Эргономическое проектирование рабочей системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

План дипломного проекта

Введение

1. Эргономика - научная и проектировочная дисциплина

1.1 Объект и предмет изучения эргономики

1.2 История возникновения эргономики как науки

1.3 Объективные причины возникновения эргономики

1.4 Эргономическое проектирование

1.5 Общая характеристика эргономических исследований

1.6 Классификация эргономических методов

1.7 Эргономика - дисциплина нового типа

2. Основные задачи эргономического проектирования рабочей системы

2.1 Понятие «Рабочая система» и эргономические принципы ее проектирования

2.2 Проектирование рабочих задач

2.3 Проектирование работ

2.4 Проектирование рабочего пространства и рабочего места

2.4.1. Общие положения

2.4.2 Рабочие положения, позы и движения

2.4.3 Расчет параметров рабочего места и его элементов

2.4.4 Рабочая поверхность

2.4.5 Рабочие сиденья

2.5 Рабочий инструмент

2.6 Проектирование органов управления

2.7 Специфика оценки проекта рабочей системы и его реализации

3. Проектирование рабочего места водителя

3.1 Аналитическое описание деятельности водителя

3.2 Оборудование кабины автомобиля

3.3 Обзорность

3.4 Органы управления и средства отображения информации

3.5 Автомобили будущего

4. Эргономика работы за компьютером

4.1 Общие положения

5. Экономические механизмы управления безопасностью труда

5.1 Социально-экономическое значение, экономический механизм управления охраной труда

5.2 Экономическая эффективность трудоохранных мероприятий

5.3 Расчет величины экономических последствий несчастного случая

6. Вопросы охраны труда и безопасности в чрезвычайных ситуациях

6.1 Гигиенические требования к освещению производственных помещений

6.2 Оказание первой помощи пострадавшим в чрезвычайной ситуации

Заключение

Список используемой литературы

Введение

По мере перехода к комплексной автоматизации производства возрастает роль человека как субъекта труда и управления. Человек несет ответственность за эффективную работу всей технической системы и допущенная им ошибка может привести в некоторых случаях к очень тяжелым последствиям. Изучение и проектирование таких систем создали необходимые предпосылки для объединения технических дисциплин и наук о человеке и его трудовой деятельности, обусловили появление новых исследовательских задач.

Решение проблемы безопасности жизнедеятельности состоит в обеспечении нормальных (комфортных) условий деятельности людей, в защите человека и окружающей его среды (производственной, природной, городской, жилой) от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно-допустимые уровни. Поддержание оптимальных условий деятельности и отдыха человека создает предпосылки для высшей работоспособности и продуктивности.

Эргономические исследования подчинены задачам проектирования, их результаты отличаются от традиционных научных знаний тем, что ориентированы главным образом не на познание, а на преобразовательно-проектное действие. Основываясь на многообразие практических и проектных задач, эргономические исследования имеют собственную логику.

Эргономика не изучает рабочую среду и другие ее виды как таковые, это предметы других наук. Для эргономики важно влияние среды на эффективность и качество деятельности человека, его работоспособность, физическое и психическое благополучие. Эргономика определяет оптимальные величины нагрузок - как по отдельным показателям, так и в их сочетании.

1. ЭРГОНОМИКА - НАУЧНАЯ И ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ ДИСЦИПЛИНА

Эпоха неслыханной власти техники над человеческой душой кончится, но кончится она не отрицанием техники, а подчинением ее духу.

Н.А.Бердяев

1.1 Объект и предмет изучения эргономики

Объектом изучения эргономики является система «человек - машина», а предметом - деятельность человека или группы людей с техническими средствами. Система «человек - машина» относится к числу основных понятий эргономики, в котором фиксируются существенные признаки данного класса объектов. В целостном образовании, каковым является система «человек - машина», эргономика вычленяет и решает проблемы распределения функций в системе, соотношения деятельности человека с функционированием технической системы и ее элементов, распределения и согласования функций между людьми при выполнении рабочих задач, а также проектирует или организует деятельность человека с техническими системами, обосновывает требования к указанным средствам деятельности и условиям ее осуществления, разрабатывает методы реализации этих требований в процессе проектирования и использования систем.

Общая цель эргономики формулируется как единство трех аспектов исследования и проектирования:

удобство и комфортные условия эффективной деятельности человека;

эффективное функционирование систем «человек - машина»;

сохранение здоровья и развития личности.

В конкретном исследовании и проектировании тот или иной аспект может превалировать. Однако общая цель реализуется через совокупность и взаимодополняемость указанных аспектов.

Имея в качестве объекта исследования систему «человек - машина», эргономика изучает определенные ее свойства, которые обусловлены положением и ролью человека в системе. Эти свойства получили название человеческих факторов в технике. Они представляют собой интегральные показатели связи человека, машины, предмета деятельности и среды, проявляющиеся при деятельности человека с системой и при ее функционировании, связанные с достижением конкретных целей. Человеческие факторы в технике - это структурные образования различной степени сложности, в этом смысле они представляют собой некоторое временное сочетание сил, способное осуществить определенное достижение.

