Эргономические требования имеют место при проектировании оборудования, технологической и организационной оснастки, планировке рабочего места.

Процессу труда работника, независимо от того, какие функции он выполняет, свойственны присущие ему закономерности, определяющие:

- размещение работника в рабочей зоне;

- положение рабочей зоны;

-последовательность, количество и пространственную протяженность составляющих трудовой процесс трудовых движений;

- последовательность вхождения человека в работу;

- появление, наращивание и снижение утомляемости.

Эргономика исследует влияние, оказываемое на функциональное состояние и работоспособность человека различными факторами производственной среды. Последние учитываются при проектировании оборудования, организационной и технологической оснастки, при обосновании планировки рабочих мест. Правильная планировка должна предусматривать такое размещение работника в зоне рабочего места и такое расположение в ней предметов, используемых в процессе работы, которые бы обеспечили наиболее удобную рабочую позу; наиболее короткие и удобные зоны движения; наименее утомительные положения корпуса, рук, ног и головы при длительном повторении определенных движений.

2.1. Критерии психофизиологических возможностей человека

Огромную роль в овладении специальностью играет комплекс психофизиологических качеств человека, и в первую очередь таких, как функции слухового, зрительного анализаторов, оперативная и долговременная память, степень концентрации и переключаемости внимания, эмоционально-волевые качества, психомоторная реакция, нервно-психическая устойчивость и некоторые другие факторы.

В принципе можно любого физически и психически здорового человека обучить выполнению обязанностей какой-либо профессии. Однако практика подготовки специалистов при учете фактора времени и экономической целесообразности показывает, что наибольшей эффективности обучения можно добиться у людей, обладающих необходимым комплексом психофизиологических качеств, выявление которых может быть осуществлено проведением психофизиологического отбора. Поэтому целесообразно до начала обучения проводить индивидуальную оценку этих качеств с целью определения лиц, наиболее способных к обучению и овладению конкретной специальностью. Это позволяет значительно сократить сроки подготовки и снизить отсев в процессе обучения.

Принято различать два основных экспериментальных подхода к изучению профессиональных способностей - аналитический, который включает в себя методические приемы исследования отдельных психофизиологических функций, процессов, свойств личности, и синтетический, к которому относятся методические приемы, основанные на имитации или моделировании отдельных трудовых действий, их совокупностей или всей деятельности в целом.

При применении первого подхода исходят из того, что любой рабочий процесс можно рассматривать как последовательность определенных действий, уровень выполнения которых зависит от ряда психофизиологических качеств человека, имеющих для каждого действия, а также для одного и того же действия, но в различных видах деятельности, разную значимость и вес. Определив возможности человека в отношении этих качеств, можно установить и пригодность его не только для данной конкретной специальности, но и для всех специальностей, деятельность в которых требует такого же сочетания этих качеств.

Необходимо также отметить, что использование синтетических методик для прогнозирования способностей человека к деятельности в определенной рабочей ситуации вряд ли дает основание для предсказания уровня его функционирования в случае, если структура системы будет частично или полностью отличаться от структуры применяемых для отбора технических средств.

Психофизиологический групповой показатель

Изучение данного группового показателя необходимо для обеспечения оптимизации приема и переработки информации человеком, а также построение рационального режима труда и отдыха на рабочем месте.

Таблица 2. Критерии психофизиологических возможностей человека.

По данным таблицы рассчитаем величину обобщенного психофизиологического группового показателя СЧТС:

Хср=(3+3+3+3+2+3) /6=2,8

М2 = 2 + 0,9*((2,83 - 2) /(3 - 2)) = 2,747

Для определения оптимального режима труда и отдыха, под которым понимается порядок чередования и продолжительности периодов работы и отдыха, обеспечивающих поддержание высокой работоспособности и получение необходимых производственных результатов при сохранении здоровья работников.

Работоспособность - это способность человека сохранять и повышать интенсивность физиологических процессов в двигательном аппарате, в нервной системе, в дыхательном аппарате и органах кровообращения. Определим работоспособность слесаря механосборочных работ на рабочем месте. Чтобы определить работоспособность человека воспользуемся методом Крепелина, задачей которого является исследование усталости.

2.2. Методы определения утомления и напряженности труда

2.2.1. Физиологические методы определения функционального состояния

Физическая динамическая нагрузка.

