(Arial, SIZE 28, Bold) [625056]

Pagină 1

UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA
FACULTATEA DE MECANICĂ
INGINERIA AUTOVEHICULELOR
SPECIALIZAREA AUTOVEHICULE RUTIERE

LUCRARE DE LICENȚĂ

Coordonator știintific: Prof.Dr.Ing. Ion Borozan

Absolvent: [anonimizat]
2020

Pagină 2
UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMISOARA
FACULTATEA DE MECANICĂ
INGINERIA AUTOVEHICULELOR
SPECIALIZAREA AUTOVEHICULE RUTIERE

Titlul lucrarii
(Arial, SIZE 28, Bold)

Coordonator știintific: Prof.Dr. Ing. Ion Borozan

Absolvent: [anonimizat]
2020

Pagină 3

Capitolul 1. Introducere în ergonomia autovehiculelor

1.1. Ergonomia în domeniul autovehiculelor

Proiectarea unui produs din domeniul automotive, cum ar fi o mașină sau un
camion, implică integrarea mai multor discipline (exemplu: design, inginerie
biomecanică, inginerie structurală, inginerie de fabricare, studiu de marketing, inginerie
ergonomică, inginerie electronică).Activitațiile de proiectare necesită o coordonare
complexă și simultan o considerație a mai multor necesități (exemplu: necesități ile
clienților, necesități funcționale din punct de vedere ingineresc, necesități economice,
necesități legale, necesități de fabricație), și un compromis între diferitele sisteme de pe
autovehicul. Sistemele nu trebuie doar să funcționeze bine, ele trebui e să satisfacă și
clienții care cumpără aceste produse.Domeniul ergonomiei și al factorului uman în
proiectarea produselor din domeniul automotive, implică lucrul cu multe echipe diferite
de proietare a autovehiculelor (exemplu: echipa de management, echip a de design
exterior, echipa de design interior, echipa de proiectare a panoului de instrumente,
echipa de proiectare a scaunului), pentru a asigura că toate cerințele și problemele
ergonomice sunt luate în considerare încă de la început și sunt remediate pentru a
acomoda nevoile utilizatorilor (șoferi, pasageri, personal implicat în asamblare, person al
de mentenanță, mecanici), în timp ce folosesc sau lucrează la autovehicul.

1.1.1. Ce este ergonomia ?

Ergonomia este știința multidisciplinară care studiază interacțiunea dintre oameni
și alte elemente ale unui sistem, precum și profesia care aplică teorii, principii, informații
și metode de design pentru optimizarea activității omului și performanțele sis temului din
care acesta face parte. (definiție adoptată în august 2000 de către consiliul director al
Asociației Internaționale de Ergonomie).Denumirea de ergonomie derivă din cuvintele
grecești ergon(=munca) și nomos (=reguli) pentru a exprima știința mun cii, dar se aplică
tuturor domeniilor de activitate. Ergonomia promovează o abordare holistică care ia în
considerare aspectele fizice, cognitive, sociale, organizaționale, de mediu și alți factori
importanți. Pentru aceasta, ergonomia integrează cunoștinț e dintr -o varietate de
discipline care includ: anatomia, fiziologia, igiena muncii, medicina muncii,
antropometria, științe tehnice, psihologie, sociologia, economie etc.

Pagină 4
Ergonomia fizică se referă la modul de raportare la activitatea fizică a
caracteristicilor anatomice, fiziologice și biomecanice ale omului. Domenii de studiu:
posturi de lucru, manipularea obiectelor, mișcări repetitive, tulburări musculoscheletale,
designul locului de muncă, sănătatea și securitatea în muncă.
Ergonomia cognitivă se referă la modul în care procesele mentale, cum ar fi
percepțiile, memoria, logica, răspunsurile motorii, influențează interacțiunile dintre
oameni și alte elemente ale unui sistem. Domenii de studiu: suprasolicitarea
neuropsihică, luarea deciziilor, obținerea performanței, interacțiunea om -calculator,
stresul la locul de muncă, pregătirea.
Ergonomia organizațională este ramura ergonomiei care se preocupă de
optimizarea sistemelor sociotehnice, incluzând structurile organizaționale, politicile și
procesele. Domenii de studiu: comunicarea, managementul resurselor, planificarea
muncii, stabilirea orarului de muncă, munca în echipă, ergonomia comunităților, noi
paradigme în muncă, organizații virtu ale, teleactivitatea, managementul calității.

1.1.2. Abordarea ergonomiei

Ergonomia implică ‘’adaptarea echipamentului la om ( utilizator )’’. Asta însemnând că
echipamentul trebuie proiectat pentru ca omul ( utilizatorul ), să poată folosi confortabil (natural)
echipamentul fără poziții, mișcări incomode.
Trebuie menționat că ergonomia nu se referă la adaptarea omului la echipament, ci a
echipamentului la om. În unele cazuri echipamentul este proiectat pentru a fi utilizat doar de
oameni cu anumite caracteristici ( ceea ce implică o strategie de selecție a personalului, ceea ce
înseamnă impunerea unor restricții asupra “tipului” de oameni care pot folosi echipamentul
respectiv ).

Ergonomia implică “proiectarea pentru majoritate’’ (pentru a asigura c ă majoritarea
utilizatorilor din populația pentru care a fost proiectat produsul îl pot folosi). Trebuie menționat
că dacă se folosesc alte strategii de proiectare, cum ar fi ‘’proiectarea pentru media populației’’
sau ‘’proiectarea pentru extremele popula ției’’, dar puțini indivizi din acea populație de
utilizatori vor găsi produsul ca fiind potrivit pentru ei. Astfel ‘’proiectarea pentru majoritate’’
implică asigurarea faptului că proiectanții cunosc populația de uilizatori pentru care produsul este
desti nat iar mai ales cunosc caracteristicile, capabilitățile și limitările indivizilor din acea
populație.

Un alt aspect important implică “omul ca și componentă de sistem’’. Asta înseamnă că
proiectantul trebuie să trateze omul ca o componentă a sistemului c are se proiectează. Procesul
de proiectare autovehiculului trebuie să implice considerații asupra următoarelor componente

Pagină 5
majore: (a) șofer/uilizator,
(b) autovehiculul, (c) mediul înconjurător (vezi figura 1). Caracteristicile tuturor
componentelor din sistem trebuie luate în considerare atunci când se proiectează
autovehiculul.

Proiectarea autovehiculului trebuie să implice nu numai proiectarea
componentelor fizice care se potrivesc și funcționează corespunzător, dar și asigurarea
că utilizatorul este considerat că fiind o componentă umană, iar caracteristicile
utilizatorului sunt măsurate și folosite în proiectarea autovehiculului – pentru a asigura că
autovehiculul respectă cerințele utilizatorului legate de confort, conveniență și siguranță.

Pagină 6
Trebuie menționat că în decursul proiectării unui produs fizic, inginerul proiectează
fiecare componentă a podusului acordând atenție tuturor proprietăților sale (dimensiuni,
material, duritate, culoare, suprafață și cum se potrivește și funcționează împreună cu
alte componente). Similar, atunci când omul este implicat ca și operator sau utilizator al
produsului (autoturism sau camion) toate caracteristicile umane relevante trebuie
studiate și folosite în proiectarea produsului.Astfel în proiectarea vehiculului, este
necesară o înțelegere amănunțită a populației de utilizatori cât și a mediului de operare
(care constă în drumuri, trafic, vreme și condiții de operare cum ar fi dimineață, zi,
seară, noapte) a autovehicul ului pentru a fi luat în considerare. Figura 1.1 arată că
atunci când un șofer/ utilizator operează un autovehicul într -un mediu de conducere,
inginerii în ergonomie trebuie să ia în considerare toate caracteristicile componentelor
din sistem și să evalue ze următoarele: (a) cum se va comporta șoferul/utilizatorul în
efectuarea unor sarcini diferite, (b) preferințele șoferului/utilizatorului atunci când
folosește produsul, (c) percepțiile dobândite în urma utilizării produsului cum ar fi
calitatea, emotile evocate de produs.

