Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych

Wydział Transportu

Laboratorium Ergonomii

Semestr IX

Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych

Laboratorium Ergonomii

Prowadzący zajęcia: Dr inż. Iwona Grabarek

Dr inż. Józef Czajka

Tematy ćwiczeń:

Ćwiczenie I. Parametry fizjologiczne oceny wysiłku fizycznego.

Ćwiczenie II. Wybrane parametry obciążenia psychicznego.

Ćwiczenie III. Antropometria w ergonomii.

Ćwiczenie IV. Ocena drgań na SP w urządzeniach transportowych.

Ćwiczenie V. Ocena drgań na SP w urządzeniach transportowych.

Ćwiczenie VI. Ocena oświetlenia na stanowisku pracy.

Ćwiczenie VII. Ergonomiczna ocena stanowiska pracy.

Literatura zalecana :

1. Czajka J.H. - Ergonomia - materiały do ćwiczeń.

Oficyna Wydawnicza PW, 1999

2. Górska E., Tytyk E. - Ergonomia w projektowaniu stanowisk pracy.

Materiały pomocnicze do ćwiczeń.

Oficyna Wydawnicza PW, 1996

3. Górska E., Juchełko H. - Ergonomia i organizacja stanowisk roboczych.

Ćwiczenia laboratoryjne.

Oficyna Wydawnicza PW, 1994

4. Górska E. - Diagnoza ergonomiczna stanowisk pracy.

Oficyna Wydawnicza PW, 1998

Ćwiczenie I. Parametry fizjologiczne oceny wysiłku fizycznego

Wstęp

Badania ergonomiczne, których częścią jest fizjologiczna ocena trudności pracy i wydolności fizycznej człowieka, pozwalają ustalić zasady i normy dotyczące organizacji pracy, pożądanych cech maszyn i narzędzi oraz parametrów środowiska materialnego. Te zasady i normy mają na celu stworzenie właściwego obciążenia fizycznego pracownika.

Zmiany fizjologiczne, zachodzące w organizmie w czasie wykonywania pracy zależą w znacznym stopniu od wydatku energetycznego. Umożliwia to wykorzystanie pewnych wskaźników fizjologicznych do oceny natężenia wysiłku fizycznego pracownika. Praktycznie wchodzą w rachubę pomiary wentylacji płuc, częstości tętna i temperatury ciała. Znajomość chociażby jednego ze wskaźników fizjologicznych umożliwia uzyskanie wartości wydatku energetycznego w kJ/min., zgodnie z tablicą I.1.

Tablica I.1.

Zależność zachodzących w czasie pracy zmian fizjologicznych od natężenia wysiłku fizycznego ( wg Christensena i Buskirke )

Natężenie wysiłku fizycznego	Wydatek energetyczny ( kJ/min )	Zużycie tlenu ( l/min. )	Wentylacja płuc ( l/min. )	Częstość skurczów serca / min.	Temperatura ciała ( ^0C )
Bardzo lekki Lekki Średni Ciężki Bardzo ciężki Krańcowo ciężki	< 10.5 10.5 - 21.0 21.0 - 31.5 31.5 - 42.0 42.0 - 52.0 > 52.0	< 0.5 0.5 - 1.0 - 1.5 1.5 - 2.0 - 2.5 > 2.5	<10 10 - 20 20 - 35 35 - 50 50 - 65 > 65	< 75 75 - 100 100 - 125 125 - 150 150 - 175 > 175	< 37.5 ---- 37.5 - 38.0 38.0 - 38.5 38.5 - 39.0 > 39.0

Podstawowy wydatek energetyczny dla młodego mężczyzny, średniego wzrostu ( 175 cm ) i średniej wagi ciała ( 75 kg ) wynosi około 7000 do 7500 kJ / 24h. Jako wydatek w czasie wolnym od pracy przyjmuje się około 2500 kJ / 24h. Łączny, całodobowy wydatek wynosi więc 10000 kJ / 24h. Do tej wartości całkowitej dodaje się wydatek na pracę :

• do około 4200 kJ / 8h - praca lekka

• od 4200 - 6300 kJ / 8h - praca średnio ciężka

• od 6300 - 8400 kJ / 8h - praca ciężka

• ponad 8400 kJ / 8h - praca najcięższa.

Aby otrzymać wydatek całkowity w ciągu 8 godzin trzeba wiedzieć :

1. jaki jest czas wykonania poszczególnych czynności dotyczących przygotowania pracy, wykonania, przyniesienia narzędzi, transportu, itp.

2. jaki jest wydatek energetyczny na każdą czynność i na całą operację.

Zadanie 1. Ciśnienie krwi.

Cel ćwiczenia: Wykazać zmiany ciśnienia krwi w zależności od stopnia ciężkości pracy.

Aparatura i materiały pomocnicze : aparat do pomiaru ciśnienia tętniczego, ciężarki, stoper, ergonometr

Wykonanie ćwiczenia :

Wariant A

1. Wybrać osoby , które będą wykonywały pracę podnoszenia ciężarków o różnej wadze.

( 6 kg, 4,5 kg, 3 kg, 1 kg )

2. Dokonać przed rozpoczęciem pracy pomiaru ciśnienia krwi u osób badanych.

3. Ustalić, dla wszystkich badanych osób, jednakowe tempo podnoszenia ciężarków i czas trwania pracy .

4. Ciśnienie krwi mierzyć po zakończeniu pracy co 1 minutę, aż do momentu uzyskania wartości zanotowanej przed rozpoczęciem pracy.

