3-4. Metodyka badań i stosowania miar antropometrycznych

• W idealnym świecie produkty byłyby dopasowane do indywidualnych użytkowników, co dziś jest niemożliwe ze względu na masową produkcję i anonimowość użytkownika.
• Antropometryczne wymiary ludzi w populacji mają rozkład normalny (krzywa Gaussa).
• W projektowaniu stosuje się centyle:
• • 5. i 95. centyl – obejmują 90% populacji i stanowią podstawę tzw. miar ograniczających.
  • 5. centyl – służy do określania wymiarów zewnętrznych (np. minimalne zasięgi, siły).
  • 95. centyl – służy do określania wymiarów wewnętrznych (np. przestrzenie robocze).
• 50. centyl (wartość średnia) nie powinien być stosowany jako jedyne kryterium projektowe – może eliminować aż 50% użytkowników.
• Dane antropometryczne należy odnosić do wspólnych płaszczyzn i punktów odniesienia (np. płaszczyzna podstawy, punkt biodrowy, punkt podparcia stopy), co pozwala porównywać ciało z obiektami technicznymi.
• W projektowaniu stanowisk często niezbędna jest regulacja elementów (np. siedzisko, monitor).

3-4. slajd 1

3-4. slajd 2 

•  Podstawowym źródłem danych są normy krajowe i europejskie (np. PN-EN 547-3+A1:2010, PN-EN ISO 7250-1).
• Występują także normy branżowe (np. miejsce pracy kierowcy, kabina maszynisty).
• Kluczowym źródłem jest Atlas antropometryczny dorosłej ludności Polski, który zawiera dane dla 200 cech i metodologię ich stosowania.
• Często konieczne jest uzupełnienie danych źródłami zagranicznymi (np. publikacja Humanscale 1/2/3).
• Zmiany antropometryczne w czasie (tzw. trend sekularny) są podstawą do tworzenia modeli centylowych (np. przewidywany przyrost wzrostu 50. centyla mężczyzn).
• Modele wspomagające projektowanie:
• • Fantomy (dwuwymiarowe modele do symulacji pozycji),
  • Manekiny (modele 3D),
  • Modele komputerowe (np. SAMMIE, ErgoSHAPE, polskie APOLIN i FANTOM).
• Modele te są obecnie objęte normami międzynarodowymi (np. PN-EN ISO 15536).

3-4. slajd 3

3-4. slajd 4

3-4. slajd 5

3-4. slajd 6

3-4. slajd 7

3-4. slajd 8

3-4. slajd 9 

3-4. slajd 10 

3-4. slajd 11

3-4. slajd 12

3-4. slajd 13

Projektowanie ergonomiczne powinno iść w parze z projektowaniem technicznym, a nawet je wyprzedzać – po to, by zapewnić skuteczne dostosowanie struktury technicznej do możliwości i ograniczeń człowieka. Kluczową rolę w tym procesie odgrywają dane antropometryczne użytkowników.

Etapy projektowania z uwzględnieniem antropometrii:

Etap 1: Założenia projektowe

• Dane antropometryczne są podstawą przy projektowaniu przestrzeni roboczej.
• Tworzy się rysunki (np. w skali 1:10 lub 1:5), które ilustrują parametry ludzkiego ciała lub całe sylwetki.
• Wyróżnia się podstawowe poziomy funkcjonalne (dla pozycji stojącej i siedzącej):
• • Pozycja stojąca: wysokość oczu, barków, łokci, krocza, górny i dolny zasięg rąk.
  • Pozycja siedząca: dodatkowo wysokość podkolanowa, grubość uda, wysokość lędźwiowa.
• Uwzględnia się również zalecaną wysokość pola pracy.

3-4. slajd 14

Etap 2: Projektowanie stref funkcjonalnych

• Określa się:
• • Zasięgi: normalne i maksymalne, przednie i boczne.
  • Długość siedzeniową.
• Należy stosować miary ograniczające – minimalne/maksymalne wartości lub zakresy regulacji.
• Widok boczny/przekrój strzałkowy – podstawowy sposób analizy przestrzennej adaptacji.
• Widok z góry – uzupełnia ocenę, pokazując boczne zasięgi.

Testowanie i weryfikacja

• Najlepszym testem dopasowania obiektu do człowieka jest próba prototypu przez osoby z populacji 5. i 95. centyla.
• Właściwe założenia antropometryczne pozwalają ograniczyć ryzyko kosztownych korekt na późniejszych etapach.

Dodatkowe aspekty:

• Dyslokacja punktów kontaktowych powinna być oceniana nie tylko z punktu widzenia wymiarów ciała, ale również procesu:
• • Kolejność, czas i częstotliwość użycia punktów.
  • Pomocne techniki: wykres Gantta, wykres sznurowy, rejestracja pracy.
• Kształtowanie elementów chwytowych i sterowniczych:
• • Muszą być dopasowane do anatomii i funkcji ręki.
  • Powierzchnia styku dłoni z uchwytem wpływa na komfort użytkowania.
  • Norma PN-91/N-08003 definiuje przestrzeń niezbędną dla ręki operującej uchwytem.

