Состав и структура эргономики

Эргономическую оценку системы «человек-техника-среда» можно осуществлять дифференцированным методом, при котором используются отдельные эргономические показатели, или комплексным методом, при котором определяют один обобщенный эргономический показатель. Оценку системы дифференцированным методом производят с помощью групповых показателей, определяемых по одному на каждый из разделов эргономики: антропометрический, гигиенический, физиологический, психофизиологический и психологический. Эти разделы, вместе взятые, и составляют эргономику как науку. Первый групповой показатель, антропометрический, отражает соответствие машины размерам и форме тела работающего человека, подвижности частей тела и другим параметрам. Его единичные показатели обеспечивают рациональную и удобную позу, правильную осанку, оптимальную хватку рукояток, максимальные и оптимальные рабочие зоны рук и ног и т. д. Второй групповой показатель характеризует гигиенические условия жизнедеятельности и работоспособности человека при его взаимодействии с системой «человек-техника-среда». Он предполагает создание на рабочем месте нормальных условий микроклимата и ограничения воздействия вредных факторов внешней среды. Групповой показатель составляют единичные показатели освещенности, вентилируемости, температуры, влажности, давления, заземленности, радиации, шума, вибрации, гравитационной перегрузки и ускорений, силы электромагнитных излучений. Третий и четвертый групповые показатели, физиологический и психофизиологический, характеризуют те эргономические требования, которые определяют соответствие системы «человек-техника-среда» силовым, скоростным, энергетическим, зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным возможностям и особенностям человека. Пятый групповой показатель, психологический, отражает соответствие машины возможностям и особенностям восприятия, памяти, мышления, психомоторики, закрепленным и вновь формируемым навыкам работающего человека, степени и характеру группового взаимодействия, опосредования межличностных отношений совместной деятельностью по управлению системой «человек-техника-среда». Эти особенности выступают в качестве единичных показателей. Достижение целей эргономики представляется весьма сложным делом, потому что уже при постановке задач проектирования и эксплуатации системы необходимо контролировать 15 точек уровней оценки,каждая из которых может решающим образом повлиять на успешность технической разработки. Можно оптимально произвести взаимную адаптацию человека и технических устройств по 14 точкам -- антрометрическим (точки 1--3), гигиеническим (4--6), физиологическим (7-- 9) и другим параметрам, но не придать значения точке 13 (безопасность -- психологический групповой показатель) -- и вся разработка потеряет смысл. В настоящее время эргономика в России развивается по трем направлениям -- техническая эстетика, инженерная психология и производственная эргономика. Техническая эстетика -- это художественное конструирование оборудования и производственная эстетика. Инженерная психология изучает связи конструкций пультов управления важнейшими объектами, например, аэропортами, атомными станциями и т. д., с особенностями восприятия и переработки информации операторами. В эргономике особо выделяются разделы, которые обосновывают гигиенические, физиологические и психофизиологические требования к конструкциям производственного оборудования и составляют производственную эргономику. Ее задачей является осуществление принципа обязательности соответствия конструкции производственного оборудования предприятий анатомо-физиологическим и психологическим особенностям человека. Требования производственной эргономики вытекают из особенностей нормального функционирования органов чувств человека, например, физиологически основанные углы зрения, уровень интенсивности сигнала, объемы воспринимаемой и перерабатываемой производственной информации. Это означает, что конструкция оборудования должна соответствовать анатомо-физиологическим и психологическим особенностям строения и функционирования органов человека. Взаимоотношения человека и техники на всех этапах исторического развития настолько тесно связаны и обусловлены друг другом, что они вместе образуют единую систему, которая может, быть обозначена как «эргономическая система». Данное понятие означает, что человек, применяя то или иное орудие, или обслуживая то или иное производственное оборудование, становится звеном системы, например «человек-машина». Неразрывность и единство этой системы обусловливаются тем, что без человека невозможны никакие виды орудий труда и производственного оборудования, что орудия труда возникли одновременно с человеком и развивались вместе с ним. Это первая характерная черта эргономической системы и эргономики в целом. Вторая черта -- постоянное ускоряющееся развитие эргономической системы. Третьей характерной чертой является обязательность соответствия особенностей конструкции производственного оборудования анатомо-физиологическим и психологическим особенностям человека. Состав эргономической системы за последние 30 лет претерпел некоторые изменения. В настоящее время большинство эргономистов считают, что система включает три члена: «человек-техника-среда». Некоторые полагают, что эргономическая система включает в себя человека, машину, предмет труда, окружающую среду, лиц, вовлекаемых в систему. При таком составе эргономической системы важно правильно представить классификацию связей внутри этой системы. Она необходима для понимания внутренней организации системы, определения ее уязвимых звеньев и прогнозирования ее поведения в различных условиях эксплуатации. В соответствии с составом эргономической системы в основу этой классификации должны быть положены три главных признака: особенности связей оператора с машиной и предметом труда и условия труда оператора. Прежде всего, связи осуществляются через информационное взаимодействие оператора с машиной, которое можно разделить на три этапа: 1.Восприятие информации (перцепция) либо путем непосредственного наблюдения производственного процесса, либо по наблюдению за показателями контрольно-измерительных приборов, отражающих параметры хода производственного процесса. Перцепция осуществляется с помощью органов чувств, откуда полученная информация передается в центральную нервную систему человека.

