3-2. PROJEKTOWANIE ERGONOMICZNE

dr inz. Jerzy Slowikowski

3-2.4. Ergonomia a zmiana - sfery oddzialywania ergonomii

3-2.4.1. Uklad czlowiek-maszyna jako obiekt projektowania

Do wykonania okreslonej pracy czlowiek posluguje sie obiektem technicznym tworzac z
nim, w pojeciu cybernetycznym, uklad: czlowiek - obiekt techniczny (rys. 3-1). Uklad
ten sklada sie z dwóch czlonów: biologicznego (czlowiek) i technicznego (maszyna), z
ich wzajemnymi relacjami (sprzezeniami), z których najistotniejsza jest relacja
ujemnego („regulacyjnego”) sprzezenia zwrotnego, powodujaca korygowanie przez
czlowieka calej dzialalnosci ukladu z pozadanym skutkiem.

Rys. 3-1. Uklad czlowiek-maszyna

Projektujac uklad nalezy pamietac, ze czlon biologiczny - czlowiek, charakteryzuje sie
nadanymi przez przyrode a opisanymi przez ergonomie i nauki towarzyszace - cechami i
mozliwosciami. Sa one w okreslonych, waskich granicach tolerancji stale i nie mozna ich
zmienic. To ten drugi czlon ukladu - maszyna - dostosowywany jest do czlowieka w
procesie projektowania ergonomicznego. Projektant projektuje wiec de facto relacje
zachodzace miedzy czlonami ukladu, tak aby przepustowosc „wejscia” maszyny (tj. jej
systemów sterujacych) byla dostosowana do przepustowosci „wyjscia” motorycznego
czlowieka, a przepustowosc „wyjscia” maszyny (tj. systemów informacyjnych) nie byla
wieksza anizeli przepustowosc „wejscia” sensorycznego czlowieka. W przypadku
systemów pracy

[5]

, którymi specjalista ds. bezpieczenstwa i higieny pracy jest

profesjonalnie zainteresowany - projektowaniu takiemu podlegaja nastepujace typy
ukladów (nazwane wg nazwy ich czlonu technicznego):

narzedzie reczne
stanowisko pracy
maszyny
systemy informacyjne.

W kazdym z nich relacje w ukladzie charakteryzuja sie inna dominanta problematyki
ergonomicznej.

M3-2

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Strona 1

3-2.4.1.1. Dzialalnosc badawcza - ergonomia jako zródlo danych o cechach

czlowieka

Do poprawnego zaprojektowania ukladu: czlowiek - maszyna konieczna jest niezwykle
zlozona wiedza o cechach i mozliwosciach czlowieka, charakteryzujaca
„przepustowosc” jego kanalów sensorycznych i lancuchów motorycznych. Ergonomia
ma wiec, poza projektowaniem, druga funkcje: inspirowanie i realizacje badan
zmierzajacych do poznania i opisania cech („parametrów”) ludzkich wymiernym,
nadajacym sie do zastosowania w projektowaniu (tj. wprowadzaniu „zmiany”),
jezykiem. Zagadnieniom tym poswiecona jest wiekszosc rozdzialów tego podrecznika.

3-2.4.1.2. Dzialalnosc aplikacyjna - ergonomia jako element sztuki

inzynierskiej

Jesli ergonomia jest „dostosowywaniem maszyn i urzadzen do cech czlowieka” - to
dostosowywanie to odbywa sie wylacznie przez projektowanie. Wszystkie cechy
maszyny, w tym ergonomiczne, sa zatem zapisane w jej projekcie). Projektowanie jest
zawodowym zajeciem projektanta, najczesciej inzyniera, który „wymysla” cechy
projektowanego obiektu i wyraza je jezykiem projektu. Tak wiec ergonomia stanowi
nieodlaczny element sztuki inzynierskiej, a objawia sie w rzeczywistosci spolecznej w
postaci niezliczonej liczby produktów, które ludzie uzytkuja. W kontekscie tego
podrecznika, sposród produktów tych wyróznic nalezy techniczne srodki pracy, tj.
narzedzia, maszyny i stanowiska pracy.

