Эргономическая система: всесторонний анализ понятия, принципов, требований и перспектив развития

В наш век стремительного технологического прогресса, когда машины становятся всё сложнее, а рабочие процессы всё интенсивнее, на первый план выходит вопрос о взаимодействии человека с окружающей его средой – как производственной, так и повседневной. В этом контексте эргономика перестаёт быть узкоспециализированной дисциплиной и превращается в краеугольный камень эффективного, безопасного и гуманного дизайна. Эргономическая система — это не просто набор компонентов, а сложный организм, где каждая деталь спроектирована с учётом человеческих возможностей и ограничений. От удобства компьютерной мыши до оптимального расположения органов управления в кабине самолёта — везде проявляется её незримое, но всеобъемлющее влияние.

Цель настоящего реферата — провести всесторонний анализ понятия «эргономическая система», погрузившись в её теоретические основы, детализировав ключевые определения, изучив практическое применение и жёсткие требования, предъявляемые к её организации. Мы рассмотрим, как эта междисциплинарная область формировалась исторически, какие методологические подходы она использует, и какие вызовы и перспективы открываются перед ней в эпоху цифровой трансформации.

Понятие и сущность эргономической системы: фундамент взаимодействия человека и техники

Эргономика как научная дисциплина: определения и цели

Эргономика, как научная дисциплина, стоит на стыке инженерных, физиологических, психологических и социальных наук, образуя уникальное поле для исследования. Её миссия — комплексно изучать трудовую деятельность человека в контексте систем «человек – техника (машина) – окружающая среда». Главная цель эргономики заключается в создании таких условий, которые не только обеспечивают высокую эффективность деятельности, но и гарантируют сохранение здоровья, работоспособности и развитие человека как личности. Она стремится достичь оптимального баланса между возможностями человека и характеристиками технических средств и окружающей среды, воплощая принцип «максимум внимания к человеку через конструкцию инструмента, машины, системы и характеристики рабочей или бытовой среды».

Предметом эргономики является трудовая деятельность человека, рассматриваемая во всех её проявлениях: от физических усилий до когнитивных процессов. В то же время, объектом исследования выступает комплексная система «человек – техника — среда» (СЧМС), которая становится центром внимания при проектировании и оптимизации любых взаимодействий.

Система «Человек – Машина» (СЧМ) и «Человек – Машина – Среда» (СЧМС): ключевые элементы

В основе эргономики лежит концепция системы «человек – машина» (СЧМ), которая определяется как совокупность человека-оператора (или группы операторов) и машины, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Расширенная версия этой концепции — система «человек – машина – среда» (СЧМС) — включает в себя также все аспекты окружающей среды, в которой происходит взаимодействие.

Ключевыми элементами этих систем являются:

• Человек-оператор: Личность, осуществляющая трудовую деятельность, взаимодействуя с предметом труда, машиной и внешней средой через информационную модель и органы управления.
• Машина: Совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности.

Для обеспечения единообразия терминологии и подходов в России действует ГОСТ 26387-84, который устанавливает основные понятия в области системы «человек-машина» и её эргономического обеспечения. Этот стандарт служит фундаментом для понимания и применения эргономических принципов на практике.

Пять видов совместимостей: основа эффективного функционирования системы

Функционирование любой эргономической системы немыслимо без обеспечения ряда совместимостей между её элементами. Эти пять видов совместимостей являются краеугольным камнем успешного взаимодействия человека и машины в заданной среде, гарантируя эффективность, безопасность и комфорт. Рассмотрим каждую из них подробнее:

1. Информационная совместимость: Этот аспект фокусируется на том, как человек-оператор воспринимает, обрабатывает и интерпретирует информацию, поступающую от средств отображения информации, и как он управляет системой. Её задача — создание такой информационной модели, которая не перегружает оператора, позволяет ему быстро и безошибочно принимать решения. Примером может служить интуитивно понятный интерфейс программного обеспечения, где символы, цветовая кодировка и расположение элементов управления соответствуют ментальным моделям пользователя, минимизируя время на обучение и вероятность ошибок.
2. Энергетическая совместимость (биомеханическая): Данный вид совместимости предусматривает учёт физических и силовых возможностей человека. Она направлена на согласование усилий, прилагаемых к органам управления, с оптимальными возможностями человека в отношении затрачиваемой мощности, скорости и точности движений. Классическим примером является проектирование педалей автомобиля, рулевого колеса или кнопок управления станком таким образом, чтобы их нажатие или вращение требовало адекватных физических усилий, не вызывая быстрого утомления или дискомфорта, а сохраняя высокую работоспособность.
3. Биофизическая совместимость (биофизиологическая): Эта совместимость нацелена на создание такой окружающей среды, которая поддерживает приемлемую работоспособность и нормальное физическое состояние человека. Она включает в себя учёт требований к микроклимату (температура, влажность), виброакустическим характеристикам (уровень шума, вибрации) и освещённости. Например, оптимальная температура воздуха в офисном помещении, отсутствие чрезмерного шума от работающего оборудования и достаточное, но не ослепляющее освещение рабочего места — всё это элементы биофизической совместимости.
4. Пространственно-антропометрическая совместимость (пространственно-антропологическая): Связана с учётом размеров человеческого тела, возможностями обзора внешнего пространства и оптимальным положением оператора в процессе работы. Её основная цель — минимизация затрат физических сил и обеспечение комфорта. Примером служит проектирование рабочего кресла и стола с возможностью регулировки высоты, а также расположение монитора на оптимальном расстоянии и высоте, чтобы избежать напряжения в шее и спине. Также это касается расположения элементов управления в кабине пилота, чтобы они были легко досягаемы для людей с разными антропометрическими данными, что критически важно для безопасности.
5. Технико-эстетическая совместимость: Этот аспект охватывает удовлетворённость человека в обращении с машиной, затрагивая дизайн, художественное оформление конструкций, а также реакцию человека на цвет, цветовую гамму, частотный диапазон подаваемых сигналов и форму. Примером может служить приятный внешний вид бытовой техники, интуитивно понятная цветовая кодировка кнопок управления или приятные тактильные ощущения от материалов, из которых изготовлен инструмент. Эстетика не просто «красота», но и функциональность, влияющая на восприятие и, как следствие, на эффективность использования.

