Bezpieczeństwo pracy
i ergonomia
Wykład VII
Diagnoza w ergonomii
Przedmiot diagnozy
ergonomicznej
Przedmiotem diagnozy mogą zatem być:
cechy człowieka i biologiczne skutki pracy,
maszyny i urzÄ…dzenia,
materialne środowisko pracy,
stanowiska pracy.
Kształtowanie układów
kontrolno - sterowniczych
Czynnikami wyróżniającymi, decydującymi o
wyższości jednych sygnałów nad innymi są:
jakość,
siła,
wielkość,
kształt,
położenie,
ruch,
czas trwania.
Zadania, jakie majÄ… wskaz
niki do spełnienia mogą
być bardzo różne, większość z nich można
zaliczyć jednak do jednej z trzech grup:
Wskaz
niki ilościowe  emitowane przez nie sygnały
dostarczają informacji o aktualnej wartości liczbowej mierzonej
wielkości, np. liczba obrotów silnika.
Wskaz
niki jakościowe  dostarczają informacji o kierunku
zmian w sterowanym procesie, wykazują odchylenia pełnej
wielkości od wartości normalnej lub pożądanej, zazwyczaj z
podaniem kierunku odchylenia lub określają, czy mierzona
wielkość zawarta jest w granicach pewnego przedziału.
Wskaz
niki alternatywne  stwierdzajÄ…, informujÄ… o istnieniu lub
nieistnienie pewnego stanu urządzenia, np. włączone -
wyłączone.
Rodzaje wskaz
ników
wychyłowe:
pionowe (cyfry wzrastają od dołu do góry, zalecane stałe zamocowanie
tarczy, ruchoma wskazówka),
poziome (cyfry wzrastają od lewej do prawej, zalecane stałe zamocowanie
tarczy, ruchoma wskazówka),
półokrągłe (cyfry wzrastają zgodnie z ruchem wskazówek zegara, wskazana
tarcza stała, wykorzystywane przy śledzeniu ruchów wskaz
nika lub
nastawianiu na pożądaną wartość),
okrągłe (cyfry wzrastają zgodnie z ruchem wskazówek zegara, wskazana
przerwa w dole skali),
okienkowe (cyfry wzrastają zgodnie z ruchem wskazówek zegara,
można stosować ruchome tarcze lub wskazówki, dwie cyfry powinny być
widoczne);
Rodzaje wskaz
ników
cyfrowe (tempo zmian  maksymalnie dwie
cyfry na sekundÄ™, kierunek odczytywania od
lewej do prawej, cyfry wzrastajÄ…, przesuwajÄ…c
się od dołu do góry lub pojawiają się przez
zmianę układu świateł):
liczniki elektroniczne,
liczniki z ruchomym bębnem.
Wyniki eksperymentalnych badań psychologicznych
wykazały, że rozróżnienie stanów przyrządów
wychyłowych zależą od następujących czynników:
kształtu tarczy  największą czytelność przyrządów uzyskano na
tarczach okrągłych,
wielkości tarczy  w zależności od odległości obserwacji i liczby
podziałek,
wielkości działek  najmniejsze błędy interpolacji występują przy
działkach o szerokości 12-20 mm,
wielkości kresek podziałkowych  w zależności od odległości tarczy
przyrzÄ…du od oczu obserwatora,
wielkości i rozmieszczenia liter na tarczach,
cech wskazówek  długość powinna być tak dobrana, aby wskazówka
nie zasłaniała kreski podziałkowej i nie utrudniała przyporządkowania.
