1. Cel ćwiczenia.
· zapoznanie studentów z metodami określania kosztu energetycznego pracy na stanowiskach roboczych w zakładach przemysłowych.
· obliczenie wydatku energetycznego na podstawie jednej z poznanych metod oceny obciążenia pracą ( przy zastosowaniu metod chronometrażowo-tabelarycznych na podstawie szczegółowych tablic wydatku energetycznego i uproszczonej metody Lehmanna ).
· dokonanie oceny stopnia ciężkości pracy na podstawie obliczonego wydatku energetycznego.
2.Wprowadzenie metodyczne.
Jednym z podstawowych procesów życiowych jest przemiana energii chemicznej, dostarczanej pod postacią żywności w ciepło i energię mechaniczną. Substancje odżywcze docierają z krwi do komórek organizmu, gdzie w dokładnie określony sposób zostają rozłożone na pozbawione właściwości energetycznych produkty końcowe jak : woda, kwas węglowy i mocznik. Całość tego procesu nazywa się przemianą materii i można go porównać do wolno przebiegającego spalania.
Można powiedzieć , że człowiek pracuje tylko tyle , na ile starcza mu energii chemicznej dostarczonej pod postacią jedenia. Wraz ze zwiększaniem się pracy fizycznej wzrasta również zapotrzebowanie na energię. Zapotrzebowanie to można pokryć tylko większą ilością jedzenia.
Ocena obciążenia fizycznego wymaga uwzględnienia szeregu elementów , które się na nie składają . Należy brać pod uwagę : wydatek energetyczny związany z wielkością rozwijanych sił, natężenie wysiłków o charakterze statycznym, rodzaj zaangażowanych grup mięśniowych, stopień powtarzalności poszczególnych ruchów , ich zakres i tory. wyniki pomiarów lub obliczń należy oceniać w aspekcie humanitarnym i ekonomicznym.
Przeprowadzone pomiary i uzyskane wyniki mogą być podstawą do ustalania wysokości wynagrodzenia za pracą, służyć do zmniejszenia uciążliwości pracy i podniesienia jej komfortu.Można także zmieniać organizację pracy, oraz kształtować strukturę przestrzenną stanowiska roboczego i racjonalnie ustalać zakresy zadań.
Do obliczenia wielkości wydatku energetycznego na pracę w zależności od charakteru środowiska pracy można stosować następujące metody:
· chronometrażowo-tabelaryczne,
· gazometryczną ( gazometrii pośredniej lub bezpośredniej ),
· telemetryczną opartą na pomiarze częstotliwości skurczów serca ( pomiarze częstotliwości tętna ).
Określenie wielkości wydatku energetycznego na pracę w wybranym przeze mnie stanowisku roboczym zostało oparte na metodach chronometrażowo-tabelarycznych.
2.1. Metody chronometrażowo-tabelaryczne.
Podstawowym celem pomiaru wydatku energetycznego człowieka podczas wykonywania zadań roboczych na podstawie techniki chronometrażowo-tabelarycznej jest określenie uciążliwości pracy na wybranym stanowisku. Technika ta ma wiele cech dodatnich determinujących dość częste i chętne korzystanie z niej :
· może być stosowana do badania wydatku energetycznego w każdych warunkach,
· nie stosuje się w niej żadnej aparatury,
· dokonywanie oceny nie ma wpływu na przebieg czynności zawodowych pracownika,
· jest ona dość prosta w stosowaniu a błąd w ocenie jest niewielki ( z reguły nie przekracza 10% ),
· możę być stosowana w odniesieniu do stanowisk już istniejących jak również w celu oceny stanowisk będących w fazie projektowania.
Ocena wydatku energetycznego na podstawie metod chronometrażowo-tabelarycznych wymaga przeprowadzenia dokładnego chronometrażu czynności wykonywanych przez badanego pracownika.
Aby dokonać tego, konieczne jest wyodrębnienie czynności jednolitych pod względem energetycznym oraz ustalenie czasu trwania każdej z nich z osobna. Warunkiem koniecznym na otrzymanie poprawnych wyników jest dokonanie szczegółowych i dokładnych pomiarów, m.in. zwrócenie uwagi na szczegółowe warunki pracy w jakich wykonywana jest dana czynność.