Обеспечение этих пяти видов совместимостей не просто желательно, а критически важно для создания эргономичной системы. Игнорирование хотя бы одного из них может привести к снижению производительности, росту числа ошибок, ухудшению здоровья и благополучия оператора, а также к общему снижению конкурентоспособности продукта или системы.

Теоретические основы и принципы эргономики: эволюция и актуальность

Методологическая база и междисциплинарный характер эргономики

Эргономика, как молодая, но динамично развивающаяся научная область, не могла сформироваться в отрыве от уже существующих дисциплин. Её методологическая база представляет собой уникальный синтез знаний и подходов, заимствованных из множества наук. В самом её ядре лежит системный подход, который позволяет рассматривать любую трудовую деятельность, рабочее место или взаимодействие «человек – машина – среда» как целостную систему, где все элементы взаимосвязаны и взаимозависимы. Это означает, что изменение одного компонента неизбежно влияет на другие, и для достижения оптимальных результатов необходимо учитывать всю совокупность связей.

Исторически эргономика возникла на стыке таких фундаментальных наук, как:

• Гигиена труда: Предоставляет знания о влиянии условий труда на здоровье человека, о нормативах микроклимата, освещённости, шума и вибрации.
• Психология: Вносит понимание когнитивных процессов (восприятие, внимание, память, мышление), эмоциональных состояний и мотивации человека, что критически важно для проектирования информационных интерфейсов и задач.
• Анатомия и физиология: Даёт информацию о строении и функциях человеческого тела, его двигательных возможностях, ограничениях, реакции на физические нагрузки, утомление, что необходимо для антропометрического и биомеханического проектирования.
• Биомеханика: Изучает механические аспекты движений человека, что позволяет оптимизировать конструкции органов управления и рабочие позы.
• Инженерные науки: Обеспечивают инструментарий для создания, конструирования и оценки технических средств.

Такой междисциплинарный характер позволяет эргономике решать сложные, многофакторные задачи, не ограничиваясь одним аспектом взаимодействия, а стремясь к гармоничной интеграции всех элементов системы, что способствует достижению максимально эффективных и безопасных результатов.

Основные принципы эргономики: повышение безопасности, производительности и благополучия

Несмотря на широту применения, основные принципы эргономики остаются универсальными, хотя их относительная значимость может варьироваться в зависимости от конкретной области — будь то работа, дом или отдых. Эти принципы являются путеводной звездой при разработке любых проектов, где ключевым элементом является человек, и призваны обеспечить оптимальную интеграцию человеческих требований и характеристик в дизайн.

Ключевые принципы и концепции эргономики направлены на достижение многогранных целей:

1. Повышение безопасности: Минимизация рисков травм, профессиональных заболеваний и аварийных ситуаций. Это достигается за счёт учёта человеческих ошибок, проектирования «защиты от дурака» (poka-yoke) и создания условий, снижающих вероятность опасных действий.
2. Увеличение производительности: Оптимизация трудовых процессов, сокращение времени выполнения задач, снижение утомляемости оператора. Экономический аспект здесь играет важную роль: соответствие характеристик разработки потребностям и способностям человека повышает её применение и качество, оптимизирует производительность при предоставлении экономичных решений и снижает вероятность того, что системы, изделия или услуги будут отвергнуты пользователями.
3. Повышение пригодности использования (Usability): Обеспечение результативности (достижение целей), эффективности (затраты ресурсов на достижение целей) и удовлетворённости (комфорт и положительные эмоции) при использовании системы. Это напрямую влияет на принятие продукта пользователями.
4. Сохранение и улучшение здоровья и благополучия человека: Предотвращение физического и психического перенапряжения, создание комфортных условий для работы и жизни.
5. Повышение доступности: Создание продуктов и систем, которые могут быть использованы широким кругом людей, включая пожилых людей и людей с ограниченными возможностями.

Применение этих принципов также способствует минимизации воздействия на окружающую среду любой разработки, поскольку оптимизированные системы часто более энергоэффективны и требуют меньше ресурсов. Устойчивость, понимаемая на различных уровнях (индивидуум, группа, организация, общество), является неотъемлемой частью современного эргономического мышления, обеспечивая долгосрочную ценность и актуальность решений.

Историческое развитие эргономики: от психотехники до когнитивных систем

Становление и развитие эргономики как науки — это увлекательная история адаптации к изменяющимся потребностям общества и технологий. Изначально фокусируясь на производственной сфере, эргономика постепенно расширила свои границы, охватив все аспекты человеческой деятельности.

1. Зарождение в 1920-1930-е годы (Россия): В этот период в России активно развивались направления художественного конструирования, физиологии, психотехники и биомеханики. Одним из ярких примеров ранней прикладной эргономики стало проектирование кабин пилотов, где уже тогда уделялось внимание удобству и безопасности оператора. За рубежом, в 1949 году, юридически оформилась Международная эргономическая ассоциация, что стало важным этапом в институционализации дисциплины.
2. Возрождение и становление в 1950-1960-е годы (СССР): После некоторого затишья в СССР происходит возрождение психологии труда. Появляются термины «инженерная психология» и «эргономика». Фокус смещается на оборонную промышленность: авиация, космонавтика и военная техника становятся полигонами для разработки теории человеко-машинных систем, где надёжность и эффективность взаимодействия человека с высокотехнологичными комплексами имели стратегическое значение.
3. Расцвет в 1970-е годы: эргономика потребительских товаров: В этот период эргономика выходит за рамки сугубо производственных задач и активно внедряется в сферу потребительских товаров и услуг. Основное внимание уделяется удобству, безопасности и предотвращению бытового травматизма. Дизайнеры и инженеры начинают задумываться о том, как сделать повседневные предметы более комфортными и безопасными для использования.
4. Эра компьютеров в 1980-е годы: С появлением и распространением персональных компьютеров на первый план выходит эргономика компьютерных систем. Проектирование мониторов, клавиатур, мышей и пользовательских интерфейсов становится ключевой задачей. Целью было снижение нагрузки на зрение, опорно-двигательный аппарат и когнитивные процессы при работе с новыми технологиями.
5. Дифференциация в конце XX века: К концу столетия эргономика дифференцируется на три основных направления, каждое из которых фокусируется на своём аспекте взаимодействия человека и системы:
   • Когнитивная эргономика: Изучает ментальные процессы, такие как восприятие, память, рассуждение и двигательные реакции, влияющие на взаимодействие человека с другими элементами системы. Особое внимание уделяется взаимодействию человека с компьютером, проектированию информационных систем и принятию решений.
   • Физическая эргономика: Занимается физической активностью человека, включая позы, повторяющиеся движения, манипуляции с предметами и рабочее место. Её цель — предотвращение мускулоскелетных заболеваний и травм, оптимизация физической нагрузки.
   • Организационная эргономика: Сосредоточена на оптимизации социально-технических систем, включая их организационные структуры, политики и процессы. Она охватывает коммуникацию, управление трудовыми ресурсами, проектирование деятельности, командную работу, рабочие графики и культуру организации.

