1
Ergonomia i fizjologia
Dr inż. Agata Krystosik-
Gromadzińska
Prof. dr hab.Ryszard Getka, Prof.PS
1
Ergonomia i fizjologia
Dr inż. Agata Krystosik-
Gromadzińska
Prof. dr hab.Ryszard Getka, Prof.PS
2
ERGONOMIA
(wiedza o pracy: ergos- czyn, praca; homos-
zwyczaj, prawo, wiedza)
Wykorzystuje wiedzę o możliwościach
psychofizycznych człowieka do projektowania i
korygowania maszyn, urządzeń, narzędzi i
materialnego środowiska pracy w celu usunięcia
zagrożeń zdrowia i życia człowieka, optymalizacji
kosztu biologicznego pracy, zapewnienia
odpowiedniej wydajności i wygody podczas
wykonywania pracy oraz satysfakcji z pracy.
Wykorzystywana również do planowania
warunków bytowych rekreacyjnych oraz do
poprawy warunków środowiska naturalnego.
3
Ergonomia
1. Ergonomia korekcyjna
(poprawa istniejących sytuacji)
2. Ergonomia koncepcyjna
(wprowadzanie zasad od początku)
4
Nauki kooperujące
1. Nauki o człowieku
fizjologia pracy,
psychologia pracy,
antropometria,
higiena pracy.
5
2. Nauki techniczno- organizacyjne:
technika i technologia,
naukowa organizacja pracy,
ekonomika pracy,
nauka o jakości.
6
POJĘCIA PODSTAWOWE
SYSTEM: człowiek- obiekt techniczny:
operatywne połączenie w celu uzyskania
określonych rezultatów.
OTOCZENIE BLISKIE: zespół czynników
otoczenia, w jakim człowiek oraz obiekt
techniczny realizują swoje zadania. Składnikami
otoczenia bliskiego są: warunki materialne
środowiska pracy, cechy przestrzenne
stanowiska roboczego, organizacja stanowiska
roboczego, struktura organizacyjna zespołu
ludzkiego i metody zarządzania tym zespołem
oraz stosunki międzyosobnicze w zespole.
7
ANTROPOMETRIA: zespół technik
dokonywania pomiarów ciała lub szkieletu
człowieka, umożliwiających badanie
zmienności jego cech
METERIALNE CZYNNIKI ŚRODIWISKA PRACY:
pojęcie używane do sumarycznego
określenia zespołu różnorodnych
czynników fizykochemicznych warunków
pracy, takich jak: hałas, drgania
mechaniczne, oświetlenie, promieniowanie,
mikroklimat, zawartość szkodliwych gazów,
par i pyłów w powietrzu.
8
CZYNNIKI TECHNICZNO-ORGANIZACYJNE:
pojęcie używane do łącznego określenia
zespołu różnorodnych czynników,
mających swe źródła w konstrukcyjno-
technologicznych rozwiązaniach obiektu
technicznego oraz przyjętych
rozwiązaniach organizacji pracy na
stanowisku. Czynniki te analizowane są
pod kątem ich wpływu na zdrowie,
kondycję psychiczną, zadowolenie i wyniki
pracy człowieka związanego z badanych
stanowiskiem.
9
ERGONOMICZNA LISTA
KONTROLNA: zestaw pytań, na
które należy odpowiedzieć,
oceniając w toku kompleksowej
analizy ergonomicznej stanowisko
pracy, warunki środowiska i
ewentualne następstwa biologiczne
pracy, w danych warunkach.
10
DIAGNOZOWANIE ERGONOMICZNE:
diagnoza, której podmiotem są
relacje zachodzące w układzie
człowiek- obiekt techniczne.
KRYTERIA ERGONOMICZNEJ OCENY-
cechy obiektu brane pod uwagę
podczas oceny ergonomicznej.
11
STANOWISKO PRACY- podstawowa
komórka organizacyjna, w której
odbywa się praca ludzka,
wyróżniająca się zarówno
statycznym układem elementów,
jak i dynamiką pracy człowieka,
funkcjonowaniem maszyn oraz
działaniem czynników otoczenia.
12
ORGANIZACJA PRACY NA
STANOWISKU: suma działań
technicznych i organizacyjnych,
skierowanych na stworzenie
optymalnego połączenia siły
roboczej i środków produkcji, oraz
zapewnienia człowiekowi
właściwych warunków pracy.
13
POZIOM JAKOŚCI ERGONOMICZNEJ:
stopień spełnienia wymagań
dostosowania obiektów technicznych i
środowiska do możliwości, ograniczeń
i potrzeb człowieka.
14
Zbyt niski poziom ergonomicznej
jakości skutkuje stratami
ekonomicznymi i społecznymi.
15
STRATY EKONOMICZNE
1. Straty ekonomiczne, których wartość
możliwa jest do oszacowania:
niska wydajność,
produkcja braków (spowodowana
przemęczeniem, nadmiernym hałasem,
złym oświetleniem, wysoką temperaturą,
itp.)
skutki wypadków przy pracy
choroby zawodowe,
zwolnienia lekarskie itp.
16
2. Straty ekonomiczne, których
wielkości nie można oszacować
bezpośrednio
Utrata zdrowia,
Duża płynność kadr,
Niszczenie materiałów, narzędzi,
maszyn wskutek niedbalstwa i
nielubienia pracy.
17
3. Straty materialne nie poddające się
ekonomicznej wycenie
cierpienie,
złe samopoczucie spowodowane
przemęczeniem,
niski etos pracy,
brak poczucia podmiotowości, wzrost
bierności i apatii,
zanik potrzeby wartości wyższych.
18
Efektywność działań
ekonomicznych jest największa w
fazie eksploatacji i spada fazie
likwidacji. Stopniowo narasta od
fazy koncepcji, poprzez projekt,
prototyp, fazę produkcji, by
osiągnąć maksimum we
wspomnianej fazie eksploatacji.
19
Anatomia i fizjologia
człowieka – zarys
podstawowy
19
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
20
Przypomnijmy zakres i przedmiot ergonomii.
