Ergonomia - problemy techniczne i organizacyjne
Etymologiczne słowo ergonomia wywodzi się z języka greckiego: ergon - praca oraz
nomos - prawa naturalne.
Ergonomia może być określona jako interdyscyplinarna nauka, zajmująca się
przystosowaniem narzędzi maszyn, środowiska i warunków pracy do
autonomicznych i psychofizycznych cech i możliwości człowieka, zapewniając
sprawne, wydajne i bezpieczne wykonanie przez niego pracy, przy stosunkowo
niskim koszcie biologicznym.
Celem ergonomii jest zapewnienie człowiekowi dobrego życia, zadowolenia,
poczucia bezpieczeństwa i komfortu psychicznego, jakie może on doznawać z chwilą
stworzenia mu optymalnych warunków do pracy, wypoczynku i w ogóle życia.
Ergonomia może uczynić wiele dla poprawy " jakości życia" człowieka przez
permanentne i sterowane przez naukę stwarzanie najkorzystniejszych warunków do
niezawodnego funkcjonowania układu człowiek - technika dzięki obustronnemu
przystosowaniu jego elementów. Przy tak określonym celu zadania ergonomii można
najogólniej ująć w dwóch punktach:
•
opracowanie planów i programów działań dla nauk technicznych, aby
dostosować technikę nie tylko do możliwości psychofizycznych człowieka ,lecz
także do jego potrzeb i oczekiwań,
•
opracowanie planów i programów działań dla nauk społecznych, aby
przygotować człowieka do roli nie tylko twórcy techniki ( ergonomicznej ), ale
także do roli konsumenta, umiejącego z niej korzystać i doceniać jej wartości.
Konsekwentne wdrażanie wyników badań ergonomicznych przy projektowaniu
maszyn, urządzeni narzędzi oraz urządzaniu stanowisk pracy i kształtowaniu
materialnego środowiska pracy przynosi istotne i konkretne efekty.
Do najważniejszych można zaliczyć:
•
zmniejszenie znaczenia różnic indywidualnych, tzn. im bardziej cechy maszyn,
urządzeń i narzędzi są przystosowane do przeciętnych możliwości człowieka,
tym większa jest liczba osób, które maszyny te mogą obsługiwać i tym
mniejsza jest potrzeba badań selekcyjnych, eliminujących osobników o
mniejszej sprawności fizycznej i psychicznej,
•
zmniejszenie znaczenia czynnika szkolenia zawodowego, tzn. krótsze
szkolenie umożliwia osiągnięcie niezbędnej sprawności zawodowej,
•
zmniejszenie zmęczenia pracą,
•
zwiększenie wydajności pracy,
•
zapobieganie patologicznym skutkom wykonywania pracy, ograniczenie ilości
chorób zawodowych,
•
zmniejszenie liczby wypadków przy pracy - szacuje się, że około 85%
wypadków wiąże się z działalnością człowieka , a przede wszystkim z
nieodpowiednim zsynchronizowaniem maszyny z możliwościami
psychofizycznymi człowieka.
Układ człowiek – praca.
W celu prowadzenia rozważań ergonomicznych najlepiej używać pojęcia układu
człowiek - praca jako najbardziej szeroko pojętego. Zadaniem tego układu jest
wykonanie jakiejś pracy, przy czym względna wartość obu stron tego układu
(człowieka - maszyny) może być bardzo różna.
Istnieją tu więc cztery grupy zagadnień:
•
odbiór informacji od maszyny do człowieka,
•
oddziaływanie człowieka na maszynę przez urządzenia sterujące,
•
czynniki materialnego środowiska pracy,
•
czynnik antropotechniczny i organizatorski na stanowisku roboczym.
