Более длительная задержка |
Короткая задержка |
Меньшая задержка для |
Взаимодействие с |
Нарушенные ритмы; |
Способствует |
Нарушенные ритмы; |
Чтобы компенсировать дефицит ночного сна, обычные усилия заключаются в том, чтобы дневной сон включался в «опережающую» и «запаздывающую» фазы (т. е. до и после работы в ночную смену). Такой сон совпадает с фазой циркадной активности. Таким образом, сон характеризуется большей латентностью, укороченным медленным сном, нарушением фазы быстрого сна и нарушениями социальной жизни. Социальные и экологические факторы играют важную роль в определении рекуперативного эффекта сна. Невозможность полного преобразования циркадных ритмов для вахтовика в реальной жизненной ситуации следует иметь в виду при рассмотрении эффективности восстановительных функций сна.
В этом отношении сообщалось об интересных особенностях короткого «якорного сна» (Minors and Waterhouse 1981; Kogi 1982; Matsumoto and Harada 1994). Когда часть обычного дневного сна приходится на нормальный период ночного сна, а остальная часть — на нерегулярное время, циркадные ритмы ректальной температуры и секреции некоторых электролитов с мочой могут сохраняться в течение 24 часов. Это означает, что короткий ночной сон в период ночного сна может помочь сохранить первоначальные циркадные ритмы в последующие периоды.
Мы можем предположить, что сон в разное время дня может иметь определенные дополнительные эффекты ввиду различных восстановительных функций этих снов. Интересным подходом для работающих в ночную смену является использование ночного сна, который обычно длится до нескольких часов. Опросы показывают, что такой короткий сон во время ночной смены распространен среди некоторых групп рабочих. Этот сон типа якорного сна эффективен для снижения усталости от ночной работы (Kogi 1982) и может уменьшить потребность в восстановительном сне. На рис. 4 сравниваются субъективные ощущения усталости в течение двух последовательных ночных смен и период восстановления после работы в группе, которая вздремнула, и в группе, которая не спала (Мацумото и Харада, 1994). Положительное влияние ночного сна на снижение усталости было очевидным. Эти эффекты сохранялись в течение большей части периода восстановления после ночной работы. Между этими двумя группами не было обнаружено существенной разницы при сравнении продолжительности дневного сна группы без дневного сна с общим временем сна (ночной сон плюс последующий дневной сон) группы дневного сна. Таким образом, ночной сон позволяет часть необходимого сна успеть перед дневным сном после ночной работы. Таким образом, можно предположить, что дневной сон во время ночной работы может в определенной степени способствовать восстановлению после усталости, вызванной этой работой и сопровождающей ее недосыпанием (Сакаи и др., 1984; Сайто и Мацумото, 1988).
Рисунок 4. Средние баллы за субъективное ощущение усталости в течение двух последовательных ночных смен и период восстановления после работы для групп с дневным и без дневного сна
Однако следует признать, что невозможно разработать оптимальные стратегии, которые может применять каждый работник, страдающий дефицитом сна. Это продемонстрировано в разработке международных трудовых норм для ночной работы, которые рекомендуют ряд мер для работников, часто работающих в ночное время (Kogi and Thurman, 1993). Разнообразный характер этих мер и тенденция к увеличению гибкости в сменных системах ясно отражают усилия по разработке гибких стратегий сна (Kogi, 1991). Возраст, физическая подготовка, особенности сна и другие индивидуальные различия в переносимости могут играть важную роль (Folkard and Monk, 1985; Costa et al., 1990; Härmä, 1993). В этом отношении полезным является повышение гибкости рабочего графика в сочетании с лучшим планированием работы (Kogi, 1991).
Стратегии сна против недосыпания должны зависеть от типа трудовой жизни и быть достаточно гибкими, чтобы соответствовать индивидуальным ситуациям (Кнаут, Рохмерт и Рутенфранц, 1979; Рутенфранц, Кнаут и Ангерсбах, 1981; Веддерберн, 1991; Монк, 1991). Общий вывод заключается в том, что мы должны минимизировать депривацию ночного сна, выбирая соответствующий график работы, и способствовать восстановлению, поощряя индивидуально подходящий сон, включая замещающий сон и полноценный ночной сон в ранние периоды после депривации сна. Важно предотвратить накопление дефицита сна. Период работы в ночное время, лишающий рабочих сна в течение нормального периода ночного сна, должен быть как можно короче. Интервалы между сменами должны быть достаточно длинными, чтобы обеспечить достаточную продолжительность сна. Также полезны улучшение условий для сна и меры по удовлетворению социальных потребностей. Таким образом, социальная поддержка имеет важное значение для планирования рабочего времени, планирования работы и индивидуальных стратегий преодоления трудностей в укреплении здоровья работников, сталкивающихся с частым дефицитом сна.
Комплексный подход к проектированию рабочих станций
В эргономике проектирование рабочих мест является важнейшей задачей. Существует общее мнение, что в любой рабочей среде, будь то рабочие или белые воротнички, хорошо спроектированное рабочее место способствует не только здоровью и благополучию работников, но также производительности и качеству продукции. И наоборот, плохо спроектированное рабочее место может вызвать или способствовать развитию жалоб на здоровье или хронических профессиональных заболеваний, а также проблем с поддержанием качества продукции и производительности на заданном уровне.
Каждому эргономисту приведенное выше утверждение может показаться тривиальным. Кроме того, каждый эргономист признает, что рабочая жизнь во всем мире полна не только эргономических недостатков, но и вопиющих нарушений основных эргономических принципов. Совершенно очевидно, что среди ответственных лиц: инженеров-технологов, супервайзеров и менеджеров широко распространено непонимание важности дизайна рабочего места.
Следует отметить, что существует международная тенденция в отношении промышленных работ, которая, казалось бы, подчеркивает важность эргономических факторов: растущий спрос на улучшенное качество продукции, гибкость и точность доставки продукции. Эти требования несовместимы с консервативным взглядом на устройство труда и рабочих мест.
Хотя в настоящем контексте основное внимание уделяется физическим факторам проектирования рабочего места, следует иметь в виду, что на практике физическое проектирование рабочего места не может быть отделено от организации работы. Этот принцип станет очевидным в процессе проектирования, описанном ниже. Качество конечного результата процесса зависит от трех опор: эргономических знаний, интеграции с требованиями производительности и качества и участия. процесс реализации новой рабочей станции должна соответствовать этой интеграции, и это основное внимание в этой статье.
Конструктивные соображения
Рабочие места предназначены для работы. Следует признать, что отправной точкой в процессе проектирования рабочей станции является достижение определенной производственной цели. Дизайнер — часто инженер-технолог или другой человек среднего управленческого звена — разрабатывает внутреннее видение рабочего места и начинает реализовывать это видение с помощью своих средств планирования. Процесс повторяющийся: от грубой первой попытки решения постепенно становятся все более и более совершенными. Крайне важно, чтобы эргономические аспекты учитывались в каждой итерации по мере продвижения работы.
Следует отметить, что Эргономичный дизайн рабочих мест тесно связано с эргономическая оценка рабочих станций. На самом деле структура, которой следует придерживаться здесь, в равной степени применима к случаям, когда рабочая станция уже существует или находится на стадии планирования.
В процессе проектирования необходима структура, обеспечивающая учет всех соответствующих аспектов. Традиционный способ справиться с этим — использовать контрольные списки, содержащие ряд тех переменных, которые следует принимать во внимание. Однако контрольные списки общего назначения, как правило, объемны и сложны в использовании, поскольку в конкретной ситуации проектирования может быть уместна только часть контрольного списка. Кроме того, в практической ситуации проектирования некоторые переменные выделяются как более важные, чем другие. Требуется методология для совместного рассмотрения этих факторов в проектной ситуации. Такая методика будет предложена в данной статье.
Рекомендации по проектированию рабочих станций должны основываться на соответствующем наборе требований. Следует отметить, что, как правило, недостаточно учитывать пороговые предельные значения для отдельных переменных. Признанная комбинированная цель производительности и сохранения здоровья требует более амбициозных целей, чем в традиционной ситуации проектирования. В частности, проблемы опорно-двигательного аппарата являются важным аспектом во многих производственных ситуациях, хотя эта категория проблем никоим образом не ограничивается производственной средой.
Процесс проектирования рабочей станции
Шаги в процессе
В процессе проектирования и внедрения рабочей станции всегда существует первоначальная необходимость информировать пользователей и организовать проект таким образом, чтобы обеспечить полное участие пользователей и повысить вероятность полного принятия сотрудниками конечного результата. Рассмотрение этой цели не входит в рамки настоящего трактата, который концентрируется на проблеме получения оптимального решения для физического проектирования рабочей станции, но, тем не менее, процесс проектирования позволяет интегрировать такую цель. В этом процессе всегда следует учитывать следующие шаги:
Основное внимание здесь уделяется шагам с первого по пятый. Во многих случаях только часть всех этих шагов фактически включается в проектирование рабочих станций. Для этого могут быть разные причины. Если рабочая станция представляет собой стандартную конструкцию, например, в некоторых рабочих ситуациях с УВО, некоторые этапы могут быть должным образом исключены. Однако в большинстве случаев исключение некоторых из перечисленных шагов приведет к тому, что качество рабочей станции будет ниже того, которое можно считать приемлемым. Это может быть случай, когда экономические или временные ограничения слишком серьезны, или когда имеет место явное пренебрежение из-за отсутствия знаний или понимания на уровне руководства.
Сбор пользовательских требований
Важно идентифицировать пользователя рабочего места как любого члена производственной организации, который может внести квалифицированный вклад в его проектирование. В число пользователей могут входить, например, рабочие, контролеры, планировщики производства и инженеры-технологи, а также ответственный за технику безопасности. Опыт ясно показывает, что все эти участники обладают своими уникальными знаниями, которые следует использовать в процессе.
Сбор заданных пользователем требований должен соответствовать ряду критериев:
Вышеуказанному набору критериев можно соответствовать, используя методологию, основанную на развертывание функции качества (QFD) по Sullivan (1986). Здесь запросы пользователей могут быть собраны в сеансе, в котором присутствует смешанная группа действующих лиц (не более восьми-десяти человек). Всем участникам выдается блокнот со съемными самоклеящимися записями. Их просят записать все требования на рабочем месте, которые они считают важными, каждое на отдельном листе бумаги. Должны быть охвачены аспекты, касающиеся рабочей среды и безопасности, производительности и качества. Эта деятельность может продолжаться столько, сколько необходимо, обычно от десяти до пятнадцати минут. После этого сеанса одного за другим участников просят зачитать свои требования и прикрепить записи на доске в комнате, где их могут видеть все члены группы. Требования сгруппированы в естественные категории, такие как освещение, подъемные приспособления, производственное оборудование, требования к достижению и требования к гибкости. После завершения раунда группе предоставляется возможность обсудить и прокомментировать набор требований, по одной категории за раз, с учетом актуальности и приоритета.
Набор определяемых пользователем требований, собранных в процессе, подобном описанному выше, формирует одну из основ для разработки спецификации требований. Дополнительная информация в процессе может быть предоставлена другими категориями участников, например, дизайнерами продуктов, инженерами по качеству или экономистами; однако крайне важно осознавать потенциальный вклад, который пользователи могут внести в этом контексте.
Приоритизация и спецификация спроса
Что касается процесса спецификации, важно учитывать различные типы требований в соответствии с их значимостью; в противном случае все аспекты, которые были приняты во внимание, придется рассматривать параллельно, что может сделать проектную ситуацию сложной и трудной для обработки. Вот почему контрольные списки, которые должны быть тщательно продуманы, если они служат цели, как правило, трудны в управлении в конкретной ситуации проектирования.
Может быть трудно разработать схему приоритетов, которая одинаково хорошо обслуживала бы все типы рабочих станций. Однако если исходить из того, что ручное обращение с материалами, инструментами или изделиями является важным аспектом работы, выполняемой на рабочем месте, существует высокая вероятность того, что аспекты, связанные с нагрузкой на опорно-двигательный аппарат, будут находиться в верхней части списка приоритетов. Справедливость этого допущения может быть проверена на этапе процесса сбора запросов пользователей. Соответствующие требования пользователя могут быть, например, связаны с мышечным напряжением и усталостью, досягаемостью, видимостью или простотой манипулирования.
Важно понимать, что может оказаться невозможным преобразовать все заданные пользователем требования в технические спецификации требований. Хотя такие требования могут относиться к более тонким аспектам, таким как комфорт, они, тем не менее, могут иметь большое значение и должны учитываться в процессе.
Скелетно-мышечные переменные нагрузки
В соответствии с приведенными выше рассуждениями мы применим здесь мнение о том, что существует набор основных эргономических переменных, относящихся к скелетно-мышечной нагрузке, которые необходимо учитывать в качестве приоритета в процессе проектирования, чтобы исключить риск заболевания опорно-двигательного аппарата, связанные с работой (WRMD). Этот вид расстройства представляет собой болевой синдром, локализующийся в опорно-двигательном аппарате, который развивается в течение длительных периодов времени в результате повторяющихся нагрузок на ту или иную часть тела (Putz-Anderson 1988). Существенными переменными являются (например, Corlett 1988):
В отношении мышечная сила, установление критериев может быть основано на сочетании биомеханических, физиологических и психологических факторов. Это переменная, которая вводится в действие посредством измерения потребности в выходной силе с точки зрения массы рукоятки или требуемой силы, скажем, для работы рукояток. Кроме того, возможно, придется учитывать пиковые нагрузки в связи с высокодинамичной работой.
Рабочая поза требования могут быть оценены путем картирования (а) ситуаций, когда структуры суставов растянуты за пределы естественного диапазона движений, и (б) определенных особенно неудобных ситуаций, таких как положение на коленях, скручивание или наклон, или работа с рукой, поднятой над плечом уровень.
Время требует может быть оценена на основе сопоставления (а) короткоцикловой, повторяющейся работы и (б) статической работы. Следует отметить, что оценка статической работы может касаться не только поддержания рабочей позы или создания постоянной выходной силы в течение длительных периодов времени; с точки зрения стабилизирующих мышц, особенно в плечевом суставе, внешне динамичная работа может иметь статический характер. Таким образом, может возникнуть необходимость рассмотреть длительные периоды совместной мобилизации.
Приемлемость ситуации, конечно, на практике основана на требованиях к той части тела, которая испытывает наибольшее напряжение.
Важно отметить, что эти переменные следует рассматривать не по отдельности, а вместе. Например, высокие требования к силе могут быть приемлемыми, если они возникают лишь изредка; поднятие руки выше уровня плеча время от времени обычно не является фактором риска. Но необходимо учитывать комбинации таких основных переменных. Это, как правило, затрудняет и усложняет установление критериев.
В Пересмотренное уравнение NIOSH для проектирования и оценки задач ручной обработки. (Waters et al. 1993), эта проблема решается путем составления уравнения для рекомендуемых предельных значений веса, которое учитывает следующие опосредующие факторы: горизонтальное расстояние, вертикальную высоту подъема, асимметрию подъема, соединение рукоятки и частоту подъема. Таким образом, допустимый предел нагрузки в 23 кг, основанный на биомеханических, физиологических и психологических критериях в идеальных условиях, может быть существенно изменен с учетом специфики рабочей ситуации. Уравнение NIOSH обеспечивает основу для оценки работы и рабочих мест, связанных с подъемными работами. Однако существуют серьезные ограничения в отношении применимости уравнения NIOSH: например, можно анализировать только подъемы двумя руками; научные данные для анализа подъемов одной рукой все еще неубедительны. Это иллюстрирует проблему применения научных данных исключительно в качестве основы для работы и проектирования рабочих мест: на практике научные данные должны быть объединены с образованными взглядами лиц, имеющих прямой или косвенный опыт рассматриваемого вида работы.
Модель куба
Эргономическая оценка рабочих мест с учетом сложного набора переменных, которые необходимо учитывать, является в значительной степени коммуникационной проблемой. На основе обсуждения приоритетов, описанного выше, была разработана кубическая модель для эргономической оценки рабочих мест (Kadefors, 1993). Здесь главная цель состояла в том, чтобы разработать дидактический инструмент для коммуникативных целей, основанный на предположении, что выходная сила, поза и измерения времени в подавляющем большинстве ситуаций представляют собой взаимосвязанные, приоритетные базовые переменные.
Известно, что для каждой из основных переменных требования могут быть сгруппированы по степени серьезности. Здесь предлагается, чтобы такую группировку можно было разделить на три класса: (1) низкие требования(2) средние требования или (3) высокие требования. Уровни спроса могут быть установлены либо с использованием любых доступных научных данных, либо путем принятия согласованного подхода с группой пользователей. Эти две альтернативы, конечно, не исключают друг друга и вполне могут привести к сходным результатам, но, возможно, с разной степенью общности.
Как отмечалось выше, сочетание основных переменных в значительной степени определяет уровень риска в отношении развития скелетно-мышечных жалоб и кумулятивных травматических расстройств. Например, высокие требования по времени могут сделать рабочую ситуацию неприемлемой в тех случаях, когда существуют требования как минимум среднего уровня в отношении силы и осанки. При проектировании и оценке рабочих мест важно, чтобы наиболее важные переменные учитывались совместно. Здесь модель куба для таких целей оценки предлагается. Основные переменные — сила, поза и время — составляют три оси куба. Для каждой комбинации требований может быть определен подкуб; всего модель включает 27 таких подкубов (см. рис. 1).
Рисунок 1. «Модель куба» для оценки эргономики. Каждый куб представляет собой комбинацию требований, касающихся силы, позы и времени. Свет: приемлемая комбинация; серый: условно приемлемый; черный: неприемлемо
Существенным аспектом модели является степень приемлемости комбинаций спроса. В модели для приемлемости предлагается трехзонная классификационная схема: (1) ситуация приемлемый, (2) ситуация условно приемлемый или (3) ситуация неприемлемый. В дидактических целях каждому субкубу можно придать определенную текстуру или цвет (скажем, зелено-желто-красный). Опять же, оценка может быть основана на пользователях или на научных данных. Условно приемлемая (желтая) зона означает, что «существует риск заболевания или травмы, которым нельзя пренебречь, для всего или части рассматриваемого контингента операторов» (CEN 1994).
Для развития этого подхода полезно рассмотреть случай: оценка нагрузки на плечо при погрузочно-разгрузочных работах одной рукой в умеренном темпе. Это хороший пример, так как в такой ситуации обычно плечевые структуры испытывают наибольшую нагрузку.
Что касается переменной силы, классификация в этом случае может основываться на массе рукоятки. Здесь, низкая потребность в силе определяется как уровень ниже 10% максимальной произвольной грузоподъемности (MVLC), которая составляет примерно 1.6 кг в оптимальной рабочей зоне. Высокая потребность в силе требуется более 30% MVLC, примерно 4.8 кг. Потребность в средней силе попадает между этими пределами. Низкая постуральная нагрузка это когда плечо близко к грудной клетке. Высокая постуральная нагрузка когда угол отведения или сгибания плечевой кости превышает 45°. Среднее постуральное напряжение когда угол отведения/сгибания составляет от 15° до 45°. Низкий спрос на время это когда обработка занимает менее одного часа в рабочий день с перерывами или непрерывно в течение менее 10 минут в день. Высокий спрос на время когда обработка происходит более четырех часов в течение рабочего дня или непрерывно в течение более 30 минут (постоянно или повторно). Среднесрочный спрос когда экспозиция попадает в эти пределы.
На рисунке 1 комбинациям требований присвоены степени приемлемости. Например, видно, что высокие требования времени могут сочетаться только с комбинированными низкими требованиями к силе и позе. Переход от неприемлемого к приемлемому может быть предпринят за счет снижения требований в любом измерении, но во многих случаях наиболее эффективным способом является сокращение требований по времени. Иными словами, в одних случаях следует изменить дизайн рабочего места, в других эффективнее изменить организацию труда.
Использование консенсусной панели с группой пользователей для определения уровней требований и классификации степени приемлемости может значительно улучшить процесс проектирования рабочих станций, как рассматривается ниже.
Дополнительные переменные
Кроме основных переменных, рассмотренных выше, необходимо учитывать набор переменных и факторов, характеризующих рабочее место с точки зрения эргономики, в зависимости от конкретных условий анализируемой ситуации. Они включают:
В значительной степени эти факторы можно рассматривать по отдельности; следовательно, подход контрольного списка может быть полезен. Grandjean (1988) в своем учебнике освещает существенные аспекты, которые обычно необходимо принимать во внимание в этом контексте. Konz (1990) в своих рекомендациях по организации и проектированию рабочих мест предлагает ряд основных вопросов, посвященных взаимодействию между рабочими и машинами в производственных системах.
В процессе проектирования, описанном здесь, контрольный список следует читать вместе с указанными пользователем требованиями.
Пример проектирования рабочей станции: ручная сварка
В качестве иллюстративного (гипотетического) примера здесь описан процесс проектирования, ведущий к созданию рабочей станции для ручной сварки (Сундин и др., 1994). Сварка — это деятельность, часто сочетающая высокие требования к мускульной силе с высокими требованиями к ручной точности. Работа имеет статичный характер. Сварщик часто занимается исключительно сваркой. Среда сварочных работ, как правило, неблагоприятная, с сочетанием высокого уровня шума, сварочного дыма и оптического излучения.
Задача заключалась в разработке рабочего места для ручной сварки MIG (металл в среде инертного газа) изделий средних размеров (до 300 кг) в условиях цеха. Рабочая станция должна была быть гибкой, поскольку нужно было производить множество объектов. Были высокие требования к производительности и качеству.
Процесс QFD был выполнен для того, чтобы предоставить набор требований к рабочей станции с точки зрения пользователя. Были привлечены сварщики, технологи и конструкторы изделий. Требования пользователей, которые здесь не перечислены, охватывают широкий спектр аспектов, включая эргономику, безопасность, производительность и качество.
Используя подход с использованием модели куба, группа консенсусом определила пределы между высокой, средней и низкой нагрузкой:
Из оценки с использованием кубической модели (рис. 1) стало ясно, что высокие требования времени не могут быть приняты, если одновременно существуют высокие или умеренные требования с точки зрения силы и постурального напряжения. Чтобы снизить эти требования, было сочтено необходимым механизированное перемещение объектов и подвеска инструментов. Вокруг этого вывода сложился консенсус. С помощью простой программы автоматизированного проектирования (САПР) (ROOMER) была создана библиотека оборудования. Различные макеты рабочих мест могут быть очень легко разработаны и изменены в тесном взаимодействии с пользователями. Этот подход к проектированию имеет значительные преимущества по сравнению с простым рассмотрением планов. Это дает пользователю немедленное представление о том, как может выглядеть предполагаемое рабочее место.
Рис. 2. CAD-версия рабочей станции для ручной сварки, полученная в процессе проектирования
На рис. 2 показано сварочное рабочее место, полученное с помощью CAD-системы. Это рабочее место, которое снижает требования к силе и осанке и отвечает почти всем оставшимся требованиям пользователя.
Рис. 3. Сварочное рабочее место реализовано
По результатам первых этапов процесса проектирования было реализовано сварочное рабочее место (рис. 3). Активы этого рабочего места включают в себя:
В реальной проектной ситуации может потребоваться компромисс различного рода из-за экономических, пространственных и других ограничений. Однако следует отметить, что лицензированных сварщиков трудно найти для сварочной промышленности во всем мире, и они требуют значительных инвестиций. Почти никто из сварщиков не выходит на пенсию в качестве активных сварщиков. Сохранение квалифицированного сварщика на работе выгодно для всех вовлеченных сторон: сварщика, компании и общества. Например, есть очень веские причины, по которым оборудование для перемещения и позиционирования объектов должно быть неотъемлемой частью многих сварочных рабочих мест.
Данные для проектирования рабочей станции
Чтобы иметь возможность правильно спроектировать рабочее место, может потребоваться обширный набор базовой информации. Такая информация включает в себя антропометрические данные о категориях пользователей, подъемную силу и другие данные о выходной силе мужского и женского населения, характеристики оптимальных рабочих зон и так далее. В настоящей статье даны ссылки на некоторые ключевые работы.
Наиболее полное изложение практически всех аспектов работы и проектирования рабочих станций, вероятно, по-прежнему содержится в учебнике Гранжана (1988). Информация по широкому кругу антропометрических аспектов, имеющих отношение к проектированию рабочих мест, представлена Pheasant (1986). Большое количество биомеханических и антропометрических данных приводится Chaffin and Andersson (1984). Konz (1990) представил практическое руководство по проектированию рабочих станций, включающее множество полезных эмпирических правил. Критерии оценки для верхней конечности, особенно в отношении кумулятивных травматических нарушений, были представлены Putz-Anderson (1988). Модель оценки работы с ручными инструментами была дана Sperling et al. (1993). Что касается ручного подъема груза, Уотерс и его коллеги разработали пересмотренное уравнение NIOSH, обобщив существующие научные знания по этому вопросу (Уотерс и др., 1993). Спецификация функциональной антропометрии и оптимальных рабочих зон была представлена, например, Rebiffé, Zayana и Tarrière (1969) и Das и Grady (1983a, 1983b). Митал и Карвовски (1991) издали полезную книгу, в которой рассматриваются различные аспекты, касающиеся, в частности, проектирования промышленных рабочих мест.
Большой объем данных, необходимых для правильного проектирования рабочих мест с учетом всех соответствующих аспектов, обуславливает необходимость использования современных информационных технологий инженерами-технологами и другими ответственными лицами. Вполне вероятно, что в ближайшем будущем станут доступны различные типы систем поддержки принятия решений, например, в форме систем, основанных на знаниях, или экспертных систем. Отчеты о таких разработках были представлены, например, DeGreve и Ayoub (1987), Laurig и Rombach (1989) и Pham и Onder (1992). Однако чрезвычайно сложной задачей является разработка системы, позволяющей конечному пользователю иметь легкий доступ ко всем соответствующим данным, необходимым в конкретной проектной ситуации.
Обычно инструмент состоит из головки и рукоятки, иногда с валом или, в случае электроинструмента, с корпусом. Поскольку инструмент должен соответствовать требованиям нескольких пользователей, могут возникнуть основные конфликты, которые, возможно, придется решать путем компромисса. Некоторые из этих конфликтов проистекают из ограничений возможностей пользователя, а некоторые присущи самому инструменту. Следует помнить, однако, что человеческие ограничения присущи и в значительной степени неизменны, в то время как форма и функция инструмента подвержены определенным модификациям. Таким образом, чтобы произвести желаемое изменение, внимание должно быть направлено в первую очередь на форму инструмента и, в частности, на интерфейс между пользователем и инструментом, а именно на рукоятку.
Природа хватки
Общепринятые характеристики захвата были определены в терминах силовая хватка, чтобы точность захвата и еще один крюк, с помощью которого могут выполняться практически все виды человеческой деятельности.
