1-1. Ergonomia - pojęcia podstawowe       


dr hab. inż. Edwin Tytyk - prof. nadzw. Politechniki Poznańskiej


 1-1.3. Definicja, przedmiot i zakres ergonomii. Ergonomia jako wiedza              interdyscyplinarna

 1-1.3.1. Geneza i nazwa ergonomii

Praca jest działalnością celową, nierozerwalnie związaną z egzystencją człowieka jako gatunku biologicznego. Zróżnicowane i niekiedy bardzo surowe warunki zewnętrzne zmusiły człowieka do poszukiwania skutecznych sposobów zdobywania żywności, obrony przed wrogami, ochrony przed zimnem, zachowania zdobytych dóbr itp. Doniosłym odkryciem było posługiwanie się narzędziami - najstarsze kopalne ślady użycia narzędzi kamiennych pochodzą z terenów Tanzanii w Afryce i określone są na 2,5 miliona lat. Wcześniej używano zapewne narzędzi z drewna i kości, gdyż materiały te łatwiej poddają się obróbce - lecz są one znacznie mniej trwałe od kamieni i dlatego nie przechowały się do naszych czasów [5].

Posługiwanie się narzędziami - początkowo bardzo prostymi, jak kij, maczuga, odpowiednio ukształtowany kamień, potem coraz bardziej złożonymi i wyrafinowanymi maszynami i innymi urządzeniami technicznymi - okazało się niezwykle skuteczne w realizowaniu zaplanowanych zadań. Człowiek z konieczności związał się na stałe z urządzeniami technicznymi i to w takim stopniu, że dziś nie jest możliwe przeżycie populacji ludzkiej na Ziemi bez wspomagania techniką i technologią (przez technikę rozumiemy środki techniczne: narzędzia, maszyny, przyrządy, aparaty i inne urządzenia techniczne. Technologia natomiast oznacza sposób (sposoby) wykonania, wytwarzania, osiągania celu).

Uzależnienie człowieka od techniki przynosi rezultaty nie tylko pożądane. Na negatywne skutki zwracano uwagę już od dawna, lecz początkowo były to spostrzeżenia incydentalne i dotyczyły pojedynczych, wyizolowanych zjawisk, np. zanieczyszczeń powietrza i hałasu. Trudy związane z wykonywaniem pracy fizycznej przez wiele wieków nie były przedmiotem uwagi, gdyż w czasach starożytnych pracę fizyczną wykonywali głównie niewolnicy, traktowani całkowicie przedmiotowo. Wolnym ludziom też czasem dokuczały pewne uciążliwości, bo w 100 r. p.n.e. Marcus Vitruvius Polio (Witruwiusz), autor dzieła De architectura libri decem (O architekturze ksiąg dziesięć) przestrzegał przed budowaniem miast w pobliżu bagien, z uwagi na nieprzyjemne, trujące wyziewy i niezdrowe powietrze. Podobne problemy dokuczały ludziom od czasów, gdy zaczęli żyć w dużych skupiskach miejskich. W XIII wieku władca pewnego niemieckiego księstwa zakazał moczenia lnu i konopi w pobliżu osiedli ze względu na przykre odory, a król Edward I zakazał stosowania węgla jako opału z uwagi na nadmierne zadymienie Londynu. Pierwsze urządzenia odpylające opracowano dopiero w XVIII wieku, lecz znalazły one zastosowanie po 150 latach.

Hałas to nie jest wynalazek XIX i XX wieku. Już Dante Aligheri (1265-1321) w Boskiej komedii pisał, że dźwięki są wynalazkiem diabła. Przypadki utraty słuchu przez rzemieślników pracujących przy obróbce kamienia, brązu i żelaza odnotowano już 2000 lat temu w Cesarstwie Rzymskim. W 100 r. p.n.e. w Rzymie ustanowiono prawo budowlane zabraniające lokalizowania hałaśliwych zakładów rzemieślniczych w pobliżu domów zamieszkiwanych przez uczonych, a w 45 r. p.n.e. ograniczono ruch wozów po brukowanych ulicach, aby zmniejszyć hałas (ustawa Julia Municipalis) [21].

