Наилучшая форма организации работ по проектированию достигается применением систем автоматизированного проектирования (САПР) – комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации и выполняющего автоматизированное проектирование.
В настоящее время разработаны основные положения теории и практики САПР, а также вопросы автоматизации проектирования в отдельных отраслях промышленности, в частности машиностроении, радиоэлектронике, микроэлектронике, вычислительной технике. Следует, однако, отметить, что вопросы конструирования рабочего места в большинстве научных публикаций (монографиях, учебных пособиях и статьях) практически не отражены, либо носят описательный характер [1].
Анализ современного состояния в области автоматизации конструкторских и дизайнерских работ показывает, что активно формируется мировой рынок коммерческих программных продук­тов, спрос на уже созданные системы огромен, в качестве примера можно привести САПР «ADAM», которая активно используется в 18 странах более чем 300 фирмами [1].
Различают следующие традиционные системы в автоматизированном проектировании рабочих мест: статические системы, кинематические системы, динамические системы (табл. 1).

Разновидности САПР	Возможности САПР	Разработанные модели
Статические системы	Позволяют наблюдать положение оператора на рабочем месте в разных позах. Используются для оп­ределения зон досягаемости и визуальной оценки степени удобства позы. Позволя­ют получать изображение оператора в проекции на три координат­ные плоскости. Дают возможность произвольно изменять размеры тела манекена-оператора на экране.	Модель системы BOEMAN
Кинематические системы	Позволяют генерировать на эк­ране и получать изображения движущегося оператора или опера­тора в разных позах.	Модель системы SAMMIE (сокращение от System for Aiding Man Machine Interaction Evaluating)
Динамические системы	Позволяют оценивать силы и мо­менты, требуемые для выполнения определенных движений. Определять моменты сил в суставах при выполнении опреде­ленных заданий (для этого в компьютер введены сведения о масс-инерционных характеристиках тела человека). Рабочая поза опе­ратора в этой системе может быть задана командой и затем уточ­нена при последующей работе.	Стандартные (основные) позы, вызываемые из меню в модели системы ADAM

В данной статье ставится задача возможности адаптации проектирования рабочих мест – типа «капсула» (минимального пространства) с учетом требований эргономики в проектировании и конструировании рабочих мест операторов горных машин (на примере ЭКГ). Установлено, что при проектировании объектов «капсульной» системы, необходимо, чтобы они отвечали не только всем заданным параметрам, но и были оптимальными по пространственным характеристикам и максимально комфортными, удобными и безопасными по эксплуатационным качествам рис. 1 [2].

Проанализировав существующие примеры использования «капсульной» системы, отметим, что данный подход приемлем в проектировании рабочего места машиниста экскаватора в силу габаритных размеров кабины и специфики компоновки самого экскаватора рис. 2, 3 [2, 3, 4].

Рис. 2. Кабина машиниста экскаватора ЭКГ- 5А: 2 – корпус кабины; 5 – оборудование кабины; 6 – пневмосистема; 7 – установка обогревателей	Рис. 3. Кабина машиниста экскаватора ЭКГ- 5А разработки компании «КАМПРА»

Поскольку антропометрические характеристики определяют соответствие размеров «изделия» к форме тела человека, к распределению массы его тела, учитывают размеры головы и кисти руки, то необходимо осуществить правильный выбор габаритов (пространственных характеристик) конструкции «капсулы» относительно анатомических особенностей человеческого тела. При этом учитываются не только собственно анатомические особенности, но и возможность движения с учетом рабочего положения, во время активного использования оборудования капсулы.
Нами разработана САПР, которая является эффективным инструментом для интерактивного проектирования рациональной компоновки рабочего места (РМ) оператора. Основные функциональные возможности разработанной системы: трехмерное моделирование рабочего места машиниста с компоновкой элементов и обеспечение информационного взаимодействия; моделирование манекена машиниста экскаватора с учетом основных антропометрических признаков человека, с возможностью настройки на индивидуальные антропометрические параметры того или иного оператора. При таком подходе оценка адекватности разрабатываемого проекта РМ осуществляется задолго до его воплощения в материале по следующим эргономическим критериям: обзорности внутреннего и внекабинного пространства; наличию не просматриваемых зон; степени досягаемости органов управления; освещенности рабочего пространства экскаватора рис. 4 [5, 6, 7, 8].

Рис. 4. Общий вид интерфейса разработанной системы

Диапазон решаемых задач разработанной САПР позволяет осуществить комплексный подход к применению ЭВМ и проектированию сложной системы «человек–экскаватор» с учетом требований эргономики.

1. Аруин А.С., Зациорский В.М. Эргономическая биомеханика. – М.: Машиностроение, 1988. – 256 с.
2. Колосова И.И., Шкиро Е.А. Эргономика минимальных пространств // Вестник ТГАСУ, 2011. – № 4. – С. 62 -77.
3. Великанов В.С. Разработка САПР рабочего места машиниста карьерного экскаватора // Промышленная безопасность и охрана труда: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – М.: изд-во «Горная книга», 2012. – ОВ №6. – С.70-82.
4. Шабанов А.А., Великанов В.С. Обзор исследований и перспективные направления в эргономическом обеспечении проектирования горных машин и комплексов // Вестник КузГТУ. – 2013. – № 6. С. 46-50.
5. Гуров М.Ю., Великанов В.С. Моделирование рабочего места оператора горной машины на основе антропометрических параметров // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2008. – № 2. – С. 72-77.
6. Исмагилов К.В., Великанов В.С. Проектирование  отечественных мехлопат с учетом требований рынка горной техники  и эргономических показателей // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2009. – № 2. – С. 30-32.
7. Валяев С.А., Великанов В.С. Моделирование рабочих мест операторов горных машин // Молодежь. Наука. Будущее: Сб. науч. тр. – Магнитогорск: изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2006. – С. 278-280.
8. Великанов В.С., Ильина Е.А. Система автоматизированного проектирования рабочего места машиниста карьерного гусеничного экскаватора: Свид. о государственной регистрации программы для ЭВМ 2012661208 Рос. Федерация. № 2012619216; заявл. 26.10.2012; опубл. 20.01.2013. Бюл. ОБПБТ 2013 №5 (82). С. 589.

Все статьи автора «Великанов Владимир Семенович»