2010 2 gi Wyklad BHP ergonomia

Bezpieczeństwo pracy i ergonomia

Dr inż. Marek Kułażyński

marek.kulazynski@pwr.wroc.pl

F-1 pok 205
F-3 pok 221

Wrocław 2010

Tematyka badań ergonomicznych

W zakres tych zadań wchodzą następujące zagadnienia:

wykonywanie pomiarów oraz określenie dopuszczalnych wartości

(norm) intensywności czynników tworzących fizyczne, chemiczne
i biologiczne środowisko pracy

określanie wpływu tych czynników na człowieka, zarówno podczas

badań diagnostycznych (określanie stanu istniejącego), jak i

prospektywnych (prognozowanie skutków w procesie

projektowania

systemu),

określanie

sposobów

eliminacji

uciążliwości

zagrożeń

powodowanych przez czynniki środowiskowe oraz realizacja projektów

korygujących warunki pracy.

Tematyka badań ergonomicznych

Ergonomia wyrobów zajmuje się przede wszystkim:

dostosowaniem obiektów technicznych do wymiarów i kształtów

ciała

człowieka

funkcjonalnością

obiektu

technicznego

(np.

sprawnością,

odpowiedniością

formy

funkcji,

niezawodnością,

podatnością na regulacje i naprawy,

łatwością likwidowania

po zużyciu)

bezpieczeństwem i komfortem użytkowania obiektu technicznego
estetyką kształtów i barw obiektu technicznego.

Obiektami zainteresowań ergonomii wyrobów są tzw. artefakty

użytkowe, np.: narzędzia, maszyny i inne urządzenia techniczne,
pojazdy, wyroby powszechnego użytku.
Ergonomiczna jakość (ergonomiczność) jako istotny składnik ogólnej
jakości

wyrobu

coraz

większe

znaczenie

marketingowe

i w warunkach gospodarki rynkowej nabiera znaczenia ekonomicznego.

Tematyka badań ergonomicznych

Obiektami zainteresowań ergonomii wyrobów są tzw. artefakty użytkowe, np.:

narzędzia, maszyny i inne urządzenia techniczne, pojazdy, wyroby powszechnego
użytku. Ergonomiczna jakość (ergonomiczność) jako istotny składnik ogólnej
jakości wyrobu ma coraz większe znaczenie marketingowe i w warunkach
gospodarki rynkowej nabiera znaczenia ekonomicznego.

Nieco później wyodrębniono takie kolejne sfery działań ergonomicznych, jak:

ergonomia mieszkania
ergonomia czasu wolnego, rekreacji i sportu
ergonomia dla ludzi starszych i niepełnosprawnych
ergonomia prac biurowych (w tym stanowisk komputerowych)

ergonomia świata dziecięcego

ergonomia prac ekstremalnych (np. na dużych wysokościach, pod

wodą, w kosmosie, w ratownictwie przemysłowym, górnictwie)

ergonomia prac operatorskich, zautomatyzowanych

i zrobotyzowanych

ergonomia systemów złożonych.

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Ergonomia dla projektanta i konstruktora

Z powodu znacznego stopnia skomplikowania współczesnych obiektów
technicznych, tworzenie ich wymaga projektowania opartego na
zasadach naukowych. Projektant zawsze tworzy coś więcej niż tylko
obiekt techniczny. Niezależnie od tego czy to sobie uświadamia, czy też
nie tworzy on zawsze system złożony z człowieka (lub ludzi) i obiektu
technicznego (jednego lub wielu). Projektowanie systemu złożonego z
tak różnych elementów: człowieka i maszyny, wymaga głębokiej wiedzy
o każdym z nich oraz o specyfice ich współdziałania. W tradycyjnych
metodach projektowania technicznego nie ma miejsca na wiedzę o
człowieku, o jego psychice, anatomii i fizjologii pracy. Dlatego efekty
takiego projektowania odbiegają od wymagań dzisiejszych użytkowników
techniki.

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Ergonomia dla projektanta i konstruktora Celem projektowania jest

stworzenie nie tylko sprawnie działającej maszyny, lecz przede

wszystkim – sprawnie działającego systemu złożonego z ludzi i obiektów

technicznych, przy czym dobro ludzi w systemie musi być traktowane

priorytetowo.