2.Переработка (трансформация) полученной информации, осуществляемая в центральной нервной системе и приводящая к принятию определенного решения. На характер решения, его правильность и быстроту принятия влияет не только информация, поступающая извне, но и внутренняя информация. 3. Выдача принятого решения исполнительным органом и выполнение этого решения. Данный этап называется управлением и в системе «человек-машина» осуществляется путем воздействия на органы управления машины с целью внесения необходимых изменений в происходящий в системе процесс. Выходом в этом случае являются исполнительные органы человека, входом -- органы управления машины3. Помимо информационного взаимодействия между оператором и машиной имеются другие виды взаимодействия, характеризующиеся рабочей позой оператора при обслуживании машины, усилиями, скоростью, количеством движений, развиваемых при этом, и т.д. В зарубежных странах получила распространение «Эргономическая карта», которая служит для систематизации и анализа различных факторов, влияющих на трудовой процесс и производительность, а также реакция организма работника на степень рабочей нагрузки. Карта содержит вопросы, которые имеют значение при анализе некоторых специфических видов работ. Все вопросы разделены на общие и частные. Перед началом исследований с применением эргономической контрольной карты опрашиваемый должен сделать общую оценку наиболее важных аспектов своей загрузки работой на данном рабочем месте.

Эргономические требования к рабочему месту

В системе «человек-техника-среда» рабочее место является одним из центральных направлений исследования и проектирования при организации трудовой деятельности человека. Рабочее место представляет собой наименьшую целостную единицу производства, где взаимодействуют три основных элемента труда -- предмет, средства и субъект труда. Определяют рабочее место и как систему функционально и пространственно-организованных средств труда, обеспечивающую работающему условия для успешного и безопасного протекания трудовой деятельности. Эргономический анализ, оценка и проектирование рабочего места предполагают вначале изучение его организации и оснащенности. Организация рабочего места -- это результат проведения системы мероприятий по функционированию и пространственному размещению основных и вспомогательных средств труда для обеспечения оптимальных условий трудового процесса. Оснащение рабочего места включает все элементы, необходимые для решения работающим поставленных перед ним производственных задач. К ним относятся основные и вспомогательные средства труда и техническая документация. Основные средства труда -- это основное оборудование, с помощью которого человек выполняет трудовые операции (станки, стенды, промышленные роботы и т. д.). Вспомогательные средства труда делятся по назначению на технологическую и организационную оснастку. Технологическая оснастка обеспечивает эффективную эксплуатацию основного производственного оборудования на рабочих местах (средства заточки, ремонта, наладки, контроля и т. д.). Организационная оснастка обеспечивает эффективную организацию труда человека путем создания удобств и безопасности в эксплуатации и обслуживании основного производственного оборудования. В состав организационной оснастки входит: рабочая мебель (верстаки, инструментальные тумбочки, сиденья и т. д.); устройства и приспособления для транспортировки и хранения предметов труда (лифты, поддоны и т. д.); средства сигнализации, связи, освещения, тара, предметы для уборки рабочего места и т. д.