Na podstawie tak wykonanych pomiarów jesteśmy w stanie określić poprawnie jednostkowy wydatek energetyczny dla danej czynności ( na podstawie tablic ) a w następstwie tego, obliczyć wydatek energetyczny dla zmiany roboczej osoby badanej.
Metoda chronometrażowo-tabelaryczna na podstawie szczegółowych tablic wydatku energetycznego wykorzystuje wartości jednostkowego zużycia energii przy wykonywaniu różnych czynności zawodowych. Obliczenie efektywnego wydatku energetycznego wg tej metody polega na wyszukaniu w tablicach wartości jednostkowych wydatków energetycznych [kcal/min] odpowiadających poszczególnym pozycjom chronometrażu znalizowanego stanowiska pracy. Następnie mnoży się ustalony w chronometrażu czas wykonywania poszczególnych czynności [min] przez odpowiadający czynności jednostkowy wydatek energetyczny [kcal/min] otrzymując w ten sposób wartość efektywnego wydatku energetycznego przypadającego na daną czynność.
W celu uzyskania wartości efektywnego wydatku energetycznego dla ustalonego w chronometrażu dnia pracy ( zmiany roboczej ) sumujemy poszczególne iloczyny wyrażające wydatki w kcal/czynność.
W uproszczonej metodzie wg Lehmanna jednostkowe wydatki energetyczne dla poszczególnych czynności ustalane są inaczej niż w metodzie bazującej na szczegółowych tablicach wydatku energetycznego. W oparciu o dostępne tablice wg metody Lehmanna, dla każdej czynności określa się wartość jednostkowego wydatku energetycznego (kcal/min) wynikającego z pozycji ciała przy pracy ( część A ) oraz rodzaju pracy ( część B ).
Na podstawie ich sumy otrzymujemy wartość jednostkowego wydatku energetycznego dla czynności roboczej wg chronometrażu, ujętej do metody Lehmanna. Następnie, mnożąc ustalonego w chronometrażu czasu trwania czynności wg Lehmanna [min] przez jednostkowy wydatek energetyczny [kcal/min] otrzymujemy wartość efektywnego wydatku energetycznego przypadającego na daną czynność [kcal/czynność]. Sumowanie wydatków energetycznych wszystkich czynności chronometrażu pozwala nam uzyskać wartość efektywną wydatku energetycznego dla dnia pracy ( zmiany roboczej ) w kcal wg metody Lehmanna.
3. Uwagi i wnioski.
Wyniki otrzymane przy zastosowaniu obydwu metod są bardzo zbliżone. W niektórych przypadkach wartości wydatku energetycznego obliczone powyższymi metodami dla poszczególnych czynności różnią się ale nieznacznie. Wynikać to może zbraku doświadczenia w dokonywaniu analizy stanowiska pracy pod kątem obliczania wydatku energetycznego oraz małe zróżnicowane wydatki energetyczne dla różniących się , czasem znacznie warunków pracy.
Wspomnieć należy również, że zużycie kalorii jest tylko jedną z miar ciężkości pracy fizycznej. Nie jest w nim zawarte w żaden sposób dodatkowe obciążenie organizmu związane z zaangażowaniem umysłowym poprzez konieczność utrzymywania odpowiednio wysokiego stopnia spostrzegania , koncentracją uwagi,zręcznością.
Obydwie metody nie uwzględniają również dodatkowych obciążeń wynikających ze zmiennych warunków w środowisku pracy, tj. :hałas ( np. uderzanie młotkiem w blachę),nadmierna temperatura (w lakierni),oraz ogólnie wpływ warunków atmosferycznych, czy jednostronne obciążenie statyczne.
Można więc stwierdzić, że miara zużycia kalorii służy wyłącznie do oceny wyczerpujących prac fizycznych. Nie należy jej stosować jako kryterium oceny ciężkości pracy umysłowej lub wymagającej zręczności.