Jest bezspornym faktem, że - jak dotąd - wraz z rozwojem techniki rosła liczba osób narażonych na nadmierny hałas. Obecnie na świecie w nadmiernym hałasie żyją setki milionów ludzi - i to głównie w krajach o rozwiniętej technice i gospodarce. Jest to najpowszechniejsze zagrożenie spośród wszystkich zjawisk fizycznych, na jakie są narażeni ludzie w końcu XX wieku. Niestety, nie jest to zagrożenie jedyne, które zawdzięczamy współczesnej technice.

Z tej konstatacji wynika potrzeba prowadzenia badań naukowych mających na celu poznanie wpływu techniki na człowieka i określenie zasad tworzenia techniki "przyjaznej" dla ludzi i ich środowiska.

Mało znanym orędownikiem humanizowania pracy był polski jezuita, ksiądz Stanisław Solski. W 1690 r. (czasy króla Jana III Sobieskiego !) w Krakowie wydał on drukiem imponujące dzieło z dziedziny inżynierii, budownictwa i architektury, pt.: Architekt polski, to jest nauka ulżenia wszelkich ciężarów, używania potrzebnych machin... Stanisławowi Solskiemu przyświecały dwa cele. Pierwszy, można rzec: dydaktyczno-oświatowy polegał na tym, że dzieło to wbrew ówczesnym zwyczajom zostało napisane w języku polskim, z tłumaczeniem obcojęzycznych terminów technicznych, aby rzemieślnicy polscy mogli z niego czerpać wiedzę na poziomie światowym. Drugi cel wyjawia następujący fragment

    Cytat z książki Architekt polski Stanisława Solskiego z 1690 roku
 fol. nr 4
   

"Robotni ludzie dźwigają jako bydlęta, czegom się z słusznym politowaniem często napatrzył, zwłaszcza przy dozorcach niebacznych, którzy ludzi słabszych i chorych zwykli naglić do dźwigania ciężarów srogich, nie dołożywszy słuszney liczby dźwigających, albo nie podawszy sposobu, jako by ciężaru mogli zelżyć" [27, s.32-40].

Przy ówczesnym poziomie techniki podstawową uciążliwością w pracy był zapewne wyłącznie nadmierny wysiłek fizyczny, stąd też "XVII-wieczna ergonomia" tym właśnie problemem się zajmowała.

Nazwa stosunkowo młodej dyscypliny naukowej, jaką jest ergonomia, etymologicznie wywodzi się z dwóch greckich słów: ergon praca oraz nomos prawo, zasada. Potrzebę rozwijania tej nowej dyscypliny oraz jej nazwę zaproponował po raz pierwszy w świecie - polski przyrodnik, prof. Wojciech Bogumił Jastrzębowski, drukując w 1857 r. w czterech kolejnych numerach (od nr 29 do nr 32) poznańskiego czasopisma Przyroda i Przemysł obszerną pracę pt.: Rys Ergonomji czyli Nauki o Pracy, opartej na prawdach poczerpniętych z Nauki Przyrody. Znajdziemy tam następującą definicję [13, s.193]

    Definicja ergonomi według Wojciecha B. Jastrzębowskiego z 1857 roku
 fol. nr 5
   

"Nazwiskiem Ergonomji, wziętem od wyrazu greckiego ergon (ergon) praca i nomos (nomoz) prawo, zasada, oznaczamy Naukę o Pracy, czyli o używaniu nadanych człowiekowi od Stwórcy sił i zdolności".