3-2.4.1.3. Czym jest projektowanie ergonomiczne?

Rekapitulujac to, co powiedziano dotychczas o ukladzie: czlowiek-obiekt techniczny i o
projektowaniu - mozna w niezmiernie prosty, lecz scisly sposób okreslic projektowanie
ergonomiczne jako projektowanie ukladu czlowiek-obiekt techniczny

[3]

. Oznacza to,

ze projektant swiadomie ksztaltuje relacje jakie zachodza miedzy czlowiekiem, a
obiektem technicznym (np. maszyna) w procesie uzytkowania (np. w pracy).
Projektowanie ergonomiczne jest wiec instrumentem wykonawczym ergonomii
koncepcyjnej, której celem jest tworzenie obiektów technicznych, prawidlowych (lub
doskonalych!) pod wzgledem ergonomii juz w momencie powstania.

Projektowanie ergonomiczne wymaga zastosowania odrebnej procedury, rózniacej sie
od procedury stosowanej w projektowaniu (konstruowaniu) samego tylko obiektu
technicznego, bez brania pod uwage relacji zachodzacych miedzy nim a czlowiekiem.
Procedura ta zapewnia nadrzednarole cech i wymagan czlowieka w ksztaltowaniu cech
maszyny. Tym samym - projektowanie ergonomiczne jest praktycznym wyrazem
antropocentryzmu w ksztaltowaniu sztucznego otoczenia materialnego czlowieka,
zwlaszcza srodowiska pracy, na które osoba pracujaca, tj. bezposredni uzytkownik
technicznych srodków pracy ma na ogól znikomy wplyw.

3-2.4.2. Procedura projektowania ergonomicznego w powiazaniu z
projektowaniem technicznym (inzynierskim)

3-2.4.2.1. Glówne etapy projektowania technicznego w budowie maszyn

Jakkolwiek procesy decyzyjne w projektowaniu tworza skomplikowane sieci i algorytmy

[2]

, to procedura projektowania daje sie sprowadzic do kilku podstawowych etapów.

W przemysle budowy maszyn, który dostarcza technicznych srodków pracy, etapy te
sa nastepujace:

M3-2

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Strona 2

studia i analizy; etap ten obejmuje gromadzenie obserwacji nt. funkcjonowania
aktualnie wytwarzanych wyrobów, ich eksploatacji itd., a takze badanie rynku,
wyników sprzedazy, prognoz dlugoterminowych i innych czynników, które maja
wplyw na polityke rozwojowa firmy
zalozenia techniczne;zalozenia sa podstawowym dokumentem definiujacym cechy
uzytkowe i konstrukcyjne przyszlego produktu, obowiazujacym projektantów;
zatwierdzenie zalozen jest decyzja strategiczna, o wieloletnich nieraz
konsekwencjach
projekt techniczno-roboczy; jest to pelna dokumentacja techniczna i
wykonawcza (zbiór rysunków zalozeniowych i roboczych, a takze innych
dokumentów), potrzebna do wytworzenia wyrobu; nalezy do niej miedzy innymi
program prób i badan prototypu
wykonanie prototypu; jakkolwiek etap ten jest etapem produkcyjnym, nalezy do
procesu projektowania, jako faza weryfikacji poprawnosci wykonania dokumentacji
technicznej
badania prototypu; maja na celu przede wszystkim weryfikacje:

zgodnosci cech prototypu z zalozeniami
prawidlowosci przyjetych zalozen,

ponadto pozwalaja na uzyskanie informacji o tych cechach i szczególach
rozwiazania maszyny, które uzyskac mozna tylko w drodze eksperymentalnej, po
wyprodukowaniu prototypu. Informacje te dotycza w duzej mierze cech
ergonomicznych.