Исторический путь эргономики демонстрирует её способность адаптироваться к новым вызовам, постоянно расширяя сферу своего влияния и углубляя понимание сложного взаимодействия между человеком и миром технологий.

Роль системы «Человек – Машина – Среда» в современном проектировании

Комплексное влияние факторов на СЧМС

Концепция системы «человек – машина – среда» (СЧМС) является центральной в современной эргономике. Она признаёт, что эффективность, безопасность и комфорт деятельности человека определяются не только его собственными характеристиками и особенностями используемой техники, но и широким спектром внешних факторов, которые формируют контекст взаимодействия. На поведение, деятельность и самочувствие человека в любой среде – на работе, дома, на отдыхе – оказывают влияние пять ключевых групп факторов:

1. Человеческий фактор: Включает индивидуальные психофизиологические особенности оператора (возраст, пол, опыт, квалификация, состояние здоровья, когнитивные способности, психоэмоциональное состояние), а также его социальные и культурные установки.
2. Технологический фактор: Охватывает характеристики машины и используемых технологий: её надёжность, сложность, производительность, возможности управления и отображения информации, степень автоматизации.
3. Экономический фактор: Связан с финансовыми аспектами проектирования и эксплуатации системы. Это стоимость оборудования, затраты на обучение персонала, а также экономическая эффективность внедрения эргономических решений. Неэргономичные решения могут привести к значительным экономическим потерям из-за снижения производительности, увеличения числа ошибок и расх��дов на лечение профессиональных заболеваний.
4. Экологический фактор: Относится к влиянию окружающей среды на человека и систему: микроклимат (температура, влажность, воздухообмен), уровень шума, вибрации, освещённости, химический состав воздуха, наличие вредных излучений. В широком смысле это также включает макроэкологические изменения на планете, которые влияют на общее благополучие и здоровье.
5. Организационный фактор: Определяет структуру и характер трудовой деятельности: организация рабочего процесса, режим труда и отдыха, система мотивации, коммуникации в коллективе, уровень поддержки со стороны руководства, корпоративная культура.

Эти факторы не существуют изолированно, а находятся в постоянном динамическом взаимодействии. Например, неоптимальный микроклимат (экологический фактор) может негативно сказаться на когнитивных способностях оператора (человеческий фактор), что приведёт к увеличению ошибок при работе с машиной (технологический фактор) и, как следствие, к экономическим потерям. Таким образом, пренебрежение любым из этих аспектов неизбежно снижает общую эффективность системы.

Принципы проектирования на основе концепции СЧМС

Современная концепция СЧМС играет ключевую роль в проектировании эргономических систем. Её основная задача — не просто учитывать эти факторы, а обеспечить их оптимальную интеграцию, чтобы достичь гармоничного и эффективного взаимодействия. Цель проектирования — обеспечить оптимальную интеграцию требований и характеристик человека в проект на всех этапах его жизненного цикла.

Ключевые принципы проектирования, основанные на СЧМС:

1. Человеко-ориентированный подход: В центре любого проектирования должен стоять человек с его потребностями, возможностями и ограничениями. Это означает, что система должна быть адаптирована под человека, а не наоборот.
2. Системный анализ ошибок: Одним из важных путей анализа и получения оценки эргономических характеристик системы «человек — машина» является сбор и детальный анализ данных об ошибочных действиях человека. Ошибки не рассматриваются как проявление некомпетентности, а как индикатор системных проблем, требующих корректировки в дизайне или организации.
3. Учёт антропометрических, психофизиологических и биомеханических данных: Взаимное расположение пульта управления, кресла, органов управления и средств отображения информации должно производиться в строгом соответствии с антропометрическими показателями (размеры тела), структурой деятельности, а также психофизиологическими (скорость реакции, внимание, утомляемость) и биомеханическими характеристиками человека-оператора (сила, точность движений). Например, органы управления должны быть расположены в пределах зон досягаемости, визуальные индикаторы — в поле зрения, а усилия нажатия — соответствовать физическим возможностям.
4. Адаптация к изменениям: Современные СЧМС должны быть гибкими и адаптироваться к изменяющимся условиям — как со стороны общественного развития, так и со стороны биосферы. Это включает учёт технологических инноваций, изменение демографического состава рабочей силы и возрастающие требования к экологической устойчивости.

Таким образом, концепция СЧМС является не просто теоретической моделью, а мощным методологическим инструментом, позволяющим создавать системы, которые не только эффективны и безопасны, но и способствуют благополучию и развитию человека в условиях динамично меняющегося мира.

Эргономические требования, показатели и нормативная база: стандарты эффективности и безопасности

Классификация эргономических требований и свойств

Для того чтобы эргономическая система функционировала эффективно и безопасно, необходимо предъявлять к ней определённые требования. Эргономические требования — это нормированные значения показателей эргономических свойств процесса, средств и условий деятельности, а также методов и средств формирования и поддержания необходимой работоспособности человека-оператора в системе «человек-машина-среда». Эти требования являются неотъемлемой частью общих технических требований к любому изделию или системе.

