* сигналы должны иметь не менее четырёх выраженных частотных компонент, что снижает риск маскировки другими сигналами;
* целесообразно введение модуляции основной частоты: это привлекает внимание оператора.
Необходимо предупредить резкое нарастание сигнала, так как это воспринимается как удар, сопровождаясь звуковым шоком. В сигнале не должно быть дребезга и звона.
Во многих случаях для привлечения внимания и пространственной ориентации взора оператора используется бинауральный эффект, который лучше проявляется на средних и высоких частотах звукового диапазона. При использовании голосовых сообщений важны разборчивость и семантика речи. Различают системы с естественной и синтезируемой речью. Особенности восприятия второй зависят от типа синтезирующего устройства.
Речевое сообщение предпочтительнее использовать для сообщений о нарушении нормальных условий, а сигналы - при аварийных и критических ситуациях. Тактильные средства предъявления информации используются редко.
Известны случаи их применения в качестве дополнительных каналов и при работе людей со зрительными и слуховыми на рушениями.
Часто используют тактильное кодирование формой органов управления, которые можно различить на ощупь. При вы боре тактильных систем возникают вопросы, связанные с количеством стимулируемых участков кожи, диапазоном вибрационных частот, количеством интенсивности и вида воздействия.
1.3 Проектирование органов управления
Органы управления представляют собой элементы интерфейса (связи) в СЧМ, с помощью которых оператор передаёт механическую энергию или информацию технической части системы для выполнения автоматических функций управления.
Организация, отбор и размещение органов управления осуществляются с учётом анатомических, антропометрических, биомеханических и физиологических характеристик человека. Учитываются и алгоритмические особенности деятельности оператора с органа ми управления, характер задачи, вид управления, его динамические и точностные характеристики. Деятельность оператора определяет и выбор средств управления.
Различают органы управления:
* по назначению: для ввода информации, для установки ре жимов;
* по характеру движений: не требующие движений включения, требующие повторяющихся, дозированных движений;
* по характеру использования - оперативные, используемые периодически или эпизодически;
* по конструктивному исполнению: кнопки, тумблеры, переключатели, штурвалы, манипуляторы;
* по значению: главные и вспомогательные.
В конструкции органов управления необходимо учитывать сложившиеся у человека стереотипы движений.
Действие на органы управления Движение (состояние) управляемого объекта, Движение рычага, Поворот рукоятки маховика штурвала, Нажатие кнопок, клавиш "Включено", "Пуск", "Увеличение", "Подъём", "Открытие", "Вперёд", "Вправо", "Вверх", "Вверх от себя", "Вправо По часовой стрелке", "Верхних", "Передних", "Правых".
Существующее многообразие органов управления отражено в справочной и нормативной документации, но отметим, что идеального органа управления не создано. Каждая проектировочная организация, продолжая опыт и традиции проектирования, использует свои органы управления.
Например, в автомобиле это - руль, а в самолёте - ручка управления и штурвал.
2. Рабочее место оператора возле панели управления
2.1 Организация рабочего места оператора
Размещение органов управления и средств отображения информации на рабочем месте оператора в значительной мере определяет эффективность его деятельности.
Отметим наиболее важные критерии, которые нужно учитывать при организации рабочего пространства:
* размеры моторного пространства;
* двигательно-физиологические предельные условия (требова ния к точности, скорости, силе, вращающему моменту и т.д.);
* условия взаимодействия;
* частота и значимость входной информации;
* возможности зрительной и слуховой обратной связи;
* алгоритм управления (последовательность действий);
* пространственная совместимость с технической системой или дисплеями; * гарантия против случайных действий;
* выполнение действий сидя или стоя.
Учитывается пол оператора, так как физические и психофизиологические возможности мужчин и женщин не одинаковы. При большом количестве приборов на панелях управления ис пользуют методы группировки, учитывая при этом частоту об ращения к тем или иным приборам во время выполнения рабочего алгоритма.
Часто используемые органы управления и индикации следует помещать в центральной зоне, редко - на периферии.
В центральной зоне также располагают аварийные средства отображения и управления, обеспечить пространственное и функциональное соответствие между органами управления и дисплеями.
Необходимо выдерживать дистанцию между определёнными типами органов управления и индикации для уменьшения явлений интерференции и перепутывания. Динамические характеристики органов управления должны соответствовать скоростным характеристикам человека.
СЧМ должна препятствовать возникновению случайных ре жимов работы с органами управления и индикации, ведущих к аварийным режимам. Реализуется так называемая защита от дурака. Цветовое и эргономическое решения рабочего места не должны приводить к утомлению оператора, состояниям монотонии, гипнотическим фазам.
2.2 Индикаторы и сигнальные устройства на панели управления
Индикаторы и сигнальные устройства должны быть сконструированы, подобраны и размещены так, чтобы они согласовывались с особенностями человеческого восприятия и с выполняемым заданием.
Особенно следует учитывать следующее:
а) индикаторы и сигнальные устройства должны быть сконструированы так, чтобы гарантировать их ясное и однозначное восприятие. Это относится в первую очередь к аварийным индикаторам и сигнальным устройствам. При этом следует учитывать интенсивность, длительность сигнала, цвет, форму, величину, контрастность, а также превышение над оптическим и звуковым фоном.