The International Ergonomics Association
definiuje ergonomię następująco:
Ergonomics (or human factors) is the scientific
discipline concerned with the understanding of
interactions among humans and other
elements of a system, and the profession that
applies theory, principles, data and methods to
design in order to optimize human well-being
and overall system performance.
Ergonomia (lub czynnik ludzki) jest to dyscyplina
naukowa zajmująca się zrozumieniem
związków wzajemnych między człowiekiem i
innymi elementami systemu, i dziedzina
zawodowa która wykorzystuje wiedzę, zasady,
dane i metody projektowe w celu
zoptymalizowania ludzkiego samopoczucia i
działania (zachowania się) całego systemu.
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
20
21
Na początku zatem należy zapoznać się i przeanalizować
człowieka jako element systemu człowiek-technika.
Vitruvian Man w wersji na rysunku przez Leonarda da
Vinci
Ergonomia i fizjologia w bezpieczeństwie pracy
21
22
Ergonomia stanowiska pracy przy komputerze i
dostosowanie stanowiska do człowieka i jego
wymiarów antropometrycznych
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
22
23
Anatomia człowieka –
zarys
Główne układy i systemy ciała
ludzkiego:
Układ kostny – szkielet i pozostałe kości
Funkcje szkieletu:
podtrzymywanie
ochrona
ruch, poruszanie się
produkcja komórek krwi
magazynowanie substancji
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
23
24
Szkielet człowieka
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
24
25
Funkcje szkieletu
The skeleton has five major functions. These are:
Support - the body is kept in position by the muscles that attach to
the skeleton.
Protection- the flat bones protect the internal organs.
Movement - provided by the joints
Production of Blood - blood cells are produced in the red bone
marrow in the centre of some bones, including the pelvis, ribs,
vertebrae and stenum. The yellow bone marrow stores fat. The
yellow bone marrow can convert to red bone marrow if the body
needs additional blood production.
Storage - Minerals are stored in the bone, mostly calcium and
phosphorus.
Body Types
There are three main body types, known as somatotypes. These
are:
Endomorphs - Heavy build, wide hips, higher percentage of fat to
muscle eg. Fern Brittain
Mesomorphs - Athletic, more muscle, less fat, narrow hips eg.
Sylvester Stallone
Ectomorphs - Skinny, small frame, narrow, flat chested, less
muscle and fat eg. Kate Moss
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
25
26
Szkielet i czaszka
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
26
27
Kości ramion i nóg
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
27
28
Stawy
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
28
29
Mięśnie
Karku, ramion i stóp
Czaszki i karku
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
29
30
Mięśnie dolnej części ciała
Naczynia krwionośne
korpusu
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
30
31
Nerwy czuciowe i sensorowe Organy
wewnętrzne
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
31
32
Inne układy i systemy
Mięśnie
Układ nerwowy
Mózg
Układ oddechowy
Układ krwionośny
Układ trawienny
Układ moczowy
Układ reprodukcyjny
Komórki
Krew
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
32
33
Układ krwionośny
Krew stanowi tkankę płynną wypełniając łożysko krwionośne i jest
oddzielona od innych tkanek organizmu co najmniej jedna
warstwą komórek, które tworzą komórki śródbłonka
naczyniowego (żyły, tętnicy, naczyń włoskowatych).
Całkowita objętość krwi w organizmie stanowi około 8% masy
ciała.
Krew zawiera:
-
Elementy upostaciowane, czyli erytrocyty (krwinki czerwone),
leukocyty (krwinki białe) i trombocyty (płytki krwi),
-
Nieupostaciowane składniki krwi, czyli osocze krwi.
Stosunek objętości upakowanych erytrocytów do objętości pełnej
krwi, w której są zawarte, nosi nazwę hematokrytu – Hct.
Skład krwi kobiet i mężczyzn różni się, stąd też wartości wskaźników
krwi musza uwzględniać płeć.
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
33
34
Rola krwi w organizmie
Transportuje tlen z płuc do tkanek,
Transportuje dwutlenek węgla (CO
2
) z tkanek do płuc,
Transportuje do wszystkich tkanek produkty energetyczne i
budulcowe wchłonięte w przewodzie pokarmowym,
Transportuje ze wszystkich tkanek produkty przemiany materii,
skąd są wydalane z organizmu wraz z moczem,
Transportuje hormony syntezowane w organizmie i witaminy
wchłonięte w przewodzie pokarmowym,
Magazynuje hormony gruczołu tarczowego i hormony steroidowe
po ich związaniu z białkami osocza,
Wyrównuje ciśnienie osmotyczne we wszystkich tkankach,
Wyrównuje stężenie jonów wodoru (pH) we wszystkich tkankach,
Wyrównuje różnice temperatur występujące między
poszczególnymi tkankami i organami,
Tworzy zaporę przed inwazją drobnoustrojów (są fagocytowane
przez granulocyty),
Eliminuje za pomocą przeciwciał i układu dopełniacza substancje
obce (szczególnie białkowe) i toksyny
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
34
35
Układ sercowo-naczyniowy
Vd – komora prawa,
Vs – komora lewa,
ad – prawy przedsionek,
as – lewy przedsionek,
Ra
s
– zbiornik tętniczy duży,
Rv
s
– zbiornik żylny duży,
Ra
p
– zbiornik tętniczy płucny,
Rv
p
– zbiornik żylny płucny,
s.n.d. – sieć naczyń
włoskowatych krążenia dużego,
s.n.p. sieć naczyń włoskowatych
krążenia płucnego
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
35
36
Serce człowieka
Schematycznie
Rzeczywiste, pobrane od 64
letniego mężczyzny
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
36
37
Układ trawienny
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
37
38
NIEZMIENNIKI
PROJEKTOWANIA
1. Potrzeba społeczna (inicjujący impuls)
2. Kompetentny sprawca osoba,
oprogramowanie, zespół)
3. System wartości (relacje wartości
technicznych, ekonomicznych i
humanistycznych)
4. Zasoby: metodologiczne,
informatyczne, techniczne, ekonomiczne
i czasowe
5. Wyniki projektowania
39
METODOLOGIA
PROJEKTOWANIA
Sekwencja działań podstawowych-
wspólna dla różnych metod i procedur
projektowania technicznego:
Rozpoznanie potrzeby,
Sformułowanie problemu
Tworzenie zbioru rozwiązań,
Ocena i wybór najlepszego rozwiązania,
Opis rozwiązania,
Wstępna realizacja rozwiązania,
wykonanie prób i weryfikacja.