Șofer/utilizator Vehicul

Caracteristici
Capacități
Limitări

Sex/Mărime
Forma corpului
Spațiu
Sisteme
Subsisteme
Componente

Carosabil
Trafic
Vreme
Zi/Seara/Noapte

Performanță: Cât de bine, timlul de executare al sarcinii, erori
Preferințe: Este/nu este aprecian, mai mult/mai puțin ca(alt produs)
Percepție: Calitate, maiestrie, armonie, emoții, indicii de brand
Mediu
înconjurator
Țeluri Ergonomice:
Confort, conveniență, sigurantă,
minimizarea eforturilor fizice și a
celor mentale

Pagină 7

FIGURA 1.1 Considerațiile inginerului în ergonomie cu privire la caracteristicile șoferului,
vehiculului și a mediului înconjurator și relația acestora cu performanța șoferului, preferința si percepție.

Pentru rezolvarea diferi telor probleme apărute în decursul proiectării unui nou
produs din domeniul automtive, inginerul în automotive se bazează pe mai multe tipuri
de abordări. Figura 2 arată trei abordări pure sau de bază pentru a rezolva o problemă.

Abordarea cea mai puțin consumatoare de timp este exemplificată în mijlocul figurii
2. Folosește ‘’presupunerea’’ decidentului. Răspunsul ‘’presupus’’ nu este considerat în
general un răspuns obiectiv atunci când este comparat cu celelalte două abordări care
sunt: folosirea unui model sau realizarea unui experiment, exemplificate de asemenea
în Figura 1.2 .

Abordarea prin folosirea unui model exemplificat în partea stângă a figurii 2
presupune existența unui model bine dezvoltat și validat, iar acesta se poate folosi
pentru a încerca diferite combinații de valori și variabile pentru a ajunge la soluția cea mai
bună.

Abordarea experimentală este folosită atunci când un inginer în ergonomie
proiectează și desfășoară un experiment pentru a determina cea mai bună combinație
de variabile necesare pentru obținerea rezultatului dorit.

Pagină 8

Manipularea
modelului
și a rezultatelor Presupunere Model Căutarea și
selecția variabilelor Problema Variabile
de abstractizare

Soluție Aceptarea sau
respingerea
ipotezelor Experiment Ipoteze
FIGURA 1.2 Tipuri de abordări pentru rezolvarea problemelor.

Aparent abordarea prin ‘’presupunere ’’ este una periculoasă. Cu toate acestea, în
multe cazuri, este necesară o recomandare de proiectare foarte devreme în procesul de
proiectare (lucru care se întâmplă des în industrie – atunci când șeful vrea ca răspunsul
să-l aibe alaltăieri), inginerul î n ergonomie trebuie să dea cel mai bun răspuns pe care îl
poate face pe baza unei presupuneri.

Desigur, se presupune că inginerul în ergonomie se documentează înainte, ceea ce
implică pași cum ar fi: (a) analizarea problemei alături de schițe, desene sau machete
legate de acea problemă; (b) analizarea unor studii precedente; (c) consultarea altor
experți în ergonomie; (d) aplicarea unor modele deja existențe; (e) furnizarea celui mai
bun răspuns bazat pe presupunere, având totuși ipoteze specifice.

Soliditatea răspunsului bazat pe presupunere va depinde de nivelul de expertiză
deținut de decident și de nivelul de cunoștințe deținute în timpul luării deciziei.

Pagină 9
Dacă se dispune de mai mult timp, atunci consultarea unei literaturi adiționale,
analiza comparativă cu un produs similar dezvoltat de către competitori, analiza folosind
modele dezvoltate precedent poate să ajute atunci când o soluție este
propusă.Încorpo rat în procesul de gândire implicat în producerea unei soluții este o
foarte bună și veche metodă ștințifică. Această metodă este aplicată în toate domeniile
științei pentru dezvoltarea soluțiilor. Metoda ștințifică a fost găsită a fi o metodă foarte
eficientă atunci când vine vorba de rezolvarea problemelor ergonomice. Metodă stințifică
implică urmarea următorilor pași:

D= definirea problemei într -un sens larg
A= analiza tuturor variabilelor care pot afecta
performanța oamenilor M= mediul de găsire al soluțiilor
E= evaluarea
alternativelor S=
soluția de vănzare

Deoarece fiecare problemă întâmpinată de un inginer în ergonomie este în general
‘’noua’’, iar un model pentru prezicerea unor soluții nu există, abordarea experimentală
este cea mai bună. Cu toate acestea abordarea experimentală este în general foarte
consumatoare de timp cât și costisitoare. În realitate nici un experiment sau model nu
este complet (deoarece acestea implică folosirea doar câtorva variabile cheie și au o
validitate sau aplicab ilitate limitată), un inginer în ergonomie competent va folosi o
combinație unică a celor trei abordări exemplificate în fingura 2 pentru rezolvarea
fiecărei probleme în parte. În continuare trebuie subliniat că pentru rezolvarea multor
probleme de proiect are poate fi necesar un număr de iterații folosind combinații ale celor
trei abordări de mai sus și a altor variații cum ar fi analiza structurată alături de altă
echipă de experți.

1.1.3. Studii de cercetare în ergonomie

Majoritatea studiilor de cercetare din domeniul ergonomiei pot fi clasificate în trei
categorii:
Cercetare descriptivă: Acest tip de cercetare produce în general date
descrizând caracteristici umane ale unor populații diferite (măsuri antropometrice și
distribuția lor)
Cercetarea experimentală : Acest tip de cercetare implică în general realizarea
unor experimente pentru determinarea efectelor diferitelor combinații de variabile
independente sau anumitor reacții într -un mediu monitorizat și controlat .

Pagină
10
Cercetare de evaluare: Acest tip de cercetare implică compararea performanței
utilizatorilor (și/ sau preferința) în folosirea diferitelor designuri (sisteme ale
autovehiculelor cum ar fi care dinte cele patru modele de radio propuse ar fi cel mai bun
pentru a fi folosit și/sau preferat de către șoferi).

1.1.4. Responsabilitățile inginerului în ergonomie în proiectarea autovehiculului

Includerea inginerilor în ergonomie în echipa de dezvoltare al unui autovehicul este
în ziua de astăzi o practică acceptată în industria automobilelor.

Inginerii în ergonomie lucrează încă din primele stagii ale creației unui nou
autovehicul până în perioada când consumatorii folosesc autovehiculul, renunță la el și
sunt pregătiți să achiziționeze următorul autovehicul.

Sarcinile principale ale ingineului în ergonomie în decursul vieții autovehiculului sunt:
1. Să furnizeze la timpul potrivit echipei de proiectare datele ergonomice,
informația, rezultatele analizelor cât și a recomandărilor pentru luarea
deciziilor în ceea ce privește produsul.
2. Să aplice metode existențe, modele și proceduri ( ex: Societatea Inginerilor de
Automotive
și practicile companiei) pentru a adresa problemele ridicate în timpul procesului de
dezvoltare.
3. Să realizeze studii pentru a găsi soluti întrebărilor ridicate în timpul procesului de
dezvoltare.
4. Să evalueze concepte, schițe, desene, modele CAD, machete, prototipuri
mecanice, vehicule prototip, vehicule de producție create de fabricant și
competitorii lui.
5. Să participe î n colectarea datelor și în proiectare, cât și în cercetarea pieței
în ceea ce privește concepte noi cât și produsele existete pentru a fi luate ca
termen de comparație.
6. Să obțină, să revizuiască și să ia decizii în privința feedback -ului clienților
provenite din plângeri, garanții, cercetări de piață.
7. Să creeze un raport de tip scorecard în anumite puncte cheie din timpul procesului
de dezvoltare.
8. Să furnizeze consultații ergonomice membrilor echipei de dezvoltare.
9. Să execute sacini pe termen lung: cercetare, analiză.

