Содержание
Экскурс в эргономику
Т. Седлова
Термин «эргономика» в переводе с греческого означает «закон работы». Впервые он был предложен в 1857 г. Войтехом Ястшембовским, который подразумевал науку о труде, основанную на закономерностях естествознания (науки о природе). Предмет эргономики – труд во всей его сложности и многообразии, а труд, как известно, – важнейшая из социальных систем, обуславливающих как существование и развитие человека индивидуально, так и развитие общества в целом. И чтобы труд был не только нужным, но и удобным, эффективным, надежным и безопасным, необходима правильная организация рабочего места, под которой понимается трудовая деятельность, оснащенная техническими средствами и вспомогательным оборудованием, необходимым для контроля и управления системой или объектом.
Эргономика играет важнейшую роль едва ли не во всех видах человеческой деятельности, поэтому при конструировании (организации) рабочих мест должны соблюдаться следующие основные условия:
– обеспечить человеку рабочее пространство, достаточное для выполнения всех необходимых движений (или перемещения) при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования;
– обеспечить достаточные физические, зрительные и слуховые связи между человеком, оборудованием и средой;
– оптимальное размещение оборудования, главным образом, средств отображения информации и органов управления для обеспечения удобного положения человека при работе;
– четкое обозначение органов управления, индикаторов и других элементов оборудования, которые нужно находить, опознавать и которыми приходится манипулировать;
– обеспечить необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения, как оперативных задач, так и технического обслуживания;
– оптимально распределить яркости в поле восприятия (величина и равномерность внешнего освещения, цвет поверхности панели и несветящихся индикаторов, яркость светящихся индикаторных устройств);
– обеспечить допустимый уровень акустического шума и вибрации, создаваемые оборудованием рабочего места или другими источниками;
– обеспечить достаточную простоту сборки и разборки оборудования;
– исключить возможность неправильной установки, замены или монтажа блоков или элементов оборудования, а также неправильной идентификации, ориентации и расположения кабелей и разъемов;
– обеспечить наличие необходимых инструкций и знаков, предупреждающих об опасностях, которые могут возникнуть при работе, и указывающих на необходимые меры предосторожности;
– обеспечить надежную индикацию отказов оборудования или его работы в недопустимых режимах.
Места расположение условных точек R и H в автомобиле и на человеке. Точка R(H) должна быть расположена на высоте 98 мм от подушки сиденья и удалена от спинки сиденья на расстояние 134 мм (по оси симметрии сиденья)
При конструировании рабочих мест следует предусматривать меры, предупреждающие или снижающие преждевременное утомление человека, предотвращающие возникновение у него психофизического стресса, а также появление ошибочных действий.
Конструкция рабочего места должна обеспечивать быстроту, безопасность, простоту и экономичность технического обслуживания в нормальных и аварийных условиях, полностью отвечать функциональным требованиям и предполагаемым условиям эксплуатации.
Разумеется, при организации (конструировании) рабочего места необходимо учитывать основные антропометрические и биомеханические данные именно того контингента лиц, которым предстоит им пользоваться. Применительно к автомобилю сделать это очень непросто, поскольку за рулем могут сидеть очень разные люди. И задача конструктора (проектировщика) – сделать кабину максимально удобной для каждого из них. Водителю автомобиля нужна надежная жесткая опора, допускающая достаточную свободу перемещения отдельных частей тела. В частности, должно быть пространство для движения локтей при вращении рулевого колеса, а также свободное место под бедрами, необходимое при выжимании педалей управления.
Возможные регулировки сиденья водителя и рулевого колеса
С чего начинается проектировочный «скелет» рабочего места водителя автомобиля? Отправной становится условная точка, которая на языке профессионалов называется точкой R(Н). Для автомобиля это точка «R», находящаяся в пространстве, то место, которое предназначено для точки «Н» водителя, указывающей теоретический центр вращения бедер (ног) относительно туловища сидящего человека. В идеале, при посадке реального водителя на реальное сиденье точки «R» и «Н» (уже не стартовые, а реальные) должны совпасть, но в связи с широким антропометрическим диапазоном пользователей считается допустимым, чтобы точка «Н» относительно точки «R» вписывалась в квадрат со сторонами 50х50 мм. Но это уже на готовой кабине, а пока точки совпадают.
