BEZPIECZEÑSTWO PRACY 7-8/2001

2

dr in¿. JERZY S£OWIKOWSKI

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Przes³anki ergonomiczne

„wyczuwania” maszyny przez cz³owieka

„Da³a mu topór wielki, dobrze le¿¹-

cy w d³oni, spi¿owy, z dwóch stron wy-

ostrzony, a mia³ on stylisko z drzewa

oliwnego, uchwytne i bardzo piêkne.”

Homer, Odyseja, pieœñ pi¹ta. Przek³ad Jana Paran-

dowskiego, PIW, Warszawa 1959

„Wyczuwalnoœæ” narzêdzia:

problem odwieczny – problem

wspó³czesny

Nie kto inny, tylko sama nimfa Circe,

córka Heliosa, zaopatrzy³a Odysa w owo

wspania³e narzêdzie, by móg³ wraz z to-

warzyszami zbudowaæ statek i powróciæ

do domu. Dlaczego Homer podkreœla, ¿e

by³o „dobrze le¿¹ce w d³oni” i „uchwyt-

ne”? Widaæ ju¿ wtedy (a mo¿e zw³aszcza

wtedy?) „wyczuwalnoœæ” narzêdzia przez

operatora by³a w cenie, a Odys, m¹¿

znaczny i otoczony opiek¹ bogów – szcze-

gólnie zas³ugiwa³ na narzêdzie wyró¿nia-

j¹ce siê t¹ w³aœnie cech¹. Gdyby zapytaæ

wspó³czesnego murarza (na odpowie-

dzialnoϾ czytelnika!), jaka kielnia najle-

piej mu pasuje – odpowiedzia³by bez

wahania, ¿e taka, która „dobrze le¿y w

rêce”. I rzeczywiœcie, jak wszystkie na-

rzêdzia, którym dany by³ czas, aby przez

setki, a nawet tysi¹ce lat mog³y doskona-

liæ swe kszta³ty – kielnia istotnie dobrze

le¿y w rêce, pozwalaj¹c doœwiadczyæ b³o-

giego uczucia „dopasowania”.

Gdyby mo¿na by³o z ka¿dym nowym

wyrobem odczekaæ, a¿ przejdzie d³ug¹

drogê ewolucji i uzyska kszta³ty dosko-

na³e

*)

– problem by³by metodologicznie

rozwi¹zany. Jednak innowacyjnoœæ prze-

mys³u w krajach rozwiniêtych, do jakich

aspirujemy, oceniana jest na oko³o 30%

nowych wyrobów rocznie. Znaczna czêœæ

– to wyroby o ca³kowicie nowym prze-

znaczeniu i formie, nie maj¹ce wczeœniej-

szego odpowiednika (jak mówi¹ in¿ynie-

rowie: „przodka”). Dobra „wyczuwal-

noœæ” wyrobu musi byæ im nadana przez

konstruktora ju¿ w momencie narodzin,

tj. podczas projektowania. Jest zatem rze-

cz¹ s³uszn¹ i wa¿n¹, aby ergonomia opa-

nowa³a metodologicznie problem „wy-

czuwalnoœci” i by³a w stanie dostarczaæ

w tym zakresie danych do projektowania.

Niestety, zastosowanie taniej ju¿ i dostêp-

nej techniki serwomechanizmów, wspo-

magaj¹cych organizm cz³owieka-u¿yt-

kownika w zakresie kinematyki (ruch) i

dynamiki (si³a) powoduje, ¿e „wyczuwal-

noœæ” wspó³czesnych maszyn (ogólnie:

obiektów technicznych) jest coraz gorsza,

a wynikaj¹cy z tego stres operatora – co-

raz wiêkszy. W istocie, dŸwigni¹ nie wiêk-

sz¹ od o³ówka przewracaæ mo¿na – za po-

œrednictwem maszyny – góry, nie maj¹c

nawet pojêcia, jak potê¿ne s¹ rzeczywi-

ste si³y u¿ytkowe rozwijane przez organ

roboczy maszyny. Z drugiej strony, mi-

kromanipulatory (stosowane m.in. w ope-

racjach na ¿ywych komórkach, genach

itd.) stawiaj¹ niespotykane wyzwania pre-

cyzji ruchów, która musi byæ o kilka rzê-

dów wy¿sza, ni¿ przyrodzona precyzja

dzia³ania organów wykonawczych cz³o-

wieka.