Procentowa liczba błędnych
odczytów na sześciu wskaz
nikach
Zależność minimalnej średnicy tarczy od
maksymalnej liczby działek na tarczy i odległości
tarczy od obserwatora
Odległość tarczy Maksymalna liczba działek na tarczy
od oczu 5 9 19 38 50 70 100 150 200 250 300 350
obserwatora
[m] Minimalne średnice tarczy [cm]
0,5     __ 2,5 3,6 5,4 7,3 9,1 10,9 12,7
0,9    2,5 3,3 6,5 9,8 13,1 16,3 19,6 22,9
1,8   2,5  6,5  13,1 19,6 26,7 32,7 39,2 45,7
3,7  2,5  13,1  26,1 39,2 52,3 65,3 78,4 91,4
6,1 2,5    21,8  43,1 65,3 87,9 108,0 130,0 152,0
          9 6 0
Zależność przeciętnej wysokości kresek
podziałkowych od odległości tarczy od
obserwatora
Odległość tarczy Wysokość kresek
od oczu podziałowych [mm]
obserwatora
[m] najwyższych średnich najniższych
do 0,5 5,6 4,1 2,3
0,5-0,9 10,2 7,1 4,3
0,9-1,8 19,8 14,2 8,6
1,8-3,7 40,0 28,4 17,2
3,7-6,1 66,8 47,5 28,7
Zależność wielkości liter i cyfr od
odległości tarczy od obserwatora
Odległość tarczy od Wysokość liter i cyfr
oczu obserwatora |m] [mm]
do 0,5 2,3
0,5-0,9 4,3
0,9-1,8 8,6
1,8-3,7 17,2
3,7-6,1 28,7
Ogólne zasady dotyczące projektowania
elementów wskaz
nikowych sÄ…
następujące:
Tablice i wskaz
niki powinny znajdować się na wprost wygodnej
pozycji oczu lub niżej; powyżej linii wzroku można umieszczać
przyrządy mało ważne i rzadko używane.
W razie konieczności umieszczenia wskaz
nika poza
optymalnym polem widzenia należy umieścić go w polu widzenia
ograniczonym łatwym ruchem głowy i optymalnym ruchem oczu.
Największe odległości, w jakich można umieszczać wskaz
niki, sÄ…
takie, że daje się jeszcze odczytać wskazania na tych
przyrzÄ…dach.
Ogólne zasady dotyczące projektowania
elementów wskaz
nikowych sÄ…
następujące:
Tablice i wskaz
niki, z których korzysta się w pozycji siedzącej, powinny
być albo ustawione pionowo, albo pochylone pod kÄ…tem 45°w stosunku
do poziomu.
Tablice i wskaz
niki obsługiwane w pozycji stojącej powinny być
ustawione od pionu do 30°w stosunku do poziomu.
Obserwacja grupy przyrządów, na których odczytuje się wychylenia
od położenia normalnego, jest szybsza i dokładniejsza, jeżeli położenia
normalne sÄ… uporzÄ…dkowane, a nie rozrzucone.
Pary wskaz
ników mogą być wykorzystane bardziej efektywnie,
jeżeli przy umieszczeniu poziomym (jeden obok drugiego) położenie
normalne wskazówek odpowiada godzinie 9; przy rozmieszczeniu
pionowym wskaz
ników (jeden nad drugim) najlepsze położenie
normalne odpowiada godzinie 12.
Dobór urządzeń sterowniczych
do różnych typów zadań
Przeznaczenie elementu sterowania Elementy sterowania
Dla sit dużych + 2 oddzielnych pozycji (stanów) przycisk ręczny lub nożny, wyłącznik dżwigienkowy,
wyłącznik klawiszowy
+ 3 oddzielnych pozycji (stanów) przycisk ręczny, wyłącznik dżwigienkowy, wyłącznik
pokrętny
+ od 4 do 24 pozycji (stanów) wyłącznik pokrętny, koło ręczne
+ regulacji ciągłej w małym zakresie koło ręczne, korba, dz
wignia, pedał
+ regulacji ciągłej w dużym zakresie Korba
Dla sił małych + 2 oddzielnych pozycji (stanów) dz
wignia z zapadką, przycisk ręczny (duży), przycisk
nożny
+ od 3 do 24 pozycji (stanów) dz
wignia z zapadkÄ…
+ regulacji ciągłej w małym zakresie koła ręczne, korba, pedat obrotowy, dz
wignia
regulacji ciągłej w dużym zakresie duża korba, pedał obrotowy
Rozróżnienie elementów sterowniczych
następuje na podstawie:
kształtu,
rozmiaru,
umiejscowienia,
barwy.
Przykłady różnych rodzajów
gałek sterownicznych
Rys. Trzy typy gałek sterowniczych, łatwo rozróżnialnych dotykiem
Ogólne zasady dotyczące projektowania
elementów sterowania są następujące:
Urządzenia sterownicze powinny mieć kształt zgodny z funkcją, jak również z
danymi antropometrycznymi.