3-2.4.2.2. Zasada wspóldzialania specjalistów ds. ergonomii z

konstruktorami

Opisana powyzej powszechnie stosowana i dobrze opanowana procedura
projektowania technicznego stanowi strukturalna podstawe, na której oparta byc musi
procedura projektowania ergonomicznego, specyficzna tym, ze odnosi sie do ukladu
biotechnicznego. Wspólzaleznosc faz projektowania technicznego i ergonomicznego
przedstawiono w tablicy 1. Procedura projektowania ergonomicznego sklada sie z
podobnych etapów jak w przypadku projektowania technicznego, opatrzonych tylko,
przez uzasadniona analogie, przymiotnikiem „ergonomiczny”.

Jak latwo zauwazyc, korelacja projektowania technicznego i ergonomicznego opiera sie
na prostej zasadzie, wynikajacej z charakterystycznego dla ergonomii
antropocentryzmu (tj. uznawania priorytetu cech i potrzeb czlowieka w ksztaltowaniu
struktury technicznej): dzialania ergonomistów wyprzedzaja o jeden etap prace
konstruktorów. Dzieki temu decyzje, które musza podjac konstruktorzy nie tylko nie
koliduja z wymaganiami ergonomii, ale maja szanse wyjsc im naprzeciw.

W rzeczywistosci projektowanie techniczne i ergonomiczne stanowi jednosc,
podporzadkowana temu samemu celowi. Aby bylo to mozliwe poszczególne kroki
projektowe musza byc szczególowo okreslone co do celów, zakresu pracy i formy
dokumentacji

[3]

. Decyzje podejmowane w wyniku pracy ergonomistów, jako nowych

partnerów projektowania, maja zazwyczaj bardzo istotne dla koncepcji nowego
rozwiazania znaczenie. Pojawia sie wiec problem odpowiedzialnosci, a z nim wazna
kwestia poprawnej dokumentacji czynników ergonomicznych, która powinna byc
sformulowana jednoznacznym jezykiem technicznym i przekonywujaca w
oddzialywaniu. Dokumentacja ta powinna spelniac wymagania normy PN - 91/N -
08019

[6]

.

3-2.4.2.3. Rola zalozen ergonomicznych w ergonomii koncepcyjnej i

korekcyjnej

Celem zalozen ergonomicznych jest okreslenie generalnej koncepcji rozwiazania ukladu:
czlowiek-obiekt techniczny. Musza one spelnic dwa warunki

[4]

:

M3-2

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Strona 3

wpisywac sie w strukture zalozen konstrukcyjnych w ich zwyczajowo obowiazujacej
i powszechnie stosowanej formie
okreslac relacje w ukladzie: czlowiek-obiekt techniczny za pomoca scisle
zdefiniowanych, wyrazonych jezykiem technicznym parametrów.

W ergonomii koncepcyjnej, tj. kiedy podejmuje sie prace nad modernizacja lub
projektem nowej maszyny, zalozenia ergonomiczne powinny zawierac nastepujace
tresci:

porównawcza analize ergonomiczna dotychczasowego rozwiazania lub rozwiazan
pokrewnych (np. urzadzen firm konkurencyjnych) wraz z wnioskami
opis algorytmu (lub algorytmów) pracy operatora
wykaz elementów sterowniczych
wykaz elementów informacyjnych
rysunek ofertowy z uwzglednieniem stanowiska pracy operatora wraz z
czlowiekiem-operatorem w zasadniczych i ekstremalnych pozycjach roboczych.