40
Strategie projektowe
1. Strategia przyrostowa (poszukiwanie
drobnych ulepszeń w obrębie
istniejących rozwiązań)
2. Strategia rozwiązania idealnego
(określenie cech idealnego rozwiązania,
zbadanie warunków realizacji,
przyjmowanie kolejnych niewielkich
odstępstw od ideału- uzyskanie
realnego projektu.
41
Metoda rozwiązania każdego
problemu projektowego wg
Kotarbińskiego
Zdefiniowanie funkcji, które ma spełniać projektowany
obiekt,
Narysowanie wstępnego schematu obiektu,
Zgromadzenie potrzebnej wiedzy
Nakreślenie możliwych wariantów rozwiązania obiektu
Wybranie rozwiązania, które najlepiej nadaje się do
realizacji
Wyznaczenie szczegółów wybranego rozwiązania
Zbadanie modelu konstruowanego obiektu
Sprawdzenie działania części i podzespołów obiektu
Określenie warunków, w jakich należy zainstalować i
użytkować obiekt
Podjęcie środków niezbędnych do realizacji obiektu
42
Etapy procesu
konstruowania maszyn
43
Schemat ideowy procesu
projektowania konstrukcji
maszyn
44
PROJEKTOWANIE
ERGONOMICZNE
Burbidge: ”Żadne istotne podwyższenie
efektywności procesu produkcyjnego nie
jest możliwe bez uprzednich zmian w
metodach projektowania technicznego”.
Zamiar przeprowadzenia takich zmian w
metodach projektowania technicznego,
które wypływają z paradygmatu
humanizacji techniki, prowadzi do
stworzenia specyficznych metod zwanych
projektowaniem ergonomicznym.
45
Trzy główne założenia
metodologiczne
1. Przedmiotem projektowania jest
system człowiek-obiekt techniczny,
działający w określonym otoczeniu
i czasie.
2. W całym procesie projektowania
systemu kryteria decyzyjne o
charakterze humanocentrycznym
uznawane są za priorytetowe.
46
3. Kryteria ergonomiczne stanowią
integralne składniki procedury projektowej,
są odpowiednio dobrane do każdego kroku
procedury i zawierają informacje
niezbędne do zaprojektowania, każdego
elementu systemu oraz powiązań między
nimi w taki sposób, aby uzyskać pożądaną
zgodność cech systemu z wymaganiami
ergonomii.
47
definicja
Projektowanie ergonomiczne jest
to realizacja takiej procedury
projektowania systemu człowiek-
obiekt techniczny, która stwarza
największą szansę uzyskania
projektu o pożądanym poziomie
ergonomicznej jakości.
48
Przedmiot projektowania
ergonomicznego
Przedmiotem projektowania
ergonomicznego jest zawsze system
złożony z dwóch podsystemów:
ludzkiego i technicznego.
System ten działa w sposób celowy i
zaplanowany. Działania te są
uzależnione od warunków
zewnętrznych.
49
Elementarne systemy człowiek- obiekt
techniczny mogą różnić się znacznie
między sobą pod względem:
Zakresu i stopnia trudności (lub
złożoności) wykonywanych zadań
Intensywności wpływu na otoczenie
Siły powiązań z innymi systemami
elementarnymi
Znaczenia dla działania nadsystemu itp..
50
Elementarne systemy
1. Jeden człowiek- jedna maszyna
2. Jeden człowiek- fragment większego
urządzenia technicznego np. robotnik
przy montażowej linii potokowej
3. Jeden człowiek i większa liczna
pojedynczych, pracujących
równocześnie maszyn, np. robotnik
nadzorujący pracę automatów
tokarskich.
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
Układ trawienny
65
Układ oddechowy
66
67
68
Układ krwionośny
69
70
Układ mięśniowy
71
72
73
74
Fazy istnienia
Faza konceptualna
Powstawanie dokumentacji
projektowej- proces twórczy
kształtowania obiektu technicznego
zhumanizowanego (wzrost kosztów
inwestycji intelektualnej, zyski w
fazie eksploatacji)
75
Faza projektowa
Weryfikacja ergonomiczna dokumentacji
projektowej metodami: lista pytań
kontrolnych, metody analizy
antropometrycznej, symulacje
komputerowe, badania makietowe, metoda
analizy ruchów kończym, ocena
rozmieszczenia urządzeń sterowniczych i
sygnalizacyjnych. Poprawki w tej fazie to
niewielkie koszty.
76
Faza wykonania i badania
prototypu
Badanie egzemplarzy
jednostkowych, wprowadzanie
zmian, czasem kilku, nawet w
dużym zakresie. Niewielkie koszty.
77
Faza wykonania wersji
seryjnej
Produkcja części, zmontowanie,
transport, zainstalowanie, wstępne
uruchamianie, wyregulowanie,
nastawa . Obiekt zyskują pewien
poziom ergonomicznej jakości
czasami róznej od poziomu
zaprojektowanego.
78
Faza eksploatacji
Faza istnienia, w której kontaktuje się z
obiektem technicznym największa liczba
ludzi często przez długi czas.
Jeżeli zbyt duża rozbieżność między
rzeczywistym poziomem ergonomicznej
jakości użytkowanego i obsługiwanego
OT, a poziomem uznanym za optymalny
podejmowane są dzialania korekcyjne.
Wysokie koszty.
79
Faza likwidacji OT
Wyłączenie obiektu z eksploatacji
Demontaż, sortowanie części i
materiałów, diagnozowanie
Regeneracja wybranych częśći i zespołów
Skierowanie części materiałów do
powtórnego przerobu
Likwidacja części i materiałów
przez:neutralizację, spalanie, rozkład
biologiczne lub na wysypisku.