Przy wspó³czesnym, wyrównanym

pod wzglêdem parametrów technicznych

poziomie konkuruj¹cych ze sob¹ maszyn

– jednym z powa¿niejszych, poza cen¹,

kryteriów decyduj¹cych o konkurencyj-

noœci – jest szeroko rozumiana „przyja-

znoœæ” maszyny dla operatora, wyra¿aj¹-

ca siê nie tylko poprawnym pod wzglê-

dem ergonomicznym rozwi¹zaniem sta-

nowiska obs³ugi, ale tak¿e owym „dobrym

wyczuwaniem” po³o¿enia i ruchu maszy-

ny i jej elementów w przestrzeni pracy.

Przek³ada siê to zreszt¹ – przez niezawod-

noϾ Рna czynniki ekonomiczne.

Próba definicji

Nie mo¿na uporaæ siê z problemem

nim siê go, stosownie do potrzeb, nie zde-

finiuje. Pojêcie „wyczuwania” maszyny

przez operatora tylko w potocznym rozu-

mieniu wydaje siê oczywiste, natomiast

w kategoriach obiektywnych jest trudne

do zdefiniowania, poniewa¿ wra¿enie lep-

szej czy gorszej wyczuwalnoœci powsta-

je w œwiadomoœci cz³owieka wskutek sku-

mulowanego oddzia³ywania ró¿nych

bodŸców, dochodz¹cych do mózgu kana-

³ami zmys³owymi. Czynnoœci sterowni-

cze s¹ wyrazem zaanga¿owania psycho-

motorycznego cz³owieka i „wyczuwal-

noœæ” maszyny lub ogólniej: obiektu tech-

nicznego nale¿a³oby okreœlaæ w tych w³a-

œnie kategoriach. W zwi¹zku z tym „wy-

czuwalnoœæ” mo¿na okreœliæ, jako poza-

wzrokow¹ percepcjê kszta³tu i po³o¿enia

obiektu technicznego lub/i jego elemen-

tów oraz si³ zwi¹zanych z funkcjonowa-

niem tego obiektu. Oznacza to percepcjê

wy³¹cznie kinestetyczn¹ lub/i wykorzy-

stuj¹c¹ czucie g³êbokie [6].

Próba kwantyfikacji

Mierzenie „wyczuwalnoœci” nastrêcza

podstawowe trudnoœci metodologiczne.

Zastosowanie do jego rozwi¹zania metod

eksperckich – zawsze chêtnie przywo³y-

wanych w trudnych chwilach – spe³nia-

³oby w tym przypadku rolê wytrycha,

odk³adaj¹c na póŸniej w³aœciwe rozwi¹-

zanie. O zbyt du¿e pieni¹dze bowiem

chodzi (konkurencja!), aby mo¿na by³o

polegaæ na metodach b¹dŸ co b¹dŸ su-

biektywnych. Przechodz¹c zatem na

p³aszczyznê wskaŸników obiektywnych,

tj. liczb – nie sposób nie odnieœæ siê do

podstawowego prawa psychologicznego

rz¹dz¹cego percepcj¹ bodŸców: prawa

Webera.

Prawo Webera g³osi, ¿e stosunek wy-

czuwalnego przyrostu natê¿enia bodŸca

*)

Samochód np. czeka³ niemal 80 lat.