Pagină
11

1.2. Istoria ergonomiei

1.2.1. Originea ergonomiei și a ingineriei uman – centrată

Istoria ergonomiei datează încă de pe timpul proiectării uneltelor fol osite de către
omul preistoric. Multe generații de familii au dobândit diferite meserii și au devenit
‘’meșteri’’. Anumite desing -uri care au fost funcționale continuă și în ziua de azi. Uneltele
nefolositoare nu au fost refăcute. Au fost făcute schimbări pentru a aduce îmbunătățiri
funcționale. Astfel când ne gândim la imbunătățiri asupra produselor viitoare, nu trebuie
să introducem schimbări de design doar de dragul schimbării. Ar trebui făcute schimbări
doar dacă pot fi dobândite îmbunătățirii funcționale.
1.2.2. Istoria erg onomiei în domeniul autovehiculelor

Câteva evenimente cheie apărute în istorie legate de aplicarea egonomiei în
domeniul automotive sunt prezentate mai jos:
1918: SAE a emis standardul J585 privind lămpile spate și standardul J587
privind sistemul de iluminare a plăcuțelor de înmatriculare.
1927: SAE a emis standardul J588 privind lampa de frână
1956: Ford Motor Company crează Departamentul de Inginerie Uman -Centrată
1965: SAE publică J941: Practici recomandate privind poziția ochilor
conducătorilor de vehicule cu motor.
1976: SAE publică J287: Practici recomandate privind controlul întinderii mâinii
șoferului. 1978: NHTSA a promulgat legea privind Câmpul Vizual în ceea ce
privește vehicule cu motor. 1986: Se promulgat legea care obligă toate
vehiculele să aibe o lampă de frână montată în partea centrală sus.
1997: Toyota lansează modelul ‘’Prius’’
1997: NHTSA publică un raport de investigație privind implicările în
materie de siguranță ale dispozitivelor wireless din autovehicule
2000: A fost introduse în SUA pedale ajustabile.
2000: NHTSA a găzduit primul forum pe internet privind
distragerea șoferilor. 2001: Au fost introduse faruri adaptive la
modelele de lux.
2007: Ford introduce ‘’sync’’ pentru a conecta telefoane mobile, iPods și alte sisteme
bazate pe USB. 2007: Au fost introduse sisteme de divertisment bazate pe display –
uri în tetiere pentru pasagerii din spate.
2010: Au fost introduse display -uri touch -screen de tip capacitiv

Pagină
12

1.3. Importanța ergonomiei

1.3.1. Caracterisicile produselor proiectate ergonomic, sisteme și procese

Dacă un podus (sau un sistem) este proiectat bine (corespunde cerințelor
ergonomice) este de așteptat să aibe anumite caracteristici:
1. Un produs proiectat ergonomic trebuie să se potrivească bine omului (ca un
costum care se potrivește bine). (Este de subliniat că un individ va folosi un costum care
se potrivește bine mult mai des decât un costum care nu se potrivește bine). Astfel
atunci când vine vremea să se înlocuiască un produs vechi, un client va cu mpăra
probabil o versiune mai nouă a aceluiași produs care se potrivește bine. Acest lucru
sugerează că produsele proiectate ergonomic vor fi probabil recumparate.
2. Un produs proiectat ergonomic poate fi folosit cu un minim de efort mental și/sau
fizic. Ast fel pe măsură ce utilizarea produsului crește, consumatorul va realiza ușurința,
confortabilitatea și trăsăturile conveniente și absența problemelor în timp ce folosește
produsul.

3. Un produs proiectat ergonomic este ușor de învățat. Produsele ușor de învățat
funcționează într -o manieră previzibilă.
4. Un produs cu probleme de utilizare, (absența ergonomiei) poate fi ușor
observat, de obicei după utilizare. Astfel caracteristicile ergonomice ale multor produse
nu se observă de obicei în showroom -uri unde clientul nu are oportunitatea de a folosi
produsul.
5. Produsele proiectate ergonomic sunt în general mai eficiente (productive) și mai
sigure.

1.3.2. De ce să aplicăm ergonomia

1. Crează produse, procese sau sisteme cu o funcționalitate superioară.
2. Se pot evita reproiectări costisitoare sau consumatoare de timp.
3. Exista mii de modalități pentru a proiecta un produs, dar nunumai cateva
dintre acestea sunt cu adevarat extraordinare.

Pagină
13

1.3.3. Ergonomia nu este simțul realității

1. Idei/soluții cu simț al realității sunt deseori greșite. Un proiectant a vrut să creeze
un panou de instrumente cu iluminare de culoare roșie pentru o nouă mașină sport.
Inginerul în ergonomie i -a reamintit că aproximativ 8 % dintre bărbați sunt discromați
când vine vorba de culoarea roșu. Proiectantul a spus, ‘’Dar armata aeriană folosește
panouri de instrumente iliminate cu roșu în avioane’’. Inginerul în ergonomie i-a reamintit
proiectantului ‘’ Persoanele discromate nu pot obține licență de pilotaj, dar o mașină
este un produs de larg consum, și nu ai vrea să enervezi acești bărbați când folosesc
autovehiculul. Dacă vrei roșu atunci adaugă puțin galben și fă -o portocaliu spre roșu
pentru ca cei care au această proble mă să poată citi panoul de instrumente.’’
2. Deciziile bazate pe cunoștințe sunt superioare deoarece minimizează
problemele de utilizare. Inginerul în ergonomie își aduce cunoștințele și datele despre
utilizatori într -un moment de început al procesuli de proi ectare.

1.4. O sc urtă privire de ansamblu asupra
caracteristicilor și capacităților umane

1.4.1. Capacități fizice

Aceste măsuratori sunt obținute cu ajutorul unor instrumente fizice ( benzi de
măsurare, rigle, cântare, aparate de măsurat forța).

1. Caracteristici antropometrice( care implică măsurareadimensiunilor
corpuluiuman). Măsuratorile făcute atunci când un subiect uman este staționar ( nu se
mișcă), se numesc dimensiuni ‘’statice’’, care se fac de obicei atunci când subiectul se
află în poziție verticală sau este așezat într -un scaun de măsurare antropometric (cu
trunchiul și partea de jos a membrelor inferioare în poziție verticală iar partea de sus a
membrelor inferioare în poziție orizontală). Dimensiunile corpului uman atunci când un
subiect se află în po ziție de lucru ( șezând în scaunul mașinii și efectuând o sarcină)
sunt numite dimensiuni antropometrice ‘’funcționale’’. Alte măsurători ale corpului uman
( și segmente de corp) cum ar fi zone de suprafața, volume, centre de greutate, greutate,
sunt consi derate că fiind parte din antropometrie ( știința dimensiunilor corpului uman).

2. Caracteristici biomecanice (abilitatea de a produce forțe și mișcări ale corpului).

Pagină
14
1.4.2. Capacități de procesare a informațiilor

Acestea sunt capacități mentale (cognitive) care implică colectarea datelor cu
ajutorul senzorilor (ochi, urechi, articulații, țesuturi vestibulare, etc.) și transmiterea
acestor informații către creier, amintirea informațiilor stocate în memorie, procesar ea
informațiilor pentru a lua o decizie (detectare, recunoaștere, comparare, selectare, etc)
și realizarea unei reacții ( acțiune motoare cum ar fi generarea unei mișcări sau un
răspuns verbal).

În general multe abilități umane se degradează pe măsură ce aceștia îmbătrânesc.
Degradarea abilităților umane este de aproximativ 5 -10 %/deceniu după aproximativ
vârsta de 25 ani. Prin exersare oamenii pot realiza sarcini complexe cu puțin sau deloc
efort conștient. Cu toate acestea oamenii nu sunt constanți și preciși în realizarea
sarcinilor, așa cum sunt mașinăriile. Astfel performanța oamenilor în realizarea sarcinilor
variază considerabil.

Variabilitatea aceluiași subiect care realizează aceeași sar cină se numește
‘’variabilitatea în -subiect’’, în timp ce ‘’ variabilitatea între -subiecți’’ este diferența între
diferiți subiecți care efectuează aceeași sarcină. Când se proiectează un autovehicul,
inginerul în ergonomie trebuie să se asigure că majorit atea utilizatorilor pot realiza
sarcinile legate de autovehicul.

Pagină
15
Capitolul 2. Antropometria corpului uman

2.1. Antropologia este știința care se ocupă de studiul originii, dezvoltării și
comportamentului fizic, social și cultural al omului.

Antropometria , ca subdomeniu în cadrul antropologiei, are ca obiect de activitate
studiul mărimilor fizice ale corpului uman, pentru utilizarea acestora în clasificarile și
comparațiile antropologice, precum și tehnicile corespunzătoare de măsurare. Stu diile
antropometrice au multiple utilizări: pentru evidențierea evoluției fizice în timp a omului,
în medicină, în biomecanică, în sport, prin anumiți parametrii de performanță, în
industria vestimentară, în ergonomie, în robotică etc. Cu ajutorul antropom etriei pot fi
relevate diferențele dintre indivizi și dintre grupurile de indivizi, ținând cont de vârstă,
sex, rasă, somatotip etc. Măsurătorile antropometrice pot fi de tip static și dinamic și ele
pot fi efectuate în mod direct, pe cadavru sau pe individul viu, sau în mod indirect, ca de
exemplu determinarea densității cu ajutorul tehnicii MRI. Ca și biomecanica,
antropometria utilizează plane, axe și poziții relative de măsurare, reprezentate în figurile
2.1, 2.2 si 2.3.

