Эргономические свойства.

Эргономика – наука по изучению человеческого фактора при эксплуатации техники (удобство обслуживания, способы обслуживания, виды помех, требования к оператору).

Большинство технических ситем основано на взаимодействии с человеком, поэтому важными вопросами являются такие, как обслуживается си­стема и какое влияние оказывает на человека.

Эргономика не ограничивается техникой безопасности и усло­виями работы; она также ищет пределы человеческих способ­ностей в экстремальных ситуациях. При проектировании технических систем следует стремиться к тому, чтобы техническая система обеспечивала человеку со средними способностями оптимальные условия обслуживания и управления. В идеале работа не должна утомлять ни физически, ни психически.

Рассмотрим некоторые данные о силовых параметрах человека .

Мощность человека зависит от того, какие его мышцы включены в работу. При длительной работе (семичасовой ра­бочий день) он может ориентировочно реализовать мощность, приведенную ниже, Вт:

Подъем воды ведрами из колодца руками............ 15,6

Подъем воды ведрами с помощью блока.............. 36

Выкачивание воды ручным насосом..................... 70

Если работа непродолжительная, то мощность может быть большей. Например, штангист практически за секунду поднимает штангу массой 200 кг на высоту 1,5 м, т.е. спортсмен обладает кратковременной мощностью около 3 кВт.

Считается, что при нормальной производственной работе человека в течение смены частота его пульса не должна пре­вышать частоту пульса покоя больше чем на 40 ударов в минуту, а температура тела - на 1 °С. Пульс до 120 ударов в минуту свидетельствует о легкой работе, 130 - о средней, 180 – о тяжелой, свыше 180 - об очень тяжелой.

Производительность труда зависит также от позы работаю­щего (рисунок 3.1). Например, при статическом нагружении мышц при работе согнувшись, снижается производительность труда монтаж­ников.

Рисунок 3.1 – Производительность труда монтажников в зависимости от позы, %: а - 100; б - 100; в - 100; г - 95; д - 75; е - 53; ж - 50; з - 50; и - 60; к-67; л - 36, м - 30...40

Мышцы человека при длительной работе способны создать максимальные силы (таблица 3.1); эти силы зависят от угла сгиба руки в локте (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Движение рук человека

Таблица 3.1 – Сила руки, Н

Движение правой/ левой рукой	Угол сгиба руки в локте γ, град.
Тянущее/ Толкающее	220/200 200/170	240/170 170/120	170/135 145/105	150/130 145/90	105/100 135/90
Вверх	55/35	70/60	95/70	80/70	80/60
Вниз	70/50		105/85	105/85	80/70
Наружу	55/32	60/32	80/70	105/85	70/50
Внутрь	80/50	80/60	90/80	90/80	80/70

Из данных таблицы 3.2 следует, что человеку труднее под­нимать груз или перемещать его внутрь и наружу. Наибольшую силу он может прикладывать при движении «тяни-толкай». При эпизодической работе эти силы увеличиваются.

Тянуть вверх можно также за счет разгибания спины. В этом случае можно создать силу около 1300 Н.

Следует отметить, что в некоторых случаях для того, чтобы тянуть груз, необходимо его зажать ладонью; сила зажатия составляет 450 Н.

Когда тре­буются точные перемещения рычага, рукоятку располагают в оптимальном положении и при движениях «тяни-толкай» не рассчитывают на применение силы более 135 Н.

При частом пользовании рычагами усилие не должно превышать для работы одной рукой 90 Н, а для работы двумя руками 135 Н.

Зона, которую человек может обслуживать, достигает по высоте 2 м (рисунок 3.3), но наиболее удобной зоной для работы считается высота от 1 до 1,6 м.

Рисунок 3.3 – Пределы досягаемости рук рабочего:

а – в горизонтальной плоскости; б – в вертикальной плоскости;

1 - нор­мальная зона; 2 - максимальная зона; 3 - максимальная зона при наклоне корпуса вперед не более чем на 30°; 4 - нижняя неудобная зона

В ручных приводах подъемно-транспортных машин используют силу рук рабочего. Если привод осуществляется вращением рукоятки ру­ками, то плечо (радиус) вращения должно быть не более 400 мм , ось вращения следует располагать на высоте 900 ...1100 мм, а длину рукоятки принимать 300...350 мм . Если приводной вал расположен на такой высоте, что нельзя поль­зоваться рукояткой, применяют тяговые колеса на приводном валу. вращаемые бесконечной сварной цепью. Длина цепи должна быть такой, чтобы нижняя часть ее петли находилась на высоте около 600 мм от поверхности пола. Цепь изготавли­вают из прутка диаметром 5 - 6 мм ; диаметр тягового колеса обычно составляет 300 - 1000 мм.

В этих случаях силой и скоростью движения рук рабочего задаются по данным таблицы 3.2. При качающейся рукоятке домкрата ее длину назначают не более 800 мм.

Таблица 3.2 – Сила и скорость движения рук рабочего

Таким образом, при конструировании технических систем важно учитывать физические и психические возможности человека для полной реализации функциональных свойств системы.

7. Эстетические свойства. Эти свойства должны объединять внешний вид технической системы с ее функциональным назначением.

Тенденция к объединению свойств практической полезности технической системы с эстетическими свойствами (т.е. объединению пользы и красоты) восходит к началам создания первых машин и проявилась уже на этапе ремесленного производства.

В более поздних работах, посвященных конструированию, проблема внешнего вида разрабатываемой технической системы решалась с помощью простого правила, которое гласит: «все, что целесообразно, – красиво». Лишь несколько десятилетий на­зад эта группа проблем начала формироваться в отдельную дисциплину, имеющую целью выявление закономерных связей между чувством прекрасного и внешним видом конструкции. Влияние эстети­ческого воздействия на умственную и физическую деятельность было доказано примерами повышения производительности при одновременном снижении усталости организма.

В 30 годах 20 века возник термин "дизайн". До этого использовалось понятия "художественное конструирование" и "техническая эстетика". В переводе с английского " дизайн" означает замысел, проект, чертеж, рисунок. Дизайн – это различные виды конструкторской и проектиро­вочной деятельности, имеющей целью формирование эстетических и функциональных качеств изделия.

Основными факторами, с помощью которых создаются эсте­тические свойства , являются:

1) форма и композиция изделия;

2) масштабность и пропорциональность;

3) симметрия и асимметрия;

4) чередование и контраст цве­тов и материалов;

Например, форма изделия при внешнем восприятии создается линиями . Разные типы линий обладают различным эмоциональным влиянием.Горизонтальные линии воспринимаются большинством как нечто стабильное, статичное, находящееся в состоянии покоя. Вертикальные линии служат символом возвышенного, духовного, символизируют нечто превосходящее, недоступное человеческому пони­манию, a поэтому внушающее уважение. Диагональные линии символизируют либо движение, либо нестабильность объекта, используются для создания объема и перспективы. Сочетание горизонтальных и вертикальных линий символизирует прочность, постоянство, стабильность (блок). Изогнутые линии подразумевают мягкость, чувственность, приятные эмоции.

Форма может подчеркнуть как легкость , так и массивность предмета. На рис. 9.2 показаны два варианта, когда предмет представляется более легким , чем он есть на самом деле. В первом варианте нижняя часть предмета оформлена в виде цоколя или ножек, которые создают впечатление, что объект не давит всей массой на основание. В другом варианте изобра­жена короткая консоль. Она будет выглядеть легкой, если сделать скос нижней части консоли.

Для подчеркивания массивности и устойчивости посредством формы полезно использовать наклонные линии «тяжелых» кривых.

Таким образом, удачно выбранная форма облагораживает изделие и отражает высокую степень его технического и «интеллектуального» совершенства.

Немалую роль играет масштабность – зрительно-пространственная характеристика размеров конструкции изделия. В основе масштабности лежит отношение части к целому, изделия в целом и его частей к окружающим предметам, а также размерам человека.

На масштабное восприятие формы изделия оказывают влияниезрительные иллюзии. Так, вертикальные формы кажутся длиннееравных им горизонтальных форм,квадрат зрительно производитвпечатление от прямо­угольника . Ошибка в оценке высоты в связи сэтим может достигать 35%. Светлые предметы, особенно белые, кажутся крупнее равныхим темных. Размещенный на более крупной панели прибор кажется меньше идентичного прибора, расположенного на мелкой панели.

Готовое изделие должно выглядеть как полностью закон­ченное целое. В таком изделии не должно быть элементов, которые можно принять за не принадлежащие к единому це­лому.

Требованиеединства удовлетворяетсяпропорциями.

Пропорциональность - соразмерность частей формы изделия между собой и с целым (либо приведение всех частей и деталей целого в определенный пропорциональный строй).

От удачно найденного соотношения конструктивных частей изделия зависит его композиционная целостность.

При определении пропорциональных соотношений в промышленности широко применяю ряды предпочтительных чисел и размеров 5, 10; 20; 40. Большое распространение получили пропорции, связанные с применением иррациональных величин, например 1:2, 2:3.

Одним из средств пропорциональной гармонизации является гармоническое деление, называемоезолотым сечением.

Золотое сечение – это такое деление отрезка на две части, в котором меньшая часть так относится к большей, как большая ко всему отрезку, т.е. к сумме двух частей:

а/b = b/(а + b).

Термин «золотое сечение» ввел в обиход Леонардо да Винчи.

Золотое сечение было известно художникам и зодчим анти­чности. Это подтверждает хранящийся в Неаполитанском на­циональном музее циркуль, который был найден при раскопках в Помпеях. Циркуль наглухо закреплен в соответствии с золо­тым сечением, его длина 146мм, большие отрезки – 90 мм, а малые – 56 мм (рис.9.1, а).

Символом знаменитой пифагоровой школы стал звездчатый десятиугольник, вписанный в круг по «правилу золотого сече­ния».

Древние египетские храмы и пирамиды, Парфенон, скрипки Страдивари подчиняются указанной пропорции.

В эпоху Возрождения эту пропорцию называли «божественной», по-видимому, потому, что она об­ладает замечательным свойством так называемых аддитивных рядов , т. е. рядов сложения. Каждый последующий член такого ряда есть сумма двух предшествующих членов. Простейшим рядом сложения является целочисленный ряд приближенного золотого сечения: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233 и т.д., называемый по имени открывшего его в 1202 г. итальян­ского математика Леонардо Пизанского, более известного под именем Фибоначчи, «рядом Фибоначчи».

Ряд золотого сечения выражается следующими числами:

0,146; 0,236; 0,382; 0,618; 1,00; 1,618, 2,618 и т. д.