Wariant B

1. Wybrać osoby do eksperymentu.

2. Ustalić parametry eksperymentu w stosunku do czasu trwania, tempa i obciążenia ( na ergonometrze ).

3. Dokonać przed rozpoczęciem pracy pomiaru ciśnienia krwi u osób badanych.

4. Zmierzyć ciśnienie krwi po zakończeniu jazdy.

5. Kontynuować pomiary co minutę, aż do momentu uzyskania wartości zanotowanej przed rozpoczęciem pracy.

Opracowanie wyników oraz wnioski :

Ustalić jak w porównaniu ze stanem spoczynku zmienia się w procesie pracy :

1. ciśnienie skurczowe i rozkurczowe krwi

2. wielkość zmian ciśnienia w kolejnych pomiarach

3. obliczyć wartość średnią ciśnienia tętniczego wg poniższego wzoru oraz wykonać wykres zależności ciśnienia średniego od rodzaju pracy

C_m = 0.5 ( C_s + C_r )

4. określić stopień ciężkości pracy na podstawie zmian ciśnienia krwi ( tablica 1 )

Tablica 1.

Zależność zmian ciśnienia krwi od stopnia ciężkości pracy

Stopień ciężkości pracy	Ciśnienie
		skurczowe	rozkurczowe
Bardzo lekka	spoczynkowe
Lekka	spoczynkowe
Średnia	Spoczynkowe + 20	Spoczynkowe
Ciężka	180	Spoczynkowe ± 20
Bardzo ciężka	180 - 200	Spoczynkowe ± 40
Krańcowo ciężka	Powyżej 200	Spoczynkowe ± 40

5. Opracować wnioski dotyczące zmian ciśnienia rozkurczowego, skurczowego i średniego w stanie spoczynku i pod wpływem wykonywanej pracy.

6. Podać przykład zastosowania praktycznego tego ćwiczenia

• Prawidłowe wartości średniego ciśnienia tętniczego mieszczą się w zakresie od 80 - 100 mm Hg.

Zadanie 2. Wentylacja minutowa płuc

Cel ćwiczenia : Wykazać wpływ zwiększenia wydatku energetycznego na zapotrzebowanie organizmu na tlen.

Aparatura i materiały pomocnicze : spirometr, ergonometr rowerowy, metronom, stoper

Wykonanie ćwiczenia :

1. Wybrać osoby do eksperymentu.

2. Zmierzyć wentylację minutową płuc w czasie spoczynku u wybranych osób.

3. Ustalić czas jazdy, obciążenie i tempo jazdy na ergonometrze.

4. Zmierzyć wentylację minutową płuc w czasie wykonywania pracy oraz bezpośrednio po jej zakończeniu.

Opracowanie wyników i wnioski :

1. Dokonać oceny uciążliwości pracy na podstawie wentylacji minutowej płuc dla każdego z badanych na podstawie różnicy między maksymalną wentylacją a wentylacją w stanie spoczynku, według wzoru :

BR = 100 ( MVV - MV ) : MVV

Gdzie : BR - rezerwa oddechowa,

MVV - maksymalna wentylacja dowolna ( w l/min ),

MV - wentylacja płuc w stanie spoczynku

2. Na podstawie tablicy I.1 określić stopień ciężkości wykonywanej pracy.

3. Wykonać wykres ilustrujący wentylację spoczynkową i maksymalną płuc uczestników badań .

4. Podać praktyczne wykorzystanie uzyskanych wyników w ergonomicznej racjonalizacji pracy.

Zadanie 3. Tętno

Cel ćwiczenia : Wykazać, że powrót tętna do normy zależy od poprzedzającego obciążenia fizycznego oraz od stopnia wytrenowania i cech indywidualnych człowieka.

Aparatura i materiały pomocnicze : stoper, ciężarki, ergonometr

Wykonanie ćwiczenia :

1. Wybrać osoby do eksperymentu

2. Określić rodzaj, tempo i czas trwania pracy ( podnoszenie ciężarków lub jazda na ergonometrze ).

3. Dokonać trzykrotnego pomiaru częstości tętna u osób badanych przed rozpoczęciem pracy ( w pozycji siedzącej )

4. Zmierzyć częstość tętna po zakończeniu pracy; kontynuować pomiary co 1 minutę aż do wartości zanotowanej przed rozpoczęciem pracy.

Opracowanie ćwiczenia oraz wnioski:

1. Zinterpretować uzyskane wyniki w zakresie:

1. częstości tętna - liczby zmian w ciągu minuty,

2. regularności tętna - liczby uderzeń w kolejnych jednostkach czasu,

Porównać uzyskane wartości z wynikami pomiarów, odczytanych w czasie spoczynku.

Ocenić koszt fizjologiczny pracy ( wg Christensena ):

75 ud / min koszt fizjologiczny bardzo niski

75 - 100 ud / min koszt fizjologiczny niski

100 - 125 ud / min koszt fizjologiczny średni

125 - 150 ud / min koszt fizjologiczny wysoki

150 - 175 ud / min koszt fizjologiczny bardzo wysoki

175 ud / min koszt fizjologiczny krańcowo wysoki

2. Wykreślić krzywą zmian częstości tętna podczas spoczynku, po zakończeniu pracy i w okresie odnowy.

3. Wyciągnąć wnioski dotyczące stopnia tolerowania zadanego obciążenia przez uczestników eksperymentu.

4. Podać przykład wykorzystania uzyskanych wyników w racjonalizacji procesu pracy.

Zadanie 4. Warunki utrzymania maksymalnej siły.

Cel ćwiczenia : Wykazać zależność wielkości siły mięśniowej od położenia ręki w przestrzeni.

Aparatura i materiały pomocnicze : dynamometr, miara metryczna

Wykonanie ćwiczenia :

1. Dynamometr umocować w określonym punkcie przestrzeni, np. na osi pionowej w odległości 40 cm od osi ciała,

2. Ustalić pozycję wyjściową ( stopy w wyznaczonym, zakreślonym kredą miejscu ),

3. Prawą ręką, szybkim ruchem ciągłym, przyciągnąć uchwyt dynamometru do siebie, a następnie go uwolnić,

4. Próbę powtórzyć trzykrotnie i zapisać wyniki,

5. Dynamometr umieścić w kolejnym punkcie i ustalić odpowiednią pozycję,

6. Sposób postępowania we wszystkich punktach pomiarowych taki, jak w p. 3 i 4,

7. Liczbę punktów pomiarowych ustala prowadzący ćwiczenie,

8. Cały cykl pomiarowy powtórzyć dwukrotnie.

Uwaga : Uchwyt dynamometru należy przyciągnąć szybkim ruchem z maksymalna siłą.