Вокруг условной (стартовой) точки R(H) и начинается наращивание элементов конструкции, необходимых для нормальной работы и обслуживания автомобиля. Основой рабочего места водителя автомобиля является система «сиденье – рулевое колесо – педали управления», и как неотъемлемая часть этой цепочки – посадка водителя, комфортность которой определяется углами между основными частями тела человека (туловище – бедро – колено – голеностоп). Заметим, что при управлении автомобилем посадка водителя непрерывно меняется, поэтому взаимное расположение сиденья, руля и педалей должно обеспечивать нормальную посадку при любом изменении рабочего положения.
Условная точка R(H) и область ее возможного расположения
С годами посадка водителя, как легкового, так и грузового автомобиля существенно изменилась. Если раньше человек, садясь в автомобиль, занимал позу «сидящего на стуле», то теперь – это поза «сидящего в кресле». Достигается это за счет продольной и вертикальной регулировок сиденья, изменением наклона подушки и спинки сиденья, наличием боковых поддержек, подголовника, системой подрессоривания и материалом собственно сиденья.
В дополнение к регулируемому сиденью водителя применяется регулируемое рулевое колесо, причем изменяется длина рулевой колонки, угол ее наклона или оба эти параметра вместе. Это позволяет решить одну из проблем, которые могут возникнуть у водителя. К примеру, водитель высокого роста, передвинув сиденье назад и найдя более удобную позу, вдруг обнаруживает, что не достает до рулевого колеса, или когда водитель маленького роста, передвинув сиденье вперед, обнаруживает, что рулевое колесо загораживает дорогу.
В системе трех элементов только один может быть фиксированным, и, как правило, это педали. Их расположение непосредственно зависит от сиденья водителя, поэтому установка педалей, прежде всего, должна решать вопрос удобного размещения на них ног водителя в процессе управления автомобилем. Они должны иметь удобную форму, а кроме того, удовлетворять нормативам по усилиям на педалях и их рабочим ходам.
Не менее серьезное внимание при организации рабочего места водителя уделяется рациональному размещению второстепенных органов управления и приборов. Все органы управления и приборы внутреннего оборудования, которыми нужно пользоваться во время движения, должны располагаться в зоне досягаемости рук водителей разного роста, пристегнутых ремнями безопасности. Их форма и размеры должны обеспечивать максимальное удобство захвата и надежного удержания при управлении, легкость распознавания, исключение ошибок при управлении.
Таким образом, применение принципов эргономики к автомобилю означает, что расположение сиденья водителя и органов управления, а также компоновка автомобиля в целом должны облегчать задачи водителя и улучшить условия его труда. Если автомобиль эргономически совершенен или, по крайней мере, обладает высокими эргономическими качествами, то это существенно повышается его безопасность. Ведь вероятность того, что водитель, имеющий лучшие условия труда, попадет в аварию, меньше.
>Заметка о том, что такое эргономика автомобиля
О том, как при помощи эргономики, можно улучшить комфорт салона автомобиля
Словари обычно дают определение эргономики, как научной дисциплины, которая использует принципы биотехнологий и чудес инженерии, чтобы сделать определенный продукт более удобным для работников или для потребителей.
В контексте автомобиля это означает, что в процессе его производства должны быть учтены все факторы проектировки, начиная с момента, где будет располагаться кнопка переключения радиостанций, до размещения человека в пассажирском сидении. Один инженер по эргономике компании Ford описал свою работу как «проектирование человеческого фактора». Таким образом, из вышесказанного выходит, что задача инженеров состоит в том, чтобы создать автомобиль, подходящий по своему удобству и комфорту большинству покупателей, различных габаритов и пропорций, при этом, не выходя за рамки увеличения габаритов и размеров самой машины.