Bezpośrednie powiązanie pomiędzy maszyną a człowiekiem dotyczy jedynie dwóch
pierwszych grup zagadnień. Proces pracy charakteryzuje się tutaj występowaniem
trzech faz:
•
fazy percepcji , określonej również mianem "wejścia do układu". Polega ona
na uzyskiwaniu przez pracownika informacji. Uzyskiwane za pomocą
receptorów informacja przekazywane są do centralnego układu nerwowego,
•
fazy pracy układu, w której dokonuje się transformacja uzyskanych informacji
w centralnym układzie nerwowym (CUN), przetwarzanie, które prowadzi do
podjęcia jakiejś decyzji,
Fazy sterowania - oddziaływanie na urządzenia sterujące. Występuje tutaj
sprzężenie zwrotne między maszyną a człowiekiem. Treścią powiązań człowieka i
maszyny w procesie pracy są procesy informacyjne oraz procesy sterowania.
Urządzenia sygnalizacyjne
Szczególnym przykładem zainteresowań ergonomii jest układ człowiek - maszyna, w
którym człowiek i maszyna tworzą jednolity zespół regulacyjny, przetwarzający
informację.
Nosicielami informacji są sygnały.
Najczęściej wykorzystywanym sygnałem jest analizator wzrokowy. Zawsze należy
zachować zasadę: im krótszy jest czas trwania sygnału, tym większa powinna być
jego intensywność z zachowaniem granic szkodliwego wpływu nadmiernie silnych
bodźców, lecz także ich kontrast z tłem.
Wyróżniamy również analizator:
•
słuchowy
•
dotykowy
•
smakowy
•
węchowy
•
temperatura
Zasady rozmieszczenia większej liczby urządzeń sygnalizacyjnych na jednym
stanowisku roboczym prezentuje McCormik:
•
zasada ważności - urządzenia grupuje się zgodnie z ich znaczeniem dla
danego działania,
•
zasada kolejności używania - umieszcza się w miarę możliwości urządzenia
używane bezpośrednio po sobie,
•
zasada częstotliwości użycia - urządzenia używane najczęściej należy,
umieszczać w najlepszych miejscach.
Organizacja stanowisk pracy
Organizacja pracy stanowiska roboczego stanowi ważną część składową organizacji
procesu produkcyjnego. Podstawowym zadaniem organizacji pracy w procesie
produkcji jest:
•
wybór optymalnych metod pracy,
•
zapewnienie bezpieczeństwa pracy,
•
zapewnienie odpowiednich warunków środowiska materialnego pracy,
•
właściwy dobór pracowników,
Zapewnienie najdogodniejszej organizacji czasu pracy,
•
zapewnienie właściwej przemienności wysiłku i odpoczynku.
Punktem wyjścia do opracowania metod pracy jest dokumentacja technologiczna,
która powinna określać możliwie dokładnie operację, jaką należy wykonać na danym
stanowisku roboczym. Aby zapewnić optymalną metodę pracy, należy przestrzegać
następujących zasad:
•
stanowisko robocze musi zapewniać wygodny i bezpieczny dostęp
obsługującym pracownikom,
•
należy ustalić stałe miejsce na materiały i narzędzia,
•
materiały i narzędzia winny być umieszczone w funkcjonalnym polu
pracownika,
•
ułożenie przedmiotu powinno pozwalać na szybkie i łatwe uchwycenie,
•
należy używać pojemników stołowych, przenośników grawitacyjnych,
uchwytów itp. w celu ułatwienia pracy i odciążenia rąk.
Bezpieczeństwo pracy jest to zespół postanowień podjętych w celu usunięcia
przyczyn zagrażających życiu i zdrowiu pracownika. Problemem usunięcia czynników
powodujących urazy i nadmierne zmęczenie należy zająć się już w fazie
projektowania urządzenia.
Bardzo istotne jest ustalenie właściwej długości dnia i tygodnia roboczego, a także
racjonalne ukształtowanie przerw w pracy. Przy odpowiednim doborze przerw
wypoczynkowych w toku pracy i przy odpowiedniej ich liczbie można osiągnąć
warunki, w których nawet ciężką pracę można kontynuować przez pełny czas zmiany
roboczej bez objawów głębszego zmęczenia. Może to być również jednym z
instrumentów podnoszenia wydajności pracy. Jak wykazały badania fizjologów pracy,
przebieg wypoczynku przybiera kształt tzw. krzywej wykładniczej; proces odpoczynku
czyni największe postępy w pierwszej części przerwy, mniejsze w części drugiej
(równie długiej), zaś w trzeciej i czwartej spada do minimum.