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 7-8/2001

3

docieraj¹cego do receptorów cz³owieka

(∆P) do wartoœci bezwzglêdnej tego bodŸ-

ca P jest wielkoœci¹ sta³¹. Stosunek ten

nazwano u³amkiem Webera. Zjawisko to

odnosi siê tak¿e do bodŸców si³owych

wystêpuj¹cych przy obs³udze elementów

sterowniczych. Wykazano doœwiadczal-

nie, ¿e u³amek Webera dla si³ wynosi oko-

³o 0,06 [2]. Oznacza to, ¿e cz³owiek wy-

czuwa przyrosty si³y nie mniejsze ni¿ 6%

jej bezwzglêdnej wartoœci. Jednak poni-

¿ej pewnej wartoœci (ok. 45 N) – zale¿-

noœæ miêdzy wyczuwalnym przyrostem

si³y a jej bezwzglêdn¹ wartoœci¹ przesta-

je byæ liniowa (rys.1). Oznacza to, ¿e

wprawdzie wyczuwane s¹ coraz mniej-

sze przyrosty si³, to jednak dok³adnoœæ

wyczuwania, w³aœnie owa „wyczuwal-

noœæ” – ulega raptownemu pogorszeniu.

O ile przy sile 100 N wyczuwa siê, zgod-

nie z prawem Webera, zmianê si³y wyno-

sz¹c¹ 6 N, to przy sile 10 N wyczuwa siê

wprawdzie zmianê rzêdu tylko 1,6 N, ale

stanowi to a¿ ok. 16% wartoœci bez-

wzglêdnej tej si³y.

Poniewa¿ si³y rozwijane na elemen-

tach sterowniczych ograniczone s¹ przez

wydolnoœæ i zmêczenie miêœni – wcho-

dz¹ one, si³¹ rzeczy, w obszar pogarsza-

j¹cej siê wyczuwalnoœci, niebezpiecznie

zbli¿aj¹c siê do progu wyczuwalnoœci.

Stawia to konstruktorów maszyn przed

powa¿nym dylematem: do jakich granic

zmniejszaæ obci¹¿enie si³owe, aby nie

powodowa³o niepotrzebnego wysi³ku, ale

jeszcze by³o wyczuwalne? Innymi s³owy:

jak zaprojektowaæ uk³ad sterowniczy, aby

sterowanie odbywa³o siê z najwy¿sz¹

mo¿liw¹ precyzj¹ przy najni¿szym po-

trzebnym wysi³ku?

Pewn¹ i jednoznaczn¹ odpowiedŸ na

to pytanie uzyskaæ mo¿na w³aœciwie tyl-

ko doœwiadczalnie, poniewa¿ liczba

zmiennych niezale¿nych przy projekto-

waniu uk³adów i elementów sterowni-

czych siêga kilkunastu, a ka¿da z nich ma

na ogó³ wp³yw na pozosta³e. Tak wiêc,

aby zaprojektowaæ uk³ad steruj¹cy dopa-

sowany dobrze (co w praktyce oznacza:

lepiej, ni¿ w wyrobach konkurencyjnych)

do cech psychomotorycznych cz³owieka

nale¿y przeprowadziæ odpowiednie bada-

nia empiryczne, a najw³aœciwsza do tego

jest metoda symulacji [3]. W badaniach

tego rodzaju konieczne staje siê zastoso-

wanie obiektywnego miernika jakoœci er-

gonomicznej, aby iloœciowo oceniæ, jaka

kombinacja parametrów powoduje naj-

lepsz¹ regulacjê.

Podstawowymi kategoriami stosowa-

nymi w kwalimetrii, zw³aszcza cech trud-

no mierzalnych („niemierzalnych”?) s¹:

cecha mierzona, kryterium oceny i mier-

nik. W przypadku „wyczuwalnoœci” cech¹

mierzon¹ jest w³aœnie owa „wyczuwal-

noœæ” (brak podstaw do wprowadzania

innego terminu). Kryterium oceny mo¿e

byæ porównanie badanego obiektu do

wzorca (jeœli istnieje) lub do najlepszego

znanego rozwi¹zania (np. wyrobu konku-

rencyjnego, poprzedniej wersji moderni-

zowanego wyrobu, modelu funkcjonalne-

go itd.).