Opracowanie wyników oraz wnioski :

1. Z każdej próby, powtórzonej trzykrotnie dla tej samej wysokości, obliczyć wartość średnią. Wykonać wykres : na oś X nanieść średnią wartość siły, a na oś Y wysokość w cm.

2. Porównać uzyskane dane i wyciągnąć wnioski dotyczące optymalnej wysokości w celu uzyskania maksymalnej siły ( dla grupy i indywidualnych uczestników ).

3. Określić wykorzystanie uzyskanych wyników badań w projektowaniu rozmieszczenia urządzeń sterowniczych na stanowiskach pracy.

Zadanie 5. Indeks sprawności fizycznej

Cel ćwiczenia : Ocenić aktualną sprawność fizyczną grupy studentów oraz wykazać ewentualną zależność tej sprawności od uprawianego sportu.

Aparatura i materiały pomocnicze : steper, metronom, stoper

Wykonanie ćwiczenia:

1. Osoba badana wchodzi na skrzynkę prawą lub lewą nogą i staje na niej obydwiema nogami; prostuje kolana,

2. W następnej sekundzie schodzi ze skrzynki, stając na podłodze całymi stopami. Czynność tę powtarza w odstępach jednosekundowych przez 5 minut. Jeżeli badana osoba nie wytrzymuje 5 minut należy zanotować rzeczywisty czas stepowania,

3. Badana osoba siada na krześle i pozostaje 1 minutę w całkowitym spokoju.

4. Wykonać 3 pomiary tętna :

a. 30 s - pomiar ( w 1 minucie )

b. 30 s - przerwa

c. 30 s - pomiar ( w 2 minucie )

d. 30 s - przerwa

e. 30 s - pomiar ( w 3 minucie )

5. Zapisać wartości liczbowe 1, 2 i 3 pomiaru.

Opracowanie wyników oraz wnioski:

1. Na podstawie pomiarów częstości tętna, uzyskanych w trakcie ćwiczenia, obliczyć indeks sprawności wg wzoru

Gdzie : t - czas trwania ćwiczenia ( s ),

C_t1,2,3 - liczba uderzeń tętna w kolejnych okresach pomiaru.

Wg J. Yohnsona przyjmuje się ( w punktach ) :

IS poniżej 55 odpowiada złej sprawności fizycznej,

IS - 55 - 64 odpowiada sprawności poniżej przeciętnej,

IS - 65 - 79 odpowiada przeciętnej sprawności fizycznej,

IS - 80 - 89 odpowiada dobrej sprawności fizycznej,

IS - ponad 90 odpowiada doskonałej sprawności fizycznej.

2. Wyciągnąć wnioski dotyczące sprawności fizycznej uczestników badanej grupy oraz porównać możliwości obciążenia fizycznego poszczególnych osób.

Ćwiczenie II. Wybrane parametry obciążenia psychicznego

Wstęp

Wysiłek psychiczny człowieka w procesie pracy wynika z obciążenia :

• Informacjami,

• Decyzjami,

• Wykonywaniem czynności.

Pełna ocena obciążenia psychicznego przy wykonywaniu określonego zadania wymaga uwzględnienia również monotonii pracy. Oddziałuje ona równolegle i przyczynia się do powstawania zmęczenia psychicznego.

Uzyskiwanie informacji

Spośród bodźców działających na człowieka można wyróżnić te, które dotyczą wykonywanej pracy i warunków, w których się ona odbywa. Informacje od maszyny i otoczenia uzyskuje się poprzez określone sygnały - nośniki informacji ( np. od przyrządów pomiarowych i sygnalizacyjnych, jak również od wyposażenia stanowiska pracy, stanu urządzeń technicznych i ich części, surowców, produktów i innych przedmiotów. Obciążenie związane z uzyskiwaniem informacji, zależy w dużym stopniu od liczby sygnałów (informacji ) odbieranych w określonym czasie, ich złożoności, zmienności , jednoznaczności oraz niezbędnej do ich dalszego wykorzystania dokładności.

Podejmowanie decyzji.

Decyzje poprzedza zazwyczaj rozumowanie, rozważanie, analiza ich celowości, przy których zaangażowane są świadome procesy myślowe, wymagające wysiłku psychicznego. Im więcej odebrano informacji, im bardziej są one wieloznaczne, złożone i zmienne, tym więcej wysiłku potrzeba, aby je właściwie wybrać, zinterpretować i na ich podstawie podjąć właściwą decyzję - jak działać. Rodzaj działania i jego stopień skomplikowania może również wpłynąć na wielkość i charakter wysiłku umysłowego przed podjęciem decyzji.

Ograniczony czas wyboru decyzji oraz przewidywanie ewentualnych ujemnych skutków decyzji ( awaria, straty, wypadki ) przedłuża i zwiększa wysiłek psychiczny. Podobnie wpływa charakter odpowiedzialności za decyzje tego, kto je wydaje ( odpowiedzialność karna , dyscyplinarna i inne ). Są to tzw. sytuacje konfliktowe. Powtarzalność decyzji zmniejsza, a nawet redukuje niemal do zera obciążenia psychiczne. Im większa jest więc ważność decyzji, im dłużej trzeba się nad nią zastanawiać, im większe są możliwości wyboru, tym większy wysiłek psychiczny.