FIGURA 2.1

În figura 3, pozițiile relative ale punctelor sunt:
• A este proximal față de B;
• B este proximal față de C;
• A este proximal față de C;
• C este distal față de B;
• B este distal față de A;
• C este distal față de A

Pagină
16

FIGURA 2.2

FIGURA 2.3

Măsuratorile antropometrice statice țin cont de o multitudine de factori, precum:
vârsta, sexul, rasa, ocupația, perioada istorică, procentajul din interiorul grupului
specific de populație etc.

Pagină
17
(1) Ca mărimi antropometrice statice sunt:
• măsuri: înalțime (statură, talie), lungimi, lățimi, grosimi;
• distanțe între articulațiile segmentelor corpului;
• greutate (masă), volum, densitate (masă/volum);
• circumferință;
• contur: raze de curbură;
• centru de greutate;
• dimensiuni îmbracat față de dezbrăcat;
• dimensiuni în picioare față de șezând.

În biomecanică, câteva dintre mărimile antropometrice statice sunt mai importante,
datorită multitudinii de aplicații pe modele analizate în planele sagital și frontal: lungimile
segmentelor corpului, pozi țiile centrelor de masă segmentare, densitatea segmentară.
Când se studiază mișcările diferitelor segmente sau ale întregului corp uman și față de
planul transversal, atunci trebuie luate în considerare și celelalte mărimi antropometrice
statice corespunză toare.

2.2 Asemănarea geometrică

Pornind de la asemănarea geometrică a doua cuburi, reprezentate în figura 2.4,
pot fi scrise următoarele relații:

FIGURA 2.4

unde: l si L sunt lungimile laturilor celor două cuburi; a și A sunt ariile a două fețe
oarecare ale celor două cuburi; v si V sunt volumele celor două cuburi.

Pagină
18
Relația (1) ramâne adevărată pentru oricare două corpuri asemenea dar de
mărimi diferite, ca de exemplu cele reprezentate în figura 2.5:

FIGURA 2.5

În acest caz, rapoartele corespunzătoare a două segmente, arii sau volume
omoloage ramân identice cu relația (1).

Asemănarea geometrică poate fi aplicată în biomecanică și pentru alte caracteristici,
ca de exemplu:
• forța musculară – considerând aceasta forță ca fiind produsul dintre aria secțiunii
transversale musculare și tensiunea de tracțiune, respectiv
(2)
unde s = 5 ÷ 8 [daN/cm], tensiunea de tracțiune exercitată în condiții normale de un
mușchi la
un individ adult, atunci raportul a două astfel de forțe musculare, pentru mușchii
omologi a doi indivizi, este:

(3)

• masa segmentară sau a întregului corp – considerând masa ca fiind produsul
dintre volumul segmentului sau corpului și densitatea acestuia, atunci raportul maselor a
două segmente omoloage sau a doi indivizi este:

(4)

Pagină
19
Utilizând considerațiile de mai sus, forța musculară relativa a unui individ față de un
altul este:

(5)

de unde rezultă că pe masură ce individul are dimensiuni mai mari cu atât forța
musculară relativa la masa sa are valori mai mici. Pozițiile centrelor de masa se pot
determina fie ca valori (absolute sau procentuale) din lungimile segmentelor, pe baza
considerațiilor experimentale din literatura de specialitate, fie, pornind de la asemănarea
geometrică și având ca reper măsuratorile directe efectuate pe un cadavru, ca produs
dintre o mărime constantă (k) și distanța proximală sau distală a centrului de masă
măsurată pe model. În fig ura 2.6 sunt prezentate poziții generale ale centrului de masă.

FIGURA 2.6 Poziții generale ale centrului de masă

Pagină
20

În tabelul 1 sunt date valorile absolute din lungimea segmentelor pentru calculul
centrelor de masă.

Tabelul 1 Poziția centrelor de masă

Pagină
21
Lungimile segmentelor corpului uman, având ca repere de masură fie centrele
articulațiilor, fie capetele segmentare, se pot calcula funcție de înălțimea întregului corp.
În figura următoare este reprezentată o schemă generală de calcul pentru unele mărimi
(lungimi) segmentare.

La determinarea valorilor parametrilor antropometrici dinamici trebuie să se țina
cont de următoarele două principii:

• principiul estimării – conversia mărimilor statice în mărimi dinamice trebuie să
țina cont de observațiile experimentale: de exemplu, statura corpului în regim dinamic
este de aproximativ 97 % din înălțimea staturii statice, iar lungimea brațului în regim
dinamic poate atinge 120 % din lungimea statică a brațului);

• principiul însumării – întregul corp participă la determinarea valorilor parametrilor
antropometrici dinamici: de exemplu, la calculul lungimii brațului în regim dinamic se
însumează lungimea br ațului în regim static, mișcarea umărului, rotația parțială a
trunchiului și spatelui și mișcarea mâinii.

Pagină
22

Capitolul 4. Confortul și poziția corectă

4.1. Introducere

Postura optimă a corpului conducătorului auto șezând pe scaunul din
autovehicul, este influențată de caracteristicile constructive ale scaunul astfel încât să
constrângă corpul pentru ca forma coloanei vertebrale să se apropie cât mai mult de
forma anatomică ideală sau ergonomic optimă. Astfel în vederea conceperii, proiec tării
și construcției scaunelor din autovehicule, se propune să se pornească de la forma
anatomică ideală a coloanei vertebrale atât în plan sagital cât și în plan coronal (fig.
4.1).

FIGURA 4.1 Planele anatomice

Pentru a determina parametrii de proiectare a scaunelor din autovehicul este
necesar a se cunoaște forma analitică a coloanei vertebrale atât pentru planul sagital
cât și pentru planul coronal.

Pagină
23
4.2. Exprimarea analitică a formei coloanei vertebrale din plan sagital

Prin curba care exprimă forma coloanei vertebrale se înțelege linia continuă pe
care sunt situate centrele vertebrelor și ale discurilor intervertebrale vizibile în imaginile
radiologice de profil ale coloanei. Față de un sistem de referință cu axa Ox verticală
descendentă cu originea în punctul de tangență a acestei axe la curba care reprezintă
coloana toracică, iar axa Oy orizontală și orientată înainte, se propune următoarea
formulă cu doi parametrii A și m pentru a exprima matematic forma acestei zone a
coloanei vertebrale (fig. 4.1) pentru poziția erectă:

Mărimile L și Rsunt coordonatele x și y ale punctului L5 -S1 din figura 4.2, punct
care reprezintă extremitatea inferioară a zonei analizate din coloana vertebrală.
Coordonatele centrelor geometrice ale vertebrelor și ale discurilor intervertebrale ale
unei coloane vertebrale au fost folosite pentru a determina acele valori ale lui A și m
care permit reprezentarea optimă a curbei față de centrele măsurate. S -au obținut
valorile A=0.0034mm-1 și m=0.0074mm-1.
Diferențele dintre valorile y măsurate și cele calculate sunt mai mici decât 1,5 mm.
Influența parametrilor A și m este ilustrată în figura 4.3.
Cu ajutorul ecuației de mai sus se pot calcula curburile zonei din coloana
vertebrală analizată. De asemenea se poate determina forța critică pentru deformarea
coloanei considerată ca o bară omogenă.

FIGURA 4.2 Reprezentarea matematică a formei coloanei toraco -lombare în planul sagital

Pagină
24

FIGURA 4.3 Influența parametrilor A și m în repre zentarea matematică aformei coloanei
toraco -lombare.

FIGURA 4.4 Reprezentarea coloanei toraco -lombare în poziția șezând.