Построить отрезки золотого сечения можно с помощью диагонали пря­моугольника с отношением сторон 1:2. В случае, если длинная сторона равна 1, а короткая 0,5 (диагональ длиной √ 1,25), то, разбив длинную сторону на две части а и b, как показано на рисунке, будем иметь b = √1,25 – 0,5 = 0,618; a = 1 – (√1,25 – 0,5) = 0,382, и тогда а/b = 0,382/0,618 = 0,618;

b/(а + b) = 0,618/1 = 0,618.

Желательно, чтобы соотношение сторон проектируемых конструкций удовлетворяло требовани­ям золотого сечения.

Форма, в основе построения которой лежат сочетание симметрии и золотого сечения, способствует наилучшему зрительному восприятию и появлению ощущения красоты и гармонии. Принцип золотого сечения - высшее проявление структурного и функционального совершенства целого изделия.

Важное средство композиции - цветовое решение изделия, т.е. его окраска. Умело применяя те или иные цвета, можно создавать впечатления легкости и тяжести, холода и тепла, простора и тесноты, выступания и отступания элементов и узлов изделия. Цвет также необходим для выявления нужных деталей, элементов или частей изделия и прежде всего опасных в отношении травматизма.

Цвет является средством эстетического воздействия, влияет на настроение,поднимает и понижает эмоциональный тонус, вызывает ощущения творческого подъема (таблица 3.3). Кроме того, цвет способствует образному выражению сущности изделия, обеспечивает его связь с окружающей средой. Как известно, около 80 % информации, которую получает и обрабатывает мозг человека, составляет информация визуальная. И конечно же, цвет играет в нашем восприятии немаловажную роль.

В природе существует семь цветов, которые имеются в спектре солнечного луча: красный, оранжевый, желтый, зеле­ный, голубой, синий, фиолетовый. Все цвета спектра называют хроматическими в отличие отахроматических, отсутствующих в спектре: черного, белого, серого. Первичными являются крас­ный, желтый и синий цвета. Другие цвета могут быть получены смешением первичных. Оранжевый цвет возникает при смешивании красного с желтым, зеленый – желтого с синим, голубой – синего с белым, фиолетовый – красного с синим.

Под гармонией красок понимают сочетание цветных по­верхностей, производящее приятное впечатление.

Таблица 3.3 – Характер вероятных ассоциаций, возникающих при восприятии цветов

Наименование цветов	Характеристика цветов по ассоциациям
Теплые	Холодные	Легкие	Тяжелые	Отступающие	Выступающие	Возбуждающие	Угнетающие	Успокаивающие
Красный	+			+		+	+
Оранжевый	+					+	+
Желтый	+		+			+	+
Желто-зеленый	+		+						+
Зеленый		+			+				+
Зелено-голубой		+	+		+				+
Голубой		+	+		+				+
Синий		+		+
Фиолетовый		+		+	+			+
Пурпурный	+			+		+	+
Ахроматические цвета
Белый			+
Светло-серый			+
Темно-серый				+				+
Черный				+				+

Контраст нескольких светлых и темных предметов создает ощущение интенсивного освещения.

Если спектр цветов представить секторами на диске, то, комбинируя противоположно расположенные секторы цвето­вого диска, можно получить различные комбинации по два взаимно дополнительных контрастных цвета. Взаимно допол­нительные сочетания цветов считают гармоничными . Наиболее гармоничны из них оранжевый с голубым и зелено-желтый с фиолетовым.

Комбинации трех цветов, расположенных по углам равно­бедренного треугольника цветового диска: красное, желтое, синее (рисунок 3.4) и оранжевое, зеленое, фиолетовое - также считают гармоничными.

Рисунок 3.4 – Цветовой круг

При выборе окраски изделия необходимо учи­тывать окружающую среду, в которой предпо­лагается эксплуатировать изделие, и освещение. Меняя степень окрашенности различных элемен­тов предмета, можно из­менить его восприятие человеком. На рисунке 3.5 изображен автомобиль, который воспринимается человеком следующим образом: а) устойчивым, б) неустойчивым, в) тя­желым, г) легким, д) ди­намичным (устремлен­ным вперед), е) динамичным (устремленным вперед); ж) динамичным (устремленным назад), ж) сокращенным, з) удлиненным.

Рисунок 3.5 – Воздействие степени закрашенности предмета на его восприятие человеком

Таким образом средствами эстетики можно зна­чительно повысить совокупную ценность технической системы.

8. Экономические свойства. Экономические свойства отражают с одной стороны, затраты, с другой – доход.

Эксплуатационным расходам противопоставляется достигну­тый за тот же период времени экономический эффект (полезность). Полез­ный эффект выражается в де­нежных либо технических еди­ницах. Соотношение полезный эффект/эксплуатационные рас­ходы называется экономиче­ской эффективностью, которая представляет собой один из важнейших экономических по­казателей. Другой важной экономиче­ской характеристикой является рентабельность , которая опре­деляется отношением при­быль / капиталовложения за тот же период времени.

Оценка экономических свойств ТС позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант ее конструкции.

На рисунке 3.6 приведено соотношение между техническими, эргономическими и эстетическими свойствами различных типов ТС.

Рисунок 3.6 – Соотношение между техническими, эргономическими и эстетическими свойствами некоторых типов технических систем

ЛЕКЦИЯ 4. СИНТЕЗ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

В большом разнообразии технических систем можно выделить механические системы, т.е. системы, выполняющие механическую работу.

Механические системы – это машины, механизмы, устройства. В их структуре можно выделить: двигатель, трансмиссию (передающее устройство), рабочий орган и орган управления.

Проектирование любой механической системы начинается с выбора и обоснования ее кинематической схемы . Кинематическая схема строится в зависимости от назначения и условий работы машины .

Выбор кинематической схемы во многом зависит от двигателя , используемого для привода, и требований, предъявляемых к рабочему органу : характер и траектория движения, скорость, крутящий момент и т.д.

Двигатели в зависимости от формы траектории движения его ведущего органа могут быть с вращательным и возвратно-поступательным движением. Рабочие органы по форме траектории разделяются на вращательные, возвратно-поступательные, с качательным и сложным движением.

Изменение скорости движения и момента от двигателя к рабочему органу выполняется трансмиссией (или передачей), которая характеризуется передаточным числом u .

Синтез механических систем может быть выполнен с использованием различных вариантов передач и их кинематических схем.

Задача конструктора состоит в разработке и выборе оптимальных передач на основании оценки их по критериям сравнения .

Исходными данными для синтеза механической системы являются:

1) вид движения рабочего органа (поступательное или вращательное);

2) нагрузка на рабочем органе (сила или крутящий момент);

3) скорость рабочего органа (линейная или угловая);

4) тип двигателя в зависимости от условий работы механической системы (электрический, гидравлический, пневматический, а следовательно вид движения двигателя (вращательное, поступательное).

На первом этапе синтеза механической системы составляют ее кинематические схемы с использованием различных вариантов передач.

Таблица 4.1 – Виды передачи

На втором этапе для каждого варианта кинематической схемы определяют общий к.п.д. системы.

К.п.д. механизма может определяться на основе норм для отдельных видов передач и конструктивных элементов:

Здесь η 1 , η 2 , η n - к.п.д. отдельных передач, входящих в механизм.

На третьем этапе осуществляют расчет мощности и выбор двигателя .

В зависимости от вида нагрузки на рабочий орган требуемая мощность двигателя определяется по одной из формул:

– вращательное движение рабочего органа ;

– поступательное движение рабочего органа ,

где M p - крутящий момент на рабочем органе, Н∙м;

n p - частота вращения, об/мин;

v p - скорость рабочего органа, м/с.

В случае электродвигателей или гидромоторов (т.е. вращательное движение двигателя) по найденной мощности из каталогов подбираются двигатели, причем, если двигатель допускает перегрузку, а работает в повторно-кратковременном режиме, то можно выбрать двигатель с номинальной мощностью меньше расчетной. Если же двигатель не допускает перегрузок или работает в непрерывном или близком к нему режиме, то мощность двигателя должна быть равна расчетной или быть больше нее.

В случае гидравлического или пневматического привода по полученному значению мощности принимают силу и скорость на штоке цилиндров, и по этим параметрам выбирают из каталога гидро– или пневмоцилиндр. Если подходящий цилиндр отсутствуют, то его конструируют по специальной методике. При этом, исходя из силы на штоке и задаваясь давлением рабочей жидкости (газа), определяют диаметр поршня (м):

где Р ш – сила на штоке цилиндра, Н;

р раб – давление рабочей жидкости (газа), Па.

Затем уже диаметр штока, толщина стенки, толщина донышка.

Четвертый этап – определение передаточного числа трансмиссии.

Передаточные числа для всех возможных сочетаний движения двигателя и рабочего органа определяются по формулам, приведенным в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Определение передаточных чисел

В формулах приняты следующие обозначения: n д и n р - соответственно частота вращения двигателя и рабочего органа, об/мин.; v д и v р - окружная или линейна скорость ведущего звена двигателя и рабочего органа, м/с; D д и D р - диаметры звена или диаметр траектории движения звена, преобразующего поступательное движение во вращательное на двигателе и рабочем органе, мм; t - ход резьбы винта, мм, t = i·P; i - число заходов резьбы; P - шаг резьбы, мм.

Пятый этап – выбор лучшего варианта передачи.

Варианты кинематических схем отличаются друг от друга типом, мощностью, массой и стоимостью двигателей, к.п.д.; массой, стоимостью и габаритами передач.

Если в машине или механизме для передачи движения от ведущего к ведомому звену может быть использован лишь один редуктор или одна одноступенчатая передача любого типа (ременная, цепная и т.д.), то возможные варианты сопоставляются между собой по коэффициенту качества :

,

где Г о – относительный габарит передачи;

G o и G д – относительная масса передачи и двигателя;

G mo и G m д – относительная стоимость передачи и двигателя.

Коэффициенты Г о, G o , G mo выбираются из таблицы 4.3 для принятых вариантов передач или их сочетаний. Если по какой-либо причине сведения в таблице отсутствуют, то их влияние на качество механизма оценивается по аналогии с существующими механизмами или близкими им по конструкции. Коэффициенты G д и G m д учитывают влияние массы и стоимости двигателей. Для наиболее легких и дешевых двигателей их значение принимается равным единице, для всех других – соотношению между массой и стоимостью рассматриваемого двигателя и наиболее легкого и дешевого двигателя.

Кроме того данные таблицы 4.3 (требуемое передаточное число, относительное расположение передачи в пространстве) можно использовать при подборе вариантов передачи.

В том случае, если общее передаточное число проектируемой передачи достаточно велико и не удается использовать редуктор или одноступенчатую передачу, то кинематическую схему составляют на основе многоступенчатых передач. Общее передаточное число должно распределено между отдельными передачами в соответствии с данными таблицы 4.3. Далее для каждого варианта необходимо определить коэффициент качества.

