Bezpieczeństwo pracy
i ergonomia
Wykład VI
Diagnoza w ergonomii
Przedmiot diagnozy
ergonomicznej
Przedmiotem diagnozy mogą być:
cechy człowieka i biologiczne skutki pracy,
maszyny i urządzenia,
materialne środowisko pracy,
stanowiska pracy.
Psychologiczne podstawy
wykonywania pracy
1. Zasady odbioru informacji
Analizując układy przekazywania informacji, należy
uwzględnić następujące fakty:
przeciążenie kanału informacyjnego powoduje szybkie
zmęczenie psychiczne co może doprowadzić do blokady
kanału, polegającej na zerwaniu transmisji między
narządem zmysłu a centralnym układem nerwowym;
przekazywanie ciągle tego samego bodz
ca przez dłuższy
okres wywołuje zjawisko habituacji;
czas reakcji na proste bodz
ce słuchowe i dotyk wynosi
0,16-0,21 s, na bodz
ce wzrokowe 0,19-0,26 s, a na sygnał
złożony, np. układ świateł, zespół tonów nawet około 1 s;
1. Zasady odbioru informacji
informacja do odbioru  jednym rzutem oka" nie może składać się
z więcej niż pięciu elementów;
w procesach percepcji informacji oraz podejmowania decyzji należy
unikać presji czasu. Sygnały zawierające istotne informacje powinny
mieć taki charakter oraz intensywność, aby możliwe było łatwe ich
wyróżnienie z tła. W pomieszczeniach hałaśliwych należy preferować
sygnały wzrokowe, sygnały akustyczne powinny się wyróżniać
intensywnością, wysokością tonu, cyklicznością;
jeżeli wymagana jest duża szybkość reakcji, wskazane jest stosowanie
sygnałów dz
więkowych, krótkich i intensywnych. Są one odbierane z
różnych kierunków, a nie tylko w polu obserwacji jak sygnały wzrokowe;
sygnały nie powinny pojawiać się w chwilach zaabsorbowania;
wieloznaczność informacji umożliwia fałszywą jej interpretację.
2. Zasady dotyczące
podejmowania decyzji
interpretowanie informacji i podejmowanie decyzji
powinno być możliwie jak najbardziej automatyczne;
liczba decyzji przypadająca na jednostkę czasu
powinna być możliwie mała;
konieczność rozpatrywania informacji różnych
rodzajów albo z różnych z
ródeł powinna
następować jak najrzadziej.
3. Zasady dotyczące
wykonywania czynności
liczba urządzeń sterowniczych oraz operacji sterowniczych
powinna być sprowadzona do koniecznego minimum ze
względu na przeznaczenie układu;
powinien być tylko jeden tor sterowniczy do spowodowania
określonego skutku;
urządzenia sterownicze powinny być łatwe do
zidentyfikowania;
urządzenia sterownicze powinny być tak zaprojektowane, aby
uzyskać ich najlepsze wykorzystanie do realizacji określonego
celu; należy uwzględnić takie aspekty konstrukcji, jak: rozmiar,
kształt, położenie i nacisk;
3. Zasady dotyczące
wykonywania czynności
kierunek ruchu urządzeń sterowniczych powinien być zgodny ze
skutkiem, jaki ma być spowodowany;
przy rozmieszczaniu urządzeń sterowniczych należy się kierować
zasadami opisanymi w literaturze;
położenie urządzeń sterowniczych powinno być w zasięgu rąk lub
nóg pracownika;
powinna być zapewniona jednoczesność ruchów;
do kontroli wykonywanych ruchów powinien być zaangażowany
nie tylko jeden zmysł (należy przewidzieć możliwość wyłączenia
udziału wzroku).
Warunki stosowania sygnalizacji
słuchowej albo wzrokowej
Sygnalizację słuchową stosować, gdy: Sygnalizację wzrokową stosować, gdy:
1. Wiadomość jest prosta 1. Wiadomość jest złożona
2, Wiadomość jest krótka 2. Wiadomość jest długa
3. Wiadomość nie musi być wykorzystywana póz
niej 3. Wiadomość musi być wykorzystana póz
niej
4. Wiadomość dotyczy zdarzeń w czasie 4. Wiadomość dotyczy zdarzeń w przestrzeni
5. Wiadomość wymaga natychmiastowego działania 5. Wiadomość nie wymaga natychmiastowego działania
6. Narząd wzroku jest przeciążony 6. Narząd słuchu jest przeciążony
7. Otoczenie nie sprzyja odbiorowi sygnałów wzrokowych 7. Otoczenie jest zbyt hałaśliwe
(nadmiar lub niedobór światła, zmienność warunków
oświetlenia)
8. Praca wymaga stałej zmiany usytuowania operatora 8. Praca nie wymaga zmian usytuowania operatora
Ocena obciążenia psychicznego
pracą
Ocena obciążenia
psychicznego pracą
W celu określenia wysiłku psychicznego, każdy
proces pracy dzieli się na trzy etapy.