Кроме того, не следует забывать, что комфортное расположение в салоне автомобиля, также зависит и от нас, пассажиров и водителей. Например, если вы водитель и расположили свое сидение таким образом, что ваши ноги едва дотягиваются до педалей, вы можете вызвать ненужную нагрузку на руки – точно так же, как и сидение, пододвинутое слишком близко к рулю может вызвать болевые ощущения в ногах и спине. Положение сидения, поза и время, проведенное в автомобиле, все это может повлиять на здоровье человека. По данным одного исследования, если вы проводите за рулем четыре часа в день и более, то вы в шесть раз увеличиваете шансы заработать проблемы со спиной. Костно-мышечные расстройства также представляют опасность для тех водителей, кто зарабатывает себе на хлеб за рулем автомобиля: дальнобойщики, водители такси, и даже полицейские на патрулировании.
Итак, что такое эргономика автомобиля мы вроде бы немного разобрались. Теперь же давайте подробнее рассмотрим сферу эргономичных дизайнов автомобиля, и узнаем, как получить все преимущества хорошей эргономики для здоровья, комфорта, эффективности и безопасности. Для начала, давайте определим, какую роль играет эргономика водительского сидения.
Исследователь Университета штата Айова доктор Джеффри Доусон за рулем новой версии автомобиля для испытаний эргономики и безопасности. Его используют для прогнозирования опасных и безопасных способностей у пожилых водителей.
Как должно быть настроено водительское кресло?
По иронии судьбы, лучшим способом воспользоваться всеми преимуществами водительского сидения с хорошей эргономикой, это не проводить в нем слишком много времени. Если вы отправились в долгую поездку, то вам необходимо как можно чаще менять свое положение, или же выходить из автомобиля, чтобы прогуляться и размяться, по крайней мере, каждые два часа. Если же вы пленник времени и вам некогда останавливаться на короткие перерывы, то для вас автопроизводитель уже давно начал выпускать машины с креслами обладающими функцией массажа. О таких креслах мы уже как-то писали в одной из своих статей.
Но вернемся к тем креслам, которые никакими функциями spa-массажа не оборудованы. Итак, есть ли правила, соблюдение которых позволит не уставать сидя за рулем продолжительное время? Исследователи из Университета Лафборо придумали несколько руководящих принципов для тех, кто дорожит своим здоровьем и комфортом во время поездки. Эти исследователи создали идеальное «исходное положение» водительского кресла, отталкиваясь от которого, водитель регулирует дальнейшее положение сидения по своему вкусу, чтобы обеспечить максимальный комфорт, управляемость, хороший обзор дороги и внутренних систем управления транспортного средства. Сидение должно быть выдвинуто далеко назад, но руль, если он регулируется, должен быть выдвинут на максимально высокую и максимально приближенную к водителю позицию. Спинка сидения должна быть откинута на 30 градусов, в то время как высота сидения и подушки должны быть в самом низком положении.
После того, как стартовое положение установлено, сидение необходимо поднять до такого уровня, чтобы максимально улучшить обзор дороги для водителя. Сидение должно быть перемещено вперед и вверх настолько, чтобы водитель без труда дотягивался до педалей и не чувствовал дискомфорта в ногах и боли в коленях. Спинка и поясничная поддержка сидения должны быть настроены таким образом, чтобы обеспечить адекватную поддержку; чрезмерное снижение спинки может стать причиной болей в спине и ограничить обзор дороги. И ни в коем случае не забывайте о подголовнике. Он может и должен обеспечивать критическую поддержку шеи.
Последним шагом является регулировка зеркал автомобиля (инструкция ), чтобы максимизировать видимость дороги и свести к минимуму слепые пятна, а также регулировка руля. Зафиксируйте его в таком положении, чтобы он не ограничивал видимость приборов и не касался ваших ног во время вождения.
Далее мы рассмотрим эргономику пассажирских сидений, также мы узнаем о некоторых хитростях, которые инженеры используют для того, чтобы сделать автомобиль более эргономичным и удобным как для водителей, так и для пассажиров.
Подумаем об эргономике пассажиров.
Виртуальная реальность (VR – Virtual Reality) является одним из передовых инструментов, которые инженеры используют при разработке эргономики автомобиля. VR избавляет дизайнеров от необходимости создания полномасштабной модели для испытаний. Вместо этого, мужчина дизайнер может сойти за, скажем, девушку тинейджера во время виртуальной езды, и разобраться в том, как ремень безопасности и форма сидения влияют на ее удобство.