Nowego celu projektowania nie można zrealizować za

pomocą starych metod.

W ostatnich latach podejmowane są próby

stworzenia specyficznych metod projektowania ergonomicznego, w

których ważną rolę spełniają kryteria ergonomiczne. Są one pomocne

przy podejmowaniu decyzji projektowych, kierując je w stronę

rozwiązań poprawnych pod względem ergonomicznym.

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Pomocą merytoryczną dla projektantów są też programy komputerowe

ułatwiające

projektowanie

przestrzeni

pracy

rozmieszczenie

elementów obiektów technicznych, a także fantomy płaskie, czyli

makiety

sylwetek

ludzkich

różnych

charakterystykach

antropometrycznych, służące do tego samego celu.

Pewien zakres wiedzy ergonomicznej zawarto również w normach

polskich. Charakter danych ergonomicznych wskazuje na możliwość

wykorzystania ich raczej w procesach oceny gotowych rozwiązań, a nie

w procesach tworzenia koncepcji projektowych.

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Ergonomia dla inżyniera kierującego procesem produkcyjnym
Inżynier związany zawodowo z procesem wytwarzania spotyka się z najszerszym
zakresem zagadnień ergonomicznych. Stanowiska pracy, które nadzoruje, są
przecież elementarnymi systemami typu: człowiek–maszyna, człowiek–narzędzie,
zespół ludzi–środki techniczne itp. Problemy ergonomiczne dotyczą np.:

kontaktu człowieka z maszyną, narzędziem, przyrządem, materiałem

obrabianym

wpływu na człowieka czynników środowiska pracy: drgań mechanicznych,

hałasu, temperatury, wilgotności i ruchu powietrza, promieniowania cieplnego,
oświetlenia, zanieczyszczeń powietrza i innych

wpływu na człowieka określonych rozwiązań organizatorskich: wymaganego

tempa pracy, stresu psychicznego, monotonii, wysiłku fizycznego, czasu pracy,
rozłożenia przerw w pracy, zasad współdziałania z innymi pracownikami.

Zakres problematyki ergonomicznej jest zbyt szeroki, aby możliwe było skuteczne

rozwiązywanie pojawiających się problemów bez naukowego wsparcia. Metodyczną
pomocą mogą być tu tzw. "listy kontrolne" (check–lists), znane w praktyce inżynierskiej już
od lat pięćdziesiątych XX wieku (stosowane początkowo w lotnictwie do sprawdzania stanu
technicznego samolotów przed startem).

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Ergonomia dla inżyniera służby utrzymania ruchu
Eksploatacja jest to faza istnienia wyrobu, w której kontaktuje się z nim

największa liczba ludzi, i kontakt ten często trwa najdłużej (np. w przypadku

maszyn produkcyjnych). Dla wielu obiektów technicznych w fazie eksploatacji

można wyróżnić dwa stany: stan użytkowania i stan obsługiwania.

Użytkowanie obiektu technicznego polega na wykorzystaniu jego cech i

właściwości do wykonania celowych, zaplanowanych działań, natomiast

obsługiwanie jest to zbiór czynności koniecznych do wykonania w celu

przywrócenia obiektowi technicznemu jego utraconych cech i właściwości (np.

naprawy, regulacja, smarowanie).

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Ergonomia dla inżyniera służby utrzymania ruchu

W warunkach produkcji przemysłowej mówimy o pracy operacyjnej i pracy serwisowej.

W pierwszym przypadku dany obiekt techniczny jest narzędziem umożliwiającym wykonanie pracy, zaś

w drugim – jest on przedmiotem pracy.

Rozróżnienie to jest istotne w tym sensie, że ma wpływ na dobór kryteriów oceny ergonomicznej. Często

zdarza się, że kryteria ergonomiczne dotyczące działalności operatorskiej są sprzeczne z kryteriami

ergonomicznymi dotyczącymi działalności serwisowej.