Uzyskiwanie informacji, czyli procesy na wejściu,
polegające na odbiorze i odczytywaniu sygnałów
zawierających określone informacje.
Podejmowanie decyzji, czyli procesy centralne, polegające
na przetwarzaniu otrzymywanych informacji na
odpowiednie decyzje.
Wykonywanie czynności (realizacja podjętej decyzji), czyli
procesy na wyjściu.
Ocena obciążenia
psychicznego pracą
Obciążenie informacjami i decyzjami zależne jest przede wszystkim od:
zgodności ilości informacji w czasie z możliwościami percepcji człowieka,
wyróżnialności sygnałów wzrokowych i dz
więkowych z tła,
jednoznaczności informacji,
swobodnej obserwacji sygnałów, nie zakłócanej koniecznością wykonywania
innej czynności,
stopnia napięcia związanego z oczekiwaniem na ważne, ale rzadkie,
występujące nierytmicznie sygnały, przeoczenie których może spowodować
awarię lub inne straty,
okoliczności utrudniających odbiór informacji.
Ocena obciążenia
psychicznego pracą
Ocenę wysiłku psychicznego można oprzeć na
następujących przesłankach:
uzyskiwanie informacji
czas trwania: sygnał prosty 0,16 s, złożony 1 s,
złożoność,
informacja do odbioru jednym rzutem oka nie może składać
się z więcej niż pięciu elementów,
wyróżnianie z tła,
wieloznaczność (możliwość fałszywej interpretacji),
pojawianie się sygnału w chwili zaabsorbowania,
napięte czuwanie (nierytmiczne i nieregularne sygnały),
utrudniony odbiór informacji, np. przeszkody w polu
widzenia
Ocena obciążenia
psychicznego pracą
Podejmowanie decyzji
charakter decyzji: proste, złożone, wyboru,
konfliktowe, odpowiedzialne,
częstotliwość podejmowania decyzji,
presja czasu,
i istnienie jednoczesne znacznej liczby sygnałów, ich
zmienność oraz zmienność miejsca i procesów
produkcyjnych,
konieczność zachowania precyzji
Ocena obciążenia
psychicznego pracą
Wykonywanie czynności
położenie urządzeń sterowniczych w zasięgu rąk i nóg
pracownika,
jednoczesność ruchów,
możliwość wyłączenia udziału wzroku,
uwzględnienie powiązań w rozmieszczeniu urządzeń
sterowniczych
Przykład: analiza wysiłku
psychicznego tokarza
Ocena trudności:
Rodzaj Miejsce Rodzaj Wykonanie a) odbioru informacji,
czynności odbieranej informacji podjętej decyzji podjętej decyzji b) podjęcia decyzji,
c) wykonania
czynności
1. Kontrola ruchu - Końcowy element Decyzja prosta podej- Przełącznik poza a) bardzo mała,
włączenia obrabiarki ruchu ręki mowana odruchowo zasięgiem ręki b) mała,
c) średnia
2. Kontrola sprawności Spojrzenie na obra- Decyzja złożona Dz
wignie znajdują się a) mała,
i gotowości biarkę i usytuowanie w polu motorycznym b) średnia,
obrabiarki dz
wigni. Słuchanie od- i są łatwe do odróżnie- c) mała
głosu silnika nia dotykiem
3. Obserwacja obróbki Wzrok skupiony na Ustalenie momentu Zaangażowanie wzroku a) duża,
przedmiotu (położe- przedmiocie zakończenia obróbki przy śledzeniu operacji b) duża,
nie noża względem toczenia, dz
wignie ob- c) średnia
przedmiotu) sługiwane ruchami śle-
pymi
4. Usunięcie wiórów Pole pracy narzędzia Czy i kiedy zatrzymać Koncentracja uwagi a) mała,
zaplątanych wokół obrabiarkę podczas czynności b) mała,
wrzeciona usuwania wiórów c) średnia
Zmęczenie i odpoczynek
Ocena zmęczenia pracą
Zmęczenie pracą przeważnie umysłową ustala się w wyniku rejestracji zjawisk