При силовом захвате, например, при забивании гвоздей, инструмент удерживается в зажиме, образованном частично согнутыми пальцами и ладонью, при этом большой палец оказывает противодавление. При точном захвате, например, при регулировке установочного винта, инструмент зажимается между сгибателями пальцев и противолежащим большим пальцем. Модификацией прецизионного захвата является карандашный захват, который не требует пояснений и используется для сложной работы. Точный хват обеспечивает только 20% силы силового хвата.
Захват крюком используется там, где не требуется ничего, кроме удержания. При захвате крючком объект подвешивается на согнутых пальцах с опорой на большой палец или без нее. Тяжелые инструменты должны быть сконструированы таким образом, чтобы их можно было носить с помощью крюка.
Толщина захвата
Для прецизионных захватов рекомендуемая толщина варьируется от 8 до 16 миллиметров (мм) для отверток и от 13 до 30 мм для ручек. Для силовых захватов, применяемых вокруг более или менее цилиндрического объекта, пальцы должны охватывать более половины окружности, но пальцы и большой палец не должны соприкасаться. Рекомендуемые диаметры варьируются от 25 мм до 85 мм. Оптимальный размер, зависящий от размера руки, составляет от 55 до 65 мм для мужчин и от 50 до 60 мм для женщин. Людям с маленькими руками не следует выполнять повторяющиеся действия в силовых хватах диаметром более 60 мм.
Сила хвата и размах рук
Использование инструмента требует силы. Помимо удержания, наибольшее требование к силе рук предъявляется при использовании инструментов с перекрестным рычагом, таких как плоскогубцы и инструменты для дробления. Эффективная сила при раздавливании зависит от силы захвата и требуемой длины инструмента. Максимальный функциональный промежуток между концом большого пальца и концами хватательных пальцев составляет в среднем около 145 мм у мужчин и 125 мм у женщин с этническими вариациями. Для оптимального размаха, который колеблется от 45 до 55 мм как для мужчин, так и для женщин, сила захвата, доступная для однократного кратковременного действия, составляет примерно от 450 до 500 ньютонов для мужчин и от 250 до 300 ньютонов для женщин, но для повторяющихся действий. рекомендуемое требование, вероятно, ближе к 90–100 ньютонам для мужчин и от 50 до 60 ньютонов для женщин. Многие широко используемые зажимы или плоскогубцы невозможно использовать одной рукой, особенно у женщин.
Когда ручка представляет собой отвертку или аналогичный инструмент, доступный крутящий момент определяется способностью пользователя передавать усилие на ручку и, таким образом, определяется как коэффициентом трения между рукой и ручкой, так и диаметром ручки. Неровности формы рукоятки практически не влияют на возможность приложения крутящего момента, хотя острые края могут вызвать дискомфорт и возможное повреждение тканей. Диаметр цилиндрической рукоятки, обеспечивающей максимальное приложение крутящего момента, составляет от 50 до 65 мм, а диаметр сферы — от 65 до 75 мм.
Ручки
Форма ручки
Форма ручки должна обеспечивать максимальный контакт между кожей и ручкой. Он должен быть обобщенным и основным, обычно уплощенного цилиндрического или эллиптического сечения, с длинными кривыми и плоскими плоскостями, или сектором сферы, составленными таким образом, чтобы соответствовать общим контурам хватающей руки. Из-за своего прикрепления к корпусу инструмента рукоятка также может иметь форму стремени, Т-образную или L-образную форму, но часть, которая контактирует с рукой, будет иметь основную форму.
Пространство, ограниченное пальцами, конечно, сложное. Использование простых кривых является компромиссом, предназначенным для соответствия вариациям, представленным разными руками и разной степенью сгибания. В связи с этим нежелательно вводить в рукоять какое-либо контурное согласование согнутых пальцев в виде гребней и впадин, канавок и углублений, так как, по сути, эти модификации не подходили бы для значительного числа рук и действительно могли бы, более длительный период, вызывают компрессионную травму мягких тканей. В частности, не рекомендуются углубления более 3 мм.
Разновидностью цилиндрического сечения является шестигранное сечение, имеющее особое значение при конструировании орудий или инструментов малого калибра. На шестиграннике малого калибра легче поддерживать устойчивое сцепление, чем на цилиндре. Треугольные и квадратные сечения также использовались с разной степенью успеха. В этих случаях края должны быть закруглены, чтобы предотвратить травму от давления.
Поверхность захвата и текстура
Не случайно на протяжении тысячелетий древесина была предпочтительным материалом для рукояток инструментов, а не только для таких инструментов, как плоскогубцы или зажимы. В дополнение к своей эстетической привлекательности древесина была легко доступна и с ней легко работали неквалифицированные рабочие, а также она обладала свойствами эластичности, теплопроводности, сопротивления трению и относительной легкости по отношению к объему, что сделало ее очень приемлемой для этого и других целей.
В последние годы металлические и пластиковые ручки стали более распространенными для многих инструментов, последние, в частности, для использования с легкими молотками или отвертками. Металлическая рукоятка, однако, передает большую силу на руку и предпочтительно должна быть заключена в резиновую или пластиковую оболочку. Поверхность захвата должна быть слегка сжимаемой, где это возможно, непроводящей и гладкой, а площадь поверхности должна быть максимальной, чтобы обеспечить распределение давления по максимально возможной площади. Ручка из пенорезины используется для уменьшения ощущения усталости рук и нежности.
Характеристики трения поверхности инструмента изменяются в зависимости от давления, оказываемого рукой, от характера поверхности и загрязнения маслом или потом. Небольшое количество пота увеличивает коэффициент трения.
Длина ручки
Длина рукояти определяется критическими размерами руки и характером инструмента. Например, для молотка, который можно использовать одной рукой в силовом хвате, идеальная длина колеблется от минимальной примерно 100 мм до максимальной примерно 125 мм. Короткие рукоятки не подходят для силового хвата, а рукоятки короче 19 мм не могут быть правильно зажаты между большим и указательным пальцами и не подходят для любого инструмента.
В идеале для электроинструмента или ручной пилы, отличной от копровой или лобзиковой, рукоятка должна соответствовать на уровне 97.5-го процентиля ширине сжатой руки, вставленной в нее, а именно от 90 до 100 мм по длинной оси и 35 мм. до 40 мм в коротком.
Вес и баланс
Вес не является проблемой для точных инструментов. Для тяжелых молотков и электроинструментов допустим вес от 0.9 до 1.5 кг, но не более 2.3 кг. При весе больше рекомендованного инструмент должен поддерживаться механическими средствами.
В случае ударного инструмента, такого как молоток, желательно уменьшить вес рукоятки до минимума, совместимого с прочностью конструкции, и иметь как можно больший вес в головке. В других инструментах баланс должен быть по возможности равномерно распределен. В инструментах с маленькими головками и громоздкими рукоятками это может оказаться невозможным, но тогда рукоятку следует делать все легче по мере увеличения объема по сравнению с размером головки и стержня.
Значение перчаток
Разработчики инструментов иногда упускают из виду, что инструменты не всегда держат голыми руками и работают с ними. Перчатки обычно носят для безопасности и комфорта. Защитные перчатки редко бывают громоздкими, но перчатки, которые носят в холодном климате, могут быть очень тяжелыми, что мешает не только сенсорной обратной связи, но и способности хватать и удерживать. Ношение шерстяных или кожаных перчаток может добавить 5 мм к толщине руки и 8 мм к ширине руки у большого пальца, в то время как тяжелые рукавицы могут добавить от 25 до 40 мм соответственно.
направленность
Большинство населения западного полушария предпочитает пользоваться правой рукой. Некоторые из них функционально симметричны, и все люди могут научиться работать с большей или меньшей эффективностью любой рукой.
Несмотря на то, что число левшей невелико, установка рукояток на инструменты там, где это возможно, должна обеспечивать возможность работы с инструментом как левшами, так и правшами (примеры могут включать позиционирование дополнительной рукоятки в электроинструменте или пальцевые петли в ножницах или зажимах), если только это явно неэффективно, как в случае винтовых застежек, которые предназначены для использования сильных супинирующих мышц предплечья у правши, исключая при этом левшу. отказаться от их использования с одинаковой эффективностью. Такое ограничение необходимо принять, поскольку установка левой резьбы не является приемлемым решением.
Значение пола
В целом женщины, как правило, имеют меньшие размеры рук, меньшую хватку и примерно на 50-70% меньшую силу, чем мужчины, хотя, конечно, у некоторых женщин в более высоком конце процентиля руки больше и большая сила, чем у некоторых мужчин в более низком конце процентиля. В результате существует значительное, хотя и неустановленное число лиц, в основном женщин, которым трудно манипулировать различными ручными инструментами, предназначенными для использования мужчинами, включая, в частности, тяжелые молотки и тяжелые плоскогубцы, а также резку металла, обжимку и зажимные инструменты и инструменты для зачистки проводов. Использование этих инструментов женщинами может потребовать нежелательной работы двумя руками вместо одной руки. Поэтому на смешанном рабочем месте важно обеспечить наличие инструментов подходящего размера не только для удовлетворения потребностей женщин, но и для удовлетворения потребностей мужчин, которые находятся в нижнем конце процентиля размеров руки.
Особые соображения
Ориентация рукоятки инструмента, где это возможно, должна позволять операционной руке соответствовать естественному функциональному положению руки и кисти, а именно с запястьем более чем наполовину супинированным, отведенным примерно на 15° и слегка согнутым в тыльном направлении, с мизинцем. в почти полном сгибании, другие в меньшей степени, а большой палец приведен и слегка согнут, поза, которую иногда ошибочно называют позицией рукопожатия. (При рукопожатии запястье не более чем наполовину супинировано.) Сочетание приведения и тыльного сгибания в запястье с различным сгибанием пальцев и большого пальца создает угол захвата, составляющий около 80° между длинной осью руки и ладонью. линия, проходящая через центральную точку петли, образованной большим и указательным пальцами, то есть поперечная ось кулака.
Принуждение руки к положению локтевой девиации, то есть с согнутой рукой по направлению к мизинцу, как при использовании стандартных плоскогубцев, создает давление на сухожилия, нервы и кровеносные сосуды в структуре запястья и может вызвать инвалидизирующие состояния теносиновита, синдрома запястного канала и тому подобное. Сгибая рукоятку и удерживая запястье прямо (то есть сгибая инструмент, а не руку), можно избежать сдавления нервов, мягких тканей и сосудов. Хотя этот принцип уже давно признан, он не был широко принят производителями инструментов или пользователями. Он имеет особое применение в конструкции инструментов с перекрестным рычагом, таких как плоскогубцы, а также ножи и молотки.
Плоскогубцы и крестообразные инструменты
Особое внимание следует уделить форме ручек плоскогубцев и подобных устройств. Традиционно плоскогубцы имели изогнутые рукоятки одинаковой длины, причем верхняя кривая приближалась к изгибу ладони, а нижняя — к изгибу согнутых пальцев. При удерживании инструмента в руке ось между рукоятками совпадает с осью губок плоскогубцев. Следовательно, при работе необходимо удерживать запястье в крайнем ульнарном отклонении, т. е. согнутом в сторону мизинца, при многократном его вращении. В этом положении использование сегмента руки-запястья крайне неэффективно и создает большую нагрузку на сухожилия и суставные структуры. Если действие повторяется, это может привести к различным проявлениям чрезмерной травмы.
Чтобы решить эту проблему, в последние годы появилась новая и более эргономичная версия плоскогубцев. У этих плоскогубцев ось рукояток изогнута примерно на 45° относительно оси губок. Ручки утолщены, чтобы обеспечить лучший захват с меньшим локальным давлением на мягкие ткани. Верхняя рукоятка пропорционально длиннее и имеет форму, которая подходит для ладони и вокруг локтевой стороны. На переднем конце рукоятки имеется упор для большого пальца. Нижняя ручка короче, с выступом или закругленным выступом на переднем конце и изгибом, соответствующим согнутым пальцам.
Хотя вышеизложенное является несколько радикальным изменением, в плоскогубцы можно относительно легко внести несколько эргономически обоснованных улучшений. Возможно, самое важное, где требуется силовой хват, заключается в утолщении и небольшом уплощении рукояток с упором для большого пальца на головном конце рукоятки и небольшим расширением на другом конце. Эта модификация, если она не является неотъемлемой частью конструкции, может быть достигнута путем помещения основной металлической рукоятки в фиксированную или съемную непроводящую оболочку из резины или соответствующего синтетического материала, которая, возможно, имеет грубую шероховатость для улучшения тактильных качеств. Углубление ручек для пальцев нежелательно. Для повторного использования может быть желательно включить в ручку легкую пружину, чтобы открыть ее после закрытия.
Те же принципы применимы и к другим инструментам с крестообразным рычагом, особенно в отношении изменения толщины и уплощения рукояток.
Ножи
Для ножа общего назначения, то есть такого, который не используется в кинжальном захвате, желательно иметь угол 15° между рукояткой и лезвием, чтобы уменьшить нагрузку на суставные ткани. Размер и форма рукояток в целом должны соответствовать рукояткам других инструментов, но, чтобы учесть разные размеры рук, было предложено поставлять рукоятки ножей двух размеров, а именно один, чтобы соответствовать пользователю от 50-го до 95-го процентиля, и другой. для 5-50-го процентиля. Чтобы рука могла прикладывать усилие как можно ближе к лезвию, верхняя поверхность рукоятки должна иметь приподнятый упор для большого пальца.
Защита ножа необходима для предотвращения соскальзывания руки вперед на лезвие. Защитный кожух может иметь несколько форм, таких как хвостовик или изогнутый выступ длиной от 10 до 15 мм, выступающий вниз от рукоятки или под прямым углом к рукоятке, или защитный кожух, состоящий из тяжелой металлической петли спереди и сзади. задняя часть ручки. Упор для большого пальца также препятствует проскальзыванию.
Рукоятка должна соответствовать общим эргономическим принципам и иметь податливую поверхность, устойчивую к жиру.
Молотки
Требования к молоткам в основном рассмотрены выше, за исключением требования, касающегося изгиба рукоятки. Как отмечалось выше, принудительное и повторяющееся сгибание запястья может привести к повреждению тканей. Сгибая инструмент вместо запястья, можно уменьшить это повреждение. В отношении молотков были исследованы различные углы, но оказалось, что наклон головки вниз между 10° и 20° может улучшить комфорт, если на самом деле не улучшает производительность.
Отвертки и инструменты для скребков
К рукояткам отверток и других инструментов, удерживаемых подобным образом, таких как скребки, напильники, ручные стамески и т. д., предъявляются особые требования. Каждый из них в тот или иной момент используется с точным хватом или силовым хватом. Каждый опирается на функции пальцев и ладони для стабилизации и передачи силы.
Общие требования к ручкам уже были рассмотрены. Было обнаружено, что наиболее распространенной эффективной формой рукоятки отвертки является форма модифицированного цилиндра, имеющая куполообразную форму на конце для приема ладони и слегка расширяющуюся в месте соединения с валом для поддержки концов пальцев. Таким образом, крутящий момент в основном передается ладонью, которая удерживается в контакте с ручкой за счет давления руки и сопротивления трения кожи. Пальцы, хотя и передают некоторую силу, выполняют скорее стабилизирующую роль, что менее утомительно, поскольку требуется меньшая сила. Таким образом, купол головы становится очень важным в дизайне рукояти. Если на куполе или в месте соединения купола с рукояткой есть острые края или выступы, то либо рука становится мозолистой и травмируется, либо передача силы передается менее эффективным и более быстро утомляемым пальцам и большому пальцу. Стержень обычно цилиндрический, но был введен треугольный стержень, который обеспечивает лучшую опору для пальцев, хотя его использование может быть более утомительным.
В тех случаях, когда использование отвертки или другого крепежного средства настолько повторяется, что представляет опасность чрезмерного использования, ручной отвертку следует заменить механическим отверткой, подвешенным к потолочному ремню таким образом, чтобы он был легко доступен, не препятствуя работе.
Пилы и электроинструменты
Ручные пилы, за исключением лобзиков и легких ножовок, где наиболее уместна рукоятка, подобная рукоятке отвертки, обычно имеют рукоятку в виде закрытой пистолетной рукоятки, прикрепленной к лезвию пилы.
Ручка по существу представляет собой петлю, в которую помещаются пальцы. Петля фактически представляет собой прямоугольник с изогнутыми концами. Для перчаток он должен иметь внутренние размеры примерно от 90 до 100 мм в длинном диаметре и от 35 до 40 мм в коротком. Рукоятка, соприкасающаяся с ладонью, должна иметь уже упомянутую уплощенную цилиндрическую форму со сложными изгибами, чтобы разумно соответствовать ладони и согнутым пальцам. Ширина от внешнего изгиба до внутреннего изгиба должна быть около 35 мм, а толщина не более 25 мм.
Любопытно, что функция захвата и удержания электроинструмента очень похожа на функцию удержания пилы, и, следовательно, рукоятка отчасти похожего типа эффективна. Пистолетная рукоятка, распространенная в электроинструментах, похожа на рукоятку открытой пилы с изогнутыми сторонами, а не сплющенными.
Большинство электроинструментов состоят из ручки, корпуса и головки. Расположение рукояти имеет большое значение. В идеале ручка, тело и голова должны быть на одной линии, чтобы ручка была прикреплена к задней части тела, а голова выступала вперед. Линия действия — линия вытянутого указательного пальца, так что голова эксцентрична по отношению к центральной оси тела. Центр массы инструмента, однако, находится перед рукояткой, а крутящий момент таков, что создает поворотное движение корпуса, которое должна преодолеть рука. Следовательно, правильнее было бы разместить первичную рукоятку непосредственно под центром масс таким образом, чтобы при необходимости корпус выступал как за рукоятку, так и вперед. В качестве альтернативы, особенно в тяжелой дрели, под дрелью можно поместить дополнительную рукоятку таким образом, чтобы дрелью можно было управлять любой рукой. Электроинструменты обычно приводятся в действие спусковым крючком, встроенным в верхнюю переднюю часть рукоятки, и управляются указательным пальцем. Спусковой крючок должен быть сконструирован так, чтобы его можно было использовать любой рукой, и должен иметь легко сбрасываемый фиксирующий механизм, чтобы при необходимости удерживать питание включенным.
Карл Х. Х. Кремер
Далее будут рассмотрены три наиболее важные проблемы эргономического дизайна: контрольная, устройства для передачи энергии или сигналов от оператора к механизму; второй, показатели или дисплеи, предоставляющие оператору визуальную информацию о состоянии механизма; и в-третьих, сочетание элементов управления и дисплеев на панели или консоли.
Дизайн для сидящего оператора
Сидячая поза более стабильна и требует меньше энергии, чем стояние, но она ограничивает рабочее пространство, особенно ног, больше, чем стояние. Тем не менее, управлять ножным управлением гораздо проще, когда вы сидите, по сравнению со стоящим, потому что ступни должны переносить небольшой вес тела на землю. Кроме того, если сила, приложенная ногой, направлена частично или в значительной степени вперед, наличие сиденья со спинкой позволяет прикладывать довольно большие силы. (Типичным примером такого расположения является расположение педалей в автомобиле, которые расположены перед водителем, более или менее ниже высоты сиденья.) На рис. 1 схематично показаны места, в которых могут располагаться педали для сидящего оператора. Обратите внимание, что конкретные размеры этого пространства зависят от антропометрии реальных операторов.
Рисунок 1. Предпочтительное и обычное рабочее пространство для ног (в сантиметрах)
Пространство для размещения органов управления с ручным управлением в основном расположено перед телом, в пределах примерно сферического контура, центр которого находится либо в локте, либо в плече, либо где-то между этими двумя суставами тела. На рис. 2 схематически показано это место для расположения органов управления. Конечно, конкретные размеры зависят от антропометрии операторов.
Рисунок 2. Предпочтительное и обычное рабочее пространство для рук (в сантиметрах)
Пространство для дисплеев и элементов управления, на которые необходимо смотреть, ограничено периферией частичной сферы перед глазами и центрировано в глазах. Таким образом, эталонная высота для таких дисплеев и элементов управления зависит от высоты глаз сидящего оператора и от положения его или ее туловища и шеи. Предпочтительное место для визуальных целей ближе, чем примерно один метр, находится явно ниже высоты глаза и зависит от близости цели и положения головы. Чем ближе цель, тем ниже она должна быть расположена, и она должна быть в медиальной (среднесагиттальной) плоскости оператора или рядом с ней.
Положение головы удобно описывать с помощью «линии ухо-глаз» (Кремер, 1994а), которая при виде сбоку проходит через правое ухо и место соединения век правого глаза, а голова не наклонена ни в одну из сторон (зрачки находятся на одном горизонтальном уровне при фронтальной проекции). Обычно положение головы называют «прямым» или «вертикальным», когда угол наклона P (см. рис. 3) между линией ухо-глаз и горизонтом около 15°, при этом глаза находятся выше уровня уха. Предпочтительное расположение визуальных целей — 25–65° ниже линии ушей и глаз (ЛОСЕЕ на рисунке 3), причем более низкие значения предпочитаются большинством людей для близких целей, которые необходимо держать в фокусе. Несмотря на то, что существуют большие различия в предпочтительных углах линии взгляда, большинство субъектов, особенно по мере взросления, предпочитают фокусироваться на близких целях с большими расстояниями. ЛОСЕЕ углы.
Проектирование для постоянного оператора
Управление педалью стоящим оператором требуется редко, потому что в противном случае человеку придется проводить слишком много времени, стоя на одной ноге, в то время как другая нога управляет управлением. Очевидно, что одновременное управление двумя педалями стоящим оператором практически невозможно. Пока оператор стоит на месте, место для расположения ножных органов управления ограничено небольшим участком ниже ствола и немного впереди него. Ходьба даст больше места для размещения педалей, но в большинстве случаев это крайне непрактично из-за связанных с этим расстояний.
Место для ручного управления стоящего оператора включает в себя примерно ту же площадь, что и для сидящего оператора, примерно полусферу перед телом с центром около плеч оператора. Для повторяющихся операций управления предпочтительной частью этой полусферы будет ее нижняя часть. Область расположения дисплеев также аналогична той, которая подходит для сидящего оператора, опять же примерно в виде полусферы с центром возле глаз оператора, с предпочтительным расположением в нижней части этой полусферы. Точное расположение дисплеев, а также элементов управления, которые должны быть видны, зависит от положения головы, как обсуждалось выше.
Высота органов управления соответствует высоте локтя оператора, когда плечо свисает с плеча. Высота дисплеев и элементов управления, на которые необходимо смотреть, относится к высоте глаз оператора. И то, и другое зависит от антропометрии оператора, которая может сильно различаться у невысоких и высоких людей, у мужчин и женщин, а также у людей разного этнического происхождения.
Ножное управление
Следует различать два вида управления: одно используется для передачи большой энергии или силы на механизм. Примерами этого являются педали на велосипеде или педаль тормоза в более тяжелом транспортном средстве, не имеющем функции усиления. Ножное управление, такое как выключатель, в котором управляющий сигнал передается на оборудование, обычно требует лишь небольшого количества силы или энергии. Хотя удобно рассматривать эти две крайности педалей, существуют различные промежуточные формы, и задача конструктора состоит в том, чтобы определить, какая из следующих рекомендаций по проектированию лучше всего подходит для них.
Как упоминалось выше, повторное или постоянное нажатие педали должно требоваться только от сидящего оператора. Для органов управления, предназначенных для передачи больших энергий и усилий, применяются следующие правила:
Выбор элементов управления
Выбор среди различных видов контроля должен быть сделан в соответствии со следующими потребностями или условиями:
Функциональная полезность средств контроля также определяет процедуры отбора. Основные критерии следующие:
Таблица 1. Контрольные перемещения и ожидаемые эффекты
Направление движения управления |
||||||||||||
Функция |
Up |
Правильно |
вперед |
По часовой стрелке |
Нажмите, |
вниз |
левый |
Назад |
Назад |
контр- |
Потянуть1 |
Push2 |
On |
+3 |
+ |
+ |
+ |
– |
+3 |
+ |
|||||
от |
+ |
– |
– |
+ |
– |
|||||||
Правильно |
+ |
– |
||||||||||
левый |
+ |
– |
||||||||||
Повышение |
+ |
– |
||||||||||
Опустите |
– |
+ |
||||||||||
втягиваться |
– |
+ |
– |
|||||||||
Продлить |
+ |
– |
– |
|||||||||
Увеличение |
– |
– |
+ |
– |
||||||||
Уменьшить |
– |
– |
+ |
– |
||||||||
Открытое значение |
– |
+ |
||||||||||
Закрыть значение |
+ |
– |
Пусто: не применимо; + Самый предпочтительный; - менее предпочтительно. 1 С триггерным управлением. 2 С двухтактным переключателем. 3 Наверху в США, внизу в Европе.
Источник: Изменено из Kroemer 1995.
Таблица 1 и таблица 2 помогают в выборе надлежащих элементов управления. Однако обратите внимание, что существует несколько «естественных» правил выбора и разработки элементов управления. Большинство современных рекомендаций носят чисто эмпирический характер и применимы к существующим устройствам и западным стереотипам.
Таблица 2. Соотношения управления и эффекта обычных ручных органов управления
эффект |
Ключ- |
Переключать |
От себя- |
Бар |
Круглые |
Дисковый |
Дисковый |
Кривошип |
Рокерский переключатель |
Рычаг |
джойстик |
Легенда |
Слайд-шоу1 |
Выберите ВКЛ./ВЫКЛ. |
+ |
+ |
+ |
= |
+ |
+ |
+ |
||||||
Выберите ВКЛ./ОЖИДАНИЕ/ВЫКЛ. |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Выберите ВЫКЛ./РЕЖИМ1/РЕЖИМ2. |
= |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
Выберите одну функцию из нескольких связанных функций |
– |
+ |
– |
= |
|||||||||
Выберите один из трех или более дискретных вариантов |
+ |
+ |
|||||||||||
Выберите рабочее состояние |
+ |
+ |
– |
+ |
+ |
– |
|||||||
Включить или отключить |
+ |
||||||||||||
Выберите один из взаимно |
+ |
+ |
|||||||||||
Установить значение на шкале |
+ |
– |
= |
= |
= |
+ |
|||||||
Выберите значение в дискретных шагах |
+ |
+ |
+ |
+ |
Пусто: не применимо; +: наиболее предпочтительный; –: Менее предпочтительный; = Наименее предпочтительный. 1 По оценкам (эксперименты не известны).
Источник: Изменено из Kroemer 1995.
На рис. 4 представлены примеры «фиксированных» органов управления, характеризующихся дискретными стопорами или упорами, при которых орган управления останавливается. На нем также изображены типичные «непрерывные» элементы управления, когда операция управления может происходить в любом месте в пределах диапазона регулировки без необходимости установки в какое-либо заданное положение.
