dnes je 28.11.2022

Input:

Bezpečnost strojních zařízení - ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovladačů - část 2: sdělovače

22.1.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.4.2.4.10
Bezpečnost strojních zařízení – ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovladačů – část 2: sdělovače

Dr. Ing. Rostislav Suchánek a kolektiv autorů

LOGO FIRMY
Sídlo firmy


Název zařízení

provedení …………….

OVĚŘENÍ SHODY

provedení strojního zařízení s požadavky

ČSN EN 894-2+A1:2009

Bezpečnost strojních zařízení – Ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovladačů Část 2 : Sdělovače


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
Požadavky
Podle ČSN EN 894-2+A1
:2009 (Třídící znak 83 3585)
Požadavky splněny?
ano ne irel.
Změny proti předchozím normám
Tato norma obsahuje zapracovanou změnu A1 schválenou CEN 2008- 08-14. Změny či doplněné a upravené články jsou v textu vyznačeny značkami . Vypuštěný text je zobrazen takto „vypuštěný text“, opravený nebo nový text je zobrazen vloženým textem mezi obě značky.
1 Předmět normy
Tato evropská norma se vztahuje k projektování, navrhování a umísťování sdělovačů s cílem omezit potenciální ergonomická rizika spojená s jejich používáním. Specifikuje ergonomické požadavky a zahrnuje vizuální, akustické a taktilní sdělovače.
Norma platí pro sdělovače používané u strojních zařízení (například zařízení a instalace, ovládací panely, ovládací a kontrolní závěsné panely) pro výkon povolání i osobní užívání. Specifické ergonomické požadavky pro zobrazovací terminály (VDTs) používané pro kancelářské práce jsou uvedeny v několika částech normy EN ISO 9241.
3 Definice
Pro účely této evropské normy jsou použity následující definice:
3.1 Obsluha: osoba nebo osoby, jež mají za úkol instalaci, provoz, seřizování, údržbu, čištění, opravy nebo přepravu stroje (EN 12 100).
3.2 Pracovní úkol: činnost nebo činnosti požadované k dosažení zamýšleného výsledku pracovního systému (EN 614-1).
3.3 Pracovní prostředek: strojní zařízení, nástroje a nářadí, dopravní prostředky, přístroje, nábytek, zařízení a jiné předměty používané v pracovním systému (EN 614-1).
3.4 Signál: podnět vztahující se ke stavu nebo změně stavu pracovního prostředku, který má potencionální vliv na smysly obsluhy; tato evropská norma popisuje signály, které mohou být detekovány vizuálně (u vizuálních sdělovačů), sluchem (u akustických sdělovačů) nebo pokožkou (u taktilních sdělovačů).
3.5 Sdělovač: zařízení poskytující vizuální, akustickou nebo taktilní (dotykovou) informaci o povaze předmětu
3.6 Digitální sdělovač: sdělovač, u kterého je informace zobrazena číselným kódem.
3.7 Alfanumerický sdělovač: sdělovač, u kterého je informace zobrazena jako kombinace číslic a písmen.
3.8 Analogový sdělovač: sdělovač, u kterého je informace zobrazena jako funkce délky, úhlu a jiných rozměrů. V případě vizuálních sdělovačů může být informace zobrazena jako funkce výchylky ukazatele, délky sloupcového diagramu nebo podobnou zrakovou veličinou. V případě akustických sdělovačů může být informace přenášena jako funkce výšky nebo hlasitosti. V případě taktilních sdělovačů může být informace přenášena jako funkce vibrace sdělovače (frekvence nebo amplitudy) nebo změnou jeho polohy.
3.9 Značky: písmena, číslice, piktogramy nebo jejich kombinace, které se používají pro označení stupnic sdělovačů nebo jako prostředek označující samotný sdělovač.
3.10 Vnímání (percepce): psychofyziologický proces probíhající v centrálním nervovém systému, jehož výsledkem je poznání okolního prostředí; vnímání je dynamický proces, který není určen pouze parametry signálu, které ho iniciují; v důsledku toho je možné, že obdržená informace je neúplná, nespolehlivá nebo nesprávná.