Inżynier odpowiedzialny za procesy obsługiwania urządzeń technicznych powinien szczególną uwagę

zwrócić na dobór narzędzi używanych w pracach serwisowych oraz ich stan techniczny, sposób

wykonywania zadań oraz przygotowanie miejsca pracy. Jeśli praca serwisowa jest wykonywana w

pomieszczeniu produkcyjnym, obok innych pracujących urządzeń, to warunki środowiskowe mogą

znacznie utrudnić wykonywanie tej pracy, a nawet spowodować zagrożenie wypadkowe.

Charakter zadań i kwalifikacje zawodowe pracowników serwisu wymagają zapewnienia warunków

umożliwiających pracę koncepcyjną – co nie zawsze jest konieczne przy pracy produkcyjnej, zwłaszcza

przy dużej powtarzalności i prostocie operacji.

Ergonomia jako element sztuki inżynierskiej

Ergonomia dla inżyniera – organizatora pracy
Ergonomia oferuje inżynierowi – organizatorowi pracy bardzo potrzebną i użyteczną wiedzę o

kształtowaniu związków zachodzących między ludzkimi i technicznymi elementami systemu pracy oraz o

wpływie czynników otoczenia na działanie systemu. Celem organizowania pracy jest przecież takie

uporządkowanie i powiązanie ze sobą elementów systemu pracy, aby wszystkie przyczyniały się do

"powodzenia" całości. Zachodzi wówczas zjawisko synergii, czyli wzmacniania pozytywnych efektów

współdziałania elementów w taki sposób, że łączny efekt jest większy niż suma efektów cząstkowych.

Inżynier odpowiedzialny za organizację pracy powinien mieć ugruntowane przekonanie, że podmiotem w

procesie pracy jest człowiek, a nie np. wyniki produkcji, stan maszyn czy zużycie surowców.

Człowiek jest najcenniejszym elementem systemu pracy, gdy posiada: odpowiednie kwalifikacje,

inteligencję, umiejętności praktyczne, energię i motywację. O wynikach pracy w ostatecznym

rozrachunku zawsze decyduje człowiek.

Pracownik nadmiernie zmęczony, zatrudniony niezgodnie ze swoimi kwalifikacjami i predyspozycjami,

zmuszany do aktywności jedynie presją ekonomiczną, narażony na nadmierny hałas, zapylenie, złe

oświetlenie, niewygodę będzie osiągał wyniki znacznie poniżej swych możliwości.

Ergonomia dla inżyniera – organizatora pracy

Nowoczesne podejście do procesu organizacji pracy polega na poszukiwaniu nowych, skutecznych

środków zaradczych, które umożliwiłyby pełniejsze przystosowanie pracy do człowieka oraz racjonalny

dobór ludzi do pracy po uwzględnieniu np.: kwalifikacji, umiejętności, predyspozycji psychofizycznych,

stanu zdrowia, wieku).

Organizator pracy nie musi być jednocześnie ergonomistą – musi jednak znać i rozumieć ergonomię w

takim stopniu, aby móc określić problem, i – jeśli rozwiązanie wykracza poza jego kompetencje, wiedzę i

możliwości działania – zainicjować współpracę ze specjalistami z zakresu danego zagadnienia.

Najprostszym, zachowawczym sposobem działania organizatora pracy w przypadku stwierdzenia

niektórych uciążliwości i zagrożeń, zwłaszcza ze strony czynników środowiskowych (np. hałasu, drgań,

zanieczyszczeń powietrza, mikroklimatu, promieniowania energii szkodliwej) jest skracanie czasu

narażenia pracownika, a przez to – zmniejszanie przyjmowanej przez niego dawki czynnika szkodliwego.

Takie rozwiązanie problemu traktować należy jako doraźne.

W celu ograniczenia uciążliwości występujących przy pracach powtarzalnych i monotonnych, skuteczne

są proste techniki organizatorskie. Bardziej radykalne i skuteczniejsze działania noszą nazwę humanizacji

pracy.

Proste techniki organizatorskie

Rozszerzanie pracy (job enlargement), jest jedną z prób zwiększenia zainteresowania

pracą. Praca powinna być tak pomyślana, aby stanowiła pewną zamkniętą całość, w której

przynajmniej jeden element lub zespół był samodzielnie wykonany przez jednego

wykonawcę. Ważna jest nie sama długość cyklu, lecz fakt, aby zadanie stanowiło zamkniętą

całość mającą początek, czas trwania i zakończenie.