Таблица 4.3 – Параметры и характеристики основных типов передач

Вид передачи	Передаточное число при числе ступеней	Передаваемая мощность, кВт	Максимально допустимая окружная скорость, м/с	К.п.д. в одной ступени	Межцентровое расстояние, м	Положение валов	Регулирование скорости	Плавность и бесшумность работы	Постоянство передаточного числа	Предохранение от поломок при перегрузках	Самоторможение	Относительный габарит Г о	Относительная масса G o	Относительная стоимость Ст о
			При числе ступеней
Зубчатая: Цилиндрическая	До 6-10*	До 30	До 400	До 40000 - 50000	От 0,5* до 150	0,93*- 0,98	Определяется размерами передач	Пр	Ступенчатое	-	+	-	-	1,0	1,6 -1,5	2,2 – 1,7	1,0	0,85	0,8	1,0	0,55 – 0,7	0,2 –0,8
Коническая	До 5	-	-	0,88* -0,92	Ск	-	+	-	-	2,0	-	-	1,2 – 1,0	-	-	1,7 – 2,2
Коническо-цилиндри-ческая	-	До 30	До 180	До 150	-	Ск	-	+	-	-	-	2,8 – 3,2	2,5 – 2,9	-	0,82	0,8 – 0,75	-	1,8 – 1,0	1,3 – 0,97
Червячная	До 70	-	-	До 60		0,4 –0,8	Пс	-	+	+	-	+	1,0 – 1,6	-	-	1,04	-	-	1,55 – 1,4	-	-
Винтовая
Цепная	До 8	-	-			0,92– 0,96	До 8	Пр	Ст	-	+	-	-	1,0 – 1,6	-	-	0,25	-		0,35 – 0,2	-	-
Плоско-ременная	До 6	- -	- -			0,94 -0,95	До 15	Любое	Ст, Пл	+	-	+	-	10 - 20	-	-	0,3 – 0,4	-	-	0,17-0,15	-	-
Клино-ременная	До 10	Пр	Пл	+	-	+	-	5 - 4	-	-	0,4 – 0,5	-	-	0,3 –0,2	-	-
Рычажная	До 15			До 50	До 150	0,93 - 0,98		Пр	Ст	-	-	-	-	2,8 – 3,5	-	-	0,82	-	-	1,8 – 1,0	-	-
Фрикционная	До 7	-	-			0,85 -0,95	По размеру передачи	Пр, Ск	Пл	+	-	+	-	1,5 – 2,0	-	-	1,5	-	-	0,8	-	-
Кулачковая
Мальтийский крест
Примечания: 1. Знак * указывает, что данные численные значения относятся к открытым передачам. 2. Для обозначения положения валов приняты следующие сокращения: Пр – параллельное; Ск – скрещивающееся; Пс – пересекающееся; для регулирования скорости: Ст – ступенчатое; Пл – плавное. 3. Относительные габариты, масса и скорость определяются по отношению одноступенчатой открытой зубчатой передаче.

При этом значения коэффициентов Г о, G o , G mo , G д, G m д определяются как произведение частных значений соответствующих коэффициентов, например, , где - значения коэффициентов относительных габаритов передачи для отдельных типов передач, входящих в кинематическую схему данного варианта.

Наилучшим считается вариант кинематической схемы механической системы, в которой используется передачи с наименьшим значением k кач.

Шестой этап – проектирование передаточного механизма.

Для лучшего варианта кинематической схемы по рассчитанному значению передаточного отношения выполняется проектирование передаточного механизма с учетом условий прочности. Если используется зубчатые передачи, то достаточно выбрать стандартный редуктор по каталогу.

ЛЕКЦИЯ 5. ЭЛЕМЕНТЫ ПРИВОДОВ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Любая механическая система в своей структуре содержит: двигатель; передаточный механизм (или устройство); рабочий орган и систему управления. Двигатель, передаточное устройство и система управления образуют привод машины.

Приводы машин можно классифицировать следующим образом.

1. По назначению:

– общего назначения;

– специального назначения.

2. По количеству двигателей:

– групповой привод;

– однодвигательный привод;

– многодвигательный привод.

3. По типу двигателя:

– с электродвигателем;

– с гидродвигателем;

– с пневмодвигателем;

– с комбинированным двигателем;

4. По возможности изменения направления:

– нереверсивный привод;

– реверсивный привод.

5. По типу передаточного механизма (ПМ):

– с редуктором (мультипликатором);

– с коробкой передач (скоростей или подач);

– с вариатором;

– с комбинированным ПМ.

6. По типу передач:

– зубчатые;

– червячные;

– цепные;

– ременные;

– фрикционные;

– рычажные;

– комбинированные.

7. По конструкции передаточного механизма:

– с раздельной установкой электродвигателя и ПМ;

– мотор-редуктор;

– с насадным ПМ;

– встроенная конструкция;

– редукторный электродвигатель.

8. По расположению выходного вала:

– с горизонтальным валом;

– с вертикальным валом.

Можно выделить такие примеры механических приводов и использования в них редукторов и мотор-редукторов:

а) привод с раздельной установкой двигателя и передаточного механизма, связанных соединительной муфтой;

б) привод с раздельной установкой двигателя и передаточного механизма, связанных ременной (цепной) передачей;

в) привод с мотор-редуктором;

г) привод с насадным передаточным механизмом;

д) встроенная конструкция привода;

е)- редукторный электродвигатель.

Чаще всего в приводах металлургических машин используются редукторы, которые можно классифицировать следующим образом.

1. Тип передач :

а) зубчатые; б) червячные; в) планетарные и волновые; г) глобоидные; д) комбинированные.

2. Число ступеней :

а) одноступенчатые; б) многоступенчатые.

3. Относительное движение :

а) рядовые агрегаты; б) планетарные.

4. Вид колес :

а) цилиндрические; б) конические; в) коническо-цилиндрические; г) червячные; д) червячно-цилиндрические.

5. Относительное расположение валов :

а) развернутые схемы; б) соосные схемы.

6. Исполнение :

а) самостоятельный агрегат; б) мотор-редукторы; в) насадные; г) редукторные электродвигатели.

7. Расположение валов в пространстве :

а) горизонтальные; б) вертикальные.

8. Взаимное расположение осей валов :

а) параллельные; б) пересекающиеся; в) скрещивающиеся.

9. Расположение относительно опор :

а) симметричное; б) несимметричное; в) консольное.

Основной характеристикой редуктора является его передаточное число. Диапазоны передаточных чисел различных типов редукторов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1– Передаточные числа редукторов и мотор-редукторов общего назначения

Редукторы (мотор-редукторы)	Передаточные числа
Цилиндрические: Одноступенчатые 1ЦУ-100 – 1ЦУ-315 (ГОСТ 25301)	1.8-8
Двухступенчатые 1Ц2У-100 – 1Ц2У-250 (ГОСТ 25301) Ц2-250 – Ц2-1000 (раздвоенная быстроходная ступень) Ц2С-63 – Ц2С-125 (соосный)	8-50
Трехступенчатый 1Ц3У-160 – 1Ц3У-500 ВК-350 – ВК-550 (вертик. крановый)	31,5-200 18 –125
Планетарные: Одноступенчатые Пз-31,5 – Пз-200 (ГОСТ 25022)	6.3-12.5
Двухступенчатые Пз2-31,5 – Пз2-200	31.5-125
Конические одноступенчатые К-200 – К-400 (ГОСТ 27142)	3.15-5
Коническо-цилиндрические: Двухступенчатые КЦ1-200 – КЦ1-500 (ГОСТ 27142)	6.3-31.5
Трехступенчатые КЦ2-500 – КЦ2-1300	20-180

Продолжение таблицы 5.1

Рассмотрим методику выбора редукторов общего назначения, предназначенных для работы в различных условиях эксплуатации.

Исходные данные:

Вид приводимой машины;

Вид двигателя;

Необходимое передаточное число редуктора – U p ;

Максимальный крутящий момент, действующий на выходном валу, Н∙м – Т макс ;

Наличие перегрузок, толчков;

Реверсивность или не реверсивность нагрузки;

Продолжительность включения, % – ПВ ;

Время работы машины в сутки;

Значение наибольших консольных нагрузок на валах редуктора при нормально протекающем технологическом процессе и соответствующие Т макс – F тмакс, F бмакс ;

Максимальная передаваемая мощность редуктором, кВт –Р макс ;

Температура окружающего редуктор воздуха, о С – t в.

Предварительный выбор типа редуктора:

а) отбираются типы редукторов, удовлетворяющие заданному передаточному числу U = U p ;

б) из номенклатуры редукторов, определенной по передаточному числу, отбираются типы, передающие заданный крутящий момент:

Т ном ≥ Т не, (1)

Т не = К реж Т макс, (2)

гдеТ не - эквивалентный крутящий момент на выходном валу редуктора, Н∙м;

К реж - коэффициент режима работы;

Т ном - номинальный крутящий момент на выходном валу, приводимый в каталоге для продолжительной работы при постоянной нагрузке, Н∙м.

Для выбора типоразмера подсчитывается Т не по формуле (2), затем по каталогу подбирается ближайшее к нему значение Т ном удовлетворяющее условию (1).

Определение К реж :

Для зубчатых редукторов

К реж = К дв К пв К с К м К рев , (3)

Для червячных редукторов

К реж = К дв К пв К с К м К рев К ч , (4)

где К дв – коэффициент, учитывающий динамические характеристики двигателя (таблица 5.2);

К пв – коэффициент, зависящий от продолжительности включения; для зубчатых редукторов - по таблице 5.3, для червячных - по таблице 5.4;

К с – коэффициент, учитывающий продолжительность работы в сутки (таблица 5.5);

К м – коэффициент, учитывающий динамические характеристики приводимой машины (таблица 5.6);

К рев – коэффициент реверсивности;

К ч – коэффициент, учитывающий взаимное расположение червяка и колеса.

Таблица 5.2 – Коэффициент К дв

Группа 1 - электродвигатели, многоцилиндровые (не менее восьми цилиндров) двигатели внутреннего сгорания, турбины газовые или гидравлические.

Группа 2 - четырех-, шестицилиндровые двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины.

Группа 3 - одно-, двухцилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

Таблица 5.5 – Коэффициент К с

Таблица 5.6 – Коэффициент К м

Ниже приведена характеристика групп машин.

Группа 1. Работает без толчков, нагрузка почти не изменяется, 4-10 пусков в час.

Группа 2. Работа с легкими и умеренными толчками, нагрузка в течение цикла меняется незначительно, 20-60 пусков в час.

Группа 3. Работа с сильными толчками, количество пусков в час до 120.

ЗдесьТ пуск - пусковой крутящий момент на выходном валу, Н∙м.

Определяется коэффициент реверсивности К рев :

– для нереверсивной работы К рев =1,00;

– для реверсивной К рев =0,75.