Эргономические требования можно классифицировать по нескольким признакам:

По сфере применения:

• Общие эргономические требования: Характерны для целой группы систем или изделий и содержатся в нормативных правовых и технических нормативных правовых актах (например, ГОСТ 20.39.108-85 «Комплексная система общих технических требований. Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике»). Они задаются в виде ссылок на эти документы.
• Частные эргономические требования: Специфичны для конкретного изделия или системы и дополняют общие требования с учётом уникальных особенностей эксплуатации.

По виду учитываемых свойств и характеристик человека-оператора:

1. Гигиенические требования: Направлены на обеспечение оптимальных санитарно-гигиенических условий труда (микроклимат, освещённость, шум, вибрация, чистота воздуха) для сохранения здоровья и работоспособности.
2. Антропометрические требования: Связаны с учётом размеров и пропорций человеческого тела при проектировании рабочих мест, органов управления, мебели. Они обеспечивают соответствие рабочего пространства физическим параметрам человека.
3. Физиологические требования: Учитывают функциональные возможности организма человека (мышечная сила, выносливость, энергозатраты, сердечно-сосудистая и дыхательная системы) для минимизации физического утомления.
4. Психофизиологические требования: Относятся к сенсомоторным функциям человека (скорость реакции, координация движений, острота зрения, слуха) и направлены на оптимизацию взаимодействия с элементами управления и отображения информации.
5. Психологические требования: Касаются когнитивных процессов (внимание, память, мышление, принятие решений), эмоциональных состояний и мотивации оператора. Они обеспечивают ясность и логичность информационных потоков, предотвращают когнитивную перегрузку.
6. Социально-психологические требования: Учитывают аспекты взаимодействия между людьми (в группе операторов), командную работу, коммуникацию, а также влияние организационной культуры.

Эргономичность системы формируется на основе интеграции всех этих эргономических свойств и показателей. При этом характеристики каждого предыдущего уровня являются основой формирования показателей последующего уровня, создавая иерархическую структуру взаимосвязанных требований. Показатели эргономичности могут быть как единичными (например, уровень шума), так и групповыми, комплексно оценивающими свойства системы. Среди групповых показателей выделяют:

• Управляемость: Лёгкость и точность выполнения операций.
• Обслуживаемость: Удобство проведения технического обслуживания и ремонта.
• Освояемость: Скорость и лёгкость освоения системы новым пользователем.
• Обитаемость: Комфортность пребывания человека в системе (актуально для кабин, транспортных средств, жилых модулей).

Государственные и международные стандарты (ГОСТы, ISO): обзор и применение

Стандартизация играет критически важную роль в обеспечении эргономичности, предоставляя чёткие ориентиры для разработчиков и оценщиков. В России действует обширная система государственных стандартов (ГОСТов), многие из которых гармонизированы с международными стандартами ISO. Эти документы охватывают широкий спектр эргономических требований:

• ГОСТ 26387—84 «Система «человек — машина». Термины и определения». Фундаментальный документ, устанавливающий единую терминологию.
• ГОСТ Р 56274-2014 «Общие показатели и требования в эргономике». Определяет общие принципы и характеристики, которыми должна обладать эргономичная система.
• ГОСТ 22269-76 «Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования». Регламентирует расположение органов управления, средств отображения информации и самого оператора.
• ГОСТ 12.2.032-78 «ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования». Специализированный стандарт для организации сидячих рабочих мест, направленный на предотвращение утомления и заболеваний опорно-двигательного аппарата.
• ГОСТ 12.2.033-78 «ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования». Аналогичный стандарт для рабочих мест, где деятельность осуществляется стоя.
• ГОСТ 12.2.049-80 «ССБТ. Оборудование производственное. Общие эргономические требования». Устанавливает требования к производственному оборудованию в целом.
• ГОСТ Р 50948-2001 «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности». Важен для проектирования мониторов, дисплеев и других устройств вывода информации.
• ГОСТ Р ИСО 6385-2007 «Эргономика. Применение эргономических принципов при проектировании производственных систем». Международный стандарт, адаптированный в РФ, описывающий общие принципы эргономического проектирования.
• ГОСТ Р ИСО 7250-1-2007 «Базовые измерения человеческого тела в технологическом проектировании». Содержит антропометрические данные, необходимые для проектирования оборудования и рабочих мест.
• ГОСТ Р ИСО 7730-2009 «Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация комфортности теплового режима с использованием расчета показателей PMV и PPD и критериев локального теплового комфорта». Регламентирует требования к микроклимату.
• ГОСТ Р ИСО 9241-2-2009 «Эргономические требования к проведению офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов (VDT). Часть 2. Требования к производственному заданию». Фокусируется на эргономике работы с компьютерной техникой.
• ГОСТ 30.001-83 «Система стандартов эргономики и технической эстетики. Основные положения». Общий стандарт, определяющий структуру и цели системы стандартов.
• ГОСТ 21480-76 «Система «Человек-машина». Мнемосхемы. Общие эргономические требования». Устанавливает требования к мнемосхемам и другим графическим отображениям информации.

Эти стандарты, а также санитарные правила и нормы (например, СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»), формируют комплексную нормативную базу для обеспечения эргономичности.

Практические аспекты эргономики рабочего места: освещение, доступность, интерфейсы

Эргономические требования находят своё наиболее наглядное воплощение в организации рабочего места. Оптимальное рабочее место — это результат комплексного подхода, где учитывается множество деталей.

Требования к рабочему месту:

• Удобство и комфорт: Рабочее место должно быть оборудовано эргономичными стульями с регулировками, подлокотниками и подставками для ног, что предотвращает развитие мускулоскелетных заболеваний.
• Безопасность и здоровье: Предотвращение травматизма и профессиональных заболеваний.
• Эстетичность и функциональность мебели: Приятный внешний вид и соответствие мебели выполняемым задачам.
• Зона досягаемости: Все необходимые для работы инструменты и оборудование должны быть легкодоступными и располагаться в пределах зоны комфортного досягаемости моторного поля оператора, минимизируя лишние движения и позы.
• Эргономичные инструменты: Используемые инструменты должны быть спроектированы с учётом физиологических особенностей человека, обеспечивая максимальный комфорт и минимальное утомление при использовании.