wtórnych, które mogą towarzyszyć takiej pracy:
zakłócenia w postrzeganiu (niepełne, opóz
nione lub błędne rozpoznawanie sygnałów,
osłabienie krytycyzmu, przedwczesne hipotezy);
zakłócenia w procesach koordynacji (błędne ruchy, wydłużone w czasie ruchy
korekcyjne, zmniejszenie ilości ruchów gałek ocznych w jednostce czasu, zwiększony
czas określania stanu);
zakłócenia koncentracji uwagi (wydłużenie czasu reakcji, spóz
nione reakcje, spadek
czujności przez samostymulowanie czynności, blokada uwagi);
zakłócenia w myśleniu (wydłużenie procesów myślenia, wpływ wyobraz
ni na
świadomość, ponowne rozpoczynanie operacji myślowych, zakłócenia wyobraz
ni i
odtwarzania wspomnień, zapamiętanych szczegółów);
zakłócenia struktury bodz
cowej (spadek zainteresowania, pojawienie się zniechęcenia
i znudzenia, obojętność na własne błędy, obcesowe obchodzenie się z kolegami, jak i
maszynami, przyrządami itp.).
Monotonia
Stanowi monotonii sprzyjają:
ogólny brak pobudliwości,
mały zakres obserwacji,
tylko okazyjnie potrzebne zmiany pozycji,
obecność jednostajnego, rytmicznego bodz
ca,
brak możliwości ruchu ciała,
ciepłe pomieszczenie robocze.
Przedmiot diagnozy
ergonomicznej
Przedmiotem diagnozy mogą zatem być:
cechy człowieka i biologiczne skutki pracy,
maszyny i urządzenia,
materialne środowisko pracy,
stanowiska pracy.
Diagnoza obiektów technicznych
Ocena antropometryczna
obiektów technicznych
Ocena antropometryczna
obiektów technicznych
W ocenie przestrzennych rozwiązań stanowisk pracy należy
uwzględnić kinematykę ruchów człowieka w odniesieniu do:
układu: powierzchnia - przestrzeń robocza - przestrzeń
odpoczynkowa,
wysokości i kształtu obszaru pracy,
ukształtowania pola widzenia,
usytuowania środków i przedmiotów pracy,
pozycji człowieka przy pracy.
Ocena antropometryczna
obiektów technicznych
W kształtowaniu struktury przestrzennej za podstawowe należy uznać
następujące zalecenia:
o strukturze przestrzennej powinny decydować wymiary użytkownika i dominujące typy
pozycji ciała przy wykonywanej pracy;
wymiary antropometryczne powinny być uwzględniane już w początkowych etapach
projektowania, aby można było uzyskać optymalne scalenie strukturalno-funkcjonalne
człowieka i maszyny;
w projektowaniu struktury przestrzennej trzeba uwzględnić nie
tylko statyczne wymiary użytkownika, lecz i zakres ruchów, pole
widzenia, przyjmowanie chwilowych koniecznych zmian pozycji itp.;
maszyna oraz wyposażenie stanowiska pracy muszą zawierać elementy dodatkowej
regulacji, aby można było zwiększyć liczbę użytkowników, którym zapewni to
optymalną wygodę, bezpieczeństwo i niezawodność działania;
odpowiednio do rozmiarów i kształtów ciała oraz zakresu ruchów
użytkownika muszą być zaplanowane zabezpieczenia maszyn i urządzeń.
Szkice wymiarowe do tablic
antropometrycznych
Metoda manekinów
Rys. Wyznaczenie przestrzeni ruchów człowieka wykonującego dowolne
czynności w pomieszczeniach sanitarnych przy użyciu fantomów
Metoda makiet
Metoda ta wymaga sporządzenia makiety stanowiska i jego
wyposażenia, które można przestawiać.
Na podstawie prób z pracownikami bada się najlepsze
usytuowanie elementów. Jednocześnie można ustalić graniczne
wymiary układu przestrzennego stanowiska pracy.