Рисунок 4. Некоторые примеры «фиксированного» и «непрерывного» управления
Размер элементов управления в значительной степени определяется прошлым опытом работы с различными типами элементов управления, часто руководствуясь желанием минимизировать необходимое пространство на панели управления и либо разрешить одновременную работу соседних элементов управления, либо избежать непреднамеренной одновременной активации. Кроме того, на выбор конструктивных характеристик будут влиять такие соображения, как расположение органов управления на открытом воздухе или в защищенных помещениях, в стационарном оборудовании или движущихся транспортных средствах, а также возможность использования голых рук или перчаток и рукавиц. Для этих условий обратитесь к материалам в конце главы.
Несколько операционных правил регулируют расположение и группировку элементов управления. Они перечислены в таблице 3. Для получения более подробной информации см. литературу, указанную в конце этого раздела, а также Kroemer, Kroemer and Kroemer-Elbert (1994).
Таблица 3. Правила расположения органов управления
Найдите для |
Органы управления должны быть ориентированы по отношению к оператору. Если |
Основные элементы управления |
Наиболее важные элементы управления должны иметь наиболее выгодные |
Связанные с группой |
Элементы управления, которые работают последовательно, которые связаны с |
Организовать |
Если действие средств управления следует заданному образцу, средства управления должны |
Быть последовательными |
Расположение функционально идентичных или подобных органов управления |
Dead-оператор |
Если оператор становится недееспособным и отпускает |
Выберите коды |
Существует множество способов помочь идентифицировать элементы управления, указать |
Источник: Изменено из Kroemer, Kroemer and Kroemer-Elbert 1994.
Воспроизведено с разрешения Prentice-Hall. Все права защищены.
Предотвращение случайного срабатывания
Ниже приведены наиболее важные средства защиты от непреднамеренной активации элементов управления, некоторые из которых могут быть объединены:
Обратите внимание, что эти конструкции обычно замедляют работу элементов управления, что может нанести ущерб в случае чрезвычайной ситуации.
Устройства ввода данных
Почти все элементы управления можно использовать для ввода данных на компьютере или другом устройстве хранения данных. Однако мы больше всего привыкли к практике использования клавиатуры с кнопками. На оригинальной клавиатуре пишущей машинки, которая стала стандартной даже для компьютерных клавиатур, клавиши были расположены в основном в алфавитном порядке, который был изменен по разным, часто неясным причинам. В некоторых случаях буквы, которые часто следуют друг за другом в обычном тексте, были разнесены, чтобы исходные механические шрифты не могли запутаться при быстром ударе. «Столбцы» клавиш идут примерно прямыми линиями, как и «ряды» клавиш. Однако кончики пальцев не выровнены таким образом и не двигаются таким образом, когда пальцы руки сгибаются, вытягиваются или перемещаются в стороны.
За последние сто лет было предпринято много попыток улучшить производительность клавиатуры путем изменения раскладки клавиатуры. К ним относятся перемещение клавиш в стандартной раскладке или полное изменение раскладки клавиатуры. Клавиатура была разделена на отдельные секции, и были добавлены наборы клавиш (например, цифровые панели). Расположение соседних клавиш можно изменить, изменив расстояние, смещение друг от друга или от опорных линий. Клавиатура может быть разделена на секции для левой и правой руки, и эти секции могут быть наклонены вбок, наклонены и наклонены.
Динамика работы кнопочных клавиш важна для пользователя, но ее сложно измерить в работе. Таким образом, характеристики усилия-смещения ключей обычно описываются для статических испытаний, что не свидетельствует о реальной работе. Согласно современной практике, клавиши на компьютерных клавиатурах имеют довольно небольшое смещение (около 2 мм) и демонстрируют сопротивление «отскоку назад», то есть уменьшение усилия срабатывания в момент нажатия клавиши. Вместо отдельных одиночных клавиш некоторые клавиатуры состоят из мембраны с переключателями под ней, которые при нажатии в правильном месте генерируют желаемый ввод с небольшим смещением или без него. Основным преимуществом мембраны является то, что через нее не могут проникнуть пыль или жидкости; однако многим пользователям это не нравится.
Существуют альтернативы принципу «один ключ — один символ»; вместо этого можно генерировать входные данные с помощью различных комбинаторных средств. Одним из них является «аккорд», означающий, что два или более элемента управления используются одновременно для создания одного символа. Это предъявляет требования к возможностям памяти оператора, но требует использования очень небольшого числа клавиш. В других разработках используются элементы управления, отличные от бинарной нажимной кнопки, заменяя ее рычагами, переключателями или специальными датчиками (такими как инструментальная перчатка), которые реагируют на движения пальцев руки.
По традиции набор текста и ввод данных в компьютер осуществлялись путем механического взаимодействия пальцев оператора с такими устройствами, как клавиатура, мышь, трекбол или световое перо. Тем не менее, есть много других способов получения входных данных. Распознавание голоса представляется одним из многообещающих методов, но можно использовать и другие методы. Они могут использовать, например, указывание, жесты, выражение лица, движения тела, взгляд (направление взгляда), движения языка, дыхание или язык жестов для передачи информации и создания входных данных для компьютера. Техническое развитие в этой области находится в постоянном движении, и, как показывают многие нетрадиционные устройства ввода, используемые в компьютерных играх, принятие устройств, отличных от традиционной бинарной клавиатуры, вполне осуществимо в ближайшем будущем. Обсуждение современных клавиатурных устройств проводилось, например, Kroemer (1994b) и McIntosh (1994).
Дисплеи
Дисплеи предоставляют информацию о состоянии оборудования. Дисплеи могут относиться к зрительному восприятию оператора (фонари, весы, счетчики, электронно-лучевые трубки, плоская электроника и т. д.), к слуховому восприятию (звонки, сирены, записанные голосовые сообщения, звуки, генерируемые электронным способом и т. д.) или к осязание (фигурные элементы управления, шрифт Брайля и т. д.). Этикетки, письменные инструкции, предупреждения или символы («значки») могут считаться особыми видами отображения.
Четыре «главных правила» для дисплеев:
Выбор звукового или визуального дисплея зависит от преобладающих условий и целей. Целью отображения может быть обеспечение:
Визуальное отображение наиболее уместно, если вокруг шумно, оператор остается на месте, сообщение длинное и сложное, особенно если речь идет о пространственном расположении объекта. Звуковой дисплей подходит, если на рабочем месте должно быть темно, оператор перемещается, а сообщение короткое и простое, требует немедленного внимания и касается событий и времени.
Визуальные дисплеи
Существует три основных типа визуальных дисплеев: (1) проверка дисплей показывает, существует ли данное состояние (например, зеленый свет указывает на нормальную работу). (2) качественный дисплей показывает состояние изменяющейся переменной или ее приблизительное значение, или тенденцию ее изменения (например, указатель перемещается в пределах «нормального» диапазона). (3) количественный дисплей показывает точную информацию, которую необходимо выяснить (например, найти место на карте, прочитать текст или нарисовать на мониторе компьютера), или может указать точное числовое значение, которое должен прочитать оператор (например, , время или температура).
Рекомендации по проектированию визуальных дисплеев:
Рисунок 5. Цветовая маркировка световых индикаторов
Для более сложной и подробной информации, особенно количественной, традиционно используется один из четырех различных видов отображения: (1) подвижная стрелка (с фиксированной шкалой), (2) подвижная шкала (с фиксированной стрелкой), (3) счетчики. или (4) «живописные» дисплеи, особенно созданные компьютером на мониторе дисплея. На рис. 6 перечислены основные характеристики этих типов дисплеев.
Рисунок 6. Характеристики дисплеев
Обычно предпочтительнее использовать подвижную стрелку, а не подвижную шкалу, при этом шкала может быть прямой (горизонтальной или вертикальной), изогнутой или круглой. Весы должны быть простыми и лаконичными, с градуировкой и нумерацией, разработанными таким образом, чтобы можно было быстро снять правильные показания. Цифры должны располагаться вне отметок шкалы так, чтобы они не закрывались стрелкой. Указатель должен оканчиваться острием непосредственно на маркировке. Шкала должна маркировать деления настолько точно, насколько оператор должен читать. Все основные отметки должны быть пронумерованы. Прогрессии лучше всего обозначать с интервалами в один, пять или десять единиц между основными отметками. Числа должны увеличиваться слева направо, снизу вверх или по часовой стрелке. Подробную информацию о размерах весов см. в стандартах, перечисленных Cushman and Rosenberg 1991 или Kroemer 1994a.
Начиная с 1980-х годов механические дисплеи со стрелками и печатными шкалами все чаще заменялись «электронными» дисплеями с компьютерными изображениями или твердотельными устройствами, использующими светодиоды (см. Snyder 1985a). Отображаемая информация может быть закодирована следующими средствами:
К сожалению, многие электронно-генерируемые дисплеи были нечеткими, часто чрезмерно сложными и красочными, плохо читаемыми и требовали точной фокусировки и пристального внимания, что может отвлекать от основной задачи, например, вождения автомобиля. В этих случаях часто нарушались первые три из четырех перечисленных выше «основных правил». Кроме того, многие электронные указатели, маркировки и буквенно-цифровые символы не соответствовали установленным правилам эргономичного дизайна, особенно когда они генерировались сегментами линий, линиями сканирования или точечными матрицами. Хотя некоторые из этих дефектных конструкций были допущены пользователями, быстрые инновации и совершенствование методов отображения позволяют найти множество лучших решений. Однако такое же бурное развитие приводит к тому, что печатные отчеты (пусть даже актуальные и исчерпывающие при их появлении) быстро устаревают. Поэтому в этом тексте их нет. Сборники были опубликованы Кушманом и Розенбергом (1991), Кинни и Хьюи (1990) и Вудсоном, Тиллманом и Тиллманом (1991).
Общее качество электронных дисплеев часто оставляет желать лучшего. Одной из мер, используемых для оценки качества изображения, является передаточная функция модуляции (MTF) (Snyder 1985b). Он описывает разрешение дисплея с помощью специального тестового синусоидального сигнала; тем не менее, у читателей есть много критериев предпочтения дисплеев (Диллон, 1992).
Монохромные дисплеи имеют только один цвет, обычно зеленый, желтый, янтарный, оранжевый или белый (ахроматический). Если на одном и том же хроматическом дисплее появляется несколько цветов, их должно быть легко различить. Лучше всего одновременно отображать не более трех-четырех цветов (предпочтение отдается красному, зеленому, желтому или оранжевому, голубому или фиолетовому). Все должно сильно контрастировать с фоном. На самом деле подходящим правилом является сначала дизайн на контрасте, то есть с точки зрения черного и белого, а затем умеренное добавление цветов.
Несмотря на множество переменных, которые по отдельности и взаимодействуя друг с другом, влияют на использование сложного цветного дисплея, Кушман и Розенберг (1991) составили рекомендации по использованию цвета в дисплеях; они перечислены на рисунке 7.
Рисунок 7. Рекомендации по использованию цветов на дисплеях
Другие предложения заключаются в следующем:
Панели управления и дисплеи
Дисплеи, а также элементы управления должны располагаться на панелях так, чтобы они находились перед оператором, то есть ближе к медиальной плоскости человека. Как обсуждалось ранее, органы управления должны располагаться на уровне локтей, а дисплеи должны быть ниже или на уровне глаз, независимо от того, сидит оператор или стоит. Редко используемые элементы управления или менее важные дисплеи могут располагаться дальше по бокам или выше.
Часто информация о результате операции управления отображается на приборе. При этом дисплей должен располагаться близко к органу управления, чтобы настройку органов управления можно было производить без ошибок, быстро и удобно. Назначение обычно наиболее четкое, когда элемент управления находится непосредственно под дисплеем или справа от него. Необходимо следить за тем, чтобы рука не закрывала дисплей при работе с органом управления.
Существуют популярные ожидания отношений управления и отображения, но их часто усваивают, они могут зависеть от культурного происхождения и опыта пользователя, и эти отношения часто не являются прочными. На ожидаемые отношения движения влияет тип управления и отображения. Когда оба являются либо линейными, либо вращающимися, стереотипное ожидание состоит в том, что они движутся в соответствующих направлениях, например, оба вверх или оба по часовой стрелке. Когда движения неконгруэнтны, обычно применяются следующие правила:
Соотношение смещения элемента управления и дисплея (соотношение C/D или усиление D/C) описывает, насколько необходимо сместить элемент управления для настройки дисплея. Если большое движение элемента управления вызывает лишь небольшое движение дисплея, это говорит о высоком отношении C/D и о том, что элемент управления имеет низкую чувствительность. Часто при настройке используются два различных движения: сначала быстрое первичное («поворотное») движение к приблизительному местоположению, а затем точная регулировка до точной настройки. В некоторых случаях за оптимальное соотношение C/D принимается то, которое минимизирует сумму этих двух движений. Однако наиболее подходящее соотношение зависит от данных обстоятельств; он должен быть определен для каждого приложения.
Этикетки и предупреждения
Этикетки
В идеале на оборудовании или на контроле не должно быть никаких этикеток, поясняющих его использование. Однако часто необходимо использовать этикетки, чтобы можно было найти, идентифицировать, прочитать или манипулировать элементами управления, дисплеями или другими элементами оборудования. Маркировка должна быть сделана так, чтобы информация предоставлялась точно и быстро. Для этого применяются рекомендации, приведенные в таблице 4.
Таблица 4. Рекомендации по этикеткам
ориентация |
Этикетка и нанесенная на нее информация должны быть ориентированы |
Адрес |
Этикетка должна быть размещена на предмете, который он |
Стандартизация |
Размещение всех этикеток должно быть одинаковым на всем протяжении |
Подобрать оборудование |
Метка должна в первую очередь описывать функцию («что она делает? |
Сокращения |
Можно использовать общепринятые сокращения. Если новая аббревиатура |
краткость |
Надпись на этикетке должна быть максимально лаконичной, без |
фамильярность |
По возможности следует выбирать слова, знакомые слушателю. |
Видимость и |
Оператор должен иметь возможность легко и точно считывать |
Шрифт и размер |
Типографика определяет удобочитаемость письменной информации; |
Источник: изменено из Kroemer, Kroemer and Kroemer-Elbert 1994.
(воспроизведено с разрешения Prentice-Hall; все права защищены).
Шрифт (гарнитура) должен быть простым, жирным и вертикальным, например Futura, Helvetica, Namel, Tempo и Vega. Обратите внимание, что большинство шрифтов, созданных электронным способом (создаваемых с помощью светодиодов, ЖК-дисплеев или точечной матрицы), как правило, уступают печатным шрифтам; таким образом, особое внимание должно быть уделено тому, чтобы сделать их как можно более разборчивыми.
расстояние просмотра 35 см, рекомендуемая высота 22 мм
расстояние просмотра 70 см, рекомендуемая высота 50 мм
расстояние просмотра 1 м, рекомендуемая высота 70 мм
расстояние просмотра 1.5 м, рекомендуемая высота не менее 1 см.
Предупреждения
В идеале все устройства должны быть безопасными в использовании. В действительности часто этого невозможно достичь с помощью дизайна. В этом случае необходимо предупредить пользователей об опасностях, связанных с использованием продукта, и предоставить инструкции по безопасному использованию во избежание травм или повреждений.
Предпочтительно иметь «активное» предупреждение, обычно состоящее из датчика, который замечает ненадлежащее использование, в сочетании с устройством оповещения, которое предупреждает человека о надвигающейся опасности. Тем не менее, в большинстве случаев используются «пассивные» предупреждения, обычно состоящие из этикетки, прикрепленной к продукту, и инструкций по безопасному использованию в руководстве пользователя. Такие пассивные предупреждения полностью полагаются на то, что пользователь-человек должен распознать существующую или потенциальную опасную ситуацию, запомнить предупреждение и вести себя предусмотрительно.
Таблички и знаки для пассивных предупреждений должны быть тщательно разработаны в соответствии с самыми последними государственными законами и постановлениями, национальными и международными стандартами, а также передовой применимой инженерной информацией. Предупреждающие этикетки и таблички могут содержать текст, графику и изображения — часто изображения с избыточным текстом. Графика, особенно изображения и пиктограммы, могут использоваться людьми с различным культурным и языковым происхождением, если эти изображения тщательно отобраны. Однако пользователи с разным возрастом, опытом, этническим происхождением и образованием могут по-разному воспринимать опасности и предупреждения. Таким образом, дизайн безопасный продукт гораздо предпочтительнее, чем применение предупреждений к низкокачественному продукту.
При проектировании оборудования крайне важно полностью учитывать тот факт, что у человека-оператора есть как возможности, так и ограничения в обработке информации, которые носят разный характер и встречаются на разных уровнях. Производительность в реальных рабочих условиях сильно зависит от того, в какой степени проект либо учитывал, либо игнорировал эти возможности и их ограничения. Далее будет предложен краткий очерк некоторых из основных вопросов. Будут сделаны ссылки на другие материалы этого тома, где вопрос будет обсуждаться более подробно.
В анализе обработки информации человеком принято различать три основных уровня, а именно: уровень восприятия, уровень принятия решений и двигательный уровень. Уровень восприятия подразделяется на три дополнительных уровня, связанных с сенсорной обработкой, выделением признаков и идентификацией восприятия. На уровне принятия решений оператор получает перцептивную информацию и выбирает реакцию на нее, которая окончательно программируется и актуализируется на двигательном уровне. Это описывает только информационный поток в простейшем случае реакции выбора. Однако очевидно, что перцептивная информация может накапливаться, комбинироваться и диагностироваться до того, как будет вызвано действие. Опять же, может возникнуть потребность в отборе информации с учетом перцептивной перегрузки. Наконец, выбор подходящего действия становится более сложной задачей, когда есть несколько вариантов, некоторые из которых могут быть более подходящими, чем другие. В настоящем обсуждении акцент будет сделан на факторах восприятия и принятия решений при обработке информации.
Перцептивные возможности и ограничения
Сенсорные пределы
Первая категория ограничений обработки — сенсорная. Их значимость для обработки информации очевидна, поскольку обработка становится менее надежной по мере того, как информация приближается к пороговым значениям. Это может показаться довольно тривиальным утверждением, но, тем не менее, сенсорные проблемы не всегда четко распознаются в дизайне. Например, буквенно-цифровые символы в системах вывесок должны быть достаточно крупными, чтобы их можно было прочитать на расстоянии, соответствующем необходимости соответствующего действия. Разборчивость, в свою очередь, зависит не только от абсолютного размера буквенно-цифровых знаков, но и от контраста, а ввиду латерального торможения — и от общего количества информации о знаке. В частности, в условиях плохой видимости (например, дождь или туман во время вождения или полета) разборчивость представляет собой значительную проблему, требующую дополнительных мер. Разработанные недавно дорожные указатели и дорожные указатели обычно хорошо спроектированы, но указатели рядом и внутри зданий часто неразборчивы. Единицы визуального отображения являются еще одним примером, в котором сенсорные ограничения размера, контраста и количества информации играют важную роль. В области слуха некоторые основные сенсорные проблемы связаны с пониманием речи в шумной обстановке или в системах передачи звука низкого качества.
Извлечение функций
При наличии достаточной сенсорной информации следующий набор проблем обработки информации связан с извлечением признаков из представленной информации. Самые последние исследования показали достаточно доказательств того, что анализ особенностей предшествует восприятию значимых целых. Анализ признаков особенно полезен при поиске особого девиантного объекта среди многих других. Например, существенное значение на дисплее, содержащем множество значений, может быть представлено одним отклоняющимся цветом или размером, что затем немедленно привлекает внимание или «выскакивает». Теоретически существует общее предположение о «картах признаков» для различных цветов, размеров, форм и других физических характеристик. Привлекательность признака зависит от разницы в активации карт признаков, принадлежащих к одному и тому же классу, например, цвету. Таким образом, активация карты признаков зависит от различимости девиантных признаков. Это означает, что когда на экране есть несколько экземпляров многих цветов, большинство карт цветовых характеристик активируются примерно одинаково, что приводит к тому, что ни один из цветов не выделяется.
Точно так же выскакивает одна движущаяся реклама, но этот эффект совершенно исчезает при наличии в поле зрения нескольких движущихся стимулов. Принцип различной активации карт признаков также применяется при выравнивании указателей, указывающих на идеальные значения параметров. На отклонение указателя указывает отклоняющийся наклон, который быстро обнаруживается. Если это невозможно реализовать, изменение цвета может указывать на опасное отклонение. Таким образом, общее правило дизайна состоит в том, чтобы использовать на экране только очень небольшое количество нестандартных функций и зарезервировать их только для самой важной информации. Поиск релевантной информации становится громоздким в случае сочетания признаков. Например, трудно найти большой красный объект среди маленьких красных объектов, а также больших и малых зеленых объектов. По возможности следует избегать союзов при разработке эффективного поиска.
Разделяемые и интегральные размеры
Признаки отделимы, когда их можно изменить, не влияя на восприятие других признаков объекта. Длины линий гистограмм являются показательным примером. С другой стороны, интегральные признаки относятся к признакам, изменение которых меняет общий внешний вид объекта. Например, нельзя изменить черты рта на схематическом рисунке лица, не изменив общего вида изображения. Опять же, цвет и яркость неотделимы друг от друга в том смысле, что невозможно изменить цвет, не изменив при этом впечатления яркости. Принципы отделяемых и интегральных признаков, а также эмерджентных свойств, возникающих в результате изменения отдельных признаков объекта, применяются в так называемых интегрированный or диагностический дисплеи. Смысл этих дисплеев заключается в том, что вместо отображения отдельных параметров различные параметры объединяются в один дисплей, общая композиция которого показывает, что на самом деле может быть не так с системой.
В представлении данных в диспетчерских до сих пор доминирует философия, согласно которой каждая отдельная мера должна иметь свой индикатор. Представление мер по частям означает, что перед оператором стоит задача объединения показаний с различных отдельных дисплеев, чтобы диагностировать потенциальную проблему. Во время проблем на атомной электростанции Три-Майл-Айленд в Соединенных Штатах от сорока до пятидесяти дисплеев регистрировали ту или иную форму беспорядка. Таким образом, у оператора была задача диагностировать, что на самом деле было не так, путем интеграции информации с этого множества дисплеев. Интегральные дисплеи могут быть полезны при диагностике типа ошибки, поскольку они объединяют различные меры в единый образец. Таким образом, различные шаблоны встроенного дисплея могут быть диагностическими в отношении конкретных ошибок.
Классический пример диагностического дисплея, который был предложен для ядерных диспетчерских, показан на рисунке 1. Он отображает ряд мер в виде спиц одинаковой длины, так что правильный многоугольник всегда представляет нормальные условия, в то время как различные искажения могут быть связаны с различными типами проблем в процессе.
Рисунок 1. В обычной ситуации все значения параметров равны, образуя шестиугольник. При отклонении некоторые значения изменились, создав определенное искажение.
Не все интегральные дисплеи одинаково различимы. Чтобы проиллюстрировать проблему, положительная корреляция между двумя размерами прямоугольника создает различия в поверхности, сохраняя при этом одинаковую форму. В качестве альтернативы, отрицательная корреляция создает различия в форме при сохранении одинаковой поверхности. Случай, когда изменение интегральных размеров создает новую форму, упоминается как выявление эмерджентного свойства паттерна, которое увеличивает способность оператора различать паттерны. Эмерджентные свойства зависят от идентичности и расположения частей, но не могут быть отождествлены ни с одной частью.
Объектные и конфигурационные дисплеи не всегда полезны. Сам тот факт, что они интегральные, означает, что характеристики отдельных переменных труднее воспринимать. Дело в том, что по определению интегральные измерения взаимозависимы, что затемняет их отдельные составляющие. Могут быть обстоятельства, при которых это неприемлемо, но все же можно захотеть извлечь выгоду из диагностических паттерн-подобных свойств, которые типичны для отображения объекта. Одним из компромиссов может быть традиционный дисплей гистограммы. С одной стороны, гистограммы вполне отделимы. Тем не менее, когда они расположены достаточно близко друг к другу, разная длина полосок может вместе составлять предметно-подобный рисунок, который вполне может служить диагностической цели.
Некоторые диагностические дисплеи лучше других. Их качество зависит от того, насколько дисплей соответствует ментальная модель задачи. Например, диагностика неисправностей на основе искажений правильного многоугольника, как на рис. 1, может еще иметь мало отношения к семантике предметной области или к концепции оператора процессов на электростанции. Таким образом, различные виды отклонений полигона явно не относятся к конкретной проблеме на предприятии. Поэтому наиболее подходящим конфигурационным дисплеем является дизайн, соответствующий конкретной ментальной модели задачи. Таким образом, следует подчеркнуть, что поверхность прямоугольника является полезным отображением объекта только тогда, когда произведение длины и ширины представляет собой интересующую переменную!
Интересные отображения объектов проистекают из трехмерных представлений. Например, трехмерное представление воздушного движения, а не традиционное двухмерное радиолокационное представление, может дать пилоту большую «ситуационную осведомленность» о другом воздушном движении. Было показано, что трехмерный дисплей намного превосходит двухмерный, поскольку его символы показывают, находится ли другой самолет выше или ниже вашего собственного.
Ухудшение условий
Ухудшение качества изображения происходит при различных условиях. Для некоторых целей, например, для маскировки, объекты намеренно деградируют, чтобы предотвратить их идентификацию. В других случаях, например, при усилении яркости, черты могут стать слишком размытыми, чтобы можно было идентифицировать объект. Один исследовательский вопрос касался минимального количества «строк», необходимых на экране, или «количества деталей», необходимых для предотвращения деградации. К сожалению, такой подход к качеству изображения не привел к однозначным результатам. Проблема в том, что идентификация деградированных стимулов (например, замаскированного бронетранспортера) слишком сильно зависит от наличия или отсутствия второстепенных деталей, специфичных для объекта. Следствием этого является то, что нельзя сформулировать никакого общего предписания относительно плотности линий, за исключением тривиального утверждения, что деградация уменьшается по мере увеличения плотности.
Особенности буквенно-цифровых символов
Основная проблема в процессе выделения признаков касается фактического количества признаков, которые вместе определяют стимул. Таким образом, разборчивость декоративных символов, таких как готические буквы, плохая из-за множества избыточных кривых. Во избежание путаницы, разница между буквами с очень похожими чертами, такими как i и l, и c и e— следует подчеркнуть. По этой же причине длину штриха и хвостика верхних и нижних выносных элементов рекомендуется делать не менее 40% от общей высоты буквы.
Очевидно, что различение букв в основном определяется количеством признаков, которые они не разделяют. В основном они состоят из прямых и круговых сегментов, которые могут иметь горизонтальную, вертикальную и косую ориентацию и могут различаться по размеру, как в строчных, так и в прописных буквах.
