Розділ 5. Основи безпечної взаємодії людини з машинами і виробничим середовищем.

5.1 .Основные функції людини в системах «оператор - машина»

Сучасна людина має в світі машин: на кожну людину доводиться зараз більше 100 машин. З кожним роком число їх росте, підвищується складність. Якщо раніше машини виконували в основному силові функції, то зараз машинам передаються функції, властиві людині: обчислювальні, логічні операції, прогнозування і так далі

Створення складних технічних систем розширює людські можливості, приводить до якісної зміни характеру праці, його інтелектуалізації.

Зараз людина - оператор і складна машина як би 'сливаются* один з одним, тобто мова йде про своєрідному симбіозі людини і машини. На роботу оператора в таких системах значний вплив робить цілий ряд зовнішніх несприятливих чинників, облік яких приводить до поняття системи " оператор - машина - середовище".

Під терміном "оператор" розуміється людина, керівник однією або декількома машинами і технологічною лінією

Термін "машина" означає будь-який технічний пристрій призначене для зміни форми матерії, енергії і інформації.

У поняття "среда* включаються параметри мікроклімату, освітлення, шум, вібрації і т. д., потоки зовнішньої інформації.

Досвід створення технічних систем і використання їх людиною показує, що людино-машинні системи створювалися і створюються компромісними, тобто з урахуванням можливостей людини і машини.

Людина як високоорганізована істота володіє в порівнянні з технічними засобами наступними якостями:

- адаптивність (пристосовність);

-навчана;

- вибірковість;

-самонастройка;

-логічне мислення;

- прогнозування;

-ухвалення рішень.

Але людині як біологічній системі властиві і недоліки:

-стомлюваність;

- залежність психологічних властивостей від фізичного стану;

- чутливість до зміни зовнішніх умов;

- емоційність і так далі

Машина, як ланка системи, володіє поряд достоїнств в порівнянні з оператором:

- має могутні силові характеристики;

- швидко і точно виконує стандартні оптації (по алгоритму);

- володіє великою пам'яттю;

-велика працездатність і надійність;

Можна далі перераховувати переваги і недоліки вищезгаданих елементів системи.

Але з відміченого виходить, що у творців систем коштує завдання розподілу функцій між людиною і машиною.

Машині слід віддати те, на що вони більше здатні, за людиною залишить, те, що не може робити машина або робить неефективно.

Після розподілу функцій між оператором і машиною необхідна забезпечити сумісність цих ланок системи "оператор - машина - середовище".

5. 1. 1 Біофізична сумісність.

Біофізична сумісність оператора, машини і середовища полягає в тому, щоб досягти розумного компромісу між фізіологічним станом і працездатністю оператора і різними чинниками навколишнього середовища з урахуванням об'єму і тривалості роботи.

На фізіологічний стан і працездатність значний вплив роблять метеорологічні умови виробничих приміщень (мікроклімат): температура, вологість і швидкість руху повітря; склад атмосфери (загазованість, запилена); наявність силових і іонізуючих випромінюванні, а так само параметрів, пов'язаних з виробничими процесами; шум, вібрації, перевантаження, освітлення.

Вивчений вплив перерахованих чинників на фізіологічний стан людини і його працездатність. Санітарними нормами проектування промислових підприємств СН 245-71 встановлені оптимальні і допустимі норми.

Дослідженнями встановлено, що при температурі + 18°С людина працює з повною віддачею. Bo-время роботи в "горячем"* мікрокліматі продуктивність швидко падає і при температурі + 30°С знижується на 20-30% Це стосується як розумової, так і фізичної праці. При температурі + 20°С тепловіддача від тіла людини шляхом конвекції складає 31%, радіації 44% і випаровування - 22%.

Висока вологість повітря (більше 85%) утрудняє терморегуляцію організму, оскільки утрудняє тепловіддачу, потовиділення.

Особливо несприятливі умови для терморегуляції організму Наступають при високій вологості і високій температурі. В цьому випадку зменшується перенесення теплоти конвекцією і потовиділенням.

Рух повітря сприяє збільшенню віддачі тепла шляхом конвекції, і отже, покращує терморегуляцію в жарких приміщеннях, але є несприятливим чинником при низьких температурах, викликаючи переохолодження організму.

Санітарними нормами Сн245-71 регламентуються метеорологическне умови виробничих приміщень які враховують пору року, характер приміщення, ступінь тяжкості виконуваних робіт..

Всі виробничі приміщення по надмірному тепловиділенню підрозділяються на "гарячі", якщо тепловиділення складає більше 84 Кдж/м ³ * Ч, і "холодні" - при меншому тепловиділенні. За енергетичними витратами розрізняють:

легка - 650 Кдж;

середній тяжкості - 650... 1050 Кдж;

важку - більше 1050 Кдж.

характер	оптимальні			допустимі
робіт	t0C	ц	W	t0C	ц	W
1 легка	20-22	60..... 30	<0.2	17.... 24	<75	<0. 5
2-середній тяжкості	17-19	60..... 30	<0. 3	16... 22	<75	<0. 5
З. важка	16-18	60..... 30	<0. 2... 0. 5	13.... 17	<75	0. 3.... 0. 7

Шум, особливо інтенсивний, шкідливий для оператора. Він негативно позначається на розумовій і фізичній працездатності, внаслідок чого зростає кількість помилок і травматизму. По частоті шуми розділяються на низькочастотні (до 300 Гц), середньої частоти (до 800 Гц) і високочастотні (більше 800 Гц).

Боротьба з шумом повинна вестися в двох напрямах:

1. при будівництві машин і технологічних процесів;

2. будівельний - -лланировочные заходи.

Санітарними нормами передбачені наступні допустимі рівні шумів:

низкочастотные- 90... 100 дБ;

середньою частоты- 85... 90 дБ;

високочастотні - 75... 85 дБ

У тих випадку, коли рівень шуму на робочих місцях перевищує вказані норми, застосовуються індивідуальні засоби захисту. При проектуванні машин і організації робочих місць важливо також враховувати освітленість робочих місць, склад повітряної атмосфери і ін. параметри. Забезпечення біофізичної сумісності оператора машини і середовища -непременное умова ефективного використання людиною машини.

5.1. 2. Енергетична сумісність і вимоги до органів управління

Енергетичні можливості людини обмежені як по силі, так і по потужності. У практиці експлуатації машин можливі випадки, коли для переміщення важелів управління потрібний непомірна або мізерна сили. І перше, і друге не є кращим рішенням, і тому потрібно забезпечити енергетичну сумісність оператора і машини. Енергетична сумісність оператора і машини передбачає створення такої машини і органів управління, підбір такого оператора, щоб машина і оператор "гармонизировали* відносно необхідної сили, потужності, точності і темпу дій, що управляють. Експериментально встановлено, що недоцільно зменшувати зусилля для переміщення органів управління рукою нижче 2, 5 кг, до педалей ножного управління - менше 4-5 кг

Інакше у оператора пропадає відчуття головного натиску (обертання) і з'явиться тремор (тремтіння). Однією з можливих вимог, що пред'являються до органів управління є узгодженість напрямів руху органу управління (контролюючого сигналу). При цьому повинні дотримуватися наступні схеми:

- при русі важелів вперед, управо, вгору, від себе - індекси приладів повинні переміщатися за годинниковою стрілкою зліва направо, від низу до верху;

- при русі важелів назад, вліво, на себе - індекси повинні переміщатися проти годинникової стрілки, справа наліво, зверху вниз.