Wartość wypoczynkowa
Rys. Wartość wypoczynkowa poszczególnych części przerw
Należy zatem organizować przerwy raczej krótkie, ale częstsze, niż długie i rzadkie.
Przerwy długie wskazane są tylko przy pracach wyjątkowo ciężkich lub przy bardzo
niekorzystnych warunkach środowiskowych ( np. przy pracy w wysokich
temperaturach).
Fizjologiczny aspekt procesu pracy
Fizjologia pracy wchodzi w skład fizjologii człowieka i zajmuje się badaniem wpływu
pracy wykonywanej przez człowieka na jego ustrój jako całość, a także na
funkcjonowanie poszczególnych jego organów i układów oraz bioenergetykę.
Różne rodzaje pracy można klasyfikować z punktu widzenia fizjologii, określając:
•
wielkość wysiłku mięśniowego dynamicznego - związany jest z kurczeniem i
rozkurczaniem się mięśni szkieletowych, co prowadzi do przemieszczania się
ciała lub jego części przestrzeni,
•
wielkość wysiłku mięśniowego statycznego - związany jest z długotrwałym
skurczem (napięciem) niektórych mięśni szkieletowych,
•
stopień zaangażowania procesów poznawczych - określa złożoność
mechanizmów przetwarzania informacji zachodzących w mózgu w trakcie
wykonywania pracy.
W organizmie ludzkim zachodzi ciągły proces przemiany materii. Podstawowa
przemiana materii (ppm) jest to najmniejsza ilość energii zużywana przez człowieka
w stanie spoczynku. Przez stan spoczynku rozumie się stan ustroju przy możliwie
całkowitym odprężaniu mięśniowym na czczo przez 12 godzin, w porze rannej i przy
temperaturze 20° C.
U osób dorosłych norma w zakresie podstawowej przemiany materii wynosi w
granicach 1.400 - 1.700 kcal / dobę i jest wyższa u mężczyzn niż u kobiet. U obojga
płci ppm obniża się wraz z wiekiem.
Klasyfikacja rodzajów pracy fizycznej
Według całkowitego dobowego wydatku energetycznego
( przy 8 - godzinnym dniu pracy )
Stopień ciężkości
Wydatek energetyczny
kcal / dobę
Lekka
Umiarkowana
Średnia
Ciężka
Bardzo ciężka
2300 - 2800
2800 - 3300
3300 - 3800
3800 - 4300
4300 - 4800
Wydatek energetyczny na pracę stanowi jeden z elementów obciążenia człowieka
pracą. Do innych składników zalicza się:
•
obciążenia statyczne,
•
monotypowość (powtarzalność) ruchów.
Oceny obciążenia statycznego dokonuje się na podstawie określenia pozycji ciała
przy wykonywaniu danej czynności. Do oceny należy wziąć pozycję najbardziej
obciążającą statycznie pod warunkiem, że czas trwania tej czynności wynosi w sumie
nie mniej niż 3 godziny na zmianę.
Uciążliwość pracy wynikająca z monotonności ruchów bierzemy pod uwagę
wówczas, gdy mamy do czynienia z powtarzającymi się czynnościami roboczymi,
wciągającymi za każdym razem do działania te same grupy mięśniowe.
