Работоспособность человека и ее динамика.

Стресс и адаптация. Для производительной и безопасной деятельности существенное значение, помимо ощущения, восприятия, памяти, внимания и прочих психических процессов, представляют готовность к работе и психическое напряжение.

       Готовность к работе зависит от устойчивых образований - знаний, опыта, способностей и психическим состоянием готовности к конкретному этапу деятельности, характеризующее состояние психики в данный момент, а эффективность деятельности человека базируется на уровне психического напряжения, именуемого стрессом.

       Под стрессом принято понимать состояние психической напряженности, вызываемое трудностями и опасностями, возникающими у человека при решении важной для него задачи. Понятие стресса впервые ввел канадский физиолог Г. Селье (1936) при описании механизма физиологической адаптации. Он состоит в росте биоэлектрической активации мозга, в повышении частоты сердцебиения, росте давления крови, расширении кровеносных сосудов, увеличении содержания лейкоцитов в крови, т.е. в целом ряде физиологических сдвигов в организме, способствующих повышению его энергетических возможностей и успешности выполнения сложных и опасных действий. Сам по себе стресс является не только защитной реакцией организма, но и механизмом, содействующим успеху трудовой деятельности в условиях помех, дефицита времени, трудностей и опасностей, т.е. стресс проявляется в виде адаптации к факторам рабочей (окружающей) среды.

       При непрекращающемся действии стрессогенного фактора проявление стресса изменяется по эффективности, показанной на рисунке и проходит три стадии.

       Первая стадия развития стресса - стадия мобилизации адаптационных возможностей организма, т.е. стадия реакции на стрессор. За первоначальной реакции обязательно следует стадия “резистентности” - сбалансированное расходование адаптационных резервов. Это вторая стадия. При этом поддерживаются практически не отличающееся от нормы существование организма в условиях повышенного требования к его адаптационным системам. Ввиду того, что энергетические возможности организма не беспредельны и если стрессор продолжает действовать, наступает третья стадия - стадия "истощения" или дистресс.

 

Рис.12 Схема развития стресса (1,2,3- стадии развития стресса)

 

При кратковременных сильных экстремальных воздействиях происходит бурное расходование адаптационных резервов и стадия истощения наступает раньше. Длительный стресс - постепенные мобилизация и расходование адаптационных резервов.

Между выраженностью стресса, эмоциональной напряженностью, активизацией нервной системы, с одной стороны, и эффективностью деятельности человека - с другой, нет однозначной (пропорциональной) зависимости. В начале нашего века Р. Йеркс и Дж. Додсон экспериментально показали, что с ростом активизации нервной системы до определенного критического уровня эффективность деятельности повышается, а при дальнейшей активизации нервной системы (увеличении стрессогенности действующих факторов) показатели деятельности начинают снижаться, т.е. существует определенный критический уровень при превышении которого происходит нарушение механизмов саморегуляции организма. Такая закономерность получила название "закон Йеркса Додсона". Рис. иллюстрирует названный закон при различных сложностях деятельности.

Анализируя приведенные зависимости следует отметить, что низкую работоспособность при малой стрессогенной активизации следует рассматривать как результат малой вовлеченности адаптационных резервов в процессы.

Снижение показателей работоспособности происходит при превышении критического уровня стрессовой напряженности за счет "сужения" внимания. При этом первоначально отбрасываются менее значимые и "балластные" сигналы, что повышает эффективность деятельности. Дальнейшее "сужение" внимания сверх критического ведет к потере значимых сигналов и к снижению эффективности как внимания, так и деятельности, требующей высокого уровня внимания.

Показатели качества относительно сложной деятельности достигают критической верхней точки при меньшем уровне стрессовой напряженности, чем показатели относительно простой деятельности.

Использование интенсивных технологий и сложной техники обострило проблему адаптационных возможностей человека. До каких пределов можно напрягать те или иные функциональные воз­можности человека, включенного в современное промышленное производство? Иными словами, где граница между стрессом, способствующим или хотя бы не препятствующим деятельности человека, и дистрессом, снижающим эффективность его деятельности и увеличивающим вероятность появления ошибочных действий?

 

Рис.13 Зависимость между качеством деятельности (Р) и экстремальностью (Э) действующего фактора при различных сложностях деятельности:

 

Результаты современных исследований определяют нормальную загрузку операторов на уровне, нс превышающем 40-б0% максимальной, т.е. нагрузки до предела, когда наступает снижение работоспособности. С тем, чтобы повысить эффективность и надежность системы "человек - машина" и вместе с тем предотвратить дистресс у человека, должны быть соответствующим образом созданы производственная среда и средства производства, находясь во взаимодействии с которыми человек был бы защищен от перенапряжения своих психофизиологических и психологических возможностей (это своего рода адаптация технических средств к работающему с ними человеку), а также путем мобилизации в ходе трудового процесса адаптационных возможностей человека за счет создания стресса без дистресса.