80
Ergonomiczne kryteria
projektowe
Rola: są źródłem informacji
ergonomicznej
Uruchamiają mechanizmy skojarzeń
i analogii
Mogą wskazywać możliwości
zastosowania gotowych rozwiązań
sprawdzonych w praktyce,
wzorcowych pod względem
ergonomicznym.
81
Ergonomiczne kryteria
projektowe (hasła projektowe
s.50)
Proces pracy
Przestrzeń pracy
Elementy informacyjne,
sygnalizacyjne i sterownicze
Środowisko fizyczno-chemiczno-
biologiczne
82
Struktura procesu
projektowania
ergonomicznego s.55
algorytm
Kolejność zagadnień ergonomicznych branych pod uwagę:
-
Proces pracy E1
-
Przestrzeń pracy E2
-
Elementy informacyjne, sygnalizacyjne i sterownicze E3,
-
Środowisko fizyczne, chemiczne i biologiczne E4
Etapy algorytmu:
Potrzeba realizacji funkcji
Określenie zadań projektowanego systemu
Podział zadań
E1-E4
Wykonanie i badanie prototypu
Ostateczny projekt stanowiska pracy
83
ZETE
Założenia ergonomiczno-
techniczno-ekonomiczne
Rozważane w fazie studiowania
zadania i formułowania założeń do
projektu
84
E1
Rozdzielenie działań między dwa
człony zespołu człowiek- obiekt
techniczny
Wstępne określenie metod pracy i
zasad optymalizacji wysiłku
fizycznego i psychicznego
85
E2
Wstępny projekt architektury
obiektu technicznego mając na
uwadze „dopasowanie” maszyny do
człowieka
Opracować koncepcję działania
zespołów funkcjonalnych OT.
Uwzględnienie wymagań
estetycznych
86
Zespoły funkcjonalne
maszyny technologicznej
Narzędziowy
Napędowy z przeniesieniem napędu
Kontrolno-sterowniczy
Scalający (korpus, rama, obudowa, osłona)
Stabilizujący pozycję ciała (siedzisko,
oparcie, podnóżek, podest, barierka)
Wyposażenie technologiczne (pojemniki,
palety, regały, szafki, transportery)
87
E3
Projekt zespołu kontrolno-
sterowniczego,
Projekt strefy manipulacji
człowieka,
Projekt strefy manipulacyjnej
technologicznego zespołu
narzędziowego
88
E4
Projektowanie szczegółowe (konstruowanie)
Prognozowanie wielkości obciążeń
człowieka w systemie na podstawie
przewidywanych ergonomicznych cech
zespołów funkcjonalnych
Zaprojeltowanie rozwiązań, które pozwolą
utrzymać stężenia i natężenia uciążliwych
czynników na poziomach zgodnych z
wymaganiami norm ergonomicznych.
89
Projektowanie rytmu pracy
W oparciu o prognozę obciążeń
człowieka i charakterem związków
kooperacyjnych z innymi
systemami.
90
Prototyp
Badania, weryfikacja dokumentacji
projektowej, ergonomiczne
badania diagnostyczne (metody:
ankietowe, aparaturowe,
symulacyjne)
91
Anatomia i fizjologia
człowieka –oko i widzenie
91
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
92
Układ wzrokowy i widzenie
WYBRANE POJĘCIA Z OKULISTYKI
Okulistyka
Okulistyka (z łacińskiego oculus = oko) lub oftalmologia (z greckiego
ophtalmos = oko) jest to dział medycyny zajmujący się
rozpoznawaniem i leczeniem chorób narządu wzroku.
Układ wzrokowy
Widzenie jest złożonym procesem fizyczno-psychicznym, który składa
się z trzech etapów: przyjęcia (wychwycenia) bodźca, jego
przewodzenia oraz zebrania i poznania go. Warunki te spełnia
zbudowany i funkcjonujący prawidłowo układ wzrokowy. Układ ten
składa się z umiejscowionej w oczodole gałki ocznej, która odbiera
wrażenia wzrokowe, przekazując je poprzez drogi wzrokowe do
korowych ośrodków wzrokowych mózgu. W nich to odbierane są i
przetwarzane impulsy, a następnie przesyłane do dalszych ośrodków
mózgowych, tak aby ustrój nasz zareagował odpowiednią czynnością
na bodziec wzrokowy. Oczami odbieramy około 80% wszystkich
informacji o otoczeniu i aż 10% kory mózgowej zaangażowanej jest w
interpretację tych informacji.
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
92
93
Budowa oka
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
93
94
Budowa oka – c.d.
Schemat budowy oka
ludzkiego
Miarowość (emmetropia)
oka prawidłowego
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
94
95
Siatkówka oka
Siatkówka to najbardziej wewnętrzna błona gałki ocznej, przylegająca mocniej do naczyniówki
tylko w okolicy nerwu wzrokowego oraz z przodu przy ciele rzęskowym. W pozostałych miejscach
przyłożona jest lekko do podłoża, przyciskana od wnętrza oka przez ciało szkliste; od zewnątrz
łączy się z naczyniówką.
Budowa histologiczna siatkówki jest bardzo złożona, jej grubość wynosi 0,15 - 0,18 mm i składa
się z dziesięciu warstw. Podczas badania dna oka specjalnym wziernikiem (oftalmoskopem)
widać różowo-czerwone zabarwienie siatkówki. W obrębie tzw. bieguna tylnego oka znajduje się
dołek środkowy, leżący w obszarze plamki (żółtej), czyli małej, beznaczyniowej przestrzeni
siatkówki. Dołek środkowy jest małym zagłębieniem w plamce przystosowanym do
najostrzejszego widzenia.