Очевидно, что даже когда буквенно-цифровые символы хорошо различимы, они могут легко потерять это свойство в сочетании с другими элементами. Таким образом, цифры 4 и 7 имеют только несколько общих черт, но они плохо работают в контексте более крупных в остальном идентичных групп (например, 384 против 387) Есть единогласное мнение, что чтение текста в нижнем регистре происходит быстрее, чем в прописном. Обычно это объясняется тем, что строчные буквы имеют более четкие характеристики (например, собака, кошка против DOG, КПП). Было установлено превосходство строчных букв не только для чтения текста, но и для дорожных знаков, таких как те, которые используются для обозначения городов на выездах с автомагистралей.
Идентификация
Заключительный процесс восприятия связан с идентификацией и интерпретацией восприятий. Человеческие ограничения, возникающие на этом уровне, обычно связаны с различением и поиском соответствующей интерпретации восприятия. Применения исследований в области визуальной дискриминации разнообразны, они связаны с буквенно-цифровыми паттернами, а также с более общей идентификацией стимулов. Дизайн стоп-сигналов в автомобилях послужит примером последней категории. Аварии сзади составляют значительную долю дорожно-транспортных происшествий и отчасти связаны с тем, что традиционное расположение стоп-сигнала рядом с задними фонарями делает его плохо различимым и, следовательно, увеличивает время реакции водителя. В качестве альтернативы был разработан одиночный свет, который, по-видимому, снижает количество аварий. Он установлен в центре заднего стекла примерно на уровне глаз. В экспериментальных исследованиях на дороге эффект центрального стоп-сигнала оказывается меньше, когда испытуемые осознают цель исследования, что позволяет предположить, что идентификация стимула в традиционной конфигурации улучшается, когда испытуемые сосредотачиваются на задаче. Несмотря на положительный эффект изолированного стоп-сигнала, его идентификацию можно еще улучшить, сделав стоп-сигнал более значимым, придав ему форму восклицательного знака, «!» или даже значка.
Абсолютное суждение
Очень строгие и часто противоречащие здравому смыслу ограничения производительности возникают в случаях абсолютной оценки физических размеров. Примеры возникают в связи с цветовым кодированием объектов и использованием тонов в слуховых системах вызова. Дело в том, что относительное суждение намного превосходит абсолютное суждение. Проблема с абсолютным суждением заключается в том, что код должен быть переведен в другую категорию. Таким образом, определенный цвет может быть связан со значением электрического сопротивления, или определенный тон может быть предназначен для человека, для которого предназначено последующее сообщение. Таким образом, на самом деле проблема заключается не в перцептивной идентификации, а скорее в выборе ответа, который будет обсуждаться далее в этой статье. Здесь достаточно заметить, что не следует использовать более четырех или пяти цветов или тонов, чтобы избежать ошибок. Когда требуется больше альтернатив, можно добавить дополнительные параметры, такие как громкость, продолжительность и компоненты тона.
Чтение слов
Актуальность чтения отдельных словосочетаний в традиционной печати подтверждается различными широко распространенными свидетельствами, такими как тот факт, что чтение очень затруднено, когда пропущены пробелы, опечатки часто остаются незамеченными, и очень трудно читать слова в чередующихся падежах. (например, ЧЕРЕДОВАНИЕ). Некоторые исследователи подчеркивали роль формы слова в чтении единиц слова и предположили, что анализаторы пространственной частоты могут быть важны для определения формы слова. С этой точки зрения значение будет получено из общей формы слова, а не путем побуквенного анализа. Тем не менее, вклад анализа формы слова, вероятно, ограничен небольшими общеупотребительными словами — артиклями и окончаниями — что согласуется с выводом о том, что опечатки в маленьких словах и окончаниях имеют относительно низкую вероятность обнаружения.
Текст в нижнем регистре имеет преимущество перед верхним регистром из-за потери функций в верхнем регистре. Тем не менее, преимущество строчных слов отсутствует или даже может быть обратным при поиске одного слова. Возможно, при поиске смешиваются факторы размера и регистра букв: буквы большего размера обнаруживаются быстрее, что может компенсировать недостаток менее отличительных признаков. Таким образом, одно слово может быть примерно одинаково разборчиво в верхнем регистре, как и в нижнем регистре, в то время как непрерывный текст читается быстрее в нижнем регистре. Обнаружение ОДНОГО заглавного слова среди множества строчных слов очень эффективно, так как оно вызывает всплывающее окно. Еще более эффективное быстрое обнаружение может быть достигнуто путем печати одного строчного слова в булавка, и в этом случае преимущества всплывающего окна и более отличительных особенностей объединяются.
Роль признаков кодирования в чтении также очевидна из ухудшения разборчивости старых экранов визуальных дисплеев с низким разрешением, которые состояли из довольно грубых точечных матриц и могли отображать буквенно-цифровые символы только в виде прямых линий. Общим выводом было то, что чтение текста или поиск с монитора с низким разрешением были значительно медленнее, чем с бумажной копии. Проблема в значительной степени исчезла с современными экранами с более высоким разрешением. Помимо буквенной формы существует ряд дополнительных различий между чтением с бумаги и чтением с экрана. Расстояние между строками, размер символов, начертание шрифта, коэффициент контрастности между символами и фоном, расстояние просмотра, количество мерцаний и тот факт, что смена страниц на экране выполняется путем прокрутки, — вот некоторые примеры. Распространенный вывод о том, что чтение с экрана компьютера происходит медленнее, хотя понимание кажется примерно одинаковым, может быть связано с некоторой комбинацией этих факторов. Современные текстовые процессоры обычно предлагают множество вариантов шрифта, размера, цвета, формата и стиля; такой выбор может создать ложное впечатление, что главной причиной является личный вкус.
Иконки против слов
В некоторых исследованиях было обнаружено, что время, необходимое испытуемому для того, чтобы назвать печатное слово, было быстрее, чем для соответствующего значка, в то время как в других исследованиях оба времени были примерно одинаковыми. Было высказано предположение, что слова читаются быстрее, чем значки, поскольку они менее двусмысленны. Даже такая простая иконка, как дом, может по-прежнему вызывать разные реакции у испытуемых, что приводит к конфликту ответов и, следовательно, к снижению скорости реакции. Если избежать конфликта ответов, используя действительно недвусмысленные значки, разница в скорости отклика, вероятно, исчезнет. Интересно отметить, что в качестве дорожных знаков значки обычно намного превосходят слова, даже в том случае, когда проблема понимания языка не рассматривается как проблема. Этот парадокс может быть связан с тем, что удобочитаемость дорожных знаков во многом зависит от расстояние по которому можно идентифицировать знак. При правильном проектировании это расстояние больше для символов, чем для слов, поскольку изображения могут давать значительно большие различия в форме и содержать меньше мелких деталей, чем слова. Таким образом, преимущество изображений возникает из-за того факта, что для распознавания букв требуется от десяти до двенадцати угловых минут и что обнаружение признаков является исходной предпосылкой для распознавания. В то же время ясно, что превосходство символов гарантируется лишь тогда, когда они (1) действительно содержат мало деталей, (2) достаточно отчетливы по форме и (3) однозначны.
Возможности и ограничения для принятия решений
Как только предписание определено и истолковано, оно может потребовать действия. В этом контексте обсуждение будет ограничено детерминированными отношениями стимул-реакция или, другими словами, условиями, в которых каждый стимул имеет свою фиксированную реакцию. В этом случае основные проблемы при проектировании оборудования возникают из-за проблем совместимости, то есть степени, в которой идентифицированный стимул и связанная с ним реакция имеют «естественные» или хорошо отработанные отношения. Существуют условия, при которых оптимальная связь намеренно разрывается, как в случае с аббревиатурами. Обычно такое сокращение абрвтин намного хуже, чем усечение вроде сокращение. Теоретически это связано с возрастающей избыточностью последовательных букв в слове, что позволяет «заполнять» конечные буквы на основе более ранних; усеченное слово может извлечь выгоду из этого принципа, а сокращенное - нет.
Ментальные модели и совместимость
В большинстве проблем совместимости есть стереотипные ответы, основанные на обобщенных ментальных моделях. Выбор нулевой позиции на круглом дисплее является показательным примером. Положения на 12 и 9 часов корректируются быстрее, чем на 6 и 3 часа. Причина может заключаться в том, что отклонение по часовой стрелке и движение в верхней части дисплея воспринимаются как «увеличение», требующее реакции, которая уменьшает значение. В позициях 3 и 6 часов оба принципа противоречат друг другу, и поэтому с ними можно работать менее эффективно. Аналогичный стереотип встречается при запирании или открытии задней двери автомобиля. Большинство людей придерживаются стереотипа, что для блокировки требуется движение по часовой стрелке. Если замок сконструирован иначе, наиболее вероятными результатами будут постоянные ошибки и разочарование при попытках запереть дверь.
Применительно к перемещениям элементов управления известный принцип совместимости Уоррика описывает связь между расположением ручки управления и направлением движения на дисплее. Если ручка управления расположена справа от дисплея, предполагается, что движение по часовой стрелке перемещает маркер шкалы вверх. Или рассмотрите возможность перемещения витрин. Согласно ментальной модели большинства людей, движение движущегося дисплея вверх предполагает, что значения растут так же, как повышение температуры в термометре обозначается более высоким ртутным столбиком. Есть проблемы в реализации этого принципа с индикатором «неподвижная стрелка — подвижная шкала». Когда шкала в таком индикаторе движется вниз, его значение предназначено для увеличения. Таким образом, происходит конфликт с общепринятым стереотипом. Если значения инвертированы, нижние значения находятся наверху шкалы, что также противоречит большинству стереотипов.
Термин совместимость с близостью относится к соответствию символических представлений ментальным моделям людей функциональных или даже пространственных отношений внутри системы. Вопросы совместимости близости становятся более актуальными, поскольку ментальная модель ситуации более примитивна, глобальна или искажена. Так, блок-схема сложного автоматизированного производственного процесса часто отображается на основе технической модели, которая может совершенно не соответствовать мысленной модели процесса. В частности, когда мысленная модель процесса неполна или искажена, техническое представление прогресса мало что дает для ее развития или исправления. Примером плохой совместимости с близостью из повседневной жизни является архитектурная карта здания, предназначенная для ориентации зрителя или для показа путей эвакуации при пожаре. Эти карты обычно совершенно неадекватны — полны не относящихся к делу деталей — особенно для людей, у которых есть только глобальная мысленная модель здания. Такая конвергенция между чтением карты и ориентацией приближается к тому, что было названо «ситуационной осведомленностью», что особенно актуально в трехмерном пространстве во время воздушного полета. В последнее время произошли интересные разработки в области отображения трехмерных объектов, представляющие собой попытки достижения оптимальной совместимости с близостью в этой области.
Совместимость стимул-реакция
Пример совместимости «стимул-реакция» (SR) обычно можно найти в случае большинства программ обработки текста, которые предполагают, что операторы знают, как команды соответствуют определенным комбинациям клавиш. Проблема в том, что команда и соответствующая ей комбинация клавиш обычно не имеют какой-либо ранее существовавшей связи, а это означает, что отношения SR должны быть изучены путем кропотливого процесса парного ассоциативного обучения. В результате даже после приобретения навыка задача остается подверженной ошибкам. Внутренняя модель программы остается незавершенной, так как менее практичные операции могут быть забыты, так что оператор может просто не дать адекватного ответа. Кроме того, текст, отображаемый на экране, обычно не во всех отношениях соответствует тому, что в конечном итоге появляется на печатной странице, что является еще одним примером плохой совместимости с близостью. Лишь немногие программы используют стереотипную пространственную внутреннюю модель в связи с отношениями «стимул-реакция» для управления командами.
Справедливо утверждалось, что между пространственными стимулами и мануальными реакциями существуют гораздо лучшие ранее существовавшие отношения — такие, как отношения между реакцией на указание и пространственным положением или между вербальными стимулами и голосовыми реакциями. Существует достаточно свидетельств того, что пространственные и вербальные репрезентации являются относительно отдельными когнитивными категориями с небольшим взаимовлиянием, но также и с небольшим взаимным соответствием. Следовательно, пространственная задача, такая как форматирование текста, легче всего выполняется пространственным движением мыши, таким образом оставляя клавиатуру для словесных команд.
Это не означает, что клавиатура идеально подходит для выполнения словесных команд. Печатание остается вопросом ручного управления произвольными пространственными положениями, что в принципе несовместимо с обработкой букв. На самом деле это еще один пример крайне несовместимой задачи, которую можно освоить только в результате обширной практики, а навык легко теряется без постоянной практики. Аналогичный аргумент можно привести и в отношении стенографического письма, которое также состоит в соединении произвольных письменных символов со словесными стимулами. Интересным примером альтернативного метода работы с клавиатурой является аккордовая клавиатура.
Оператор работает с двумя клавиатурами (одна для левой и одна для правой руки), каждая из которых состоит из шести клавиш. Каждой букве алфавита соответствует аккордовый ответ, то есть комбинация клавиш. Результаты исследований такой клавиатуры показали поразительную экономию времени, необходимого для приобретения навыков набора текста. Ограничения моторики ограничивали максимальную скорость техники аккордов, но, тем не менее, после обучения производительность оператора довольно близко приближалась к скорости обычной техники.
Классический пример эффекта пространственной совместимости касается традиционного расположения органов управления горелками печи: четыре горелки в матрице 2 х 2 с органами управления в горизонтальном ряду. В этой конфигурации отношения между горелкой и управлением не очевидны и плохо изучены. Однако, несмотря на множество ошибок, проблему растопки печи при наличии времени обычно удается решить. Ситуация усугубляется, когда вы сталкиваетесь с неопределенными отношениями отображения и управления. Другие примеры плохой совместимости SR можно найти в отношениях управления дисплеем видеокамер, видеомагнитофонов и телевизоров. В результате многие варианты никогда не используются или должны изучаться заново при каждом новом испытании. Заявление о том, что «все это объясняется в руководстве», хотя и верно, но бесполезно, поскольку на практике большинство руководств непонятны обычному пользователю, особенно когда они пытаются описать действия с помощью несовместимых словесных терминов.
Совместимость стимул-стимул (SS) и ответ-ответ (RR)
Изначально совместимость SS и RR отличалась от совместимости SR. Классическая иллюстрация совместимости SS касается попыток в конце сороковых годов поддержать слуховой гидролокатор визуальным дисплеем в попытке улучшить обнаружение сигнала. Одно решение было найдено в горизонтальном световом луче с вертикальными возмущениями, движущимися слева направо и отражающими визуальную трансляцию звукового фонового шума и потенциального сигнала. Сигнал состоял из немного большего вертикального возмущения. Эксперименты показали, что комбинация слуховых и визуальных дисплеев работает не лучше, чем одиночный слуховой дисплей. Причину искали в плохой совместимости СС: слуховой сигнал воспринимается как изменение громкости; следовательно, визуальная поддержка должна соответствовать больше всего, когда предоставляется в форме изменения яркости, поскольку это совместимый визуальный аналог изменения громкости.
Интересно, что степень совместимости СС напрямую соответствует тому, насколько опытные испытуемые находятся в кросс-модальном сопоставлении. При перекрестном сопоставлении испытуемых могут попросить указать, какая громкость слуха соответствует определенной яркости или определенному весу; этот подход был популярен в исследованиях масштабирования сенсорных измерений, поскольку он позволяет избежать сопоставления сенсорных стимулов с числами. Совместимость RR относится к соответствию одновременных, а также последовательных движений. Некоторые движения легче скоординировать, чем другие, что обеспечивает четкие ограничения на то, как последовательность действий — например, последовательное управление элементами управления — выполняется наиболее эффективно.
Приведенные выше примеры ясно показывают, как проблемы совместимости распространяются на все интерфейсы «пользователь-машина». Проблема в том, что последствия плохой совместимости часто смягчаются длительной практикой и поэтому могут оставаться незамеченными или недооцененными. Тем не менее, даже когда несовместимые отношения дисплей-управление хорошо отработаны и, кажется, не влияют на производительность, остается точка большей вероятности ошибки. Неправильный совместимый ответ остается конкурентом правильного несовместимого ответа и, вероятно, будет иногда срабатывать с очевидным риском несчастного случая. Кроме того, количество практики, необходимое для освоения несовместимых SR-отношений, огромно и является пустой тратой времени.
Ограничения моторного программирования и выполнения
Одно ограничение в программировании двигателя уже кратко упоминалось в замечаниях о совместимости с RR. У оператора-человека есть явные проблемы с выполнением неконгруэнтных последовательностей движений, и, в частности, трудно выполнить переход от одной неконгруэнтной последовательности к другой. Результаты исследований по координации движений имеют отношение к конструкции органов управления, в которых активны обе руки. Тем не менее, практика может многое в этом отношении превзойти, о чем свидетельствует удивительный уровень акробатических навыков.
Многие общие принципы проектирования элементов управления вытекают из программирования двигателя. Они включают в себя включение сопротивления в элемент управления и обеспечение обратной связи, указывающей на то, что он работает правильно. Подготовительное моторное состояние является очень важной детерминантой времени реакции. Реагирование на неожиданный внезапный раздражитель может занять дополнительную секунду или около того, что немаловажно, когда требуется быстрая реакция, например, при реагировании на стоп-сигнал впереди идущего автомобиля. Неподготовленные реакции, вероятно, являются основной причиной цепных столкновений. Сигналы раннего предупреждения полезны для предотвращения таких столкновений. Основное приложение исследований выполнения движений касается закона Фиттса, который связывает движение, расстояние и размер цели, на которую нацелен. Этот закон кажется довольно общим и применимым в равной степени к рычагу управления, джойстику, мыши или световому перу. Среди прочего, он применялся для оценки времени, необходимого для внесения исправлений на экранах компьютеров.
Очевидно, можно сказать гораздо больше, чем приведенные выше отрывочные замечания. Например, дискуссия почти полностью ограничилась вопросами потока информации на уровне простой реакции выбора. Не затронуты вопросы, выходящие за рамки реакций выбора, а также проблемы обратной и прямой связи при постоянном мониторинге информации и двигательной активности. Многие из упомянутых проблем тесно связаны с проблемами памяти и планирования поведения, которые также не рассматривались. Более подробные обсуждения можно найти, например, в Wickens (1992).
При разработке продукта или производственного процесса основное внимание уделяется «среднему» и «здоровому» рабочему. Информация о человеческих способностях с точки зрения мышечной силы, гибкости тела, длины досягаемости и многих других характеристик по большей части получена из эмпирических исследований, проведенных военными кадровыми агентствами, и отражает измеренные значения, действительные для типичного молодого мужчины в возрасте двадцати лет. . Но работающее население, безусловно, состоит из людей обоих полов и самых разных возрастов, не говоря уже о разнообразии физических типов и способностей, уровня физической подготовки и здоровья, функциональных возможностей. Классификация разновидностей функциональных ограничений у людей, представленная Всемирной организацией здравоохранения, приведена в сопроводительном документе. статья «Пример из практики: Международная классификация функциональных ограничений у людей». В настоящее время промышленный дизайн по большей части недостаточно учитывает общие способности (или, если уж на то пошло, неспособности) рабочих в целом и должен исходить из более широкого человеческого среднего в качестве основы для дизайна. Ясно, что подходящая физическая нагрузка для 20-летнего может превышать возможности 15-летнего или 60-летнего человека. Задача проектировщика — учитывать такие различия не только с точки зрения эффективности, но и с точки зрения предотвращения производственных травм и заболеваний.
Технологический прогресс привел к тому, что из всех рабочих мест в Европе и Северной Америке 60 % связаны с сидячим положением. Физическая нагрузка на рабочих местах теперь в среднем намного меньше, чем раньше, но, тем не менее, многие рабочие места требуют физических нагрузок, которые не могут быть уменьшены в достаточной степени, чтобы соответствовать физическим возможностям человека; в некоторых развивающихся странах ресурсы современных технологий просто недоступны для облегчения физического бремени человека в сколько-нибудь заметной степени. И в технологически развитых странах по-прежнему распространена проблема, когда дизайнер адаптирует свой подход к ограничениям, налагаемым спецификациями продукта или производственными процессами, либо пренебрегая, либо исключая человеческий фактор, связанный с инвалидностью и предотвращением вреда из-за рабочей нагрузки. . Что касается этих целей, дизайнеры должны быть обучены уделять внимание всем таким человеческим факторам, выражая результаты своего исследования в форме. документ с требованиями к продукту (ПРД). PRD содержит систему требований, которым должен соответствовать разработчик для достижения как ожидаемого уровня качества продукта, так и удовлетворения потребностей человеческих возможностей в производственном процессе. Хотя нереально требовать продукт, который соответствует PRD во всех отношениях, учитывая необходимость неизбежных компромиссов, метод проектирования, наиболее подходящий для достижения этой цели, — это метод системно-эргономического проектирования (SED), который будет обсуждаться после обсуждения. из двух альтернативных подходов к проектированию.
Креативный дизайн
Такой подход к дизайну характерен для художников и других лиц, занимающихся созданием произведений высокого уровня оригинальности. Суть этого процесса проектирования заключается в том, что концепция разрабатывается интуитивно и через «вдохновение», что позволяет решать проблемы по мере их возникновения, без предварительного сознательного обдумывания. Иногда результат не будет похож на первоначальную концепцию, но, тем не менее, представляет собой то, что создатель считает своим подлинным продуктом. Нередко дизайн оказывается неудачным. Рисунок 1 иллюстрирует путь творческого дизайна.
Системный дизайн возник из-за необходимости предопределить этапы проектирования в логическом порядке. Поскольку дизайн становится сложным, его необходимо разделить на подзадачи. Таким образом, дизайнеры или группы подзадач становятся взаимозависимыми, и дизайн становится работой группы дизайнеров, а не отдельного дизайнера. Дополнительный опыт распределяется по команде, а дизайн приобретает междисциплинарный характер.
Системный дизайн ориентирован на оптимальную реализацию сложных и четко определенных функций продукта путем выбора наиболее подходящей технологии; это дорого, но риск неудачи значительно снижается по сравнению с менее организованными подходами. Эффективность дизайна измеряется относительно целей, сформулированных в PRD.
Способ, которым спецификации сформулированы в PRD, имеет первостепенное значение. Рисунок 2 иллюстрирует взаимосвязь между PRD и другими частями процесса проектирования системы.
Как показывает эта схема, ввод пользователя игнорируется. Только в конце процесса проектирования пользователь может критиковать дизайн. Это бесполезно как для производителя, так и для пользователя, поскольку нужно ждать следующего цикла проектирования (если он есть), прежде чем можно будет исправить ошибки и внести изменения. Кроме того, отзывы пользователей редко систематизируются и импортируются в новый PRD как влияние на дизайн.
Эргономичный дизайн системы (SED)
SED — это вариант проектирования системы, адаптированный для обеспечения учета человеческого фактора в процессе проектирования. Рисунок 3 иллюстрирует поток пользовательского ввода в PRD.
Рисунок 3. Эргономичный дизайн системы
В системном эргономичном дизайне человек считается частью системы: изменения в спецификации дизайна фактически вносятся с учетом способностей работника в отношении когнитивных, физических и умственных аспектов, и этот метод представляет собой эффективный подход к проектированию. для любой технической системы, в которой задействованы люди-операторы.
Например, чтобы изучить последствия физических способностей рабочего, распределение задач при разработке процесса потребует тщательного отбора задач, которые должны выполняться человеком-оператором или машиной, причем каждая задача изучается на предмет ее пригодности для выполнения. машинное или человеческое лечение. Ясно, что работник-человек будет более эффективно интерпретировать неполную информацию; однако машины вычисляют гораздо быстрее с подготовленными данными; машина – выбор для подъема тяжелых грузов; и так далее. Кроме того, поскольку пользовательско-машинный интерфейс может быть протестирован на этапе прототипа, можно исключить ошибки проектирования, которые в противном случае несвоевременно проявились бы на этапе технического функционирования.
Методы исследования пользователей
Не существует «наилучшего» метода, не существует никаких источников формул и надежных и определенных указаний, в соответствии с которыми должен осуществляться дизайн для рабочих-инвалидов. Это скорее дело здравого смысла, заключающееся в исчерпывающем поиске всех доступных знаний, имеющих отношение к проблеме, и в их применении с наиболее очевидным наилучшим эффектом.
Информацию можно собрать из таких источников, как:
Описанные выше методы представляют собой некоторые из различных способов сбора данных о людях. Существуют также методы оценки систем «пользователь-машина». Один из них-моделирование— заключается в создании реалистичной физической копии. Развитие более или менее абстрактного символического представления системы является примером моделирование. Такие приемы, конечно, и полезны, и необходимы, когда реальная система или продукт не существует или недоступен для экспериментальных манипуляций. Моделирование чаще используется в учебных целях, а моделирование — в исследовательских. А макет представляет собой полноразмерную трехмерную копию проектируемого рабочего места, составленную, при необходимости, из подручных материалов, и очень полезна при проверке возможностей дизайна с предполагаемым рабочим-инвалидом: на самом деле, большинство проектных проблем можно определить с помощью помощью такого устройства. Еще одним преимуществом этого подхода является то, что мотивация работника растет по мере того, как он или она участвует в проектировании своего будущего рабочего места.
Анализ задач
При анализе задач аналитическому наблюдению подлежат различные аспекты определенной работы. Эти многообразные аспекты включают позу, маршрутизацию рабочих манипуляций, взаимодействие с другими рабочими, обращение с инструментами и рабочими машинами, логический порядок подзадач, эффективность операций, статические условия (рабочему может потребоваться выполнять задачи в одной и той же позе в течение длительного времени). время или с высокой частотой), динамические условия (требующие множества различных физических условий), материальные условия окружающей среды (как на холодной бойне) или нематериальные условия (например, стрессовая рабочая среда или организация самой работы).
Таким образом, проектирование работы для инвалидов должно основываться на тщательном анализе задач, а также на полном изучении функциональных способностей инвалида. Принципиальный подход к проектированию является критическим вопросом: более эффективно разработать все возможные решения для рассматриваемой проблемы без предубеждений, чем разработать единую концепцию дизайна или ограниченное количество концепций. В терминологии дизайна такой подход называется созданием морфологический обзор. Учитывая множественность исходных проектных замыслов, можно перейти к анализу плюсов и минусов каждой возможности в отношении использования материалов, способа строительства, технических особенностей производства, удобства манипуляций и т.д. Нет ничего необычного в том, что более чем одно решение достигает стадии прототипа и что окончательное решение принимается на относительно поздней стадии процесса проектирования.