Ocena stopnia obciążenia statycznego
Stopień wysiłku
statycznego
słownie
w
punktach
Pozycja ciała przy pracy
1 - 10
Siedząca nie wymuszona
11 - 20
Stojąca nie wymuszona, z możliwością co pewien czas zmiany pozycji
na siedzącą
Mały
1 - 30
21 - 30
Siedzącą lub stojącą na przemian z chodzeniem
31 - 40
Siedząca wymuszona, nie pochylona bądź nieznacznie pochylona
41 - 50
Stojąca nie wymuszona, bez możliwości co pewien czas zmiany
pozycji na siedzącą
Średni
31 - 60
51 - 60
Stojąca wymuszona, nie pochylona z możliwością co pewien czas
zmiany pozycji na siedzącą
61 - 70
Siedząca wymuszona, bardzo pochylona
71 - 80
Stojąca wymuszona, nie pochylona, bez możliwości co pewien czas
zmiany pozycji na siedzącą
81 - 90
Stojąca wymuszona, pochylona niezależnie od możliwości zmiany
pozycji
Duży
61 - 100
91 - 100
Klęcząca, w przysiadzie i inne nie naturalne pozycje
Postawa przy pracy
Należy unikać w granicach możliwości, wykonywania pracy statycznej. Przy pracy
męczą się nie tyle mięśnie, które wykonywały jakieś ruchy, ile mięśnie, które
pozostawały unieruchomione w stanie napięcia.
Na straty energii, związane z wykonywaniem pracy statycznej, składają się
następujące elementy:
•
straty związane z koniecznością zachowania określonej pozycji ciała przy
pracy; człowiek stojąc i nie wykonując żadnej pracy zużywa o 11-12 % więcej
kcal niż siedząc,
Straty wywołane koniecznością przeciwdziałania ciężarowi przedmiotów
utrzymywanych siłą mięśni (podtrzymywanie, przenoszenie narzędzi),
•
wysiłek mięśniowy związany z zachowaniem równowagi i przeciwdziałaniem
przesuwania się środka ciężkości ciała poza podstawę stóp, wysiłek ten jest
znaczny, gdyż środek ciężkości u człowieka umieszczony jest dość wysoko
(na około 57 % wysokości ciała licząc od dołu),
•
energia związana z przesuwaniem środka ciężkości ciała przy pochylaniu się
podczas pracy, przy podnoszeniu ciężarów z ziemi itp.
Źródła straty energii podczas pracy można poważnie zmniejszyć przez racjonalną
organizację stanowiska roboczego z uwzględnieniem zasad ergonomii. Nie jest
możliwe całkowite wyłączenie pracy statycznej - nawet przy pracach siedzących.
Jednakże należy zmniejszać obciążenie dostarczając wygodnych, dostosowanych do
ich wymiarów krzeseł, podpórek dla oparcia przedramion, podpórek dla nóg przy
użyciu wysokich krzeseł.
Siedzisko.
Najlepszym rozwiązaniem krzeseł do pracy są krzesła nastawne o zmiennej
wysokości siedziska i zaopatrzone w sprężynujące, nastawne oparcia wspierające
ciało w okolicy krzyżowej. Ważny jest również kąt nachylenia oparcia (100-120° w
stosunku do podłogi), kąt odchylenia siedziska od poziomu (przedni brzeg siedziska
powinien być położony wyżej od tylnego 3-5°), głębokość siedziska (350-400 mm),
szerokość siedziska (380-400mm).
Wysokość robocza.
Wysokość robocza jest ważna gdyż to ona decyduje o przyjmowanej postawie ciała.
Niedostosowanie wysokości roboczej do pracownika może być przyczyną bólu i
schorzeń narządu ruchu, jak również obniżenia produkcji.
Wysokość robocza zależy przede wszystkim od charakteru pracy ( precyzyjna, lekka,
ciężka, wymagająca ruchu itd. ) oraz do wymiarów ciała ludzkiego. Ze względu na
rodzaj pracy dla pozycji stojącej, zaleca się następujące wysokości:
•
50 - 100 mm powyżej dolnej powierzchni łokcia dla pracy dokładnej i
precyzyjnej;
•
50 - 150 mm poniżej dolnej powierzchni łokcia dla ogólnie lekkich zadań
manipulacyjnych;
•
150 - 400 mm poniżej dolnej powierzchni łokcia dla pracy ciężkiej, szczególnie
kiedy wymagane jest przyłożenie sił skierowanych ku dołowi.