Освещение рабочего места:
Освещение играет одну из ключевых ролей в обеспечении зрительного комфорта и снижении утомляемости. Оно должно быть адаптировано к выполняемым задачам, предотвращая появление бликов и теней.

Согласно ГОСТ Р 55710-2013 «Освещение рабочих мест внутри зданий. Нормы и методы измерений», устанавливаются конкретные нормативы:

• Средняя освещённость на рабочих местах с постоянным пребыванием людей, выполняющих зрительную работу средней точности, должна составлять не менее 200 люкс (лк).
• Равномерность освещённости для зоны непосредственного окружения (полоса шириной 0,5 м, прилегающая к рабочей зоне) должна быть не менее 0,40.
• Для периферийной зоны (вне зоны непосредственного окружения) равномерность освещённости должна быть не менее 0,10.
• При равномерности освещённости 0,10, освещённость поверхностей на стенах должна быть не менее 50 лк, а на потолке — не менее 30 лк.

Проектирование пользовательских интерфейсов:
В условиях цифровизации особое значение приобретает эргономика экранных форм пользовательского интерфейса. Они должны быть выполнены в едином графическом дизайне, с одинаковым расположением основных элементов управления и навигации. Важно использовать сходные графические значки, кнопки и термины для сходных операций, чтобы обеспечить информационную совместимость и минимизировать когнитивную нагрузку.

Соблюдение этих требований и стандартов — это не просто формальность, а инвестиция в здоровье, безопасность и производительность человека, а также в конкурентоспособность и долговечность любой системы.

Методы анализа, оценки и оптимизации эргономических систем: инструментарий специалиста

Системный подход как основа эргономических исследований

Эргономика, будучи междисциплинарной наукой, неизбежно опирается на системный подход как методологическую базу для своих исследований. Этот подход позволяет рассматривать сложную систему «человек-машина-среда» как единое целое, где все компоненты взаимосвязаны и влияют друг на друга. Он обеспечивает комплексность и целостность исследования, предотвращая фрагментарное изучение отдельных элементов в отрыве от общего контекста.

По мере развития технологий и углубления понимания взаимодействия человека с машиной, происходит постоянная трансформация используемых методов, что приводит к созданию новых методических приёмов исследования. Это динамичное развитие позволяет эргономике оставаться актуальной и эффективно отвечать на новые вызовы.

Аналитические и экспериментальные методы исследования

Методы эргономических исследований условно делятся на две тесно переплетённые группы, которые часто применяются одновременно: аналитические (описательные) и экспериментальные.

Аналитические (описательные) методы: Являются исходным пунктом любого эргономического исследования. Они направлены на сбор, описание и систематизацию информации о деятельности человека и функционировании системы «человек-машина-среда».

• Эргономическое и инженерно-психологическое обследование оборудования: Детальный анализ существующего оборудования, его технических характеристик, конструктивных особенностей, а также сравнение этих данных с действующими нормативными документами и стандартами.
• Наблюдение: Целенаправленное, организованное и систематизированное наблюдение за ходом рабочего процесса и поведением человека. Может быть скрытым или открытым, с использованием видео- или аудиозаписи.
• Беседы с работающим человеком: Получение информации о субъективном опыте, трудностях, предпочтениях и предложениях оператора.
• Самоотчёт человека в процессе деятельности: Фиксация оператором своих действий, мыслей, ощущений и возникающих проблем непосредственно во время выполнения работы.
• Анкетирование и экспертная оценка: Сбор структурированных данных от большого числа пользователей или квалифицированных экспертов с помощью опросников и специализированных оценочных шкал.
• Хронометраж: Измерение продолжительности отдельных, отчетливо различимых составляющих рабочего процесса для анализа его структуры и временных затрат.
• Количественная оценка эффективности деятельности: Измерение производительности, точности, скорости выполнения задач и других объективных показателей работы системы.
• Регистрация и последующий анализ ошибок человека: Один из наиболее важных путей анализа и оценки эргономических характеристик системы. Изучение причин, типов и последствий ошибок помогает выявить слабые места в проектировании.
• Объективная регистрация энергетических затрат и функционального состояния организма работающего человека: С использованием медико-биологических показателей, таких как частота пульса, кровяное давление, частота дыхания, кожно-гальваническая реакция. Эти данные позволяют оценить физическую и нервно-психическую нагрузку.
• Объективная регистрация и измерение трудно различимых составляющих рабочего процесса: Использование специализированного оборудования (например, айтрекеры для отслеживания движения глаз, электромиографы для измерения мышечной активности) для изучения тонких движений, микропауз и других неочевидных аспектов деятельности.

Экспериментальные (макетные) методы: Основаны на создании и тестировании прототипов или макетов проектируемого оборудования.

• Макетир��вание: Применение макетов проектируемого оборудования в различном масштабе и с разной степенью деталировки. Это могут быть как физические макеты (полноразмерные или уменьшенные), так и виртуальные модели. Макеты позволяют оперативно тестировать различные варианты дизайна, оценивать удобство расположения элементов, доступность, обзоры и другие пространственно-антропометрические характеристики.

Инструменты оптимизации: от информационных моделей до графических методов

После этапа анализа и оценки, эргономисты переходят к оптимизации систем, используя различные инструменты и подходы.

1. Разработка информационной модели деятельности: Является базой для разработки пользовательского интерфейса. Эта модель детально описывает все информационные потоки, необходимые для выполнения задачи, логику принятия решений, требуемые данные и способы их отображения. Хорошо проработанная информационная модель определяет успешность всей автоматизированной деятельности, обеспечивая информационную совместимость.
2. Методика наложения на чертежи схем нормальных и максимальных рабочих зон: При проектировании рабочих мест этот графический инструмент позволяет визуально оценить соответствие расположения органов управления и средств отображения информации антропометрическим возможностям человека.
   • Нормальная рабочая зона: Пространство, в котором оператор может выполнять основные движения без изменения положения корпуса, только за счёт движений рук и кистей.
   • Максимальная рабочая зона: Пространство, достигаемое при максимальном вытягивании рук с поворотом корпуса.