Poszerzanie zakresu pracy pociąga za sobą poziome rozszerzenie zadań wykonawcy. Pozwala

to na zwiększenie liczby zadań do wykonania na tym samym poziomie działania systemu.

Proste techniki organizatorskie

Programy poświęcone wzbogacaniu pracy (job enrichment), podejmują próby zwiększania liczby zadań,

jakie ma wykonać pracownik, usytuowanych zarówno w hierarchii poziomej, jak i pionowej (tzn. zadań

zarówno ze szczebla równego formalnym kompetencjom pracownika, jak i ze szczebla wyższego).

Przykładem może być obarczenie pracowników odpowiedzialnością za kontrolę jakości własnej pracy.

Takie podejście zwiększa stopień odpowiedzialności za wykonywaną pracę. Kontrola jakości jest zwykle

wykonywana przez osobę na wyższym stanowisku, np. przez kierownika.

Przenoszenie

części

funkcji

kierowniczych

pracownika

stanowi

wzbogacenie

pracy

niewykwalifikowanego pracownika, ale równocześnie prowadzi do zubożenia pracy kierownika i

pojawienia się

nowych, złożonych problemów, jak pytanie, czy większej odpowiedzialności winno

towarzyszyć wyższe wynagrodzenie.

Proste techniki organizatorskie

Rotacja prac (

job rotation

), polega na zamianie jednego wykonawcy na innego przy danej

pracy.

Okres rotacji ustala się w taki sposób, aby nie dopuścić do powstania uczucia monotonii

poprzez skrócenie czasu wykonywania jednostajnej i nużącej pracy.

Szeroko zaplanowana wymienność prac wymaga dobrej organizacji oraz dodatkowych

nakładów związanych z rozplanowaniem robót i szkoleniem załogi.

Proste techniki organizatorskie

Z badań przeprowadzonych w wielu przedsiębiorstwach w zakresie

wymienności stanowisk

pracy (job switching)

, wynika, że wprowadzenie elastycznych struktur pracy pozwala na

lepsze wykorzystanie pracowników, powoduje polepszenie jakości produkcji, zwiększenie

wydajności pracy, wzbogacenie jej treści, eliminację konieczności długotrwałego

utrzymywania tej samej, wymuszonej postawy ciała przy pracy, większe poczucie

odpowiedzialności u pracownika, większe zadowolenie z pracy, ograniczenie absencji i

fluktuacji oraz lepszy klimat pracy.

Ergonomiczne organizowanie pracy, najogólniej mówiąc, polega na stosowaniu nowych form

uczestnictwa

człowieka

procesach

produkcyjnych,

zgodnych

z jego

rytmem

fizjologicznym, zainteresowaniami i innymi potrzebami psychofizycznymi. Sprowadza się do

grupowania zadań, które mają być wykonane przez różnych ludzi, tworzenia różnych

wariantów rozwiązań możliwych do wyboru oraz ustalenia optymalnych powiązań.

Począwszy od epoki kamiennej narzędzia tworzone przez ludzi dostosowywane
są do cech antropologicznych użytkownika. Od prostego pięściaka:

ukształtowanego tak, by przylegać do wewnętrznej strony dłoni do współczesnych
maszyn i urządzeń dostosowanych do cech operatora.

Zapomina się jednak często, że dostosowanie narzędzia powinno uwzględniać
również cechy psychofizjologiczne użytkownika, zwłaszcza w przypadku systemów
oddziałujących na inne niż dotyk zmysły, na przykład na wzrok.

Można tu wyszczególnić kilka aspektów problemu ergonomii systemów SCADA/HMI

Operator aplikacji np.: SCADA/HMI integralną składową systemu

sterowania.

Każda składowa systemu ma wpływ na jego bezpieczeństwo,

więc również operator, jego zdolność precyzyjnej oceny sytuacji

i podejmowania trafnych decyzji, mają znaczenie dla bezpieczeństwa

systemu i sterowanego procesu.

System operator – proces

Układ kolorów tła może wpływać na postrzeganie wielkości obiektów:

Kształty jasne na ciemnym tle wydają się większe niż kształty ciemne na jasnym tle.