Для червячных редукторов вводится коэффициент К ч. При расположении червяка под колесом К ч = 1,0 , при расположении над колесом К ч = 1,2 , при расположении червяка сбоку колеса К ч =1,10.

Значение радиальных консольных нагрузок на тихоходном и быстроходном валах редуктора должны удовлетворять условиям (5) и (6):

F тном ≥К реж F тмакс, (5)

F бмакс ≥К реж F бмакс, (6)

гдеF тном , F бном – значения радиальных консольных нагрузок на валах редуктора, приводимые в каталоге и соответствующие Т ном;

В случае их не выполнения следует перейти к большему типоразмеру.

Кроме того выполняется проверка отсутствия перегрева редуктора.

а) для редукторов, работающих в продолжительном режиме, производится по условию:

, (7)

где Р терм - мощность, допускаемая редуктором по условиям перегрева, кВт;

б) для редукторов, не имеющих вентиляторов и приводящих машины, работающие в повторно-кратковременных режимах:

(8) ;

в) для редукторов, имеющих вентилятор и работающих в повторно-кратковременных режимах, производится по условиям:

(9).

При несоблюдении условий (7)…(9) следует перейти к большему типоразмеру или предусмотреть дополнительные меры по охлаждению редуктора.

Окончательный выбор типа редуктора производится с учетом следующих отличительных особенностей отдельных типов.

Уровень шума:

– наиболее низкий - у червячных;

– наиболее высокий – у цилиндрических и конических с высокой твердостью поверхностей зубьев.

Коэффициент полезного действия:

– наиболее высокий – у планетарных и одноступенчатых цилиндрических;

– наиболее низкий – у червячных, особенно у двухступенчатых.

Червячные и глобоидные редукторы предпочтительно использовать в повторно-кратковременных режимах эксплуатации.

Габариты при одних и тех же передаточных числах и крутящих моментах:

– наибольшие осевые – у соосных и планетарных;

– наибольшие в направлении, перпендикулярном осям, - у цилиндрических трехступенчатых;

– наименьшие радиальное – у планетарных.

Относительная стоимость руб/Н∙м для одних и тех же значений межосевых расстояний:

– наиболее высокая – у конических;

– наиболее низкая – у планетарных.

Для оценки технического уровня редукторов используется показатель удельной массы , который находится как отношение массы редуктора к крутящему моменту на выходном валу g (кг/(Н∙м)):

g, кг/(Н∙м)	> 0.2	0.1 – 0.2	0.06 – 0.1	< 0.06
Технический уровень	Низкий	Средний	Высокий	Современный

Эргономические свойства товаров

Эргономические свойства обеспечивают удобство и комфорт при пользовании товаром, создают оптимальные условия для человека в процессе труда и отдыха, снижают утомляемость, повышают производительность труда.

Эргономические свойства делятся на следующие подгруппы : антропометрические; физиологические; психологические; психофизиологические (органолептические); (а также гигиенические)

Антропометрические свойства характеризуют соответствие товара размерам, форме и распределению массы тела человека и отдельных его частей. Эти свойства должны обеспечивать рациональную и удобную позу человека, способствовать формированию правильной осанки. Они характеризуются тремя показателями соответствия изделия: размерам тела человека; форме тела человека; распределению массы тела.Антропометрические свойства характерны, в основном/ для непродовольственных товаров, а для продовольственных товаров имеют ограниченное применение.

Физиологические свойства - способность товаров обеспечивать удобство функционирования отдельных органов или частей тела человека при их использовании. Косвенными показателями этих свойств могут служить масса товаров (например, одежды, обуви, посуды и т. п.), форма и объем (посуды, одежды и т. п.), конструкция органов управления сложно-техническими товарами (рукоятками, кнопками, рулями и т. п.).

Психологические свойства - способность товаров обеспечивать при потреблении (эксплуатации) душевный комфорт потребителю, соответствовать его индивидуальному восприятию товара.

Органолептические (психолого-физиологические) свойства - способность товаров обеспечивать соответствие психолого-физиологическим возможностям и запросам потребителя. Эти свойства комплексно удовлетворяют психологические и физиологические потребности человека. В основном они характеризуются органолептическими показателями, основу которых составляет психолого-физиологическое восприятие человеком отдельных свойств товаров с помощью органов чувств.

Эстетические свойства товаров - способность товаров выражать в чувственно-воспринимаемых признаках формы общественные ценности и удовлетворять эстетические потребности человека.

Показателями эстетических свойств товаров (они же подгруппы ) могут служить внешний (товарный) вид, целостность, дизайн, мода, стиль, информационная выразительность, совершенство производственного исполнения.

Внешний вид - комплексный показатель, включающий форму, цвет, состояние поверхности, иногда целостность.

Форма - характеризуется геометрическими параметрами.

Цвет определяется световыми волнами определенной длины, воспринимаемыми глазом человека.

Состояние поверхности зависит от состава и структуры веществ или материалов, входящих в товары или упаковку.

Состояние поверхности непродовольственных товаров характеризуется фактурой и текстурой.

Фактура - строение поверхности продукции, определяемое визуально. Фактура бывает гладкой и шероховатой, блестящей и матовой, крупно- и мелкозернистой. Наряду с цветом фактура может обеспечивать гармоничность формы изделия.

Текстура - состояние поверхности, характеризующееся наличием определяемых визуально элементов внутренней структуры материала. Текстура может быть естественной (у природных материалов) и искусственной (у синтетических материалов, имитирующих кожу, дерево, мрамор и т. п.).

Визуальное восприятие состояния поверхности определяется еще и наличием на ней рисунков и надписей. Рисунок на поверхности товаров выступает в качестве существенного показателя не только состояния поверхности, но и в целом внешнего вида. Рисунок может быть естественным (за счет природных свойств товаров) или искусственно нанесенным в виде изображения, лепки, формования, использования украшений.

Целостность товаров характеризуется отсутствием у них повреждений, ухудшающих форму.

Целостность композиции выражает гармоничное единство целого и частей изделия и органичную взаимосвязь формы в изделии.

Дизайн - способность товаров комплексно удовлетворять эстетические, эргономические, социальные и иные потребности за счет их художественного конструирования.

Информационная выразительность характеризует способность изделия выражать в своей форме сложившиеся в обществе эстетические представления и культурные нормы. К этой группе показателей относятся знаковость, оригинальность.

Знаковость - это способность формы вызывать определенные чувства у человека, создавать ему нужное настроение, выявлять назначение изделий, отражать национальные особенности и характерные черты продукции данного предприятия.

Оригинальность заключается в специфических признаках внешнего вида, отличающих данный товар от других аналогичных изделий.

Соответствие моде характеризуется признаками внешнего вида товара, выявляющими общность временно господствующих вкусов и предпочтений на данный период времени.

Выраженность стиля характеризует сложившуюся общность средств и приемов художественной выразительности, свойственную определенному периоду времени и проявляющуюся в устойчивых признаках формы изделий.

Стиль - способность товаров удовлетворять социальные и эстетические потребности с помощью совокупности показателей внешнего вида, конструктивных особенностей и деталей, которые определяются общим для конкретного сегмента потребителей мироощущением. Существует несколько классификаций стилей эпох: исторический (ренессанс, готический, барокко, модерн, классицизм и др.) географический (латиноамериканский, европейский, восточный), национальный (русский, немецкий, французский, американский и др.), социальный (стиль жизни) (индивидуальный, коллективный, фирменный). Стиль проявляется в оформлении мебели, посуды, бытовых машин, одежды и пр.

Совершенство производственного исполнения и стабильность товарного вида определяется чистотой выполнения контуров и сопряжений в изделии, тщательностью покрытий и отделок, четкостью исполнения фирменных знаков, сопроводительной документации, упаковки и т. п.

В торговле оценку эстетических свойств товаров должны осуществлять товароведы, которые должны уметь различать стили, направления моды и соответственно распознавать модные товары.

Экологические свойства (экологичность) - способность товаров оказывать воздействие на безопасность окружающей среды при их производстве, хранении, реализации и потреблении (эксплуатации).

Экологические показатели свидетельствуют об уровне вредных воздействий на природную среду при эксплуатации товаров (загрязнение почвы и воды синтетическими моющими средствами, удобрениями и т.п.).

Показателями экологических свойств товаров служат различные виды загрязнений, которые ухудшают безопасность окружающей среды. Виды этой безопасности во многом совпадают с безопасностью людей. Поэтому в Федеральном законе «О техническом регулировании» безопасность населения и окружающей среды объединены в безопасность для жизни, здоровья потребителей, животных и растений, для имущества юридических и физических лиц. Однако при оценке качества товаров экологичность и безопасность для потребителя, несмотря на их тесную взаимосвязь и обусловленность, должны учитываться отдельно. Необходимость в этом вызвана еще и тем, что не всегда прослеживается 100%-ная зависимость между загрязнениями товаром окружающей среды и безопасностью их для человека. Так, установлена высокая степень зависимости между курением и раком легких. Справедливости ради следует отметить, что это заболевание встречается и у некурящих людей, хотя и реже.

Безопасность - очень важное и широко трактуемое свойство многих объектов: товаров, процессов, услуг, а также окружающей среды. Поэтому в ст. 2 ФЗ «О техническом регулировании» дано обобщенное определение термина: «Безопасность продукции, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации - состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни и здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений». Безопасность товаров относится к обязательным требованиям и должна регламентироваться техническими регламентами.

Применительно к качеству потребительских товаров безопасность может быть определена как отсутствие недопустимого риска для жизни, здоровья и имущества потребителей при эксплуатации или потреблении товаров.

Безопасность - важнейшее свойство качества, которым должны обладать все потребительские товары. В отличие от других потребительских свойств, ухудшение или утрата которых приводит к потерям функционального или социального назначения, превышение допустимого уровня показателей безопасности переводит продукцию в категорию опасной. Опасная продукция подлежит уничтожению, а продукция, утратившая иные потребительские свойства, относится к условно пригодной и может быть использована на промпереработку. Кроме того, утраченные свойства продукции могут быть восстановлены после соответствующего устранения дефектов, благодаря чему она может быть использована по назначению.

В соответствии с ФЗ «О техническом регулировании» различают следующие виды безопасности:

Безопасность излучений;

Биологическая безопасность;

Взрывобезопасность;

Механическая безопасность;

Пожарная безопасность;

Термическая безопасность;

Химическая безопасность;

Электрическая безопасность;

Ядерная и радиационная безопасность.

Общими и наиболее распространенными для товаров являются химическая и биологическая безопасности. Остальные виды безопасности следует отнести к специфичным. Например, взрывоопасность характерна в основном для товаров бытовой химии, нефтепродуктов, а также бытового газа. Готовой продукции -товарам, как правило, не свойственны такие виды безопасности, как ядерная. Для продовольственных и непродовольственных товаров в нормативных документах (технических регламентах, СанПиНах и т. п.) устанавливаются комплексные требования к безопасности, которые называются санитарно-эпидемиологическими. Эти требования охватывают химическую, радиационную и биологическую безопасности.