Prawdziwa jednak trudnoϾ zaczyna

siê przy próbach znalezienia wskaŸnika

„wyczuwalnoœci”, który by³by obiektyw-

ny, powtarzalny i mo¿liwy do aparaturo-

wego okreœlenia. Mo¿liwe s¹ w tym przy-

padku dwa rodzaje mierników: fizykalne

i behawioralne. Klasyczne mierniki fizy-

kalne zastosowano np. w badaniu „le¿e-

nia w rêce” elektronarzêdzi [4], a by³y

nimi: kierunek i czêstoœæ powstania b³ê-

du oddalenia punktu trafienia koñcówk¹

narzêdzia od punktu zadanego [mm] oraz

(mierzone sum¹ wektorow¹) kierunek i

wielkoœæ k¹ta odchylenia osi narzêdzia od

zadanego kierunku [

o

].

Do badañ, w których stosuje siê mier-

niki behawioralne zalicza siê badania typu

psychotechnicznego. W badaniach tych

przedmiotem badañ jest zazwyczaj koor-

dynacja wzrokowo-ruchowa, a parame-

trami okreœlaj¹cymi jej jakoœæ s¹: czas

wykonania zadania testowego i liczba

pope³nionych b³êdów. Wyczuwalnoœæ

obiektu technicznego, w tym przypadku

aparatu testuj¹cego – jest ukryta w tych

parametrach, gdyby bowiem zmieniæ ja-

kiekolwiek cechy morfologiczne lub infor-

macyjne owego aparatu – wyniki by³yby

lepsze lub gorsze, w ka¿dym razie inne.

Niedogodnoœci¹ metod opartych na pomia-

rze czasu wykonania zadania i liczby b³ê-

dów jest jaskrawa opozycja, wystêpuj¹ca

miêdzy tymi parametrami. Nie bardzo wia-

domo czy lepsze jest szybsze wykonanie

zadania, obarczone znaczn¹ liczb¹ b³êdów,

czy odwrotnie: wykonanie bezb³êdne, ale

za to przeci¹gaj¹ce siê w czasie. Próby syn-

tetycznego pogodzenia tych przeciwstaw-

nych wskaŸników musz¹ mieæ, si³¹ rzeczy

– charakter arbitralny.

Na szczêœcie, dla wszelkich prac ope-

ratora polegaj¹cych na sterowaniu ci¹-

g³ym – dobrego i wypróbowanego w

praktyce rozwi¹zania dostarcza automa-

tyka przemys³owa.

JakoϾ regulacji

jako obiektywny miernik

wyczuwalnoœci

Optymalizacja uk³adów steruj¹cych

maszyn i urz¹dzeñ, szczególnie serwo- i

teleoperatorów, jest w istocie rzeczy ba-

daniem koordynacji wzrokowo-ruchowej.

Do badania jakoœci ergonomicznej regu-

lacji ci¹g³ej nale¿y zatem zastosowaæ taki

rodzaj miernika, który integrowa³by sk³a-

Rys. 1. Wyczuwalnoœæ przyrostu si³y na elemencie

sterowniczym: 1 – kierownica, 2 – dŸwignia, 3 –

peda³ – wg Jenkinsa, cyt. za [2]

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 7-8/2001

4

dow¹ czasu trwania dzia³ania ze sk³adow¹

b³êdu pope³nianego podczas tego dzia³a-

nia. Do syntezy tych, jak ju¿ powiedzia-

no, przeciwstawnych choæ zale¿nych

sk³adników – s³u¿yæ mog¹ kryteria oce-

ny jakoœci regulacji stosowane w teorii

regulacji [1]. Z szeregu kryteriów oceny

jakoœci regulacji stosowanych w automa-

tyce najbardziej przystaj¹cym do potrzeb

ergonomii jest kryterium ca³kowe, oparte

na kszta³cie charakterystyki czasowej od-

powiedzi operatora na wymuszenie sko-

kowe [5]. Kryterium to spe³nia dwa wy-

magania, jakie stawia badacz zajmuj¹cy

siê uk³adem cz³owiek-obiekt techniczny:

– jest kryterium behawioralnym, tzn.

opisuje realistycznie zachowanie („beha-

wior”) uk³adu: cz³owiek-obiekt technicz-

ny, uwzglêdniaj¹c iunctim czasu i b³êdu

regulacji;

– jest kryterium, które traktuje w jed-

nakowych kategoriach oba cz³ony uk³a-

du, tj. cz³on techniczny i cz³on biolo-

giczny.