Wykonywanie czynności

Udział procesów psychicznych przy wykonywaniu czynności fizycznych bywa bardzo różny. Na ogół znacznie maleje w miarę nabywania wprawy w wykonywaniu tych czynności, a jest dość duży, gdy się daną czynność wykonuje po raz pierwszy. Po wielokrotnym powtarzaniu czynności pracownik często wykonuje ją prawie „automatycznie” i wówczas wysiłek psychiczny jest znikomy. Procesy psychiczne przy wykonywaniu czynności fizycznych ( ruchów rąk, nóg, całego ciała, chodzenie, podnoszenie itp. ) związane są z tym, że każdy ruch jest „sterowany” przez system nerwowy, każda decyzja jest przetwarzana na czynność wykonawczą. Proces ten wymaga wysiłku, jest faktycznie praca systemu nerwowego, która w razie niekorzystnych warunków ( zbyt duża szybkość, brak odpoczynku, zbyt silny bodziec itp. ) prowadzi do zmęczenia.

Aby ocenić wysiłek psychiczny, uwzględniając wspomniane już kryteria ( cechy ) takie jak: częstotliwość, zmienność, złożoność, dokładność i wartość informacji, należy zwrócić uwagę na następujące sytuacje:

• Częstotliwość występowania poszczególnych informacji oraz czynności różnorodnych ma inne znaczenie ( na ogół większe ) niż częstotliwość powtarzających się cykli;

• Presja czasu ( narzucone tempo ) na ogół zwiększa wysiłek w porównywaniu do tempa swobodnego, regulowanego przez pracownika, chyba że nastąpi znaczne przyzwyczajenie do tempa oraz „automatyzacja” psychiczna ruchów. Przyzwyczajenie to jednak nie nastąpi, jeśli tempo przekracza aktualne możliwości adaptacyjne pracownika;

• Zwiększa wysiłek psychiczny okoliczność, gdy cechy się nakładają, np. jednocześnie istnieje znaczna liczba sygnałów, ich zmienność oraz zmienność miejsca i procesów produkcyjnych;

• Zwiększa wysiłek pojawienie się sytuacji nietypowych, wymagających decyzji nagłych, normalnie nie przewidywanych, np. związanych z sytuacją awaryjną;

• Konieczność zachowania precyzji w odebraniu informacji lub wykonaniu czynności, ze względu na możliwość awarii ( błędu ), co na ogół zwiększa wysiłek.

Obciążenie psychiczne czynnościami związane jest zatem:

• Z rozmieszczeniem urządzeń sterowniczych w zasięgu rąk ( nóg ) pracownika,

• Jednoczesnym lub naprzemiennym używaniem rąk do pracy ( w drugim przypadku zwykle wysiłek jest większy ),

• Możliwością rozróżniania urządzeń sterowniczych nie tylko wzrokiem lecz również dotykiem i położeniem w przestrzeni.

• Rozmieszczeniem urządzeń sterowniczych maszyny wg określonych zasad ( kolejnością, częstością, ważnością używania ) - np. częściej używane znajdują się w optymalnym zasięgu działania.

Monotonia pracy wynika z następujących cech procesu pracy:

• Niezmienności ( jednostajności ) procesu pracy,

• Niezmienności ( jednostajności ) otaczających warunków,

• Konieczności stałego zachowania uwagi, bez możliwości myślenia o sprawach nie związanych z pracą lub ewentualnie porozumiewania się z sąsiadami,

• Łatwości pracy, znacznie zmniejszającej potrzebę procesów intelektualnych ( myślenia, rozumowania ).

W monotonii występują podobne symptomy jak przy zmęczeniu, mianowicie senność i otępienie myślowe, ale można je przezwyciężyć przez przejście do zmiennej interesującej czynności. Pojęcie monotonii określa zarówno sytuację w pracy, jak i stan psychiczny. Monotonii sprzyjają:

• Mały zakres obserwacji,

• Okazyjnie potrzebne zmiany pozycji,

• Obecność jednostajnego, rytmicznego bodźca,

• Braku możliwości ruchu ciała,

• Ciepłe pomieszczenie robocze.

Zadanie 1. Monotonia

Cel ćwiczenia : Określenie wpływu monotonii na wydajność pracy i liczbę popełnianych błędów.

Aparatura i materiały pomocnicze : stoper, formularze

Wykonanie ćwiczenia :

1. Podzielić zespół na grupy wg wskazań prowadzącego.

2. Ustalić w grupach prowadzącego zadanie ( 1 osoba ) i wykonujących zadanie ( wszyscy pozostali członkowie grupy ).

3. Rozdać osobom wykonującym zadanie formularz 1.

4. Ustalić warunki badania:

• czas trwania 1 cyklu ( np. 10s ),

• czas trwania badania w min.,

• rodzaj zadania.

5. Grupa 1 - na sygnał „start” podany przez prowadzącego zadanie, rozpocznie wpisywanie określonej sekwencji liter do formularza 1 w 4 kolejnych kolumnach po 10 znaków w każdej kolumnie. Prowadzący rejestruje czas stoperem po zapełnieniu każdej kolumny.

6. Grupa 2 - na sygnał „start” rozpocznie wpisywanie określonej sekwencji liter do formularza 1 w 4 kolejnych kolumnach po 10 znaków w każdej kolumnie. Prowadzący podaje sygnał zakończenia pojedynczego cyklu , mówiąc „stop” a badani w formularzu stawiają w tym momencie znak „V” a następnie wypełniają formularz dalej bez przerywania pracy.

7. Po wypełnieniu formularzy obliczyć:

• liczbę błędów w poszczególnych kolumnach,

• liczbę napisanych liter po 5, 10, 20,...cyklach oraz odpowiadającą im liczbę błędów.

Opracowanie wyników oraz wnioski:

1. Wypełnić tabele 1, 2

2. Dane zilustrować na wykresach:

• Czas wypełnienia kolejnych kolumn t = f ( nr kolumny ).

