BHP Z ELEMENTAMI ERGONOMII - Ergonomia - Wykład I
1. Geneza i pojęcie ergonomii
Praca jest działalnością celową, nierozerwalnie związaną z egzystencją człowieka jako gatunku biologicznego. Zróżnicowane i niekiedy bardzo surowe warunki zewnętrzne zmusiły człowieka do poszukiwania skutecznych sposobów zdobywania żywności, obrony przed wrogami, ochrony przed zimnem, zachowania zdobytych dóbr itp. Doniosłym odkryciem było posługiwanie się narzędziami — najstarsze kopalne ślady użycia narzędzi kamiennych pochodzą z terenów Tanzanii w Afryce i określone są na 2,5 miliona lat. Wcześniej używano zapewne narzędzi z drewna i kości, gdyż materiały te łatwiej poddają się obróbce — lecz są one znacznie mniej trwałe od kamieni i dlatego nie przechowały się do naszych czasów.
Człowiek z konieczności związał się na stałe z urządzeniami technicznymi i to w takim stopniu, że dziś nie jest możliwe przeżycie populacji ludzkiej na Ziemi bez wspomagania techniką i technologią (przez technikę rozumiemy środki techniczne: narzędzia, maszyny, przyrządy, aparaty i inne urządzenia techniczne. Technologia natomiast oznacza sposób (sposoby) wykonania, wytwarzania, osiągania celu.
Uzależnienie człowieka od techniki przynosi rezultaty nie tylko pożądane. Na negatywne skutki zwracano uwagę już od dawna, lecz początkowo były to spostrzeżenia incydentalne i dotyczyły pojedynczych, wyizolowanych zjawisk, np. zanieczyszczeń powietrza i hałasu. Trudy związane z wykonywaniem pracy fizycznej przez wiele wieków nie były przedmiotem uwagi, gdyż w czasach starożytnych pracę fizyczną wykonywali głównie niewolnicy, traktowani całkowicie przedmiotowo.
Jest bezspornym faktem, że — jak dotąd — wraz z rozwojem techniki rosła liczba osób narażonych na nadmierny hałas. Obecnie na świecie w nadmiernym hałasie żyją setki milionów ludzi — i to głównie w krajach o rozwiniętej technice i gospodarce. Jest to najpowszechniejsze zagrożenie spośród wszystkich zjawisk fizycznych, na jakie są narażeni ludzie w końcu XX wieku. Niestety, nie jest to zagrożenie jedyne, które wynika z rozwoju współczesnej techniki.
Z tej konstatacji wynika potrzeba prowadzenia badań naukowych mających na celu poznanie wpływu techniki na człowieka i określenie zasad tworzenia techniki „przyjaznej” dla ludzi i ich środowiska.
Przy ówczesnym poziomie techniki podstawową uciążliwością w pracy był zapewne wyłącznie nadmierny wysiłek fizyczny, stąd też „XVII-wieczna ergonomia” zajmowała się tym właśnie problemem.
Nazwa stosunkowo młodej dyscypliny naukowej, jaką jest ergonomia, etymologicznie wywodzi się z dwóch greckich słów: ergon `praca' oraz nomos `prawo, zasada'. Potrzebę rozwijania tej nowej dyscypliny oraz jej nazwę zaproponował po raz pierwszy w świecie polski przyrodnik, prof. Wojciech Bogumił Jastrzębowski, drukując w 1857 r. w czterech kolejnych numerach (od nr 29 do nr 32) poznańskiego czasopisma „Przyroda i Przemysł” obszerną pracę pt.: Rys Ergonomji czyli Nauki o Pracy, opartej na prawdach podczerpniętych z Nauki Przyrody. Znajdziemy tam następującą definicję:
Nazwiskiem Ergonomii, wziętym od wyrazu greckiego ergon praca i nomos prawo, zasada, oznaczamy Naukę o Pracy, czyli o używaniu nadanych człowiekowi od Stwórcy sił i zdolności.
Problemy wynikające z niedopasowania techniki do człowieka pojawiły się w sposób wyraźny dopiero na początku XX wieku, w okresie intensywnego uprzemysławiania niektórych dziedzin wytwórczości (głównie włókiennictwa, hutnictwa, górnictwa, budowy maszyn). Idea maksymalizacji zysku doprowadziła do traktowania człowieka jako „dodatku do maszyny”, a przy tym mało sprawnego, zawodnego, wymagającego nadzoru i przymusu. Zasady organizacji pracy wprowadzane w angielskim przemyśle przez Fredericka Taylora stwarzały dla osób tam pracujących nieludzkie warunki przez całkowite podporządkowanie człowieka systemom maszynowym.