Теоретические представления о природе человеческих факторов в технике позволяют развернуть структурную схему формирования целостной эргономической характеристики системы «человек - машина», которая представляет оборотную сторону проблемы соотношения экспериментальных показателей с критериями, используемыми при проектировании и оценке систем «человек - машина». Эта иерархическая динамическая структура включает несколько уровней, каждый из которых обладает определенной качественной спецификой, не сводимой к механическому объединению ее составляющих. Высший уровень рассматриваемой структуры - эргономичность системы «человек - машина» - взаимосвязан с критериями производительности, надежности, экономичности, экологичности и эстетичности. Эргономичность - это целостность эргономических свойств, к которым относится управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость. Первые три описывают свойства системы, при которых она органично включается в структуру и процесс деятельности человека по управлению, обслуживанию и освоению. Происходит это в тех случаях, когда в проект системы закладываются решения, создающие наилучшие условия для удобного, эффективного и безопасного выполнения указанных видов деятельности. Четвертое свойство - обитаемость - относится к условиям функционирования системы, при которых сохраняется здоровье людей, поддерживаются нормальная динамика их работоспособности и хорошее самочувствие. Одним из эффективных путей создания таких условий является устранение или ослабление неблагоприятных факторов рабочей среды в самом источнике их образования в системах, машинах и оборудовании.

Человеческие факторы в технике формируются на основе базовых характеристик: социально-психологических, психологических, физиологических и психофизиологических, антропометрических, гигиенических в их соотношении с техникой.

Исследователям и проектировщикам важно не только знать базовые характеристики и их номенклатуру, но и представлять, как на их основе формируются человеческие факторы в технике, эргономические свойства и эргономичность систем «человек - машина».

1.2 История возникновения эргономики как науки

Работать напряженно - значит прилагать к делу максимальные усилия, работать производительно - значит прилагать к делу усилия минимальные.

Г.Эмерсон

Для возникновения эргономики необходим был высокий уровень развития психологии, физиологии, гигиены труда и анатомии, уровень без которого невозможна постановка проблемы комплексного изучения человека в труде и задачи оптимизации трудовой деятельности и условий ее осуществления. Становление эргономики происходило на определенном этапе научно-технического развития, когда обычное механическое разделение функций человека и машины стало неэффективно. Возникла необходимость и появились научные основания рассмотрения их как единого целого. Эргономика формировалась во взаимодействии с развитием кибернетики, теории систем, системотехники. Теории управления и принятия решений.

Хотя эргономика возникла несколько десятилетий тому назад, ее истоки восходят к первобытному обществу, которое научилось сознательно изготовлять орудия, придавая им удобную для определенного вида работы форму и расширяя тем самым возможности человеческих органов. Уже со времени второй межледниковой эпохи, как показывают археологические находки, удобство применения и соразмерность орудий труда с органами человека явились основной целью их усовершенствования. В доисторические эпохи удобство и точное соответствие орудий труда потребностям человека были вопросом жизни и смерти: если он изготовил плохое орудие, и не мог достаточно эффективно его применять, на свете очень скоро становилось одним плохим конструктором меньше.

Термин «эргономия» был предложен в 1857 году польским естествоиспытателем Войтехом Ястшембовски, который опубликовал в еженедельнике «Природа и промышленность» статью «Очерки по эргономии, или науке о труде, основанной на закономерностях науки о природе».

В 1920 году в России разработан проект создания Эргологического института: в 20 - 30-е годы формируется концепция эргонологии и проводятся первые эргономические исследования.

Термин «эргономика» выбран потому, что новая область исследований не принадлежит ни к одной из наук, на стыке которых она образовалась; термин нейтрален и не содержит намека на приоритет физиологии, психологии или анатомии.

История эргономики в нашей стране только становится предметом исследования. В конце 19 - начале 20 века многие специалисты России считали, что первой и важнейшей мерой борьбы с несчастными случаями должна быть забота об их предотвращении, заложенная в самом «первоначальном устройстве» фабрики, завода, мастерских, рабочих мест. В частности В.И.Михайловским были предложены не только меры по коррекции условий и средств труда, но и требования ориентированные на проектирование техники с учетом возможностей и особенностей человека - «Проект обязательных постановлений о мерах, которые должны быть соблюдаемы промышленными заведениями для сохранения жизни и здоровья рабочих во время работы». Дизайн и эргономика с их культурным гуманистическим потенциалом, направленные на преобразование технизированной предметно-пространственной среды труда, быта и отдыха людей сразу стали привлекательными видами научной и проектной деятельности для творчески мыслящих людей.

1.3 Объективные причины возникновения эргономики

С развитием производства меняются условия, методы и организация трудовой деятельности человека, претерпевают существенные изменения функции, роль и место человека в труде. Соответственно на разных исторических этапах выступают на первый план те или иные аспекты исследования трудовой деятельности.

В конце 40-х - начале 50-х годов на основе накопленных знаний возникла потребность в целостной системе представлений о работающем человеке, о его взаимоотношениях с техникой и с окружающей средой.

Современные производства и транспорт, оснащенные сложными техническими системами, предъявляют человеку требования, вынуждающие его иногда работать на пределе психофизиологических возможностей и в экстремальных ситуациях. Деятельность летчиков при полетах на некоторых современных самолетах и прежде всего военных - это впечатляющий пример предельных возможностей человека. Эта и подобные виды деятельности сопряжены с ответственностью человека за эффективное и надежное функционирование сложных систем. Резко увеличивается цена ошибки человека при проектировании систем, а также в процессе их использования в производстве, на транспорте, в вооруженных силах.

Наряду с деятельностью на пределе человеческих возможностей в современном производстве становится все более распространенным явлением недостаточная двигательная активность человека в процессе труда, снижающая работоспособность и ухудшающая здоровье работающих.