Wojciech Bogumił Jastrzębowski urodził się w 1799 r. w Gierwatach k. Mławy, a zmarł w 1882 r. w Warszawie, nie doczekawszy się uznania ani za swą prekursorską pracę o ergonomii, ani za inne, także istotne, dokonania w dziedzinie botaniki, chemii, mineralogii i prakseologii. Postulując potrzebę stworzenia nowej dyscypliny naukowej - ergonomii, pomysłodawca i twórca jej nazwy wyprzedził swoją epokę i wskutek tego został zapomniany na okres ok. 100 lat.

Problemy wynikające z "niedopasowania" techniki do człowieka pojawiły się w sposób wyraźny dopiero na początku XX wieku, w okresie intensywnego uprzemysławiania niektórych dziedzin wytwórczości (głównie: włókiennictwa, hutnictwa, górnictwa, budowy maszyn). Idea maksymalizacji zysku doprowadziła do traktowania człowieka jako "dodatku do maszyny", a przy tym - mało sprawnego, zawodnego, wymagającego nadzoru i przymusu. Zasady organizacji pracy wprowadzane w amerykańskim przemyśle przez Fredericka Taylora stwarzały dla osób tam pracujących nieludzkie warunki przez całkowite podporządkowanie człowieka systemom maszynowym (warto przypomnieć sobie obraz pracy przy taśmie produkcyjnej w znanym filmie z Charlie Chaplinem). Wady "tayloryzmu" próbowali łagodzić Frank Gilbreth i jego żona Lillian, którzy zainicjowali systematyczne badania sposobów pracy ludzkiej i wykonywania ruchów roboczych. Wyniki ich badań pozwoliły na opracowanie "zasad ekonomiki ruchów" i zapoczątkowały głębokie zmiany w wartościowaniu ludzkiej pracy [29].

W okresie II wojny światowej nasycenie techniką każdego przejawu ludzkiej działalności, a szczególnie pracy, oraz konieczność intensyfikacji produkcji na potrzeby wojenne spowodowały, że liczne przypadki niedostosowania urządzeń technicznych do możliwości człowieka-operatora miały przebieg drastyczny, powodując wiele szkód, urazów i śmierci. Prowadzenie systematycznych, naukowych badań nad pracą ludzką wspomaganą przez technikę stało się koniecznością.

W 1949 r. w Wielkiej Brytanii powstało pierwsze w świecie Towarzystwo Badań Ergonomicznych (Ergonomic Research Society, ERS). W 1957 r., w 100 lat po opublikowaniu pracy W. Jastrzębowskiego, w USA powołano Towarzystwo Czynnika Ludzkiego (Human Factors Society, HFS). W następnych latach w wielu państwach powstały lokalne towarzystwa zajmujące się badaniami ergonomicznymi, a w 1959 r. w Oxfordzie odbyła się pierwsza międzynarodowa konferencja, na której powołano Międzynarodowe Stowarzyszenie Ergonomiczne (International Ergonomics Association, IEA). W 1977 r. zawiązano Polskie Towarzystwo Ergonomiczne, PTErg, które jest członkiem IEA.

 1-1.3.2. Definicja, przedmiot i zakres ergonomii

W literaturze spotkać można wiele definicji ergonomii. Nie są one wzajemnie sprzeczne czy konkurencyjne, lecz raczej się uzupełniają, akcentując różne odcienie znaczeniowe, zależnie od pierwotnej dyscypliny naukowej autorów definicji.

Na pierwszym miejscu należy przytoczyć definicję zamieszczoną w Statucie Polskiego Towarzystwa Ergonomicznego z 1983 r. (Rozdz. II §11),

    Definicja ergonomi Polskiego Towarzystwa Ergonomicznego (PTErg)
fol. nr 6
   

"Ergonomia jest to nauka stosowana, zmierzająca do optymalnego dostosowania narzędzi, maszyn, urządzeń, technologii, organizacji i materialnego środowiska pracy oraz przedmiotów powszechnego użytku do wymagań i potrzeb fizjologicznych, psychicznych i społecznych człowieka".