Pagină
25
4.3. Exprimarea analitică a formei coloanei vertebrale din plan sagital în
poziția șezând pe scaunul din autovehicul

Conform standardelor internaționale, poziția corectă a corpului în timpul șofatului,
se obține prin așezarea trunchiului, astfel încât unghiul dintre acesta și coapsă să
ajungă la 110° —120°. Răsturnarea bazinului vizibil redusă, va determina o curbură
lombară mai favorabilă. Dacă speteaza posedă o anexă mai rigidă pentru sprijin lombar,
poziția devine ergonomic optimă (fig. 4.5).
Expresia matematică a formei ergonomice a coloanei toraco -lombare, în poziția
șezând pe scaunul din autovehiculeste aceeași cu relația 3.1. Înclinarea coloanei toraco –
lombare și curburile specifice se obțin prin determinarea unor câmpuri de valori ai
parametrilor A și m în funcție de coordonatele punctuluiHP (Hip – Point). Punctul HP
reprezintă articulația coxo -femurală. Conform normei internaționale ISO 3958 – 1977,
caracteristicile geometrice ale postului de conducere se determină în funcție de punctul
HP. Aceasta stabilește o înfășurătoare a distanțelor maxime d e acțiune ale unei mâini a
șoferului așezat pe scaun, cu cealaltă mână pe volan și piciorul drept pe pedala de
accelerație, având montată o centură de siguranță cu trei puncte de prindere.
Acțiunea șoferului constă din ținerea cu trei degete a unui buton de comandă cu
diametrul de 25 mm, situat spre înainte față de șofer și manevrat pe orizontală. În figura
4.6 se pot urmări caracteristicile geometrice ale habitaclului în raport cu punctul HP.
Acestea se măsoară cu scaunul reglat în poziția normală de conducere cea mai coborâtă
și mai retrasă posibil, specificată de constructor. Toate celelalte reglaje ale scaunului
sau volanului se vor stabili, de asemenea, conform specificațiilor constructorului.

FIGURA 4.5 Poziția corectă a coloanei vertebrale în vehicul.

Pagină
26

FIGURA 4.6 Caracteristicile geometrice ale postului de conducere.

În funcție de coordonatele punctului HP se determină coordonatele punctului L5 –
S1 (parametrii L și R)corespunzătoare grupelor procentuale 5, 50 și 95 de măsuri
antropometrice.
Utilizând softul de calcul Mathcad se determină grafic forma coloanei toraco –
lombare în funcție de coordonatele punctului HP și dreapta ce conține acest punct și
care reprezintă înclinația coloanei conform normei internaționale IS O 3958 -1977.
Ecuația dreptei în sistemul de coordonate este:
incl(x)=tg(β)∙(x -x_HP )+y_HP (3.2)
Unde β reprezintă unghiul de înclinare față de poziția verticală și are valori cuprinse
între 20 și 30ș.

În figura 4.7 este reprezentată forma coloanei toraco -lombare în poziția șezând
pe scaunul din autovehicul. Valorile empiric determinate cu ajutorul softului de
calculMathcad, a parametrilor A și m pentru această poziție ergonomică în funcție de
unghiul β, sunt: A=0.45∙10-3 mm-1 și m=1.7∙10-3 mm-1, față de valorile A=0.4∙10-3 mm-
1 și m=1.6∙10-3 mm-1 ce corespund poziției șezând.

Pagină
27

FIGURA 4.7 Forma coloanei toraco -lombare în planul sagital în poziția șezând pe scaunul
din autovehicul conform relației 3.2.

Pagină
28
4.4. Exprimarea analitică a coloanei vertebrale în plan coronal

În plan coronal forma coloanei vertebrale poate fi exprimată matematic prin
ecuația unei drepte verticale. Centrele vertebrelor sun coliniare. Considerând un sistem
de referință ca în figura 4.8, ecuația dre ptei ce conține centrele vertebrelor se consideră
a fi x=0.

FIGURA 4.8 Coloana vertebrală în plan coronal raportată la sistemul de coordonate xOy.

Pagină
29
Punctul O, originea sistemului de coordonate, coincide cu punctul inferior al
coccisului. În cazul unei poziții șezând înclinat pe spate, cazul de interes șezând pe
scaunul unui autovehicul, coccisul se consideră a fi în contact cu suprafața scaunului.
Exprimarea analitică x=0 a formei coloanei vertebrale în plan coronal este valabilă
numai în cazul în care autovehiculul este în repaus față de calea de rulare sau calea de
rulare este continuu rectilinie, caz real imposibil. Datorită forței centrifuge ce acționează
asupra corpului uman în timpul rulării autovehiculului pe traiectorii curbilinii, corpul uman
își modifică postura în plan coronal pe direcția de acționare a forței centrifuge, pentru a –
și menține echilibrul în scaun. Astfel forma coloanei vertebrale se modifică în funcție de
viteza de rulare a autovehiculului și a razei curburii căii de rulare, determinând ca
exprimarea matematică a formei coloanei vertebrale în plan coronal în timpul șofatului,
să fie o lege de mișcare. Forma coloanei vertebrale este reprezentată de linia ce conține
centrele vertebrelor. Anatomic, forma și mișcările coloanei vertebrale sunt date de
mișcările relative de rotație dintre vertebre. Conform studiilor anatomice și de
cinematică asupra coloanei vertebrale umane, s -a ajuns la concluzia că centrul de
rotație dintre două vertebre învecinate poate fi considerat centrul discului intervertebral ce
leagă cele două vertebre. Astfel discul intervertebral poate fi considerat o articulație
sferică cu trei grade de libertate corespunzătoare rotațiilor după cele trei axe.
În figura 4.9 sunt reprezentate ca și exemplu, centrele vertebrelor L3 și L4 ca fiind
punctele notate cu CL3 și CL4, și centrele de rotație dintre vertebrele L2, L3, L4 și L5,
fiind notate cu CrL2 -L3, CrL3 -L4 și CrL4 -L5.

FIGURA 4.9 Centrele vertebrelor L3 și L4 (CL3 și CL4), și centrele de rotație dintre
vertebrele L2, L3, L4 și L5 (CrL2 -L3, CrL3 -L4 și CrL4 -L5).

Pagină
30
Considerând vertebrele ca fiind reprezentate în plan coronal de segmentele ce
unesc centrele de rotație, forma coloanei vertebrale poate fi dată de unghiurile αi dintre
aceste segmente.
În figura 4.10 este reprezentată zona lombară cu înclinație laterală în plan coronal.
Vertebrele L1, L2,
… L5 sunt reprezentate de segmentele CrT12 -L1CrL1 -L2, CrL1 -L2CrL2 -L3, CrL2 –
L3CrL3 -L4, … CrL4 – L5CrL5 -S1. Rotația relativă între două vertebre este dată de
unghiul αidintre segmentele ce reprezintă cele două vertebre.

FIGURA 4.10 Zona lombară cu segmentele ce reprezintă vertebrele L1, L2, … L5.

Legea de mișcare a coloanei vertebrale în plan coronal poate fi exprimată astfel ca
o funcție de viteza autovehiculului (va), raza curburii traiectoriei (rtr) și masa parții
superioare a corpului (mcs), funcție ce returnează valorile unghiurilor αi.

Pagină
31
Capitolul 5. Rolul inginerilor în ergonomie în procesul de
proiectare al autovehiculului

5.1 Introducere

În general proiectarea unui nou vehicul se realizează folosind abordarea sistemelor
inginerești, ceea ce implică crearea unor echipe de proiectare din cadrul mai multor
discipline. Echipele sunt plasate în aceeași clădire pentru ca aceștia să se poate întâlni
în mod formal iar în mod informal aceștia să poată comunica despre numeroase
probleme legate de interfețele variatelor sisteme și subsisteme din autovehicul. Inginerii
în ergonomie desemnați programului de dezvoltare al autovehi culului urmăresc toate
stagiile de dezvoltare a acestuia încă de la început, atunci când se concepe vehiculul
până când acesta este produs și folosit de către consumatori. În timpul fiecărui stagiu de
dezvoltare inginerii în ergonomie realizează un număr de sarcini pentru a asigura că
autovehiculul proiectat va fi perceput de către consumatori ca fiind superior din punct de
vedere ergonomic. În acest capitol vom revizui următoarele: (a) țelurile inginerului în
ergonomie; (b) metode utilizate pentru atinger ea țelurilor; (c) măsuri de evaluare folosite;
(d) responsabilitățile inginerului în ergonomie; (e) problemele și provocările acestora.