Poznání je založeno na jedné nebo několika úrovních vnímání: detekce, identifikace a interpretace. Detekce je proces vnímání, při kterém si obsluha uvědomuje pouhou přítomnost signálu. Identifikace je proces vnímání, při kterém je detekovaný signál odlišen od ostatních signálů. Interpretace je kombinace procesů vnímání a poznání, při kterém je zjišťován obsah a význam identifikovaného signálu.
4 Vizuální sdělovače
Vizuální sdělovače se používají k přenosu velkého množství informací k obsluze různými způsoby.
4.1 Požadavky na detekci vizuálních sdělovačů
4.1.1 Umístění sdělovače
Umístění vizuálního sdělovače vzhledem k obsluze určují fyziologické a funkční požadavky obsluhy a nepřerušovaný směr pohledu při provádění úkolu. Velikost zrakového pole obsluhy limituje počet sdělovačů, které mohou být současně pozorovány.
Rozlišují se dva typy vizuálních úkolů – detekční a monitorovací. Detekční úkoly jsou takové činnosti, kdy obsluha musí být upozorněna systémem, monitorovací úkoly jsou takové činnosti, kdy obsluha aktivně vyhledává informace.
Pro detekční a monitorovací účely se rozlišují tři zóny s postupně klesající výkonností při detekci vizuálního signálu: „doporučená“, „přijatelná“ a „nevhodná“ (viz tabulka 1). Centrální linie „doporučené“ a „přijatelné“ zóny leží ve středním pásmu a odpovídají směru pohledu, jak je zobrazeno na obrázcích 1 a 2. Při detekčním úkolu směr pohledu závisí na hlavní ose pozorování. Při monitorovacích úkolech mohou být sdělovače umístěny i mimo hlavní směr pohledu, tj. i pod horizontální rovinou, která je považována za nejvhodnější pro obsluhu.
Úhly zobrazené na obrázcích představují obecná doporučení z ergonomického hlediska; předpokládá se, že obsluha má normální zrak a je schopna udržet uvolněnou a stabilní pracovní polohu (přednostně vsedě) co nejblíže u sdělovačů.
Tabulka 1 – Zóna účinnosti detekce
Obrázek 1 – Detekční úkoly
Legenda: S – směr pohledu, směr je určen požadavky externího pracovního úkolu
Obrázek 2 – Monitorovací úkoly
Legenda: SN – normální směr pohledu, 15° až 30° pod horizontem
Vizuální sdělovače by neměly být umístěny mimo „doporučenou“ a „přijatelnou“ zónu, pokud není poskytnuto odpovídající vhodné konstrukční řešení. Například doplňkové akustické sdělovače či jiná zařízení, která nevyžadují velké změny v pozici obsluhy. V „nevhodné“ zóně mohou být umístěny pouze sdělovače, které nejsou rozhodující pro bezpečný provoz.
Tam, kde je pro správné použití sdělovačů důležitá operátorova schopnost rozlišovat barvy, musí být krajní meze „přijatelné“ zóny redukovány. Důvodem je to, že velikost centrálního zorného pole (které je citlivé na barvy) je menší než zorné pole citlivé na bílé světlo.
4.1.2 Funkční vztahy mezi sdělovačem a obsluhou
Obecně jsou tyto vztahy dvojího typu. Prvním typem je vztah, kdy obsluha vyhledává a pozoruje sdělovač. Druhým typem je vztah, kdy se pozornost obsluhy soustřeďuje na určitý sdělovač (například přerušovaný světelný nebo zvukový signál); nebo je obsluha upozorněna jedním či více typy sdělovačů (například kombinací vizuálních a akustických sdělovačů); nebo je obsluha upozorněna na nutnost kontroly sdělovače stavem systému.
Pro oba tyto funkční vztahy platí, že sdělovače nejčastěji používané a/nebo sdělovače nejdůležitější by měly být přednostně umístěny v bezprostřední blízkosti přirozeného směru pohledu obsluhy (zóna A). Sdělovače menší důležitosti mohou být umístěny na periferii vidění (zóna B nebo, je-li to nezbytné, zóna C).
Konstrukčním řešením by měly být vytvořeny podmínky k maximální účinnosti varovných a výstražných sdělovačů, vyžadujících pozornost. Protože lidský zrakový systém je citlivý na změny ve vizuálním prostředí, měl by konstruktér zvolit například přerušovanou charakteristiku signálu k upozornění obsluhy, protože měnící se charakteristiky sdělovače budou dříve detekovány. Při použití přerušovaného vizuálního signálu je žádoucí snížit osvětlenost, aby se zabránilo vytváření přetrvávajících zrakových vjemů. Může být také užitečné zdvojit akustický sdělovač s vizuálním sdělovačem s trvale nízkou intenzitou světla.