При проектировке дизайна модели и при продумывании эргономики автомобиля, производитель должен
учитывать тот факт, что в мире существуют люди разных пропорций: худые и полные, высокие и низкие, очень важно учитывать эти факторы при создании автомобиля, чтобы он был в состоянии адаптироваться под эксплуатацию совершенно разных по типу людей. Кроме того, присутствие среди водителей и пассажиров пожилых людей означает, что автомобили должны удовлетворять и их нужды, в частности, не должно возникать никаких сложностей при посадке в автомобиль и выходе из него. Использование виртуального моделирования позволяет инженерам имитировать поведение пожилых людей или лиц с особыми потребностями, тем самым повышая процент вероятности, что интерьер созданного автомобиля целиком и полностью подойдет любой категории покупателей.
Несмотря на полезность виртуальной реальности, и компьютерного моделирования, физические прототипы важны для проверки конструкций в реальном мире. Компания Ford, например, после испытания конструкции в виртуальной реальности создает прототипы, которые называют баксами. Эти баксы испытываются специально обученными сотрудниками компании Ford, которые вносят предложения по улучшению конструкции автомобиля. Такой подход позволяет получить наилучшие отзывы о положительных и отрицательных моментах эргономики создаваемого авто.
Хоть вышеперечисленные методы моделирования и предоставляют много данных, успех достижения цели зависит и от того как умело используют полученную информацию инженеры. Например, именно инженер принимает решение, стоит ли производить пассажирское сидение с регулируемым размером, формой или положением по отношению к остальной части автомобиля (что может предоставить пассажиру больше места и возможность вытянуть ноги) или же не стоит уделять много внимания удобству пассажира, а вместо этого улучшить положение и комфорт водителя. Все зависит от предназначения авто. Если это автомобиль в кузове купе, то о комфорте пассажиров здесь не может быть и речи, а если это семейный кроссовер, то сам Бог велел разместить пассажиров этого «каравана на колесах» в особых условиях.
Помимо обеспечения комфорта и легкости в использовании, эргономичный дизайн, или его отсутствие, также играет важную роль в обеспечении безопасности в случае аварии. Многие подголовники кресел автомобиля вообще произведены без какого-либо учета эргономики и на практике абсолютно не взаимодействуют с шеей и головой сидящего водителя (или пассажира), тем самым не обеспечивая необходимой поддержки во время несчастного случая. Исследования Американского страхового института дорожной безопасности показали, что большинство подголовников в автомобилях не предоставляют хорошей защиты шейному отделу позвоночника. Институтом было проверено 70 сидений и подголовников на момент защиты шейного отдела позвоночника и всего восемь из них получили оценку «хорошо», а 30 испытуемых показали совершенно слабые результаты. Некоторые подголовники вообще не могли быть проверены, так как они были абсолютно несовместимы с высокими пассажирами.
Манекены подобные этому до сих пор используются при проектировании автомобилей, но в настоящее время основными инструментами инженеров транспортных средств стали виртуальная реальность и компьютерное моделирование.
На сколько важно соблюсти эргономику в панели управления?
Панель управления автомобиля представляет собой существенную составляющую эргономики. Как правило, это один из основных факторов, влияющих на выбор автомашины покупателем и немаловажный фактор в рейтинге лучших интерьеров салона автомобиля. От автомобилей с кнопкой зажигания – как многие модели Toyota, в частности Prius – до автоматических передних фар, автоматического климат-контроля и электронного стояночного тормоза, все последние эргономические инновации характеризуются автоматизацией и простотой использования. Все эти автомобильные опции заметно упрощают управление транспортным средством, особенно для водителей с ограниченными способностями. К примеру, вам нужно задать желаемую температуру в салоне, вы только нажимаете нужную кнопку, а все остальное автомобиль делает самостоятельно.
Одной из наиболее интригующих тенденций в современном эргономичном дизайне является внимание, которое теперь все больше уделяют пожилым людям. Все типы автомобилей – в том числе и спортивных автомобилей – в настоящее время оснащаются панелями управления с более крупным, чем обычно, текстом и более ярким освещением, чтобы максимально увеличить читаемость, особенно для пожилых людей и людей с ограниченными способностями. Даже дверные ручки теперь делают с учетом того, чтобы их было удобно использовать людям с артритом.