Хотя это может показаться трудоемким способом реализации дизайн-проектов, на самом деле дополнительная работа, которую он влечет за собой, компенсируется меньшим количеством проблем, возникающих на этапе разработки, не говоря уже о том, что результат — новая рабочая станция или продукт — будет иметь воплотил лучший баланс между потребностями рабочего-инвалида и требованиями рабочей среды. К сожалению, последнее преимущество редко, если вообще когда-либо, доходит до дизайнера в плане обратной связи.
Документ с требованиями к продукту (PRD) и инвалидность
После того, как вся информация, относящаяся к продукту, собрана, она должна быть преобразована в описание не только самого продукта, но и всех тех требований, которые могут быть к нему предъявлены, независимо от источника или характера. Эти требования, конечно, могут быть разделены по разным признакам. PRD должен включать требования, касающиеся данных пользователя-оператора (физические измерения, диапазон движений, диапазон мышечной силы и т. д.), технических данных (материалы, конструкция, технология производства, стандарты безопасности и т. д.) и даже выводы, вытекающие из рыночных технико-экономических обоснований.
PRD формирует структуру дизайнера, и некоторые дизайнеры считают его нежелательным ограничением своего творчества, а не полезным вызовом. Ввиду трудностей, иногда сопровождающих выполнение PRD, всегда следует постоянно помнить о том, что неудача в проекте причиняет страдания инвалиду, который может отказаться от своих усилий, чтобы преуспеть в сфере занятости (или же упасть). беспомощная жертва прогрессирующего инвалидизирующего состояния), а также дополнительные затраты на редизайн. С этой целью технические проектировщики не должны работать в одиночку в своей работе по проектированию для инвалидов, а должны сотрудничать с любыми дисциплинами, необходимыми для защиты медицинской и функциональной информации, для создания интегрированного PRD в качестве основы для проектирования.
Тестирование прототипа
Когда прототип построен, его нужно протестировать на наличие ошибок. Проверка на ошибки должна проводиться не только с точки зрения технической системы и подсистем, но и с точки зрения удобства ее использования в сочетании с пользователем. Если пользователь является инвалидом, необходимо принять дополнительные меры предосторожности. Ошибка, на которую неповрежденный работник может успешно отреагировать в условиях безопасности, может не дать работнику-инвалиду возможности избежать вреда.
Испытания прототипа следует проводить на небольшом количестве рабочих-инвалидов (за исключением случаев уникальной конструкции) в соответствии с протоколом, согласованным с PRD. Только путем такого эмпирического тестирования можно адекватно судить о степени, в которой конструкция соответствует требованиям PRD. Хотя результаты по небольшому количеству субъектов не могут быть обобщены на все случаи, они действительно предоставляют ценную информацию для использования проектировщиком либо в окончательном, либо в будущих проектах.
Оценка
Оценка технической системы (рабочая ситуация, машина или инструмент) должна основываться на ее PRD, а не путем опроса пользователя или даже попытки сравнения альтернативных конструкций с точки зрения физических характеристик. Например, разработчик определенного коленного бандажа, основываясь на результатах исследований, которые показывают, что нестабильные коленные суставы демонстрируют замедленную реакцию подколенного сухожилия, создаст продукт, который компенсирует эту задержку. Но другая скоба может иметь другие конструктивные цели. Тем не менее, существующие методы оценки не дают представления о том, когда назначать какой тип коленного бандажа, каким пациентам и в каких условиях — именно такое понимание необходимо медицинскому работнику при назначении технических средств для лечения инвалидности.
Текущие исследования направлены на то, чтобы сделать такое понимание возможным. Модель, используемая для получения информации о тех факторах, которые фактически определяют, следует ли использовать техническое средство или нет, или хорошо ли спроектировано и оборудовано рабочее место для работника-инвалида, - это Модель использования реабилитационных технологий (RTUM). Модель RTUM предлагает основу для оценки существующих продуктов, инструментов или машин, но ее также можно использовать в сочетании с процессом проектирования, как показано на рисунке 4.
Рисунок 4. Модель использования реабилитационных технологий (RTUM) в сочетании с подходом к эргономичному проектированию системы.
Оценка существующих продуктов показывает, что в отношении технических средств и рабочих площадок качество PRD очень низкое. Иногда требования к продукту не регистрируются должным образом; в других они не развиты до полезной степени. Дизайнеры просто должны научиться документировать свои требования к продукту, в том числе те, которые касаются пользователей с ограниченными возможностями. Обратите внимание, что, как показано на рис. 4, RTUM в сочетании с SED предлагает платформу, учитывающую требования пользователей с ограниченными возможностями. Учреждения, ответственные за назначение продуктов своим пользователям, должны потребовать от промышленности оценить эти продукты перед их маркетингом, что по существу невозможно при отсутствии спецификаций требований к продуктам; На рисунке 4 также показано, как можно обеспечить, чтобы конечный результат можно было оценить должным образом (на PRD) с помощью лица с ограниченными возможностями или группы, для которых предназначен продукт. Национальные организации здравоохранения должны стимулировать проектировщиков к соблюдению таких стандартов проектирования и формулировать соответствующие правила.
Культура и технологии взаимозависимы. Хотя культура действительно является важным аспектом проектирования, разработки и использования технологий, отношения между культурой и технологиями, тем не менее, чрезвычайно сложны. Его необходимо анализировать с нескольких точек зрения, чтобы учитывать при разработке и применении технологии. Основываясь на своей работе в Замбии, Кингсли (1983) разделяет технологическую адаптацию на изменения и приспособления на трех уровнях: уровне личности, социальной организации и системы культурных ценностей общества. Каждый уровень обладает сильными культурными аспектами, которые требуют особых дизайнерских решений.
В то же время сама технология является неотъемлемой частью культуры. Он строится полностью или частично вокруг культурных ценностей конкретного общества. И как часть культуры технология становится выражением образа жизни и мышления этого общества. Таким образом, для того, чтобы технология была принята, использована и признана обществом как собственная, она должна соответствовать общему образу культуры этого общества. Технологии должны дополнять культуру, а не противодействовать ей.
В этой статье будут рассмотрены некоторые тонкости, касающиеся культурных соображений при проектировании технологий, рассмотрены текущие вопросы и проблемы, а также преобладающие концепции и принципы и способы их применения.
Определение культуры
Определение термина культура социологами и антропологами обсуждалось на протяжении многих десятилетий. Культура может быть определена многими терминами. Кребер и Клакхон (1952) рассмотрели более сотни определений культуры. Уильямс (1976) упомянул культура как одно из самых сложных слов в английском языке. Культура даже определяется как весь образ жизни людей. Таким образом, он включает в себя их технологии и материальные артефакты — все, что нужно знать, чтобы стать полноценным членом общества (Geertz, 1973). Его можно даже описать как «общедоступные символические формы, посредством которых люди переживают и выражают смысл» (Keesing 1974). Подводя итоги, Эльзинга и Джемисон (1981) правильно выразились, сказав, что «слово культура имеет разные значения в разных интеллектуальных дисциплинах и системах мышления».
Технология: часть и продукт культуры
Технику можно рассматривать и как часть культуры, и как ее продукт. Более 60 лет назад известный социолог Малиновский отнес технологию к культуре и дал следующее определение: «культура включает в себя унаследованные артефакты, товары, технические процессы, идеи, привычки и ценности». Позже Лич (1965) рассматривал технологию как культурный продукт и упоминал «артефакты, товары и технические процессы» как «продукты культуры».
В технологической сфере «культура» как важный вопрос проектирования, разработки и использования технических продуктов или систем в значительной степени игнорируется многими поставщиками, а также получателями технологий. Одной из основных причин такого пренебрежения является отсутствие базовой информации о культурных различиях.
В прошлом технологические изменения привели к значительным изменениям в общественной жизни и организации, а также в системах ценностей людей. Индустриализация внесла глубокие и устойчивые изменения в традиционный образ жизни многих ранее сельскохозяйственных обществ, поскольку такой образ жизни в значительной степени считался несовместимым с тем, как должен быть организован промышленный труд. В условиях большого культурного разнообразия это приводило к различным негативным социально-экономическим последствиям (Шахнаваз, 1991). В настоящее время общепризнанным фактом является то, что просто навязывать технологию обществу и верить, что она будет освоена и использоваться посредством обширного обучения, — значит принимать желаемое за действительное (Martin et al., 1991).
В обязанности разработчика технологии входит рассмотрение прямого и косвенного влияния культуры и обеспечение совместимости продукта с системой культурных ценностей пользователя и предполагаемой операционной средой.
Воздействие технологии на многие «промышленно развивающиеся страны» (РПС) не ограничивается повышением эффективности. Индустриализация была не просто модернизацией производства и сферы услуг, а в какой-то мере вестернизацией общества. Передача технологий, таким образом, является также культурной передачей.
Культура, помимо религии, традиции и языка, которые являются важными параметрами проектирования и использования технологий, включает в себя и другие аспекты, такие как особое отношение к определенным продуктам и задачам, правила надлежащего поведения, правила этикета, табу, привычки и обычаи. Все это необходимо в равной степени учитывать для оптимального проектирования.
Говорят, что люди также являются продуктом своей самобытной культуры. Тем не менее факт остается фактом: мировые культуры очень сильно переплетены из-за миграции людей на протяжении всей истории. Неудивительно, что культурных различий в мире больше, чем национальных. Тем не менее, можно провести некоторые очень широкие различия в отношении социальных, организационных и профессиональных культурных различий, которые могут повлиять на дизайн в целом.
Сдерживающие влияния культуры
Существует очень мало информации как по теоретическому, так и по эмпирическому анализу ограничивающего влияния культуры на технологию и того, как этот вопрос следует учитывать при разработке аппаратных и программных технологий. Несмотря на то, что влияние культуры на технологию было признано (Shahnavaz 1991; Abeysekera, Shahnavaz and Chapman 1990; Alvares 1980; Baranson 1969), имеется очень мало информации о теоретическом анализе культурных различий в отношении разработки и использования технологий. Еще меньше эмпирических исследований, которые количественно определяют важность культурных различий и дают рекомендации о том, как следует учитывать культурные факторы при разработке продукта или системы (Kedia and Bhagat, 1988). Тем не менее, культуру и технологии все еще можно изучать с определенной степенью ясности, если рассматривать их с разных социологических точек зрения.
Культура и технология: совместимость и предпочтение
Надлежащее применение технологии в значительной степени зависит от совместимости культуры пользователя со спецификациями дизайна. Совместимость должна существовать на всех уровнях культуры — на общественном, организационном и профессиональном. В свою очередь, культурная совместимость может иметь сильное влияние на предпочтения людей и склонность к использованию технологии. Этот вопрос касается предпочтений, касающихся продукта или системы; понятиям производительности и относительной эффективности; к переменам, достижениям и авторитету; а также к способу использования техники. Таким образом, культурные ценности могут влиять на желание и способность людей выбирать, использовать и контролировать технологии. Они должны быть совместимы, чтобы быть предпочтительными.
Социальная культура
Поскольку все технологии неизбежно связаны с социокультурными ценностями, культурная восприимчивость общества является очень важным вопросом для надлежащего функционирования данной технологической конструкции (Hosni 1988). Национальная или общественная культура, которая способствует формированию коллективной ментальной модели людей, влияет на весь процесс проектирования и применения технологий, который варьируется от планирования, постановки целей и определения проектных спецификаций до производства, управления и обслуживания систем, обучения и оценка. Таким образом, технологический дизайн как аппаратного, так и программного обеспечения должен отражать культурные различия общества для получения максимальной выгоды. Однако определение таких социальных культурных факторов для рассмотрения при разработке технологий является очень сложной задачей. Хофстеде (1980) предложил четырехмерные рамочные варианты национальной культуры.
Гленн и Гленн (1981) также различали «абстрактные» и «ассоциативные» тенденции в данной национальной культуре. Утверждается, что когда люди ассоциативной культуры (например, из Азии) подходят к когнитивной проблеме, они уделяют больше внимания контексту, адаптируют подход глобального мышления и пытаются использовать ассоциации между различными событиями. В то время как в западных обществах преобладает более абстрактная культура рационального мышления. Основываясь на этих культурных измерениях, Кедиа и Бхагат (1988) разработали концептуальную модель для понимания культурных ограничений на передачу технологий. Они разработали различные описательные «предложения», которые предоставляют информацию о культурных различиях разных стран и их восприимчивости к технологиям. Конечно, многие культуры умеренно склонны к той или иной из этих категорий и содержат некоторые смешанные черты.
Взгляды потребителей, а также производителей на технологический дизайн и использование находятся под непосредственным влиянием социальной культуры. Стандарты безопасности продукции для защиты потребителей, а также правила рабочей среды, системы контроля и обеспечения соблюдения для защиты производителей в значительной степени являются отражением социальной культуры и системы ценностей.
Организационная культура
Организация компании, ее структура, система ценностей, функция, поведение и т. д. в значительной степени являются культурными продуктами общества, в котором она работает. Это означает, что то, что происходит внутри организации, в основном является прямым отражением того, что происходит во внешнем обществе (Hofstede, 1983). На преобладающие организации многих компаний, работающих в МЦР, влияют как характеристики страны-производителя технологии, так и характеристики среды получателя технологии. Однако отражение социальной культуры в данной организации может варьироваться. Организации интерпретируют общество с точки зрения своей собственной культуры, и степень их контроля зависит, среди прочего, от способов передачи технологий.
Учитывая меняющийся характер организации сегодня, а также мультикультурный, разнообразный персонал, адаптация надлежащей организационной программы важнее, чем когда-либо прежде, для успешной работы (пример программы управления разнообразием персонала описан в Соломоне (1989)).
Профессиональная культура
Люди, принадлежащие к определенной профессиональной категории, могут использовать технологию определенным образом. Викстрём и др. (1991) в проекте, направленном на разработку ручных инструментов, отметили, что, несмотря на предположение конструкторов о том, как следует держать и использовать пластинчатые долота (т. е. с передним удерживающим захватом и удалением инструмента от собственного тела), профессиональные жестянщики держали и использовали пластинчатую лапу в обратном порядке, как показано на рисунке 1. Они пришли к выводу, что инструменты следует изучать в реальных полевых условиях самой группы пользователей, чтобы получить соответствующую информацию о характеристиках инструментов.
Рис. 1. Применение пластинчатых сошников профессиональными жестянщиками на практике (обратный захват)
Использование особенностей культуры для оптимального дизайна
Как следует из предыдущих соображений, культура обеспечивает идентичность и уверенность. Он формирует мнения о целях и характеристиках «человеко-технологической системы» и о том, как она должна работать в данной среде. И в любой культуре всегда есть какие-то черты, ценные с точки зрения технического прогресса. Если эти функции учитывать при разработке программных и аппаратных технологий, они могут выступать в качестве движущей силы для внедрения технологий в общество. Одним из хороших примеров является культура некоторых стран Юго-Восточной Азии, на которую большое влияние оказали конфуцианство и буддизм. Первый подчеркивает, среди прочего, обучение и лояльность и считает добродетелью способность усваивать новые концепции. Последний учит важности гармонии и уважения к ближнему. Говорят, что эти уникальные культурные особенности способствовали созданию подходящей среды для освоения и внедрения передового оборудования и организационных технологий, предоставленных японцами (Matthews 1982).
Таким образом, разумная стратегия позволит наилучшим образом использовать положительные черты культуры общества для продвижения эргономических идей и принципов. Согласно McWhinney (1990), «события, чтобы их можно было понять и, таким образом, эффективно использовать в проекции, должны быть встроены в истории. Нужно пойти на разные глубины, чтобы высвободить основополагающую энергию, освободить общество или организацию от подавляющих черт, найти пути, по которым она могла бы течь естественным путем. . . . Ни планирование, ни изменение не могут быть эффективными без их сознательного включения в повествование».
Хорошим примером культурного признания при разработке стратегии управления является внедрение техники «семи инструментов» для обеспечения качества в Японии. «Семь инструментов» — это минимальное оружие, которое воин-самурай должен был иметь при себе, когда бы он ни вышел на битву. Пионеры «кружков контроля качества», адаптировав свои девять рекомендаций к японским условиям, сократили это число, чтобы воспользоваться знакомым термином — «семь инструментов» — для поощрения участия всех сотрудников в их качественной работе. стратегии (Лиллранк и Кано, 1989).
Однако другие культурные особенности могут не способствовать технологическому развитию. Дискриминация в отношении женщин, строгое соблюдение кастовой системы, расовых или иных предрассудков или рассмотрение некоторых задач как унизительных — вот лишь несколько примеров, которые могут негативно повлиять на развитие технологий. В некоторых традиционных культурах ожидается, что мужчины будут основными наемными работниками. Они привыкли относиться к роли женщин как к равноправным работникам, не говоря уже о надзирателях, с бесчувственностью или даже враждебностью. Лишение женщин равных возможностей трудоустройства и сомнение в легитимности женской власти не соответствует текущим потребностям организаций, которые требуют оптимального использования человеческих ресурсов.
Что касается дизайна задач и содержания работы, в некоторых культурах такие задачи, как ручной труд и обслуживание, считаются унизительными. Это может быть связано с прошлым опытом, связанным с колониальными временами в отношении «отношений господина и раба». В некоторых других культурах существуют сильные предубеждения против задач или занятий, связанных с «грязными руками». Такое отношение также находит свое отражение в более низкой, чем в среднем, шкале заработной платы для этих профессий. В свою очередь, это способствовало нехватке техников или нехватке ресурсов для обслуживания (Sinaiko 1975).
Поскольку обычно требуется много поколений, чтобы изменить культурные ценности в отношении новой технологии, было бы более рентабельно адаптировать технологию к культуре получателя технологии, принимая во внимание культурные различия при разработке аппаратного и программного обеспечения.
Культурные аспекты проектирования продуктов и систем
К настоящему времени очевидно, что технология состоит как из аппаратного, так и из программного обеспечения. Аппаратные компоненты включают в себя капитальные и промежуточные товары, такие как промышленные товары, машины, оборудование, здания, рабочие места и физическую планировку, большинство из которых в основном относятся к области микроэргономики. Программное обеспечение относится к программированию и планированию, методам управления и организации, администрированию, обслуживанию, обучению и обучению, документации и услугам. Все эти проблемы подпадают под рубрику макроэргономики.
Несколько примеров культурных влияний, которые требуют особого внимания к дизайну с микро- и макроэргономической точки зрения, приведены ниже.
Микроэргономические проблемы
Микроэргономика связана с проектированием продукта или системы с целью создания «полезного» интерфейса «пользователь-машина-окружающая среда». Основная концепция дизайна продукта — удобство использования. Эта концепция включает в себя не только функциональность и надежность продукта, но и вопросы безопасности, комфорта и удовольствия.
Внутренняя модель пользователя (то есть его или ее когнитивная или ментальная модель) играет важную роль в дизайне удобства использования. Для эффективной и безопасной работы или управления системой пользователь должен иметь точную репрезентативную когнитивную модель используемой системы. Виснер (1983) заявил, что «индустриализация, таким образом, более или менее потребует нового типа ментальной модели». С этой точки зрения формальное образование и техническая подготовка, опыт, а также культура являются важными факторами, определяющими формирование адекватной когнитивной модели.
Мешкати (1989 г.), изучая микро- и макроэргономические факторы аварии на заводе Union Carbide в Бхопале в 1984 г., подчеркнул важность культурных особенностей неадекватной ментальной модели эксплуатации завода индийскими операторами. Он заявил, что часть проблемы могла быть связана с «плохо обученными операторами из стран третьего мира, использующими передовые технологические системы, разработанные другими людьми с совершенно другим уровнем образования, а также культурными и психосоциальными особенностями». Действительно, многие аспекты удобства использования дизайна на уровне микроинтерфейса зависят от культуры пользователя. Тщательный анализ восприятия, поведения и предпочтений пользователя приведет к лучшему пониманию потребностей и требований пользователя для разработки продукта или системы, которые будут одновременно эффективными и приемлемыми.
Вот некоторые из этих связанных с культурой микроэргономических аспектов:
Макроэргономические проблемы
Термин «макроэргономика» относится к разработке программных технологий. Это касается правильного проектирования организаций и систем управления. Имеются данные, свидетельствующие о том, что из-за различий в культуре, социально-политических условиях и уровнях образования многие успешные управленческие и организационные методы, разработанные в промышленно развитых странах, не могут быть успешно применены в развивающихся странах (Negandhi, 1975). В большинстве МРСК общепринятой практикой является организационная иерархия, характеризующаяся нисходящей структурой полномочий внутри организации. Его мало волнуют западные ценности, такие как демократия или разделение власти при принятии решений, которые считаются ключевыми вопросами современного управления и необходимы для надлежащего использования человеческих ресурсов в отношении интеллекта, творчества, потенциала решения проблем и изобретательности.
Феодальная система социальной иерархии и ее система ценностей также широко распространены на большинстве промышленных предприятий в развивающихся странах. Это делает подход к управлению на основе участия (который необходим для нового способа производства с гибкой специализацией и мотивацией рабочей силы) трудным делом. Однако есть сообщения, подтверждающие желательность внедрения автономных систем работы даже в этих культурах (Ketchum 1984).
Чжан и Тайлер (1990) в тематическом исследовании, связанном с успешным созданием современного предприятия по производству телефонных кабелей в Китае, поставленного американской фирмой (Компания Эссекс), заявили, что «обе стороны, однако, осознают, что прямое применение американского или методы управления Эссекса не всегда были практичными и желательными из-за культурных, философских и политических различий. Таким образом, информация и инструкции, предоставленные Essex, часто модифицировались китайским партнером, чтобы соответствовать условиям, существующим в Китае». Они также утверждали, что ключом к их успеху, несмотря на культурные, экономические и политические различия, была преданность и приверженность обеих сторон общей цели, а также взаимное уважение, доверие и дружба, которые превосходили любые различия между ними.
Еще одним примером организации труда являются разработка сменных и рабочих графиков. В большинстве ИДЦ существуют определенные социокультурные проблемы, связанные со сменной работой. К ним относятся плохие общие жилищно-бытовые условия, отсутствие вспомогательных служб, шумная домашняя обстановка и другие факторы, которые требуют разработки специальных сменных программ. Кроме того, у работающих женщин рабочий день обычно намного длиннее восьми часов; оно состоит не только из фактического рабочего времени, но и из времени, затраченного на разъезды, работу по дому и уход за детьми и пожилыми родственниками. Ввиду сложившейся культуры сменной и другой организации труда для эффективной работы требуются специальные режимы труда и отдыха.
Гибкость рабочего графика, допускающая культурные различия, такие как послеобеденный сон для китайских рабочих и религиозные мероприятия для мусульман, являются еще одним культурным аспектом организации труда. В исламской культуре люди должны прерывать работу несколько раз в день, чтобы помолиться, и поститься в течение одного месяца каждый год от восхода до заката. Все эти культурные ограничения требуют особых организационных соображений труда.
Таким образом, многие макроэргономические особенности дизайна тесно связаны с культурой. Эти особенности следует учитывать при проектировании программных комплексов для эффективной работы.
Вывод: культурные различия в дизайне
Разработка пригодного для использования продукта или системы — непростая задача. Не существует абсолютного качества пригодности. Задача проектировщика — создать оптимальное и гармоничное взаимодействие между четырьмя основными компонентами человеко-технологической системы: пользователем, задачей, технологической системой и операционной средой. Система может быть полностью пригодной для одного сочетания пользователя, задачи и условий окружающей среды, но совершенно не подходить для другого. Одним из аспектов дизайна, который может значительно способствовать удобству использования, будь то отдельный продукт или сложная система, является учет культурных аспектов, которые оказывают глубокое влияние как на пользователя, так и на рабочую среду.
Даже если добросовестный инженер проектирует надлежащий человеко-машинный интерфейс для использования в данной среде, дизайнер часто не может предвидеть влияние другой культуры на удобство использования продукта. Трудно предотвратить возможные негативные культурные последствия, когда продукт используется в среде, отличной от той, для которой он был разработан. А поскольку количественных данных о культурных ограничениях практически не существует, единственный способ, с помощью которого инженер может сделать дизайн совместимым с культурными факторами, — это активно интегрировать пользователей в процесс проектирования.
Лучший способ учесть культурные аспекты в дизайне — это адаптировать подход к дизайну, ориентированный на пользователя. Действительно, подход к проектированию, адаптированный разработчиком, является важным фактором, который сразу же повлияет на удобство использования спроектированной системы. Важность этой базовой концепции должна осознаваться и реализовываться разработчиком продукта или системы в самом начале жизненного цикла проекта. Таким образом, основные принципы дизайна, ориентированного на пользователя, можно резюмировать следующим образом (Гулд и Льюис, 1985; Шакель, 1986; Гулд и др., 1987; Гулд, 1988; Ван, 1992):
В случае разработки продукта в глобальном масштабе дизайнер должен учитывать потребности потребителей во всем мире. В таком случае доступ ко всем фактическим пользователям и операционным средам может быть невозможен для принятия ориентированного на пользователя подхода к проектированию. Разработчик должен использовать широкий спектр информации, как формальной, так и неформальной, такой как литературные справочные материалы, стандарты, руководства и практические принципы и опыт проведения аналитической оценки проекта, и должен обеспечить достаточную настраиваемость и гибкость продукта. для удовлетворения потребностей более широкого круга пользователей.
Еще один момент, который следует учитывать, заключается в том, что дизайнеры никогда не могут быть всезнающими. Им требуется информация не только от пользователей, но и от других сторон, участвующих в проекте, включая менеджеров, техников, ремонтников и специалистов по техническому обслуживанию. В совместном процессе люди должны делиться своими знаниями и опытом в разработке пригодного для использования продукта или системы и брать на себя коллективную ответственность за их функциональность и безопасность. В конце концов, у всех участников есть что-то поставленное на карту.
Статус стареющих работников варьируется в зависимости от их функционального состояния, на которое, в свою очередь, влияет их прошлый трудовой стаж. Их статус также зависит от должности, которую они занимают, а также от социального, культурного и экономического положения страны, в которой они живут.
Таким образом, рабочие, которым приходится выполнять много физического труда, чаще всего также имеют наименьшее школьное образование и наименьшую профессиональную подготовку. Они подвергаются изнурительным условиям труда, которые могут вызвать заболевания, и они подвержены риску несчастных случаев. В этом контексте их физические возможности, скорее всего, будут снижаться к концу их активной жизни, что делает их более уязвимыми на работе.
Наоборот, рабочие, которые имели преимущество в виде продолжительного школьного обучения, за которым последовала профессиональная подготовка, готовящая их к работе, в основном занимаются профессиями, в которых они могут применять полученные таким образом знания и постепенно расширять свой опыт. Часто они не работают в самых вредных профессиональных условиях, и их навыки признаются и ценятся по мере взросления.