Факторы, вызывающие состояния стресса, именуются стрессо-рами. Различают физиологические стрессоры - чрезмерная физическая нагрузка, высокая (низкая) температура, болевые стимулы, затруднение дыхания и т.п. и психологические стрессоры - факторы, действующие своим сигнальным значением: угрозой, опасностью, информационной перегрузкой, необходимость принятия особо ответственных решений, резкой переменой стратегии поведения и пр.

Следует знать, что в качестве стрессоров могут выступать и отдельные люди - инфарктогенные личности. Данные индивидуумы очень плодотворно продуцируют стрессовые состояния, разумеется не у себя. Как правило, это весьма здоровые люди, с хорошо развитыми центрами уверенности и агрессивности. По идее эта личность должна быть изолирована от общения с другими людьми.

 

Фазы работоспособности.

 

Работоспособность проявляется в поддержании заданного уровня деятельности в течение определенного времени и обусловливается двумя основными группами факторов - внешними и внутренними. Внешние информационная структура сигналов (количество и форма предъявления информации); характеристика рабочей среды (удобство рабочего места, освещенность, температура и т.п.); взаимоотношения в коллективе. Внутренние - уровень подготовки; тренированность; эмоциональная устойчивость. Предел работоспособности - величина переменная; изменение ее во времени называют динамикой работоспособности. Вся деятельность протекает по фазам (рис.).

1. Предрабочее состояние (фаза мобилизации) - субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы (идеомоторный акт), вызывает определенные предрабочие сдвиги в нервно-мышечной системе, соответствующие характеру предстоящей нагрузки.

II. Врабатываемость или стадия нарастающей работоспособности (фаза гиперкомпенсации) - период, в течение которого совершается переход от состояния покоя к рабочему, т.е. преодоление инертности покоя системы и налаживание координации между участвующими в деятельности системами организма.

 

Рис.14. Фазы работоспособности человека в течение рабочего дня:

 

Длительность периода врабатываемости может быть значительной. Например, утром после сна все характеристики сенсомоторных реакций значительно ниже, чем в дневные. Производительность труда в эти часы ниже. Период может занять от нескольких минут до двух-трех часов. На длительность сказываются: интенсивность работы, возраст, опыт, тренированность, отношение к работе.

III период устойчивой работоспособности (фаза компенсации устанавливается оптимальный режим работы систем организма, вырабатывается стабилизация показателей, а его длительность составляет ко всему времени работы примерно2/3. Эффективность труда в этот период максимальная. В этот период наблюдается равновесное потребление и расходование кислорода (рис.)

 

Рис 15 Потребление кислорода организмом во время выполнения работы при нормальной физической нагрузке.

 

Период устойчивой работоспособности служит важнейшим показателем выносливости человека при данном виде работы и заданном уровне интенсивности.

Выносливость обусловливается следующими факторами: 1. Интенсивность работы. Чем больше интенсивность, тем короче период устойчивой работоспособности.

 

Рис.16 Изменение работоспособности человека в течении рабочего дня в зависимости от вида выполняемой работы.

 

2. Специфика работы. Например, динамическая работа может продолжаться без признаков утомления в десятки раз дольше, чем статическая. Имеет значение то, какой орган включен в действие. Для мышц ног выносливость в 1,5-2 раза больше, чем для мышц рук. Среди мышц рук выносливее сгибатели, а среди мышц ног -разгибатели.

Влияние специфики выполняемой работы характеризует рис., где а -легкая физическая нагрузка и рациональная скорость выполнения операций; б -обслуживание сложною пульта управления; в -средняя физическая нагрузка; г -значительная физическая нагрузка при большой концентрации внимания и выполнении быстрых и точных движений; д -простые зрительные работы; е -сложные зрительные работы. 3. Возраст. В юношеском и молодом возрасте выносливость увеличивается, в пожилом - снижается. 4. Пол. При нагрузке, равной половине максимальных возможностей, выносливость при статической и двигательной деятельности у мужчин и женщин одинакова. При больших нагрузках мужчины выносливее. 5. Концентрация внимания и волевое напряжение при интенсивной работе снижают показатели выносливости. 6. Эмоциональные состояния. Положительные - уверенность, спокойствие, хорошее настроение - активизируют деятельность, удлиняя период устойчивой работоспособности. Отрицательные - страх, неуверенность, плохое настроение - оказывают угнетающее действие, снижая период устойчивой работоспособности. 7. Наличие умений, навыков, тренированность -снижают волевое и эмоциональное напряжение, повышая работоспособность. 8. Тип высшей нервной деятельности (индивидуальные природные возможности нервной системы). Сила нервной системы характеризует работоспособность и надежность работы оператора особенно в экстремальных ситуациях.

IV. Период утомления (фаза декомпенсации). Характеризуется снижением продуктивности, замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость.

Утомление может быть мышечным (физическое), умственным (психическим). Утомление - временное снижение работоспособности из-за истощения энергетических ресурсов организма и возникновения кислородного долга (рис. 17).

V. Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения.

VI. Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.

VII. Период восстановления. Необходим организму для покрытия кислородного долга (рис.) и восстановления работоспособности. Продолжительность определяется тяжестью проделанной работы, величиной кислородного дота, величиной сдвигов в нервно-мышечной системе. После легкой однократной работы период может длиться 5 мин. После тяжелой однократной работы -60-90 мин, а после.длительной физической нагрузки восстановление может наступить через несколько дней.

В каждом из рассмотренных периодов работоспособности используются определенные возможности организма. Периоды 1 - III используют максимальные энергетические возможности организма. В дальнейшем поддержание работоспособности происходит за счет эмоционально-волевого напряжения с последующим прогрессивным снижением продуктивности труда (рис. 18) и ослаблением контроля за безопасностью своей деятельности.

На основании кривых работоспособности устанавливается норма времени на отдых в зависимости от характера и продолжительности работы (табл.).

В течение суток работоспособность также изменяется определенным образом. На кривой работоспособности) записанной в течение суток, выделяются три интервала, отражающие колебания работоспособности (рис. 19). С 6 до 15ч- первый интервал, во время которого работоспособность постепенно повышается. Она достигает своего максимума к 10- 12 ч, а затем постепенно начинает понижаться. Во втором интервале (15-22ч) она повышается, достигая максимума к 18 ч, а затем начинает уменьшаться до 22 ч. Третий интервал (22 - 6 ч) характеризуется тем, что работоспособность существенно снижается и достигает минимума около 3-х ч утра, затем начинает возрастать, оставаясь при этом, однако, ниже среднего уровня.

 

Рис.17. Кислородный предел и кислородный долг во время тяжелой физической работы

 

Рис, 18. График изменения факторов, влияющих на эффективность и безопасность труда.

Рис. 19. Колебания работоспособности в течение суток

Таблица

Нормы времени на отдых (% отработанного времени) в зависимости от характера работы

 

Фактор	Характеристика факторов	Время на компенсирующий отдых
Физические усилия	Незначительные (10...150Н) Средние (150...300Н) Тяжелые (300...500Н) Очень тяжелые (500...800Н)	1...2 2...4 4...6 6...9
Нервное напряжение	Незначительное Среднее Повышенное	1...2 2...4 4...6
Темп работы	Умеренный Средней интенсивности Высокий	1 2 3...4
Рабочее положение	Ограниченное Неудобное Стесненное Очень неудобное	1 2 3 4
Монотонность работы	Незначительная Средняя Повышенная	1 2 3
Температура, влажность окружающей среды	Незначительно повышенная или пониженная: 20...25°С при влажности до 70% (или -5...-15°С) Средняя: 26...30°С при влажности до 75% (или -16...-20°С) Повышенная или пониженная: 31...35°С при влажности 70...75% (или -21...25°С) Высокая или низкая: 35...40°С при влажности 75% (или -25...30°С) Очень высокая или очень низкая: 41...45°С (или менее -30°С) при влажности 75%	1   2     3     4     5
Загрязненность воздуха	Незначительная Средняя Повышенная Сильная Очень сильная	1 2 3 4 5
Производственный шум	Умеренный Повышенный Сильный	1 2 3...4
Вибрация	Повышенная Сильная Очень сильная	1 2 3...4
Освещение	Недостаточное Плохое или ослепляющее	1 2

 

Человек должен надежно работать определенное время. Между тем физические возможности человека ограничены. Пределы продолжительности (в ч) работы человека - оператора без снижения эффективности деятельности, в зависимости от вида работы, следующие:

* работа, требующая низкого уровня мастерства, повторяющаяся и свободная от принятия решений                                           £12

* работа большого объема, связанная со стандартными процедурами, при слабой ответственности и ограниченном числе точных операций                                                                                 £8

* тяжелая физическая работа с перерывами                              £6

* высоко ответственная работа с изменением решений £4

* ответственная, монотонная работа с постоянным

* напряжением                                                                              £2

* высокоточная работа с ограниченным временем ответных реакций на определенное воздействие, выполняемая без отдыха £0,5

В зависимости от вида работы инженерная психология рекомендует следующие ограничения ее продолжительности:

1. Задание, которое не требует высокого уровня двигательных навыков и связано с многократным повторением простых движений - не более 8 ч.

2. Постоянная тяжелая работа с необходимыми перерывами -не более 6 ч.

3. Ответственная работа, связанная с необходимостью принимать решение на основе информации, меняющейся случайным образом, - не более 4 ч.

4. Очень ответственная работа, но монотонная, требующая исключительной точности движений и очень большой ско­рости ответной реакции, причем времени па расслабление не дастся, - не более 2-х ч.

По дням недели работоспособность также меняется (рис.). Врабатывание приходится на понедельник, высокая работоспособность - на вторник, среду и четверг, а развивающееся утомление на пятницу и особенно на субботу.

 

Рис. 20. Колебания работоспособности (А) в течение недели