Drugim ważnym elementem dna oka jest tarcza nerwu wzrokowego, leżąca 2 mm od plamki w
kierunku nosowym. Jest to skupisko przede wszystkim komórek nerwowych biegnących z
siatkówki, które, zbierając się na tarczy, tworzą nerw wzrokowy. Nerw wychodzi z oczodołu przez
kanał nerwu wzrokowego i, krzyżując część swych włókien, dociera do mózgu. Tarczę nerwu
wzrokowego widzi się jako różowo-żółtawy krążek, o średnicy 1,5 mm, z centrum którego
wychodzą naczynia tętnicze siatkówki, a wchodzą naczynia żylne. W siatkówce odbywa się
szereg skomplikowanych procesów fizycznych i biochemicznych, przetwarzających
bodziec świetlny na bodziec nerwowy, który przesyłany jest dalej do korowych
ośrodków wzroku. Najważniejsze w tym procesie są składniki światłoczułe zajmujące
zewnętrzną warstwę siatkówki - 7 mln czopków i 130 mln pręcików. Pręciki znajdują się
głównie na obwodzie siatkówki, a w miarę zbliżania się do plamki wzrasta liczba czopków tak, że
w obrębie dołka środkowego znajdują się tylko same czopki. Czynnością czopków jest
widzenie kształtu i barw przedmiotów w jasnym oświetleniu, zaś czynnością pręcików
jest przystosowanie oka do słabych oświetleń i rozróżnianie zarysów przedmiotów.
Tak więc widzenie plamkowe pozwala na dokładne rozpoznanie szczegółów, kształtu i
barwy, zaś widzenie obwodem siatkówki daje nam orientację w przestrzeni.
Siatkówka ma połączenia nerwowe z całym układem mięśniowo-szkieletowym, pozwala to na
odruchową reakcję ustroju pod wpływem bodźca wzrokowego, np. uchylenie się przed
spadającym na nas przedmiotem, zwężenie źrenicy pod wpływem olśnienia i odwrócenie głowy
od źródła światła z zamknięciem powiek.
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
95
96
Mechanizm widzenia w oku i kolor oczu
Budowa narządu wzroku i mechanizm skupiania światła przez
soczewkę tłumaczą dlaczego mamy brązowe, piwne, niebieskie, a
czasem, na zdjęciach, czerwone oczy. Tęczówka zatrzymuje
większość światła, pozostawiając okrągły otwór zwany źrenicą przez
który promienie światła docierają do soczewki, a ta następnie skupia
je na siatkówce. Światło, które pada na tęczówkę, jest rozpraszane.
Im fala krótsza, tym bardziej się rozprasza. Dlatego niebieskie światło
skuteczniej rozprasza się niż czerwone i dlatego tęczówka ma kolor
niebieski, brązowy albo zielony. To samo zjawisko sprawia, że niebo i
morze są błękitne.
Konkretna barwa tęczówki zależy dodatkowo od barwnika zwanego
melaniną, który absorbuje światło o wszystkich długościach fali.
Duża ilość melaniny pochłania większość światła i tęczówka jest
ciemnobrązowa. Mniej barwnika w tęczówce nadaje jej kolor
jasnobrązowy, jeszcze mniejsza zielony, a bardzo mała ilość sprawia,
że dominuje błękit. Promienie, przechodząc przez źrenicę oka,
wchodzą do środka oka i trafiają na siatkówkę, za którą mieści się
warstwa komórek, bardzo bogata w melaninę, pochłaniającą światło.
Jest to ochrona przed chaotycznym odbijaniem światła wstecz, w
kierunku fotoreceptorów, które mogłoby powodować rozmywanie się
obrazu (taką samą funkcję pełni czarna od środka obudowa aparatu
fotograficznego). Ponieważ żadne światło nie wydostaje się przez
źrenicę, wydaje się ona czarna
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
96
97
Widzenie przestrzenne
Dzięki parom oczu możemy widzieć przestrzennie i oceniać
odległość oglądanego przedmiotu. Gdy patrzymy na
przedmiot ustawiony bardzo daleko od nas, osie
patrzenia obu oczu ustawione są prawie równolegle.
Jeżeli przedmiot znajduje się w bliższej odległości to
mięśnie gałek ocznych zmieniają położenie gałek tak, by
osie widzenia przechodziły przez ten przedmiot, a tym
samym przecinały się. Zjawisko to nosi nazwę
konwergencji. Im bliżej oczu znajdzie się obserwowany
przedmiot, tym osie patrzenia przetną się pod większym
kątem. Analizując ten kąt mózg człowieka
wnioskuje o odległości obserwowanego przedmiotu
od oczu. Gdyby zatem człowiek wyposażony był w tylko
jedno oko bardzo trudno byłoby mu określać odległość
obserwowanego przedmiotu od siebie.
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
97
98
Współczynnik K podaje jak odbieramy fale
o poszczególnych długościach w stosunku
do wartości maksymalnej. Linią
przerywaną zaznaczono czułość pręcików,
a ciągłą wypadkową czułość czopków
Czułość oka na barwy
Czułość poszczególnych barwników oka,
czyli zależność prawdopodobieństwa P
pochłonięcia fotonu od długości fali
Ergonomia i fizjologia w
bezpieczeństwie pracy
98
99
ERGONOMICZNA
KLASYFIKACJA
PROJEKTOWANAYCH
SYSTEMÓW
Pierwsze z koniecznych do
wykonania zadań w procesie
projektowania:
1.Określenie celu i funkcji jakie ma
spełniać projektowany system
2. Określenie granic
100
Projektowanie systemu
człowiek- narzędzie ręczne
Najbardziej zredukowana struktura i
najbardziej zawężony zbiór kryteriów
ergonomicznych
Kryteria ergonomiczne dot. rozwiązań
warunkujących dynamiczne i statyczne
obciążenie mięśni
Kryteria z obszaru E4 dot. źródeł
czynników środowiskowych (zachowują
duże znaczenie niezależnie od klasy
projektowanego systemu)
101
Projektowanie systemu
człowiek- maszyna
Konieczne zastosowanie pełnej
procedury projektowania i
zastosowanie pełnej listy kryteriów
na poziomie szczegółowym.
102
Projektowanie systemu
człowiek- maszyna
cybernetyczna
Przesunięcie obciążeń w stronę
psychiki z jednoczesną hipokinezą
(niedociążenie kinetyczne i
dynamiczne)
103
Typy zadań projektowych
zależne są od:
Złożoności (skomplikowania) obiektu
technicznego
Oryginalności OT
Samodzielności operacyjnej (stopnia
zautomatyzowania) OT
Wielkości planowanej produkcji
projektowanego OT
Uciążliwości OT i realizowanej
technologii dla człowieka i otoczenia
104
Komputerowe wspomaganie
projektowania
ergonomicznego
Stosowanie komputerów obniża zdolności intuicyjne
projektantów?