В период экономического подъема и нехватки рабочей силы стареющие рабочие признаются обладающими качествами «профессиональной добросовестности», регулярностью в работе и способностью поддерживать свои ноу-хау. В период рецессии и безработицы больше внимания будет уделяться тому факту, что их производительность труда ниже, чем у молодых людей, и их меньшей способности адаптироваться к изменениям в методах работы и организации.
В зависимости от соответствующих стран, их культурных традиций, способа и уровня экономического развития уважение к стареющим рабочим и солидарность с ними будут более или менее очевидны, и их защита будет более или менее обеспечена.
Временные аспекты отношения возраста/работы
Взаимосвязь между старением и трудом охватывает большое разнообразие ситуаций, которые можно рассматривать с двух точек зрения: с одной стороны, труд выступает для работника фактором трансформации на протяжении всей его активной жизни, причем трансформации бывают либо негативными, либо негативными. (например, износ, снижение квалификации, болезни и несчастные случаи) или положительные (например, приобретение знаний и опыта); с другой стороны, работа выявляет изменения, связанные с возрастом, и это приводит к маргинализации и даже исключению из производственной системы пожилых работников, которые предъявляют к работе требования, слишком высокие для их снижающихся способностей, или, наоборот, позволяют прогрессировать в свою трудовую карьеру, если содержание работы таково, что большое значение придается опыту.
Таким образом, преклонный возраст играет роль «вектора», на котором хронологически регистрируются события жизни как на работе, так и вне ее. Вокруг этой оси шарнирно закреплены процессы упадка и наращивания, которые очень изменчивы от одного рабочего к другому. Для учета проблем старения работников при проектировании производственных ситуаций необходимо учитывать как динамические характеристики изменений, связанные с возрастом, так и вариативность этих изменений у отдельных лиц.
Отношения возраст/работа можно рассматривать в свете тройственной эволюции:
Некоторые процессы органического старения и их связь с работой
Основные органические функции, связанные с работой, заметно снижаются с 40-50 лет, после того как некоторые из них получили развитие до 20-25 лет.
В частности, с возрастом наблюдается снижение максимальной мышечной силы и объема движений в суставах. Снижение силы составляет от 15 до 20% в возрасте от 20 до 60 лет. Но это только общая тенденция, и вариабельность среди людей значительна. Причем это максимальные мощности; снижение гораздо меньше для более умеренных физических требований.
Одной из функций, которая очень чувствительна к возрасту, является регуляция осанки. Эта трудность не очень очевидна для обычных и устойчивых рабочих положений (стоя или сидя), но становится очевидной в ситуациях нарушения равновесия, требующих точной регулировки, сильного мышечного сокращения или движений суставов под экстремальными углами. Эти проблемы становятся более серьезными, когда работа должна выполняться на неустойчивых или скользких опорах, или когда рабочий подвергается удару или неожиданному толчку. В результате несчастные случаи из-за потери равновесия с возрастом становятся более частыми.
Регулирование сна становится менее надежным в возрасте от 40 до 45 лет. Он более чувствителен к изменениям в рабочем графике (например, работа в ночное время или посменная работа) и к мешающим условиям (например, к шуму или освещению). Далее следуют изменения продолжительности и качества сна.
Терморегуляция также усложняется с возрастом, и это приводит к тому, что у пожилых работников возникают специфические проблемы, связанные с работой в жару, особенно при выполнении физически напряженной работы.
Сенсорные функции начинают нарушаться очень рано, но возникающие в результате нарушения редко отмечаются в возрасте до 40–45 лет. Нарушается зрительная функция в целом: наблюдается снижение амплитуды аккомодации (которое можно исправить с помощью соответствующих линз). , а также в периферическом поле зрения восприятие глубины, устойчивость к ослеплению и пропускание света через хрусталик. Возникающее неудобство заметно только в особых условиях: при плохом освещении, вблизи источников бликов, с объектами или текстами очень маленького размера или плохо представленными и так далее.
Снижение слуховой функции влияет на порог слышимости для высоких частот (высокие звуки), но проявляется, в частности, в затруднении распознавания звуковых сигналов в шумной обстановке. Таким образом, разборчивость произносимого слова становится более сложной в присутствии окружающего шума или сильной реверберации.
Другие сенсорные функции, как правило, слабо затронуты в этот период жизни.
Видно, что в целом органическая убыль с возрастом заметна особенно в экстремальных ситуациях, которые в любом случае следует видоизменять, чтобы избежать затруднений даже для молодых работников. Кроме того, пожилые рабочие могут компенсировать свои недостатки с помощью определенных стратегий, часто приобретаемых с опытом, когда позволяют условия и организация работы: использование дополнительных опор для несбалансированных поз, подъем и перенос тяжестей таким образом, чтобы уменьшить чрезмерные усилия. , организация визуального сканирования для выявления полезной информации, в том числе.
Когнитивное старение: замедление и обучение
Что касается когнитивных функций, то прежде всего следует отметить, что в трудовой деятельности задействуются, с одной стороны, основные механизмы получения и обработки информации, а с другой — приобретенные в течение жизни знания. Эти знания касаются в основном значения объектов, сигналов, слов и ситуаций («декларативное» знание), а также способов действия («процедурное» знание).
Кратковременная память позволяет нам сохранять в течение нескольких десятков секунд или нескольких минут полезную информацию, которая была обнаружена. Обработка этой информации осуществляется путем сопоставления ее со знаниями, которые запоминаются на постоянной основе. Старение воздействует на эти механизмы по-разному: 1) в силу опыта обогащает знания, способность наилучшим образом выбирать как полезные знания, так и способ их обработки, особенно в задачах, которые выполняются достаточно часто, но (2) время обработки этой информации удлиняется как из-за старения центральной нервной системы, так и из-за более хрупкой кратковременной памяти.
Эти когнитивные функции очень сильно зависят от среды, в которой жили рабочие, и, следовательно, от их прошлого, их подготовки и рабочих ситуаций, с которыми им приходилось сталкиваться. Изменения, происходящие с возрастом, поэтому проявляются в чрезвычайно разнообразных сочетаниях явлений упадка и перестройки, в которых каждый из этих двух факторов может быть более или менее акцентирован.
Если в течение своей трудовой жизни работники прошли лишь краткую подготовку и если им приходилось выполнять относительно простые и повторяющиеся задачи, их знания будут ограничены, и они будут испытывать трудности при выполнении новых или относительно незнакомых задач. Если к тому же им приходится выполнять работу в строго ограниченное время, то изменения, произошедшие в их сенсорных функциях, и замедление обработки информации будут мешать им. Если, с другой стороны, они прошли длительное обучение и подготовку и если им пришлось выполнять множество задач, они, таким образом, смогли улучшить свои навыки, так что сенсорные или когнитивные недостатки, связанные с возрастом, будут устранены. во многом компенсируется.
Поэтому легко понять роль, которую играет непрерывное обучение в трудовой ситуации стареющих работников. Изменения в работе заставляют все чаще и чаще прибегать к периодическим занятиям, но пожилые работники редко получают их. Фирмы часто не считают целесообразным обучать работника, приближающегося к концу своей активной жизни, в частности, поскольку считается, что трудности в обучении увеличиваются с возрастом. Да и сами рабочие медлят проходить обучение, опасаясь, что у них ничего не получится, и не всегда очень ясно видят ту пользу, которую они могли бы извлечь из обучения.
На самом деле, с возрастом способ обучения видоизменяется. Если молодой человек фиксирует переданные ему знания, то пожилому человеку необходимо понять, как эти знания организованы по отношению к тому, что он уже знает, какова их логика и каково их обоснование для работы. Ему или ей также нужно время, чтобы учиться. Поэтому одним из решений проблемы обучения пожилых работников является, во-первых, использование различных методов обучения в соответствии с возрастом, знаниями и опытом каждого человека, в частности, с более длительным периодом обучения пожилых людей.
Старение мужчин и женщин на работе
Возрастные различия между мужчинами и женщинами обнаруживаются на двух разных уровнях. На органическом уровне ожидаемая продолжительность жизни у женщин обычно больше, чем у мужчин, но то, что называется ожидаемой продолжительностью жизни без инвалидности, очень близко для обоих полов — до 65—70 лет. Женщины старше этого возраста, как правило, находятся в невыгодном положении. Кроме того, максимальная физическая работоспособность женщин в среднем на 30% меньше, чем у мужчин, и эта разница имеет тенденцию сохраняться с возрастом, но вариабельность в двух группах широкая, с некоторым совпадением между двумя распределениями.
На уровне трудовой карьеры есть большие различия. В среднем женщины получают меньше подготовки для работы, чем мужчины, когда они начинают свою трудовую жизнь, они чаще всего занимают должности, для которых требуется меньше квалификации, и их трудовая карьера менее плодотворна. Поэтому с возрастом они занимают должности со значительными ограничениями, такими как нехватка времени и повторяемость работы. Никакие половые различия в развитии когнитивных способностей с возрастом не могут быть установлены без ссылки на этот социальный контекст работы.
Если при планировании рабочих ситуаций учитываются эти гендерные различия, необходимо принять меры, особенно в пользу начальной и непрерывной профессиональной подготовки женщин и построения трудовой карьеры, которая увеличивает опыт женщин и повышает их ценность. Следовательно, это действие должно быть предпринято задолго до окончания их активной жизни.
Старение работающего населения: полезность коллективных данных
Есть по крайней мере две причины для принятия коллективного и количественного подходов к старению работающего населения. Первая причина заключается в том, что такие данные будут необходимы для оценки и прогнозирования последствий старения в мастерской, службе, фирме, секторе или стране. Вторая причина заключается в том, что основные компоненты старения сами по себе являются явлениями, подверженными вероятности: не все работники стареют одинаково или с одинаковой скоростью. Таким образом, различные аспекты старения иногда выявляются, подтверждаются или оцениваются с помощью статистических инструментов.
Простейшим инструментом в этой области является описание возрастных структур и их эволюции, выраженных способами, относящимися к труду: сектор экономики, торговля, группа профессий и т. д.
Например, когда мы наблюдаем, что возрастная структура населения на рабочем месте остается стабильной и молодой, мы можем спросить, какие характеристики работы могут играть избирательную роль с точки зрения возраста. Если же, наоборот, эта структура стабильна и старше, то рабочее место имеет функцию приема людей из других секторов фирмы; причины этих перемещений заслуживают изучения, и мы также должны проверить, соответствует ли работа на этом рабочем месте характеристикам стареющей рабочей силы. Если, наконец, возрастная структура регулярно меняется, просто отражая уровень пополнения от года к году, то, вероятно, мы имеем ситуацию, когда люди «стареют на месте»; это иногда требует специального изучения, особенно если ежегодное число пополнений имеет тенденцию к снижению, что приведет к смещению общей структуры в сторону старших возрастных групп.
Наше понимание этих явлений может быть расширено, если мы будем располагать количественными данными об условиях труда, о должностях, занимаемых рабочими в настоящее время, и (если возможно) о должностях, которые они уже не занимают. Графики работы, повторяемость работы, характер физических требований, рабочая среда и даже некоторые когнитивные компоненты могут быть предметом вопросов (задаваемых рабочими) или оценок (экспертами). Тогда становится возможным установить связь между характеристиками настоящей работы и прошлой работы и возрастом соответствующих рабочих и, таким образом, выяснить механизмы отбора, к которым могут привести условия труда в определенном возрасте.
Эти исследования могут быть дополнительно улучшены за счет получения информации о состоянии здоровья рабочих. Эта информация может быть получена из объективных показателей, таких как уровень несчастных случаев на производстве или уровень отсутствия по болезни. Но эти индикаторы часто требуют особого внимания с точки зрения методологии, потому что, хотя они действительно отражают состояние здоровья, которое может быть связано с работой, они также отражают стратегию всех, кто имеет отношение к несчастным случаям на производстве и отсутствиям на работе по болезни: самих рабочих, руководства. и у врачей могут быть различные стратегии в этом отношении, и нет никакой гарантии, что эти стратегии не зависят от возраста рабочего. Поэтому сравнение этих показателей между возрастами часто бывает сложным.
Поэтому, когда это возможно, следует обращаться к данным, полученным в результате самооценки здоровья работниками или полученными в ходе медицинских осмотров. Эти данные могут относиться к заболеваниям, чья распространенность варьируется в зависимости от возраста, что необходимо лучше знать в целях прогнозирования и профилактики. Но изучение старения будет опираться прежде всего на оценку состояний, не достигших стадии болезни, таких как определенные виды функциональных нарушений: (например, суставов — боль и ограничение зрения и слуха, дыхательной системы) или же определенные трудности или даже неспособность (например, при подъеме на высокую ступеньку, выполнении точного движения, сохранении равновесия в неудобном положении).
Таким образом, сопоставление данных о возрасте, работе и здоровье является одновременно полезным и сложным делом. Их использование позволяет выявить (или предположить их существование) различные типы связей. Это может быть случай простых причинно-следственных связей, когда некоторые требования работы ускоряют снижение функционального состояния по мере старения. Но это не самый частый случай. Очень часто мы будем вынуждены оценить одновременно эффект накопление ограничений на совокупность характеристик здоровья и в то же время действие механизмов отбора, в соответствии с которыми работники, чье здоровье ухудшилось, могут обнаружить, что они исключены из определенных видов работ (то, что эпидемиологи называют «эффектом здорового рабочего»). »).
Таким образом, мы можем оценить правильность этого набора взаимосвязей, подтвердить некоторые фундаментальные знания в области психофизиологии и, прежде всего, получить информацию, полезную для разработки превентивных стратегий в отношении старения на работе.
Некоторые виды действий
Действия, предпринимаемые для сохранения занятости стареющих работников без негативных последствий для них, должны следовать нескольким общим направлениям:
На основе этих нескольких принципов можно сначала определить несколько типов немедленных действий. Наивысший приоритет действий будет касаться условий труда, которые могут создавать особенно острые проблемы для пожилых работников. Как упоминалось ранее, постуральные стрессы, чрезмерное напряжение, строгие ограничения по времени (например, как при работе на конвейере или при навязывании более высоких целей по производительности), вредные условия (температура, шум) или неподходящие условия (условия освещения), работа в ночное время и сменная работа. работы являются примерами.
Систематическое выявление этих ограничений на должностях, которые заняты (или могут занимать) пожилые работники, позволяет составить перечень и установить приоритеты для действий. Это точное определение может быть выполнено с помощью контрольных списков эмпирических проверок. Не менее полезен будет и анализ деятельности рабочих, который позволит связать наблюдения за их поведением с объяснениями, которые они дают своим затруднениям. В этих двух случаях измерения усилий или параметров окружающей среды могут завершить наблюдения.
Помимо этого точного определения, действия, которые необходимо предпринять, не могут быть описаны здесь, поскольку они, очевидно, будут специфическими для каждой рабочей ситуации. Использование стандартов иногда может быть полезным, но немногие стандарты учитывают конкретные аспекты старения, и каждый из них связан с определенной областью, что приводит к изолированному мышлению о каждом компоненте изучаемой деятельности.
Помимо немедленных мер, учет старения предполагает более долгосрочное мышление, направленное на выработку максимально возможной гибкости при проектировании рабочих ситуаций.
Такой гибкости следует добиваться в первую очередь при проектировании рабочих ситуаций и оборудования. Ограниченное пространство, нерегулируемые инструменты, жесткое программное обеспечение, короче говоря, все характеристики ситуации, которые ограничивают проявление человеческого разнообразия при выполнении задачи, скорее всего, навредят значительной части пожилых работников. То же самое относится и к более строгим типам организации: полностью заранее определенному распределению задач, частым и срочным срокам или слишком многочисленным или слишком строгим заказам (с этим, конечно, нужно мириться, когда есть существенные требования, относящиеся к качеству выполнения). производство или безопасность установки). Таким образом, поиск такой гибкости является поиском различных индивидуальных и коллективных приспособлений, которые могут способствовать успешной интеграции стареющих работников в производственную систему. Одним из условий успеха этих преобразований, очевидно, является создание программ профессионального обучения, предназначенных для рабочих всех возрастов и приспособленных к их конкретным потребностям.
Таким образом, учет старения при проектировании рабочих ситуаций влечет за собой ряд согласованных действий (общее снижение экстремальных стрессов, использование всех возможных стратегий организации труда, постоянные усилия по повышению квалификации), которые тем более эффективны и тем менее дорого, когда они принимаются на длительный срок и тщательно продуманы заранее. Старение населения является достаточно медленным и предсказуемым явлением, чтобы соответствующие превентивные меры были вполне осуществимы.
Дизайн для людей с ограниченными возможностями — это дизайн для всех
На рынке так много продуктов, которые легко обнаруживают свою непригодность для большинства пользователей. Как следует оценивать дверной проем, слишком узкий, чтобы удобно разместиться полному человеку или беременной женщине? Должна ли быть нарушена его физическая конструкция, если она удовлетворяет всем соответствующим тестам механической функции? Конечно, такие пользователи не могут считаться инвалидами в каком-либо физическом смысле, поскольку они могут находиться в состоянии идеального здоровья. Некоторым продуктам требуется тщательная обработка, прежде чем их можно будет заставить работать так, как нужно — на ум приходят недорогие консервные ножи, не совсем тривиальные. Тем не менее, здоровый человек, который может испытывать трудности при работе с такими устройствами, не должен считаться инвалидом. Дизайнер, успешно учитывающий взаимодействие человека с продуктом, повышает функциональную полезность своего дизайна. В отсутствие хорошего функционального дизайна люди с незначительной инвалидностью могут столкнуться с серьезными трудностями. Таким образом, именно интерфейс «пользователь-машина» определяет ценность дизайна для Найти пользователей.
Напоминать себе, что технологии существуют для того, чтобы служить людям, — трюизм; его использование заключается в расширении собственных возможностей. Что касается инвалидов, это расширение должно быть сделано на несколько шагов дальше. Например, в 1980-х годах большое внимание уделялось дизайну кухонь для людей с ограниченными возможностями. Опыт, полученный в этой работе, проник в конструктивные особенности «обычных» кухонь; инвалид в этом смысле может считаться пионером. Профессионально-индуцированные нарушения и инвалидность — стоит только принять во внимание скелетно-мышечные и другие жалобы, от которых страдают люди, занятые сидячей работой, столь распространенной на новом рабочем месте, — также требуют усилий по проектированию, направленных не только на предотвращение повторения таких состояний, но и на разработка совместимой с пользователем технологии, адаптированной к потребностям работников, уже страдающих профессиональными расстройствами.
Более широкий средний человек
Дизайнер не должен ориентироваться на небольшое, нерепрезентативное население. Среди определенных групп крайне неразумно делать предположения относительно сходства между ними. Например, работник, получивший травму определенным образом во взрослом возрасте, может не обязательно иметь антропометрические отличия от сопоставимого в других отношениях здорового человека и может рассматриваться как часть широкого среднего. Маленький ребенок, получивший такую травму, во взрослом возрасте будет демонстрировать совершенно иную антропометрию, поскольку его мышечное и механическое развитие будет постоянно и последовательно зависеть от предшествующих стадий роста. (Не следует делать каких-либо выводов относительно сопоставимости этих двух случаев у взрослых. Их следует рассматривать как две отдельные, специфические группы, и только одна из них должна быть включена в общее среднее значение.) скажем, 90% населения, нужно приложить немного больше усилий, чтобы увеличить этот запас, скажем, до 95%, дело в том, что таким образом может быть уменьшена потребность в дизайне для конкретных групп.
Еще один способ приблизиться к дизайну для более широкой средней группы населения — это произвести два продукта, каждый из которых спроектирован примерно так, чтобы соответствовать двум крайним пределам процентилей человеческих различий. Например, стул может быть двух размеров: один с кронштейнами, позволяющими регулировать его высоту от 38 до 46 см, а другой — от 46 до 54 см; уже существуют плоскогубцы двух размеров: один подходит для больших и средних мужских рук, а другой подходит для средних женских рук и рук меньших мужчин.
Было бы хорошо продуманной политикой компании ежегодно резервировать скромную сумму денег для анализа рабочих мест и сделать их более подходящими для рабочих, что предотвратит болезни и инвалидность из-за чрезмерной физической нагрузки. Это также повышает мотивацию работников, когда они понимают, что руководство активно пытается улучшить их рабочую среду, и еще более впечатляюще, когда иногда приходится предпринимать сложные меры: тщательный анализ работы, создание макетов, антропометрические измерения и даже специфический дизайн агрегатов для рабочих. Фактически, в одной компании пришли к выводу, что блоки должны быть переработаны на каждом рабочем месте, потому что они вызывали физическую перегрузку в виде слишком долгого стояния, были неподходящие размеры, связанные с сидячими позициями, а также были другие недостатки. .
Затраты, преимущества и удобство использования дизайна
Анализ затрат/выгод разрабатывается эргономистами, чтобы получить представление о результатах эргономической политики, отличной от экономической. В настоящее время оценка в промышленной и коммерческой сферах включает негативное или позитивное влияние политики на работника.
Методы оценки качества и удобства использования в настоящее время являются предметом активных исследований. Модель пригодности реабилитационной технологии (RTUM), показанная на рис. 1, может использоваться в качестве модели для оценки удобства использования продукта в рамках реабилитационной технологии и для освещения различных аспектов продукта, которые определяют его удобство использования.
Рисунок 1. Модель использования реабилитационных технологий (RTUM)
С чисто экономической точки зрения можно указать затраты на создание системы, в которой может быть выполнена данная задача или в которой может быть изготовлен определенный продукт; едва ли нужно упоминать, что в этих условиях каждая компания заинтересована в максимальной отдаче от своих инвестиций. Но как определить реальные затраты на выполнение задач и производство продукции по отношению к финансовым вложениям, если принять во внимание различные нагрузки физических, когнитивных и умственных систем рабочих? На самом деле, само суждение о деятельности человека, помимо прочих факторов, основано на восприятии работниками того, что должно быть сделано, на их представлении о собственной ценности выполнения этой работы и на их мнении о компании. На самом деле именно внутреннее удовлетворение работой является нормой ценности в этом контексте, и это удовлетворение, вместе с целями компании, составляет причину выполнения работы. Таким образом, благополучие и производительность работников основаны на широком спектре опыта, ассоциаций и восприятий, которые определяют отношение к работе и конечное качество работы — понимание, на котором основана модель RTUM.
Если не принять эту точку зрения, то становится необходимым рассматривать инвестиции только в связи с сомнительными и неопределенными результатами. Если эргономисты и врачи захотят улучшить условия труда людей с ограниченными возможностями — увеличить производительность машин и повысить удобство использования используемых инструментов, — они столкнутся с трудностями в поиске способов оправдать финансовые вложения. Как правило, такое оправдание искали в сбережениях, полученных за счет предотвращения травм и болезней, связанных с работой. Но если расходы по болезни взяла на себя не компания, а государство, то они становятся, так сказать, финансово невидимыми и не воспринимаются как связанные с работой.
Тем не менее, осознание того, что инвестиции в здоровую рабочую среду — это хорошо потраченные деньги, растет с признанием того, что «социальные» издержки нетрудоспособности можно перевести в термины конечных издержек для экономики страны, и эта ценность теряется, когда потенциальный работник сидит дома, не делая никакого вклада в общество. Инвестирование в рабочее место (с точки зрения адаптации рабочего места или предоставления специальных инструментов или, возможно, даже помощи в личной гигиене) может не только вознаградить человека удовлетворением от работы, но и помочь сделать его или ее самодостаточным и независимым от социальной помощи.
Можно провести анализ затрат/выгод, чтобы определить, оправдано ли специальное вмешательство на рабочем месте для инвалидов. Следующие факторы представляют собой источники данных, которые могут стать объектом такого анализа:
1. персонал
2. безопасности
3. медицинская
Что касается времени, потерянного из-за работы, эти расчеты могут быть сделаны с точки зрения заработной платы, накладных расходов, компенсации и потерянной продукции. Только что описанный вид анализа представляет собой рациональный подход, с помощью которого организация может прийти к обоснованному решению относительно того, лучше ли работнику-инвалиду вернуться на работу и выиграет ли сама организация от его или ее возвращения на работу.
В предыдущем обсуждении проектирование для более широких слоев населения привлекло внимание, усиленное акцентом на конкретный дизайн по отношению к удобству использования, а также затратам и преимуществам такого дизайна. Выполнение необходимых расчетов с учетом всех соответствующих факторов по-прежнему является сложной задачей, но в настоящее время продолжаются исследования, включающие методы моделирования в свои методики. В некоторых странах, например в Нидерландах и Германии, государственная политика возлагает на компании более высокую ответственность за причинение вреда здоровью на рабочем месте; фундаментальные изменения в политике регулирования и страховых структурах, безусловно, должны стать результатом тенденций такого рода. В этих странах уже стало более или менее устоявшейся политикой, согласно которой работник, получивший инвалидность на производстве, должен быть обеспечен адаптированным рабочим местом или иметь возможность выполнять другую работу в компании, политика, которая сделала обращение с инвалидов - подлинное достижение гуманного обращения с рабочими.
Работники с ограниченными функциональными возможностями
Независимо от того, нацелен ли дизайн на людей с ограниченными возможностями или на более широкую аудиторию, ему мешает нехватка данных исследований. Люди с ограниченными возможностями практически не подвергались исследованиям. Поэтому, чтобы создать документ с требованиями к продукту или PRD, необходимо будет провести специальное эмпирическое исследование, чтобы собрать эти данные путем наблюдения и измерения.
При сборе необходимой информации об инвалиде или пользователе необходимо учитывать не только текущее функциональное состояние инвалида, но и попытаться предвидеть любые изменения, которые могут быть результатом прогрессирования хронического состояния. Такого рода информацию можно получить непосредственно от работника или предоставить ее специалист-медик.
При проектировании, например, рабочего действия, для которого важны данные о физической силе рабочего, проектировщик не будет выбирать в качестве спецификации максимальную силу, которую может проявить инвалид, но примет во внимание любое возможное уменьшение силы, которое может привести к прогрессированию состояния рабочего. Таким образом, рабочий сможет продолжать использовать машины и инструменты, адаптированные или сконструированные для него или на рабочем месте.
Кроме того, дизайнеры должны избегать проектов, которые предполагают манипуляции с человеческим телом в крайних пределах, скажем, диапазона движения части тела, но должны приспосабливать свои проекты к средним диапазонам. Вот простая, но очень распространенная иллюстрация этого принципа. Очень распространенной частью ящиков кухонных и офисных шкафов и столов является ручка, имеющая форму полочки, под которую помещают пальцы, прилагая усилие вверх и вперед, чтобы открыть ящик. Этот маневр требует супинации запястья на 180 градусов (с поднятой ладонью) — максимальная точка для диапазона такого движения запястья. Такое положение дел может не представлять затруднений для здорового человека, при условии, что ящик можно открыть легким усилием и он расположен не неудобно, а создает напряжение при тугом движении ящика или при полной 180-градусной супинации. невозможно и является ненужным бременем для инвалида. Простое решение — вертикально расположенная рукоятка — было бы гораздо более эффективным механически, и им было бы легче манипулировать большей частью населения.
