Эргономика в медицине труда

Комплексное изучение системы «человек–машина–производственная среда» позволяет не только создать здоровые и безопасные условия труда, но и обеспечить гармоничное развитие личности человека. В процессе труда все компоненты этой системы находятся в тесной взаимосвязи, тем самым обеспечивая необходимую безопасность и производительность труда, работоспособность и здоровье человека. Все более расширяющаяся автоматизация и механизация производства, внедрение современных инновационных технологий, в том числе нанотехнологий, предъявляют повышенные требования к человеку с точки зрения выполнения им функции управления и оператора. В современных условиях предметом быстроразвивающейся науки – эргономики являются изучение психофизиологических возможностей и антропометрических характеристик человека в системе «человек–машина–производственная среда».

Эргономика – научная дисциплина, изучающая трудовые процессы с целью оптимизации орудий и условий труда, повышение эффективности трудовой деятельности и сохранения здоровья работающих.

Эргономические исследования и разработки заключаются в создании научно-технической базы в системе «человек–машина–производственная среда» (в исследовании характеристик человека, машины, производственной среды, характера взаимодействия этих компонентов в конкретных условиях производства, создании рабочих мест, машин, пультов управления, обеспечивающих максимальное удобство для человека, оптимальное условие взаимодействия с машиной и объектом управления).

Основные эргономические термины и определения даны в ГОСТ 26387-84. По этому стандарту система «человек–машина» состоит из человека-оператора (группы операторов) и машины, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. «Человек-оператор» – человек, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой через посредство информационной модели и органов управления. Машиной в системе «человек-машина» называют совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе трудовой деятельности. Деятельность человека-оператора – это процесс достижения поставленных в системе целей, состоящий из упорядоченной совокупности действий человека.

Для того, чтобы система «человек–машина–производственная среда» функционировала эффективно и не наносила ущерба здоровью человека, необходимо обеспечить совместимость характеристик машины и человека. В свою очередь совместимость человека с машиной определяется его антропометрическими, биомеханическими и сенсомоторными способностями. Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека и его соответствие конструктивным особенностям производственного оборудования и организации рабочего места. Сенсомоторная совместимость предполагает учет скорости двигательных операций человека и его сенсорных реакций при работе на оборудовании и машинах с различными скоростными режимами и подачей сигналов. Биомеханическая совместимость предполагает учет силовых (физических) возможностей человека при определении усилий прилагаемых к органам управления. Психофизиологическая совместимость предполагает учет реакций человека на цвет, форму, объем и другие эстетические параметры машины.

Организация рабочего места. Работоспособность человека, эффективность его трудовой деятельности в значительной степени зависит от того, насколько полно учтены в конструкции оборудования и организации рабочих мест эргономические требования. Несоблюдение этих требований приводит к излишним рабочим усилиям и движениям, которые в конечном итоге усиливают напряжение функций организма работающих.

Антропометрические (размер тела человека, его отдельных частей – головы, ног, рук, кистей, стоп, ширина плеч и т.п.) и динамические (возможные углы поворота отдельных частей тела, зоны досягаемости) характеристики человека обусловливают конструктивные особенности и размеры рабочего места, взаимное расположение его элементов. При конструировании производственного оборудования, построении размерных соотношений на рабочем месте необходимо учитывать анатомо-физиологические различия между мужчинами и женщинами.

Рабочее место должно обеспечивать возможность выполнения трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля. На рисунках № 26, 27 представлены зоны размещения органов управления в горизонтальной и вертикальной плоскости. При этом, если выполняется более двух операций в один час, рабочее место организуется так, чтобы эти операции выполнялись в пределах легкой досягаемости и оптимальной зоны моторного поля. Выполнение рабочих движений в пределах оптимальной зоны значительно снижает мышечное напряжение.

При работе стоя высота рабочей поверхности должна выбираться с учетом роста работающего и тяжести труда. Поэтому желательно, чтобы эту высоту можно было регулировать. В том случае, если высота рабочей поверхности не регулируется, ее принимают по специальной номограмме (Рисунок № 28) для работающего, ростом 1 м 80 см. Для работающих меньшего роста нужно предусматривать регулируемые по высоте подставки для ног. Когда невозможно регулировать высоту рабочей поверхности и высоту подставки для ног, допускается проектировать и изготавливать оборудование с нерегулируемыми высотой рабочей поверхности и высотой подставки для ног. Числовые значения высоты рабочей поверхности определяются по таблице.