Пространственная организация рабочего места должна обеспечивать:

соответствие планировки рабочего места санитарным и противопожарным нормам и требованиям; безопасность работающим; соответствие пространственных соотношений между элементами рабочего места, антропометрическими, биомеханическими, физиологическими, психофизиологическими и психическими возможностями работающего человека; возможность выполнения основных и вспомогательных операций в рабочем положении, соответствующем специфике трудового процесса, в рациональной рабочей позе и с применением наиболее эффективных приемов труда; свободное перемещение рабочего по оптимальным траекториям; достаточную площадь для размещения оборудования, инструмента, средств контроля, деталей и т. д.Пространственные и размерные соотношения между элементами рабочего места должны позволять: размещение работающего человека с учетом рабочих движений и перемещений согласно технологического, процесса; расположение средств управления в пределах границ моторного пространства (по ширине, глубине и высоте); оптимальный обзор источника визуальной информации; смену рабочей позы и положения; рациональное размещение основных и вспомогательных средств труда. Обязательным условием является то, что на рабочем месте должны находиться только те технические средства, которые необходимы для выполнения рабочего задания, и располагаться они должны в пределах границ досягаемости, с целью исключения частых наклонов и поворотов корпуса работающего. Предметы труда, используемые в последующих рабочих операциях, должны располагаться в той же последовательности. В целях экономии (в эргонометрическом аспекте) производственных площадей возможна вертикальная планировка рабочего места, особенно для размещения редко используемых средств и предметов труда. Немаловажное значение имеет также выбор оптимальной ширины проходов, которые должны рассчитываться в зависимости от частоты их использования и с учетом ширины транспортных средств и пространства, занимаемого телом стоящего человека в спецодежде.

К факторам, определяющим организацию рабочего места, относятся положение тела, рабочая поза, рабочие движения, максимальный темп движений, зоны деятельности. Положение тела, прежде всего, влияет на пространственную компоновку рабочего места. Величина усилий на органы управления, параметры обзорности определяются, прежде всего, положением тела работающего. Наиболее распространены положения стоя и сидя, реже -- лежа. Каждое положение характеризуется определенными условиями равновесия, степенью напряжения мышц, состоянием дыхательной и кровеносной системы, расходом энергии и т. д. Так, положение стоя характеризуется неустойчивым равновесием, но в то же время ему свойственно более естественное состояние позвоночного столба и грудной клетки, хорошие условия для зрительного обзора и перемещения. Однако оно более утомительно по сравнению с другими положениями, так как требует значительной работы мышц по удержанию равновесия тела. Поэтому в положении стоя следует избегать фиксированных поз, рекомендуется делать перерывы для отдыха в положении сидя. Положение сидя имеет преимущества перед работой стоя, так как снижает нагрузку мышц на нижние конечности и органы кровообращения, что уменьшает энергетические затраты организма на 10--20%. Однако длительное пребывание в положении сидя способствует ряду патологических явлений (сутулости, радикулиту и т. п.), сокращает зоны досягаемости, передвижения и уменьшает силовые возможности. Выбор рациональной рабочей позы, в положении сидя (благодаря оптимальной форме сидений) позволяет избегать этих отрицательных последствий. Положение лежа допускается в исключительных случаях, так как оно резко ограничивает моторные функции человека, ухудшает моторную координацию и уменьшает зону обзора. Выполнение операций лежа сопровождается утомительной статической работой, связанной с напряжением шейных мышц и плечевого пояса при удержании головы и рук. Для работы лежа следует предусматривать специальные приспособления, уменьшающие статические напряжения (опоры для головы и др.).