• Liczba błędów w kolejnych kolumnach,

• Liczba liter dla każdego cyklu,

• Liczba błędów w każdym cyklu.

3. Określić punkty maksymalnego uzyskania wprawy i postępującego zmęczenia.

4. Sformułować wnioski

Tabela 1

Numer kolejnejkolumny	Czas wypełnienia kolumny ( s )				Liczba błędów w kolumnach
		Osoby badane				Osoby badane
		1	2	3	4	1	2	3	4
1 2 3 4

Tabela 2

Kolejny cykl ......../s/	Liczba napisanych liter				Liczba błędów w cyklach
		Osoby badane				Osoby badane
		1	2	3	4	1	2	3	4
1 2 3 4 . . . .

Zadanie 2 . Złudzenia w spostrzeganiu

Cel ćwiczenia : Zapoznanie ze złudzeniami optycznymi deformującymi jednoznaczny odbiór informacji.

Aparatura i materiały pomocnicze : rysunki, rzutnik pisma, załącznik

Wykonanie ćwiczenia :

1. Ilustracja zjawiska „przełączania” spostrzegania.

2. Podzielić zespół na dwie grupy.

3. Osobom z 1 grupy eksponować najpierw karton a , kolejno przez 1, 5, 10 s, potem po 1 minutowej przerwie karton c przez te same odcinki czasowe.

4. Osobom 2 grupy analogicznie eksponować kartony b i d.

5. Osoby badane bezpośrednio po zniknięciu obrazów, powinny zapisać co na nich widziały.

Opracowanie wyników oraz wnioski :

1. Sprawdzić czy płaszczyzna stanowiąca tło dla określonej figury może stać się figurą na płaszczyźnie, która uprzednio była spostrzegana jako figura.

2. Jakie znaczenie ma zjawisko złudzeń optycznych dla bezpieczeństwa ruchu kołowego i szynowego ?

3. Narysować znak mnemotechniczny, który byłby potwierdzeniem sformułowanych wniosków.

Załącznik

W niektórych sytuacjach otoczenie lub tło bodźca nie jest dokładnie określone. W takich przypadkach następuje zjawisko „przełączania” spostrzegania ( percepcji ). Wynika to ze stosunku figury do tła i odwrotnie.

Gdy istnieje wyraźna rozbieżność między tym co spostrzegamy a rzeczywistymi faktami , doświadczenie takie określa się mianem złudzenia. W badaniach eksperymentalnych okazało się, że najbardziej wrażliwe na wszelkiego rodzaju złudzenia jest nasz wzrok i stąd poczesne miejsce tzw. złudzeń wzrokowych. Mogą one dotyczyć długości, powierzchni, kierunku, kształtu, zniekształceń, itp. Zjawisko to ma duże znaczenie w projektowaniu grafiki urządzeń wskaźnikowych i znaków mnemotechnicznych, zmniejszając lub zwiększając liczbę błędów w spostrzeganiu i odbiorze informacji.

Ćwiczenie III. Antropometria^* w ergonomii.

Wstęp

Ergonomia zakłada że, przy projektowaniu stanowisk pracy konieczna jest znajomość przeciętnych i maksymalnych wymiarów człowieka a przede wszystkim zasięgów rąk i nóg. W celu ustalenia tych wartości wykonywane są pomiary antropometryczne populacji ludności, dla której projektuje się określone urządzenia lub przedmioty, względnie pomiary pewnej grupy osób - przyszłych użytkowników tych urządzeń lub przedmiotów. W zależności od cech antropometrycznych kształtuje się tzw. strukturę przestrzenną stanowiska pracy. Stanowi ona zbiór punktów w przestrzeni, które w procesie pracy człowiek musi odebrać i na które musi oddziałać. Ważne znaczenie przy projektowaniu struktury przestrzennej ma prawidłowe rozmieszczenie w przestrzeni urządzeń sygnalizacyjnych i sterujących. Powinny być one tak rozmieszczone, aby pracownik miał najlepszą informację o stanie pracy urządzenia, a w wyniku tego mógł przeprowadzić zmiany w jej działaniu w sposób najbardziej bezpieczny i nie wymagający nadmiernego wysiłku.

W celu projektowania stanowisk pracy, maszyn i urządzeń stosuje się odpowiednie metody, wykorzystujące dane ujęte w atlasach antropometrycznych. Ustalając wymiary i rozmieszczenie maszyn i urządzeń w przestrzeni pracy należy oprzeć się na analizie wszystkich zadań, które mają być wykonywane oraz pamiętać, że ergonomiczne rozwiązanie przestrzeni roboczej musi zapewniać wygodę oddziaływania człowieka na środki pracy i możliwie nie obciążające działanie stanowiska na człowieka.

^* Antropometria - zespół technik dokonywania pomiarów na człowieku, mających na celu wyrażenie w liczbach kształtów i proporcji jego ciała.

Zadanie 1. Weryfikacja antropometryczna wybranych stanowisk pracy.

Cel ćwiczenia : Zweryfikować wybrane wymiary stanowiska pracy zgodnie z polskim atlasem antropometrycznym.

Aparatura i materiały pomocnicze : Rysunki wybranych stanowisk pracy wraz z podstawowymi wymiarami, atlas antropometryczny

Wykonanie ćwiczenia :

1. Wykonać szkic stanowiska pracy.

2. Zaznaczyć na rysunku wymiary konstrukcyjne k₁ , k₂ , ..... itd. Związane z cechami antropometrycznymi użytkownika,

3. Określić użytkownika: ♂ , ♀ lub ♂ i ♀ ,

4. Wszystkie wymiary przedstawić za pomocą symboli wartości wymiaru antropometrycznego np. k₁ ≥ [ 133 ♂ 5 ],

Opracowanie wyników o wnioski :

1. Dane umieścić w następującej tabeli:

Wymiar konstrukcyjny z rysunku	/ mm /	Symbol wartości wymiaru Antropometrycznego	Wartości wg atlasu / mm /	Uwagi i wnioski
k1	45	k1> [25 ♂ 95 ]	67
k2	650-800	[135 ♀ 5] ≥ k2≥ [133 ♂ 95]	677-872

1. Wnioski - zalecenia usprawniające

Zadanie 2 . Weryfikacja antropometryczna różnych typów krzeseł.