Problemy wynikające z błędów projektowych:

• Powielanie schematów bez adaptacji do skali urządzenia skutkuje nieergonomicznym rozmieszczeniem i wymiarami.
• Przykład: Zbyt mały lub zbyt duży uchwyt w zależności od modelu urządzenia.

3-4. slajd 15

Przykłady dobrych praktyk:

• Prasy hydrauliczne PHD – przykład prawidłowego z punktu widzenia ergonomii ujednolicenia układu sterowania.
• Stanowiska komputerowe i wnętrza samochodów osobowych – coraz bardziej wymagają dostosowania przestrzeni do komfortu psychofizycznego użytkownika.

3-4. slajd 16

Zjawisko komfortu:

• Ergonomiczne dopasowanie nie zawsze gwarantuje komfort.
• Potrzebny jest zakres zmienności (możliwość regulacji), który pozwala na adaptację do zmieniających się warunków pracy i indywidualnych potrzeb.

1. Batogowska A., Słowikowski J.: Fantomy płaskie dla potrzeb projektowania. Prace i Materiały IWP 1973, z. 16.
2. Batogowska A., Słowikowski J.: Atlas antropometryczny dorosłej ludności Polski dla potrzeb projektowania. Prace i Materiały IWP 1989, z. 137.
3. Diffrient N., Tilley A.R., Harman, D.: Humanscale 1/2/3. Cambridge, Mass.: The MIT Press. 1990.
4. Gedliczka A.: Symulacyjny model człowieka dla potrzeb projektowania. ATEST. Ochrona Pracy. 1991, z. 8.
5. Gedliczka A.: Układ człowiek-maszyna: Problemy wymiarowania. Bezpieczeństwo Pracy 1994, z. 3.
6. Gedliczka A., Gierasimiuk J.: Zasady ergonomii w projektowaniu struktury przestrzennej stanowisk pracy. W:. Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Red. nauk. D. Koradecka. Warszawa, CIOP 1999.
7. Grandjean E.: Fizjologia pracy. Zarys ergonomii. Warszawa, PZWL 1980.
8. Welon Z., Szklarska A.: Prognoza antropometryczna PL-2000. [1999, maszynopis].
9. EN 547-3+A1:2010 Bezpieczeńtwo mazyn. Wymiary ciała ludzkiego Część 3: Dane antropometryczne.
10. PN-EN-ISO 7250-1:2017-12 Podstawowe wymiary ciała ludzkiego do projektowania technicznego - część 1: określanie wymiarów ciała ludzkiego oraz punkty odniesieniaEN.
11. Bezpieczeńtwo pracy i ergonomia Redakcja naukowa Koradecka D. Warzawa CIOP-PIB 1997.
12. PN-N-08001:1980 Dane ergonomiczne do projektowania: Granice zasięgu rąk: Wymiary. (norma wycofana 09-02-2006).
13. PN-N-08002:1981 n Dane ergonomiczne do projektowania: Granice ruchu stopy: Wymiary kątowe. (norma wycofana 09-02-2006).
14. PN-K-11001:1990 Kabina maszynisty lokomotywy elektrycznej dwukabinowej: Podstawowe wymagania bezpieczeństwa pracy i ergonomii. (norma wycofana 18-10-2010).
15. PN-S-47013:1990 Samochody ciężarowe, autobusy i trolejbusy: Miejsce pracy kierowcy: Wymagania. (norma wycofana 09-12-2011).
16. PN-N-08003:1991 Dane ergonomiczne do projektowania: Przestrzeń dla ręki obejmującej uchwyt: Wymiary. (norma wycofana 09-12-2011).
17. PN-N-08018:1991 Dane ergonomiczne do projektowania stanowisk pracy: Strefy pracy kończyn górnych: Wymiary. (norma wycofana 09-12-2011).
18. PN-EN ISO 7250-1:2017-12 Podstawowe wymiary ciała ludzkiego do projektowania technicznego - Część 1: Określenie wymiarów ciała ludzkiego oraz punkty odniesienia.
19. PN-EN ISO 15536-1:2009 Ergonomia - Komputerowe manekiny i płaskie modele ciała człowieka - część 1 Wymagania ogólne.
20. PN-EN ISO 15536-2:2007 Ergonomia - Komputerowe manekiny i płaskie modele ciała człowieka - część 2 Sprawdzanie funkcji i walidacje wymiarów w przypadku stosowania systemów komputerowych do tworzenia manekinów.
21. PN-EN ISO 6682:2009 Maszyny do robót ziemnych. Strefy wygody i zasięgu w odniesieniu do elementów sterowniczych.