При сигнале тревоги воздействие усиливается, если звуковой и оптический сигналы действуют совместно;
б) чтобы избежать информационной избыточности, следует ограничить количество и типы индикаторов и сигналов, необходимых для выполнения задания, до необходимого минимума;
в) индикаторы и сигнальные устройства должны быть сконструированы так, чтобы предоставить оператору ясную и однозначную информацию, ненужной информации следует избегать;
г) индикаторы и сигнальные устройства должны быть расположены так, чтобы было возможно надёжное, однозначное и быстрое ориентирование и распознавание. При этом следует учитывать важность и частоту отдельных элементов информации, а также обратную связь в пределах рабочей задачи. Форма и содержание этой информации должны быть однозначны и хорошо известны оператору. Форма и изменяемость информации должны удовлетворять соответствующим требованиям.
2.3 Ораны управления
Органы управления и их функции должны быть сконструированы, выбраны и расположены так, чтобы они соответствовали фи зиологическим особенностям человека (особенно его возможностям движения) и частям его тела (рукам, пальцам, ногам или другим частям тела), которые участвуют в управляющих воздействиях. При этом, с моей точки зрения, следует учитывать скорость и точность усилий, а также требования к их приложению.
Правильная конструкция органов управления ведёт к уменьшению ошибок человека.
При конструировании следует учитывать следующее:
а) тип конструкции и расположение органов управления должны соответствовать рабочему заданию;
б) органы управления должны быть сконструированы и расположены так, чтобы свести до минимума опасность для здоровья и жизни оператора с учётом возможности несчастных случаев, часто ты использования и т.д.
Для ручных машин важнейшие органы управления должны быть расположены так, чтобы оператор мог на них воздействовать, не отпуская рукояток;
в) рабочий ход и рабочее противодействие органов управления необходимо выбирать в зависимости от рабочего задания и фи зиологических особенностей оператора, на основе биомеханических и антропометрических данных;
г) функции органов управления должны быть легко различи мы, чтобы избежать перепутывания с другими подобными или соседними органами управления;
д) расположение и движение органов управления, их действие и связанная с ними информация должны однозначно соответствовать друг другу;
е) органы управления, особенно устройства для пуска, должны быть выбраны, сконструированы и расположены так, чтобы исключить непредусмотренное воздействие;
ж) при смене оператором одной машины на другую, похожего типа и аналогичных функций, органы управления должны быть расположены так, чтобы исключить путаницу и уменьшить количество ошибок;
з) пульт управления должен быть сконструирован относительно формы, положения и блокировок так, чтобы исключить возможность человеческих ошибок;
и) количество органов управления должно быть сведено к необходимому минимуму. Органы управления должны быть расположены так, чтобы необходимые по рабочему заданию их положения достигались ясно и однозначно.
Чтобы этого достичь, следует учитывать последовательность расположения, важность и частоту отдельных движений.
3. Эргономика панели управления
3.1 Эргономика лицевой панели прибора
Предпочтительными бывают следующие формы: фронтальная, трапецеидальная, полукруглая. Для всех существуют единые требования:
1) Передняя панель должна находиться перпендикулярно плоскости взгляда;
2) Органы управления должны в поле доступа оператора
3) Предпочтительны ситуации, в которых доступ к органам управления осуществляется поворотом руки, кисти. Нежелательны ситуации, требующие поворота туловища.
4) Направление движения регулятора должно находиться в поле доступа человека-оператора.
Основой внешней конструкции любого устройства ЭВА является его ЛПУ.
Методика конструирования ЛПУ заключается в следующей последовательности проведения необходимых работ:
1. Анализ исходных данных для проектирования.
2. Набор комплектующих элементов.
3. Структурирование ЛПУ.
4. Эргономическое обеспечение ЛПУ.
5. Композиционная отработка ЛПУ.
6. Цветовая проработка и выбор варианта декоративного решения , т.е. по существу художественно-конструкторский анализ изделия ЭВА с ЛП.
Изложенная последовательность разработки ЛПУ обусловлена тем , что эстетический фактор не является превалирующим для большинства типов ЭВА.
Некоторое исключение составляет бытовая аппаратура , например калькуляторы. Поэтому эргономические требования занимают более высокое место по сравнению с эстетическими, так как они существенно влияют на быстродействие и безошибочность работы оператора , т.е. эксплуатационную надежность ЭВА. Поэтому порядок учета и приоритет требований должен быть однозначным.
Поскольку ТЗ обычно составляет сам разработчик ЭВА, то ему необходимо согласовать с заказчиком ЭВА характеристики внешних условий и особенности работы оператора, часто этот момент, к сожалению, забывается при составлении ТЗ как заказчиком, так и самими разработчиком. В последствии, эта недоработка вскрывается на этапе эксплуатации ЭВА.
Эргономические требования считаются граничными условиями, при которых в дальнейшем должен производиться поиск выразительного художественного решения (формы, композиции, цвета).
3.2 Анализ исходных данных для компоновки лицевой панели управления (далее - ЛПУ)
В качестве исходных данных для разработки ЛПУ для инженера-конструктора ЭВА обычно выступают следующие:
1. Техническое задание на разработку устройства ЭВА с указанием характеристик внешних условий и особенностей работы оператора.
2. Схема электрическая принципиальная , разработанная инженером-схемотехником с указанием на ней элементов индикации , управления и коммутации.
3. Описанию порядка работы с устройством (алгоритм подготовки устройства к работе и работа с устройством). Это описание должно составляется инженером конструктором совместно со схемотехником.
Компоновка лицевой панели начинается с формирования функциональных групп типа индикатор-регулятор-символ. Возможны три варианта их расположения: регулятор относительно индикатора слева, справа, снизу. Но при этом необходимо учитывать возможность работы оператора правой (в правой части панели) или левой рукой (в левой части панели). При воздействии на органы управления соответствующие индикаторы не должны перекрываться рукой. Надписи и символы располагаются над или между соответствующими регуляторами и индикаторами.