Organizacja stanowisk pracy z komputerem.
Przykładem stanowiska pracy pod kątem zastosowania rozwiązań ergonomicznych
jest stanowisko do pracy z komputerem. Wyposażenie takiego stanowiska to
komputer z oprzyrządowaniem (monitor, drukarka, klawiatura, mysz itd.), a także stół
siedzisko i inne sprzęty.
Podczas pracy z komputerem pracownik może być narażony na różne czynniki
szkodliwe i uciążliwe.
Czynniki szkodliwe:
•
pole elektrostatyczne rzędu do 100 V/ metr w odległości około 50 cm od
ekranu, wywołane wysokim potencjałem dodatnim monitora ekranowego.
•
promieniowanie elektromagnetyczne indukowane przez prądy i napięcia o
różnych pasmach częstotliwości, szczególnie małych ( ELF ) i bardzo małych
(VLF ) częstotliwości,
•
promieniowanie jonizujące,
•
promieniowanie ultrafioletowe.
Czynniki uciążliwe:
•
niewłaściwe oświetlenie stanowiska pracy,
•
migotanie obrazu,
•
wymuszona pozycja przy pracy,
•
hałas
•
niewłaściwy mikroklimat,
•
nieergonomiczne stanowisko pracy (pulpit siedzisko ),
•
stres psychologiczny.
Rozmieszczenie elementów stanowiska pracy
Planowane stanowisko pracy wyposażone w monitor ekranowy powinno
uwzględniać:
Charakter pracy (ciągła, dorywcza, wprowadzanie danych itp.)
Ustawienie stanowiska względem oświetlenia:
•
ekran monitora powinien być ustawiony poprzecznie względem okien, w
odległości ok. 1 metra od nich,
•
olśnienie bezpośrednie do opraw, okien ; przezroczystych lub
półprzezroczystych ścian albo jasnych płaszczyzn pomieszczenia oraz
olśnienie odbiciowe od ekranu monitora powinno zostać ograniczone w
szczególności przez stosowanie odpowiednich opraw oświetleniowych,
instalowanie żaluzji lub zasłon w oknach.
Dostateczną przestrzeń pracy, pozwalającą na umieszczenie wszystkich elementów
obsługiwanych ręcznie w zasięgu kończyn górnych, takie usytuowanie w
pomieszczeniu, aby zapewnić pracownikowi swobodny dostęp do tego stanowiska.
Odległości między sąsiednimi monitorami powinny wynosić co najmniej 0,6 metra, a
między pracownikiem i tyłem sąsiedniego monitora - co najmniej 0,8 metra,
Urządzenia pomocnicze:
•
jeśli przy pracy istnieje konieczność korzystania z dokumentów stanowisko
pracy należy wyposażyć w uchwyt na dokument posiadający regulację
ustawienia wysokości, pochylenia oraz odległości od pracownika,
•
uchwyt na dokument powinien znajdować się przed pracownikiem miedzy
ekranem monitora a klawiaturą lub w innym miejscu - w pozycji
minimalizującej uciążliwe ruchy głowy i oczu.
Siedzisko
Krzesło stanowiące wyposażenie stanowiska pracy powinno posiadać:
•
dostateczną stabilność, przez wyposażenie go w podstawę co najmniej
pięciopodporową z kółkami jezdnymi,
•
wymiary oparcia i siedziska zapewniające wygodną pozycję ciała i swobodę
ruchów,
•
regulację wysokości siedziska w zakresie 400 - 500 mm, licząc od podłogi,
•
regulację wysokości oparcia oraz regulację pochylenia oparcia w zakresie: 5°
do przodu i 30° do tyłu, wyprofilowanie płyty siedziska i oparcia odpowiednio
do naturalnego wygięcia kręgosłupa i odcinka udowego kończyn dolnych,
•
możliwość obrotu wokół osi pionowej o 360°,
•
podłokietniki.