   Наложение этих схем на чертежи позволяет убедиться, что все необходимые элементы находятся в удобной для оператора зоне.

3. Графический метод оптимизации связей в системе «человек—машина»: Включает отбор важных элементов системы и работников/органов управления со значительным весом связи. Один из таких методов — построение матриц связей (например, матриц интенсивности или важности информационных связей). «Значительный вес связи» здесь отражает частоту, критичность или объём информационного обмена между элементами. Визуализация этих связей (например, с помощью графов или диаграмм) помогает выявить наиболее загруженные или критичные узлы взаимодействия и оптимизировать их расположение или логику.
4. Структурно-иерархический подход: Помогает для постановки проблемы и определения приоритетности задач в эрго-дизайнерском проектировании рабочих мест. Этот подход позволяет разложить сложную систему на подсистемы и элементы, выявить их взаимосвязи и иерархию, что облегчает целенаправленное решение проблем.

Весь процесс эргономического проектирования систем включает несколько ключевых этапов:

• Анализ функциональных задач, которые должна решать система.
• Разработка алгоритмов работы пользователей.
• Разработка эргономических требований к системе на основе анализа и стандартов.
• Разработка сценариев информационного взаимодействия человека и компьютера.
• Оценка эргономичности разработанного варианта системы с использованием различных методов.

Комплексное применение этих методов и инструментов позволяет специалистам-эргономистам не только выявлять существующие проблемы в системах «человек-машина-среда», но и эффективно проектировать новые, максимально адаптированные к человеческим возможностям и потребностям.

Актуальные проблемы, современные тенденции и перспективы развития эргономических систем

Проблемы стандартизации и обеспечения конкурентоспособности

Несмотря на очевидную важность эргономики, одной из наиболее острых проблем остаётся медленное развитие и актуализация стандартов как на международном, так и на национальном уровнях. Ежегодно в России создаётся от семи до двенадцати национальных стандартов по эргономике на базе международных, что, к сожалению, делает Россию одной из отстающих стран по конкурентоспособности разрабатываемых систем и изделий.

Существующая нормативная база зачастую морально устарела: например, ГОСТы по холодильным установкам датируются 1987 годом, а по электрическим чайникам — 1981 годом. Это приводит к тому, что новые продукты и технологии разрабатываются без адекватных эргономических ориентиров, что негативно сказывается на их качестве, безопасности и удобстве для пользователя. Рекомендуется пересматривать и актуализировать стандарты на конечные системы и изделия не реже одного раза в 10 лет, чтобы они соответствовали современным реалиям и технологиям.

Одной из глубинных причин этой проблемы является отсутствие системного эргономического обеспечения разработки на многих предприятиях, а также недостаточная осведомлённость разработчиков о высокоуровневых стандартах, таких как ISO 2082 «Эргономика изделий повседневного использования». В результате, на рынке появляются продукты, не отвечающие современным эргономическим требованиям, что снижает их конкурентоспособность как на внутреннем, так и на мировом рынке, подрывая доверие потребителей.

Искусственный интеллект и Интернет вещей в эргономических системах

Современные технологии открывают новые горизонты для развития эргономики. Искусственный интеллект (ИИ) и Интернет вещей (IoT) становятся мощными инструментами для оптимизации взаимодействия человека и системы.

Искусственный интеллект (ИИ):
ИИ-системы способны анализировать огромные объёмы исторических данных, прогнозировать модели спроса и оптимизировать рабочие параметры в режиме реального времени. Это позволяет не только повышать эффективность процессов, но и снижать когнитивную нагрузку на персонал. Например, в России лидерами по внедрению ИИ являются банки, топливно-энергетический комплекс (ТЭК) и ритейл, где популярны чат-боты для клиентской поддержки и системы распознавания данных для автоматизации рутинных операций. Отечественный разработчик Directum уже восемь лет развивает внутренние ИИ-сервисы, интегрированные в свои корпоративные информационные системы, что позволяет оптимизировать документооборот и повысить удобство для пользователей. В контексте эргономики, ИИ может использоваться для адаптивной настройки интерфейсов, прогнозирования утомления оператора и даже для персонализированных рекомендаций по оптимизации рабочего режима.

Интернет вещей (IoT):
Интеграция технологий IoT позволяет создавать комплексные сенсорные сети, которые собирают данные в режиме реального времени по всем аспектам складских операций, производственных процессов или даже офисной среды. Это даёт возможность мониторить производительность оборудования, прогнозировать потребность в обслуживании и оптимизировать процессы на основе актуальных данных. Прогностическое обслуживание, основанное на данных IoT, может значительно сократить время незапланированных простоев и продлить срок службы оборудования, что снижает стресс для операторов и экономит ресурсы.

Примером внедрения IoT в России является завод «Фиолент», который разрабатывает цифровую экосистему для своих электроинструментов с технологиями IoT (беспроводное соединение Bluetooth и мобильное приложение). Это позволяет операторам управлять настройками инструментов, считывать параметры работы и передавать данные для анализа, что повышает эргономичность использования и эффективность работы. Согласно опросам, около 36,7% российских IT-компаний уже используют IoT-решения, при этом более 80% готовы к внедрению отечественных разработок в этой сфере, что свидетельствует о высоком потенциале для развития.

Автономные мобильные роботы (AMR) и их влияние на эргономику труда

Автономные мобильные роботы (AMR) представляют собой одну из наиболее значимых тенденций, преобразующих эргономику труда. Они эволюционируют от простых систем с навигацией по заданному маршруту до высокоинтеллектуальных агентов, способных адаптироваться к изменяющимся условиям.

AMR играют ключевую роль в автоматизации логистики, перемещая грузы по складам и производствам. Это приводит к значительному сокращению ручного труда, связанного с тяжёлыми или повторяющимися физическими нагрузками, что напрямую улучшает физическую эргономику и снижает риски профессиональных заболеваний. Кроме того, AMR повышают безопасность на рабочих местах, минимизируя взаимодействие человека с опасными грузами или движущимся транспортом. В конечном итоге, внедрение AMR способствует созданию более гуманных условий труда, освобождая человека от монотонных и физически тяжёлых операций.