Физическая динамическая нагрузка, характеризует работу по перемещению груза руками по горизонтали и вертикали.

1) Перемещение груза в пределах рабочего места

2) (в радиусе 1м) относится к региональным видам работ, выполняемых обычно в рабочей позе "стоя" или "сидя-стоя" (станочные, конвейерные работы). При увеличении зоны технического обслуживания до 5 и более метров следует говорить о динамической работе общего типа (кузнечные, формовочные, погрузочно-разгрузочные работы и т.п.).

В основе расчета лежит эмпирическая формула:

, кгм, где

P - вес переносимого груза, кг;

Hn - высота подъема, м;

H0 - высота опускания, м;

L - длина переноса груза по горизонтали, м.

6 - коэффициент, учитывающий перенос звеньев тела;

N - количество одинаковых технологических циклов в течение смены.

Вес груза определяется с помощью весов, безмена или технологических карт.

Траектории перемещения груза измеряются рулеткой.

Сложный технологический процесс для удобства расчета разбивается на простые элементы (например, разогрев-ковка-закалка металла-отпуск в кузнице), которые необходимо суммировать в целом и за смену.

При отсутствии подъема, переноса или опускания груза этот фрагмент исключается из расчета.

Расчет физической динамической нагрузки без учета указанных условий приводит к существенному искажению уровней этого показателя.

Масса груза, кг.

Переносимым грузом может быть не только изделие, но и любой предмет труда, в т. ч. и рабочий инструмент. Следует учесть количество таких подъемов и переносов путем подсчета за один технологический цикл и в целом за смену.

Периодичность перемещения груза определяется путем деления суммарного количества перемещений за смену на количество часов в смене.

Перенос груза реже двух раз за час считается периодическим; два раза и чаще постоянным. Вес груза определяется с помощью весов, безмена или уточняется по технологическим картам. Такой показатель встречается во многих профессиях.

Суммарная масса груза за час, кг.

Речь идет о перемещениях достаточно больших масс груза с пола и с рабочей поверхности или о весьма частом их перемещении (грузчики, мясообвальщики, бойцы скота, каменщики, гранитчики и т.д.) следует учесть сумму масс грузов, перемещаемых за один технологический цикл и в целом за смену.

Суммарная масса за час определяется путем деления суммы масс грузов за смену на количество часов в смене. Выстой расположения груза при подъеме следует считать:

уровень пола - при высоте от 0 до 200мм;

уровень рабочей поверхности - при высоте от 200 до 1000 мм [1].

Вес груза можно узнать из технологических карт или измерить с помощью товарных весов.

Стереотипные движения в суставах.

Стереотипность рабочих движений создается при навязанном характере технологических операций, совершаемых в быстром темпе (конвейерные, станочные работы). Движения пальцами и кистью руки обычно высококоординированы и характерны в большей степени для рабочих поз "сидя" и "сидя-стоя". Рабочие позы "стоя", а также и "сидя-стоя" требуют более высокоамплитудных движений в плечевом и локтевом суставе.

Стереотипность является важной биомеханической характеристикой автоматизированного и механизированного трудового процесса. При отсутствии в нем организованного внутрисменного отдыха в сухожильно-связочных структурах суставов происходит накопление остаточной деформации, которая может привести к перенапряжению соответствующих отделов опорно-двигательного аппарата.

Для исследования стереотипных движений сначала требуется определить суставы, несущие основную двигательную нагрузку, и характер совершаемых в них движений (сгибание-разгибание, отведение - приведение, вращение). За единицу подсчета следует принять одно элементарное движение. Для определения их количества за рабочую смену используют следующие приемы:

Для нециклических операций (малярные, стоматологические, парикмахерские работы и т.п.) подходит простой визуальный подсчет за период времени 15,20 или 30 мин. Расчет суммарной сменной нагрузки следует вести путем пропорции исходя из времени занятости данной работы в течение дня.

Для операций имеющих строгую цикличность (конвейерные работы, особенно с прерывистым тактом движения), достаточно подсчитать движения за один такой цикл и умножить на среднесменное количество технологических операций.

Технологические операции со сложным алгоритмом исполнения требуется разбить на более простые действия (например, ликвидация обрыва нити при прядении и ткачестве), каждое из которых потребует подсчета элементарных движений. Суммируя все движения за один такой цикл и умножая на количество циклов за смену, получаем искомую величину.