Физическая функциональная способность
Далее будут обсуждаться три основные области ограничения физической функциональной способности, определяемые системой передвижения, нервной системой и энергетической системой. Дизайнеры получат некоторое представление о природе ограничений пользователя/работника, рассмотрев следующие основные принципы телесных функций.
Система передвижения. Он состоит из костей, суставов, соединительных тканей и мышц. Характер строения сустава определяет диапазон возможных движений. Коленный сустав, например, демонстрирует другую степень подвижности и стабильности, чем тазобедренный или плечевой сустав. Эти различные характеристики суставов определяют возможные действия рук, кистей, стоп и так далее. Существуют также различные типы мышц; это тип мышцы, проходит ли мышца через один или два сустава, и расположение мышцы определяет для данной части тела направление ее движения, ее скорость и силу, которую она способна проявить. .
Тот факт, что это направление, скорость и сила могут быть охарактеризованы и рассчитаны, имеет большое значение в дизайне. Для инвалидов необходимо учитывать, что нарушено «нормальное» расположение мышц и изменен объем движений в суставах. Например, при ампутации мышца может функционировать лишь частично или ее расположение могло измениться, так что необходимо тщательно изучить физические способности пациента, чтобы установить, какие функции остаются и насколько они надежны. Далее следует история болезни.
40-летний плотник потерял в результате несчастного случая большой и безымянный пальцы правой руки. Стремясь восстановить трудоспособность плотника, хирург удалил один большой палец ноги пациента и заменил им отсутствующий большой палец. После периода реабилитации плотник вернулся к работе, но обнаружил, что не может выполнять постоянную работу более трех-четырех часов. Его инструменты были изучены и признаны непригодными для «ненормального» строения его руки. Специалист по реабилитации, исследуя «переработанную» руку с точки зрения ее новой функциональной способности и формы, смог разработать новые инструменты, более подходящие и пригодные для использования по отношению к измененной руке. Нагрузка на руку рабочего, ранее слишком тяжелая, теперь была в допустимых пределах, и он восстановил способность продолжать работу в течение более длительного времени.
Неврологическая система. Неврологическую систему можно сравнить с очень сложной диспетчерской, укомплектованной сборщиками данных, целью которых является инициирование и управление движениями и действиями путем интерпретации информации, относящейся к тем аспектам компонентов тела, которые относятся к положению и механическим, химическим и другим воздействиям. состояния. Эта система включает в себя не только систему обратной связи (например, боль), которая предусматривает корректирующие меры, но и способность «упреждающей связи», которая выражается упреждающе, чтобы поддерживать состояние равновесия. Рассмотрим случай рабочего, который рефлекторно действует так, чтобы восстановить позу, чтобы защитить себя от падения или от контакта с опасными частями машины.
У инвалидов может быть нарушена физиологическая обработка информации. И обратная связь, и механизмы прямой связи у слабовидящих людей ослаблены или отсутствуют, и то же самое верно на акустическом уровне у слабослышащих. Кроме того, важные схемы управления являются интерактивными. Звуковые сигналы воздействуют на равновесие человека в комплексе с проприоцептивными цепями, располагающими наши тела в пространстве, так сказать, по данным, полученным от мышц и суставов, с дальнейшей помощью зрительных сигналов. Мозг может функционировать, чтобы преодолевать довольно резкие недостатки в этих системах, исправляя ошибки в кодировании информации и «заполняя» недостающую информацию. Безусловно, за определенными пределами наступает недееспособность. Далее следуют две истории болезни.
Дело 1. Женщина 36 лет получила повреждение спинного мозга в результате автомобильной аварии. Она может сидеть без посторонней помощи и может вручную передвигать инвалидное кресло. Туловище у нее стабильное. Однако чувствительность в ногах исчезла; этот дефект включает неспособность ощущать изменения температуры.
Дома у нее сидячее рабочее место (кухня спроектирована таким образом, чтобы она могла работать в сидячем положении). В качестве меры безопасности была установлена раковина в достаточно изолированном месте, чтобы свести к минимуму риск ожога ее ног горячей водой, поскольку ее неспособность обрабатывать информацию о температуре в ногах делает ее уязвимой для того, чтобы не подозревать об ожогах.
Дело 2. Мать купала пятилетнего мальчика, у которого была парализована левая сторона. Раздался звонок в дверь, мать оставила мальчика одного, чтобы он пошел к входной двери, и мальчик, открыв кран с горячей водой, получил ожоги. Из соображений безопасности ванну следовало оборудовать термостатом (желательно таким, который мальчик не смог бы отключить).
Энергетическая система. Когда человеческому организму приходится выполнять физический труд, физиологические изменения, особенно в виде взаимодействий в мышечных клетках, происходят, хотя и относительно неэффективно. Человеческий «двигатель» преобразует только около 25% своей энергии в механическую деятельность, остальная часть энергии представляет собой тепловые потери. Поэтому человеческое тело не особенно приспособлено к тяжелому физическому труду. Утомление наступает через определенное время, и если приходится выполнять тяжелую работу, используются резервные источники энергии. Эти источники резервной энергии используются всегда, когда работа выполняется очень быстро, начинается внезапно (без периода разогрева) или связана с большими усилиями.
Организм человека получает энергию аэробным (через кислород в кровотоке) и анаэробным (после истощения аэробного кислорода он задействует небольшие, но важные резервные единицы энергии, хранящиеся в мышечной ткани). Потребность в подаче свежего воздуха на рабочем месте естественным образом привлекает внимание при обсуждении использования кислорода к аэробной стороне, поскольку условия труда, достаточно напряженные, чтобы вызывать анаэробные процессы на регулярной основе, чрезвычайно редки на большинстве рабочих мест, по крайней мере, в развитых странах. страны. Доступность атмосферного кислорода, которая напрямую связана с аэробными функциями человека, зависит от нескольких условий:
Человек, страдающий астмой или бронхитом, оба из которых являются заболеваниями, поражающими легкие, серьезно ограничивают работника в его или ее работе. Рабочее задание этого работника должно быть проанализировано с учетом таких факторов, как физическая нагрузка. Окружающая среда также должна быть проанализирована: чистый атмосферный воздух будет в значительной степени способствовать благополучию работников. Кроме того, нагрузка должна быть сбалансирована в течение дня, избегая пиковых нагрузок.
Особый дизайн
Однако в некоторых случаях по-прежнему требуется особый дизайн или дизайн для очень небольших групп. Такая потребность возникает, когда задачи, которые необходимо выполнить, и трудности, которые испытывает инвалид, чрезмерно велики. Если необходимые специальные требования не могут быть выполнены с доступными на рынке продуктами (даже с адаптациями), ответом является специальный дизайн. Независимо от того, может ли такое решение быть дорогостоящим или дешевым (и помимо гуманитарных вопросов), его, тем не менее, следует рассматривать в свете работоспособности и поддержки жизнеспособности фирмы. Специально спроектированное рабочее место имеет экономическую ценность только в том случае, если работник-инвалид может рассчитывать на работу на нем в течение многих лет и когда работа, которую он или она выполняет, с точки зрения производства является активом компании. Когда это не так, хотя работник действительно может настаивать на своем праве на работу, чувство реализма должно возобладать. К таким щекотливым проблемам следует подходить в духе поиска решения совместными усилиями по общению.
Преимущества специальной конструкции заключаются в следующем:
Недостатками конкретной конструкции являются:
Дело 1. Например, есть случай с регистратором в инвалидной коляске, у которого были проблемы с речью. Ее трудности с речью способствовали довольно медленным разговорам. Пока фирма оставалась небольшой, проблем не возникало, и она продолжала работать там годами. Но когда фирма расширилась, ее инвалидность стала проблемой. Ей приходилось говорить быстрее и двигаться значительно быстрее; она не могла справиться с новыми требованиями. Однако пути решения ее проблем были найдены и сводились к двум альтернативам: можно было установить специальное техническое оборудование, чтобы компенсировать недостатки, ухудшающие качество некоторых ее задач, или она могла просто выбрать набор задач, связанных с больше работы, связанной с рабочим столом. Она выбрала последний курс и до сих пор работает в той же компании.
Дело 2. Молодой человек, профессией которого было изготовление технических чертежей, получил травму спинного мозга высокой степени в результате ныряния на мелководье. Его травма настолько серьезна, что ему требуется помощь во всех его повседневных делах. Тем не менее, с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР) он по-прежнему может зарабатывать на жизнь техническим рисованием и живет финансово независимой жизнью со своим партнером. Его рабочее место представляет собой кабинет, приспособленный для его нужд, и он работает в фирме, с которой общается с помощью компьютера, телефона и факса. Чтобы управлять своим персональным компьютером, ему нужно было внести определенные изменения в клавиатуру. Но с этими техническими активами он может зарабатывать на жизнь и обеспечивать себя.
Подход к конкретному дизайну не отличается от другого дизайна, как описано выше. Единственная непреодолимая проблема, которая может возникнуть при разработке дизайн-проекта, заключается в том, что цель дизайна не может быть достигнута по чисто техническим причинам, т. е. не может быть достигнута. Например, человек, страдающий болезнью Паркинсона, на определенной стадии развития своего состояния склонен падать на спину. Помощь, которая предотвратила бы такую возможность, конечно, представляла бы желаемое решение, но уровень техники еще не таков, чтобы такое устройство еще можно было построить.
Эргономичный дизайн системы и рабочие с особыми физическими потребностями
Можно лечить телесные повреждения путем медицинского вмешательства для восстановления поврежденной функции, но лечение инвалидности или недостаточности способности выполнять задачи может включать меры, гораздо менее разработанные по сравнению с медицинской экспертизой. Что касается необходимости лечения инвалидности, то серьезность инвалидности сильно влияет на такое решение. Однако, учитывая необходимость обработки, следующие средства, взятые по отдельности или в комбинации, формируют выбор, доступный дизайнеру или менеджеру:
С специфической эргономической точки зрения лечение инвалидности включает в себя следующее:
Вопрос эффективности всегда является отправной точкой при модификации инструментов или машин и часто связан с затратами, связанными с рассматриваемой модификацией, техническими особенностями, которые необходимо решить, и функциональными изменениями, которые должны быть воплощены в новой конструкции. . Комфорт и привлекательность – это качества, которыми нельзя пренебрегать среди прочих характеристик.
Следующее соображение, касающееся конструктивных изменений, которые должны быть внесены в инструмент или машину, заключается в том, является ли устройство уже разработанным для общего использования (в этом случае будут внесены модификации в уже существующий продукт) или оно должно быть разработано с индивидуальным подходом. вид инвалидности в виду. В последнем случае каждому аспекту инвалидности рабочего следует уделить особое эргономическое внимание. Например, у рабочего, страдающего от ограничения функций головного мозга после инсульта, такие нарушения, как афазия (трудности в общении), паралич правой руки и спастический парез ноги, препятствующий поднятию ее вверх, могут потребовать следующих корректировок:
Есть ли общий ответ на вопрос, как оформить инвалида? Подход системно-эргономического дизайна (SED) идеально подходит для этой задачи. Исследование, связанное с рабочей ситуацией или видом рассматриваемого продукта, требует наличия проектной группы с целью сбора специальной информации, относящейся либо к особой группе работников-инвалидов, либо к уникальному случаю отдельного пользователя с инвалидностью определенным образом. Команда дизайнеров, в силу того, что в ее состав входят самые разные квалифицированные люди, будет обладать опытом, выходящим за рамки тех технических знаний, которые ожидаются от одного только дизайнера; медицинские и эргономические знания, которыми они поделятся, будут столь же полно применимы, как и строго технические.
Ограничения дизайна, определяемые сбором данных, относящихся к пользователям с ограниченными возможностями, рассматриваются с той же объективностью и в том же аналитическом духе, что и аналогичные данные, относящиеся к здоровым пользователям. Так же, как и для последних, для инвалидов необходимо определить их личностные паттерны поведенческих реакций, их антропометрические профили, биомеханические данные (досягаемость, силу, амплитуду движений, занимаемое пространство, физическую нагрузку и т. д.), эргономические нормативы. и правила техники безопасности. Но с большим сожалением приходится признать, что очень мало исследований проводится в интересах рабочих-инвалидов. Существует несколько исследований по антропометрии, несколько больше по биомеханике в области протезов и ортезов, но практически не проводились исследования по возможностям физических нагрузок. (Ссылки на такие материалы читатель найдет в списке «Другая необходимая литература» в конце этой главы.) И хотя иногда собрать и применить такие данные несложно, достаточно часто задача оказывается сложной и фактически невыполнимой. . Безусловно, необходимо получить объективные данные, какими бы напряженными ни были усилия и маловероятные шансы на это, учитывая, что количество инвалидов, доступных для исследования, невелико. Но они довольно часто более чем готовы участвовать в любых исследованиях, в которых им предлагается участвовать, поскольку существует большое осознание важности такого вклада в дизайн и исследования в этой области. Таким образом, это инвестиции не только для них самих, но и для более широкого сообщества инвалидов.
Автор признателен за помощь г-ну Э. Мессеру и профессору В. Лоригу за их вклад в биомеханические аспекты и аспекты дизайна, а также профессору Х. Штейну и доктору Р. Лангеру за их помощь в физиологических аспектах полировки. процесс. Исследование было поддержано грантом Комитета по исследованиям и профилактике в области безопасности и гигиены труда Министерства труда и социальных дел Израиля.
Конструкция рабочих столов с ручным управлением и методы работы в отрасли полировки алмазов не менялись на протяжении сотен лет. Исследования гигиены труда полировщиков алмазов выявили высокий уровень нарушений опорно-двигательного аппарата кистей и предплечий, в частности, локтевой невропатии в локтевом суставе. Это связано с высокими требованиями к опорно-двигательному аппарату верхней части тела при занятиях этой профессией с интенсивным ручным трудом. Исследование, проведенное в Израильском технологическом институте Технион, было направлено на изучение эргономических аспектов и профессиональных заболеваний, связанных с вопросами безопасности среди мастеров в отрасли полировки алмазов. Задачи в этой отрасли с ее высокими требованиями к манипулятивным движениям включают в себя движения, требующие частых и быстрых усилий рук. Эпидемиологический обзор, проведенный в 1989-1992 годах в израильской алмазной промышленности, показал, что манипулятивные движения, возникающие при полировке алмазов, очень часто вызывают серьезные проблемы со здоровьем у рабочего в верхних конечностях, а также в верхней и нижней части спины. Когда такие профессиональные вредности затрагивают рабочих, это вызывает цепную реакцию, которая в конечном итоге влияет и на экономику отрасли.
На протяжении тысячелетий бриллианты были объектами очарования, красоты, богатства и капитальной ценности. Искусные мастера и художники на протяжении веков пытались создать красоту, улучшая форму и ценность этой уникальной формы образования твердых углеродных кристаллов. В отличие от продолжающихся достижений художественного творчества с использованием природного камня и появления крупной международной индустрии, очень мало было сделано для улучшения некоторых сомнительных условий труда. Осмотр музеев бриллиантов в Англии, Южной Африке и Израиле позволяет сделать исторический вывод о том, что традиционное рабочее место полировщика не менялось на протяжении сотен лет. Типичные алмазные полировальные инструменты, рабочий стол и рабочие процессы описаны Влишдрагером (1986), и было обнаружено, что они являются универсальными для всех полировальных установок.
Эргономическая оценка, проведенная на установках для производства бриллиантов, указывает на большой недостаток технического проектирования полировальной рабочей станции, что вызывает боль в спине и напряжение шеи и рук из-за рабочей позы. Исследование микродвижений и биомеханический анализ моделей движений, связанных с полировкой алмазов, указывают на чрезвычайно интенсивные движения кистей и рук, которые включают в себя высокое ускорение, быстрое движение и высокую степень повторяемости в коротких циклах. Опрос полировщиков алмазов по симптомам показал, что 45% огранщиков были моложе 40 лет, и хотя они представляют молодое и здоровое население, 64% сообщили о боли в плечах, 36% о боли в плече и 27% о боли. в нижней части руки. Полировка выполняется под сильным давлением «руки на инструмент», которое прикладывается к вибрирующему полировальному диску.
Первое известное описание станка для полировки алмазов было дано в 1568 году итальянским ювелиром Бенвенуто Челлини, который писал: «Один алмаз трется о другой до тех пор, пока в результате взаимного истирания оба не примут форму, которую желает получить искусный полировщик». Описание Челлини можно было бы написать сегодня: роль человека-оператора не изменилась за эти 400 лет. Если изучить рабочие процедуры, ручные инструменты и характер решений, связанных с процессом, можно увидеть, что отношения между пользователем и машиной также практически не изменились. Эта ситуация уникальна среди большинства отраслей, где произошли огромные изменения с появлением автоматизации, робототехники и компьютерных систем; они полностью изменили роль рабочего в современном мире. Тем не менее, было обнаружено, что рабочий цикл полировки очень похож не только в Европе, где зародилось ремесло полировки, но и в большинстве отраслей промышленности по всему миру, будь то на передовых предприятиях в США, Бельгии или Израиле, которые специализируются на причудливой геометрии. и более дорогие бриллиантовые изделия — или предприятия в Индии, Китае и Таиланде, которые обычно производят популярные формы и изделия средней стоимости.
Процесс полировки основан на шлифовании закрепленного необработанного алмаза над алмазной пылью, закрепленной на поверхности полировального диска. Из-за его твердости только шлифовка трением о аналогичный углеродный материал эффективна для изменения формы алмаза до его геометрической и блестящей отделки. Аппаратное обеспечение рабочей станции состоит из двух основных групп элементов: механизмов рабочей станции и ручных инструментов. К первой группе относятся электродвигатель, который вращает полировальный диск на вертикальном цилиндрическом валу, возможно, от одного прямого привода; твердый плоский стол, который окружает полировальный диск; скамья и источник света. Ручные рабочие инструменты состоят из алмазного держателя (или хвостовика), который удерживает необработанный камень на всех этапах полировки и обычно удерживается в левой ладони. Работа увеличивается с помощью выпуклой линзы, которую держат между первым, вторым и третьим пальцами правой руки и смотрят левым глазом. Такой метод работы обусловлен жестким тренировочным процессом, в большинстве случаев не учитывающим ручность. Во время работы полировщик принимает полулежачее положение, прижимая держатель к шлифовальному диску. Эта поза требует поддержки рук на рабочем столе, чтобы стабилизировать руки. В результате локтевой нерв уязвим для внешних повреждений из-за своего анатомического положения. Такая травма распространена среди полировщиков алмазов и считается профессиональным заболеванием с 1950-х годов. Сегодня в мире насчитывается около 450,000 75 огранщиков, из которых около 80% расположены на Дальнем Востоке, в первую очередь в Индии, которая резко расширила свою алмазную промышленность за последние два десятилетия. Процесс полировки выполняется вручную, при этом каждая из граней алмаза производится полировщиками, которые обучены и имеют опыт работы с определенной частью геометрии камня. Огранщики составляют явное большинство работников алмазного ремесла, составляя около XNUMX% всей рабочей силы отрасли. Таким образом, большинство профессиональных рисков в этой отрасли можно устранить за счет улучшения работы рабочего места для полировки алмазов.
Анализ моделей движения, связанных с полировкой, показывает, что процедура полировки состоит из двух подпрограмм: более простой процедуры, называемой циклом полировки, которая представляет собой базовую операцию полировки алмаза, и более важной процедуры, называемой циклом обработки граней, которая включает окончательную проверку и изменение положения камня в держателе. Общая процедура включает четыре основных рабочих элемента:
Два элемента — полировка и проверка — выполняются в относительно статичных рабочих позах, в то время как так называемые действия «рука для полировки» (от H до P) и «рука для проверки» (от H до I) требуют коротких и быстрых движений плеча. , локоть и запястье. Большинство реальных движений обеих рук выполняются за счет сгибания и разгибания локтя, а также пронации и супинации локтя. Положение тела (спина и шея) и все другие движения, кроме отклонения запястья, при нормальной работе практически не изменяются. Держатель камня, изготовленный из стального стержня квадратного сечения, удерживается так, что давит на кровеносные сосуды и кость, что может привести к уменьшению притока крови к безымянному пальцу и мизинцу. Правая рука держит увеличительное стекло на протяжении всего цикла полировки, оказывая изометрическое давление на три первых пальца. Большую часть времени правая и левая руки следуют параллельным схемам движения, в то время как в движении «рука для шлифовки» левая рука ведет, а правая рука начинает движение с небольшой задержкой, а в движении «рука для проверки» порядок перевернуто. Задания для правой руки включают либо удерживание увеличительного стекла перед левым глазом, поддерживая левую руку (сгибание локтя), либо давление на головку держателя алмаза для лучшего шлифования (разгибание локтя). Эти быстрые движения приводят к быстрому ускорению и замедлению, что приводит к очень точному размещению камня на шлифовальном диске, что требует высокого уровня ловкости рук. Следует отметить, что требуются долгие годы, чтобы стать мастером до такой степени, что рабочие движения становятся почти встроенными рефлексами, выполняемыми автоматически.
На первый взгляд, полировка алмазов — простая и понятная задача, и в некотором смысле так и есть, но она требует большого мастерства и опыта. В отличие от всех других отраслей, где сырье и обработанный материал контролируются и производятся в соответствии с точными спецификациями, алмаз в необработанном виде не является однородным, и каждый кристалл алмаза, большой или маленький, должен проверяться, классифицироваться и обрабатываться индивидуально. Помимо необходимых ручных навыков, полировщик должен принимать оперативные решения на каждом этапе полировки. В результате визуального осмотра должны быть приняты решения по таким факторам, как угловая пространственная коррекция - трехмерная оценка - величина и продолжительность прилагаемого давления, угловое положение камня, точка контакта на шлифовальном круге и другие. . Необходимо учитывать множество важных моментов, все в среднем за четыре секунды. важно понимать этот процесс принятия решений при разработке улучшений.
Прежде чем можно будет перейти к этапу, на котором анализ движения может быть использован для определения более эргономичного дизайна и инженерных критериев для полировальной рабочей станции, необходимо знать еще о дополнительных аспектах, связанных с этой уникальной системой «пользователь-машина». В этот поставтоматизированный век мы по-прежнему обнаруживаем, что производственная часть успешной и расширяющейся алмазной отрасли практически не затронута огромным технологическим прогрессом, достигнутым за последние несколько десятилетий. В то время как почти во всех других секторах промышленности происходили постоянные технологические изменения, которые определяли не только методы производства, но и сами продукты, алмазная промышленность оставалась практически неизменной. Вероятной причиной такой стабильности может быть тот факт, что ни продукт, ни рынок не изменились на протяжении веков. Дизайн и формы бриллиантов практически не изменились. С точки зрения бизнеса не было причин менять продукт или методы. Кроме того, поскольку большая часть работ по шлифовке выполняется по субподряду с отдельными работниками, у отрасли не было проблем с регулированием рабочей силы, корректировкой потока работ и поставок необработанных алмазов в соответствии с колебаниями рынка. Пока не изменятся методы производства, не изменится и продукт. Как только в алмазной отрасли будут использоваться более передовые технологии и автоматизация, продукт изменится, и на рынке будет доступно большее разнообразие форм. Но у бриллианта по-прежнему есть мистическое качество, которое отличает его от других продуктов, ценность, которая вполне может уменьшиться, когда его начинают рассматривать просто как еще один предмет массового производства. Однако в последнее время давление рынка и появление новых производственных центров, в основном на Дальнем Востоке, бросают вызов старым устоявшимся европейским центрам. Это вынуждает отрасль изучать новые методы и производственные системы, а также роль человека-оператора.
При рассмотрении вопроса об усовершенствовании полировальной рабочей станции следует рассматривать ее как часть системы «пользователь-машина», которая регулируется тремя основными факторами: человеческим фактором, технологическим фактором и бизнес-фактором. Новый дизайн, учитывающий принципы эргономики, станет трамплином для улучшения производственной ячейки в широком смысле этого слова, что означает комфорт в течение продолжительного рабочего дня, более высокое качество продукции и более высокую производительность. Были рассмотрены два различных подхода к проектированию. Один включает в себя перепроектирование существующей рабочей станции, при этом работнику поручается выполнять те же задачи. Второй подход заключается в том, чтобы беспристрастно взглянуть на задачу полировки, стремясь к оптимальному тахеометру и плану задачи. Полный дизайн должен основываться не на существующей рабочей станции в качестве входных данных, а на будущей задаче полировки, генерирующей проектные решения, которые объединяют и оптимизируют потребности трех вышеупомянутых системных факторов.
В настоящее время человек-оператор выполняет большую часть задач, связанных с полировкой. Эти задачи, выполняемые человеком, зависят от «заполнения» и опыта работы. Это сложный психофизиологический процесс, лишь частично осознанный, основанный на пробах и ошибках, который позволяет оператору выполнять сложные операции с хорошим предсказанием результата. При периодических ежедневных рабочих циклах из тысяч одинаковых движений «наполнение» проявляется в человеко-автоматической работе двигательной памяти, выполняемой с большой точностью. Для каждого из этих автоматических движений вносятся крошечные исправления в ответ на обратную связь, полученную от датчиков человека, таких как глаза и датчики давления. На любой будущей рабочей станции для полировки алмазов эти задачи будут выполняться другим способом. Что касается самого материала, то в алмазной промышленности, в отличие от большинства других отраслей, относительная стоимость сырья очень высока. Этот факт объясняет важность максимального использования объема необработанного алмаза (или веса камня) для получения максимально возможного чистого камня после полировки. Этот акцент имеет первостепенное значение на всех этапах обработки алмазов. Производительность и эффективность измеряются не только временем, но и размером и достигнутой точностью.