Завершая рассмотрение номенклатуры потребительских свойств товаров, необходимо отметить, что мы намеренно не остановились на таких свойствах продукции, как технологичность, экономичность, а также на показателях стандартизации и унификации, поскольку они не имеют существенного значения для потребителей и товароведов, а представляют интерес лишь для изготовителей.

Оценка качества - совокупность операций по выбору номенклатуры показателей, определению их действительного значения и сопоставлению с базовыми показателями.

Разновидностью оценки качества является оценка соответствия установленных нормативным документом требований. Деятельность по оценке качества складывается из трех групп операций, каждой из которых свойственны свои особенности.

1. Выбор номенклатуры потребительских свойств и их определяющих показателей . Основными критериями выбора являются этап жизненного цикла продукции (приемка сырья, производство, хранение, распределение и реализация); потребности, которые должен удовлетворять товар; субъективные особенности оценщика.

При выборе номенклатуры потребительских свойств и показателей чрезвычайно важно правильно выделить из всего многообразия такие показатели, которые имеют решающее значение для определенных целей. Например, при оценке качества муки на хлебозаводе необходимо определить следующие показатели: количество и качество сырой клейковины, амилолитическая активность (способность ферментов катализировать ресщепление крахмала, чем выше амилолитическая активность муки, тем раньше и интенсивнее начнется разжижение клейстера и тем ниже будет максимум вязкости (h) суспензии.), газообразующая способность; а при реализации муки - цвет, зольность (чем ниже сорт муки, тем больше в ней оболочек, алейронового слоя и зародыша и, следовательно, тем выше ее зольность), степень измельчения.

2.Определение действительных значений показателей качества. Проводится путем количественных и качественных измерений. Количественные измерения применяются для определения размера показателя, а качественные - для размерности. Так, показатель «цвет» может быть измерен количественно (например, цвет пива в мл 0,01 N раствора йода) и качественно (визуально отмечаются цвет пива, его насыщенность).

3. Сопоставление действительных значений измеряемого показателя с базовым. В качестве базовых показателей могут быть приняты регламентированные значения стандартов или других нормативных документов (оценка соответствия), а также стандартные образцы, вещества, эталоны.

При сравнении выявляется соответствие или несоответствие действительных значений показателей качества базовым. Эта операция завершается установлением определенных градаций, классов, товарных сортов, марок продукции, что в конечном счете связано с принятием решения о присвоении товару определенной градации качества.

Градации качества

Товары разных градаций качества, за исключением опасных, могут обеспечивать удовлетворенность потребителей разных сегментов.

Согласно ГОСТ Р ИСО 9000-2001 «удовлетворенность потребителей - восприятие потребителями степени выполнения их требований». При принятии решения о покупке потребители предъявляют определенные требования ко всем характеристикам товара, в том числе и цене. Поскольку товары разных градаций качества отличаются и по цене, это дает возможность удовлетворить запросы потребителей двух категорий: чувствительных к качеству и чувствительных к цене.

Кроме того, деление товаров на градации по качеству (более высокого и низшего качества) позволяет рациональнее использовать природные, финансовые и трудовые ресурсы, которые не утрачиваются, если продукция пониженного качества (например, с допустимыми дефектами) реализуется по умеренным ценам, а не уничтожается.

Градация товаров по качеству отражает предусмотренное или установленное различие в требованиях к качеству, которые, в свою очередь, устанавливают взаимосвязь функционального использования и затрат. При этом принимается решение об отнесении товаров к стандартной или нестандартной продукции, о присвоении сорта стандартной продукции, перевода ее в брак и др. .

Рисунок 9 . - Взаимосвязь оценки с градациями качества и классами товаров по назначению

Стандартным признается товар, который соответствует установленным требованием по всем показателям. Если выявлено несоответствие товара хотя бы по одному показателю, то ему не может быть присвоена стандартная градация. В этом случае товар относят к нестандартному или переводят в брак.

К нестандартному относят товар, который не соответствует установленным требованиям по одному или нескольким показателям, но это несоответствие не является критическим. Например, если влажность хлебобулочных изделий выше установленной нормы, их относят к нестандартным.

Брак – это товар с выявленными устранимыми или неустранимыми несоответствиями по одному или комплексу показателей.

В результате выявления соответствия или несоответствия установленным требованиям все товары по назначению могут быть подразделены на три градации качества.

К первой градации относятся товары, пригодные к использованию по назначению. Данная градация представлена стандартными товарами, которые подлежат реализации без каких-либо ограничений.

Вторая градация - товары, условно пригодные для использования по назначению. Принадлежность к этой градации определяется градациями нестандартных товаров или брака с устранимыми дефектами. Условно пригодные товары могут быть реализованы по пониженным ценам или отправлены на промпереработку либо на корм скоту. При их реализации до потребителя должна быть доведена достоверная информация о причинах понижения качества.

Третья градация - опасные товары, непригодные для использования по назначению. К данной градации относятся неликвидные отходы, которые не подлежат реализации, а также поставке для промышленных и кормовых целей. Они должны быть уничтожены или утилизированы с соблюдением определенных правил.

В оптовой и розничной торговле преобладают потребительские товары первой градации. Товары второй и третьей градаций должны своевременно выявляться при приемочной и текущей оценке качества и не допускаться к реализации.

Стандартные товары подразделяются на следующие категории качества: сорта, классы качества и сложности, номера и марки. Наибольшее распространение имеют сорта.

Сортамент товаров . Одной из важных задач оценки качества является установление категорий стандартной продукции, которые представлены сортами.

Различают сортамент:

¨ природный.

Это совокупность сортов одноименной продукции, которые отличаются характерными анатомо-морфологическими признаками. Природный сортамент характерен для пищевых продуктов растительного происхождения, например, яблок, груш и пр.

¨ товарный.

Это совокупность товарных сортов, которые различаются значениями показателей качества, установленных нормативно-техническими документами на конкретную товарную группу.

В зависимости от вида изделий может быть два, три, четыре и более сортов. Наименование товарных сортов бывает следующее: высший, 1-й, 2-й, 3-й. Иногда выделяют сорт экстра. Чем выше качество товара, тем выше его сорт.

Пересортица - один из распространенных способов качественной фальсификации. В зависимости от причин возникновения она может носить объективный и субъективный характер.

Задачей оценки качества товаров является также выявление несоответствий или дефектов.

Несоответствие - невыполнение требований (ГОСТ Р ИСО 9000-2001). Одной из разновидностей несоответствий являются дефекты.

При делении товаров на сорта учитывают наличие дефектов внешнего вида, а также отклонения по другим свойствам.

Дефекты – невыполнение требования, связанного с предполагаемым или установленным использованием (ГОСТ Р ИСО 9000-2001). Различают дефекты явные и скрытые. Явные :

q по происхождению (сырьевые, например, дефекты тканей в швейных изделиях; технологические – перекос деталей в обуви; возникающие при транспортировании и хранении – выцветание ткани);

q по размерам (малозначительные – незначительная затяжка нитей на трикотажных изделиях; значительные – крупные пятна);

q по месторасположению (местные – дыры; распространенные – несовпадение рисунка на набивных тканях);

q по возможности устранения (устранимые – отрыв фурнитуры; неустранимые – недоформовка пластмассовых изделий);

q по возможности обнаружения (явные – трещины подошвы обуви; скрытые – отсутствие промежуточных деталей в обуви).

Скрытые дефекты проявляются только в процессе эксплуатации изделий, поэтому для товаров, в которых возможно появление скрытых дефектов, устанавливаются гарантийные сроки.

Другой разновидностью несоответствия можно считать недостаток товара. Этот термин регламентируется Законом РФ «О защите прав потребителей».

«Недостаток товара (работы, услуги) - несоответствие товара (работы, услуги) обязательным требованиям, предусмотренным законом либо в установленном им порядке, или условиям договора, или целям, для которых товар (работа, услуга) такого рода обычно используется или целям, о которых продавец (исполнитель) был поставлен в известность потребителем при заключении договора или образцу и/или описанию при продаже товара по образцу».

Для установления сорта изделий применяются различные системы. Так, для определения сортности непродовольственных товаров широко применяются балльная и ограничительная системы.

При балльной системе сортировки каждый дефект оценивается определенным количеством баллов с учетом его значимости и места расположения на изделии. Затем подсчитывается общая сумма баллов всех дефектов и согласно существующим нормативам устанавливается сорт. Эта система сортировки применяется, например, для хлопчатобумажных тканей.

При ограничительной системе сортировки для каждого сорта изделий устанавливается перечень допустимых дефектов с указанием их количества, размеров, месторасположения. Несоответствие изделия нормативным требованиям хотя бы по одному из дефектов является основанием для перевода его в более низкий сорт или брак. Ограничительная система является основной для сортировки изделий. По ограничительной системе проверяют качество и тех изделий, которые на сорт не делят, например, сложнотехнические изделия (телевизоры, автомобили, часы и др.), галантерейных, парфюмерно-косметических и других товаров.

Кроме деления на товарные сорта, некоторые товары по определенным признакам подразделяют на группы сложности или качества, марки, номера и другие.

Группы сложности – это градации, отличающиеся по техническому уровню показателей качества. Эти градации применяются, например, для бытовой радиоаппаратуры в зависимости от величины акустических параметров.

Группы качества применяются для характеристики, например, духов, мыла и других товаров в зависимости от рецептуры, которая обусловливает различие в свойствах.

Марки, номера – это градации качества товара, отличающиеся значениями одного или нескольких определяющих показателей. Так, марки цемента, силикатного кирпича характеризуются разными значениями показателя предела прочности на сжатие.

Деление на номера применяется для пищевых продуктов, в частности, для ячменных, пшеничных шлифованных круп; для непродовольственных товаров – для писчей бумаги в зависимости от ее состава.

В то же время следует отметить, что принципиальной разницы между товарными сортами, группами сложности и качества, марками и номерами нет. Все они являются градациями качества товара одного наименования.

Торговые организации также организуют контроль товаров по количеству и качеству товаров. Приемку товаров в торговых организациях, как правило, проводят лица, на которых возложена материальная ответственность, на основании нормативно-технических документов, требований к качеству, оговоренных в контрактах (договорах) и в соответствии с действующими инструкциями: «О порядке приемки продукции производственно-технического назначения и товаров народного потребления по количеству» и «О порядке приемки продукции производственно-технического назначения и товаров народного потребления по качеству».

Количественная характеристика относится к одной из основополагающих. При ее определении следует различать следующие количественные градации: единичные экземпляры товаров и их совокупность - товарные партии, комплексные упаковочные единицы и комплекты товаров.

Единичные экземпляры - отдельные товары, которые обладают целостностью и присущими конкретному виду или наименованию потребительскими свойствами.