5.2. Sisteme de modelare care descriu procesul de
dezvoltare al autovehiculului

Figura 5.1 prezintă sistemul ingineresc de tip diagrama “V” (consultați Blanchard
and Fabrycky, 2006, pentru mai multe informații). Modelul arată fazele de bază ale
întregului proiect de dezvoltare al autovehiculului pe o axă orizontală, ceea ce
reprezintă timpul în luni înainte de ‘’Sarcina 1’’. ‘’Sarcina 1’’ în industria auto se referă la
evenimentul când prima mașină de producție iasă de pe linia de asamblare. Proiectul
(programul autovehiculului) începe în general cu multe luni înainte de ‘’Sarcina 1’’ (de
regulă 12 -48 de luni, depinzând de complexitatea programului).
În stagile premergătoare startului oficial al programului autovehiculului, activități
avansate de planificare a autovehiculul determină tipul autovehiculului ( stilul caroseriei,
motopropulsorul, caracteristici de performanță, mărimea autovehiculului, numărul de
ocupanți, masa maximă autorizată, piața de desfășurare, o listă de autovehicule de
referință pe care noul vehicul îl va înlocui/va concura împotriva lui. Un grup redus de
ingineri și designeri din cadrul grupului avansat de proiectare este selectat și însărcinat
să genereze câteva concepte premergătoare ale autovehuculului pentru a înțelege
provocările inginerești și de proiectare. Se dezvoltă un plan de marketing care include
predicții ale volumului de vânzări, durata de viață al autovehiculului, planificarea

Pagină
32
echipamentelor și fabricilor, planificarea forței de muncă și planificarea bugetului (
incluzând costurile estimate, capitalul necesar, câștigurile prezise) și sunt prezentate
consiliului odată cu celelalte programe de autovehicule planificate de companie ( pentru
a ilustra cum se încadrează programul propus în strategia generală a companiei).
Programul de dezvoltare al unui autovehicul, în majoritatea companiilo r auto, începe
oficial după aprobarea planului și strategiei de către managementul companiei.
Aprobarea programului este considerată a începe cu x luni înainte de “sarcina 1”
prezentată în figură 5.1.

FIGURA 5.1 Sistemul ingineresc de tip diagrama “V”.

t= – x luni Sarcina 1, t = 0
Conceptul
Vehiculului Timp ( t)
Cerințele vehiculului
Cerințele
Sistemelor Vehiculul
asamblat
Sisteme
Cerințele Sisteme
asamblate
Proiectare
și
inginerie Subsistemelor
Subsisteme
Subsisteme asamblate Verificare,
fabricare,
și asamblare
Componente

Pagină
33

Înainte de x luni, managerul programului de dezvoltare este ales, cât și fiecare
grup funcțional (cum ar fi inginerii de design, inginerii de caroserie, inginerii de sașiu,
inginerii care se ocupă de motopropulsor, inginerii care se ocupă de electrică, inginerii
care se ocupă ce controlul climatic, inginerii în ergonomie, inginerii care se ocupă de
fabricație, etc). Personalul este grupat în echipe, iar echipele sunt organizate pentru a
dezvolta și proiecta diferite sisteme și subsisteme ale autovehiculului.

Figura 5.1 prezintă sarcinile majore după ce s -a format echipa, sarcini pe care
aceasta trebuie să le execute atunci când se concepe produsul. În această etapă,
proiectanții (proiectanții industriali ) și inginerii colaborează cu diverse echipe pentru a
crea conceptul produsului, ceea ce implică: (a) crearea schițelor și a modelelor asistate
de programe pe calculator (CAD) ale autovehiculului propus ; (b) crearea unui model 3D
al autovehiculului și a unor videoclipuri ale vehiculului (generate cu tot cu culori, umbre,
reflexi și texturi); (c) crearea suprafeței interioare sub forma de macheta, ca re este
realizată la scară reală. Imaginile și/sau modelele propuse sunt prezentete potențialilor
cumpărători în cadrul sondajelor cât și managementului companiei. Feedback -ul
acestora este folosit pentru a rafina în continuare produsul.

Pe parcurs ce co nceptul este dezvoltat, fiecare echipă de proiectare decide asupra
fiecărui sistem al autovehiculului care poate fi configurat pentru a fi inculs în spațiul
acestuia și cum fiecare sistem poate fi conceput pentru a lucra împreună cu alte sisteme,
pentru a îndeplini toate aspectele funcționale și ergonomice ale autovehiculului. Acesta
etapă este prezentată în figura 5.1 sub denumirea de ‘’Sisteme’’. Pe măsură ce
sistemele sunt proiectate, următoarele etape implică o proiectare mai detaliată, și
anume, proie ctarea subsistemelor fiecărui sistem și a componentelor din cadrul fiecărui
subsistem.

Aceste faze sunt prezentate în figură 5.1 sub denumirea de ‘’Subsisteme’’ și
‘’Componente’’. Etapele de mai sus formează partea din stânga a diagramei ‘’V’’ și astfel
ne arată timpul și activitățile în proiectare și inginerie.

Pagină
34
Partea din dreapta a diagramei “V”, urmărind de jos în sus, implică testarea,
asamblarea și verificarea unde componentele sunt fabricate individual și testate pentru a
asigura că acestea își îndeplinesc caracteristicile funcționale. Componentele sunt
asamblate pentru a forma subsisteme care sunt testate pentru a asigura că își
îndeplinesc specificațiile funcționale. În mod similar subsistemele sunt asamblate în
sisteme și în final sistemele sunt asamblate pentru a crea autovehiculul. În fiecare
etapă, ansamblele corespunzătoare fiecărei etape sunt testate pentru a asigura că
îndeplinesc cerințele necesare (ansamblele sunt verificate). Aceste cerințe sunt
reprezentate din diagrama “ V” pe orizontală cuprinsă între partea din stânga și partea
din dreapta a diagramei. Inginerii în ergonomie desemnați programului trebuie ca în
decursul fiecărei etape să evalueze în mod continuu designul autovehiculului pentru a
asigura că utilizatorii se pot acomoda și că îl vor putea utiliza în condițiile pentru care
acesta a fost conceput.

5.3. Evaluarea autovehiculului

5.3.1. Țelurile inginerilor în ergonomie

Principalele țeluri ale inginerilor în ergonomie sunt acelea de a lucra împreună cu
echipa de proiectare a autovehiculului pentru a produce autovehicule superioare din
punct de vedere ergonomic. Câteva criterii care pot fi folosite pentru a crea un
autovehicul superior din punct de vedere ergonomic sunt:
• Cel mai bun autovehicul din clasă ( produsul va fi perceput de către
utilizatori ca fiind cel mai bun din clasa de vehicule din care acesta face parte)
• x procente mai bun decat celelalte produse din clasă ( ex: toate
componentele legate de interfața vehiculului trebuie să fie cu cel puțin 10 % mai
bune decât cele de pe alte vehicule de referință)
• Toate cerințele ergonomice și standardele respective trebuie obținute de către
vehicul.
• Trebuie îndeplinite înca din primele stagii țelurile privind acomodarea utilizatorilor la
vehicul.
• Trebuie asigurat un număr minim de atribute cum ar fi usurința de a învăța,
de a găsi comenzile, de a naviga sistemele autovehiculului.

5.3.2. Măsuri de evaluare

Următoarele măsuri pot fi folosite pentru a evalua autovehiculul:
• Trebuie dobândite anumite procente ergonomice de referință din cadrul
fiecărei categorii de evaluare (acomodarea șoferului, câmp de vizibilitate, usurința

Pagină
35
de a ieși ți a intra din autovehicul, folosirea obiectelor de exterior)
• Suma cerințelor ergonomice din fiecare categorie pe care autovehiculul le
îndeplinește.
• Măsuri obiective: procentul de utilizatori care pot indeplini anumite sarcini în
autovehicul.
• Măsuri subiective: spre ex: procentul de utilizatori satisfâcuți de autovehicul;
procentul de utilizatori cărora le -a plăcut autovehiculul; procentul de facilități care
satisfac utilizatorii; procentul de utilizatori cărora le -a plăcut fiecare caracteristică
în parte ( control, display, usurința de a accesa comenzile).

5.3.3. Ustensile, metode și tehnologi

În cadrul procesului de dezvoltare se folosesc un numar divers de ustensile,
metode și tehnologi pentru a evalua sistemele autovehiculului. Aceste ustensile și
metode includ :
• Compararea cu autovehicule existente pentru a înțelege diferite probleme de
design și ergonomie
• Dezvoltarea calității: reprezintă înțelegerea nevoilor clienților și
translatarea lor în specificații funcționale folosind tehnici de dezvoltare al
calității
• Lista care cuprinde cerințe ergonomice și standarde de design
• Folosirea machetelor: spre exemplu machete fizice, machete generate de
calculator.
• Analiza sarcinilor, cum ar fi analiza cost-beneficiu
• Studii desfășurate atât în laborator cât și pe teren folos ind metode de
observare, comunicare și experimentare (prototipuri, simulatoare)

5.4. Responsabilitățile inginerului în ergonomie

• Să furnizeze echipei de proiectare cerințele ergonomice necesare, date,
informați, rezultate provenite din analize și cercetări experimentale, cât și
recomandări pentru produs către decidenți ( echipe, manageri, ingineri,
managementul superior)
• Să aplice metode/ modele/proceduri existente în Societatea de Ingineri în
Autovehicule.
• Să realizeze studii, experimente pentru a găsi soluți la problemele apărute
atunci când sunt suficiente informații.
• Să evalueze produsul, conceptele, schițele, mahetele, modelele CAD,
prototipurile, autovehicule de producție și compozitorii

Pagină
36
• Să obțină, să revizuiască și să acționeze asupra informaților provenite
din feedback -ul clienților (plângeri, garanți, chestionare, inspecții, reviste de
specialitate, presă) pentru a îmbunătăți produsul.
• Să pregatească produsul privind punctele forte, slăbiciunile, recomandările
ergonomice.
• Să furnizeze consultații ergonomice în cadrul dezvoltării privind diverse probleme.
• Pe termen lung, să realizeze cercetări, să transpună rezultatele cercetării
în sugesti și să dezvolte ustensile de design pentru a fi aplicate în programe de
proiectare.