Ich użytkowanie musi być wygodne i nie może powodować deformacji ręki.
Materiał użyty do wykonania części chwytowej powinien być dostosowany do
wymagań higienicznych i przyjemny w dotyku.
Elementy sterowania powinny być łatwo dostępne we wszystkich
położeniach.
Elementy sterowania powinny znajdować się w optymalnym zasięgu
ręki i nie powodować wymuszonej postawy operatora.
Rozmieszczenie elementów sterujących powinno być takie aby przy
sterowaniu wzajemnie sobie nie przeszkadzały, nie powodowały
zranienia operatora, uniemożliwiały przypadkowe ich włączenie.
Ogólne zasady dotyczące projektowania
elementów sterowania są następujące:
Największa siła, szybkość i dokładność wymagana przy sterowaniu
nie może przekraczać psychofizycznych możliwości obsługującego.
Układ elementów powinien być na tyle przejrzysty, aby w krytycznych
warunkach prawidłowy ruch został wykonany automatycznie.
Urządzenia sterownicze wymagające szybkiej obsługi powinny być
umieszczone jak najbliżej ręki.
Urządzenia sterownicze powinny być umieszczone w optymalnym
zasięgu ręki.
Przy uruchamianiu elementów sterowania nie powinny występować
nadmierne opory.
Nakład siły potrzebnej do zmiany położenia elementu sterowania
powinien być proporcjonalny do siły zaangażowanych grup mięśni.
Ogólne zasady dotyczące projektowania
elementów sterowania są następujące:
Urządzenia pełniące tę samą funkcję należy umieszczać obok siebie.
Urządzenia awaryjne powinny być umieszczone w widocznym i dostępnym miejscu.
Przy wyborze ręcznego elementu sterowania należy przede wszystkim stosować te, które
umożliwiają ruch  w przód-w tył", następnie  w prawo-w lewo", ruch  w górę-w dół" lub
obrotowy.
Jeśli wymagana jest szybkość i dokładność, wskazane jest stosowanie urządzeń
sterowanych ręcznie.
W przypadku przenoszenia dużej siły należy stosować sterowanie nożne.
Urządzenia sterownicze powinny być łatwo rozpoznawalne.
Kierunek ruchu elementu sterowania powinien być zgodny z kierunkiem, jaki chcemy
spowodować.
Zasady powiązań pomiędzy urządzeniami
wskaz
nikowymi a sterowniczymi:
1. Zasada funkcjonalności. Urządzenia
informacyjne i sterownicze, spełniające
jednakowe funkcje, należy lokalizować blisko
siebie.
2. Zasada ważności. Projektując rozmieszczenie
zgodnie z tą zasadą należy pamiętać, że położenie
urządzeń powinno zależeć od stopnia realizacji
postawionego zadania; a więc urządzenia, których
użycie ma zasadniczy wpływ na wykonanie
zadania, powinny znajdować się w miejscach
najbardziej dogodnych do obserwacji i obsługi
Zasady powiązań pomiędzy urządzeniami
wskaz
nikowymi a sterowniczymi:
3. Zasada kolejności. Urządzenia powinny być
rozmieszczone w takiej kolejności, w jakiej
są używane.
4. Zasada częstości używania. Urządzenia
powinny być rozmieszczone
z uwzględnieniem częstości ich użycia 
częściej używane w polu centralnym,
rzadziej w polu bocznym.
Zasady powiązań pomiędzy urządzeniami
wskaz
nikowymi a sterowniczymi:
5. Zasada optymalnego umiejscowienia.
Urządzenia powinny zajmować
miejsce odpowiednio do ich zastosowania
(wygody, szybkości, dokładności,
potrzebnej siły do ich obsługi), na przykład
wymagające stałej obserwacji  na wprost
obsługującego, używane na ślepo  przed
obsługującym, poniżej wysokości jego
ramienia.