Cel ćwiczenia : Wykorzystanie atlasu antropometrycznego przy ocenie i porównaniu ergonomiczności różnych typów krzeseł.

Aparatura i materiały pomocnicze : atlas antropometryczny, miara metryczna, różne typy krzeseł.

Wykonanie ćwiczenia :

1. Zaprojektować wymiary krzesła, umownie zwanego „idealnym”, przeznaczonego zarówno dla kobiet jak mężczyzn z punktu widzenia następujących jego cech:

• Wysokość siedzenia ( W ) musi być niższa o co najmniej 5 cm od długości podudzia ( PU ) wraz ze stopą ( S ),

W = PU + S - 5 [ cm ]

• Swobodna głębokość siedzenia ( G_min ) powinna wynosić ok.2/3 długości uda ( U)

G = G_min + P = 2/3 U + P

W przybliżeniu możemy przyjąć, że S = 10 cm, zaś P = 6 ÷ 8 cm, stąd

W = PU + 5 cm

G = 2/3 U + (6 ÷ 8 ) cm.

• Wysokość oparcia tylnego ( OT ) oblicza się z następującego wzoru :

OT = 1/3 T, gdzie T - długość tułowia

PU, U, T przyjąć z atlasu antropometrycznego

2. Zmierzyć wymiary W, G, OT dla różnych rodzajów krzeseł.

Opracowanie wyników i wnioski :

2. Zestawić i porównać dane krzesła „idealnego” z wymiarami badanych krzeseł.

3. Sformułować wnioski dotyczące założeń ergonomicznych usprawnienia konstrukcji badanych krzeseł.

Ćwiczenie IV. Ocena drgań na SP w urządzeniach transportowych.

Do zajęć należy przygotować materiał zawarty w ćwiczeniu 2 skryptu [1].

Należy zapoznać się z następującymi zagadnieniami:

1. Wpływ drgań na organizm ludzki, wg punktu 2.2 skryptu [1];

2. Aparatura do pomiaru drgań, wg punktu 2.4 skryptu [1];

3. Metody oceny drgań w urządzeniach transportowych

wg punktu 2.5 skryptu PW [1];

4. Zastosowania metod oceny drgań w środkach transportowych.

5. Wykonanie pomiarów przyspieszeń bezwzględnych - korygowanych

częstotliwościowo, metodą oceny ważonej, opisanej w punktach 2.4

i 2.5 skryptu PW [1];

6. Ocena wyników pomiarów wykonanych w p. 5. Ocenę wykonać wg punktów 2.6 i 2.7 skryptu [1];

7. Analiza widm częstotliwościowych drgań pomierzonych w pojeździe;

8. Ocena ergonomiczna drgań w badanym pojeździe wg p. 2.6 2.7;

W sprawozdaniu należy zamieścić:

- Opracowanie zagadnień wymienionych w punktach: 1, 2, 3, oraz 4.

- Wyniki pomiarów wykonanych wg p. 5;

- Wyniki analizy i oceny widma drgań wg p. 6, 7 i 8.

Ćwiczenie V. Ocena hałasu na SP w urządzeniach transportowych.

Do zajęć należy przygotować materiał zawarty w ćwiczeniu 1 skryptu [1]

Należy zapoznać się z następującymi zagadnieniami:

1. Metody pomiaru i oceny hałasu akustycznego wg punktu 1.3 skryptu PW [1]

- Wpływ hałasu na organizm ludzki;

- Równoważny poziom dźwięku A;

- Budowa sonometru;

- Budowa i zastosowanie filtrów korekcyjnych;

Metody oceny narażenia na hałas wg p.1.4 skryptu PW [1];

2. Wykonanie pomiarów poziomu dźwięku A w pomieszczeniu

- dla następujących charakterystyk dynamicznych:

• S-Slow - pomiar niskich częstotliwości dźwięku A;

• F-Fast - pomiar wysokich częstotliwości dźwięku A;

• I-Impuls - pomiar impulsu hałasu - wartość średnia dźwięku A;

• I-H - Impuls Hold - zapamiętanie maksymalnej wartości impulsu dźwięku A;

• Peak-Hold - zatrzymanie maksymalnej wartości dźwięku A;

peak min do peak max impulsu hałasu.

3. Wykonanie pomiarów dla widma dźwięku A, w pasmach oktawowych

od 20Hz do 20kHz;

4, Wykonanie pomiarów poziomu dźwięku C

- dla następujących charakterystyk dynamicznych::

• S-Slow - pomiar niskich częstotliwości dźwięku C;

• F-Fast - pomiar wysokich częstotliwości dźwięku C;

• I-Impuls - pomiar impulsu hałasu - wartość średnia dźwięku C;

• I-H - Impuls Hold - zapamiętanie maksymalnej wartości impulsu dźwięku C;

• Peak-Hold - zatrzymanie maksymalnej wartości dźwięku C,

peak min do peak max impulsu hałasu.

W sprawozdaniu należy zamieścić:

- Opracowanie zagadnień wymienionych w punkcie 1;.

- Wyniki pomiarów wykonanych wg p. 2, 3, i 4;

- Wykonać analizę otrzymanych wyników pomiarów;

- Wykonać ergonomiczną ocenę narażenia na hałas.

Ćwiczenie VI. Ocena oświetlenia na stanowisku pracy

Do zajęć należy przygotować materiał zawarty w ćwiczeniu 1 skryptu [1], dotyczący oceny oświetlenia, oraz z podstawowymi pojęciami podanymi w normie

PN-84/E-02033.