4.1.3 Faktory prostředí
Nejdůležitější faktory prostředí jsou osvětlení a vibrace. Součástí konstrukčního řešení sdělovačů by mělo být omezení nepříznivého vlivu těchto faktorů.
Na pracovním místě s pasivními sdělovači (neemitující světlo) by měla být intenzita osvětlení nejméně 200 Ix. Tam, kde to není možné, musí být provedena kompenzace, například zvětšení sdělované informace, místní osvětlení nebo aktivní osvětlení (sdělovače emitující světlo). Je nutno zabránit vzniku vysoce kontrastních stínů nebo odrazů, které ruší vnímání. Zdroj osvětlení pracovního místa, které se může odrážet na sdělovačích, by měl být instalován v takových úhlech, které zohledňují přirozený směr pohledu. Kompenzačními opatřeními jsou polohovatelné sdělovače a/nebo antireflexní povrchy. Měly by být voleny takové světelné zdroje, které umožňují rozlišení barevných prvků sdělovačů od jejich pozadí.
Odečet údajů může být ovlivněn trvalými či přechodnými vibracemi sdělovačů, obsluhou či oběma faktory. Nízká frekvence (1 Hz až 3 Hz) vertikálních vibrací digitálních sdělovačů způsobuje velké chyby v odečtech, které jsou přímo úměrné zrychlení, a to při zrychleních nad 5 m?s-2.
Chyby odečtů se zvyšují při frekvencích 3 Hz až 20 Hz. Pokud dochází k synchronizaci obsluhy a sdělovačů s vertikálními vibracemi, odečet údajů při frekvenci pod 3 Hz je zatěžován chybami méně a toto zatížení dále úměrně klesá s vyššími frekvencemi.
Při frekvenci 3 Hz až 20 Hz vertikální zrychlení vyšší než 5 m?s-2 snižuje spolehlivost odečtu, přičemž mezi oběma parametry platí lineární závislost. Více jednoosových sinusoidálních vibrací může způsobit zhoršení spolehlivosti odečtu z důvodu vzájemných interakcí. Dvouosé vibrace mohou vést k rotačnímu pohybu. Chyby a doba odečtu se pak zvyšují s vibrační frekvencí.
Kompenzační opatření:
a) vysoká svítivost sdělovače zvyšující kontrast nad obvyklou úroveň;
b) šířka kritického detailu ve směru vibrací má být mezi 5 % až 7 % výšky zobrazovaného kritického detailu;
c) frekvence vibrací sdělovače odpovídající frekvenci vibrací obsluhy.
4.1.4 Další podmínky usnadňující detekci signálu
Směr pohledu obsluhy nesmí být přerušován při žádné pracovní poloze, která je ergonomicky přijatelná nebo je důsledkem antropologických znaků příslušné populace.
Dobrou identifikaci umožňuje zobrazení informace v černé a bílé barvě. Barevné rozlišení sdělovačů může však pomoci při detekci tam, kde se vyskytuje mnoho symbolů nebo kde musí obsluha vyhledávat specifické informace. Jednobarevné okolí sdělovačů může napomáhat ke zvýšení vazby mezi sdělovači. Viz také EN 61310-1 a EN 61310-2.
4.2 Požadavky na identifikaci vizuálních sdělovačů
Ve všech normálních i mimořádných podmínkách má být zajištěna vysoká kvalita sdělení, čím vyšší kontrast sdělovače, tím lépe. Záměna sdělovačů (nebo součástí sdělovačů) má být minimalizována použitím odlišných tvarů, barev, označením nebo pomocí jiných vhodných prostředků pro odlišení jednoho sdělovače od druhého.
Kontrast mezi symboly, písmeny, číslicemi, ukazateli, obrysy a jejich bezprostředním pozadím a okolím má být dostatečný tak, aby byla zajištěna taková čitelnost a rozlišitelnost, která je kompatibilní s rychlostí vnímání a přesností, jež úkol vyžaduje. Aby byl tento požadavek splněn, v případě světlo emitujících (aktivních) sdělovačů má být kontrastní poměr (poměr osvětlení popředí a pozadí nejméně 3:1, doporučuje se 6:1. Kryty světlo emitujících sdělovačů nemají odrážet ve větším rozsahu jiné zdroje světla (tedy poměr kontrastu mezi odraženým světlem a okolím má být co nejnižší, jinak může být sdělovač nečitelný nebo málo čitelný).
4.2.1 Značky používané pro sdělovače