В качестве единичных экземпляров товара могут выступать промышленные изделия (например, автомобиль, головка сыра, пара обуви или носков и т. П.) либо биологические объекты (яйцо, рыба, зерно, яблоко, арбуз и т. п.), а также упаковочные единицы, товарная масса в которых характеризуется монолитностью и целостностью (блок сливочного масла, бутылка вина, молока, банка с краской и т. п.).

К единичным экземплярам товаров не относятся упаковочные единицы, состоящие из отдельных изделий (ящик или пачка печенья, ящик гвоздей и т. п.), так как они сами являются комплексными упаковочными единицами.

Комплексная упаковочная единица - совокупность единичных экземпляров одинаковых товаров, объединенных общностью упаковки.

Комплект товаров - совокупность единичных экземпляров разнородных товаров, обладающих совместимостью и/или взаимозаменяемостью и предназначенных для одного функционального назначения. В комплект могут входить товары, дополняющие друг друга или заменяющие отдельные детали уже готовой продукции. Например, комплект одежды (брюки и/или юбка и пиджак), мебели, посуды, запасные детали (колеса для автомобилей, шурупы, стекла для мебели и т. п.).

Товарная партия - совокупность единичных экземпляров товаров и/или комплексных упаковочных единиц (одного вида и наименования), объединенных по определенному признаку. В качестве таких признаков выбирают производственные: смену или день выработки продукции для промышленных изделий; отправку одним или несколькими транспортными средствами; наличие одного товарно-сопроводительного документа. Например: партия хлеба, поступившая из цеха, выработанная в 1 смену.

Количественные градации имеют общие ассортиментную характеристику и предположительно качество, а отличаются количеством товаров и их стоимостью. Особо необходимо остановиться на общности и специфике количественных характеристик.

К общим количественным характеристикам товара относятся следующие основные физические величины: масса, длина, термодинамическая температура, а также производные от них величины - объем, теплопроводность, теплоемкость.

Специфичные количественные характеристики присущи либо товарным партиям, либо единичным экземплярам товаров.

Среди наиболее распространенных количественных характеристик товарных партий можно назвать следующие физические величины: объемную (насыпную) массу, скважистость, сыпучесть, угол наклона насыпи товаров, вертикальное и/или горизонтальное давление слоя товаров (или отдельных товаров в партии) на строительные конструкции или нижерасположенные слои. Последние три свойства присущи только отдельным группам товаров и рассматриваются в частных разделах товароведения.

Единичным экземплярам товаров присущи такие специфичные характеристики , как пористость, пластичность, эластичность, вязкость, механическая устойчивость, твердость и др., а также химические и физико-химические свойства.

Можно оценивать влажность, эластичность и пористость мякиша каждой буханки хлеба, но бессмысленно говорить об этих показателях в целом для товарной партии хлеба.

Особенностью количественных характеристик товаров, прежде всего единичных экземпляров, является то, что многие из них одновременно выступают критериями для определения как количества, так и качества.

Большинство из перечисленных ниже показателей физических свойств, выполняя основную функцию - количественной характеристики товара, одновременно служат и показателями качества. Так, масса или объем единичных экземпляров некоторых товаров регламентируется в стандартах как один из показателей качества. То же можно сказать о цвете, относительной плотности и других показателях качества.

Контроль качества – это проверка соответствия показателей качества продукции требованиям реализации товаров [ 19 ].

Целью производственного контроля является оценка нормативно-технической документации. Он осуществляется на всех стадиях производства, товародвижения и качества изготовления изделий, а также выявление и устранение причин возникновения брака. Различают входной, операционный и приемочный контроль.

Входной контроль организуется предприятием для проверки качества материалов, комплектующих деталей и изделий, поступающих от поставщиков. Такой контроль позволяет своевременно выявить недоброкачественную продукцию и предупредить возможные ухудшения качества выпускаемых изделий.

Операционный контроль организуется с целью контроля качества изготовления изделий в процессе производства и производится после завершения определенной производственной операции.

Приемочный контроль качества продукции осуществляется для выявления дефектов и принятия решения о ее соответствии нормативно-техническим документам и пригодности для использования по назначению. При приемочном контроле осуществляется градация товаров по качеству.

Приемка товаров по качеству и количеству осуществляется в торговых организациях партиями. Независимо от размера партии приемочный контроль по качеству чаще носит выборочный характер, а по количеству - сплошной. Однако в особых случаях приемочный контроль по качеству также может быть выборочным (например, фасованных товаров и/или товаров с фиксированной массой упаковки).

Важнейшим элементом выборочного контроля является отбор проб.

Проба (образец) - минимально допустимая часть товарной партии, отобранная из нее по установленным или заранее оговоренным правилам и предназначенная для оценки (контроля, испытаний) качества.

Выборка - определенное минимально допустимое количество упаковочных единиц, составляющих представительную часть товарной партии и отобранных для составления исходной пробы, предназначенной для оценки (контроля, испытаний) качества по установленным или заранее оговоренным правилам.

Правила отбора проб и выборок устанавливаются стандартами на методы испытаний или в разделе с аналогичным названием общетехнических условий стандартов на продукцию. При отсутствии в этих нормативных документах регламентированных правил отбора проб они должны быть заранее установлены в договорах купли-продажи или дополнительных соглашениях к ним.

При проведении исследований правила отбора проб определяются соответствующими руководствами, методиками или инструкциями.

Различают точечные и объединенные пробы.

Точечная проба - единичная проба определенного размера, отбираемая из одного места товарной партии. Размер проб в зависимости от объекта и назначения колеблется от нескольких мг до кг. Так, для испытаний товаров сверхчувствительными методами (спектрографическим, хроматографическим и т. п.) проба может быть очень небольшой. Для оценки качества товарной партии размер пробы должен быть, как правило, достаточно большим. Например, точечная проба при оценке качества товарной пробы картофеля - не менее 3 кг, а корнеплодов - не менее 1 кг. Точечные пробы отбирают из разных мест товарной партии: сверху, из середины, снизу, сбоку и из центра. Для отбора точечных проб применяют различные приспособления - щупы, отборники.

Объединенная проба - совокупность точечных проб, отобранных от одной товарной партии. Размер объединенной пробы зависит от количества точечных проб, а представительность - от того, насколько установленные правилами количество проб и места их отбора позволили сформировать суммарный образец, отражающий действительное качество всей партии с определенной степенью достоверности (или в пределах допустимых погрешностей).

Из объединенной пробы отбирают средние пробы, а из них - навески для проведения сертификационных, исследовательских или иных контрольных испытаний.

Средняя проба - часть объединенной пробы, выделенная и подготовленная соответствующим образом для проведения лабораторных испытаний.

Подготовка средней пробы может осуществляться путем измельчения продуктов и тщательного перемешивания измельченной массы, встряхивания, в отдельных случаях - консервирования спиртом, высушивания и т. п.

Навеска - часть средней пробы, выделенная для определения некоторых показателей качества товаров.

Размер навески неодинаков для определения различных показателей качества и устанавливается в соответствии с методикой определения этих показателей.

Объединенную пробу подвергают испытаниям для оценки качества. Полученные результаты распространяются на всю товарную партию, если проба или образец однородны. В случае неоднородности качества образца применяют контроль по альтернативному признаку, используя при этом в качестве контрольного норматива приемочное и браковочное числа.

Приемочное число - максимально допустимое количество забракованных единиц выборки, позволяющее принять решение о приемке товарной партии по качеству.

Браковочное число - минимально допустимое количество забракованных единиц выборки, являющееся основанием для отказа от приемки товарной партии по качеству.

Партию принимают, если количество единиц, не отвечающих требованиям нормативных документов, меньше или равно приемочному числу, и бракуют, если оно больше или равно браковочному числу. Приемочные и браковочные числа зависят от массы нетто упаковочных единиц или их количества, от вида упаковки, целей проверки и других факторов. Приемочные и браковочные числа установлены для многих непродовольственных (одежды, обуви и т. д.) и продовольственных товаров (безалкогольные напитки, кондитерские изделия).

Для всех товаров применяется еще один критерий принятия решения о приемке товарной партии по качеству - приемочный уровень дефектности (AQL - от англ. acceptable quality level - допустимый качественный уровень).

Приемочный уровень дефектности - максимально допустимый или средний уровень дефектности, который определяется как приемлемый при приемке товарной партии по качеству. Этот критерий устанавливается на основании данных о количестве обнаруженных дефектов, полученных регистрационным методом. Например, приемочный уровень дефектности для обуви при приемке в торговле составляет 4%.

Для обеспечения надлежащего уровня контроля качества на разных этапах товарной стадии должны быть обеспечены постоянная идентификация и прослеживаемость товарных партий.

«Идентификация - установление тождественности характеристик продукции ее существенным признакам» (ФЗ «О техническом регулировании»).

В зависимости от основополагающих товароведных характеристик товаров различают следующие виды идентификации: ассортиментную для установления подлинности товаров, качественную и партионную.

В настоящем пособии будет рассмотрена лишь партионная идентификация, так как она тесно связна с количественной градацией - товарной партии и играет решающую роль в обеспечении прослеживаемости товаров на разных этапах товарной стадии.

Партионная идентификация - деятельность по информационному обеспечению установления принадлежности единичных экземпляров товаров или совокупных упаковочных единиц к определенной товарной партии.

Целью идентификации является обеспечение прослеживаемости местонахождения товарной партии и/или входящих в ее состав единичных экземпляров товаров либо совокупных упаковок. Это облегчает выявление возможных причин технологических или предреализационных дефектов.

Прослеживаемость - способность проследить предысторию, использование или местонахождение объекта с помощью идентификации, которая регистрируется.

Прослеживаемость товарных партий должна быть установлена на этапе их формирования, который является началом ее применения, а также на всех п

Оценка показателей эргономических свойств товаров включает в себя ряд этапов и операций, порядок и содержание которых определяются целями оценки, сложностью изделия и т. п. Как правило, предусматривается проведение двух основных этапов: анализ эргономических свойств товара и процесса его потребления; собственно оценка показателей эргономических свойств.

Цель первого этапа - выявить связь человека с изделием в системе «человек - изделие (комплекс изделий) - среда использования». При этом эксперты анализируют:

структуру возможных ситуаций потребления товаров, особенности основных групп потребителей;

эргономические свойства элементов изделия, форму, размеры и расположение органов управления, характеристики средств отображения информации и т.д.;

гигиенические факторы, обусловливающие оптимальные условия жизнедеятельности человека (шум, вибрация, ультразвук и т.д.).

Выполнение первого этапа позволяет экспертам выявить важнейшие достоинства и недостатки товара, получить объективную и необходимую информацию для определения его эргономического уровня.

На втором этапе выбирают конкретные критерии и методы оценки, определяют показатели эргономических свойств товара, а также выносят обобщенное суждение об эргономическом уровне товара.