W statucie Międzynarodowego Stowarzyszenia Ergonomicznego (IEA) w 1967 r. zawarto następujące określenie tej nowej dyscypliny wiedzy [6, s.26]

    Definicja ergonomi Międzynarodowego Stowarzyszenia Ergonomicznego (IEA)
fol. nr 7
   

"Ergonomia zajmuje się związkami zachodzącymi pomiędzy człowiekiem a jego zajęciem, sprzętem i otoczeniem (materialnym) w najszerszym znaczeniu, włączając w to pracę, wypoczynek, sytuację w domu i w podróży".

Międzynarodowe Biuro Pracy (ILO) w 1961 r. określiło ergonomię jako:

"...łączne zastosowanie niektórych nauk biologicznych i technicznych dla zapewnienia, w stosunkach pomiędzy człowiekiem a pracą, optymalizacji warunków wzajemnego dostosowania, w celu zwiększenia wydajności pracy i przyczynienia się do pomyślności pracownika" [6, s. 25].

Komitet Ergonomii Polskiej Akademii Nauk w 1982 r. zaaprobował takie sformułowanie:

"...zadaniem ergonomii jest optymalne dostosowanie wytworów materialnych człowieka i warunków ich użytkowania do właściwości psychicznych i fizjologicznych człowieka, uwzględniając czynniki środowiska materialnego oraz środowiska społecznego. Celem ergonomii jest zapewnienie dobrostanu człowieka (zadowolenia, dobrego samopoczucia, satysfakcji, poczucia komfortu) w systemie człowiek-technika zarówno w działalności zawodowej, jak i pozazawodowej [14, s. 14-15].

Można wyróżnić następujące elementy pojawiające się w różnych definicjach ergonomii:

 1-1.3.3. Cele i przyczyny działań ergonomicznych

Dążenie do podwyższania ergonomicznej jakości obiektów technicznych nie ma nic wspólnego z działalnością idealistyczną i charytatywną. Wręcz przeciwnie - celem działalności ergonomicznej jest zwiększenie efektywności działań ludzkich, w tym: pracy zawodowej, lecz nie kosztem zwiększonego wysiłku czy innych obciążeń człowieka. Wyższa jakość ergonomiczna (ergonomiczność) urządzeń technicznych, którymi posługuje się człowiek w procesie pracy, sprzyja

    Korzyści uzyskiwane dzięki wysokiej jakości ergonomicznej urządzeń technicznych
fol. nr 8
   

Zbyt niski poziom ergonomicznej jakości obiektów technicznych (w stosunku do oczekiwań użytkowników) jest źródłem wielu dodatkowych kosztów i strat - zarówno ekonomicznych, jak i społecznych. Można je podzielić na trzy kategorie [11, s 15-16]

    Straty powodowane niską jakością ergonomiczną urządzeń technicznych
fol. nr 9
   

Ergonomiczność ma więc ścisły związek z ekonomiką ludzkich działań. Jako składnik ogólnej jakości urządzeń technicznych musi być też traktowana jako czynnik kosztotwórczy; uzyskanie wyższej jakości ergonomicznej musi więcej kosztować w pierwszych fazach istnienia wyrobu: procesach koncepcyjno-projektowych i wykonawczych. Przede wszystkim niezbędna jest większa wiedza z zakresu techniki, poszerzona o wiedzę o człowieku. Często konieczne jest stosowanie droższych materiałów i droższych metod obróbki lub innych sposobów wytwarzania. Koszty powyższe są ponoszone tylko podczas konceptualnego i fizycznego tworzenia obiektów technicznych, a więc w stosunkowo krótkim czasie. Podczas użytkowania obiektu technicznego o odpowiednio wysokim poziomie ergonomicznej jakości, który często rozciąga się na wiele lat i obejmuje wielu ludzi, odbierane zyski prawdopodobnie wielokrotnie przewyższają poniesione wcześniej nakłady. Niestety, trudno przedstawić rachunek ekonomiczny, ujmujący wszystkie składniki kosztów i przychodów, gdyż brak pełnych i obiektywnych danych obecnie to uniemożliwia.