Примеры внедрения AMR в России:

• Российская компания Ronavi Robotics является одним из лидеров в производстве AMR и успешно внедряет их на складах и производствах.
• На производстве «Восток-Сервис» AMR используются для автоматизации внутрицеховой логистики.
• На «Деловых линиях» роботы применяются для сортировки грузов.
• В компании «ПЭК» AMR перемещают паллеты, что способствует ускорению процессов и сокращению ручного труда.
• IEK GROUP, крупный российский производитель электротехнической продукции, внедрила мобильные роботы типов FMR и AMR для внутрицеховой логистики. Эти роботы используют 3D-навигацию на базе лидара и адаптированные решения для нестандартных паллет, что привело к минимизации участия человека в транспортировке грузов.

Согласно опросам, 88% российских средних и крупных предприятий планируют использовать мобильных роботов на складах, а 71% намерены внедрить 10 и более таких устройств. Это демонстрирует растущее признание AMR как инструмента для повышения эффективности и эргономичности рабочих процессов.

Эргономика потребительских устройств и пользовательских интерфейсов

Эргономика перестала быть уделом только промышленных предприятий и глубоко проникла в сферу потребительских товаров, значительно повышая комфорт и удовлетворённость пользователя.

• Смартфоны и умные часы: Современные гаджеты активно используют эргономические принципы в своём дизайне. Например, смартфон Huawei nova 14 Pro имеет «зализанный» дизайн с округлыми торцами и слегка изогнутым дисплеем, обеспечивая «эргономический восторг» и удобство в руке, несмотря на некомпактные размеры. Аналогично, смартфон TECNO Camon 40 обладает корпусом изогнутой формы со скругленными углами, идеально ложащимся в ладонь, и интуитивно понятным расположением кнопок управления. Умные часы Huawei Watch GT 6 доступны в двух размерных вариациях, имеют прочные материалы (нержавеющая сталь и закаленное стекло) и полностью круглый AMOLED-экран, обеспечивая комфорт и стиль.
• Специализированное программное обеспечение: Эргономика пользовательского интерфейса критически важна и для сложного ПО. Внедрение специализированного программного обеспечения, совместимого с отечественным ПО, предоставляет операторам удобный интерфейс и оптимальную эргономику базовых функций для эффективного информационного обмена. Примером может служить Система-112 Московской области, где эргономичное ПО помогает специалистам оперативно обрабатывать более 105 миллионов обращений.

Эргономика как фактор развития науки, техники и производства

В заключение, эргономика выходит за рамки простого приспособления техники к человеку. Она становится не только важным экономическим фактором, способствующим повышению производительности и снижению издержек, но и открывает путь к новым сложным явлениям в развитии науки, техники и производства.

Примером такого комплексного подхода может служить оценка эргономики загрузки раненых и эффективности защитных средств (например, «мангалов» и противоосколочных одеял) для эвакуационной техники, проведённая Народным фронтом на полигоне Южного военного округа. Цель таких испытаний — стандартизация и модернизация изделий, что является критически важным для сохранения жизни и здоровья людей в экстремальных условиях.

Таким образом, эргономика — это не статичная дисциплина, а динамично развивающаяся область, которая постоянно адаптируется к новым вызовам и технологиям, играя ключевую роль в формировании более эффективного, безопасного и гуманного мира.

Заключение

Эргономическая система представляет собой сложный и многогранный объект исследования, лежащий в основе эффективного и безопасного взаимодействия человека с технологиями и окружающей средой. Наш всесторонний анализ показал, что эргономика — это не просто набор рекомендаций, а строго научная дисциплина, опирающаяся на глубокие теоретические основы и системный подход.

Мы определили эргономическую систему через её ключевые компоненты — человека-оператора и машину, погрузились в детали пяти фундаментальных видов совместимостей (информационной, энергетической, биофизической, пространственно-антропометрической и технико-эстетической), каждая из которых является залогом успешного функционирования системы. Исторический экскурс продемонстрировал эволюцию эргономики от её зарождения в начале XX века до формирования современных специализированных направлений, таких как когнитивная, физическая и организационная эргономика.

Особое внимание было уделено концепции системы «человек – машина – среда» (СЧМС), которая подчёркивает комплексное влияние человеческого, технологического, экономического, экологического и организационного факторов на процесс проектирования. Мы систематизировали обширную нормативную базу, представив детальный обзор государственных и международных стандартов (ГОСТы, ISO), которые регламентируют эргономические требования к рабочим местам, оборудованию и пользовательским интерфейсам, включая конкретные показатели, такие как нормы освещённости.

В разделе о методах анализа, оценки и оптимизации эргономических систем были представлены как традиционные аналитические и экспериментальные подходы (наблюдение, хронометраж, макетирование), так и современные инструменты, такие как разработка информационных моделей и графические методы оптимизации связей.

Наконец, мы проанализировали актуальные проблемы, прежде всего в области стандартизации, и выявили ключевые тенденции развития. Интеграция искусственного интеллекта (ИИ), Интернета вещей (IoT) и автономных мобильных роботов (AMR) не только преобразует производственные процессы, но и значительно улучшает эргономику труда, снижая физическую и когнитивную нагрузку на человека. Примеры внедрения этих технологий в России, а также эргономичные решения в потребительских гаджетах, наглядно демонстрируют практическую значимость и перспективность дисциплины.

В заключение, можно утверждать, что эргономика является не просто инструментом для создания удобных продуктов, но мощным драйвером инноваций, способствующим устойчивому развитию науки, техники и производства. Её значимость будет только расти по мере усложнения технологий и возрастания ценности человеческого фактора в современном мире.