Jest to metoda szacunkowa, gdyż na jej dokładność wpływa
rodzaj pracy, precyzja ruchów, wielkość obciążenia kończyn, jak
również wysokość płaszczyzn pracy w stosunku do tułowia
pracownika
Metoda wykorzystywania
schematów obszarów pracy
Rys. Normalne i maksymalne, funkcjonalne zasięgi ramion mężczyzn (C5) i kobiet (C5): a) w kierunku poziomym,
b) w kierunkach pionowych  równoległym oraz prostopadłym do osi wzroku
Wideosomatografia
Rys. Przykładowe rozplanowanie stanowiska roboczego z uwzględnieniem obszaru rąk robotnika: a) w płaszczyz
nie
poziomej {stanowisko tokarskie), b) w płaszczyz
nie pionowej (stanowisko wiertarki stołowej)
Zastosowanie techniki komputerowej do
projektowania i oceny systemów człowiek  obiekt
techniczny
Systemy komputerowego wspomagania
projektowania ergonomicznego:
ERGODATA,
APOLIN,
ANTROPHOS.
Zastosowanie techniki komputerowej do
projektowania i oceny systemów człowiek  obiekt
techniczny
System komputerowy powinien umożliwić:
wyświetlanie na ekranie monitora wymiarów antropometrycznych
w zależności od populacji, płci, typu budowy itp.; symulowanie
ruchu manekina z możliwie największym podobieństwem do
biomechaniki człowieka;
generowanie pola widzenia i siatki kątowej w zależności od
geometrii widzenia wybranego manekina;
ustalenie jakości i poprawności relacji przestrzennych przez
odpowiednie ustawienie całości modelu i poszczególnych jego
elementów;
ocenę prawidłowości zakresu regulacji elementów technicznych
(dz
wigni, siedzisk) w zależności od pozycji przy pracy;
Zastosowanie techniki komputerowej do
projektowania i oceny systemów człowiek  obiekt
techniczny
przedstawienie maksymalnej siły i granicznego obciążenia przy podnoszeniu
i dz
wiganiu ciężarów w zależności od drogi, czasu i częstotliwości ich
przemieszczeń;
generowanie zbiorów opisujących położenie fragmentów modelu ciała w
trakcie konstruowania symulacji pozycji roboczych; zapamiętywanie
poszczególnych układów w odpowiedniej bazie danych;
przenoszenie zweryfikowanego modelu stanowiska do profesjonalnego
systemu CAD w celu wykonania rysunków technicznych na podstawie tego
modelu;
stworzenie biblioteki, w której wszystkie dane dotyczące analiz mogą
być gromadzone do ponownego zastosowania przy rozwiązywaniu
podobnych zagadnień.
System ekspertowy jako narzędzie
diagnostyczne w ocenie stanowiska pracy
System ekspertowy jest to system komputerowy,
rozwiązujący problemy w sposób inteligentny, który:
wykorzystuje z reguły specjalistyczną wiedzę dotyczącą
specyficznego obszaru problemowego, a nie ogólnego
przeznaczenia, która może być przydatna do rozwiązania
każdego problemu;
stosuje raczej symboliczne wnioskowanie niż obliczenia
numeryczne.
Percepcja informacji
Człowiek może przyjmować informacje
dotyczące przebiegu pracy, stanu maszyny
oraz warunków otoczenia praktycznie
wszystkimi zmysłami.
Najwięcej informacji można przyjąć narządem
wzroku, w następnej kolejności narządem słuchu,
dotyku i innymi
Pole widzenia
Rys. Dowolne pole widzenia
Pole widzenia
Rys. . Normalne pole widzenia w pozycji stojącej i siedzącej
Pole widzenia
Rys. Pole widzenia w płaszczyz
nie pionowej i poziomej; pozycja swobodna
Strefa optymalna
Strefa maksymalna
Pole widzenia
Grupa Odległość od Pozycja Przykładowe rodzaje pracy
oczu [mm]
A 120-250 wyłącznie siedząca montaż najmniejszych elementów, praca wykonywana
częściowo przy użyciu lupy
B 250-350 siedząca, montaż sprzętu radiowego i telewizyjnego
przeważnie dopuszcza się
300-320 stojącą
C do 500 siedząca lub stojąca praca na prasach, wiertarkach, tokarkach
D ponad 500 stojąca lub siedząca pakowanie, grubsze prace szlifierskie
E ponad 500 na ogół stojąca głównie prace polegające na posługiwaniu się długimi
narzędziami (różnego rodzaju szczypce, dz
wignie,
uchwyty, np. w kuz
ni); nie stosuje się podpórek na stole
roboczym dla kończyn górnych