 1-1.3.4. Ergonomia jako wiedza interdyscyplinarna

Systematyczne badania ergonomiczne rozpoczęto w okresie drugiej wojny światowej w USA i w Wielkiej Brytanii. Miejsce i czas zainicjowania tych prac były konsekwencją okoliczności, w których znalazły się te państwa. Czas wojny, to dla każdego społeczeństwa okres działań warunkujących przeżycie. Podejmowane są wówczas wzmożone wysiłki na rzecz budowy nowych, doskonalszych środków technicznych służących do transportu wielkiej liczby ludzi, a także sprzętu i materiałów oraz budowy nowych środków łączności, przetwarzania informacji, wytwarzania żywności, paliw, odzieży i budowy obiektów inżynierskich. Na efektywne wyniki tych wysiłków mogą liczyć tylko państwa bogate i posiadające wysoko rozwiniętą technikę oraz odpowiednio wyszkoloną kadrę. Podczas drugiej wojny światowej wysoki stopień skomplikowania osiągnęły środki techniczne służące do sprawnego zabijania ludzi i niszczenia ich siedlisk: samoloty, okręty, czołgi, broń strzelecka, broń masowego rażenia, pojawiły się nowe, nieznane wcześniej urządzenia, jak stacje radarowe, maszyny szyfrujące oraz liczące. Praca człowieka jako operatora tych skomplikowanych urządzeń wymagała sprostania nowym, trudnym zadaniom i przynosiła nieznane wcześniej obciążenia. W środowisku pracy zaczęło dominować obciążenie psychiczne, jednocześnie ludzie doznawali ekstremalnych przeciążeń fizycznych i uciążliwości pochodzących od czynników środowiskowych. Maszyny to wytrzymywały, ponieważ były zaprojektowane do działań w takich właśnie warunkach. Nie można było tego samego powiedzieć o człowieku. Okazało się, że człowiek jest najbardziej zawodnym elementem systemu, do którego został włączony i często był przyczyną niepowodzeń, strat i katastrof. Do analizy tych zdarzeń i określenia ich przyczyn włączono specjalistów z grupy nauk o człowieku: głównie psychologów i fizjologów. Wyniki ich badań wskazywały, że jedyną drogą podwyższenia niezawodności systemu złożonego z człowieka i urządzeń technicznych jest uwzględnianie możliwości i ograniczeń człowieka przy projektowaniu tych urządzeń.

Rozwiązanie problemów, które z taką ostrością pojawiły się w omawianym czasie, wymagało udziału wielu specjalistów z różnych dyscyplin naukowych. Dyscypliny te można ująć w dwie grupy: nauki o człowieku i nauki techniczno-organizacyjne (tab. 1).

    Nauki współtworzące ergonomię
fol. nr 10
   

Przedstawiciele wszystkich nauk z obu grup muszą współdziałać ze sobą podczas analizowania i rozwiązywania problemów ergonomicznych. Tego typu nauki nazywamy interdyscyplinowymi, ponieważ problemy przez nie rozwiązywane leżą pomiędzy (inter) innymi, znanymi wcześniej dyscyplinami lub ich grupami. Ergonomia nie jest jedyną nauką interdyscyplinową. Czasy współczesne charakteryzują się pojawianiem się wielu tego typu nauk (np. biofizyka, ekologia, biotechnologia, astrofizyka) - można rzec, że jest to charakterystyczna tendencja końca XX wieku.

Ergonomia należy do grupy nauk ergologicznych, które w różnych aspektach zajmują się pracą ludzką. Szczególnie silne związki łączą ergonomię z następującymi dziedzinami (podano do nich wybrane definicje):

Współcześnie stosowanie definicje podano w tekstach źródłowych i kartach jednostek tematycznych 1-2.1. i 1-2.3.