Рисунок № 26. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления: 1 – зона для размещения наиболее важных и очень часто используемых органов управления (оптимальная зона моторного поля); 2 – зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля); 3 – зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля).

Рисунок № 27. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления в вертикальной плоскости: 1 – зона для размещения очень часто используемых и наиболее важных органов управления (оптимальная зона моторного поля); 2 – зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля); 3 – зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля).

а)

Рост человека, мм

б)

Рост человека, мм

Рисунок № 28. Номограммы зависимостей от роста человека высоты расположения: а – рабочей поверхности при тяжелой работе (1), работе средней тяжести (2), легкой работе (3) и средств отображения информации (4) при работе стоя, б – рабочего сиденья (1), пространства для ног (2), рабочей поверхности при сборочных работах (3), при легких работах (4), тонких работах (5) и очень тонких зрительных работах (6) при работе сидя.

Для обеспечения удобного, возможно близкого подхода к столу, станку или машине должно быть предусмотрено пространство для стоп размером не менее 150 мм по глубине, 150 мм по высоте и 530 мм по ширине. При работе сидя на рабочем месте важно соблюсти пропорции между столом и стулом. Регулируемые параметры высоты рабочей поверхности, сиденья и пространства для ног следует выбирать по номограмме, в зависимости от роста работающего. Если высота рабочей поверхности не регулируется, ее устанавливают для работающего ростом 1 м 80 см. Оптимальная рабочая поза для работающих более низкого роста достигается увеличением высоты рабочего сидения и использованием регулируемой по высоте подставки для ног шириной не менее 300 мм и длиной не менее 400 мм. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь на переднем краю бортик высотой 10 мм.

В тех случаях, когда невозможно регулировать высоту рабочей поверхности и высоту подставки для ног, допускается проектировать и изготавливать оборудование с нерегулируемыми параметрами рабочего места. В этом случае числовые значения этих параметров определяют по таблицам № 46, 47.

Таблица № 46. Высота рабочей поверхности (мм) при организации рабочего места для работы стоя.

Категории работ по тяжести	Для женщин	Для мужчин	Для женщин и мужчин
Легкая
Средняя
Тяжелая

Таблица № 47. Высота рабочей поверхности (мм) при организации рабочего места для работы сидя.

Наименование работы	Для женщин	Для мужчин	Для женщин и мужчин
Очень тонкие зрительные работы (сборка очень мелких деталей)
Тонкие работы (монтаж мелких деталей, станочные работы, требующие точности и др.)
Легкие работы (монтаж более крупных деталей, конторская работа, станочные работы, не требующие высокой точности и др.)
Легкие сборочные работы (сборка более крупных деталей)

Работа стоя создает максимальные возможности для обзора и свободных движений. В то же время рабочая поза стоя требует больших энергетических затрат и приводит к быстрому утомлению. Длительная работа в вертикальном положении иногда может сопровождаться патологией со стороны нижних конечностей в виде варикозного расширения вен, тромбофлебитов, отеков нижних конечностей и др. Работа в позе сидя менее утомительна и более рациональна. Однако и в этом случае могут возникать застойные явления в органах малого таза, затруднение работы органов кровообращения и дыхания. Длительная работа сидя сопровождается также статическим напряжением мышц шеи, плечевого пояса и спины. Исходя из вышеизложенного, представляется важным, при совместимости с технологией и условиями производства, сочетать выполнение работы как стоя, так и сидя. Выбор оптимальной рабочей позы должен происходить таким образом, чтобы работающие могли сами, по своему усмотрению, изменять положение тела.

Рабочая зона должна быть так организована, а органы управления должны быть так расположены, чтобы в рабочей позе проекция центра тяжести тела человека была расположена в пределах площади его опоры. В противном случае положение тела человека будет неустойчивым и потребует значительных мышечных усилий, что может привести к заболеваниям опорно-двигательного аппарата, утомлению и травмам (Рисунок № 29).

а) б) в) г)

Рисунок № 29. Схема биомеханического анализа рабочей позы при устойчивой (а и б) и неустойчивой (в и г) позах: а, в – стоя; б, г – сидя.

Для оценки степени оптимальности рабочей позы используется фотогониометрический метод исследования, с помощью которого создаются схематические эпюры рабочих поз сидя и стоя. Построив эпюр и сравнив полученные угловые величины с оптимальными, делают заключения о рациональности рабочей позы и даются рекомендации по ее оптимизации (изменение высоты рабочей поверхности, сиденья, пространства для ног и пр.). При этом необходимо помнить, что основным принципом эргономической оценки рабочего места является определение его соответствия антропометрическим и психофизиологическим особенностям человека.