Mechanizmy regulacji wysokości siedziska i pochylenia oparcia powinny być łatwo
dostępne i proste w obsłudze.
Stół
Konstrukcja stołu powinna umożliwiać dogodne ustawienie elementów wyposażenia
stanowiska pracy, w tym zróżnicowaną wysokość ustawienia monitora ekranowego i
klawiatury.
Szerokość i głębokość stołu powinna zapewniać:
•
wystarczającą powierzchnię do łatwego posługiwania się elementami
wyposażenia stanowiska pracy,
•
ustawienie klawiatury z zachowaniem odległości nie mniejszej niż 100 mm
między klawiaturą a przednią krawędzią stołu,
•
ustawienie elementów wyposażenia w odpowiedniej odległości od pracownika,
to jest w zasięgu jego kończyn górnych.
Wysokość stołu oraz siedziska krzesła powinna być ustalona tak, aby zapewnić:
• naturalne
położenie kończyn górnych zapewniające przy obsłudze klawiatury
zachowanie co najmniej kąta prostego między ramieniem i przedramieniem,
• odpowiedni
kąt obserwacji ekranu monitora w zakresie 20° - 50° w dół ( licząc
od linii poziomej na wysokości oczu pracownika do linii poprowadzonej od jego
oczu do środka ekranu ), przy czym górna krawędź ekranu monitora nie
powinna znajdować się powyżej oczu pracownika,
Klawiatura
Klawiatura powinna stanowić osobny element sprzętu komputerowego. Konstrukcja
klawiatury powinna umożliwiać użytkownikowi przyjęcie takiej pozycji, aby nie
powodowała zmęczenia mięśni kończyn górnych podczas pracy.
Klawiatura powinna posiadać w szczególności:
•
możliwość regulacji kąta nachylenia w zakresie 0 - 15°,
•
odpowiednią wysokość - przy spełnieniu warunku aby wysokość środkowego
rzędu klawiszy alfanumerycznych z literami A,S...,licząc od płaszczyzny stołu
nie przekraczała 30 mm dla przynajmniej jednej pozycji pochylenia klawiatury.
Powierzchnia klawiatury powinna być matowa a znaki na klawiaturze powinny
być kontrastowe , czytelne.
Monitor
Monitor powinien zapewniać:
•
znaki na ekranie powinny być wyraźne i czytelne,
•
obraz na ekranie powinien być stabilny, bez tętnienia lub innych form nie
stabilności,
•
regulacje ustawienia monitora powinny umożliwiać pochylenie ekranu co
najmniej 20° do tyłu i 5° do przodu oraz obrót wokół własnej osi o co najmniej
120° - po 60° w obu kierunkach,
•
ekran monitora powinien być pokryty warstwą antyodbiciową lub wyposażony
w odpowiedni filtr,
•
odległość oczu pracownika od ekranu monitora powinna wynosić 400-750mm.
Podstawowe zasady pracy przy komputerze
•
codziennie wietrzyć pomieszczenie, w którym znajduje się komputer,
•
w zależności od potrzeb czyścić ekran monitora płynem elektrostatycznym
(nie rzadziej niż raz w tygodniu)
•
łączenie przemienne pracy związanej z obsługą monitora ekranowego z
innymi rodzajami prac nie obciążającymi narządu wzroku i wykonywanymi w
innych pozycjach ciała - przy nie przekraczaniu godziny nieprzerwanej pracy
przy obsłudze monitora ekranowego lub co najmniej 5 - minutową przerwę,
wliczaną do czasu pracy, po każdej godzinie pracy przy obsłudze monitora
ekranowego.
Uwaga:
Kobiety w ciąży mogą pracować przy monitorach ekranowych do 4 godzin
dziennie.
Pracodawca jest obowiązany organizować stanowiska pracy z monitorami
ekranowymi, w taki sposób, aby spełniały one minimalne wymagania bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz ergonomii.