Warto dodać również, żę zużycie energii wysokości 4800 kcal/dzień zostało ustalone jako dopuszczalna górna granica dla osób zdrowych, wykonujących stale swój zawód. Oczywiście również tutaj mogą występować pewne odchylenia zależne od płci pracownika, jego stanu zdrowia, wieku oraz specyficznej dla każdego wydolności organizmu i sposobu przemiany materii. Jednakże nawet wtedy średia roczna dla każdego dnia pracy nie powinna przekraczać podanej wyżej granicy 4800 kcal/dzień.
4. Analiza wyników i ocena stopnia ciężkości pracy.
Na podstwaie otrzymanych wyników wydatku energetycznego związanego z wykonywaniem poszczególnych czynności roboczych można określić stopień ciężkości pracy.
Praca w zawodzie blacharz samochodowy wg. moich obliczeń wymaga wydatku energetycznego przypadającego na zmianę roboczą 8 godzin :
1404.5 kcal/zmianę stosując metodę szczegółowych tablic,
1365.5 kcal/zmianę wg uproszczonej metody Lehmanna.
Wyniki otrzymane przy pomocy obliczeń dwoma różnymi stosowanymi przeze mnie metodami są zbliżone.
Na ich podstawie wydatek energetyczny związany z wykonywaniem czynności roboczych przez pracownika blacharstwa samochodowego zaliczyć można do kategorii "praca średnio ciężka", gdyż wydatek energetyczny mieści się w granicach 800 - 1500 kcal/zmianę.
Wydatek energetyczny związany z wykonywaniem czynności roboczych
na stanowisku blacharza samochodowego.
lp |
Czas trwania |
Metoda szczegółowych tablic wydatku energetycznego |
|
|
Uproszczona metoda wg Lehmanna |
|
|
czynności od-do[min] |
Nazwa czynności |
Rodzaj czynności |
Warunki pracy |
Pozycja ciała |
Rodzaj pracy |
1. |
7.00 7.15 |
Odbiór samochodu od klijenta |
Prowadzenie pojazdów mechanicznych |
Wóz turystyczny |
Siedząca |
Praca obu ramion lekka |
2. |
7.15 7.45 |
Demontaż części samochodu |
Wykręcanie srub |
klucz nasadowy 14mm przy pionoym położeniu śruby |
W kucki |
Praca obu ramion lekka |
3. |
7.45 8.05 |
Wymontowywanie silnika |
Podnoszenie ciężarów oburącz |
Ciężąr 30kG i 10 podniesień na min od 50 do 150 cm |
Stojąca |
Praca mięśni kończyn i tułowia -średnia |
4. |
8.05 8.45 |
Prostowanie belki zawieszenia |
Praca młotkiem |
Ciężar młota 4,4kg 15 uderzeń na min uderzenia zwykłe |
Stojąca pochylona |
Praca obu ramion ciężka |
5. |
8.45 9.15 |
Piłowanie przedniej belki |
Piłowanie żelaza |
Przy 60 ruchach/min |
Na kolanach |
Praca obu ramion lekka |
6. |
9.15 10.15 |
Demontaż maski, zderzaka,błotników |
Wykręcanie srub |
klucz nasadowy 14mm przy pionoym położeniu śruby |
W kucki |
Praca obu ramion lekka |
7. |
10.15 10.30 |
Przeniesienie części do drugiego warsztatu |
Chodzenie z ciężarem |
Po równej twardej drodze z ciężarem 10kg z prędk 4km/h |
Chodzenie |
Praca obu ramion średnia |
8. |
10.30 10.45 |