Należy zapoznać się z następującymi zagadnieniami:

1. Zapoznać się z pojęciami światła podanymi w punkcie 1.7 skryptu [1], oraz w normie [2];

2. Zapoznać się ze sposobami oceny parametrów oświetlenia wg [1] oraz [2];

3. Zapoznać się z obsługą i eksploatacją luksometru;

4. Wykonać pomiary natężenia oświetlenia w pomieszczeniu;

1. Pomiar natężenia oświetlenia w wyznaczonych miejscach pomiarowych (MP) o

różnym stopniu naświetlenia.

Pomiary wykonać dla następujących warunków oświetlenia::

- włączone wszystkie punkty świetle;

- włączone 3/4 wszystkich punktów świetlnych;

- włączone 1/2 wszystkich punktów świetlnych;

- włączone 1/4 wszystkich punktów świetlnych;

- wyłączone wszystkie punkty świetlne.

2. Wykonać pomiary oświetlenia na korytarzu wg zaleceń normy [2];

5. Zestawienie wyników pomierzonego natężenia światła;

6. Obliczenie, z podanych zależności teoretycznych; natężenia światła dla badanych

miejsc pomiarowych;

7. Wyznaczyć równomierność oświetlenia wg pt. 1.3.12 i pt. 2.1.2. normy [2];

W sprawozdaniu należy zamieścić:

- Opracowanie zagadnień wymienionych w punkcie 1, 2 i 3;

- Wyniki pomiarów wykonanych wg p. 4 i obliczonych wg p. 6;

- Porównanie wyników pomierzonego oświetlenia i obliczonego teoretycznie;

- Porównanie wyników pomiaru światła z wartościami zalecanymi podanymi

w tablicy 1.6 [1], z wartościami podanymi w tablicy 1 normy [2], oraz z zalecenia

mi podanymi w instrukcji luksomierza.

- Wykonać ergonomiczną ocenę oświetlenia badanych miejsc pomiarowych

i podać wnioski i zalecenia naprawcze;

- Omówić podstawowe parametry użytkowe światła: współczynnik zapasu,

luminancja oraz inne pojęcia podane w normie [2].

ZAŁĄCZNIK

Podstawowe pojęcia potrzebne do wykonania ćwiczenia VI

Światłość (natężenie światła) - I

Światłość określa ilość światła u jego źródła, i wyraża się w kandelach [cd.].

Kandela - jednostka światłości (natężenia światła) - to natężenie światła wysyłanego w kierunku prostopadłym, przez powierzchnię (1/6)*10^-5 m² = (1/60) cm² , ciała doskonale czarnego, promieniującego w temperaturze krzepnięcia platyny tzn. 2042 ^o K = 1769^oC, pod ciśnieniem 101 325 Pa (paskali) dawniej 1atmosfery.

Strumień świetlny F - to moc widzialnej energii promieniowania świetlnego.

Strumień świetlny wyrażany jest w lumenach [lm].

Lumen - jednostka strumienia świetlnego - jest to strumień świetlny wysyłany w kacie bryłowym jednego steradiana (1sr), przez źródło światła (promieniowania), o równomiernym we wszystkich kierunkach natężeniu światła (światłości) 1 kandeli (cd.).

1 lm = 1 cd * 1 sr

Strumień świetlny F = natężenie światła * kąt bryłowy wiązki promieni świetlnych, w [lm]

F = I * w [lm]

gdzie: I - natężenie światła (światłość) w [cd];

w - kąt bryłowy promieni świetlnych, w steradianach [sr].

Ilość światła - wyraża się w lumenosekundach [lm*s]

Lumenosekunda - jednostka ilości światła - jest to ilość światła przenoszona w czasie 1s (sekunda) przez strumień świetlny 1 lm (lumen).

1 lm*1 s = 1 s * cd. * sr

Natężenie oświetlenia E - wyraża się w luksach [lx]

Lux - to jednostka natężenia oświetlenia - jest to natężenie oświetlenia, wywołane przez strumień świetlny 1lm (lumen), równomiernie padający na powierzchnię 1m² .

1 lx = 1 lm / 1 m²

Natężenie oświetlenia E jest to stosunek strumienia świetlnego do powierzchni

pola, na które pada światło.

E = strumień świetlny (F) / pole przekroju (A) [lx]

E = F [lm] / A [m²] [lx]

Jest to gęstość powierzchniowa padającego strumienia świetlnego.

Natężenie oświetlenia zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości od źródła światła.

E = I / r²

gdzie: I - natężenie światła (światłość), w [cd];

r - odległość źródła światła [m].

Naświetlenie - wyraża się w luksosekundach [lx * s]

Luksosekunda - jednostka naświetlenia - jest to naświetlenie wywołane ilością światła 1 lm * s (lumenosekunda) na powierzchni 1 m² .

1 lx * 1 s = 1 lm * 1 s : (1 m²) = 1 m^-2 * s * cd. * sr

Równomierność oświetlenia wg pt. 1.3.12 normy [2].

Równomierność oświetlenia (na danej powierzchni­) - to stosunek natężenia oświetlenia najmniejszego do średniego na tej powierzchni.

Równomierność oświetlenia wg pt. 2.1.2.

Równomierność oświetlenia na płaszczyźnie roboczej przy pracy ciągłej powinna wynosić co najmniej RW ≥ 0,65, a przy pracy krótkotrwałej oraz w strefach komunikacyjnych - co najmniej RW ≥ 0,4. Dalsze zależności wg pt. 2.1.2 normy [2]

Równomierność oświetlenia wyznaczana jest z zależności:

gdzie: E_min - minimalne pomierzone natężenie oświetlenia w miejscu MP, w [lx];

E_śr - średnie pomierzone natężenie oświetlenia w pomieszczeniu, w [lx].