В зависимости от целей оценки, особенностей ее проведения, а также выбранного метода такой анализ и оценку качества товаров могут проводить:

а) специалисты в области эргономики (физиологи, гигиенисты, инженеры-психологи и т.п.), знакомые с особенностями потребления оцениваемой группы товаров и имеющие опыт участия в оценке качества продукции;

б) квалифицированные специалисты - эксперты, организованные в экспертные группы (комиссии) и высказывающие суждения о качестве товаров на основе своего опыта, знаний и интуиции;

в) потребители, имеющие практический опыт эксплуатации оцениваемой группы товаров.

Процедура анализа, предшествующая оценке показателей эргономических свойств товаров, состоит из ряда операций.

Начальная операция - знакомство с изделием по его краткой характеристике и материалам к нему (инструкции по эксплуатации, карта технического уровня и качества, проспекты, стандарты и т.д.) о назначении изделия, функциональных особенностях и этапах потребления, выявление основных групп потребителей.

В процессе эргономического анализа учитываются также данные отечественных и зарубежных нормативно-технических документов и рекомендаций, в которых изложены нормы и требования к эргономическим показателям товаров данной группы. Для отбора базовых образцов и формулирования критериев эргономической оценки рассматриваются аналогичные изделия отечественного и зарубежного производства, соответствующие лучшим мировым достижениям, а также перспективные образцы и реальные проектные разработки, в которых учтены основные тенденции развития конструктивных решений изделий данного вида и особенности взаимодействия с ними человека.

Изделие опробывается в действии, что позволяет экспертам представить себя в роли потребителей и воспроизвести их действия в разных условиях потребления. Главным на этом этапе является эргономический анализ процесса потребления изделия. Учитывая значительное разнообразие культурно-бытовой деятельности человека (по целям, мотивам, способам выполнения действий, условиям использования изделий и т.д.), содержание эргономического анализа потребления изделий может быть разным. Так, при оценке качества мотоциклов могут быть исследованы показатели функционального состояния водителей. При оценке качества бытовых электроплит могут быть использованы методы пооперационного, психологического и психофизиологического анализа, проведен опрос потребителей по специальной анкете. При оценке качества детских колясок можно использовать анатомический и биомеханический методы исследования эргономических свойств. Тем не менее главным моментом эргономического анализа является целостное рассмотрение всех сторон деятельности человека.

Эргономический анализ дает возможность сформулировать требования к качеству оцениваемого изделия. Они устанавливаются на основе общих эргономических требований с учетом выявленных особенностей взаимодействия человека с изделием.

Следующей важной операцией аналитического этапа является определение номенклатуры эргономических свойств товаров на основе их видовой номенклатуры и данных об эксплуатации изделия, изучения изделий-аналогов, справочных данных и научно-технической документации.

Построение номенклатуры в общем виде осуществляется в два этапа. Используя типовую номенклатуру эргономических показателей качества товаров, эксперты строят видовую номенклатуру, включающую в себя совокупность комплексных и единичных показателей, характеризующих уровень эргономичности всех видов изделий данной группы, имеющих одно название и выполняющих одинаковую или сходную функцию.

Видовую номенклатуру строят в виде иерархической структуры, подразделенной на взаимосвязанные уровни. На верхнем уровне находятся комплексные показатели, на нижнем - единичные и комплексные, значения которых могут быть определены тем или иным методом (измерительным, расчетным и т.п.). Число уровней иерархии определяется сложностью изделия, а также целями эргономического анализа и оценки.

На следующем этапе эксперты определяют номенклатуру эргономических показателей качества конкретного изделия на основе видовой номенклатуры путем отбора наиболее важных для данного изделия показателей и их детализации. Детализация видовой номенклатуры эргономических показателей может идти в двух направлениях - содержательном и структурном.

В содержательном направлении уточняют наименование, характер и важность показателей эргономических свойств конкретного товара, в структурном устанавливают порядок деления показателей по уровням рассмотрения, а также возможную границу детализации их групп. При этом из видовой номенклатуры исключают показатели, не характерные для эргономического качества оцениваемого товара, и включают при необходимости новые, выявляющие специфику взаимодействия с ним человека.

Большое влияние на выбор номенклатуры эргономических свойств оказывает система «человек-изделие (комплекс изделие-среда использования».

Для оценки эргономичности простых (без органов управления) изделий номенклатура показателей, как уже отмечалось, должна отражать главным образом особенности обращения с изделием на этапах его использования и хранения.

Для эргономической оценки технически сложных изделий с органами управления и средствами обратной связи требуется развернутая структура эргономических показателей связи человека с изделием.

При оценке качества изделий, увязанных в единый потребительский комплекс, необходимо учитывать показатели, характеризующие, с одной стороны, специфику связи человека с каждым из элементов комплекса, а с другой - особенности взаимодействия человека с потребительским комплексом в целом.

Заключительная операция этапа эргономического анализа изделия - определение значений показателей путем измерения или их описания.

При определении показателей эргономических свойств изделий, полезный эффект использования которых воспринимается потребителем сенсорно (например, фото- или телеизображения), рекомендуется учитывать нелинейный характер соотношения их объективных значений и субъективно воспринимаемых потребителем. Это требование вытекает из концепции о том, что помимо реального физического пространства, в котором мы живем, существует субъективное пространство наших ощущений объективной реальности. Его компоненты не всегда адекватны компонентам объективного пространства, отражением которого является пространство ощущения. Поэтому одной из актуальных и сложных проблем эргономических измерений является выяснение связи между этими двумя видами пространств. В частности, речь идет о переводе численных характеристик того или иного объекта или его свойств, существующих в реальном пространстве, в субъективно воспринимаемые характеристики, локализуемые в пространстве ощущений.

Этап оценки показателей эргономических свойств товаров состоит из двух операций:

определение эргономических критериев;

выбор методов оценки в зависимости от целей и задач оценки, ее сроков, полноты и точности необходимой информации.

Дифференциальным методом оценивают единичные показатели эргономических свойств. Он основан на сопоставлении значений эргономических показателей с их базовыми значениями.

Комплексным методом определяют обобщенный эргономический показатель, который чаще всего выражается средневзвешенным показателем качества товара.

Разновидностью комплексного метода является экспресс-метод. Его применяют для определения обобщенного эргономического показателя без предварительного получения значений единичных показателей и их коэффициентов весомости.

При оценке показателей эргономических свойств товаров с использованием экспресс-метода (целостная оценка) проводят следующие операции:

делят эргономические показатели на измеримые и неизмеримые;

анализируют измеримые показатели качества в сравнении с базовыми;

анализируют неизмеримые показатели в сравнении с базовыми по их описаниям;

выявляют значимость отдельных показателей и целых групп;

определяют обобщенную оценку эргономического уровня качества изделия.

Широко применяют для оценки эргономических свойств товаров комбинированные методы. Так, если эргономическая оценка ограничивается исследованием удобства пользования изделием и опирается на результаты сравнения свойств и характеристик изделия с совокупностью выбранных базовых показателей, используют комбинацию инструментально-расчетного, экспертного и социологического методов.

В отдельных случаях применяется частная комбинация методов, т.е. эргономическая оценка качества товара выносится на основе данных, полученных с помощью только экспериментального и социологического методов или только инструментально-расчетного и экспертного методов. Комбинацию методов можно использовать и для оценки измеримых эргономических показателей. При этом экспертные оценки дополняют и корректируют результаты, получаемые инструментально-расчетным или социологическим методом.

Когда необходимо получить наиболее всестороннюю и достоверную эргономическую оценку изделия, при которой акцент переносится с изделия на его потребителя, а эргономический уровень товара определяется соответствием психофизиологических и других функциональных характеристик потребителя заданным условиям потребления, можно использовать комбинацию экспериментальных методов. В этом случае у групп условных потребителей оцениваемого изделия и его аналогов исследуют психофизиологические аспекты их деятельности, регистрируют комплекс показателей, позволяющих судить об эффективности и оптимальности результатов оценки, динамике функциональных состояний потребителей-испытуемых, их работоспособности в конкретных условиях использования оцениваемого товара в сравнении с базовыми образцами.

Для сокращения процедур эргономической оценки качества товаров можно ограничиться комбинацией экспертных и экспериментальных методов путем совмещения в одном лице экспертов и испытуемых. Это позволяет дополнить объективные данные лабораторных исследований суждениями квалифицированных специалистов.

Эргономическими характеристиками изделия являются такие свойства, которые обеспечивают надежность, комфорт и продуктивность работы пользователей и операторов. В данном разделе описываются прикладные аспекты эргономики применительно к данному изделию и определяется, насколько разнообразным будет режим его работы.  

Технические, экономические, эргономические и эстетические характеристики изделия, ОКР (максимально возможный перечень параметров)  

Наиболее представительными показателями качества являются показатели надежности (безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости), эргономические показатели , показатели дизайна (внешнего вида, цвета, престижности и т.д.), транспортабельности и др. Некоторые из показателей качества не имеют количественных характеристик, и их связь с ценой изделия требует специальных объяснений.  

При определении состава и отборе минимального числа параметров, в наибольшей степени характеризующих целевые функции и эффективность изделия, авторы прежде всего ориентировались на классификацию показателей по принципу эксплуатационно-технической направленности. По этому признаку показатели могут быть классифицированы по следующим группам 1) технико-экономические показатели , определяющие основное назначение изделий (про изводительность машины, транспортная эффективность судна, быстродействие ЭВМ, объем памяти, энергоемкость аккумулятора, грузоподъемность крана) 2) показатели надежности и долговечности (вероятность безотказной работы , наработка на отказ, назначенный ресурс) 3) показатели технологичности и экономичности производства и эксплуатации (материалоемкость, энергопотребление, энерговооруженность, ремонтопригодность, трудоемкость производства, эксплуатационные расходы) 4) показатели стандартизации и унификации (коэффициенты унификации, применяемости, повторяемости) 5) эргономические показатели (токсичность изделия или процесса, гигиенические, физиологические и антропометрические характеристики) 6) эстетические показатели (пропорциональность форм, ритм, цветовая гамма, гармоничность конструкции) 7) патентно-правовые показатели (наличие изобретений, патентная чистота).  

Усиливается ситуация, когда сложившиеся как объект стандартизации потребительские характеристики в виде технических показателей , а так же показателей функциональных, эргономических и эстетических свойств уже недостаточны для оценки уровня качества, как отдельного изделия, так и ассортимента в целом. Одна из причин заключается в том, что регламентируемая номенклатура свойств ориентирована на оценку потребительских свойств изделия по принципу "от общего к частному", т.е. дифференциальным методом.  

Форма в дизайне может быть определена как выражение структуры изделия или комплекса вещей. Она должна соответствовать назначению, техническим характеристикам, эстетическим, технологическим и эргономическим требованиям, предъявляемым к изделию или комплексу изделий.  