Wady tayloryzmu próbowali łagodzić Frank Gilbreth i jego żona Lillian, którzy zainicjowali systematyczne badania sposobów pracy ludzkiej i wykonywania ruchów roboczych. Wyniki ich badań pozwoliły na opracowanie „zasad ekonomiki ruchów” i zapoczątkowały głębokie zmiany w wartościowaniu ludzkiej pracy. W okresie II wojny światowej nasycenie techniką każdego przejawu ludzkiej działalności, a szczególnie pracy, oraz konieczność intensyfikacji produkcji na potrzeby wojenne spowodowały, że liczne przypadki niedostosowania urządzeń technicznych do możliwości człowieka-operatora miały przebieg drastyczny, powodując wiele szkód, urazów i śmierci. Prowadzenie systematycznych, naukowych badań nad pracą ludzką wspomaganą przez technikę stało się koniecznością.
W 1949 r. w Wielkiej Brytanii powstało pierwsze w świecie Towarzystwo Badań Ergonomicznych (Ergonomic Research Society, ERS). W 1957 r., w 100 lat po opublikowaniu pracy W. Jastrzębowskiego, w USA powołano Towarzystwo Czynnika Ludzkiego (Human Factors Society, HFS). W następnych latach w wielu państwach powstały lokalne towarzystwa zajmujące się badaniami ergonomicznymi, a w 1959 r. w Oxfordzie odbyła się pierwsza międzynarodowa konferencja, na której powołano Międzynarodowe Stowarzyszenie Ergonomiczne (International Ergonomics Association, IEA). W 1977 r. zawiązano Polskie Towarzystwo Ergonomiczne, PTErg, które jest członkiem IEA.
2. Definicja, przedmiot i zakres ergonomii
W literaturze spotkać można wiele definicji ergonomii. Nie są one wzajemnie sprzeczne czy konkurencyjne, lecz raczej się uzupełniają, akcentując różne odcienie znaczeniowe, zależnie od pierwotnej dyscypliny naukowej autorów definicji.
Na pierwszym miejscu należy przytoczyć definicję zamieszczoną w Statucie Polskiego Towarzystwa Ergonomicznego z 1983 r.
Ergonomia jest to nauka stosowana, zmierzająca do optymalnego dostosowania narzędzi, maszyn, urządzeń, technologii, organizacji i materialnego środowiska pracy oraz przedmiotów powszechnego użytku do wymagań i potrzeb fizjologicznych, psychicznych i społecznych człowieka.
W statucie Międzynarodowego Stowarzyszenia Ergonomicznego (IEA) w 1967 r. zawarto następujące określenie tej nowej dyscypliny wiedzy
Ergonomia zajmuje się związkami zachodzącymi pomiędzy człowiekiem a jego zajęciem, sprzętem i otoczeniem (materialnym) w najszerszym znaczeniu, włączając w to pracę, wypoczynek, sytuację w domu i w podróży.
Międzynarodowe Biuro Pracy (ILO) w 1961 r. określiło ergonomię jako:
(…) łączne zastosowanie niektórych nauk biologicznych i technicznych dla zapewnienia, w stosunkach pomiędzy człowiekiem a pracą, optymalizacji warunków wzajemnego dostosowania, w celu zwiększenia wydajności pracy i przyczynienia się do pomyślności pracownika.
Komitet Ergonomii Polskiej Akademii Nauk w 1982 r. zaaprobował takie sformułowanie:
(…) zadaniem ergonomii jest optymalne dostosowanie wytworów materialnych człowieka i warunków ich użytkowania do właściwości psychicznych i fizjologicznych człowieka, uwzględniając czynniki środowiska materialnego oraz środowiska społecznego. Celem ergonomii jest zapewnienie dobrostanu człowieka (zadowolenia, dobrego samopoczucia, satysfakcji, poczucia komfortu) w systemie człowiek-technika zarówno w działalności zawodowej, jak i pozazawodowej.