Projektant maszyny ograniczony jest

w swych decyzjach wieloma czynnikami

konstrukcyjnymi, zawsze jednak pozosta-

je mu znaczny obszar dowolnoœci, w ra-

mach którego przeprowadziæ mo¿e opty-

malizacjê uk³adu. Jakoœæ regulacji okre-

œlona i zmierzona wed³ug kryterium ca³-

kowego mo¿e staæ siê dogodnym narzê-

dziem tej optymalizacji, pozwalaj¹c – przy

zachowaniu wartoœci parametrów, które

nie mog¹ byæ zmienione – okreœliæ pozo-

sta³e parametry na optymalnym z punktu

widzenia ergonomii poziomie.

Symulator ED3

Do badañ nad optymalizacj¹ ergono-

miczn¹ uk³adów steruj¹cych maszyn kla-

sy: serwo- i teleoperatorów zbudowano

w Zak³adzie Ergonomii Centralnego In-

stytutu Ochrony Pracy symulator typ

ED3 (rys. 2) [7]. Symulator sk³ada siê ze

sztywnej podstawy, na której usytuowa-

no podium z typowym fotelem operato-

ra (rys. 3) i robot przemys³owy IRp-

60M. Z ty³u do podstawy przytwierdzo-

no kolumnê, do której przymocowano

poziomy wysiêgnik, w którego przedniej

czêœci znajduje siê zawieszenie monito-

ra, zapewniaj¹ce mo¿liwoœæ regulacji

po³o¿enia monitora stosownie do indy-

widualnych potrzeb operatora. Po wysiê-

gniku przesuwa siê harmonijkowa os³o-

na, sprzyjaj¹ca izolacji operatora pod

wzglêdem fizycznym i psychicznym od

wp³ywów zewnêtrznych.

Zadaniem robota, pe³ni¹cego rolê bar-

dzo sztywnego, a jednoczeœnie „inteli-

gentnego” statywu, jest pozycjonowanie

elementu sterowniczego, za pomoc¹ któ-

rego operator steruje po³o¿eniem kursora

na ekranie – przez samoczynn¹ zmianê

(zgodnie z programem eksperymentu) do

piêciu parametrów przestrzennych: trzech

wspó³rzêdnych liniowych: x, y, z i dwóch

k¹towych. W pewnych przypadkach – ro-

bot mo¿e byæ wykorzystany tak¿e do wy-

konywania czynnoœci pomocniczych (np.

w przypadku sterowania za pomoc¹ dŸwi-

gni rêcznej o zmiennej d³ugoœci – zmiana

d³ugoœci ramienia dŸwigni). Operator

(osoba testuj¹ca badany uk³ad) realizuje

zadanie sterowania nad¹¿nego, polegaj¹-

ce na œledzeniu za pomoc¹ kursora – sto-

chastycznie wygenerowanej na ekranie

linii, za pomoc¹ okreœlonego w danym

eksperymencie elementu sterowniczego

(dŸwigni rêcznej, peda³u, kierownicy,

pokrêt³a itp.). Zadanie to realizowane jest

z mo¿liwoœci¹ zmiany kilkunastu parame-

trów (morfologicznych, regulacyjnych i

informacyjnych) badanego uk³adu steru-

j¹cego. Repertuar zmiennych symulatora

ED3 podano w tabeli.

Charakterystyka wyników badañ

otrzymanych przy zastosowaniu

symulatora

Podstawow¹ zalet¹ symulatora ED3

jest mo¿liwoœæ dokonywania wielopara-

metralnej optymalizacji parametrów ergo-

nomicznych uk³adu steruj¹cego tak, aby

ca³y uk³ad steruj¹cy by³ jak najlepiej wy-

czuwany przez operatora. Pozwala to kon-

struktorom na znaczn¹ swobodê wyboru

takiej spoœród wielu mo¿liwych konfigu-

racji parametrów uk³adu, przy której po-

ziom jakoœci regulacji jest najwy¿szy, a

jednoczeœnie jest ona najdogodniejsza ze

wzglêdów konstrukcyjnych.