Zalety:
Skrócenie czasu projektowania
Wzrost globalnej mocy twórczej projektantów
Wgląd w pracę innych
Łatwiejsze wprowadzania zmian i modyfikacja
projektów już istniejących
Większa możliwość wariantowania rozwiązań
Łatwość ujednolicania formy dokumentacji
projektowej
Obniżenie kosztów otrzymania rozwiązania dobrego
105
Ergonomiczne nakładki
profesjonalnych programów
CAD
Analiza, badanie, ocena konstrukcji
maszyn, urządzeń oraz stanowisk
pracy
Wizualizacja zależności fizycznych
między użytkownikiem a
otaczającymi go sprzętami
106
Programu uwzględniają takie czynnik ludzki
jak płeć, wiek, wzrost, typ budowy ciała,
zasięgi, przestrzeń ruchu, warunki
widoczności, dane biomechaniczne.
Pozwalają na ocenę sił statycznych i
dynamicznych przy obsłudze urządzeń
takich jak koła, dźwignie, pedały, ja również
na ustalenie przypuszczalnych obciążeń
przy podnoszeniu i dźwiganiu ciężarów.
107
2D lub 3D modele ciała człowieka
Możliwe poruszanie dowolnym
elementem modelu lub całym
manekinem
Animacja i symulacja ruchu oraz
zmiany punktu obserwacji
108
SAMMIE SYSTEM
http://lboro.ac.uk/departments/lds/research/groups/erg/sammie/gallery.htm
109
110
111
112
http://www.bing.com/search?q=system+ANTHROPOS+
+ergonomics&src=IE-SearchBox&Form=IE8SRC
113
114
Systemy ergonomiczne
APOLIN
JACK
SAMMIE
ANTHROPOS
RAMSIS
DIANA
HEINER i in.
115
zastosowanie
Przemysł motoryzacyjny,
Lotniczy
Projektowanie wózków (zakupowych,
dziecięcych
Projektowanie przyrządów sportowych,
Projektowanie sanitariatów dla
niepełnosprawnych
Projektowanie maszyn dla przem.
Spożywczego, papierniczego, budowlanego.
116
Procedura wykonania
zadania projektowego
Sformułowanie zadania projektowego
Założenia ergonomiczno-techniczno-ekonomiczne (ZETE)
do projektu
Poszukiwanie koncepcji rozwiązania zadania projektowego
(sformułowanie problemu technologicznego,
sformułowanie problemu konstrukcyjnego)
Projektowanie wstępne (projektowanie procesu pracy,
projektowanie przestrzeni pracy, projektowanie ukladów
kontrolnych i sterowniczych, projektowanie warunków
środowiska)
Projektowanie szczegółowe i dokumentowanie
konstrukcyjne
Budowa i badanie prototypu
Weryfikacja dokumentacji projektowej
117
DIAGNOZA W ERGONOMII
1. Charakter generalizujący,
nastawiony na ustalenie ogólnych
zależności i prawidłowości,
uwarunkowań, związków itd.
2. Charakter diagnostyczny,
nastawiony na rozpoznanie
pojedynczych faktów, ich genezy,
rozwoju itd.
118
Fazy w postępowaniu
diagnostycznym
1. Badania inicjujące, mające na
celu rozpoznanie objawów
potrzebnych do postawienia
hipotezy cząstkowej
2. Badania sprawdzające hipotezę
cząstkową
119
Diagnoza ergonomiczna
Źródło danych uzupełniających
informacje o człowieku i obiekcie
technicznym o dane opisujące
relacje w układzie człowiek- obiekt
techniczny, dotyczące zarówno
układu jako całości , jak i samego
człowieka w procesie pracy.
120
Cel diagnozowania
Określenie poziomu jakości
ergonomicznej w fazie eksploatacji
121
Przedmiot diagnozy
ergonomicznej
Cechy człowieka i biologiczne
skutki pracy
Maszyny i urządzenia
Materialne środowisko pracy
Stanowisko pracy
122
Obiekt diagnozy
Człowiek
Obiekt techniczny
Układ człowiek- obiekt techniczny
123
Cel diagnozy ergonomicznej w
odniesieniu do obciążeń człowieka w
procesie pracy i biologicznych
skutków pracy
1. Cechy człowieka określające możliwości jego
adaptacji do warunków technicznych,
organizacyjnych i społecznych w jakich musi on
funkcjonować:
- właściwości energetyczne: sprawność biologiczna
organizmu, temperament i motywacja
- zdolności regulacyjne: odbiór i przetwarzanie
informacji, pamięć i uwaga, cechy myślenia i decyzji
- umiejętności wynikające z ogólnego wykształcenia,
kwalifikacji zawodowych, kultury technicznej,
wrażliwości estetycznej i etycznej, systemu
wartości.
124
2. Relacji energetycznych między
zapotrzebowaniem obiektu technicznego a
możliwościami człowieka i jego wydajnością
3. Relacji informacyjnych między obiektem i
człowiekiem w procesie sterowania
4. Optymalnego obciążenia pracą przez
ustalenie jego dolnych i górnych granic,
które byłyby akceptowane przez człowieka
w określonej sytuacji pracy.
125
Diagnoza obiektów
technicznych
Stan dostosowania członu
technicznego do potrzeb i
możliwości człowieka
126
zagadnienia
Relacje przestrzenne między OT i jego
elementami a cechami antropometrycznymi i
biomechanicznymi człowieka
Budowa i rozplanowanie układów kontrolno-
sterowniczych
Formy ekspozycji i identyfikacji sygnałów
Warunków percepcji informacji
Budownictwa mieszkaniowego i komunalnego
Urządzenia rekreacyjne i sportowe
Środki transportu i komunikacji
Planowanie przestrzenne i urbanistyka
Wytwory i aparatury powszechnego użytku
127
Diagnoza materialnego
środowiska pracy
Dotyczy: mikroklimatu, hałasu,
wibracji, zanieczyszczeń powietrza,
promieniowania
elektromagnetyczne, i in.