Można wyróżnić następujące elementy pojawiające się w różnych definicjach ergonomii:
jest to nauka stosowana (w odróżnieniu od nauk teoretycznych) dlatego, że tematyka badań wynika z zapotrzebowania praktycznego, a dorobek naukowy może i powinien być weryfikowany przez zaprojektowanie i zrealizowanie zmian w zastanej rzeczywistości;
charakteryzuje się humanocentryzmem, tzn. ocena rozwiązań technicznych i organizacyjnych, związanych ze współdziałaniem człowieka i środków technicznych, dokonywana jest przy założeniu, że dobro (dobrostan) człowieka musi być traktowane priorytetowo w stosunku do kryteriów technicznych lub ekonomicznych, co w kontekście inżynierskim przekłada się na zasadę, zgodnie z którą technikę należy dostosować (doprojektować, dopasować) do człowieka, a człowieka do techniki — jedynie w ograniczonym zakresie;
akcentowana jest konieczność harmonijnego, efektywnego współdziałania człowieka i środków technicznych;
zainteresowania ergonomii rozciągają się na wszystkie przejawy kontaktów człowieka ze środkami technicznymi, mające miejsce podczas pracy, nauki, rekreacji, sportu, podróży, zajęć domowych, leczenia, rehabilitacji, wspomagania niepełnosprawności itd.
3. Cele i przyczyny działań ergonomicznych
Dążenie do podwyższania ergonomicznej jakości obiektów technicznych nie ma nic wspólnego z działalnością idealistyczną i charytatywną. Wręcz przeciwnie — celem działalności ergonomicznej jest zwiększenie efektywności działań ludzkich, w tym pracy zawodowej, lecz nie kosztem zwiększonego wysiłku czy innych obciążeń człowieka. Wyższa jakość ergonomiczna (ergonomiczność) urządzeń technicznych, którymi posługuje się człowiek w procesie pracy, sprzyja:
lepszej i wydajniejszej pracy,
zmniejszeniu biologicznych kosztów pracy,
zmniejszeniu liczby i kosztów braków oraz błędów popełnianych w pracy,
zwiększeniu bezpieczeństwa pracy i eliminacji chorób zawodowych,
lepszemu wykorzystaniu czasu pracy,
ograniczeniu absencji chorobowej,
zwiększeniu satysfakcji z pracy oraz pozytywnej motywacji.
Zbyt niski poziom ergonomicznej jakości obiektów technicznych (w stosunku do oczekiwań użytkowników) jest źródłem wielu dodatkowych kosztów i strat — zarówno ekonomicznych, jak i społecznych. Można je podzielić na trzy kategorie:
straty ekonomiczne bezpośrednie, których wielkość możliwa jest do oszacowania (np. mała wydajność i produkcja braków spowodowana przemęczeniem, nadmiernym hałasem, złym oświetleniem, wysoką temperaturą, skutki wypadków przy pracy, choroby zawodowe, zwolnienia lekarskie);
straty ekonomiczne pośrednie, których wielkości nie można w prosty sposób oszacować (np. utrata zdrowia, duża płynność kadr, niszczenie materiałów, narzędzi, sprzętu i maszyn wskutek niedbalstwa i nielubienia swojej pracy);
straty moralne, niepoddające się ekonomicznej wycenie (np. cierpienie, złe samopoczucie spowodowane przemęczeniem, niski etos pracy, brak poczucia podmiotowości, wzrost bierności i apatii).
Ergonomiczność ma więc ścisły związek z ekonomiką ludzkich działań. Jako składnik ogólnej jakości urządzeń technicznych musi być też traktowana jako czynnik kosztotwórczy; uzyskanie wyższej jakości ergonomicznej musi więcej kosztować w pierwszych fazach istnienia wyrobu: procesach koncepcyjno-projektowych i wykonawczych. Często konieczne jest stosowanie droższych materiałów i droższych metod obróbki lub innych sposobów wytwarzania. Koszty powyższe są ponoszone tylko podczas konceptualnego i fizycznego tworzenia obiektów technicznych, a więc w stosunkowo krótkim czasie. Podczas użytkowania obiektu technicznego o odpowiednio wysokim poziomie ergonomicznej jakości, który często rozciąga się na wiele lat i obejmuje wielu ludzi, odbierane zyski prawdopodobnie wielokrotnie przewyższają poniesione wcześniej nakłady. Niestety, trudno przedstawić rachunek ekonomiczny, ujmujący wszystkie składniki kosztów i przychodów, gdyż brak pełnych i obiektywnych danych obecnie to uniemożliwia.