Kształtowanie obiektów
technicznych 
pojęcie i struktura stanowiska
pracy
Pojęcie i struktura stanowiska
pracy
Stanowisko pracy  jest to na ogół pomieszczenie
lub część pomieszczenia roboczego, stanowiące
całość przestrzennie połączoną, a zarazem
wyodrębnioną od innych pomieszczeń przez to, że
służy do pracy jedno- lub kilkuosobowego zespołu
ludzi, ściśle ze sobą współdziałających przy
określonym zadaniu roboczym lub grupie takich
zadań  wraz ze znajdującymi się na miejscu
zasobami przydatnymi w pracy, którą ma się tam
wykonać.
Stanowisko robocze - rozumiane jest na ogół jako
najmniejsza komórka produkcyjna.
Organizacja stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracy jest to takie
zestawianie środków i sposobów ich użycia
(a niekiedy też dobranie tych środków i
sposobów), które umożliwia wykonawcy
realizacjÄ™ postawionego mu zadania w
sposób właściwy.
Stanowisko pracy jako
przedmiot projektowania
Projektowanie stanowiska pracy (systemu)
musi dotyczyć:
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.
Stanowisko pracy jako
przedmiot projektowania
Ergonomiczne projektowanie stanowiska pracy
powinno obejmować następujące składniki tego
systemu:
elementy składowe systemu,
relacje zachodzące między elementami systemu,
otoczenie systemu (szczególnie tzw. otoczenie bliskie, do
którego można zaliczyć materialne czynniki stanowiska
pracy).
Diagnoza stanowiska pracy
Diagnozy szczegółowe dyscyplin humanistycznych i
I. Faza diagnoz
technicznych powołanych do wykonania zadania diagnostycznego
szczegółowych
D1 D2 D3 D4 D5 Dn
II. Faza formułowania
Formuła opisowa diagnozy kompleksowej ze szczególnymi
diagnozy kompleksowej
zaleceniami dotyczącymi korekty wadliwych elementów
III. Faza weryfikacji systemu
Realizacja zmian korekcyjnych w praktyce z możliwymi
technicznego lub
konsultacjami projektowanych zmian
organizacyjnego
Diagnoza systemu po wprowadzeniu zmian
IV. Faza diagnozy po
wdrożeniu zmian
Ponowna diagnoza, jeśli jest ona konieczna
Przedmiot diagnozy
ergonomicznej
Przedmiotem diagnozy mogą zatem być:
cechy człowieka i biologiczne skutki pracy,
maszyny i urzÄ…dzenia,
materialne środowisko pracy,
stanowiska pracy.
Drgania mechaniczne (wibracje)
Wibracje - definicja
Wibracje są to drgania mechaniczne, które
mogą występować w całych maszynach,
poszczególnych częściach maszyn,
narzędziach, na pomostach roboczych itp.
Przez pojęcie wibracje z biologicznego
punktu widzenia rozumie siÄ™ przekazywanie
drgań mechanicznych z ciała stałego na
poszczególne tkanki człowieka lub na cały
organizm.
Rodzaje drgań
Drgania
okresowe nieokresowe
harmoniczne
Częstotliwości rezonansowe
występujące u człowieka
Pionowe działanie drgania
trzewia i powłoka jamy brzusznej 3 Hz,
rezonans główny stojącego człowieka 4-6 Hz,
górna część ciała, miednica 4-8 Hz,
bark, kark i drugi rezonans miednicy 10-12 Hz,
głowa 20 Hz,
gałka oczna 40-100 Hz
Poziome działanie drgania:
Strefa ręki, ramienia, nadgarstka i łokcia 12 i 20 Hz
Analiza z
ródeł drgań
Drgania można analizować w dwóch
aspektach:
technicznym, który ma na celu analizę wpływu
wytwarzanych przez maszynę drgań
mechanicznych na stan sąsiednich urządzeń;
higienicznym pracy, który pozwala na określenie
stopnia narażenia człowieka na oddziaływanie
drgań na stanowisku pracy.
Analiza z
ródeł drgań
Rozróżnia się drgania o oddziaływaniu:
ogólnym  przenikające do organizmu ludzkiego
przez nogi, miednicÄ™, plecy lub boki;
miejscowym  przenikajÄ…ce do organizmu przez
ręce operatora.
