Politechnika Lubelska w Lublinie
Wydział Elektryczny
Laboratorium podstaw ergonomii i BHP
Temat : Zastosowanie chronometrażowo-tabelarycznych metod oceny obciążenia pracą do określenia wydatku energetycznego na wybranym stanowisku roboczym.
Andrzej Tymecki
ED 8.5
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest :
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. Opis założeń i stosowanej w ćwiczeniu metodyki.
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.
Wraz ze zwiększaniem się pracy fizycznej wzrasta również zapotrzebowanie na energię. Zapotrzebowanie to można pokryć tylko większą ilością jedzenia. W celu określenia stopnia zapotrzebowania organizmu na energię należy obliczyć wielkość wydatku energetycznego na pracę w zależności od charakteru środowiska pracy. W tym celu 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.
2a. 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. Analiza wyników i ocena stopnia ciężkości pracy.
Na podstwaie otrzymanych wyników wydatku energetycznego związanego z wykonywaniem poszczególnych czynności roboczych jesteśmy w stanie określić stopień ciężkości pracy. W przytoczonym przeze mnie przypadku wydatek energetyczny przypadający na zmianę roboczą wynosił :
1868.5 kcal/zmianę przy metodzie szczegółowych tablic,
1865 kcal/zmianę wg uproszczonej metody Lehmanna.
Wyniki otrzymane przy pomocy obliczeń dwoma różnymi stosowanymi przeze mnie metodami są bardzo zbliżone. Na ich podstawie wydatek energetyczny związany z wykonywaniem czynności roboczych przez pracownika przemysłu drzewnego ( zajmującego sięzarówno dostarczaniem jak i wstępną obróbką drewna ) zaliczyć można do kategorii "praca ciężka", gdyż wydatek energetyczny zawiera się w przedziale od 1500 kcal/zmianę do 2000 kcal/zmianę.
4. Uwagi i wnioski.
Wyszczególniony przeze mnie w sprawozdaniu chronometraż czynności pracownika przemysłu drzewnego charakteryzuje się dość dużą zmiennością czasu trwania poszczególnych czynności. Jest on zależny np. od odległości miejsca w którym znajdują się drzewa do wycinki, ilości drewna znajdującego się w magazynie a jeszcze nieobrobionego.
Wyniki otrzymane przy zastosowaniu obydwu metod są bardzo zbliżone. Pomimo tak małej rozbieżności pomiędzy nimi należy stwierdzić, że wartości wydatku energetycznego obliczone powyższymi metodami dla poszczególnych czynności różnią się w niektórych przypadkach dość znacznie. Jest to z pewnością następstwem braku doświadczenia w dokonywaniu analizy stanowiska pracy pod kątem obliczania wydatku energetycznego.
Warto wspomnieć 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 :
koniecznoścą utrzymywania odpowiednio wysokiego stopnia spostrzegania,
koncentracją uwagi,
zręcznością.
Obydwie metody nie uwzględniają również dodatkowych obciążeń wynikających ze zmiennych warunków w środowisku pracy, tj. :
hałas,
nadmierna temperatura,
jednostronne obciążenie statyczne.
Na podstawie powyższego można stwierdzić, że miara zużycia kalorii ( energii ) może służyć 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.
Wydatek energetyczny związany z wykonywaniem czynności roboczych przez pracownika przemysłu drzewnego - transport obróbka drewna
Godz pra-cy (od do) |
Metoda szczegółowych tablic wydatku energetycznego |
|
|
Uproszczona metoda wg Lehmanna |
|
|
Nazwa czynności |
Rodzaj czynności |
Warunki pracy |
Pozycja ciała |
Rodzaj pracy |
7.00 7.10 |
Załadunek narzędzi |
Podnoszenie ciężarów oburęcznie |
Ciężar 10kG, 10 podnie-sień na min, 0 do 100cm |
Stojąca pochylona |
Mięśnie kończyn i tułowia - ciężka |
7.10 7.50 |
Prowadze-nie cięza-rówki |
Prowadzenie pojazdów me- chanicznych - ciężarówka o dużej ładowności |
|
Siedząca |
Ramiona - średnia |
7.50 7.55 |
Wynoszenie narzędzi |
Chodzenie z ciężarem na plecach |
Po równej, twardej dro-dze z cięż. 10kg i prędk 4km/h. |