При выполнении методики необходимо воспользоваться секундомером и технологическим регламентом.

Статическая нагрузка, кг.

Статические напряжения мышц имеют место при удержании грузов или приложении усилия в любом направлении. При этом длина работающих мышц не изменяется, а их тонус возрастает. По этой причине мышца функционирует в режиме дефицита кислорода из-за частичного спазмирования кровеносных сосудов, вследствие чего ее утомление наступает гораздо быстрее, чем при динамической работе.

Эти обстоятельства делают статическую нагрузку более энергоемкой по сравнению с динамической, а значит и более утомительной для опорно-двигательного аппарата.

При оценке статических нагрузок определяют, на какую область она приходится. Нагрузка на одну руку часто имеет место на конвейерных работах, выполняемых в позе <сидя> (пайка печатных плат, шлифовка, роспись фарфора), а также при станочных, строительных отделочных работах, выполняемых в позе <стоя> (фрезерные, токарные работы, окраска пистолетом и т.п.).

Нагрузка на две руки также встречается при конвейерных и других работах (затяжка верха кожаной обуви, вулканизация резиновой обуви, при газоэлектросварке, газорезке металлов и проч.).

Нагрузка на весь корпус и ноги встречаются в технологиях, где требуется удержание значительных масс груза или приложение больших усилий (облицовка гранитом, толкание или тяга тяжелых тележек, обрубка литья, зачистка сварных швов, обвалка мясных туш, гранение тяжелых изделий из хрусталя и т.д.).

Статические усилия могут прилагаться в различных направлениях: "к себе" - при качении, волочении, управлении рычагами; "от себя" - при толкании, качении, кантовке, броске, управлении рычагами.

Величину прилагаемого усилия (или вес удерживаемого груза) в кг следует определять безменом, динамометром на "сжатие" или на "растяжение"

Время выполнения операций, связанных со статической нагрузкой определяется хронометражным методом, изложенным в разделе II.

Суммарная среднесменная статическая нагрузка вычисляется по эмпирической величине:

, где

Р - среднесменная статическая нагрузка, кгс;

p - вес груза или усилие, кг;

t - время выполнения операции, с.

При циклических операциях (например обвалка туши, трамбовка формовочной земли, шлифовка изделий) математическая модель расчета суммарной сменной нагрузки примет вид:

, где

N - число однотипных операций за смену, при условии, что Р и t в технологической операции постоянны.

При нециклических работах (обрубка литья,

зачистка сварных швов,

монтаж каменных плит и т.д.) можно воспользоваться следующими вариантами расчета:

а) , кгс

при условии, что Р (вес, усилие) одинаково, а

- суммарное время операций за смену.

б) + 2 + ,

при условии, что усилие (вес) и время выполнения операций различны.

Уровни нагрузок для женщин очевидно следует принимать на 40% ниже, чем для мужчин.

Рабочая поза, % пребывания

Характер рабочей позы обусловлен организацией технологического процесса и рабочего места в соответствии с требованиями эргономики. Ее сохранение связано с позотоническим напряжением мышц статического характера, которое тем больше, чем поза менее рациональна. Длительное ее поддержание сообщает труду дополнительную, а иногда и основную тяжесть.

При оценке характера рабочей позы следует иметь в виду, что:

· свободная поза комфортна и может быть изменена в любой момент по усмотрению работающего;

· фиксированная поза (очевидно, сидя) может иметь место в условиях, когда рабочее место достаточно эргономично с точки зрения ГОСТ 12.2.032-78, но технологический процесс не позволяет его покинуть (конвейер, кабина транспортного средства). Рабочая поза <сидя> становится <Неудобной>, когда рабочее место по своим эргономическим параметрам не соответствует указанному ГОСТу, что влечет за собой излишнюю активность мышц корпуса.

Вынужденной является поза создается при работе на коленях, на корточках, с глубоким наклоном корпуса (более 45о), лежа, стоя с поднятыми руками, вися на подвеске и т.д.

Рабочая поза <стоя> может быть оценена с точки зрения ее рациональности и соответствия рабочего места, ГОСТ 12.2.033-78, однако, основной ее характеристикой будет время пребывания в течение рабочего дня.

Периоды пребывания в основной рабочей позе определяются методом хронометражных исследований (сплошных, либо выборочных).

Процент пребывания вычисляется по отношению к общей продолжительности смены.