Pagină
37

5.4.1. Păși ergonomici din cadrul procesului de dezvoltare al vehiculului

Majoritatea companiilor auto au un proces ergonomic bine dezvoltat care este
sincronizat cu planul de dezvoltare general. Astfel inginerii în ergonomie care asistă
trebuie să înțeleagă că procesul de proiectare al unui autovehicul este structurat în
etape, cum ar fi munca efectuată în fiecare etapă, arii funcionale implicate în fiecare
etapă, structura echipei, oameni și metode implicate în efectuarea fiecărei sarcini,
metode de comunicare între echipe, revizuirea de către managementul companiei și
procesul de aprobare.

În general programul de dezvoltare începe cu clienții și se încheie cu clienții. În
etapele de început, chiar înainte ca planul de dezvoltare să fie creat, nevoile
consumatorilor sunt culese și înțelese de către echipa de dezvoltare al produsului și de
către echipa de proiectare.

După “Sarcina 1” feedback -ul consumatorilor este continuu cules și revizuit pentru
a îmbunătăți produsul prin eliminarea defectelor și pr in planificarea unor schimbări
viitoare legate de produs. Astfel procesul de dezvoltare implică următoarele etape
majore, multe dintre acestea fiind executate în paralel:

• Clienți (cunoasterea clienților și a nevoilor lor)
• Planificarea produsului
• Design
• Inginerie detaliată
• Prototipuri, teste
• Proiectarea ustensilelor și echipamentelor
• Proiectarea și constructia fabricii
• Producția autovehiculelor
• Clienți (culegerea feedback -ului după utilizarea produsului)

Pagină
38

5.4.2. Pași din cadrul procesului de design

1. Întelegerea nevoilor consumatorilor și translatrea lor în cerințele de design ale
autovehiculului:
• Revizuirea cerințelor produsului ( care descrie specificațile și trăsăturile
produsului propus). Studiul unui nou program de dezvoltare al produsului.
Predicția problemelor ergonomice. Studiul datelor provenite din feedback -ul
clienților.
• Studiul și înțelegerea segmentului de piață.
• Compararea cu alte produse curente.
• Identificarea consumatorilor, a caracteristicilor, capacităților și limitărilor acestora.
• Determinarea dorințelor consumatorilor.
• Translatarea dorințelor consumatorilor în atribute și specificații ale produsului.
• Cascadarea specificațiilor vehiculului în nivele ale sistemului, subsistemului și
componentelor.
• Evaluarea compromisurilor între diferite atribute ale produsului.
• Realizarea de studii ale pieței.

2. Cunoașterea comunicării între diferite echipe:
• Învățarea structurii echipei (colocată, dedicată, multidisciplinară), nivelele
echipei, ședințelor și procedurilor pentru rezolvarea problemelor.
• Implementarea ingineriei simultane/concurente
• Furnizarea informațiilor legate de atributele vehicului pentru satisfacerea clienților.
• Înțelegerea sistemelor, subsistemelor, componentelor și a interfaței vehiculului
• Implementarea în managementu lui programului a sistemului de inginerie de tip
diagrama “V”
• Divizarea autovehicului în mai multe module/părți și în expertiza funcțională

Pagină
39
3. Revizuirea conceptelor inițiale ale produsului
• Revizuirea schițelor exterioare inițiale și a modelelor 3D(consultați figurile
5.2, 5.3 și 5.4,), vehiculul reprezentat în figuri este un vehicul dezvoltat de către
echipa de studenți din cadrul Universitati Michigan -Dearborn [Shulze, 2007]
pentru a rezolv a problemele legate de intrare/ ieșire, distanță între plafon și cap,
câmpul de vedere (obstrucționarea vizibilității de către stâlpi, parbriz și lunetă),
plasarea luminilor exterioare, decupajele caroseriei (definirea ușilor și a panourilor
exterioare), p lasarea capacului de alimentare cu combustibil, deschiderea
portbagajului, etc.

FIGURA 5.2 Schițe laterale ale unui design alternativ al unui SUV

Pagină
40

FIGURA 5.3 Vedere exterioară detaliată a conceptului SUV

FIGURA 5.4 Model 3D generat de calculator detaliat cu suprafețe, umbre și reflexie.

Pagină
41
4. Etape posibile după selectarea conceptului vehiculului care a fost selectat pentru
producție:
• Verificarea normelor SAE legate de poziționarea scaunului, vizibilitate prin
volanul vehiculului, plasarea comenzilor, iluminare exterioare etc.
• Analiza obiectelor și problemelor legate de diverse moduri de a intrebuința vehiculul
• Efectuarea unor studi pentru a evalua probleme speciale ( evaluarea reflexilor
interioare nedorite, intrarea/i eșirea din autovehicul, obstrucționări datorate
stâlpilor, operarea sistemului de navigare, sistemului de divertisment, probleme
legate de iluminatul exterior etc)
• Evaluarea prototipului și a pieselor acestuia
• Furnizarea unor evaluări asupra comenzilor, di splay -urilor, câmpului de vizibilitate,
etc

5.4.3 Compromisuri în procesul de proiectare

În decursul întregului proces de proiectare al unui produs din domeniul auto,
proiectanții și inginerii se confruntă continuu cu probleme de compromis între diferite
trăsături ale vehiculului pentru a atinge cerințele de design. Spre exemplu proiectanții și-
ar dori un parbriz foarte înclinat din motive de design și de aerodinamică. Dar sticla
folosită pentru parbriz, modelul ștergătoarelor și echipa care se ocupă de controlul
climatului ar avea o sarcină mai dificilă deoarece un astfel de parbriz necesită o sticlă
mai lungă (mare) datorită înălțimii ridicate, ștergătoare mai lungi, motoare pentru
ștergătoare mai puternice, instalație de aer condiționat cu o capacitate mai mare (
datorită unei cantități de căldură mai mare provenită de la soare prin parbriz).
Inginerul care se ocupă de fabricarea sticlei va trebui să facă sticla parbrizului mai
groasă pentru a menține rigiditatea parbrizului. Un parbriz mai gros va diminua lumina
care trece prin acesta care la rândul ei va reduce vizibilitatea în timpul unei conduceri de
noapte. Un astfel de parbriz ar putea să reducă și spațiul dintre capul șoferului și plafon,
ceea ce ar putea forța șoferul și pasagerul din față să își aplece capul și trunchiul. Astfel
se concluzionează că o asemenea schimbare de design se va cascada într -o serie de
alte schimbări care vor afecta alte sisteme ale vehiculului.

5.4.4 Probleme și provocari

Inginerii în ergonomie sunt puși în fața multor probleme și provocări pe parcursul
procesului de proiectare al unui autovehicul. Unele dificultăți majore legate de
probleme și provocări sunt următoarele:
• Lipsa unor date suficiente (modificări și evoluții constante ale design -ului și

Pagină
42
lipsa unordetalii de design) în timpul etapelor de proiectare.
• Un timp insuficient și un numar insuficient de resurse pentru a putea
cerceta problemele în mod amănunțit.
• Nevoia de a lua în calcul mulți utilizatori, tipuri de utilizare, nevoi și așteptări (
este dificil să se studieze multe probleme, să se prioritizeze greutățile
(masele), etc).
• Competiție puternică.
• Nivelul ridicat de costuri al studiilor de cercetare
• Dificultatea de a prezice designuri viitoare și tehnologi viitoare.
• Dificultatea de a prezice viitoarele planuri și strategii ale competitorilor.
• Nevoia de a cunoaste limita de aplicare a ustensilelor, echipamentelor, procedurilor
etc.