Полуавтоматические и автоматические линии, сборочные конвейеры, компьютеризированное управление станками и машинами, высокая механизация ручного труда, физически облегчив труд человека, потребовали от него большой скорости выполнения однообразных операций. Движения чрезвычайно упростились - до обычного захвата и перемещения, толчка, нажатия, установления предмета труда или обрабатывающего инструмента в строго определенное положение. Многие работающие сейчас попадают в группы повышенного риска возникновения болезней суставов, мышц, позвоночника. Эти болезни развиваются постепенно в течение многих месяцев и даже лет, в результате постоянного функционального напряжения определенной части тела и потому называются кумулятивными травмами.

При диагностике заболеваний, возникающих как отдаленные последствия постоянно воздействующих на работающего определенных факторов трудового процесса, порой не так просто выявить роль труда в их возникновении, что в свою очередь затрудняет устранение причин нарушения здоровья и разработку мер профилактики. Известна следующая схема возникновения кумулятивной травмы:

«перегрузка + повторяемость + неудобная поза + недостаточный отдых = кумулятивная травма»

Показатели физической среды на производстве, в учреждениях, кабинах самолетов, тракторов (освещенность, состав воздуха, атмосферное давление, шум) также должны быть согласованы с психофизиологическими возможностями и особенностями человека. Только тогда можно рассчитывать на высокую эффективность и качество труда человека при одновременном сохранении его здоровья.

Возникновению эргономики предшествовало развитие таких наук, как физиология, гигиена, психология труда, а также антропология, и таких сфер научной и практической деятельности, как безопасность и организация труда. Однако механическое соединение знаний из разных наук о возможностях и особенностях человека с целью использования их при проектировании техники оказывается не только недостаточным, но и недостижимым на практике. Возникла необходимость в исследованиях, базирующихся на системной трактовке человеческих факторов в технике и открывающих возможность их целостного представления в проектировании и использовании машин, оборудования, технически сложных потребительских изделий. Такой подход позволяет не только приспособить технику и условия ее функционирования к человеку или группе людей, но и формировать их способности в соответствии с требованиями, которые предъявляет к ним современная техника.

Сегодня основной источник благосостояния страны и народов - не природные условия или ресурсы территории, и даже не заводы, фабрики, шахты. Основное богатство - это люди с их знаниями, мастерством, желанием трудиться. Проектирование, разработка и использование промышленных изделий становятся предельно чувствительны к особенностям развития культуры и менталитета народов и стран, для которых указанные объекты предназначаются. Трудно, если в принципе не возможно, не считаться, вынести за скобки различия в культуре, если задачей проектирования является нахождение оптимального взаимодействия между человеком (группой людей), технической системой и средой деятельности.

1.4 Эргономическое проектирование

Диапазон объектов, в создании которых участвует эргономика, велик: от космического корабля до обычной лопаты, от оборудования кухни до аппаратных и программных средств вычислительной техники. Возникающие при создании и использовании таких разнообразных объектов эргономические задачи схожи между собой по постановке и методам решения.

Эргономические принципы, методы и данные имеют непосредственное отношение ко всем стадиям создания и использования систем: анализу, проектированию, разработке, испытаниям, оценке, функционированию оборудования. Определяющим является проектирование, то есть тесно связанная с наукой и инженерией деятельность по созданию проекта - прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, процесса. Наряду с традиционными видами проектирования (техническое, архитектурное) сложились новые направления проектирования систем «человек - машина», организаций, деятельности, такие, как экологическое, социальное и генетическое проектирование.

Проектирование систем «человек - машина», направленное на оптимизацию деятельности человека по их освоению, управлению, обслуживанию и ремонту в нормальных и экстремальных условиях с целью обеспечения эффективного, надежного, безопасного функционирования систем, при одновременном сохранении здоровья работающих людей и развитии личности, выделилось в самостоятельное направление - эргономическое проектирование.

Эргономическое проектирование - составная часть разработки проектов, осуществляемая с учетом их отличительных признаков:

четкие цели, которые должны быть достигнуты с одновременным выполнением ряда технических, экономических и других требований;

внутренние и внешние взаимосвязи операций, задач и ресурсов, требующие четкой координации в процессе выполнения проекта;

определенные сроки начала и конца проекта;

ограниченные ресурсы;

определенная степень уникальности целей проекта, условий осуществления;

неизбежность различных конфликтов.

Эргономическое проектирование осуществляется на всех этапах общего процесса проектирования. На стадии технического задания важно выполнить корректный эргономический анализ задач инженерного проектирования, определив действительную роль человека в управлении, обслуживании и ремонте системы, возможное воздействие на него условий ее функционирования. Анализ рабочих задач, деятельности человека, прототипов и аналогов проектируемого объекта, а также нормативно-технической документации, проводимый по выбранной или специально разработанной методике, является важным этапом эргономической деятельности на стадии технического предложения и эскизного проекта.

На стадии разработки технического проекта в качестве его составной части выполняется эргономический проект, содержание которого сводится к окончательному эргономическому решению проектируемого объекта. Эргономическое решение основывается на распределении функций в системе «человек - машина», проектировании рабочих задач и деятельности человека. Проект включает эргономические требования к человеку, технической системе, рабочему месту, среде. В техническом проекте также определяются окончательный состав специалистов, их функциональные обязанности и организация работы; состав коллективных и индивидуальных средств отображения информации, органов управления, рабочих мест и пультов управления. Иными словами, эргономический проект определяет эргономические свойства создаваемого объекта.