Schemat przekazywania drgań
oraz jego z
ródła
Schemat przekazywania y
ródła drgań
drgań
Åšrodki transportu
pasażer
Samochody, maszyny
operator
budowlane, maszyny rolnicze,
tramwaje, pociÄ…gi, samoloty,
statki
Maszyny do obróbki metali i
operator
drewna, maszyny włókiennicze,
wibroplatformy, maszyny
hutnicze
Ręczne narzędzia udarowe
operator
Klasy wrażliwości i dopuszczalne
amplitudy drgań maszyn
(wg [PN-85/B-02170])
Klasa Charakterystyka Nazwa maszyny lub urządzenia Dopuszczalna prędkość Dopuszczalne amplitudy
wrażliwości maszyny lub drgań podłoża w jednym przemieszczeń w jednym
urzÄ…dzenia kierunku Vp [mm/s] kierunku [µm]
10 Hz 50 Hz
I bardzo wrażliwe urządzenia do wyważania statycznego i 0,1 1,6 0,3
dynamicznego sprawdzania i regulacji
przyrządów optycznych, mikroskopy
pomiarowe i inne dokładne przyrządy
pomiarowo-kontrolne stałe o dokładności do
kilku mikrometrów, urządzenia rektyfikacyjne
przyrządów pomiarowych, sprzęt komputerowy
II średnio wrażliwe szlifierki do gwintów, kół zębatych, łożysk, 1,0 16 3,0
wiertarki i frezerki automatyczne, tokarki z
tolerancjami do kilkunastu mikrometrów,
automaty dokładne i obrabiarki dokładne
III mało wrażliwe zwykłe tokarki, frezerki, wiertarki, szlifierki, 3,0 50 10
obrabiarki zwykłej dokładności, maszyny
włókiennicze, tkackie
IV prawie niewrażliwe silniki, dłutownice, maszyny do szycia, 6,0 100 20
obrabiarki do metali lekkich, drewna, prasy
przemysłowe, przecinarki
V zupełnie wentylatory, kruszarki, młynki, wstrząsarki, powyżej 6,0 > 100 >20
niewrażliwe stoły i sita wibracyjne, przesiewacze, młoty,
itp.
Ocena drgań mechanicznych
w środowisku pracy
Wibracje są to drgania, w których zmiana
wartości jakiejkolwiek wielkości kinetycznej
lub dynamicznej jest funkcjÄ… czasu.
Pomiary drgań mechanicznych prowadzi się
w celu:
oceny zagrożenia,
wytycznych jego ograniczania,
projektu eliminacji lub zmniejszenia.
Normy
PN-N-01352:1991,
PN-N-01353:1991,
PN-N-01354:1991
Podane normy określają:
wymagania dotyczące wykonywania pomiarów na
stanowisku pracy, dopuszczalne wartości drgań
oraz metody oceny narażenia człowieka na
drgania o oddziaływaniu ogólnym i miejscowym.
Ocena narażenia człowieka na
drgania
Narażenie człowieka na drgania o działaniu miejscowym należy
oceniać dla obydwu rąk i wszystkich kierunków działania drgań
(XYZ) wg dopuszczalnych wartości przyspieszenia drgań.
Ocenę narażenia człowieka na drgania, o ogólnym oddziaływaniu
na jego organizm, występujące na stanowisku roboczym, w
zależności od charakteru zmienności drgań, rodzaju ich
oddziaływania na człowieka przeprowadza się jedną z trzech
metod:
metodÄ… widmowÄ…,
metodą ważoną,
metodÄ… dozymetrycznÄ….
Graniczne wartości skuteczne przyspieszenia drgań w
funkcji częstotliwości, dla trzech przedziałów
charakteryzujÄ…cych reakcjÄ™ organizmu na drgania o
oddziaływaniu ogólnym
Częstotliwość Wartości skuteczne przyspieszenia drgań [m/s2]
środkowa pasma
1/1-oktawowego
szkodliwość uciążliwość komfort
[Hz]
1 2,2 1,1 0,347
2 1,58 0,79 0,249
4 1,14 0,57 0,180
8 1,2 0,6 0,189
16 2,28 1,14 0,360
31,5 4,52 2,26 0,714
63 8,98 4,49 1,419