3-2.4.3. Zakres prac ergonomicznych w zapleczu badawczo-
rozwojowym przedsiebiorstwa budowy maszyn

Specjalisci ds. bezpieczenstwa i higieny pracy dzialaja w sferze ergonomii korekcyjnej,
tj. eksploatowanych, wytworzonych juz maszyn, narzedzi i innych srodków pracy -
moga zatem wplynac na zmiane ich cech ergonomicznych jedynie kierujac
sformulowane przez siebie zalozenia ergonomiczne do projektantów (wewnetrznych lub
zewnetrznych) tych urzadzen. Jesli chodzi o projektantów wewnetrznych (tj.
konstruujacych urzadzenia technologiczne dla wlasnych potrzeb zakladu) – uprawnienia
po temu daje § 2 ust. 1 pkt. 4 rozporzadzenia Rady Ministrów z dnia 2 wrzesnia 1997 r.
w sprawie bezpieczenstwa i higieny pracy (DzU nr 109, poz. 704). Oddzialywanie na
projektantów zewnetrznych powinno sie odbywac przez sluzby inwestycyjne
przedsiebiorstwa. Przy zamawianiu nowyh urzadzen, zalozenia ergonomiczne moga byc
traktowane jako wymagania umowne, po czym egzekwowane na mocy § 2 ust. 1 pkt. 5
tego rozporzadzenia.

Tabela 3-1. Wspólzaleznosc faz projektowania technicznego i ergonomicznego

Lp. Projektowanie techniczne -

faza

Projektowanie ergonomiczne

cel ogólny

faza

1.

studia i analizy

opracowanie
koncepcji
rozwiazania

zalozenia ergonomiczne

2.

zalozenia
techniczne

ergonomiczny projekt
koncepcyjny

Zatwierdzenie zalozen

3.

projekt wstepny

okreslenie
szczególów
rozwiazania

ergonomiczny projekt
techniczny

4.

projekt
techniczno-
roboczy

nadzór nad
rozwiazaniem
konstrukcji

program badan
ergonomicznych
prototypu

5.

wykonanie
prototypu

nadzór

-

6.

badania prototypu

weryfikacja
empiryczna
koncepcji

badania
ergonomiczne
prototypu

Decyzja o podjeciu produkcji seryjnej

M3-2

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Strona 4

3-2.4.3.1. Typologia i struktura prac

Aby projektowanie ergonomiczne spelnialo swoje zadanie tj. stalo sie jednym z
czynników zapewniajacych sukces wyrobu na rynku - musi byc zasilane przez inne
rodzaje dzialalnosci ergonomicznej w przedsiebiorstwie. Typologie prac ergonomicznych
w osrodku badan i rozwoju prawidlowo zorganizowanym i nastawionym na rozwój
przedsiebiorstwa przedstawia rys. 3-2. Obejmuje ona cztery rodzaje prac:

prace badawczo-rozwojowe
prace badawczo-projektowe
projektowanie
diagnoze ergonomiczna.

Rys. 3-2. Typologia prac ergonomicznych w zapleczu badawczo-rozwojowym przemyslu budowy

maszyn

Relacje prezentujace owo „zasilanie” oznaczono na rys. 3-2. liniami zakonczonymi
strzalkami. Zwiezly opis poszczególnych typów prac przedstawiono ponizej.

Prace badawczo-rozwojowe

Prace badawczo-rozwojowe prowadzone sa z mysla o perspektywicznym rozwoju
produktu i firmy. Maja na celu opracowanie nowych metod badan i projektowania, a
przede wszystkim danych do projektowania, które nie moga byc uzyskane w trakcie
projektowania, lecz wymagaja wczesniejszego podjecia dluzszego i bardziej zlozonego
procesu badawczego. Dane do projektowania moga np. obejmowac opracowanie
zestawu parametrów morfologicznych czy biomechanicznych okreslonej populacji
uzytkowników, niezbednych do zaprojektowania nowej generacji wyrobów firmy lub tez
dotyczyc wasko wyspecjalizowanych problemów, np. rozdzielczosci kanalu
wzrokowego lub przepustowosci decyzyjnej czlowieka w okreslonych warunkach. Prace
badawczo-rozwojowe, w tym takze - a niekiedy glównie - w dziedzinie ergonomii,
stanowia fundament strategii rozwojowej firmy i decyduja o jej sukcesie.