Рабочая поза. Термин «рабочая поза» обозначает наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение звеньев тела при выполнении трудовых операций. Сохранение той или иной позы происходит при активном участии нервно-мышечной системы, состояние которой характеризуется, прежде всего, величиной тонуса, суставных углов и т. п. В процессе проектирования алгоритмов трудовой деятельности, в выполнении которых преобладают моторные компоненты, и требуется длительное поддержание определенной рабочей позы, особое внимание следует уделять проектированию оптимальной рабочей позы и условий ее поддержания. При этом следует исходить из положения, что наиболее вредным является не столько сама поза, сколько время, в течение которого человек в ней находится. Оптимальная рабочая поза должна служить исходным моментом при расчетах размеров досягаемости для рук и ног в пределах моторного пространства.

Рабочие движения. В каждом рабочем движении выделяются четыре формы: механическая, физиологическая, психическая и функциональная. Механическая форма рабочих движений определяется следующими параметрами: пространственными (длиной, формой, направлением); временными (скоростью, ускорением, темпом); силовыми (направлением и величиной усилий) и точностными (во времени, пространстве и т. п.).Физиологические рабочие движения обеспечиваются двумя простейшими формами мышечной активности: динамической (собственно движение) и статической (поддержание рабочей позы). В конкретных рабочих ситуациях двигательная деятельность более сложна, так как она включает элементы статики и динамики в различных качественных и количественных соотношениях и координациях движения. Психические формы рабочих движений классифицируются по функциям в трудовом процессе, по решаемой в движении задаче по степени контроля за выполнением движений. Функциональная форма рабочих движений означает деление всего комплекса движений в рабочем процессе на основные и вспомогательные. Рациональная организация рабочих движений создает условия для снижения утомления и резервы для повышения работоспособности человека, увеличения производительности труда. Взаимодействие принципов экономии движений с основными их характеристиками реализуются в виде ряда практических рекомендаций по организации рабочих движений.

Общие правила расчета параметров рабочих мест состоят в следующем:

1. Определяют характер контингента работающих, для которых предназначено рабочее место и проектируемое оборудование (мужчины или женщины, национальность, возраст и т. д.).

2. Определяют объем (в %) совокупности работающих, размерам тела которых должно соответствовать проектируемое оборудование, а затем его верхнюю и нижнюю границу. Если устанавливают, например, размеры рабочего места водителя трактора, то они должны обеспечивать легкость и удобство эксплуатации для 90--95% работающих. Одновременно учитывают, что для группы людей, которые могут принадлежать к этой профессии, минимальной (нижней) и максимальной (верхней) границами распределения, включающими 90% численности работающих, являются 5-й и 95-й перцентили. При этом остаются неудовлетворенные 5% работающих с наибольшими и 5% с наименьшими размерами тела. Минимальные и максимальные границы 95%-ного объема будут ограничены или 5-м перцентилем, с одной стороны, или 95-м -- с другой для соответствующих групп населения. Эти границы используют для расчета нерегулируемых параметров рабочих мест. В первом случае остаются неудовлетворенными 5% работающих с наименьшими размерами тела; во втором случае -- 5% работающих с наибольшими размерами тела. Выбор границ связан с конкретными параметрами оборудования.

3. Выбирают антропометрический признак, который будет служить основой для расчетов тех или иных параметров рабочего места, будет учитывать функциональное значение параметра производственного оборудования, рабочее положение тела работающего и позы, пол, возраст, национальность и т. д.

4. Выбирают границы (верхнюю или нижнюю) объема обследуемой совокупности работающих, достаточные для надежного определения параметра рабочего места.

5. При расчете различных параметров оборудования и рабочих мест используют пороговые значения антропометрических признаков, соответствующих верхней и нижней границе или обеим одновременно выбранного объема численности обследуемых работающих -- чаще 5 или 95 -- перцентилям. Так, большинство нерегулируемых параметров рабочих мест по высоте рассчитывают исходя из значений антропометрических признаков, соответствующих 95-му перцентилю той группы работающих, у которой используемый для расчетов размер тела имеет наибольшее значение и т. д.

6. Находят числовое выражение порогового значения антропометрического признака, характерного для выборочной совокупности. Числовые значения антропометрических признаков, соответствующие 1, 5, 50, 95, 99-му перцентилям, приводятся в антропометрических атласах и нормативных документах.