Основная оценка этого показателя обусловлена временем пребывания в наименее благоприятной рабочей позе.

Вынужденные наклоны корпуса более 300

Этот фактор по своему значению и методу оценки идентичен стереотипным движениям. При его определении следует взять за основу один период времени или одну типичную технологическую операцию, которые связаны с вынужденными наклонами, суммарное количество за смену вычисляется путем пропорции на среднесменное время выполнения таких операций.

Перемещение в пространстве, км.

Суммарный сменный технологический маршрут, преодолеваемый работником, может быть определен с помощью шагомера, рулетки, техрегламента, в котором может быть указана зона технологического обслуживания.

Метод шагометрии предполагает подсчет количества шагов за смену или за период времени с помощью шагомера. Если подсчет ведется визуально, то за основу берется одна технологическая операция или период времени (30 мин, 60 мин) с дальнейшим пересчетом на весь рабочий период. Суммарное количество шагов умножается на 0,5 м (для женщин) или на 0,6 м (для мужчин) и выражается в км.

Можно воспользоваться длиной технологических маршрутов и их количеством за смену для расчета протяженности переходов (почтальоны, слесари различных специальностей и т.п.).

При перемещении по лестницам и пандусам используются те же принципы оценки, и результат соотносится с передвижением по вертикали.

Горизонталью следует считать плоскость с наклоном от 00 до 300, вертикалью - от 300 до 900.

2.2.2 Психологические методы определения функционального состояния

Интеллектуальные нагрузки.

Интеллектуальные нагрузки рассматривают трудовой процесс с точки зрения его мыслительной деятельности. Они имеют экспертные оценки, которые исследователь устанавливает на основе изучения функциональных обязанностей работников, техрегламентов работы, наблюдения алгоритма деятельности.

1) Содержание работы связано со сложностью задач, решаемых по известным, алгоритмам простым или сложным, (ручной, механизированный, автомати-зированный, диспетчерский труд и многое другое). Для творческого труда характерна поисковая работа, создание нового алгоритма, что является наиболее сложным в умственном труде (труд композитора, поэта, художника, архитектора, технолога и т.п.). Целый ряд трудовых процессов следует отнести к смешанным по характеру их алгоритмизации (медицина, педагогика и т.п.).

2) Восприятие сигналов отражает необходимость получения информации сенсорными системами организма и реагирования на нее в различных по сложности условиях (автоматизированный, диспетчерский труд).

3) Сложность работы возрастает от простого исполнения задания с контролем собственной деятельности до контроля работы, выполненной другими лицами и распределения работы целому подразделению (инженерно-технический персонал, руководители, заведующие подразделениями организаций различного профиля).

4) Характер работы может быть обусловлен деятельностью по свободному плану (бизнес, творчество, надомный труд) или по графику (большинство профессий в организациях, на предприятиях). Работа в условиях дефицита времени свойственна диспетчерским службам, многим профессиям на транспорте, в медицине.

Сенсорные нагрузки.

Напряжение сенсорных систем, к которым относят зрение, слух, речь характерно для любого вида труда и особенно для умственного.

Блок сенсорных характеристик, включающий: длительность сосредоточенного наблюдения, плотность сигналов за 1 час, число объектов одновременного наблюдения условно характеризует произвольное, волевое внимание, направленное на предмет деятельности.

1) При определении времени сосредоточенного наблюдения (в процентах к продолжительности смены) следует выполнить хронометраж технологических периодов, требующих продолжительной фиксации взгляда (работа с экраном ПВМ, точная сборка на конвейере, корректорские работы, роспись фарфора и т.п.).

2) При определении плотности потока воспринимаемой информации сигналом следует считать звуковое, световое или цветовое, цифровое, визуальное сообщение, требующее дифференцированного восприятия и ответа.

Количество всех сигналов, принимаемых работающим за один час определяется путем их прямого подсчета за час, либо за технологический период с последующим пересчетом на один час.

3) Объектом наблюдения следует считать предмет, находящийся в центральном или периферическом поле зрения, а также и вне его, однако, требующий напряжения внимания и являющийся источником любого вида сигналов для работающего.

При определении числа объектов одновременного наблюдения необходимо учесть все объекты, находящиеся в поле зрения.