• O înțelegere insuficientă între diferite compromisuri ale atributelor vehiculului.

Multe dintre provocările de mai sus pot fi depășite printr -o continuă dezvoltare
ergonomică în cadrul companiei, o continuă comunicare între departamentele de
ergonomie legate de diverse proiecte care se desfășoară și care sunt executate de
diferite echipe de proiectare, planificarea unor ce rcetări viitoare și participarea la
mitinguri și conferințe unde metode de cercetare ergonomice și studii sunt prezentate.

Pagină
43
Posibile afecțiuni medicale datorate unei posturi incorecte din punct de
vedere ergonomic

1. Boala artrozică este un grup heterogen de afecțiuni care evoluează cu
manifestari articulare datorate alterării integrității cartilajului și modificării consecutive ale
osului subcondral. Artrozele afectează în special articulațiile și/vertebrele caracterizate
prin leziuni degenerative ale cartilajului hialin. Clinic se manifestă prin dureri, deformări și
limitarea mișcărilor articulației. Factori locali implicați sunt: traumatisme articulare,
anomali de statică,afectarea musculaturii periarticulare, suprasolicitari repetate.
Principalele simptome sunt: durerea articulară, reducerea mobilității, redoare
articulară de activitate. Cauzele durerii în artroză:
• neinflamatoare -osoase, musculare, centrale
• inflamatoare – sinovită, tenosinovită

Pagină
44
2. Durerea lombară joasă este definită ca fiind durerea și disconfortul resimțite la
nivel lombar, cu sau fără durere la nivelul membrelor inferioare. Durerea lombară joasă
reprezintă o problemă de sănătate publică fiind o cauza frecventă de incapacitate de
muncă la adulții tineri și de vârstă medie, aproximativ 80 -85% din populație dezvoltând
cel puin un episod de durere lombară.

Principalele cauze ale durerii lombare:
• Degenerative și mecanice (foarte frecvente) -anomali posturale, boală artrozică,
spondiloliza
• osoase – fracturi ve rtebrale osteoporotice
• Inflamatorii -spondilită anchilozantă
Pentru apariția durerii lombare joase principali factori de risc sunt: acțiuni
frecvente de flexie, ridicare greutăți, menținerea unei poziții timp îndelungat, tulburări de
statică, muncă fizică g rea, vibrații, acțiuni repetitive.

Durerea lombară este considerată acută dacă episodul durează mai puțin de 6
săptămâni, subacută durează între 6 -12 săptămâni și cronică dacă durează mai mult de
12 săptămâni.

Examenul fizic evidențiază: anomali posturale, contractura musculaturii
paravertebrale, mers cu tendința de anteflexie, limitarea flexiei anterioare a trunchiului și
limitarea dureroasă a extensiei coloane lombare.

Pagină
45
3. Periartrita scapulo -humerală este o afecțiune caracterizată prin dureri
provocate de o inflamație a țesuturilor din vecinătatea articulației umărului. Manifestările
clinice sunt: durerea, limitarea marcată a mișcărilor, puncte dureroase ale umărului

Faze evolutive ale periartritei scapulo -humerală:
• umăr dureros si mplu – mișcări limitate
• umăr dureros mixt – limitare
• umăr blocat
• umăr pseudoparalitic -ruptură

Evoluția umărului dureros simplu, fiind cea mai întâlnită formă cunoscută și sub
numele de periartrită dureroasă simplă neanchilozanta, este favorabilă, vindecarea
producându -se în câteva săptămâni sau ce mult câteva luni fie spontan fie în urmă
tratamentului. În lipsa unui tratament adecvat sau în lipsa încetării factorului cauzal,
blocajul umărului poate persista câteva luni.

Pagină
46
4. Spondiloza
Sunt afec tate de procesul artrozic articulațiile disco -vertebrale și interapofizare, cu
lezări și hernieri ale discului intervertebral. Durerea poate fi însoțită de simptome de
compresie a rădăcinilor nervoase sau de compresie medulară, contractura musculaturii
paravertebrale .

Cele mai importante cauze ale spondilozei cervicale sunt:
• Procesul de uzură
• tulburarile de statică
• afecțiunile inflamatori
• surmenajul profesional și sportiv
• malformații congenitale

Cervicalgia cronică poate fi cefalică -prezența în leziuni ale coloanei cervicale
superioare și interscapulara – prezența când leziunea interesează segmentul inferior.
Cervicalgia acută și torticolis acut, durerea poate iradia ocular, auricular sau facial.
Torticolisul acut se definește printr -o înclinare laterală a capului involuntară, dureroasă
cu apariție brutală, cu blocarea mișcărilor de rotație și lateroflexie. Se manifestă printr -o
contractură a mușchilor gâtului unilaterală.
Cefalea cervicală – Formă occipitală se caracterizează prin dureri intense în
regiunea occipitală cu iradiere în creștetul capului.
Migrena cervicală se caracterizează prin cefalee, tulburări oculare și
neurovegetative.

Pagină
47
5. Gonartroza
Cei mai frecvenți factori de risc sunt obezitatea, deviațile axiale, traumatismele și
viciile de postură. Durerea este provocată de sprijinul unipodal, urcatul și coborâtul
scărilor, mers și flexie timp îndelungat. Se evidentiază deformări articulare, cracmente și
crepitații, hipotrofie musculară și instabilitate.

Durerea la nivelul articulației genunchiului este frecventă în cazul poziției la volan
incorecta datorită timpului îndelungat nemodificării unghiului cât și lipsa intinderii
genunchiului.

Pagină
48
Subiectul I – înăltime: 1,83 cm

Poziția de confort: Bună
Măsurători efectuate: Unghiurile dintre membrele superioare, cele inferioare și trunchi.

Unghiul
[°] Nivelul de confort – Bun
Valori măsurate Valori recomandate Încadrare
α – unghiul dintre tibie și picior 80 – 92
β – unghiul dintre tibie și femur 85 – 101
γ – unghiul dintre femur și trunchi 89 – 101
δ – unghiul dintre trunchi si braț 42 – 52
ε – unghiul dintre braș si antebraț 132 – 152

Notă: – se încadrează în valorile ergonomice recomandate
– nu se încadrează în valorile ergonomice recomandate

Pagină
49
Subiectul I – înăltime: 1,83 cm

Poziția de confort: Mulțumitoare
Măsurători efectuate: Unghiurile dintre membrele superioare, cele inferioare și trunchi.

Unghiul
[°] Nivelul de confort – Mulțumitor
Valori măsurate Valori recomandate Încadrare
α – unghiul dintre tibie și picior 80 – 92
β – unghiul dintre tibie și femur 85 – 101
γ – unghiul dintre femur și trunchi 89 – 101
δ – unghiul dintre trunchi si braț 42 – 52
ε – unghiul dintre braș si antebraț 135 – 152

Notă: – se încadrează în valorile ergonomice recomandate
– nu se încadrează în valorile ergonomice recomandate

Pagină
50
Subiectul I – înăltime: 1,83 cm

Poziția de confort: Satisfăcătoare
Măsurători efectuate: Unghiurile dintre membrele superioare, cele inferioare și trunchi.

Unghiul
[°] Nivelul de confort – Satisfăcător
Valori măsurate Valori recomandate Încadrare
α – unghiul dintre tibie și picior 80 – 92
β – unghiul dintre tibie și femur 85 – 101
γ – unghiul dintre femur și trunchi 89 – 101
δ – unghiul dintre trunchi si braț 42 – 52
ε – unghiul dintre braș si antebraț 135 – 152

Notă: – se încadrează în valorile ergonomice recomandate
– nu se încadrează în valorile ergonomice recomandat

Pagină
51
Concluzii

Procesul de dezvoltare al unui produs se desfășoară rareori fără dificultăți datorită
multor neclarități care implică sute de interfețe între multe sisteme ale autovehiculului și
datorită timpului scurt al programului. În cadrul multor companii auto, mul ți experți în
ergonomie sunt în general disponibili pentru a ghida inginerii ergonomici care lucrează
în acele echipe.

În mod adițional procesul ergonomic și ustensilele folosite în dezvoltarea
produsului sunt foarte bine documentate. O bază de date l argă a unor cercetări
precedente, literaturi și cărți de referință sunt păstrate în interiorul departamentelor de
ergonomie.

Informațile disponibile sunt de asemenea pe website -uri interne ale multor
compani auto și incorporate în multe programe de proie ctare cât și în ustensilele de
analiză folosite în inginerie.