Таким образом, эргономику как сферу научной и проектной деятельности можно отнести к комплексным научно-техническим дисциплинам, в которых невозможно отделить исследование активного «деятельностного объекта» от исследования воздействий на него, то есть от его проектирования, совершенствования. В то же время изучение и воздействие не сливаются, но взаимно переходят друг в друга, постоянно взаимодействуют.

1.5 Общая характеристика эргономических исследований

Методы исследования в эргономике условно могут быть разделены на три группы: аналитические, или описательные, экспериментальные и расчетные. В большинстве исследований они тесно переплетены между собой и применяются одновременно, дополняя и обогащая друг друга.

Эргономическое исследование начинается с анализа деятельности человека и функционирования системы «человек-машина». Его цель - определение места и роли человека в системе; описание функциональной структуры его деятельности, присущих ей психических и психофизиологических функций; выявление человеческих факторов в технике, влияющих на эффективность и надежность системы в целом и ее частей.

Цели анализа зависят от конкретной задачи. Если предстоит проводить экспериментальные исследования, то анализ нужен главным образом для выбора адекватной модели деятельности для отдельных действий, а также для определения задач эксперимента. Если требуется экспертиза системы «человек - машина», то целью анализа будет выявление тех компонентов системы, по которым должна производиться эргономическая оценка. При разработке критериев и методов профессионального отбора анализ будет направлен на определение свойств личности, существенно влияющих на качество выполнения деятельности.

Усовершенствование технических средств или системы с целью наиболее полного учета возможностей и особенностей работающего человека предполагает, во-первых, точное знание причин неудовлетворенности существующими видами техники с точки зрения эргономики, во-вторых, ясное представление о том, в каком направлении следует их модифицировать. Ответы на эти вопросы можно получить, если в ходе предварительного анализа деятельности вскрыты недостатки в организации взаимодействия человека и техники и определены требования, которые данный вид деятельности предъявляет к реализующим ее психофизиологическим свойствам человека и техническим средствам. В идеальном случае результатом аналитического этапа должно быть решение эргономических проблем усовершенствования существующего или проектирования нового технического средства.

Экспериментальное исследование позволяет выявить такие особенности организации взаимодействия человека с техническими средствами, которые не обнаруживаются непосредственно в процессе анализа. Важным методическим приемом является усложнение деятельности (постановка дополнительных задач, моделирование аварийной ситуации и другое), что позволяет выявить преимущество одного среди нескольких проектных решений в сравнительных исследованиях. Выполнение дополнительной задачи одновременно с основной деятельностью, подлежащей оценке, используется для регистрации резервного времени. Оно представляет собой избыточное время (сверх минимально необходимого), которым может располагать работающий человек для предотвращения отклонения регулируемого параметра за допустимые пределы. В свою очередь, величина резервного времени, меняющаяся в зависимости от уровня мобилизации возможностей человека, служит одним из показателей, на основании которого предсказывается, при какой степени усложнения деятельности надежность работы человека резко снизится.

При организации эргономических исследований необходимо учитывать, что на результаты испытуемых влияют присутствие экспериментатора, его установки и ожидания. Трудности прямого переноса данных, полученных в лабораторных условиях, на реальные ситуации связаны с тем, что в первом случае испытуемые действуют под влиянием специфических мотивов, которые теряют свою силу, едва испытуемый покидает лабораторию. Ограничения, которые накладывают лабораторные условия, вынуждают к проведению экспериментов в производственных условиях.

1.6 Классификация эргономических методов

Все эргономические методы разделяют на четыре группы.

Первую группу методов условно называют организационными. К ним относятся методологические средства эргономики, обеспечивающие системный и деятельностный подходы к исследованию и проектированию. Характерной чертой таких исследований и проектирования является не синтез результатов, полученных на основе независимых исследований, а организация такого исследования и проектирования, в ходе которых используются в определенном сочетании принципы и методы различных дисциплин.

Системный подход сам по себе как таковой не дает решения проблем эргономики непосредственно, он служит средством правильной их постановки, играет конструктивную роль в построении и развитии предмета исследования.

Вторую группу методов составляют эмпирические способы получения научных данных. К этой группе относятся наблюдения и самонаблюдения; экспериментальные процедуры (лабораторный, производственный, формирующий эксперименты), диагностические методики (различного рода тесты, анкеты, социометрия, интервью и беседы); анализ процессов и продуктов деятельности; моделирование (предметное, математическое и так далее).

Третью группу методов составляют различные способы количественной и качественной обработки данных.

Наконец, в четвертую группу методов входят различные способы интерпретации полученных данных в контексте целостного описания функционирования систем «человек - машина».

Наиболее обширна вторая группа методов, внутри которой в зависимости от целей и характера исследований выделяется целый ряд конкретных методических процедур.

Сущность операционно-структурного описания трудовой деятельности, часто называемого алгоритмическим анализом, состоит в разложении трудовой деятельности на качественно различные составляющий (единицы деятельности - действия, операции), в определении их логической связи между собой, порядка следования друг за другом и вычисления ряда показателей, имеющих определенный психофизиологический смысл.

В методический арсенал эргономики входят многие психофизиологические етодики: измерение времени реакции (простой сенсомоторной реакции, реакции выбора, реакции на движущийся объект и так далее); психофизические методики (определение порогов и динамики чувствительности в различных модальностях); психометрические методы исследования перцептивных, мнемических, когнитивных процессов и личностных характеристик.