4. Ergonomia jako wiedza interdyscyplinarna
Systematyczne badania ergonomiczne rozpoczęto w okresie drugiej wojny światowej w USA i w Wielkiej Brytanii. Miejsce i czas zainicjowania tych prac były konsekwencją okoliczności, w których znalazły się te państwa. Czas wojny, to dla każdego społeczeństwa okres działań warunkujących przeżycie. Podejmowane są wówczas wzmożone wysiłki na rzecz budowy nowych, doskonalszych środków technicznych służących do transportu wielkiej liczby ludzi, a także sprzętu i materiałów oraz budowy nowych środków łączności, przetwarzania informacji, wytwarzania żywności, paliw, odzieży i budowy obiektów inżynierskich. Na efektywne wyniki tych wysiłków mogą liczyć tylko państwa bogate i posiadające wysoko rozwiniętą technikę oraz odpowiednio wyszkoloną kadrę.
Podczas drugiej wojny światowej wysoki stopień skomplikowania osiągnęły środki techniczne służące do sprawnego zabijania ludzi i niszczenia ich siedlisk: samoloty, okręty, czołgi, broń strzelecka, broń masowego rażenia, pojawiły się nowe, nieznane wcześniej urządzenia, jak stacje radarowe, maszyny szyfrujące oraz liczące. Praca człowieka, jako operatora tych skomplikowanych urządzeń, wymagała sprostania nowym, trudnym zadaniom i przynosiła nieznane wcześniej obciążenia. W środowisku pracy zaczęło dominować obciążenie psychiczne, jednocześnie ludzie doznawali ekstremalnych przeciążeń fizycznych i uciążliwości pochodzących od czynników środowiskowych. Maszyny to wytrzymywały, ponieważ były zaprojektowane do działań w takich właśnie warunkach. Nie można było tego samego powiedzieć o człowieku. Okazało się, że człowiek jest najbardziej zawodnym elementem systemu, do którego został włączony i często był przyczyną niepowodzeń, strat i katastrof. Do analizy tych zdarzeń i określenia ich przyczyn włączono specjalistów z grupy nauk o człowieku: głównie psychologów i fizjologów. Wyniki ich badań wskazywały, że jedyną drogą podwyższenia niezawodności systemu złożonego z człowieka i urządzeń technicznych jest uwzględnianie możliwości i ograniczeń człowieka przy projektowaniu tych urządzeń. Rozwiązanie problemów, które z taką ostrością pojawiły się w omawianym czasie, wymagało udziału wielu specjalistów z różnych dyscyplin naukowych. Dyscypliny te można ująć w dwie grupy: nauki o człowieku i nauki techniczno-organizacyjne.
Przedstawiciele wszystkich nauk z obu grup muszą współdziałać ze sobą podczas analizowania i rozwiązywania problemów ergonomicznych. Tego typu nauki nazywamy interdyscyplinowymi, ponieważ problemy przez nie rozwiązywane leżą pomiędzy (inter) innymi, znanymi wcześniej dyscyplinami lub ich grupami. Ergonomia nie jest jedyną nauką interdyscyplinową. Czasy współczesne charakteryzują się pojawianiem się wielu tego typu nauk (np. biofizyka, ekologia, biotechnologia, astrofizyka) - można rzec, że jest to charakterystyczna tendencja końca XX wieku.
Ergonomia należy do grupy nauk ergologicznych, które w różnych aspektach zajmują się pracą ludzką. Szczególnie silne związki łączą ergonomię z następującymi dziedzinami (podano do nich wybrane definicje):
ochroną pracy — jest to „zespół środków i metod zawartych w aktach prawnych nakładających na zakład pracy obowiązek kształtowania warunków pracy, które by zabezpieczały pracowników przed zagrożeniami dla ich życia lub zdrowia oraz umożliwiały regenerację utraconych sił biologicznych również poza pracą”;
bezpieczeństwem i higieną pracy — „zespół minimalnych warunków określonych przepisami prawnymi, mających na celu zabezpieczenie pracowników przed zagrożeniami dla ich życia lub zdrowia, występującymi podczas pracy";
organizacją pracy — „suma działań technicznych, ekonomicznych i organizacyjnych, skierowanych na stworzenie optymalnego połączenia siły roboczej i środków produkcji (przedmiotów i środków pracy) oraz zapewnienia człowiekowi właściwych warunków pracy”. W ujęciu prakseologicznym organizowanie dotyczy układu elementów uporządkowanych i powiązanych ze sobą w taki sposób, że elementy te przyczyniają się do powodzenia całości, czyli osiągnięcia celu.