Rys. 2. Symulator ED3. Widok z boku

Rys. 3. Fotel operatora (obok dŸwignia sterowni-

cza o zmiennej d³ugoœci)

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 7-8/2001

5

Jako przyk³ad pos³u¿yæ mog¹ wyniki

badañ nad optymalizacj¹ dŸwigni rêko-

jeœci sterowniczej, s³u¿¹cej do sterowa-

nia w uk³adzie nad¹¿nym [5]. Jakoœæ re-

gulacji Q badana by³a dla ró¿nych warto-

œci si³y obci¹¿aj¹cej rêkojeœæ P, d³ugoœci

ramienia dŸwigni L i prze³o¿enia uk³adu

i. Najwy¿sz¹ jakoœæ regulacji uzyskano

przy prze³o¿eniu i = 1, dla d³ugoœci L =

– okreœlonych wêz³ów konstrukcyj-

nych uk³adów steruj¹cych (np. zaworu

hydraulicznego ze wzglêdu na charakte-

rystykê otwarcia),

– optymalizacji i projektowaniu zop-

tymalizowanych pod wzglêdem ergono-

micznym elementów sterowniczych (np.

dŸwigni, joy-stick’ów, pokrête³ itp.).

Mo¿liwe jest przeprowadzanie badañ

modelowych z u¿yciem rzeczywistych,

zmontowanych na symulatorze elemen-

tów i uk³adów steruj¹cych.

Symulator ED3 mo¿e znaleŸæ zasto-

sowanie szczególnie w nastêpuj¹cych

dziedzinach:

•

maszyny robocze: maszyny do ro-

bót ziemnych, manipulatory kuŸnicze,

roboty do eksploracji podwodnej (oceano-

technika), roboty do eksploracji planet,

samoloty bez pilota sterowane zdalnie,

uk³ady naprowadzaj¹ce na cel

REPERTUAR PARAMETRÓW SYMULATORA ED3

•

maszyny robocze „serwisowe”: urz¹-

dzenia do zdalnej inspekcji mostów i wia-

duktów, urz¹dzenia do pracy na wysoko-

œciach, urz¹dzenia do mycia znaków drogo-

wych, urz¹dzenia do odladzania samolotów

•

urz¹dzenia laboratoryjne: telema-

nipulatory laboratoryjne (izotopy, bakte-

rie, chemia)

•

technika medyczna: chirurgia lapa-

roskopowa, mikromanipulatory medycz-

ne (zap³odnienie in vitro, manipulacje na

chromosomach)

•

technika telewizyjna: urz¹dzenia do

studiów telewizyjnych (zdalna manipula-

cja kamer), urz¹dzenia zdalnego nadzoru

obiektów

•

systemy diagnostyczne: urz¹dzenia

testuj¹ce cz³owieka (przydatnoœæ zawo-

dowa/chwilowa sprawnoϾ), systemy dia-

gnostyczne testuj¹ce jakoœæ ergono-

miczn¹ uk³adów steruj¹cych maszyn

Rys. 4. Skorelowany wp³yw d³ugoœci ramienia

dŸwigni sterowniczej L i si³y na rêkojeœci dŸwigni

P na jakoϾ regulacji Рwg [5]

160 ÷ 180 mm i obci¹¿eniu si³owym P =

7÷20 N (rys. 4). W tych zakresach zmien-

noœci konstruktor mo¿e dobraæ konkret-

ne wartoœci poszukiwanych parametrów,

zachowuj¹c najwy¿sz¹ dla tego uk³adu

jakoϾ regulacji.

Zastosowania symulatora ED3

Wy¿ej zaprezentowana metoda oraz

symulator ED3 mog¹ byæ wykorzystane

bezpoœrednio do prac badawczo-projek-

towych i rozwojowych w przemyœle.

