Б.С.Доброборский
кандидат технических наук, зав. отделом ООО «Сенсор»
Е.Н.Кадыскина
кандидат медицинских наук, доцент Санкт-Петербургской медицинской академии им.И.И.Мечникова
Об объективной количественной оценке эргономических показателей технических
изделий с помощью специализированной компьютерной программы «Loqus 2003.1»
Специализированная компьютерная программа «Loqus 2003.1», разработанная фирмой «Сенсор» (Россия, Санкт-Петербург) в 2003 году, впервые производит объективную количественную оценку эргономических показателей технических изделий путем расчетов эргоемкости*, структурного анализа распределения эргоемкости** и определения удельной эргоемкости*** различных технических изделий.
Компьютерная программа «Loqus 2003.1» разработана на основании многолетних научных исследований, первоначально проведенных фирмой «Loqus» (Россия) совместно с Санкт-Петербургской медицинской академией им. И.И.Мечникова, а затем ассоциацией «Ecost» (Израиль), краткое содержание которых заключается в следующем:
Указанными выше исследованиями было установлено, что критерием объективной количественной оценки воздействия на организм человека различных нагрузок является не величина функциональных сдвигов, а время их восстановления, вызванных этими нагрузками (время отдыха).
Применение этого критерия одновременно обеспечило и решение проблемы соизмеримости различных по природе эргономических показателей, а также соизмеримости между собой различных функциональных сдвигов, как физических, так и психологических.
Однако задача достаточно точного измерения времени восстановления функциональных сдвигов явилась достаточно сложной проблемой, заключающейся в следующем:
Процесс восстановления функциональных сдвигов имеет вид экспоненты, общий вид которой представлен на рис.1 (кривая 1).
Как видно из рис.1, крутизна изменения величины функцинального сдвига по времени уменьшается, стремясь к нулю, в связи с чем точно измерить момент завершения восстановления функциональных сдвигов практически невозможно.
Рис.1. Закономерность восстановления функциональных
сдвигов от времени в процессе отдыха.
1 - Кривая восстановления функциональных сдвигов при отсутствии случайных факторов;
2 – Зона разброса значений функциональных сдвигов при наличии случайных факторов.
При значительном изменении исследуемого физиологического параметра, например при изменении частоты сердечных сокращений от исходного значения 60 сокр/мин до 130 сокр/мин под воздействием нагрузки, в процессе отдыха, после снятия нагрузки, сначала процесс восстановления функционального сдвига действительно происходит по экспоненциальному закону. Однако, приближаясь к своему исходному значению, соответстующему состоянию покоя, значение этого параметра во все большей степени подвергается воздействию других параметров и нагрузок, имеющих случайный характер, поэтому оно может не совпадать с исходным значением, образуя зону разброса 2, показанную на рис.1
В ходе решения этой проблемы путем анализа закономерностей биологической природы процесса восстановления функциональных сдвигов, в частности принципов непрерывности и монотонности, были разработаны математические методы, обеспечивающие с достаточно высокой точностью объективную количественную характеристику этого процесса, однозначно зависящую от собственно времени восстановления функциональных сдвигов.
На основании этих метаматических методов, с учетом соизмеримости между собой различных функциональных сдвигов, и была разработана специальная компьютерная программа «Loqus 2003.1».
Компьютерная программа «Loqus 2003.1» содержит две независимых друг от друга программы:
1. Программа «Протокол исследований»;
2. Программа «Психометрические исследования».
В программе «Протокол исследований», являющейся основной, проводятся все расчеты и математический анализ эргоемкостей исследуемых технических изделий
Программа «Психометрические исследования» является дополнительной и может быть использована при определении величины психологических нагрузок. Она содержит по четыре варианта электронных психометрических таблиц типа «Внимание» и «Устойчивость» и программу «Протокол психометрических исследований», с помощью которой производятся расчеты эргоемкости каждого вида психометрических исследований, результаты которых затем вводятся в программу «Протокол исследований».
Сущность методики определения параметров эргоемкости и удельной эргоемкости заключается в следующем:
1. Определяют перечень шести физиологических параметров, подлежащих измерениям в процессе исследований;
2. Измеряют значения физиологических параметров по п.1 до начала работы.
3. Измеряют значения функциональных сдвигов физиологических параметров сразу после окончания работы, в процессе отдыха, и затем периодически, через определенный период времени.
4. Вычисляют эргоемкость каждого из шести физиологических параметров;
5. Вычисляют процентное распределение эргоемкостей;
6. Вычисляют удельную эргоемкость.
Эта методика полностью реализована в программе «Протокол исследований»
Для реализации этой методики программа «Протокол исследований» предусматривает выполнение следующих операций:
I-й этап. Исследования до работы.
1. Временная запись наименований любых шести физиологических параметров с любыми единицами измерения, подлежащих исследованиям;
2. Временная запись измеренных исходных значений физиологических параметров до начала работы. Поскольку измерения могут иметь ту или иную погрешность, программой предусмотрен расчет их среднеарифметических значений в случае повторения этих измерений (до пяти).
II-й этап. Исследования после работы (в процессе
отдыха).
1. Ввод значений периодов измерений физиологических параметров;
2. Временная запись измеренных значений функциональных сдвигов через установленные периоды от начала отдыха (до 15 периодов);
3. Расчеты эргоемкости каждого из шести функциональных сдвигов;
4. Расчет процентного распределения полученных по п. 3 значений эргоемкости;
5. Ввод времени работы;
6. Расчет удельной эргоемкости.
При проведении психометрических исследований с использованием программы .«Психометрические исследования» полученные результаты вводятся в программу «Протокол исследований». При этом все расчеты в программе «Протокол исследований» проводятся уже не для шести физиологических параметров, а для восьми.
Практическое использование компьютерной программы «Loqus 2003.1» показало ее высокую эффективность, причем не столько в вопросе количественной оценки воздействия на организм человека различных нагрузок, сколько в определении эргономических параметров исследуемых технических изделий, воздействующих на него наиболее тяжело.
Это позволило определять наиболее эффективные меры по улучшению эргноомических показателей технических изделий.
Основные результаты проведенных исследований опубликованы на сайте www.interlibrary.narod.ru , раздел Ergonomic.
* Эргоемкость – эргономический показатель, характеризующий время восстановления функциональных сдвигов;
** Структурный анализ распределения эргоемкости – процентное распределение значений вычисленных эргоемкостей;
*** Удельная эргоемкость – значение эргоемкости в зависимости от времени воздействия нагрузки.