Diagnoza dokonywana na
podstawie pomiarów stężeń
Otrzymane wyniki porównywane są
z normami
128
Ważną rolę odgrywają
Relacje między zakłócającymi czynnikami
środowiska a możliwościami i odpornością
człowieka
Zmiana wydajności pracy ludzkiej pod
wpływem skumulowanego działania
zewnętrznych czynników zakłócających
Ustalenie środowiskowych warunków pracy
(oświetlenie, wentylacja, temperatura,
natężenie hałasu, stopień zapylenia itp.)
129
Diagnoza ergonomiczna
stanowisk pracy dotyczy
Optymalnych warunków środowiska
pracy człowieka, który jest słabszym i
mniej odpornym elementem systemu
Technicznego wyposażenia
stanowiska pracy- w postaci maszyn,
narzędzi, urządzeń, przyrządów itp.
Organizacji pracy na stanowisku
130
Celem
Zidentyfikowanie elementów
systemu, ich wzajemnych relacji
oraz analiza i ocena, aby
funkcjonowanie stanowisk podczas
wykonywania określonych zadań,
aby przebiegało sprawnie, bez
szkody dla człowieka i bez
negatywnych zmian w otoczeniu.
131
Podstawowe problemy
Proces pracy, technologia, organizacja, transport
Obciążania psychiczne i fizyczne
Zagrożenie życia i zdrowia
Przestrzeń pracy
Pozycje przy pracy
Monotonie i monotypie pracy
Dokładność ruchów i algorytm czynności
Podział funkcji między człony układu
Rozwiązania techniczne mające wpływ na
warunki środowiskowe
132
Diagnoza jako źródło
danych do projektowania
W fazie projektowania w
ograniczonym stopniu.
W ww fazie wykorzystanie typowych
procedur diagnostycznych np
. lista dortmundzka ESAC i jej
odmiany
Lista Meistera lub CET II
133
Granice tolerancji organizmu
ludzkiego na środowiskowe
warunki pracy
Ważny wskaźnik
134
Diagnoza obciążeń
człowieka w procesie
pracy
Fizjologia pracy: badanie funkcji
życiowych człowieka pracującego,
celem ustalenie optymalnych
obciążeń dla jego organizmu.
Częścią badań ergonomicznych
jest fizjologiczna ocena
intensywności pracy.
135
Trudność pracy można
odwzorcować na podstawie
wydatku energetycznego
rozumianego jako uzyskiwaną z
pokarmów spalaną ilość energii, w
która jest potrzebna do wykonania
czynności w jednostce czasu.
136
Badanie wydatku
energetycznego- metody
1. Kalorymetrii
2. Fizjologiczna
3. Tabelaryczno- chronometrażowa
137
Praca lekka- do 4200 kJ/8h
Praca średnio ciężka- 4200- 6300
kJ/8h
Praca ciężka 6300- 8400 kJ/8h
Praca najcięższa ponad 8400 kJ
138
W działalności ergonomicznej nie dąży
się do minimalizacji wysiłku fizycznego
związanego z wykonywaniem pracy
(nadmierna redukcja- hipokinezja:
niedostatek ruchu i wysiłku oraz
dyskomfort psychiczny wywołany
monotonią, monotypowością i
wykonywaniem pracy poniżej
możliwości i aspiracji wykonawcy.
139
Projektowanie w celu
zapewnienia optymalnego
wysiłku fizycznego
wykonawcy
Zasady ekonomiki ruchów- 9 reguł,
które należy stosować łącznie.
140
….
1. Główne czynności
manipulacyjne i ruchy
kontrolowane powinny odbywać się
w obrębie właściwych dla danego
typu pracy stref wygody ruchów.
2. …..
141
Ocena obciążenia
fizycznego pracą
1. Ocena wydatku energetycznego
związanego z ruchem
2. ocena obciążenia statycznego,
charakteryzującego się bezruchem,
3. Ocena monotypowości ruchów
roboczych, związanych z
powtarzalnością ruchów
142
Obliczenia wydatku
energetycznego
Suma iloczynów wykonywania
poszczególnych czynności (w
minutach) w ciągu zmiany i
jednostkowego wydatku
energetycznego na wykonanie
czynności
143
Obciążenie statyczne
Wysiłek powstający w warunkach
bezruchu, przy długotrwałym
skurczu mięśni.
Skutek: szybkie zmęczenie
144
Ocena monotypowości
Jednostronne przeciążenia
pewnych grup mięśniowych
Ocena:
Liczba stereotypowych powtórzeń
Wielkość rozwijanych sił
mięśniowych przy wykonywanej
pracy.
145
Ocena końcowa wysiłku
fizycznego
Suma cząstkowych ocen,
Wydatku energetycznego,
Obciążenia statycznego,
Monotypowości.
146
Ocena ryzyka występowania
dolegliwości mięśniowo-
szkieletowych
Uszkodzenia mięśni, stawów, ścięgien,
więzadeł, nerwów, kości a nawet
miejscowe uszkodzenia układu
krwionośnego.
Zewnętrzne objawy: bóle, drętwienia,
mrowienia, uczucie ogólnego dyskomfortu,
opuchlizna stawów, ograniczona
ruchliwość, zmniejszona siła chwytu,
zmiana zabarwienia skóry dłoni lub palców.
147
Dolegliwości
mięśniowo- szkieletowe
Bóle szyi, ramion, pleców, urazy,
zaburzenia w obrębie kończyn
górnych i dolnych.
148
Metody oceny ryzyka
wystąpienia dolegliwości
mięśniowo- szkieletowych
LMM
NIOSH
OWAS
RULA
REBA
OCRA
HAMA
SI
QEC
Metoda trzystrefowego systemu oceny monotypowości
Metoda mapowania ryzyka
149
Psychologiczne podstawy
wykonywania pracy
Szacowanie wysiłku psychicznego
Zasady dot. odbioru informacji
- przeciążenie kanału informacyjnego
powoduje szybkie zmęczenie
psychiczne, może doprowadzić do
blokady kanału, polegającej na zerwaniu
transmisji między narządem zmysłu a
centralnym układem nerwowym
150
Przekazywanie…
151
Zasady podejmowania
decyzji
152
Zasady dotyczące
wykonywania czynności
153
Ocena obciążenia
psychicznego pracą
Etapy procesu pracy dla określenia
wysiłku psychicznego
Uzyskiwanie informacji
Podejmowanie decyzji
Wykonywanie czynności
154
Od czego zależy
obciążenie informacjami?