Znajduje on zastosowanie przy rozwi¹-

zywaniu:

– wybranych problemów optymaliza-

cji ergonomicznej maszyn (np. wybór

typu elementu sterowniczego najw³aœciw-

szego dla danego rodzaju sterowania),

BEZPIECZEÑSTWO PRACY 7-8/2001

6

• trena¿ery: dla chirurgów laparosko-

powych (zob. patent RP Nr 178 801), dla

operatorów maszyn

Symulator ED3 mo¿e mieæ równie¿

zastosowanie w badaniach naukowych, w

dziedzinie ergonomii, do których jest, ze

wzglêdu na bardzo elastyczne i wszech-

stronne oprogramowanie – dobrze dosto-

sowany. Obszary badawcze, w których

symulator s³u¿yæ mo¿e jako podstawowe

narzêdzie to:

•

relacje: przestrzeñ pracy – charak-

terystyka wyjœcia motorycznego opera-

tora: wp³yw kierunku i wielkoœci ruchów

regulacyjnych (usytuowania elementów

sterowniczych) na jakoœæ regulacji, wp³yw

typu i wielkoœci elementu sterowniczego

na jakoϾ regulacji

•

dynamika operatora w procesie

sterowania nad¹¿nego: wp³yw obci¹¿e-

nia si³owego na jakoœæ regulacji, badanie

relacji miêdzy dok³adnoœci¹ regulacji a

parametrami EMG, badanie sfery przej-

œciowej miêdzy statyczn¹ a dynamiczn¹

prac¹ miêœni (okreœlenie granicy), bada-

nie strefy przejœciowej miêdzy wspoma-

ganiem a sterowaniem

•

percepcja i przepustowoϾ kana-

³ów sensorycznych: wp³yw wybranych

(z repertuaru symulatora ED3) parametrów

uk³adu sterowniczego na jakoœæ regulacji,

na stres operatora, wp³yw formy obrazo-

wania informacji (formy sygna³u uchybu)

na jakoϾ regulacji, na stres operatora, ba-

dania przepustowoœci kana³ów sensorycz-

nych w warunkach dynamicznej ekspozy-

cji informacji

•

koordynacja wzrokowo-ruchowa

i sterowanie: wp³yw wielkoœci i charak-

terystyki prze³o¿enia na jakoœæ regulacji,

wp³yw synergii sygna³ów zwrotnych re-

gulacji na jakoœæ regulacji (mo¿liwoœæ

substytucji sygna³ów u osób niepe³no-

sprawnych), wp³yw korzystania z telefo-

nu komórkowego na jakoœæ regulacji,

nowe metody i urz¹dzenia do diagnosty-

ki koordynacji wzrokowo-ruchowej.

Dydaktyka ergonomii

Osobnym obszarem zastosowania sy-

mulatora ED3 jest dydaktyka ergonomii,

zw³aszcza na uczelniach technicznych,

praktycznie na wszystkich kierunkach

zwi¹zanych z budow¹ maszyn. Ergono-

mia jawi siê przysz³ym konstruktorom

maszyn, urz¹dzeñ i stanowisk pracy jako

wiedza doϾ oderwana od nauki konstruk-

cji, g³osz¹ca wprawdzie szczytne has³a

techniki „przyjaznej cz³owiekowi” lecz

nie podaj¹ca (byæ mo¿e poza antropome-

tri¹) skutecznych sposobów osi¹gania

tego celu. Symulator ED3 jako atrakcyj-

ne, ¿ywe narzêdzie badawcze oferuje stu-

dentom mo¿liwoœæ przekonania siê z au-

topsji o zadziwiaj¹cych zjawiskach zacho-

dz¹cych przy sterowaniu maszyn, jako

grze o wielu zmiennych i sprzyja obale-

niu w sposób empiryczny wielu opacz-

nych stereotypów

**)

.