Pro sdělovače jsou doporučena jednoduchá písmena a číslice známých tvarů. To je důležité k odstranění záměny mezi znaky (například záměna B s 8, 6 s 5, viz Příloha A). Proto jsou číslice sedmi-segmentové (LED nebo LCD) přijatelné pouze tehdy, je-li jejich použití omezeno na typické číslice. V závislosti na převládajících podmínkách vnímání může být bodová matice 5 x 7 a 7 x 9 znaku přijatelná, ale přednost se dává maticím vícebodovým. Tam, kde se používají piktogramy, mají mít jednoduchý tvar, být snadno identifikovatelné a pochopitelné pro obsluhu.

Obrázek 3 definuje důležité rozměry, které se vztahují k velikosti a proporcím znaku. Je třeba poznamenat, že pozorovací vzdálenost (d) je pouze jedním z důležitých faktorů, které budou určovat příslušné rozměry znaku. Tyto rozměry bude ovlivňovat i úroveň osvětlení, kontrast mezi znaky a pozadím i celková čitelnost.

1) NÁRODNÍ POZNÁMKA – V české odborné terminologii se v daných souvislostech používá termín „kritický detail“.

Obrázek 3 – Definování rozměrů


Legenda:
d – Vzdálenost očí od (kritického detailu) znaku.
a – Úhel pohledu ke (kritickému detailu) znaku v obloukových minutách.
h – Výška (kritického detailu) znaku.
w – Šířka (kritického detailu) znaku.
s – Tloušťka (kritického detailu) znaku.

Znaky (kritické detaily) mají doporučenou výšku (h) tehdy, pokud leží v rozmezí 18 až 22 obloukových minut (arc min), leží-li v rozmezí 15 až 18 arc min, je výška (kritického detailu) znaku ještě přijatelná, pokud je menší než 15 arc min, je nevhodná. Doporučené výšky (kritického detailu) znaku se mohou přibližně vypočítat takto:
– doporučená šířka (w) (kritického detailu) znaku je mezi 60 % až 80 % jeho výšky. Pouze tam, kde je povrch sdělovače zakřiven nebo úhel pohledu je šikmý, má být šířka 80 % až 100 % výšky (kritického detailu) znaku. Šířka (kritického detailu) znaku menší než 50 % jeho výšky je nevhodná.
– Vhodná tloušťka (kritického detailu) znaku (s na obrázku 3) je uvedena v tabulce 2. Doporučuje se, aby mezi písmeny byla patřičná mezera (20 % až 50 % šířky /kritického detailu/ znaku) a mezi slovy rovněž (1 až 1,5 násobek šířky kritického detailu znaku).

Tabulka 2 – Vhodné tloušťky (kritického detailu) znaku
4.2.2 Digitální sdělovače

Tvar číslic a jejich kontrast s pozadím by měl odpovídat výše uvedeným doporučením. Pokud je digitální sdělovač mechanický (číslice jsou natištěny na kruhové stupnici), doporučuje se, aby číslice byly zcela viditelné v okénku sdělovače, a nemají být ani částečně nečitelné, pokud sdělovač rotuje (například při náhlém pohybu).

I když digitální sdělovače vyžadují malé mezery, doporučují se co největší číslice. Tam, kde je v jedné řádce větší počet číslic, lze zabránit chybám při čtení uspořádáním číslic do oddělených skupin. Dává se přednost skupinám tří nebo dvou číslic, pokud již není interpretace usnadněna použitím skupin o větším počtu číslic.
4.2.3 Analogové sdělovače
Ukazatel (například ručička, hladina roztoku) má být viditelný vždy, dokonce i když vybočí mimo stupnici. Doporučuje se použít sdělovače s pohyblivým ukazatelem a fixní stupnicí. Obrázek 4 ukazuje vhodné směry pohybu ukazatele, znázorňující pokles a nárůst veličiny.