Rotacja prac polega na zamianie jednego wykonawcy

Ze skojarzenia „jaskrawy kolor = niebezpieczeństwo" wynika powszechne
stosowanie czerwonego i żółtego koloru, jako ostrzegawczych.
Tej samej konwencji kolorów należy używać w aplikacjach SCADA/HMI
- pełna zgodność z powszechnie stosowaną umową nie prowadzi
do konfliktów i nieporozumień.

Można spotkać aplikacje (np. WDPF) łamiące tę zasadę.
W systemach tych kolor czerwony oznacza stan poprawnej pracy,
bez zakłóceń i awarii. Dzieje się tak dzięki przeniesieniu wprost
sygnalizacji zagrożenia lokalnego, pochodzącego od urządzenia w ruchu,

na poziom zdalnego sterowania nadrzędnego.

Dla operatora aplikacji SCADA, siedzącego z dala od urządzeń, w nastawni:

zagrożenie od działających urządzeń nie istnieje - nie powinny być

wyświetlane w kolorze czerwonym

stan poprawnej pracy urządzeń powinien być sygnalizowany

kolorem zielonym lub szarym -nie wymagają one interwencji

operatora, brak awarii

zastosowanie czerwieni do oznaczenia normalnej pracy urządzeń

może prowadzić do utrwalenia skojarzenia: czerwony = OK

Czas wyprowadzenia sterowania może mieć krytyczne znaczenie dla

bezpieczeństwa sterowanego obiektu (np. aplikacje SCADA w energetyce,

aplikacje HMI do sterowania statkami, w hutnictwie).

Niejednolity sposób sterowania obiektami wizualizacyjnymi

(przyciski, stacyjki napędów, wprowadzanie wartości liczbowych nastaw)

może prowadzić do wydłużenia czasu wyprowadzania sterowania przez:

konieczność używania na przemian różnych urządzeń peryferyjnych

(mysz -> klawiatura -> mysz)

skomplikowany sposób zatwierdzania sterowania, utrudnione

wyszukiwanie elementów

sterowania

Sugeruje się więc

grupowanie elementów sterowania i wyróżnianie ich przez zastosowanie

koloru, obramowania, kształtu

uproszczenie procedur sterowania przez wymaganie użycie jednego,

najwyżej dwóch urządzeń peryferyjnych

(sekwencja: mysz -> klawiatura)

zabezpieczenie sterowań przez logowanie operatora

(jednokrotne uwierzytelnienie)

Tematyka badań ergonomicznych

W zakres tych zadań wchodzą następujące zagadnienia:

wykonywanie pomiarów oraz określenie dopuszczalnych wartości (norm)

intensywności

czynników

tworzących

fizyczne,

chemiczne

i biologiczne środowisko pracy

określanie wpływu tych czynników na człowieka, zarówno podczas

badań diagnostycznych (określanie stanu istniejącego), jak

prospektywnych

(prognozowanie

skutków

procesie

projektowania systemu)

określanie sposobów eliminacji uciążliwości i zagrożeń powodowanych

przez

czynniki

środowiskowe

oraz

realizacja

projektów

korygujących warunki pracy.

Tematyka badań ergonomicznych

Ergonomia wyrobów zajmuje się przede wszystkim:

dostosowaniem obiektów technicznych do wymiarów i kształtów ciała

człowieka

funkcjonalnością obiektu technicznego (np. sprawnością, odpowiedniością

formy i funkcji, niezawodnością, podatnością na regulacje i naprawy,
łatwością likwidowania po zużyciu)

bezpieczeństwem i komfortem użytkowania obiektu technicznego
estetyką kształtów i barw obiektu technicznego.

Obiektami zainteresowań ergonomii wyrobów są tzw. artefakty

użytkowe, np.: narzędzia, maszyny i inne urządzenia techniczne, pojazdy,
wyroby powszechnego użytku.

Ergonomiczna jakość (ergonomiczność) jako istotny składnik ogólnej jakości
wyrobu ma coraz większe znaczenie marketingowe i w warunkach gospodarki
rynkowej nabiera znaczenia ekonomicznego.