7. За базы отсчета при измерении габаритных параметров рабочего места в целом принимают воображаемые ограничительные плоскости, касательные к наиболее выступающим внутрь свободного рабочего пространства точкам элементов рабочего места, ограничивающим размах движений и проходов (органы управления, щиток и т. д.). Например, ширина кабины трактора измеряется как проекционное расстояние между выступающими внутрь элементами, расположенными на правой и левой ее стенках на уровне плечевого пояса работающего и т. д.

8. Измерения и расчеты компоновочных параметров следует проводить, различая среди них следующие группы: параметры досягаемости в моторном пространстве; высота рабочей поверхности, сиденья и подставки для ног и их соотношения; параметры группирования органов управления на панелях пультов, щитков, параметры проходов и т. п. Так, базами отсчета для определения оптимальных расстояний между приводными элементами органов управления следует считать наиболее выступающие точки краев двух соседних приводных элементов при их нейтральном и рабочем положении и т. д.

 

Вопросы для контроля знаний.

1. Что такое комфортные условия для жизнедеятельности человека?

2. Что такое работоспособность и каковы ее основные фазы?

3. Перечислите основные методы, улучшающие самочувствие и работоспособность человека.

4. В чем состоит механизм теплообмена между человеком и окружающей средой?

5. Какие климатические параметры влияют на теплообмен.

6. В чем сущность гигиенического нормирования параметров микроклимата?

7. Какие существуют виды, системы и типы освещения?

8. Перечислите виды трудовой деятельности человека.

9. Что такое эргономика?

Вопросы семинара.

1. Каковы основные методы обеспечения комфортных климатических условий в помещениях?

2. В чем сущность нормирования искусственного и естественного освещения?

3. Перечислите типы источников света, их достоинства и недостатки.

4. Как классифицируются условия труда по тяжести и напряженности трудового процесса?

5. В чем состоят требования к организации рабочего места?

Доклады на семинаре.

1. Психологический климат в трудовом коллективе как одно из комфортных условий для жизни и деятельности человека.

2. Взаимосвязь климатических условий со здоровьем и работоспособностью человека.

3. Факторы, определяющие зрительный и психологический комфорт в помещении.

4. Антропометрическая, сенсомоторная, энергетическая, биомеханическая и психофизиологическая совместимость человека и машины.

5. Требования к организации рабочего места пользователя компьютера и офисной техники.

 

 

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой «Промышленная экология

и охрана труда»

д.м.н. О.М.Манько

«___»_______________________2011г.

План - конспект

проведения лекционного занятия по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» со студентами направления подготовки080200.62 «Менеджмент», профили «Производственный менеджмент», «Финансовый менеджмент», «Маркетинг в торговле», «Управление малым бизнесом», «Маркетинг», «Управленческий и финансовый учет».

Тема занятия №4: «Защита человека и среды обитания от вредных и опасных факторов природного, антропогенного и техногенного происхождения»

Вопросы:

1.вопрос. Основные принципы защиты от опасностей.

2.вопрос. Системы и методы защиты человека и окружающей среды от негативных факторов.

3.вопрос. Риск как вероятность и частота реализации опасности и возникновения материального, экологического и социального ущерба.

Цель занятия:

7. Образовательные цели - углубление знаний по дисциплине и применение их в новых условиях, обучение новым навыкам и умениям. Сформировать у студентов представление об основных принципах, системах и методах защиты человека и окружающей среды от вредных и опасных факторов природного, антропогенного и техногенного происхождения.

8. Развивающие цели: совершенствование мышления, наблюдения, творческого воображения.

Оборудовани е: мультимедиапроектор.

Материалы: презентация, слайды.

План проведения занятия:

 

1.	Организационный момент
	(введение в тему занятия, постановка целей) -	5 мин
2.	Актуализация знаний учащихся
	(подготовка к восприятию нового материала) -	15 мин
3.	Теоретический материал -	320 мин
4.	Закрепление изученного материала
	(первичная проверка понимания)-	15 мин
5.	Подведение итогов занятия -	5 мин

Теоретический материал