Prace badawczo-projektowe

Prace badawczo-projektowe sa w zasadzie bliskie projektowaniu. Prowadzone sa
wówczas, gdy w trakcie projektowania powstaja problemy, na które odpowiedz mozna

M3-2

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Strona 5

znalezc tylko w drodze eksperymentalnej. Stosuje sie wówczas metody modelowania i
symulacji w warunkach laboratoryjnych lub rzeczywistych, a wyniki badan przenoszone
sa bezposrednio do projektowanego obiektu. W takich dziedzinach zaawansowanej
techniki, jak lotnictwo, uzbrojenie, technologia podwodna - prace badawczo-
projektowe naleza do podstawowych i najkosztowniejszych rodzajów dzialalnosci.

Projektowanie (biezace)

Projektowanie biezace, wykonuje sie na podstawie istniejacych danych i metod, w
sposób opisany w rozdziale 3-2.4.2. Realizowane jest ono we wzglednie krótkich
cyklach, dzieki czemu kolejne serie wyrobów moga byc modyfikowane stosownie do
potrzeb rynkowych.

Diagnoza ergonomiczna

Diagnoza ergonomiczna jest podstawowym instrumentem innowacyjnosci stosowanym
na samym poczatku prac projektowych, w fazie studiów, analiz i formulowania zalozen
do projektowania. Poprawa jakosci ergonomicznej dotychczas projektowanego wyrobu
oraz przescigniecie pod tym wzgledem wyrobów firm konkurencyjnych mozliwe jest
tylko pod warunkiem uzyskania rzetelnej, fachowej i metodycznie przeprowadzonej
diagnozy (por. rozdz. 3-3).

3-2.4.4. Oddzialywanie specjalisty ds. bezpieczenstwa i higieny pracy
na jakosc ergonomiczna produktów wlasnego przedsiebiorstwa

Wiekszosc przedsiebiorstw, zwlaszcza w przemysle budowy maszyn ma w swojej
strukturze mniej lub bardziej rozwiniete zaplecze badawczo-rozwojowe, bez niego
bowiem dni przedsiebiorstwa bylyby policzone. Istnieje wiec na miejscu naturalny dla
specjalisty ds. bezpieczenstwa i higieny pracy partner, z którym mozna, a nawet
nalezaloby - w celu utrzymania konkurencyjnosci wyrobów – wspólpracowac. Na tym
polu jednak, co zadziwiajace, nie widac sukcesów. Przeciwnie, wytworzylo sie swego
rodzaju bledne kolo, polegajace na tym, ze sluzby bhp, wykrywajac z upodobaniem i
wielkim zaangazowaniem bledy ergonomiczne w zainstalowanych na swoim terenie
produktach innych fabryk, nie dostrzegaja produktów wlasnej firmy, które instalowane
gdzie indziej - staja sie z kolei przedmiotem krytyki tamtejszych specjalistów ds.
bezpieczenstwa i higieny pracy. Krytyki, oczywiscie, z przyczyn strukturalnych -
nieskutecznej.

Trzeba podkreslic, ze zaangazowanie specjalisty ds. bezpieczenstwa i higieny pracy w
poprawianie jakosci ergonomicznej produktu wlasnego przedsiebiorstwa - multiplikuje
spoleczna skutecznosc jego dzialania tylekroc, ile wynosi liczba produktów w serii.
Silniejsze zaangazowanie sluzb bezpieczenstwa i higieny pracy w podnoszenie jakosci
ergonomicznej produktów wlasnej firmy jest wiec pozadane nie tylko ze wzgledu na
skale oddzialywania, lecz takze osobista satysfakcje ludzi z wykonywania tego rodzaju
zadan.

<- Poprzedni podrozdzial

|

Nastepny podrozdzial ->

M3-2

Centralny Instytut Ochrony Pracy

Strona 6