Chodzenie |
Mięśnie kończyn i tułowia - lekka |
7.55 9.10 |
Ścinanie drzewa |
Piłowanie drzewa |
Poz. stojąca 60 podw. po-suwów na min |
Stojąca pochylona |
M. kończyn i tułowia - ciężka |
9.10 10.05 |
Piłowanie drzewa |
Piłowanie drzewa maszynowe |
|
Na kolanach |
Ramiona - średnia |
10.05 10.20 |
Załadunek kawałków drzewa na taczkę |
Podnoszenie ciężarów oburęcznie |
Ciężar 30kG, 10 podnie-sień na min, od 0 do 50cm |
Stojąca pochylona |
M. kończyn i tułowia - średnia |
10.20 10.25 |
Przewiezienie kawał-ków drzewa |
Pchanie taczek |
Po równym bruku, cię-żar taczek 150kG -opony |
Chodzenie |
M. kończyn i tułowia - średnia |
10.25 10.35 |
Rozładunek kawałków drzewa na ciężarówkę |
Podnoszenie ciężarów oburęcznie |
Ciężar 30kG, 10 podnie- sień na min, 50 do 100cm |
Stojąca |
Ramiona - ciężka |
10.35 10.50 |
Przerwa na posiłek |
|
|
Siedząca |
Palce dło-ni - lekka |
10.50 11.35 |
Prowadze-nie cięża-rówki |
Prowadzenie pojazdów mechanicznych - ciężarówka o dużej ładowności |
|
Siedząca |
Ramiona - średnia |
11.35 11.50 |
Wyładunek kawałków drzewa |
Chodzenie z ciężarem na plecach |
Po równej, twardej dro-dze z cięż. 30kG i prędk 4km/h |
Chodzenie |
M. kończyn i tułowia - średnia |
11.5012.30 |
Prowadze- nie cięża-rówki |
Prowadzenie pojazdów mechanicznych - ciężarówka o dużej ładowności |
|
Siedząca |
Ramiona - średnia |
12.30 12.40 |
Załadunek kawałków drzewa na taczkę |
Podnoszenie ciężarów oburęcznie |
Ciężar 30kG, 10 podnie-sień na min, od 0 do 50cm |
Stojąca pochylona |
M. kończyn i tułowia - średnia |
12.4012.50 |
Przewiezienie kawał-ków drzewa |
Pchanie taczek |
Po równym bruku, cię-żar taczek 150kG -opony |
Chodzenie |
M. kończyn i tułowia - średnia |
12.5013.00 |
Rozładunek kawałków drzewa na ciężarówkę |
Podnoszenie ciężarów oburęcznie |
Ciężar 30kG, 10 podnie- sień na min, 50 do 100cm |
Stojąca |
Ramiona - ciężka |
13.00 13.45 |
Prowadze-nie cięża-rówki |
Prowadzenie pojazdów mechanicznych - ciężarówka o dużej ładowności |
|
Siedząca |
Ramiona - średnia |
13.4513.55 |
Wyładunek kawałków drzewa |
Chodzenie z ciężarem na plecach |
Po równej, twardej dro-dze z cięż. 30kG i prędk 4km/h |
Chodzenie |
M. kończyn i tułowia - średnia |
13.5514.20 |
Piłowanie drzewa na deski |
Piłowanie drzewa maszynowe |
|
Stojąca pochylona |
Ramiona - średnia |
14.2014.35 |
Wykonywa-nie otwo-rów |
Wiercenie |
|
Stojąca pochylona |
Ramiona - ciężka |
14.35 14.50 |
Wykańcza-nie zgru-bne |
Stolarstwo ogólne |
|
Stojąca pochylona |
Ramiona - średnia |
14.50 15.00 |
Składowa-nie |
Wchodzenie pod górę -wspinanie się z cię-żarem na plecach |
Po schodach, wzn. 30,5; szer. 29cm; wys. stopni 17,2cm, 100 stopni/min; obciążenie 20kG |
Chodzenie |
Mięśnie kończyn i tułowia - ciężka |
Razem :
Czas trwa nia czyn min |
Wielkość efektywnego wydatku energetycznego |
|
|
|
|
|
|
Szczegółowe tabl. |
|
Uproszczona metoda wg Lehmanna |
|
|
|
|
kcal/min |
kcal/cz. |
kcal/min |
kcal/min |
kcal/min |
kcal/cz. |
10 |
5.7 |
57
|
0.8 |
6.0 |
6.8 |
68 |
40 |
1.5 |
60
|
0.3 |
2.0 |
2.3 |
92 |
5 |
3.6 |
18 |
1.7
|
2.5 |
4.2 |
21 |
60 |
9.0 |
540 |
0.8
|
6.3 |
7.1 |
426 |
70 |
1.4 |
98
|
0.5 |
2.2 |
2.7 |
189 |
15 |
6.6 |
99
|
0.8 |
4.6 |
5.4 |
81 |
5 |
7.8 |
39 |
1.7
|
4.9 |
6.6 |
33 |
10 |
6.3 |
63 |
0.6
|
3 |
3.6 |
36 |
15 |
|
|
0.3
|
0.6 |
0.9 |
13.5 |
45 |
1.5 |
67.5 |
0.3
|
2.3 |
2.6 |
117 |
15 |
5.3 |
79.5 |
1.7 |
4.1 |
5.8 |
87
|
40 |
1.5 |
60 |
0.3 |
2.0 |
2.3 |
92
|
10 |
6.6 |
66
|
0.8 |
4.6 |
5.4 |
54 |
10 |
7.8 |
78
|
1.7 |
4.9 |
6.6 |
66 |
10 |
6.3 |
63 |
0.6 |
3.0
|
3.6 |
36 |
45 |
1.5 |
67.5 |
0.3
|
2.0 |
2.3 |
103.5 |
10 |
5.3 |
53 |
1.7 |
4.1 |
5.8
|
58
|
25 |
1.4 |
35 |
0.8 |
2.0 |
2.8 |
70
|
15 |
6.0 |
90 |
0.8 |
3.0 |
3.8 |
57
|
15 |
3.4 |
51 |
0.8 |
2.2 |
3.0 |
45
|
10 |
18.4 |
184 |
3.5 |
8.5 |
12.0 |
120
|
480 |
|
1868.5 |
|
|
|
1865 |