Przerwa na posiłek |
Siedząca |
Palce dłoni lekka |
||
9. |
10.45 11.45 |
Zgrubne prostowanie blachy |
Obróbka blach młotkiem |
Stojąca pochylona |
Praca obu ramion ciężka |
|
10. |
11.45 12.25 |
Prostowanie blachy na prasie |
Obsługa prasy z ustawianiem blachy |
Stojąca pochylona |
Praca obu ramion ciężka |
|
11. |
12.25 12.40 |
Przeniesienie części do lakierni |
Chodzenie z ciężarem |
Po równej twardej drodze z ciężarem 10kg z prędk 4km/h |
Chodzenie |
Praca obu ramion średnia |
12. |
12.40 13.15 |
Spawanie przedniej belki |
Spawanie |
Stojąca pochylona |
Praca jednego ramienia lekka |
|
13. |
13.15 13.30 |
Oczyszczenie spawanych części |
Oczyszczanie ściernicą |
Stojąca pochylona |
Praca jednego ramienia lekka |
|
14. |
13.30 13.40 |
Wyjazd po brakujące części |
Prowadzenie ciężarówki jedno-tonowej |
|
Siedząca |
Praca obu ramion lekka |
15. |
13.40 13.50 |
Załadunek części na samochód |
Podnoszenie ciężarów oburącz |
10kg i10 podniesień na wys. 0-1m |
Chodzenie |
Praca mięśni kończyn i tułowia |
16. |
13.50 14.00 |
Dojazd do warsztatu |
Prowadzenie ciężarówki jedno-tonowej |
Siedząca |
Praca obu ramion lekka |
|
17. |
14.00 14.30 |
Wmontowanie silnika |
Podnoszenie ciężarów oburęcznie |
30kg i10 podniesień na wys. 0.5-1.5m |
Stojąca |
Praca mięśni kończyn i tułowia |
18. |
14.30 14.45 |
Przykręcenie śrub mocujących silnik |
Wykręcanie srub |
klucz nasadowy 14mm przy pionoym położeniu śruby 15kGm/min |
Stojąca pochylona |
Praca jednego ramienia lekka |
19. |
14.45 15.00 |
Sprzątanie narzędzi |
Chodzenie z ciężarem |
Po równej , twardej drodze z ciężarem 10kg i prędkością 4 km/h |
Chodzenie |
Praca obu ramion lekka |
Lp. |
Czas trwania czyn-nośći |
Wielkość efektywnego wydatku energetycznego
|
|||||
|
|
Szczegółowe tabl. |
|
Uproszczona metoda wg Lehmanna |
|
|
|
|
[min] |
kcal/min |
kcal/czynn. |
kcal/min |
kcal/min |
kcal/min |
kcal/czynn. |
1 |
15 |
1 |
15 |
0.3 |
1.5 |
1.8 |
27 |
2 |
15 |
1 |
15 |
0.5 |
1.5 |
2 |
30 |
3 |
40 |
6.6 |
264 |
0.6 |
5 |
5.6 |
224 |
4 |
20 |
6.7 |
134 |
0.8 |
3 |
3.8 |
76 |
5 |
30 |
2.5 |
75 |
0.8 |
1.5 |
2.3 |
69 |
6 |
60 |
1 |
60 |
0.5 |
1.5 |
2 |
120 |
7 |
15 |
3.6 |
54 |
1.7 |
2 |
3.7 |
55.5 |
8 |
30 |
3.5 |
105 |
0.8 |
2.5 |
3.3 |
99 |
9 |
15 |
0.4 |
6 |
0.3 |
0.3 |
0.6 |
9 |
10 |
40 |
3.7 |
148 |
0.8 |
2.5 |
3.3 |
132 |
11 |
20 |
3.6 |
72 |
2 |
2 |
4 |
80 |
12 |
35 |
1.5 |
52.5 |
0.8 |
0.7 |
1.5 |
52.5 |
13 |
15 |
3.6 |
54 |
0.8 |
2 |
2.8 |
42 |
14 |
10 |
1.3 |
13 |
0.3 |
1.5 |
1.8 |
18 |
15 |
10 |
5.7 |
57 |
3.5 |
2.5 |
7 |
60 |
16 |
10 |
1.3 |
13 |
0.3 |
1.5 |
1.8 |
18 |
17 |
30 |
6.6 |
198 |
0.6 |
6 |
6.6 |
198 |
18 |
15 |
1 |
15 |
0.8 |
0.7 |
1.5 |
22.5 |
19 |
15 |
3.6 |
54 |
3.5 |
1.5 |
5 |
75 |
|
480 |
|
1404.5 |
|
1365.5 |