Четыре повторяющихся рабочих элемента — «полировка», «рука для проверки», «осмотр» и «рука для полировки» — выполняемые в акте полировки, могут быть классифицированы по трем основным категориям задач: моторные задачи для двигательных элементов, зрительные задачи как элементы восприятия, а контроль и управление как элементы содержания решений. Гилад и Мессер (1992) обсуждают особенности дизайна эргономичной рабочей станции. На рис. 1 представлена схема усовершенствованной полировальной ячейки. Указана только общая конструкция, поскольку детали такой конструкции охраняются как профессионально ограниченное «ноу-хау». Термин «полировальная ячейка» используется, поскольку эта система «пользователь-машина» включает в себя совершенно другой подход к полировке алмазов. Помимо эргономических улучшений, система состоит из механических и оптоэлектронных устройств, позволяющих производить от трех до пяти камней одновременно. Часть визуальных и контрольных задач была передана техническим операторам, а управление производственной ячейкой осуществляется через дисплей, который предоставляет мгновенную информацию о геометрии, весе и дополнительных рабочих движениях для поддержки оптимальных рабочих действий. Такая конструкция выводит полировальную рабочую станцию на несколько шагов вперед в плане модернизации, включая экспертную систему и систему визуального контроля, которые заменяют человеческий глаз во всей рутинной работе. Операторы по-прежнему смогут вмешиваться в любой момент, настраивать данные и оценивать производительность машины. Механический манипулятор и экспертная система образуют замкнутую систему, способную выполнять все задачи полировки. Обработка материалов, контроль качества и окончательное утверждение по-прежнему остаются за оператором. На этом этапе продвинутой системы было бы уместно рассмотреть возможность использования более высоких технологий, таких как лазерный полировщик. В настоящее время лазеры широко используются для распиловки и огранки алмазов. Использование технологически продвинутой системы радикально изменит описание человеческих задач. Потребность в квалифицированных огранщиках будет уменьшаться до тех пор, пока они не будут заниматься только шлифовкой более крупных и дорогих бриллиантов, вероятно, под надзором.
Рис. 1. Схематическое представление полировальной ячейки.
Причины чернобыльской катастрофы 1986 года по-разному объяснялись эксплуатационным персоналом, руководством станции, конструкцией реактора и отсутствием адекватной информации по безопасности в советской атомной промышленности. В данной статье рассмотрен ряд конструктивных недостатков, эксплуатационных недостатков и ошибок человека, совместившихся в результате аварии. В нем рассматривается последовательность событий, приведших к аварии, конструктивные проблемы реактора и охлаждающих стержней, а также ход самой аварии. В нем рассматриваются аспекты эргономики и выражается мнение, что основной причиной аварии было неадекватное взаимодействие пользователя с машиной. Наконец, в нем подчеркиваются сохраняющиеся недостатки и подчеркивается, что, если уроки эргономики не будут полностью усвоены, подобная катастрофа все еще может произойти.
Полная история Чернобыльской катастрофы еще не раскрыта. Откровенно говоря, истина до сих пор прикрыта корыстной недомолвкой, полуправдой, секретностью и даже ложью. Всестороннее изучение причин аварии представляется весьма сложной задачей. Основная проблема, стоящая перед следователем, заключается в необходимости реконструировать аварию и роль в ней человеческого фактора на основе тех крупиц информации, которые стали доступны для изучения. Чернобыльская катастрофа – это больше, чем тяжелая техногенная авария, часть причин катастрофы также лежит на администрации и бюрократии. Однако главная цель этой статьи — рассмотреть конструктивные недостатки, эксплуатационные недостатки и человеческие ошибки, которые сочетались в чернобыльской аварии.
Кто виноват?
Главный конструктор канальных кипящих реакторов большой мощности (РБМК) Чернобыльской атомной электростанции (АЭС) в 1989 году изложил свой взгляд на причины чернобыльской аварии. Он объяснил катастрофу тем, что персонал не соблюдал правильных процедур, или «производственной дисциплины». Он отметил, что к такому же выводу пришли и юристы, расследовавшие аварию. По его мнению, «вина лежит на персонале, а не на каких-то конструктивных или производственных недостатках». Эту точку зрения поддержал научный руководитель разработки РБМК. Возможность эргономической неадекватности как причинного фактора не рассматривалась.
Сами операторы высказали иное мнение. Начальник смены четвертого энергоблока Акимов А.Ф., умирая в больнице в результате получения дозы радиации более 1,500 рад (Р) за короткий промежуток времени во время аварии, то и дело говорил родителям, что его действия было правильно, и он не мог понять, что пошло не так. Его настойчивость отражала абсолютное доверие к якобы совершенно безопасному реактору. Акимов также заявил, что ему не в чем упрекнуть свой экипаж. Операторы были уверены, что их действия соответствуют регламенту, а последние вообще не упоминали о возможности взрыва. (Примечательно, что возможность того, что реактор станет опасным при определенных условиях, была введена в правила техники безопасности только после аварии на Чернобыльской АЭС.) Однако, в свете выявленных впоследствии конструктивных проблем, показательно, что операторы не могли понять, зачем вводить стержни в реактор. Ядро вызвало такой ужасный взрыв вместо того, чтобы мгновенно остановить ядерную реакцию, как предполагалось. Другими словами, в данном случае они действовали правильно в соответствии с инструкциями по техническому обслуживанию и своей мысленной моделью реакторной системы, но конструкция системы не соответствовала этой модели.
Шестеро человек, представлявших только руководство станции, были осуждены с учетом человеческих жертв за нарушение правил техники безопасности на потенциально взрывоопасных объектах. Председательствующий в суде сказал несколько слов о продолжении следственных действий в отношении «лиц, не принявших мер по совершенствованию проекта завода». Он также упомянул об ответственности должностных лиц ведомства, местных органов власти и медицинских служб. Но на самом деле было ясно, что дело закрыто. Никто другой не был привлечен к ответственности за величайшую катастрофу в истории ядерных технологий.
Однако необходимо исследовать все причинные факторы, которые в совокупности привели к аварии, чтобы извлечь важные уроки для безопасной эксплуатации АЭС в будущем.
Секретность: информационная монополия в исследованиях и промышленности
Провал отношений между пользователем и машиной, приведший к «Чернобылю-86», можно в какой-то мере объяснить политикой секретности — обеспечением информационной монополии, — которая управляла технологическими коммуникациями в советском ядерном энергетическом учреждении. Небольшой группе ученых и исследователей было предоставлено исчерпывающее право определять основные принципы и процедуры в ядерной энергетике, монополия, надежно защищенная политикой секретности. В результате заверения советских ученых в абсолютной безопасности АЭС в течение 35 лет оставались незыблемыми, а секретность прикрывала некомпетентность руководителей гражданской атомной энергетики. Между прочим, недавно стало известно, что эта секретность была распространена и на информацию, касающуюся аварии на Три-Майл-Айленде; оперативный персонал советских АЭС не был полностью проинформирован об этой аварии — были оглашены лишь отдельные сведения, не противоречащие официальной точке зрения на безопасность АЭС. Отчет по инженерно-техническим аспектам аварии на АЭС Три-Майл-Айленд, представленный автором этой статьи в 1985 г., не был распространен среди лиц, связанных с безопасностью и надежностью АЭС.
Никакие советские ядерные аварии никогда не предавались огласке, за исключением аварий на Армянской и Чернобыльской (1982 г.) АЭС, о которых вскользь упоминалось в газете. Правда. Скрывая истинное положение дел (и тем самым не используя уроки анализа аварий), руководители атомной отрасли направляли ее на путь к Чернобылю-86, путь, который еще более сглаживался тем, что внедрялось упрощенное представление об операторской деятельности и недооценивался риск эксплуатации АЭС.
Как заявил в 1990 году член Государственной экспертизы последствий аварии на Чернобыльской АЭС: «Чтобы больше не ошибаться, мы должны признать все свои ошибки и проанализировать их. Важно определить, какие ошибки были вызваны нашей неопытностью, а какие на самом деле были преднамеренной попыткой скрыть правду».
Чернобыльская авария 1986 года.
Неправильное планирование теста
25 апреля 1986 года четвертый блок Чернобыльской АЭС (Чернобыль-4) готовился к регламентным работам. План состоял в том, чтобы остановить блок и провести эксперимент с неработающими системами безопасности, полностью лишенными питания от обычных источников. Этот тест должен был быть проведен до первоначальный запуск Чернобыль-4. Однако Госкомитет так торопился с пуском установки, что некоторые «малозначительные» испытания решили отложить на неопределенный срок. Акт приемки был подписан в конце 1982 года. Таким образом, заместитель главного инженера действовал по прежнему плану, предполагавшему полностью бездействующую установку; его планирование и время проведения теста основывались на этом имплицитном предположении. Это испытание никоим образом не проводилось по его собственной инициативе.
Программа испытаний была утверждена главным инженером. Предполагалось, что мощность при испытаниях будет вырабатываться за счет энергии выбега ротора турбины (при его инерционном вращении). При вращении ротор обеспечивает выработку электроэнергии, которую можно использовать в аварийной ситуации. Полная потеря мощности на АЭС приводит к остановке всех механизмов, в том числе насосов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя в активной зоне, что, в свою очередь, приводит к расплавлению активной зоны — тяжелой аварии. Вышеупомянутый эксперимент был направлен на проверку возможности использования какого-либо другого доступного средства — инерционного вращения турбины — для получения энергии. Не запрещается проводить такие испытания на действующих установках при условии, что разработана соответствующая методика и отработаны дополнительные меры безопасности. Программа должна обеспечить наличие резервного источника питания на весь период испытаний. Другими словами, потеря власти только подразумевается, но никогда не актуализируется. Испытание можно проводить только после останова реактора, т. е. когда нажата кнопка «аварийный останов» и введены в активную зону поглощающие стержни. Перед этим реактор должен находиться в устойчивом управляемом состоянии с заданным в регламенте запасом реактивности, с вводом в активную зону не менее 28–30 поглощающих стержней.
Программа, утвержденная главным инженером Чернобыльской АЭС, не удовлетворяла ни одному из вышеперечисленных требований. Более того, требовалось отключить систему аварийного охлаждения активной зоны (САОР), что поставило под угрозу безопасность станции на весь период испытаний (около четырех часов). При разработке программы инициаторы учитывали возможность срабатывания САОЗ, что помешало бы им завершить испытание на выбег. Метод стравливания не был указан в программе, так как турбина больше не нуждалась в паре. Ясно, что вовлеченные люди совершенно не знали физики реактора. Среди руководителей атомной энергетики, очевидно, были и такие же неквалифицированные люди, чем и объясняется тот факт, что когда указанная выше программа была представлена на утверждение ответственным органам в январе 1986 г., она ни разу ими никак не прокомментирована. Свою лепту вносило и притупленное чувство опасности. Благодаря политике секретности ядерной техники сложилось мнение, что атомные электростанции безопасны и надежны, а их эксплуатация безаварийна. Однако отсутствие официальной реакции на программу не предупредило директора Чернобыльской АЭС о возможности опасности. Он решил продолжить тест, используя несертифицированную программу, хотя это было запрещено.
Изменение в программе испытаний
При выполнении теста персонал нарушил саму программу, что создало дополнительные возможности для аварии. Чернобыльский персонал допустил шесть грубых ошибок и нарушений. По программе САОР была выведена из строя, что явилось одной из самых серьезных и фатальных ошибок. Клапаны управления питательной водой были заранее отрезаны и заперты так, что их невозможно было открыть даже вручную. Аварийное охлаждение было намеренно отключено, чтобы предотвратить возможный тепловой удар в результате попадания холодной воды в горячую активную зону. Это решение основывалось на твердой уверенности, что реактор выдержит. «Вера» в реактор укрепилась сравнительно безаварийной десятилетней работой станции. Даже серьезное предупреждение о частичном расплавлении активной зоны на первом блоке Чернобыльской АЭС в сентябре 1982 года было проигнорировано.
По программе испытаний выбег ротора должен был производиться на уровне мощности от 700 до 1000 МВт.th (мегаватт тепловой мощности). Такой выбег нужно было проводить при остановке реактора, но был выбран другой, катастрофический путь: продолжать испытания при работающем реакторе. Это было сделано для обеспечения «чистоты» эксперимента.
В определенных условиях эксплуатации возникает необходимость изменить или отключить местное управление группами поглощающих стержней. При отключении одной из таких локальных систем (способы этого указаны в регламенте работы на малой мощности) старший инженер управления реактором не спешил исправлять разбалансировку в системе управления. В результате мощность упала ниже 30 МВтth что привело к отравлению реактора продуктами деления (ксеноном и йодом). В таком случае практически невозможно восстановить нормальные условия, не прерывая испытания и не дожидаясь преодоления отравления сутки. Заместитель главного инженера по эксплуатации не хотел прерывать испытания и криком на них заставил операторов БЩУ начать поднимать уровень мощности (который был стабилизирован на уровне 200 МВт).th). Отравление реактора продолжалось, но дальнейшее увеличение мощности было недопустимо из-за малого эксплуатационного запаса реактивности, всего 30 стержней для канального реактора большой мощности (РБМК). Реактор стал практически неуправляемым и потенциально взрывоопасным, потому что, пытаясь преодолеть отравление, операторы извлекли несколько стержней, необходимых для поддержания запаса реактивности, что сделало систему аварийной остановки неэффективной. Тем не менее, было принято решение продолжить испытания. Поведение оператора, по-видимому, мотивировалось главным образом желанием как можно скорее завершить испытание.
Проблемы из-за неадекватной конструкции реактора и поглощающих стержней
Для лучшего понимания причин аварии необходимо указать на основные конструктивные недостатки поглощающих стержней системы управления и аварийной защиты. Высота активной зоны составляет 7 м, а поглощающая длина стержней составляет 5 м с полыми частями по 1 м над и под ним. Нижние концы поглощающих стержней, уходящие под сердечник при полной вставке, заполнены графитом. При такой конструкции в активную зону входят регулирующие стержни, затем метровые полые части и, наконец, поглощающие части.
В Чернобыле-4 всего было 211 поглощающих стержней, 205 из которых были полностью извлечены. Одновременная повторная установка такого количества стержней сначала приводит к превышению реактивности (пику активности деления), так как сначала концы графита и полые части входят в активную зону. В стабильном управляемом реакторе такой всплеск не страшен, но при сочетании неблагоприятных условий такая добавка может оказаться фатальной, так как приводит к быстрому разгону нейтронного реактора. Непосредственной причиной начального роста реактивности стало начало кипения воды в активной зоне. Этот первоначальный рост реактивности отражал один конкретный недостаток: положительный коэффициент паросодержания, обусловленный конструкцией активной зоны. Этот недостаток конструкции является одним из недостатков, которые привели к ошибкам оператора.
Серьезные конструктивные недостатки реактора и поглощающих стержней фактически предопределили чернобыльскую аварию. В 1975 г., после аварии на Ленинградской АЭС и позже, специалисты предупреждали о возможности новой аварии ввиду недостатков в конструкции активной зоны. За полгода до чернобыльской катастрофы инспектор по безопасности Курского завода направил в Москву письмо, в котором указывал главному научному сотруднику и главному конструктору на некоторые конструктивные недостатки реактора и стержней системы управления и защиты. Однако в Госкомитете по надзору за атомной энергетикой его доводы назвали необоснованными.
Ход самой аварии
Ход событий был следующим. С началом кавитации ГЦН реактора, приведшей к уменьшению расхода в активной зоне, теплоноситель закипел в напорных трубах. В этот момент начальник смены нажал кнопку аварийной сигнализации. В ответ все стержни управления (которые были выведены) и стержни аварийного отключения упали в активную зону. Однако первыми в активную зону попадают графитовые и полые концы стержней, вызывающие рост реактивности; и они вошли в активную зону как раз в начале интенсивного парообразования. К такому же эффекту привело и повышение температуры ядра. Таким образом, совмещались три неблагоприятных для ядра условия. Начался немедленный разгон реактора. Это было связано в первую очередь с грубыми конструктивными недостатками РБМК. Здесь следует напомнить, что САОР была выведена из строя, заблокирована и опломбирована.
Дальнейшие события хорошо известны. Реактор был поврежден. Большая часть топлива, графита и других внутриреакторных компонентов вылетела наружу. Уровни радиации вблизи поврежденного блока составляли от 1,000 до 15,000 Р/ч, хотя были и более отдаленные или защищенные районы, где уровни радиации были значительно ниже.
Сначала персонал не понял, что произошло, и просто продолжал говорить: «Это невозможно! Все было сделано должным образом».
Эргономические соображения в связи с советским докладом об аварии
Доклад, представленный советской делегацией на заседании Международной ассоциации атомной энергии (МАГАТЭ) летом 1986 г., по-видимому, содержал правдивую информацию о Чернобыльском взрыве, но продолжает возвращаться сомнение в том, правильно ли были расставлены акценты и был ли проект к недостаткам относились не слишком мягко. В отчете указывалось, что поведение личного состава было вызвано желанием завершить испытание как можно скорее. Судя по фактам нарушения персоналом порядка подготовки и проведения испытаний, нарушения самой программы испытаний, халатности при управлении реактором, создается впечатление, что операторы не были в полной мере осведомлены о процессах, происходящих в реакторе. и потерял всякое чувство опасности. Согласно отчету:
Проектировщики реактора не предусмотрели системы безопасности, предназначенные для предотвращения аварии в случае преднамеренного отключения технических средств безопасности в сочетании с нарушением правил эксплуатации, так как считали такое сочетание маловероятным. Таким образом, первопричиной аварии было крайне маловероятное нарушение порядка и условий эксплуатации персоналом станции.
Стало известно, что в исходном тексте доклада после слов «персонал станции» была добавлена фраза «выявившая конструктивные недостатки реактора и стержней системы управления и защиты».
Вмешательство «умных дураков» в управление станцией конструкторы сочли маловероятным и поэтому не разработали соответствующие инженерно-технические предохранительные устройства. Учитывая фразу в отчете о том, что проектировщики сочли реальное стечение обстоятельств маловероятным, возникают вопросы: учли ли проектировщики все возможные ситуации, связанные с деятельностью человека на станции? Если ответ положительный, то как они учитывались при проектировании завода? К сожалению, ответ на первый вопрос отрицательный, поэтому области взаимодействия пользователя и машины остаются неопределенными. В результате противоаварийная подготовка на местах, а также теоретическая и практическая подготовка проводились в основном в рамках примитивного алгоритма управления.
Эргономика не использовалась при проектировании автоматизированных систем управления и диспетчерских для атомных станций. Как особо серьезный пример, существенный параметр, отражающий состояние активной зоны, то есть количество стержней системы управления и защиты в активной зоне, отображался на щите управления Чернобыль-4 в неподобающем для восприятия и понимания виде. Эта неадекватность была преодолена только благодаря опыту оператора в интерпретации дисплеев.
Просчеты проекта и игнорирование человеческого фактора привели к созданию бомбы замедленного действия. Следует подчеркнуть, что конструктивная ошибка активной зоны и системы управления послужила фатальной основой для дальнейших ошибочных действий операторов, и, таким образом, основной причиной аварии стало неадекватное проектирование взаимодействия пользователя с машиной. Расследователи катастрофы призвали «уважать инженерную деятельность человека и взаимодействие человека и машины, поскольку это урок, который преподал нам Чернобыль». К сожалению, отказаться от старых подходов и стереотипного мышления сложно.
Академик П.Л. Капица еще в 1976 г. как будто предвидел катастрофу по причинам, которые могли бы иметь значение для предотвращения Чернобыля, но о его опасениях стало известно только в 1989 г. В феврале 1976 г. Новости США и World Report, еженедельный новостной журнал, опубликовал репортаж о пожаре на ядерном объекте Browns Ferry в Калифорнии. Капица был настолько обеспокоен этой аварией, что упомянул о ней в своем докладе «Глобальные проблемы и энергетика», сделанном в Стокгольме в мае 1976 года. Капица, в частности, сказал:
Авария выявила неадекватность математических методов, используемых для расчета вероятности таких событий, поскольку эти методы не учитывают вероятность из-за ошибок человека. Для решения этой проблемы необходимо принять меры, чтобы любая ядерная авария не приняла катастрофический характер.
Капица пытался опубликовать свою статью в журнале Наука и Жизнь («Наука и жизнь»), но статья была отклонена на том основании, что нецелесообразно «пугать публику». Шведский журнал Амбио просил у Капицы его газету, но и ее в конце концов не опубликовал.
Академия наук заверила Капицу, что в СССР таких аварий быть не может, и в качестве окончательного «доказательства» предоставила ему только что изданные Правила безопасности АЭС. Эти правила содержали, например, такие пункты, как «8.1. Действия персонала при ядерной аварии определяются порядком ликвидации последствий аварии»!
После Чернобыля
В связи с прямым или косвенным следствием Чернобыльской аварии разрабатываются и осуществляются мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации действующих АЭС и совершенствованию проектирования и строительства будущих. В частности, приняты меры по повышению быстродействия аварийной системы и исключению возможности ее преднамеренного отключения персоналом. Изменена конструкция поглощающих стержней, их количество увеличено.
Кроме того, дочернобыльская методика нештатных ситуаций предписывала операторам поддерживать реактор в рабочем состоянии, а по действующей реактор должен быть остановлен. Разрабатываются новые реакторы, которые, в принципе, безопасны сами по себе. Появились новые области исследований, которые либо игнорировались, либо не существовали до Чернобыля, включая вероятностный анализ безопасности и экспериментальные стендовые испытания безопасности.
Однако, по словам бывшего министра атомной энергетики и промышленности СССР В. Коновалова, количество отказов, остановов и инцидентов на атомных станциях по-прежнему велико. Исследования показывают, что это связано в основном с низким качеством поставляемых компонентов, человеческим фактором и неадекватными решениями конструкторских и проектных органов. Качество строительно-монтажных работ также оставляет желать лучшего.
Различные модификации и изменения конструкции стали обычной практикой. В результате, а также в сочетании с недостаточной подготовкой низка квалификация эксплуатационного персонала. Персонал должен повышать свои знания и навыки в процессе работы, основываясь на опыте эксплуатации станции.
Уроки эргономики еще предстоит усвоить
Даже самая эффективная и сложная система управления безопасностью не сможет обеспечить надежность станции, если не будет учитываться человеческий фактор. Готовится работа по профессиональной подготовке кадров во Всесоюзном научно-исследовательском институте АЭС, и эту работу планируется значительно расширить. Однако следует признать, что человеческий фактор все еще не является неотъемлемой частью проектирования, строительства, испытаний и эксплуатации станции.
Бывшее Министерство атомной энергетики СССР ответило в 1988 г. на официальный запрос, что в период 1990-2000 гг. потребности в специалистах по инженерии человека со средним и высшим образованием не было, так как не было соответствующих запросов на такой персонал от атомных станций и предприятий.
Для решения многих проблем, упомянутых в данной статье, необходимо проведение совместных НИОКР с привлечением физиков, конструкторов, технологов, эксплуатационного персонала, специалистов в области инженерии человека, психологии и других областей. Организация такой совместной работы сопряжена с большими трудностями, особенно трудностью является сохраняющаяся монополия отдельных ученых и групп ученых на «истину» в области атомной энергетики и монополия оперативного персонала на информацию о работе АЭС. Без доступной исчерпывающей информации невозможно поставить инженерно-технический диагноз АЭС и, при необходимости, предложить пути устранения ее недостатков, а также разработать систему мероприятий по предотвращению аварий.
На АЭС бывшего Советского Союза современные средства диагностики, контроля и компьютеризации далеки от принятых международных стандартов; методы борьбы с растениями излишне сложны и запутаны; отсутствуют передовые программы обучения персонала; проектировщики плохо поддерживают работу станции и сильно устарели форматы руководств по эксплуатации.
Выводы
В сентябре 1990 года, после дополнительных расследований, двое бывших чернобыльцев были освобождены из мест лишения свободы досрочно. Через некоторое время весь заключенный оперативный персонал был досрочно освобожден. Многие люди, занимающиеся вопросами надежности и безопасности АЭС, сейчас считают, что персонал действовал правильно, хотя эти правильные действия и привели к взрыву. Персонал Чернобыля не может нести ответственность за непредвиденные масштабы аварии.
В попытке установить виновных в катастрофе суд в основном опирался на мнение технических специалистов, которыми в данном случае были проектировщики Чернобыльской АЭС. В результате из этого усваивается еще один важный чернобыльский урок: поскольку основным юридическим документом, который используется для определения ответственности за аварии на таких сложных объектах, как АЭС, является что-то вроде инструкций по эксплуатации, которые разрабатываются и изменяются исключительно проектировщиками этих объектов, слишком технически сложно найти истинные причины катастроф, а также принять все необходимые меры предосторожности, чтобы их избежать.
Далее, все еще остается вопрос, должен ли оперативный персонал строго следовать инструкции по техническому обслуживанию в случае аварии или же он должен действовать в соответствии со своими знаниями, опытом или интуицией, которые могут даже противоречить инструкции или неосознанно ассоциироваться с угрозой аварии. суровое наказание.
К сожалению, приходится констатировать, что вопрос «Кто виноват в Чернобыльской аварии?» не убрано. Ответственных следует искать среди политиков, физиков, администраторов и операторов, а также среди инженеров-разработчиков. Осуждение простых «стрелочников», как в случае с Чернобылем, или освящение священнослужителями АЭС святой водой, как это было сделано с пострадавшим от аварии энергоблоком в Смоленске в 1991 году, не могут быть правильными мерами для обеспечения безопасной и надежной работы АЭС.
Те, кто считает чернобыльскую катастрофу просто досадной неприятностью, которая никогда больше не повторится, должны понимать, что одна из основных характеристик человека заключается в том, что люди совершают ошибки — не только оперативный персонал, но также ученые и инженеры. Игнорирование эргономических принципов взаимодействия пользователя и машины в любой технической или промышленной области приведет к более частым и более серьезным ошибкам.
Поэтому необходимо проектировать технические объекты, такие как АЭС, таким образом, чтобы возможные ошибки обнаруживались до того, как может произойти тяжелая авария. Многие принципы эргономики были выведены в первую очередь для предотвращения ошибок, например, при проектировании индикаторов и элементов управления. Однако до сих пор эти принципы нарушаются во многих технических средствах по всему миру.
Эксплуатационный персонал сложных объектов должен обладать высокой квалификацией не только для выполнения рутинных операций, но и для действий, необходимых в случае отклонения от нормального состояния. Хорошее понимание физики и задействованных технологий поможет персоналу лучше реагировать в критических условиях. Такую квалификацию можно получить только путем интенсивного обучения.
Постоянные улучшения интерфейсов пользователя и машины во всех видах технических приложений, часто в результате мелких или крупных аварий, показывают, что проблема человеческих ошибок и, следовательно, взаимодействия пользователя и машины далека от решения. Необходимы непрерывные эргономические исследования и последующее применение полученных результатов, направленные на повышение надежности взаимодействия пользователя и машины, особенно с технологиями, обладающими высокой разрушительной силой, такими как ядерная энергетика. Чернобыль — суровое предупреждение о том, что может произойти, если люди — ученые и инженеры, а также администраторы и политики — будут игнорировать необходимость учета эргономики в процессе проектирования и эксплуатации сложных технических объектов.
Ханс Бликс, Генеральный директор МАГАТЭ, подчеркнул эту проблему, проведя важное сравнение. Говорят, что проблема войны слишком серьезна, чтобы оставлять ее исключительно генералам. Бликс добавил, что «проблемы ядерной энергетики слишком серьезны, чтобы оставлять их исключительно специалистам-ядерщикам».
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».