155
Zmęczenie i odpoczynek
156
Pomiar zmęczenia
Poprzez charakterystykę
wydajności
Rejestracja zjawisk wtórnych
157
DIAGNOZA OBIEKTÓW
TECHNICZNYCH
Ocena antropometryczna OT
Weryfikacja z użyciem atlasu
Metoda manekinów
Metoda makiet
Metoda wykorzystania schematów
obszarów pracy
Wideosomatografia
Zastosowanie techniki komputerowej
System ekspertowy
158
Warunki percepcji
informacji
159
Kształtowanie układów
kontrolno-sterowniczych
160
Kształtowanie obiektów
technicznych
Stanowisko pracy: wg ergonomii
elementarny system układu człowiek –
obiekt techniczny- otoczenie.
Stanowisko robocze: obiekt, który
realizuje z udziałem człowieka i za
pomocą środków technicznych- ściśle
określone zadania produkcyjne,
stanowiące część procesu produkcyjnego
w powiązaniu z innymi obiektami.
161
Podstawowe elementy
stanowiska pracy
Zadania do wykonania (czynności)
Pracownik (grupa, zespół)
Wyposażenie (maszyny,
urządzenia, narzędzia, sprzęt)
Przedmiot pracy (wyrób, usługa)
Wielkość i kształt zajmowanej
powierzchni
162
Ocena stanowiska pracy
Diagnoza wielodyscyplinarna-
kompleksowa
Diagnoza cząstkowa: cztery fazy:
-
Faza pierwsza: diagnoza powołanych do
wykonania zadania diagnostycznego
-
Faza druga: korekta wadliwych elementów
opisanych w fazie pierwszej
-
Faza trzecia: konsultacje, zmiany
korekcyjne, realizacja zmian w produkcji
-
Faza czwarta: kontrolna, nie jest konieczna
gdy obiekt funkcjonuje prawidłowo
163
Diagnoza materialnego
środowiska pracy
Drgania mechaniczne (wibracje)
- całego ciała,
- części ciała.
Skutki: choroba wibracyjna: wrzody
żołądka, schorzenia narządów
trawienia, innych narządów
wewnętrznych, zmiany w układzie
naczyniowym, układzie nerwowym.
164
Ciało człowieka próbuje
dostosować się do obciążenia
drganiami poprzez rożne napięcie
mięsni
165
Źródła drgań
Transport
Samochody, maszyny budowlane,
rolnicze, tramwaje, pociągi,
samoloty, statki
Maszyny do obróbki metali, drewna,
maszyny włókiennicze, hutnicze
Ręczne narzędzia udarowe…
166
Metody oceny drgań w
środowisku pracy
Metoda widmowa
Metoda ważona
Metoda dozymetryczna
167
hałas
Stres
Zmęczenie
Negatywny wpływ na układ
naczyniowy
Uszkodzenia organu słuchu
168
Pomiar hałasu
Pomiar właściwości i porównanie z
dopuszczalnymi wartościami
169
Redukcja hałasu w
projektowaniu procesów
technologicznych
170
oświetlenie
Nadmiar światła: chwilowe zakłócenie
normalnego widzenia; uszkodzenie
siatkówki
Niewystarczające: spadek zdolności
akomodacji, opóźniona adaptacja, obniżona
ostrość widzenia, zmniejszona zdolność
wyróżniania figur z tła, mniejsza zdolność
rozróżniania kolorów
Zmęczenie wzroku poprzez rodzaj światła
np. świetlówki (zjawisko stroboskopowe),
żarówki, światło bisoiczne (zmieszane
dzienne i sztuczne)
171
Oświetlenie pomieszczeń
światłem sztucznym i
naturalnym
172
Ocena źródeł światła
Lista kontrolna
173
Barwy pomieszczenia
174
Światło biostymulatorem
175
mikroklimat
176
Zanieczyszczenia,
zapylenia
177
Emisja energii szkodliwej
178
Przegląd metod i technik
diagnostycznych
179
Ergonomiczna organizacja
pracy
1. Kształtowanie treści pracy (formy
uczestnictwa w procesie
produkcyjnym)
- rozszerzanie pracy,
Wzbogacanie pracy,
Rotacja wykonywanych zadań,
Wymienność stanowisk pracy
2. Praca w zespołach roboczych
180
Przerwy wypoczynkowe
Rozkład przerw
Przerwy krótkie, przerwy 1:1
181
Praca zmianowa
Praca nocna- skutki
182
Elastyczne formy czasu
pracy
Obowiązuje liczba godzin
przepracowanych
183
Psychologiczne i społeczne
aspekty organizacji pracy
Motywacja
Satysfakcja z pracy
Socjotechnika
184
Partycypacyjne metody
usprawnienia pracy
TUTTAWA
6S
KAIZEN
Metoda analizy oddziaływań
185
Wartościowanie pracy
186
Mierniki oceny
warunków pracy
Ocena płynności kadr
Ocena bezpieczeństwa pracy
Ocena wypadków przy pracy
Ocena ryzyka zawodowego
Ocena efektów pracy pracownika
Ocena wydajności pracy
Ocena technicznego uzbrojenia pracy
187
Ergonomia mieszkania
Zalecenia użytkowo-funkcjonalne:
Stosowne do rodzaju pomieszczenia
wykończenie podłóg i ścian
Dobranie funkcjonalnych i dających się
racjonalnie zagospodarować mebli
Właściwe rozmieszczenie punktów
świetlnych
Harmonizowanie pod względem
kolorystycznym i fakturalnym
188
Ergonomia dla ludzi
starszych i
niepełnosprawnych
189
Ergonomia wyrobu
Jakość wyrobu
Cechy ergonomiczne wyrobu
190
Ergonomia
a bezpieczeństwo pracy