В эргономике широкое распространение получили методы электрофизиологии, изучающей электрические явления в организме человека при различных видах его деятельности. Они позволяют оценивать временные параметры многих процессов, их выраженность, топографию, механизмы их регуляции и так далее. К ним относятся:

электроэнцефалография (ЭЭГ) - запись электрической активности мозга с поверхности головы. ЭЭГ дает возможность качественного и количественного анализа функционального состояния собственной активности мозга и его реакций при действии раздражителей;

электромиография (ЭМГ) - запись электрической активности мышц (чувствительный показатель включения в двигательную активность или статическую работу определенных мышечных групп), которая играет важную роль при оценке состояния мышечного тонуса и незаменима при исследовании позы и рабочих движений;

регистрация кожно-гальванической реакции (КГР) - изменение разности потенциалов кожи (показатель электропроводности кожи) - весьма чувствительный показатель эмоционального состояния человека;

электрокардиография (ЭКГ) - запись электрической активности сердца - индикатор состояния сердечно-сосудистой системы, позволяющий выявить, например, характер зависимости частоты сердечных сокращений от величины физической нагрузки при работе;

электроокулография (ЭОГ) - запись электрической активности наружных мышц глазного яблока, использующаяся в эргономике как объективный показатель перемещения взора человека при рассматривании какого-либо объекта.

Регистрация биоэлектических процессов в организме человека позволяет определять и количественно характеризовать малодоступные для непосредственного наблюдения функциональные сдвиги в организме человека, происходящие под воздействием самых разнообразных изменений окружающей среды и взаимодействия с техникой. Часто применяют регистрацию не одного, а нескольких электрофизиологических индикаторов, каждый из которых несет информацию о том или ином аспекте деятельности. Комплексную регистрацию психофизиологических функций называют полиэффекторным методом.

1.7 Эргономика - дисциплина нового типа

Прошло время дискуссий о предмете эргономики и ее задачах, которые особенно бурно проходили в Советском Союзе. Эргономика была возмутителем спокойствия, так как по-новому ставила целый ряд традиционных вопросов организации и безопасности труда, качества продукции и проектирования техники. Существовал достаточно широкий спектр подходов к определению природы и специфики эргономики, среди которых нужно указать следующие: эргономика - это технология; эргономика - род занятий; эргономика - научная дисциплина; эргономика - комплекс наук о трудовой деятельности; эргономика - методология особого типа.

Эргономика может быть определена как изучение многообразных взаимоотношений между человеком, с одной стороны, и его работой, оборудованием и окружающей средой, с другой, и как применение полученных знаний к решению проблем, возникающих из этого отношения. Это двуединое определение включает и науку, и технологию. Изучение человека в его отношениях с производственной и жизненной средой - наука. Практическое применение этих научных знаний - технология. Философия и цель эргономики - изучение и понимание человека в работе и на отдыхе для того, чтобы улучшить в целом положение человека. Как следствие, это может зачастую иметь результатом улучшение методов работы, повышение ее производительности. Практическая цель эргономики, следовательно, - эффективность и безопасность систем «человек - машина» и «человек - окружающая среда» и одновременно безопасность, благополучие и удовлетворение человека деятельностью в этих системах».

Таким образом, эргономика одновременно и научная и проектировочная дисциплина. Она возникла на стыке наук о человеке и технических наук. Комплексное изучение человека (группы людей) и его деятельности с техническими средствами и предметом деятельности в среде, в которой она осуществляется, составляет ее научное содержание.

2. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ СИСТЕМЫ

Рабочее место - это зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность исполнителя. Любые рабочие места независимо от их специализации должны быть приспособлены для конкретного вида труда с учетом психофизиологических и антропометрических данных работника. Эргономический принцип - «не человек для машины, а машина для человека». С этих позиций планируется расположение моторного поля рабочего места - поля, на котором работающий выполняет соответствующие операции. Проектирование - скорее искусство, чем наука. В нем смешались формальные и неформальные методы, анализы, математика, а также элементы суждений и опыта.

2.1 Понятие «рабочая система» и эргономические принципы ее проектирования

В 1993 году обновлен международный стандарт «Эргономические принципы проектирования рабочих систем», разработанный в 1981 году техническим комитетом Международной организации по стандартизации. Новая его редакция закрепляет мировой опыт использования эргономических знаний для совершенствования производственных систем, включая проектирование рабочих задач и действий по их выполнению, различных видов работ, процессов, организации рабочих мест, оборудования, рабочей среды. Стандарт придает определенный правовой статус эргономическому проектированию и знаменует официальный пересмотр традиционной процедуры проектирования производственных систем, которая определяется требованиями, предъявляемыми оборудованием и техническими средствами.

Новым для российских эргономистов явился термин «рабочая система», который в соответствии со стандартом включает одного человека или большее число людей и производственное оборудование, используемое при выполнении задачи системы в рабочем пространстве, в среде на рабочем месте и в ситуациях, определяемых рабочими задачами. К производственному оборудованию, согласно стандарту, относятся инструменты, машины, транспортные средства, приборы, рабочая мебель и различное вспомогательное оборудование. Под рабочим пространством понимается некоторый объем, предназначенный в рабочей системе для трудовой деятельности одного человека или большего числа людей и позволяющий выполнить рабочую задачу. Рабочая среда - это физические, химические, биологические, организационные, социальные и культурные факторы, совокупность которых составляет среду на рабочем месте. Рабочая задача - это цель, которая должна быть достигнута в определенных условиях, и требуемые действия для выполнения задачи человеком или большим числом людей.