Корректирующая форма ФСА, имеющая своей целью оптимизацию технике- или организационно-экономических характеристик существующих объектов, является наиболее отработанной в теоретическом, методическом и практическом аспектах . Классический функционально-стоимостный анализ зародился именно в этой форме, однако по мере становления научно-методической базы ФСА область его применения расширилась. Инверсная форма предполагает не изменение объекта и его составных частей, а поиск наиболее эффективных областей его применения, т. е. объект исследуется с точки зрения более полного использования заложенных в нем функций. При создании новых изделий (структур и т. д.) реализуется творческая форма ФСА, предусматривающая систематизацию поиска оптимальных инженерных и экономических решений на стадии разработки продукции. Следует отметить, что результаты ФСА уже выпускаемых изделий зачастую внедряются далеко не в полном объеме. Это происходит потому, что изменение конструкции освоенной продукции влечет за собой необходимость изменения технической документации, перестройки производства, замены технологической оснастки и т. д. В результате очень часто к внедрению принимаются далеко не самые эффективные решения . Проведение ФСА на стадиях разработки новых изделий , когда закладываются их эксплуатационные, эргономические и эстетические характеристики и формируется подавляющая (70-80%) часть затрат на их производство и эксплуатацию, более эффективно. Четкая формулировка необходимых функций будущего изделия и выявление наиболее экономичных способов их осуществления позволяют избежать излишних затрат.  

Реализация накопленного в процессе поведения анализа выпускаемых изделий информационного фонда при ФСА новой продукции должна осуществляться следующим образом. В первую очередь производится функциональная рационализация проектируемого изделия - уточняется его главная функция (устанавливаются рациональные эк-сплутационные, эргономические и эстетические требования), устраняются ненужные функции, проявляющиеся обычно в виде избытка ресурса или завышения характеристик. Затем посредством функционального переосмысления элементов конструкции за счет перераспределения между ними ряда внутриобъектных функций выявляется возможность упрощения или аннулирования отдельных деталей или узлов. Наконец, с учетом предложений, полученных на творческом этапе анализа существующих изделий, принимаются конкретные конструкторские решения по проектируемому изделию.  

Смотреть страницы где упоминается термин Эргономические характеристики изделия

:          Методы управления проектированием программного обеспечения (1981) -- [

Эргономические показатели

Эргономические показатели качества продукции - количественные характеристики одного или нескольких ее эргономических свойств, используемые для определения ее соответствия эргономическим требованиям, определяемым свойствами человека и характеристиками среды использования и предъявляемыми к изделию для повышения эффективности взаимодействия человека с данным изделием.

Эргономика (от греч. ergon - работа и nomos - закон) - научная дисциплина, изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятельности в современном производстве. Эргономика возникла в связи со значительным усложнением технических средств и условий их функционирования в современном производстве, существенным изменением трудовой деятельности человека, синтезированием в ней многих трудовых функций. Эргономика сформировалась на стыке наук - психологии, физиологии и гигиены труда, социальной психологии, анатомии, антропометрии и ряда технических наук.

В условиях научно-технической революции резко возросли стоимость технических средств и «цена» ошибки человека при управлении сложными системами. Да и при использовании сравнительно простых средств труда (например, слесарного инструмента) производительность труда человека существенно зависит от приспособленности средства труда к человеку, удобства пользования им.

Поэтому при проектировании новой и модернизации существующей техники особенно важно заранее и с максимально доступной полнотой учитывать возможности и особенности людей, которые ею будут пользоваться. При решении такого рода задач необходимо согласовать между собой отдельные рекомендации психологии, физиологии, гигиены труда и т. п., соотнести их и увязать в единую систему требований к каждому виду трудовой деятельности. эргономика модернизация наука

Человек, техника и окружающая их среда рассматриваются в эргономических исследованиях как сложная система. Основной объект исследования эргономики - система «человек-машина». Эргономика изучает характеристики человека, машины и среды, проявляющиеся в конкретных условиях их взаимодействия, разрабатывает методы учета этих факторов при модернизации действующей и создании новой техники и технологии, изучает проблемы целесообразного распределения функций между человеком и машиной, функционирования человекомашинных систем, определения критериев оптимизации таких систем с учетом возможностей и особенностей работающего человека (группы людей) и т. д. Эргономика не только изучает, но и проектирует целесообразные варианты конкретных видов человеческой деятельности, связанных с использованием новой техники .

Эргономика опирается на комплекс наук, предметом исследования которых является человек, и развивается в тесном взаимодействии с инженерной психологией, кибернетикой, системотехникой, исследованием операций, технической эстетикой, художественным конструированием, а также с научной организацией и охраной труда.

Важную роль играют эргономические требования и показатели в формировании и оценке качества продукции. К группе эргономических показателей относятся подгруппы: гигиенические, антропометрические, физиологические, психофизиологические и психологические.

В подгруппу гигиенических показателей, используемых при определении соответствия изделия санитарно-гигиеническим нормам и рекомендациям, условиям жизнедеятельности и работоспособности человека при взаимодействии его с изделием входят уровни: температуры, освещенности, давления, влажности, запыленности, токсичности, шума, вибрации, радиации, напряженности магнитного и электрического полей, гравитационной перегрузки (ускорений).

Все гигиенические свойства можно объединить в следующие группы: свойства, определяющие взаимодействие изделия с парообразной и жидкой влагой; свойства проницаемости; свойства электризуемости; свойства, обеспечивающие тепловой обмен энергией; свойства загрязняемости и очищаемости.

К свойствам, определяющим взаимодействие изделий с парообразной и жидкой влагой, относятся гигроскопические свойства, влагоотдача, водопоглощение и пр. Эти свойства имеют большое значение, особенно для одежды и обуви. Они способствуют поддержанию нормальной влажности в пространстве между изделием и кожей человека.

Свойства проницаемости характеризуют способность материалов пропускать воздух (воздухопроницаемость), пары влаги (паропроницаемость), пыль (пылепроницаемость), свет (светопроницаемость), капельную воду (водопроницаемость, водоупорность) и пр. Например, мебель, предназначенная для хранения продуктов должна иметь соответствующий воздухообмен. Плащевые ткани -- обладать водоотталкивающими свойствами, а резиновая обувь должна быть водоупорной.

Свойства электризуемости характеризуют способность изделия накапливать на своей поверхности заряды статического электричества. Электризуемость при носке одежды вызывает неприятные ощущения, а наэлектризованная одежда прилипает к телу и быстрее загрязняется.

Свойства, обеспечивающие обмен тепловой энергией, характеризуют способность изделия к переносу тепла (теплопроводность, температуропроводность) и к поглощению тепла (теплоемкость). Эти свойства называют теплозащитными. Высокими теплозащитными свойствами должны обладать изделия зимнего ассортимента, а также строительные товары. Теплоемкость, в частности, имеет значение для электронагревательных приборов.

Свойства загрязняемости и очищаемости характеризуют способность изделий загрязняться и очищаться, имеют большое значение для оценки их гигиенических свойств. Способность изделия очищаться зависит от вида материала, из которого оно изготовлено, от конструкции изделия, от наличия специальных покрытий и др. Например, удобство очистки металлохозяйственных изделий определяется отсутствием труднодоступных мест, гладкостью поверхности и др.

В подгруппу антропометрических показателей, характеризующих соответствие изделий размерам и форме человеческого тела и его отдельных частей входят показатели соответствия: конструкции изделия размерам человека и форме его тела и отдельных его частей, входящих в контакт с изделием; конструкции изделия распределению массы человека и др. Для удобства формирования и использования этих показателей строятся специальные диаграммы и схемы, изображающие взаимодействие человека с изделием, на которых выделяются зоны досягаемости рук, углы поля зрения при разном размещении органов управления, индикаторов и т. п. К Например, высота и угол наклона спинки кресла должны соответствовать форме тела человека, в зависимости от их величины обеспечивается та или иная степень комфорта при сидении.

В состав физиологических и психофизиологических показателей входят показатели, характеризующие соответствие изделия и его отдельных элементов физиологическим свойствам человека, а также возможностям и особенностям его органов чувств.

К физиологическим показателям относятся такие, как соответствие изделия следующим возможностям человека: силовым, скоростным, энергетическим, переносимости монотонного труда, быстроте реакции и т. п. Физиологические свойства характеризуют те особенности товаров, которые оказывают влияние на жизнедеятельность и особенности функционирования человеческого организма и/или отдельных его органов. Физиологические свойства, как правило, удовлетворяют потребности человека в пище, тепле и пр. Так, особенности пищевой ценности продовольственных товаров (сбалансированность элементов, температура плавления жиров, усвояемость белков, жиров, углеводов и витаминов) определяют их физиологические свойства.

В число психофизиологических включены такие показатели, как соответствие изделия следующим возможностям человека: зрительным, слуховым, тактильным (осязательным), вкусовым, обонятельным. Психофизиологические свойства характеризуют соответствие изделия силовым, слуховым, зрительным, вкусовым, обонятельным возможностям человека, возможностям его органов чувств. Вес переносной техники должен соответствовать силовым возможностям человека. Сила звукового сигнала будильника должна превышать порог слышимости, но не вызывать болевых ощущений. Восприятие цвета также относится к психофизиологическим показателям. Так, красный цвет воспринимается иначе, чем тот же красный цвет на зеленом фоне. Восприятие изделия человеком осуществляется через целую систему чувств (сенсорную систему): зрительную, осязательную, слуховую, обонятельную, вкусовую.

Психологические свойства характеризуют соответствие изделия навыкам, восприятию, мышлению и памяти человека. В подгруппу психологических показателей входят показатели соответствия изделия возможностям восприятия и переработки информации, закрепленным и вновь формируемым навыкам работы человека с изделием.

Например, направление поворота ручки прибора при регулировании с целью увеличения значения регулируемого параметра должно соответствовать направлению движения часовой стрелки. В то же время для перекрытия потока воды, газа в газопроводе рукоятки и маховики кранов поворачивают против часовой стрелки. Это объясняется наличием у человека устойчивых навыков таких действий.

В подгруппу психологических показателей входят показатели соответствия изделия: возможностям восприятия, осознания и переработки информации, закрепленным и вновь формируемым навыкам человека (созданию динамического стереотипа с учетом легкости и быстроты его формирования) и т. п.

В связи с усложнением конструкции изделий и повышением интенсивности режимов их работы эргономическим показателям качества придается все возрастающее значение. Соответствие изделия эргономическим показателям определяется экспертами-эргономистами по специально разработанной шкале оценок в баллах, а в ряде случаев, например, для гигиенических и антропометрических показателей - в соответствующих физических единицах. Номенклатура эргономических показателей, их классификация и содержание устанавливаются в соответствующих НТД.