Комплексне вивчення системи «людина-машина-виробниче середовище» дозволяє не тільки створити здорові і безпечні умови праці, а й забезпечити гармонійний розвиток особистості людини. В процесі праці все компоненти цієї системи знаходяться в тісному взаємозв'язку, тим самим забезпечуючи необхідну безпеку і продуктивність праці, працездатність і здоров'я людини.
Все більше розширюється автоматизація і механізація виробництва, впровадження сучасних інноваційних технологій, в тому числі нанотехнологій, пред'являють підвищені вимоги до людини з точки зору виконання ним функції управління і оператора. В сучасних умовах предметом що швидко розвивалася науки - ергономіки є вивчення психофізіологічних можливостей і антропометричних характеристик людини в системі «людина-машина-виробниче середовище».
Ергономіка - наукова дисципліна, що вивчає трудові процеси з метою оптимізації знарядь і умов праці, підвищення ефективності трудової діяльності та збереження здоров'я працюючих.
Ергономічні дослідження і розробки полягають у створенні науково-технічної бази в системі «людина-машина-виробниче середовище» (в дослідженні характеристик людини, машини, виробничого середовища, характеру взаємодії цих компонентів в конкретних умовах виробництва, створення робочих місць, машин, пультів управління, забезпечують максимальну зручність для людини, оптимальна умова взаємодії з машиною і об'єктом управління).
Основні ергономічні терміни та визначення дано в ГОСТ 26387-84. З цього стандарту система «людина-машина» складається з людини-оператора (групи операторів) і машини, за допомогою якої здійснюється трудова діяльність. «Людина-оператор» - людина, що здійснює трудову діяльність, основу якої становить взаємодія з предметом праці, машиною і зовнішнім середовищем за посередництвом інформаційної моделі та органів управління.
Машиною в системі «людина-машина» називають сукупність технічних засобів, що використовуються людиною-оператором в процесі трудової діяльності. Діяльність людини-оператора - це процес досягнення поставлених в системі цілей, що складається з впорядкованої сукупності дій людини.
Для того, щоб система «людина-машина-виробниче середовище» функціонувала ефективно і не завдавала шкоди здоров'ю людини, необхідно забезпечити сумісність характеристик машини і людини. У свою чергу сумісність людини з машиною визначається його антропометричними, біомеханічними і сенсомоторних здібностями.
Антропометрична сумісність передбачає врахування розмірів тіла людини і його відповідність конструктивних особливостях виробничого обладнання та організації робочого місця. Сенсомоторная сумісність передбачає врахування швидкості рухових операцій людини і його сенсорних реакцій при роботі на обладнанні і машинах з різними швидкісними режимами і подачею сигналів.
Біомеханічна сумісність передбачає врахування силових (фізичних) можливостей людини при визначенні зусиль прикладених до органів управління. Психофізіологічна сумісність передбачає врахування реакцій людини на колір, форму, обсяг і інші естетичні параметри машини.
Організація робочого місця
Працездатність людини, ефективність його трудової діяльності в значній мірі залежить від того, наскільки повно враховані в конструкції обладнання і організації робочих місць ергономічні вимоги. Недотримання цих вимог призводить до зайвих робочим зусиллям і рухам, які в кінцевому підсумку підсилюють напругу функцій організму працюючих.
Антропометричні (розмір тіла людини, його окремих частин - голови, ніг, рук, кистей, стоп, ширина плечей і т.п.) і динамічні (можливі кути повороту окремих частин тіла, зоною досяжності) характеристики людини обумовлюють конструктивні особливості та розміри робочого місця , взаємне розташування його елементів. При конструюванні виробничого обладнання, побудові розмірних співвідношень на робочому місці необхідно враховувати анатомо-фізіологічні відмінності між чоловіками і жінками.
Робоче місце повинно забезпечувати можливість виконання трудових операцій в межах зони досяжності моторного поля. На малюнках № 26, 27 представлені зони розміщення органів управління в горизонтальній і вертикальній площині.
Малюнок № 26. Зони для виконання ручних операцій і розміщення органів управління: 1 - зона для розміщення найбільш важливих і дуже часто використовуваних органів управління (оптимальна зона моторного поля); 2 - зона для розміщення часто використовуваних органів управління (зона легкої досяжності моторного поля); 3 - зона для розміщення рідко використовуваних органів управління (зона досяжності моторного поля).
Малюнок № 27. Зони для виконання ручних операцій і розміщення органів управління у вертикальній площині: 1 - зона для розміщення дуже часто використовуваних і найбільш важливих органів управління (оптимальна зона моторного поля); 2 - зона для розміщення часто використовуваних органів управління (зона легкої досяжності моторного поля); 3-зона для розміщення рідко використовуваних органів управління (зона досяжності моторного поля).
При цьому, якщо виконується більше двох операцій в одну годину, робоче місце організовується так, щоб ці операції виконувалися в межах легкої досяжності і оптимальної зони моторного поля. Виконання робочих рухів в межах оптимальної зони значно знижує м'язову напругу.
При роботі стоячи висота робочої поверхні повинна вибиратися з урахуванням зростання працюючого і тяжкості праці. Тому бажано, щоб цю висоту можна було регулювати. У тому випадку, якщо висота робочої поверхні не регулюється, її приймають за спеціальною номограмі (Малюнок № 28) для працюючого, зростанням 1 м 80 см.
Малюнок № 28. Номограми залежностей від росту людини висоти розташування: а - робочої поверхні при важкій роботі (1), роботі середньої тяжкості (2), легкій роботі (3) і засобів відображення інформації (4) при роботі стоячи, б - робочого сидіння (1), простору для ніг (2), робочої поверхні при складальних роботах (3), при легких роботах (4), тонких роботах (5) і дуже тонких зорових роботах (6) при роботі сидячи.
Для працюючих меншого зростання потрібно передбачати регульовані по висоті підставки для ніг. Коли неможливо регулювати висоту робочої поверхні і висоту підставки для ніг, допускається проектувати і виготовляти обладнання з нерегульованими висотою робочої поверхні і висотою підставки для ніг. Числові значення висоти робочої поверхні визначаються по таблиці.