При проектировании рабочих систем, в отличие от традиционного инженерного проектирования, особое значение придается работающему человеку. Рассматриваются все потенциальные взаимодействия между работающими людьми и производственным оборудованием. Причем эти взаимодействия анализируются в среде на рабочем месте и при рабочих нагрузках людей. Устанавливается баланс между требованиями выполняемой работы и возможностями человека, в том числе и путем формирования оптимальных условий труда. Конечный результат - безопасность, сохранение здоровья и благополучие работающих людей при одновременном обеспечении экономической эффективности.

Проектирование рабочих систем сводит к минимуму риск возникновения человеческих ошибок и тем самым предотвращает возможные несчастные случаи и аварии. Сохранение здоровья достигается не только за счет сведения к минимуму или исключения вредных воздействий рабочей системы, но и путем формирования в процессе проектирования таких их свойств, которые будут оказывать положительное и благоприятное влияние на работающих людей. С одной стороны, сюда относится все, что связано с комфортом, и прежде всего предупреждение утомления и дискомфорта, с другой стороны, при более широком рассмотрении включаются такие факторы, как самооценка, удовлетворение работой и возможности для индивидуального развития человека. Экономические результаты проектирования рабочей системы - это эффективность, то есть выполнение рабочей системой своих функций, достижение качественного результата, и производительность - получение рабочей системой итога, при максимально возможном меньшем расходе времени, энергии и денежных средств.

Стандарт фиксирует научно обоснованные многократно проверенные на практике проектирования принципы, методы и требования эргономики. Новизна состоит в том, что они становятся общепринятыми и формулируются комплексно как положения международного нормативно-технического документа, с которым должны считаться проектировщики, конструкторы, инженеры, дизайнеры, архитекторы и другие специалисты.

При проектировании рабочих систем важное место отводится распределению функций между человеком и машиной. Этому предшествуют:

анализ возможностей и ограничений как человека, так и машины при выполнении ими функций в рабочей системе;

выбор между человеком и машиной в отношении выполняемых функций;

оптимизация соотношения между функциями человека и машинными функциями.

Исходными данными для распределения функций являются назначение рабочей системы и условия ее функционирования. Нередко системы должны выполнять задачи, конкурирующие между собой. В этих случаях нахождение компромисса представляет предварительное условие распределения функций. Одни функции передаются человеку, другие - техническому средству или программному обеспечению, но чаще всего они выполняются ими совместно. В этом случае функции должны быть не просто переданы одному или другому элементу системы, а разделены между человеком и машиной. Требования к выполнению человеком своих функций зависят от уровня автоматизации системы.

Распределение функций определяет качество не только функционирования рабочей системы, но и рабочей жизни людей. В идеале человеку должны быть отведены только те функции, выполнение которых положительно влияет на его здоровье, благополучие и безопасность, все другие должны быть переданы машине. Распределение функций признается в эргономике удовлетворительным, если рабочая нагрузка человека допустима (близка к оптимальной), а работа осмысленна, мотивирована, приносит удовлетворение.

2.2 Проектирование рабочих задач

Рабочие задачи и действия человека с производственным оборудованием составляют основное содержание проектирования рабочих систем, включая и проектирование взаимосвязанной групповой деятельности. Цель анализа и проектирования задач - создание основы интеграции человека и машины в единую систему.

В эргономике используется много терминов для обозначения анализа и проектирования рабочих задач. Деятельность - есть мотивированная целью работа и как таковая является частью поведения в целом. Всякое целесообразное действие представляет решение конкретной задачи, имеющей смысл для выполняющего его человека. Определяющими для проектирования рабочих задач служат цель и результат деятельности. От четкости формулировки цели, ее характера, степени субъективной осознанности, личной значимости зависят функциональные и эмоциональные компоненты деятельности и психофизиологического состояния работающих людей. Цель выполняемой человеком работы и ее место в структуре совместной с другими людьми деятельности задают степень ответственности за результаты труда, которая регламентируется как системой социально-экономических нормативов, так и субъективными критериями работающего. При повышенной степени личностной ответственности возможно возникновение эмоциональной напряженности, тревоги, отрицательно влияющих на деятельность и здоровье человека.

При проектировании рабочих задач и действий по их выполнению важное значение приобретает положение о том, что трудовая деятельность не сводится к совокупности чисто механических операций, что она представляет собой форму реализации и развития целого спектра способностей человека как личности. Именно такая трудовая деятельность становится объектом не только изучения, но и проектирования.

Проектирование рабочих задач и деятельности обусловливает формирование функционального состояния человека и уровень напряженности деятельности, динамику состояний работоспособности. Функциональное состояние человека формируется и активно преобразуется в деятельности, оказывая при этом влияние на успешность ее выполнения. Оно характеризуется степенью актуализации психофизиологических ресурсов индивида, потребовавшихся для выполнения стоящих перед ним задач. Функциональное состояние - качественно своеобразный ответ функциональных систем разных уровней на внешние и внутренние воздействия в процессе деятельности. Состояния, которым сопутствуют комплексы субъективных переживаний, многочисленны: усталость, вялость, бессилие - при утомлении; скука, апатия, сонливость - при монотонии; тревога, нервозность, переживание опасности и страха - при повышенной эмоциональной напряженности.