Для разработки панели управления, которая подходила бы как для пожилых водителей, так и для беременных, некоторые инженеры надевают костюмы, которые ограничивают их мобильность, снижают уровень зрения, а также имитируют беременность. Использование такого костюма не всегда дает полные данные, поэтому инженеры также прибегают к помощи компьютерного моделирования и виртуальной реальности. Гибкость, предоставляемая этими технологиями, означает, что инженеры могут легко проверить, как определенная конфигурация панели управления будет использована 1,8-метровым 90-килограммовым мужчиной или 1,5- метровой 50-килограммовой женщиной, а также всеми теми, кто находится в диапазоне между ними. Эти программы также позволяют определить удобство панели для людей с ограниченными возможностями, с необычным телосложением или со специальными требованиями.
Однако, с новыми функциями приходят и новые опасности. К примеру, распространившаяся по всему миру сотовая связь, неминуемо подвергла 100% водителей к отвлечению внимания на дороге, что привело к запрету использования мобильных телефонов во время вождения во многих странах мира. В то же время, в большинстве современных автомобилей установлены устройства громкой связи (через Bluetooth) для общения по телефону «без рук». Данные устройства также могут отвлечь водителя от управления машиной, при попытке подключить данный вид связи к телефону на ходу. Инженеры предполагают, что в будущем, подключение данного вида связи, следует переводить на голосовое управление, функцию, которая в ограниченной степени уже существует в некоторых автомобилях, что позволит устанавливать связь, не прикасаясь к телефону и кнопкам на панели экрана меню транспортного средства.
Использование сотовых телефонов и возня с системами навигации во время вождения являются причиной растущего уровня ДТП.
Эргономика багажного отделения автомобиля.
Кустарно перефразировав Фрейда, можно сказать, что иногда грузовой отсек является не просто грузовым отсеком. То есть, в современном мире багажник в автомобиле имеет ряд других функций, чем просто перевозка инструментов и запасного колеса, или же место для чемодана по пути в аэропорт. Многие багажники современности теперь оборудованы встроенными карманами и потайными отделениями, в которых и скрываются необходимые инструменты и запасное колесо. Многие багажники могут быть увеличены путем складывания задних сидений, которые, в свою очередь, могут быть съемными или полностью исчезать в полу автомобиля.
Гибкость в использовании и разнообразные дополнения являются последними инновациями грузового отдела автомобиля, с возможностью расширять грузовое пространство. Ваше транспортное средство может быть как просто перевозчиком большой плюшевой игрушки, так и настоящим гаражом для велосипеда. Например, если вы перевернете вниз задние сидения автомобиля Volkswagen GTI, вы увеличите площадь грузового отсека с 0,3 кубических метров до 1,3 кубических метров. Автомобиль Mercedes-Benz GLK350 оборудован двумя электрическими розетками в грузовом отделе – 115-вольтная розетка и 12-вольтный разъем – хотя его обошли другие автомобили, такие как GMC Acadia, который предоставляет в пользование целых пять розеток. Автомобиль Honda Element привлекает внимание тех, кто любит активный отдых на природе, так как пол в багажнике можно легко помыть подручными средствами, поэтому в нем можно перевозить грязные байки или любую другую дрянь.
Многие автомобильные компании трубят о грузовых возможностях своих транспортных средств и все это благодаря эргономике их авто, которая позволяет, при необходимости, увеличить грузовое пространство багажников на целые кубические метры! Но все это пространство может быть бесполезным, если оно просто становится шкафом для чьей-то грязной одежды. Вот почему некоторые производители в настоящее время интегрируют органайзеры для грузовых отделов, аксессуар, который традиционно продают совершенно третьи лица.
Еще одной деталью автомобиля, которая облегчает нашу жизнь, является так называемый «доводчик». Бывают такие ситуации, когда ваши руки заняты, и вам совершенно неудобно закрывать багажник. Вы просто слегка нажимаете на дверь грузового отдела, и ваш автомобиль самостоятельно сделает все остальное, использую двигатель для плотного закрытия двери.