Список использованной литературы

1. Адамович, Н. В. Управляемость машин (эргономические основы оптимизации рабочего места человека-оператора). Москва: Машиностроение, 1977. 280 с.
2. Грошев, Г. М., Романова, И. Ю., Котенко, О. В., Кукушкина, Я. В., Никифорова, О. А. Комплексная эргономическая оценка и проектирование автоматизированной деятельности персонала: Учебное пособие / Под общ. ред. к.т.н. Г.М. Грошева. Санкт-Петербург: ПГУПС, 2005. 52 с.
3. Мейстер, Д. Эргономические основы разработки сложных систем: Пер. с англ. Т.П. Бурмистровой и др. / под ред. В.М. Мунипова. Москва: Мир, 1979. 451 с.
4. Методологические проблемы эргономики: Матер. I Междунар. конф. Ученых и специалистов стран СЭВ и СФРЮ по вопросам эргономики. Москва: ВНИИТЭ, 1972. 302 с.
5. Митрофанов, П. Г., Митрофанов, С. П. Эргономические основы охраны труда в АПК. Монография. Курган: ФГУИПП «Зауралье», 2006. 420 с.
6. Руководство по эргономическому обеспечению разработки техники. 4.1. Общие эргономические требования. Москва: ВНИИТЭ, 1979. 259 с.
7. Шмидт, М. Эргономические параметры / Под ред. В.М. Мунипова. Москва: Мир, 1980. 237 с.
8. ГОСТ Р 56274-2014. Общие показатели и требования в эргономике. Доступно по адресу: https://docs.cntd.ru/document/1200115082
9. ГОСТ 22269-76. Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования. Доступно по адресу: https://allgosts.ru/04/040/gost_22269-76
10. ГОСТ 12.2.033-78. Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования. Доступно по адресу: https://gostperevod.ru/gost_12_2_033_78.html
11. Кузьменко, А. А. Становление и развитие эргономики в условиях социально-техногенного мира, 2024. Доступно по адресу: https://www.scispace.com/paper/3432313674696162393237333535386134373463383561333132623336336437/становление-и-развитие-эргономики-в-условиях-социально-техногенного-мира
12. Kellermann, F., Van Vely, D., Wiliems, P. Vademecum ergonomics in industry. Eidnoven, 1963.
13. Murrell, K. F. H. Data an human performance for engineering designers. Engineering, 1957.
14. Woodson, W. E. Human Engineering Guide for Equipment Designers. Berkeley: University of California press, 1964.
15. 3 Эргономические требования к оборудованию и организации рабочих мест. Доступно по адресу: https://www.studmed.ru/view/3-ergonomicheskie-trebovaniya-k-oborudovaniyu-i-organizacii-rabochih-mest_b400494441b.html
16. Требования к обеспечению эргономики рабочего места: ключевые аспекты для здоровья и продуктивности. Лабораторные измерения и охрана труда. Доступно по адресу: https://lab-ot.ru/trebovaniya-k-obespecheniyu-ergonomiki-rabochego-mesta-klyuchevye-aspekty-dlya-zdorovya-i-produktivnosti/
17. Основные принципы и методы эргономической оценки рабочих мест для выполнения работ сидя и стоя. Методические рекомендации. Доступно по адресу: https://docs.cntd.ru/document/1200000030
18. Принципы формирования эргономики с учетом педагогических особенностей ВУЗа. КиберЛенинка. Доступно по адресу: https://cyberleninka.ru/article/n/printsipy-formirovaniya-ergonomiki-s-uchetom-pedagogicheskih-osobennostey-vuza
19. 2.2. Эргономические требования. Структура и номенклатура требований по эргономике. ВикиЧтение. Доступно по адресу: https://wikireading.ru/63897
20. Стандарты по эргономике. Безопасности жизнедеятельности. Доступно по адресу: https://pozhbez.com/standarty-po-ergonomike/
21. Методы и средства оценки эргономичности систем ДО. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники. Доступно по адресу: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/22370
22. Основы эргономики. СамГУПС. Доступно по адресу: https://samgup.ru/upload/iblock/c38/c38b25852ec694857b2ff9290bb855fb.pdf
23. 4.3. Методы эргономических исследований. Доступно по адресу: https://sdo.usfeu.ru/pluginfile.php/42790/mod_resource/content/1/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%204.pdf
24. Эргономика и техническая эстетика. ГПНТБ России. Доступно по адресу: https://www.gpntb.ru/elektronnye-resursy/tematicheskie-obzory-literatury/ergonomika-i-tekhnicheskaya-estetika.php
25. Эргономические основы организации рабочих мест. Витебский государственный технологический университет. Доступно по адресу: https://www.vstu.by/sites/www.vstu.by/files/page/ergonomicheskie_osnovy_organizacii_rabochih_mest_2020.pdf
26. ГОСТ 26387-84. Система «Человек-машина». Термины и определения. Доступно по адресу: https://meganorm.ru/Data2/1/4293817/4293817345.pdf
27. Основы эргономики и безопасность труда. Красноярский государственный аграрный университет. Доступно по адресу: https://edu.kgau.ru/file.php/298/uchebnye_posobiya/uchebniki/ergo.pdf
28. Эргономические требования. Промышленная безопасность. Доступно по адресу: https://prombez.ru/knowledge/ergonomics/ergonomicheskie-trebovaniya/
29. Человек среда система Элементы эргономики и основы БЖД. YouTube. Доступно по адресу: https://www.youtube.com/watch?v=F0f-p0g9G8U
30. Проблемы стандартизации эргономических требований в процессе создания новых систем, изделий и инновационных технологий. Эдиторум. Доступно по адресу: https://editorium.ru/ru/problems-of-standardization-of-ergonomic-requirements-in-the-process-of-creating-new-systems-products-and-innovative-technologies
31. От «дворцов» к эргономике: как изменился загородный рынок Петербурга. 2025. Доступно по адресу: https://www.dp.ru/a/2025/10/22/Ot_dvortsov_k_ergonomike
32. База ГОСТов РФ. Рубрика 13.180. Эргономика. ПроГост. Доступно по адресу: https://pro-gost.ru/gost-13-180-ergonomika
33. Компьютерная мышь была ошибкой, но стала стандартом. Блог системного администратора. Дзен. Доступно по адресу: https://dzen.ru/a/Z_t4r3W8eG5F-xNl
34. «Лебединое озеро» для кухни-малышки. Квартирный вопрос. 2025. Доступно по адресу: https://www.peredelka.tv/articles/kv/kitchen/lebedinoe-ozero-dlya-kukhni-malyshki/