К особому виду функционального состояния относится утомление, вызванное временным снижением работоспособности под влиянием продолжительной или интенсивной нагрузки и приводящее к снижению ее эффективности. При этом работоспособность рассматривается как потенциальная возможность человека выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени, а рабочая нагрузка - как количественные характеристики деятельности различных физиологических систем или организма в целом, требуемые для успешного достижения трудовой цели. Нагрузка определяется не только требованиями деятельности, но и зависит от функционального состояния человека. Различают нагрузку:

умственную, зависящую от сложности и числа проблемных ситуаций;

физическую, связанную с силой, быстротой, координированностью и интенсивностью рабочих движений;

зависящую от субъективной значимости деятельности для человека.

Развитие теории и практики проектирования рабочих задач позволило сформулировать ряд практических рекомендаций. Эргономически спроектированные задачи должны:

облегчать их выполнение;

способствовать сохранению здоровья и обеспечивать безопасность работающих людей;

создавать предпосылки для развития умений и способностей;

способствовать благополучию работающих людей.

При проектировании задач следует избегать:

чрезмерных или слишком малых рабочих нагрузок, ведущих к неоправданному или избыточному напряжению и утомлению, к ошибкам или скуке;

чрезмерной повторяемости в действиях человека, приводящей к монотонности, пресыщению или скуке и к неудовлетворенности работой;

чрезмерного подстегивания быстроты выполнения задачи;

работы в полном одиночестве без всякой возможности социальных контактов.

В международном стандарте определены характеристики хорошо спроектированных задач, которые должны:

опираться на опыт и способности конкретных групп работающих людей;

обеспечивать использование большого числа умений, способностей и разнообразия видов деятельности;

предусматривать, чтобы выполняемые задачи представляли целостные единицы работы, а не ее фрагменты;

гарантировать, что задачи и деятельность по их выполнению вносят существенный вклад в функционирование рабочей системы и что работающий человек это осознает;

предусматривать определенную свободу выбора работающему человеку в принятии решений, темпа и способа выполнения работы;

обеспечивать достаточную обратную связь на языке, понятном работающему человеку;

создавать условия для развития имеющихся навыков и приобретение новых.

Эргономическое проектирование задач и деятельности человека сталкивается с проблемами принципиального характера. При проектировании рабочих систем необходимо точно различать формализуемые и неформализуемые компоненты деятельности. Это трудная задача поиска закономерностей постоянного изменения соотношения этих компонентов при создании и введении все новых и новых рабочих систем. Сложность проектирования рабочих задач и человеческой деятельности связана и с тем, что трудно и не всегда возможно прогнозировать поведение и потенциальные возможности людей, особенно в нестандартных ситуациях.

2.3 Проектирование работ

В соответствии со стандартом «Эргономические принципы проектирования рабочих систем» проектирование работ - это организация и определение последовательности во времени и пространстве отдельных рабочих задач. В узком значении работа есть единовременная задача. В другом употреблении работа означает специфический набор задач, выполняемых человеком. В широком смысле работа - это роль человека в организации, включая продвижение по службе. Проектирование работы связано с принятием четырех основных решений:

какие задачи будут выполняться в рабочей системе людьми;

как эти задачи будут группироваться между собой и поручаться людям;

как люди будут связаны друг с другом для того, чтобы их работа была скоординирована;

как они будут вознаграждаться за их деятельность в организации.

Эргономист принимает участие в проектировании работы, поскольку проект должен отвечать как организационным и индивидуальным, так и производственным требованиям. В содержательном отношении предметом его профессиональных интересов чаще всего являются:

философия и критерии проектирования работы; 2) анализ технических и организационных задач; 3) разработка не одного, а нескольких альтернативных проектов; 4) оценка потенциальной стоимости, достоинств и недостатков каждого из альтернативных проектов.

При проектировании работы принимается во внимание, что люди отличаются друг от друга уровнем образования, опытом, творческими способностями, интересами. Различаются они и по многим измерениям: росту, силе, навыкам. Кроме того, их индивидуальные трудовые действия и отношения изменяются изо дня в день в зависимости от самочувствия, настроения, контактов с другими людьми.

Сформулированы шесть критериев проектирования работы:

Критерий 1. Безопасность прежде всего. Неприемлем любой проект, подвергающий опасности жизнь работающего человека или его здоровье. На первом месте при проектировании стоит обеспечение безопасности, затем удобства деятельности и комфорт работающего человека. После этого рассматриваются т более высокие потребности человека.

Критерий 2. Машина должна быть «дружественной пользователю», приспособленной человеку, а не наоборот. Если система функционирует не вполне хорошо, следует перепроектировать машину или процедуры, а не винить работающего человека.

Критерий 3. Необходимо сводить к минимуму в проекте разного рода исключения, создавая условия, при которых, по возможности, каждый человек мог бы использовать данную машину или выполнить процедуру. Пол, возраст, сила и тому подобное не должны исключать для человека возможность участия в работе или других видах деятельности.

Критерий 4. Проектировать работу следует так, чтобы она была больше связана с интеллектуальной и социальной деятельностью. Физическую или канцелярскую работу могут выполнять машины.

Критерий 5. Создавая наилучшие условия для взаимодействия человека и машины, общения пользователя с компьютером, необходимо особое внимание уделять общению работающих людей, что позволит повысить эффективность работы и, что, возможно, еще важнее, - снизить количество ошибок.