Эргономические требования к органам управления и средствам отображения информации. Органы управления самыми разнообразными механизмами должны быть легко распознаваемыми, доступными и обеспечивать оперативность воздействия. При конструировании органов управления и их размещении в моторном поле должны быть учтены физиологические особенности двигательного аппарата человека и его антропометрические характеристики.

Усилия, необходимыедля управляющих действий, должны устанавливаться с учетом способа перемещения органа управления, частоты его использования и, в некоторых случаях, с учетом продолжительности непрерывного воздействия на органы управления, скорости выполнения управляющего действия и положения человека в процессе управления. При этом прилагаемые к органам управления усилия должны быть совместимы с биомеханическими параметрами человека. Слишком большие усилия могут приводить к усталости и переутомлению.

Приводные элементы органов управления для рук должны иметь форму, обеспечивающую надежный захват их руками (шаро- или грушевидную, коническую, веретенообразную или цилиндрическую и др.). Диаметр рукояток при округлой форме (шаровидной) для захвата пальцами принимается равным 10-40 мм, а для захвата кистью – 35-50 мм, при удлиненной форме (веретенообразной) соответственно – 10-30 и 20-40 мм. Ножное управление менее точное, чем ручное, поэтому его следует применять в целях разгрузки рук для управляющих действий небольшой точности. Форма и размеры педалей и других приводных элементов органов управления должны быть такими, чтобы ноги не соскальзывали. Усилия нажатия на педали не должны превышать рекомендуемых уровней. При управлении стопой перемещение педали должно быть не более 80 мм, ширина опорной поверхности – не менее 60 мм.

Размещать органы управления следует с учетом тяжести работы, зон легкой досягаемости и оптимальных зон моторного поля. Органы управления, используемые до пяти раз в смену, допускается располагать за пределами зоны досягаемости моторного поля. Аварийные органы управления следует располагать только в пределах этой зоны. При этом предусматриваются специальные средства опознания и предотвращения их непроизвольного и самопроизвольного включения.

При работе двумя руками органы управления размещают так, чтобы исключить перекрещивание рук. Для обозначения функционального назначения органов управления применяют надписи и символы. Располагать их следует на элементах конструкций рабочего места в непосредственной близости от органов управления или на их приводных элементах.

Правильное размещение и выбор средств отображения информации имеют важное значение в организации рабочего места. Основная часть информации должна быть зрительной. Акустические сигналы следует использовать в качестве аварийных и предупредительных и в тех случаях, когда зрительный канал перегружен информацией, видимость ограничена, пространственная протяженность велика, а деятельность работающего монотонна. Уровень интенсивности сигнала должен быть на 10 децибел выше интенсивности производственного шума.

При размещении средств отображения информации необходимо соблюдать следующие требования: все устройства должны находиться в поле зрения, а важнейшие и требующие большой точности восприятия – в центре этого поля; устройства должны быть сгруппированы по выполняемым функциям с учетом последовательности пользования ими, а также по какой-либо определенной системе, например, по положению стрелок (в этом случае сокращается время контроля и расшифровки информации); должно соблюдаться функциональное соответствие между протекающим процессом и показанием. Шкалы следует делать горизонтальные, так как отчеты по вертикальным шкалам вызывают больше ошибок.

Очень часто используемые средства отображения информации следует располагать в вертикальной плоскости под углом + (-) 15^о к нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом + (-) 15^о к сагиттальной плоскости (Рисунок № 30).

Горизонтальная линия взгляда

Сагиттальная плоскость

Нормальная линия взгляда

Рисунок № 30. Зоны зрительного наблюдения а – вертикальной плоскости; б – горизонтальной плоскости

Часто используемые средства отображения информации допускается располагать в вертикальной плоскости под углом + (-) 30^о к нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом + (-) 30^о к сагиттальной плоскости. Редко используемые средства отображения информации располагают под углами + (-) 60^о к обеим плоскостям.

Следует помнить, что информационные зоны визуального поля обзора человека определяются полями зрения (поле ясного зрения, поле обзора и т.д.), размеры которых выражаются углами зрения. При этом устройства визуальной информации оператора, в зависимости от частоты их использования, также должны располагаться в соответствующих зонах визуального поля человека. Частое использование приборов предопределяет необходимость их расположения в пределах оптимальных углов обзора, а при редком использовании – в пределах максимальных углов обзора.