Obrázek 4 – Vhodné směry pohybu ukazatele


Legenda:
a) – nárust veličiny
b) – pokles veličiny

Nulová hodnota na stupnici musí být umístěna tak, aby k nárůstu veličiny docházelo zleva doprava, ve směru hodinových ručiček nebo pohybem zdola nahoru, k poklesu veličiny má docházet pohybem ukazatele zprava doleva, proti směru hodinových ručiček nebo pohybem ukazatele shora dolů.
4.2.4 Výběr stupnic pro analogové sdělovače

K dosažení dobrého vnímání a ke snížení chyb odečtu mají být brány v úvahu rozměry stupnice, její rozdělení, označení a ukazatel.

Různé rozměry stupnice mají být navrženy podle pozorovací vzdálenosti a osvětlení prostředí. Tabulka 3 uvádí doporučení pro rozměry stupnice podle různých podmínek osvětlení při typické pozorovací vzdálenosti 700 mm. Pro ostatní vzdálenosti platí níže uvedený vzorec:


Legenda:
x – rozměry A až G v tabulce 3,
d – vzdálenost očí od stupnice (mm),
– úhel pohledu (obloukové minuty).

POZNÁMKA – Pro snazší výpočet je x přibližně rovno d . L/700, je-li L nahrazeno příslušným rozměrem A až G z tabulky 3, kde je pozorovací vzdálenost 700 mm.

Tabulka 3 – Dělení stupnice při vysoké/normální a nízké hladině osvětlení při pozorovací vzdálenosti 700 mm



Dělení stupnice se podílí významným způsobem na lepší identifikaci hodnot na stupnici, má odpovídat požadované přesnosti měření a mělo by být přizpůsobeno přesnosti transduktoru. Nemají se vyskytovat více než tři úrovně dělení stupnice (hlavní, střední a vedlejší). Mezi dvěma hlavními ryskami se nemají vyskytovat více než čtyři střední dělicí značky (tzn. pět úseků/mezer) a mezi dvěma středními značkami se nemají vyskytovat více než čtyři vedlejší dělicí značky (tzn. pět úseků/mezer). Proto hodnoty intervalu měření mezi dvěma vedlejšími ryskami mohou být 1, 2, 5, nebo desetinásobek těchto hodnot. Rozlišitelnost není stejná u různých typů dělení stupnic. Obrázek 5b ukazuje některé příklady vhodného dělení stupnic.

Interpolace hodnot mezi dvěma vedlejšími ryskami již není nutná. Je-li interpolace vyžadována, požadovaná přesnost nemá být větší než pětina intervalu. Pokud je to nezbytné, velikost intervalů se zvětší.

Obrázek 5a – Rysky na stupnici


Legenda:
a) – hlavní ryska
b) – střední ryska
c) – vedlejší ryska
Rozměry A až G jsou uvedeny v tabulce 3.

Obrázek 5b – Příklady dělení a značení stupnic



Tvar a rozměry číslic na stupnicích mají odpovídat doporučením uvedeným v článku 4.2.1. Použité značky mají být umístěny vždy kolmo ke stupnici bez ohledu na její polohu a nemají být zakryty ukazatelem. Mají být umístěny na opačné straně stupnice, než je ukazatel. Mezi dvěma označenými ryskami nemá být víc než devět neoznačených.

Vrchol ukazatele se má pozvolna zužovat a má dosahovat jen k základu stupnice. Aby se zabránilo chybám vzniklým vlivem paralaxy, má být střed kruhových stupnic zakryt. Paralaxa má být minimalizována tak, aby bylo zabezpečeno, že i když není úhel pohledu ideální, obdrží obsluha správné informace. Sdělovače mají být voleny tak, aby rozsahy jejich stupnic byly podobné žádoucímu rozsahu měřených hodnot. Například pro stupnici s rozsahem – 5 až + 5 je přijatelný vzor na pravé straně obrázku 6, naopak vzor na levé straně je nevhodný.

Obrázek 6 – Správné a nesprávné použití stupnice


Legenda:
a) – využívané pásmo
Nahrávám...
Nahrávám...