Критерий 6. Машины следует использовать для повышения производительности труда человека.

При проектировании работы рекомендуется:

- поручать одному работнику несколько последовательных операций, относящихся к одной и той же рабочей функции (расширение работы);

- поручать одному работнику несколько последовательных операций, относящихся к различным рабочим функциям. Например, выполнение сборочной операции, проверка качества, устранение дефектов (обогащение работы);

- предусматривать смену вида деятельности;

- предусматривать необходимые и возможные перерывы.

При пользовании указанными рекомендациями особое внимание следует обратить на различия в работоспособности в дневное и ночное время, на различия работоспособности у разных работников, на изменение работоспособности с возрастом, а также и на индивидуальные особенности.

К содержательным аспектам проектирования работы относятся:

ее привлекательность и осмысленность;

создание условий для обучения, для чего нужны критерии оценки выполнения деятельности и обратная связь;

определенная свобода в принятии решений, включающая свободу действий и суждений и оценивание их на основе объективных результатов;

социальная поддержка на рабочем месте - наличие тех, на чью помощь и понимание можно рассчитывать;

признание вклада каждого работающего человека;

связь трудовой роли человека с его жизнью вне работы;

благоприятные перспективы - продвижение по службе, отсутствие тупиковых ситуаций;

соответствие возможностей выбора работы индивидуальным различиям и обстоятельствам.

Проектирование работы наиболее эффективно, когда оно выполняется на макроэргономическом уровне. Кроме того, желательно, чтобы работающие люди знали, какие виды работ следуют за теми процессами, в которые они вовлечены. Это важно для понимания ими роли и функций других работников и лучшего осознания тех ограничений и нагрузок, в условиях которых они работают.

2.4 Проектирование рабочего пространства и рабочего места

2.4.1 Общие положения. Трудовая активность человека во многом определяется условиями, в которых он работает. К ним прежде всего относится рабочее пространство и рабочее место. Та часть рабочего пространства, где располагается производственное оборудование, с которым взаимодействует человек в рабочей среде называется рабочим местом.

Проектирование рабочего пространства, несмотря на определенные трудности, следует начинать до принятия инженерных и производственных решений, ограничивающих число вариантов планировок, в соответствии с которыми может быть установлено оборудование, и до того, как приступят к подготовке чертежей общих видов. Если проектная группа не изучит требования работающих людей в самом начале и не откажется от традиционной практики разработки нового оборудования и проектирования рабочего пространства, то вряд ли можно рассчитывать на какие-либо радикальные усовершенствования. Будет закрыта дорога не только к усовершенствованиям, возможны даже решения рабочего пространства и рабочего места, которые приведут к негативным последствиям для работающих людей.

Эргономическое проектирование рабочих пространств и рабочих мест производится для конкретных рабочих задач и видов деятельности с учетом антропологических, биомеханических, психофизиологических и психических возможностей и особенностей работающих людей. Оно должно создать наилучшие условия для:

Размещения работающего человека с учетом рабочих движений и перемещений в соответствии с требованиями технологического процесса;

Выполнения основных и вспомогательных операций в удобном рабочем положении, соответствующем специфике трудового процесса, и с применением наиболее эффективных приемов труда;

Расположения средств управления в пределах максимальных и минимальных границ пространства движений человека (по ширине, глубине и высоте);

Оптимального обзора источников визуальной информации, смены рабочей позы и рабочего положения;

Свободного доступа к местам профилактических осмотров, ремонта и наладки, удобства их выполнения;

Рационального размещения рабочего оборудования, безопасности работающих.

Размеры проходов между элементами рабочего места рассчитываются в зависимости от частоты их использования и числа работающих людей, рациональных маршрутов их движения, необходимых размеров транспортных проездов, требований техники безопасности и санитарно-гигиенических норм. Размеры транспортных проездов должны быть не менее ширины транспортного средства плюс пространство, занимаемое телом стоящего человека в спецодежде.

2.4.2 Рабочие положения, позы и движения. Рабочее пространство и организация рабочего места, досягаемость и величина усилий на органы управления, а также характеристики обзорности обусловливаются прежде всего положением тела работающего. С точки зрения биомеханики положение тела зависит от ориентации его в пространстве и от величины площади опоры. Наиболее распространены рабочие положения стоя и сидя, реже - лежа. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, степенью напряжения мышц, состоянием кровеносной и дыхательной систем, расположением внутренних органов и, следовательно, расходом энергии.

Выбор рабочего положения связан с размерами пространства движений человека, величиной и характером (статическая, динамическая) рабочей нагрузки, объемом и темпом рабочих движений, требуемой степенью точности выполнения операций, особенностями предметно-пространственного окружения.

Поза - это взаиморасположение звеньев тела, независимое от его ориентации в пространстве и отношения к опоре. Термин «рабочая поза» обозначает наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение звеньев тела при выполнении трудовых операций. Рабочая поза динамична. Ее изменение связано с рабочими движениями, причем поза рассматривается как пространственная граница фазы движения (начальная, граничная, конечная). Сохранение той или иной позы происходит при активном участии нервно-мышечной системы.

Особое внимание следует уделять рабочей позе и условиям ее поддержания при проектировании рабочих задач и деятельности, в выполнении которых преобладают двигательные компоненты и требуется длительное поддержание определенной рабочей позы.