4) Напряжение зрительного анализатора характеризуется размерами рассматриваемого объекта, работой с оптическими приборами и экранами видеотерминалов. Все эти факторы имеют временные характеристики как в процентах от общей продолжительности смены, так и непосредственно в часах работы. Поэтому при их определении следует воспользоваться методом хронометража.

Время сосредоточенного, наблюдения за объектом зрительной работы должно, соответствовать, времени, указанному в п.1.

Размер объекта и расстояние до него измеряют линейкой, рулеткой или оценивают визуально. Целесообразно использовать для этой цели данные техрегламента.

5) При определении величины нагрузки на органы слуха следует исходить из таких уточняющих обстоятельств, как "помехи", на фоне которых речь должна быть расслышана с того или иного расстояния. Когда их нет, разборчивость слов принимается за 100%. По мере усиления помех эта разборчивость уменьшается.

По одной из методичек НИИ Медицины труда РАМН разборчивость слов зависит от отношения громкости речи и фонового уровня шума, который и является "помехой":

1 класс - помех нет, разборчивость слов - 100%;

2 класс - громкость речи больше уровня шума на 10 - 16 Дб;

3 класс - громкость речи равна уровню шума;

4 класс - уровень шума больше громкости речи на 5 Дб.

6) Нагрузка на голосовой аппарат характеризует напряжение органов речи, имеющее место при интенсивной вокальной разговорной деятельности с необходимостью форсирования звука. Она определяется с помощью хронометражного метода. Для получения суммарной нагрузки за неделю следует воспользоваться графиками радио или телепередач, лекций, репетиций, спектаклей и т.п., в течение недели. Нагрузки на слуховой и голосовой аппарат характерны для профессий вокально-речевого жанра (артистов, педагогов, диспетчеров, телефонистов, сферы обслуживания, руководителей и служащих различных ведомств).

Эмоциональные нагрузки.

Эмоциональные нагрузки в трудовом процессе обусловлены разнообразными причинами.

1) Ответственность различной степени за результат собственной деятельности может иметь моральный, материальный, административный, уголовный аспекты.

2) Наиболее существенным из всех показателей напряжённости является риск для здоровья и жизни (своей и других лиц) безотносительно к степени его вероятности.

Отрицательные эмоциональные нагрузки, будучи проявление профессионального стресса, сопровождаются напряжением вегетативных функций (повышение уровней пульса и кровяного давления, усилением потоотделения, изменением температурной реакции кожи).

В дальнейшем это может привести к негативным последствиям со стороны сердечно-сосудистой системы.

Эмоциональные нагрузки часто встречаются в профессиях связанных с медициной, педагогикой, вождением транспорта, сферой обслуживания, бизнесом. Они характерны также для диспетчеров различных служб, спасателей, пожарных, милиции и т.п.

Монотонность нагрузок.

1) Число элементов в операции и их продолжительность в секунду являются характеристиками сенсомоторной (рукотворной) деятельности. Эти показатели можно исследовать хронометражным методам на примере любых работ локального, локально-регионального и регионального типа, выполняемых на конвейере с непрерывным или прерывистым тактом.

2) Время активных действий и время пассивного наблюдения это проявления монотонности сенсорного типа, свойственной диспетчерским видам труда, вождению транспорта, работе в охране. Они также определяются путем хронометрических исследований. Величина этих периодов высчитывается в процентах к общей продолжительности смены.

2.3. Методика измерения работоспособности

Режим труда и отдыха - это устанавливаемые для каждого вида работ порядок чередования и продолжительность периодов работы в отдыха. Научно обоснованный режим обеспечивает поддержание высокой работоспособности, сохранение здоровья трудящихся. Он должен, предусматривать правильное чередование времени работы с микропаузами и перерывами на отдых.

Продолжительность рабочего дня, сменность и регламентация внутрисменного отдыха должны быть отражены фактически. Эту информацию следует получить в отделе кадров, у руководителей предприятий и его подразделений, у самих работающих, а также путем хронометражных наблюдений.

При оценке показателей режима труда рабочий период в 24 часа, суточные и вахтовые смены, ненормированный рабочий день должны быть отнесены в другой класс. Величина этих периодов высчитывается в процентах к общей продолжительности смены.

Учитывая особенности труда, в котором преобладают интеллектуальные и эмоциональные нагрузки, при оценке этих факторов следует подробно изучить функциональные обязанности работающих, технологические инструкции и при необходимости прибегнуть к опросу и интервьюированию работников.