Obsługa luksomierza model YF-170 oraz YF 172

Warunki pracy luksomierza

• Temperatura pracy 0^o C ÷ 40^o C

• Wilgotność poniżej 80% RH

• Długość przewodu do sensora około 1,5 m

• Zasilanie 006P DC 9V

• Próbkowanie 2,5 razy / s

Wykonanie pomiarów

• Podłącz SENSOR do gniazda wejściowego;

• Naciśnij klawisz POWER włączający zasilanie;

• Wybierz rodzaj pomiary LUX lub FC

• Dobierz zakres pomiarowy przełącznikiem RANGE;

• Zdejmij pokrywkę z sensora i połóż sensor w miejscu pomiaru (MP);

• Jeśli po lewej stronie wyświetlacza pojawi się „OL” to należy wybrać wyższy zakres pomiarowy (RANGE);

• Po chwili odczytaj wartość zmierzoną po ustaleniu wskazania.

Pierwsze wskazanie miernika obarczone jest błędem.

• Wciśnięcie D-H powoduje zatrzymanie ostatnio wyświetlonej wartości

• MAX wciśnięcie powoduje zatrzymanie największego wyniku pomiaru;

UWAGI:

• W pomiarach natężenia światła odczyt może być niestabilny na skutek skoków napięcia zasilania, z powodu cienia rzucanego przez ludzi, na skutek zmian temperatury i prądów powietrza;

• Po wykonaniu pomiarów należy zakryć SENSOR pokrywką w celu zabezpieczenia go przed zużyciem;

• Jeżeli miernik nie będzie używany przez dłuższy czas to należy wyjąć baterię.

• Miernik po zakryciu SENSORA powinien wyświetlać zero. Jeśli tak nie jest to należy miernik wykalibrować pokrętłem ADJ.

DANE TECHNICZNE

• SENSOR - krzemowa fotodioda;

• Zastosowanie: do pomiaru światła widzialnego;

Ćwiczenie VII. Ergonomiczna ocena stanowiska pracy.

Wstęp

Ergonomia jako nauka interdyscyplinarna korzysta z wyników badań i metod stosowanych przez fizjologów, psychologów, antropologów i organizatorów pracy. Klasyfikacji metod i technik dokonano według kryterium celu, jakim służą uzyskane wyniki badań. W związku z tym można wyróżnić :

1. Zbieranie danych na potrzeby projektowania systemów człowiek - maszyna:

• Somatograficzna metoda zbierania danych,

• Wzory matematyczno - empiryczne stosowane w badaniach ergonomicznych,

• Modele formalne,

• Eksperymenty laboratoryjne;

2. Ocena maszyn i stanowisk pracy w warunkach ich eksploatacji:

• Arkusze obserwacyjne,

• Wywiady kierowane z pracownikami,

• Szacunkowo - analityczna metoda oceny przebiegu procesu pracy i jej wyników;

3. Ocena fizycznej uciążliwości pracy :

• Pomiar obciążenia fizycznego,

• Badanie zmęczenia na podstawie analizy wyników pracy;

4. Ocena psychicznej uciążliwości pracy:

• Badanie obciążenia psychicznego ogólną sytuacją,

• Badanie obciążenia psychicznego nadmiarem informacji;

5. Ocena fizyczno - chemicznych składników środowiska pracy:

• Dozymetryczna ocena środowiska pracy,

• Badanie zmian biologicznych powstałych na skutek działania środowiska pracy.

Ze względu na znaczną nieraz liczbę faktów, która powinny być zaobserwowane, wygodnie posługiwać się pomocniczą listą pytań lub problemów. W praktyce badań ergonomicznych i literaturze spotyka się różne listy ( najbardziej znana Lista Dortmundzka, przyjęta na Międzynarodowym Kongresie Ergonomii w Dortmundzie w 1964r. ). Listy kontrolne zawierają zazwyczaj zespół pytań, za pomocą których można przeprowadzić systematyczną analizę różnych czynników składowych pracy i czynnościowych reakcji pracownika na obciążenie pracą a pośrednio także stanowiska i warunków pracy. Stanowią one podstawę opracowania arkuszy ergonomicznej oceny maszyn, urządzeń i stanowisk, których treść wynika z potrzeb i specyfiki badanego stanowiska pracy.

Zadanie 1. Opracowanie arkusza ergonomicznej oceny stanowiska pracy.

Cel ćwiczenia : Opracowanie arkusza oceny ergonomicznej dla wybranego stanowiska pracy.

Aparatura i materiały pomocnicze: szkic wybranego stanowiska pracy oraz opis wykonywanego zadania i warunków pracy.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Ustalić cechy stanowiska pracy warunkujące jego ergonomiczność.

2. Zaklasyfikować w/w cechy do następujących grup:

• Czynnik ludzki,

• Czynnik techniczno - konstrukcyjny,

• Materialne środowisko pracy.

3. Ustalić kryterium trójstopniowej oceny dla dowolnie wybranej ( lub wybranych ) cechy.

4. Przygotować formularz oceny wg wzoru 1.

L.P.	Opis cechy	Kryterium oceny ( trójstopniowe )
1
2
...
N

Opracowanie wyników i wnioski:

1. Wykonać przykładowy arkusz oceny ergonomicznej analizowanego stanowiska pracy.

2. Który czynnik lub cechę uważasz za priorytetową w ocenie ergonomicznej analizowanego stanowiska i dlaczego ?

Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych Laboratorium Ergonomii
Grupa studencka		Podgrupa		Rok akademicki
Ćwiczenie nr Temat :
L.P.	Nazwisko, imię		Ocena ze sprawozdania		Ocena z kolokwium	Ocena końcowa
1
2
3
4
5
6
7
8
10
Data wykonania ćwiczenia			Data oddania sprawozdania

Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych Laboratorium Ergonomii
Nazwisko, imię	Grupa		Podgrupa	Rok akademicki
Ćwiczenie nr Temat :
Data wykonania ćwiczenia		Data oddania sprawozdania

---