**)

Na przyk³ad „ma³a si³a – lepsza dok³adnoœæ”, „krót-

ka dŸwigienka – ³atwiej operowaæ” itd.

dr in¿. AGNIESZKA WOLSKA

Centralny Instytut Ochrony Pracy

akkolwiek sprzêt komputerowy, w

tym równie¿ monitory ekranowe,

podlegaj¹ procesowi nieprzerwa-

nych zmian i udoskonaleñ, a jakoœæ mo-

nitorów ekranowych jest nieporównywal-

nie lepsza ni¿ kilka lat temu, to problemy

ze zmêczeniem wzroku przy pracy z kom-

puterem s¹ wci¹¿ powszechne. Jednym z

g³ównych czynników, które wp³ywaj¹ na

zmêczenie wzroku jest oœwietlenie. Zgod-

nie z aktualnymi wymaganiami oœwietle-

niowymi stanowisko z komputerem mo¿e

byæ oœwietlane za pomoc¹ ró¿nych sys-

temów oœwietleniowych, a tym samym, z

wykorzystaniem ró¿nych rodzajów opraw

oœwietleniowych. Stosuj¹c ró¿ne oprawy

oœwietleniowe mo¿na zapewniæ oœwietle-

nie spe³niaj¹ce wymagania norm, lecz nie

jest to równoznaczne z zapewnieniem ak-

ceptacji zastosowanego systemu oraz do-

brego samopoczucia jego u¿ytkowników

przy wykreowanym otoczeniu œwietlnym.

Wybór systemu oœwietleniowego powi-

nien byæ poprzedzony nie tylko analiz¹

charakteru pracy z komputerem i cech po-

mieszczenia. Dodatkowo powinno siê

uwzglêdniæ preferencje oœwietleniowe

u¿ytkowników. Wyniki badañ ekspery-

mentalnych – prezentowanych w tym ar-

tykule – wskazuj¹ na ró¿nice w preferen-

cjach oœwietleniowych na stanowisku z

komputerem w zale¿noœci od takich

(zmiennych) cech u¿ytkowników, jak:

p³eæ, wiek i doœwiadczenie przy pracy z

komputerem. Przedstawimy wskazówki

dotycz¹ce wyboru systemu oœwietlenio-

wego uwzglêdniaj¹ce charakterystykê

u¿ytkowników.

Badane systemy oœwietleniowe

Badania eksperymentalne przeprowa-

dzono w laboratorium modelowania

oœwietlenia dla czterech nastêpuj¹cych

systemów oœwietleniowych:

•

systemu oœwietlenia bezpoœrednio-

-poœredniego (rys.1a) – oprawy „mildes-

-light”,

PIŒMIENNICTWO

[1] Antoniewicz J.: Zarys automatyki. PWN,

Warszawa 1965
[2] Faverge J., Leplat J., Guiguet B.: Przysto-

sowanie maszyny do cz³owieka. PWN, Warsza-

wa 1963
[3] Lebahar J.-Ch.: La simulation, instrument

de représentation et de régulation dans la con-

ception de produit. W: Béguin P., Weill-Fassi-

na A. (pod red.): La simulation en ergonomie:

connaître, agir et interagir. Octares, s.77÷96.

Toulouse 1997
[4] S³owikowski J.: Analiza prawid³owoœci

ergonomicznej zmechanizowanych narzêdzi

rêcznych. (w:) Niektóre problemy ergonomii

produktu. Prace i Materia³y IWP, zeszyt (poza

seri¹). Warszawa 1973
[5] S³owikowski J.: Metoda opytymalizacji er-

gonomicznej uk³adów steruj¹cych maszyn wg

kryterium jakoœci regulacji. Prace i Materia³y

Instytutu Wzornictwa Przemys³owego, zeszyt

150, s. 65. Warszawa 1994
[6] S³owikowski J.: Metodologiczne problemy

projektowania ergonomicznego w budowie

maszyn. Wydawnictwa Centralnego Instytutu

Ochrony Pracy, s. 190. Warszawa 2000
[7] S³owikowski J.: Symulator ED3 do opty-

malizacji ergonomicznej uk³adów steruj¹cych

serwo- i teleoperatorów. Materia³y Konferen-

cji: Automatyzacja Produkcji 2000, Wydaw-

nictwa Politechniki Wroc³awskiej, seria: Prace

Naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Auto-

matyzacji, s. 235÷238. Wroc³aw 2000

Praca wykonana w ramach Programu Wie-

loletniego (b. SPR-1) pn. „Bezpieczeñstwo i

ochrona zdrowia cz³owieka w œrodowisku

pracy” dofinansowanego przez Komitet

Badañ Naukowych