Организация и оснащение рабочих мест проектируется с учетом профессий, числа исполнителей, уровня специализации, механизации и автоматизации технологических процессов, количества обслуживаемого оборудования и др. Системы и формы обслуживания рабочих мест (централизованное, децентрализованное или смешанное, по функциям и кадровому обеспечению и др.) регламентируются технологическими, техническими и организационными формами, утвержденными в установленном порядке.

Согласно ГОСТ 12.2.049-80; ГОСТ 12.2.032-78 и ГОСТ 12.2.033-78 определены требования безопасности к рабочим органам и элементам конструкции оборудования, устройствам для установки предмета труда и инструмента; требования безопасности к двигателям машин; требования безопасности к организационно-технологической оснастке. Общие требования безопасности к производственному оборудованию, рабочим местам, системе управления, средствам защиты, входящим в конструкцию и сигнальным устройствам, а также требования безопасности к производственным процессам, помещениям, площадкам, материалам, размещению оборудования и средствам защиты представлены в ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ.

Учитывая психофизиологические особенности развития утомления и переутомления, предупреждение возникновения этих состояний может быть достигнуто с помощью широкого использования самых разнообразных социально-экономических, физиолого-биохимических, психологических, технических и иного рода мероприятий. В производственных условиях этими вопросами, помимо гигиены и физиологии труда, эргономики занимаются также техническая эстетика, инженерная психология и научная организация труда.

Требования технической эстетики реализуются с помощью дизайна (художественного конструирования оборудования), его цветового оформления, оформления графических средств информации, конструирования спецодежды и обуви. При этом создаются условия для оптимальных зрительных нагрузок, гармонии в эмоциональном содержании трудовых процессов, обеспечиваются наименьшая травмоопасность и минимальные вредные психологические воздействия трудового процесса.

В процессе художественно-конструкторской проработки цветофактурных характеристик оборудования руководствуются принципами их соответствия назначению оборудования и учета психофизиологического воздействия цветофактурных характеристик на оператора (Таблица № 48).

Таблица № 48. Воздействие цвета на состояние человека.

Цвет	Артериальное давление	Пульс	Частота дыхания	Быстрота реакции	Эмоции	Работо-способность
Красный	Повышается	Учащается	Учащается	Ускоряется	Возбуждает, стимулирует	В первые 20 мин повышает-ся до 20%, а затем снижается
Оранжевый	Повышается незначительно	Учащается незначительно	Учащается незначи-тельно	Несколько ускоряется	Возбуждает, бодрит	То же, но менее выражено
Желтый	Не изменяется	Не изменяется	Не изменя-ется	Не изменя-ется	Уравно-вешивает	Существенно не изменяется
Зеленый	Не изменяется	Не изменяется	Не изменя-ется	Не изменя-ется	Уравно-вешивает	Несколько повышается
Голубой	Слегка снижается	Слегка снижается	Слегка снижается	Существен-но не изме-няется	Успокаивает
Синий	Снижается	Замедляется	Замедляет-ся	Слегка замедляется	Успокаивает, несколько охлаждает	Повышается
Фиолетовый	Снижается	Замедляется	Замедляет-ся	Замедляет-ся выраже-но	Угнетает	Постепенно снижается

Композиционно-колористическое решение должно облегчать ориентацию работающего в функциональных свойствах оборудования и условиях его обслуживания. Для компенсации цветового утомления рекомендуется использовать взаимодополняющие цвета или цветовые триады. В качестве основного цвета должен выбираться цвет поверхности зоны обработки, который по возможности необходимо приблизить к физиологически оптимальным участкам спектра, средним уровням светлоты и насыщенности.

Инженерная психология, изучающая связи конструкции пультов управления с особенностями восприятия и переработки информации операторами, имеет своей целью проектирование и конструирование пультов управления с учетом пропускной способности анализаторных систем человека. При этом очень важно, чтобы поток поступающих сигналов не превышал психофизиологических возможностей анализаторных систем человека.

Служба научной организации труда, занимающаяся разработкой и внедрением мероприятий, направленных на оптимизацию трудового процесса, основана на самых передовых достижениях гигиенических, физиологических и технических научных дисциплин. Использование передового опыта позволяет не только эффективно организовать технику и людей в едином производственном процессе, но и обеспечить наиболее рациональное использование материальных и трудовых ресурсов, и, как следствие, повышение производительности труда.

Дата добавления: 2014-10-31