Tematyka badań ergonomicznych

Obiektami zainteresowań ergonomii wyrobów są tzw. artefakty użytkowe, np.:

Nieco później wyodrębniono takie kolejne sfery działań ergonomicznych, jak:

ergonomia mieszkania
ergonomia czasu wolnego, rekreacji i sportu
ergonomia dla ludzi starszych i niepełnosprawnych
ergonomia prac biurowych (w tym stanowisk komputerowych)

ergonomia świata dziecięcego

ergonomia prac ekstremalnych (np. na dużych wysokościach, pod

wodą, w kosmosie, w ratownictwie przemysłowym, górnictwie)

ergonomia prac operatorskich, zautomatyzowanych

i zrobotyzowanych

ergonomia systemów złożonych.

• Ergonomia warunków pracy

– Czynniki materialnego środowiska pracy
– Czynniki techniczno-organizacyjne

• Ergonomia wyrobu

– Dostosowanie obiektów technicznych do

wymiarów i kształtów ciała ludzkiego

– Funkcjonalność obiektu technicznego
– Bezpieczeństwo i komfort użytkowania

obiektu technicznego

– Estetyka kształtu, barw obiektu technicznego

Zadania ergonomii warunków pracy:



Wykonywanie pomiarów oraz określenie

dopuszczalnych wartości (norm) intensywności
czynników tworzących fizyczne, chemiczne i
biologiczne środowisko pracy



Określenie wpływu tych czynników na człowieka,

zarówno na drodze badań diagnostycznych (określenie
stanu istniejącego), jak i prospektywnych
(prognozowanie skutków w procesie projektowania
systemu)



Określenie sposobów eliminacji uciążliwości i

zagrożeń powodowanych przez czynniki środowiskowe
oraz realizacja projektów korygujących warunki pracy

Podstawowe założenia ergonomiczne przy

projektowaniu stanowiska pracy

• Antropometryczne kształtowanie

stanowiska pracy

• Pozycja robocza (siedząca lub stojąca)
• Zasięg rąk i nóg pracownika na stanowisku

pracy

• Czynniki informacyjno – techniczne

Kolejne slajdy prezentują różne

stanowiska pracy w fabryce pralek

i suszarek Bosch & Siemens

Hausgerate w Łodzi, przed i po

modernizacji

Pobieranie oraz umieszczenie instrukcji

obsługi na palecie pod suszarką

Ciało pracownika, jest w
pozycji schylonej, a tułów
jest skręcony. Jest to
pozycja bardzo
niekorzystna, wywiera ona
negatywny wpływ głównie
na kręgosłup, miednicę
,ale także na inne części
ciała takie jak żołądek,
powodując zaburzenia
układu pokarmowego i
kostnego.

Stanowisko pracy po modernizacji

Instrukcja obsługi
suszarki obecnie
jest umieszczana
na wcześniejszym
stanowisku
montażowym.
Pracownik stoi
bezpośrednio na
posadzce i
umieszcza
instrukcję na
palecie w pozycji
wyprostowanej.

Pobranie poprzeczki przedniej górnej,

znajdującej się bezpośrednio na linii

montażowej i pozycjonowanie jej na obudowie.

Pracownik po raz
kolejny w jednym cyklu
produkcyjnym musi
wykonywać skłon.

Przykręcenie poprzeczki do obudowy

suszarki

Stanowisko pracy po modernizacji

Po przeprowadzonej modyfikacji
pojemnik z poprzeczkami znajduje się
tuż obok pracownika. Pracownik musi
wykonać nieznaczny obrót tułowia w
celu pobrania poprzeczki oraz
zamontowania w niej wkrętów, lecz jest
to o wiele korzystniejsze niż bardzo
głęboki skłon w celu każdorazowego
pobrania poprzeczki wprost z linii
montażowej.

Stanowisko pracy po modernizacji

Po pobraniu poprzeczki, pracownik
mocuje ją wkrętami do obudowy z lewej i
prawej strony z przodu oraz z lewej i
prawej strony z góry. Praca na badanym
stanowisku jest lżejsza, przyjemniejsza,
wyeliminowano czynność najbardziej
uciążliwą - ciągłego pochylania w przód.
Największą poprawę warunków pracy
odczują z pewnością osoby starsze oraz
osoby cierpiące na bóle kręgosłupa.