7-4. Procedura projektowania systemów „człowiek - obiekt techniczny” |
dr inż. Leonard Hempel - Politechnika Gdańska |
7-4.1. Projektowanie jako proces rozwiązywania zadań |
Podstawowa procedura projektowania wynika z faktu, że projektowanie jest procesem rozwiązywania zadań [6], który przebiega według określonego schematu ( 7-4. slajd 2).
Każde sformułowanie zadania niesie ze sobą konfrontację, podczas której porównuje się postawione problemy i znane lub (jeszcze) nie znane możliwości realizacyjne. Konfrontacja słabnie w miarę powiększania zasobów informacji. Narasta potrzeba znalezienia rozwiązania. Projektant definiuje problemy i przechodzi do fazy twórczej, kreacyjnej, w której rozwijane są idee rozwiązania. Otrzymane warianty rozwiązań są oceniane i kontrolowane i są podstawą do podejmowania decyzji. Opisany proces jest powtarzany w różnych miejscach procesu projektowania i za każdym razem występuje na różnych poziomach konkretyzacji projektowanego rozwiązania zadania.
Na podstawie kroków roboczych procesu konstruowania ( 7-4. slajd 3 podanych przez G. Pahla i W. Beitza [7] można wyróżnić następujące podstawowe etapy projektowania technicznego uzupełnione czynnościami wynikającymi z uwzględnienia czynnika ludzkiego:
1. Etap formułowania zadania:
2. Etap projektu koncepcyjnego:
3. Etap przygotowania projektu:
4. Przygotowanie projektu realizacyjnego:
Na foliogramie 7-4. slajd 5 przedstawiono strukturę procesu projektowania systemów antropotechnicznych z zaznaczeniem miejsc wprowadzania ergonomicznych kryteriów strategicznych.
7-4.2. Źródła zasad projektowania |
Projektowanie systemów C - OT - O opiera się na szeregu zasad ogólnych i bardzo wielu zasadach i wytycznych szczegółowych. Zasady te wynikają z czterech racji istnienia systemu. Są to [wg 2]:
- racje celowości technicznej, dają one odpowiedź na pytanie: dlaczego i w jakim celu powstał dany system?
- racje technologiczne, dają one odpowiedź na pytanie: czy można w danych warunkach wykonać dany obiekt?
- racje ekonomiczne, dające odpowiedź na pytanie: jaka jest efektywność ekonomiczna wykonania i eksploatowania (użytkowania, obsługiwania i zasilania) danego obiektu?
- racje polityczno-społeczne, dają one odpowiedź na pytanie: w jakim stopniu jest zaspokajana dana potrzeba społeczna oraz czy dobro człowieka (użytkownika, konsumenta) jest w pełni zabezpieczone przed ujemnymi skutkami uruchomienia projektowanego systemu C - OT - O?
Wśród wielu zasad i reguł projektowania są kryteria projektowania dotyczące zapewnienia ergonomiczności obiektów technicznych i ich otoczenia oraz bezpieczeństwa pracy. Pierwotnym źródłem powstawania tych kryteriów jest stwierdzenie, że możliwości psychofizyczne człowieka są ograniczone, a możliwości rozwoju obiektu technicznego są praktycznie nieograniczone.
Zasady ogólne tworzą generalną koncepcję projektowania, a zasady szczegółowe określają warunki i wymagania, które powinien spełnić projekt. Ogólne zasady projektowania sformułowane przez Z. Osińskiego i J. Wróbla są następujące [1] ( 7-4. slajd 6).
Zasada I. Projekt powinien spełniać wszystkie podstawowe wymagania wynikające z obowiązujących norm i przepisów, oczekiwań użytkowników i odbiorców oraz innych szczegółowych zasad.
Zasada II. Projekt powinien być optymalny w danych warunkach ze względu na przyjęte kryteria optymalizacji.
7-4.3. Projektowanie organizacji pracy |
Nowoczesne podejście do procesu organizacji pracy polega na poszukiwaniu nowych skutecznych środków zaradczych, które umożliwiłyby pełniejsze przystosowanie pracy do człowieka. Uwzględnienie postulatów humanizacji wiąże się z uelastycznieniem form organizacji pracy [3]. Opracowywanie organizacji pracy powinno przebiegać zgodnie z zasadami projektowania systemów C - OT. Wyróżnia się trzy tendencje zmian organizacyjnych ( 7-4. slajd 7):
- projektowanie zadań (kształtowanie treści pracy)
- doskonalenie organizacji pracy
- zespoły pracy wysokiej jakości.
Kształtowanie treści pracy opiera się głównie na czterech technikach:
- rotacji stanowisk - użytkownik pracuje na coraz to innym stanowisku
- rozszerzania pracy - łączenia zadań o podobnym charakterze w większe moduły
- wzbogacania pracy - dołączania do prostych prac wykonywanych operacji kontrolnych, decyzyjnych oraz przydzielania zadań o wyższym poziomie komplikacji
- tworzenia autonomicznych grup kontrolnych - tworzenia grup roboczych dysponujących dużą samodzielnością i większą odpowiedzialnością.
Doskonalenie organizacji to zaplanowanie przedsięwzięć w skali organizacji, kierowane z góry i mające na celu zwiększenie efektywności organizacji poprzez zaplanowaną interwencję wykorzystującą wiedzę nauk behawioralnych. Projektowanie ergonomiczne oparte na doskonaleniu organizacji nazywa się niekiedy projektowaniem socjotechnicznym. W tabeli 1 przedstawiono zasady socjotechnicznego projektowania pracy ( 7-4. slajd 8).
Wprowadzenie zmian organizacyjnych przy współudziale wszystkich zainteresowanych uczestników PPR jest elementem oddziaływania ergonomii partycypacyjnej (uczestniczącej).
Tabela 1. Zasady socjotechnicznego projektowania pracy [wg 3]
1
Kompatybilność
Sposób przeprowadzania projektu socjotechnicznego musi być zgodny z wprowadzanymi zmianami
2
Minimalna specyfikacja krytyczna
Projektując nowy system należy określać tylko to, co absolutnie niezbędne. Pozostaje swoboda w określaniu szczegółów realizacyjnych i zwiększa się stopień przystosowywania do nieprzewidzianych wydarzeń
3
Kryterium socjotechniczne
Wszelkie niezgodności w ramach systemu można ograniczyć poprzez wnikliwą kontrolę ich źródeł. Jeżeli wykonawca prowadzi samokontrolę, zmniejsza się pętla sprzężenia zwrotnego kontroli niezgodności
4
Zasada wielofunkcyjności
Zasada ta pozwala pracownikom na wypełnianie więcej niż jednej roli, o ile projektowanie pracy jest nastawione na zwiększenie zamienności ludzi
5
Umiejscowienie (lokalizacja) granic
We wszystkich organizacjach należy określić granice pomiędzy komórkami. Podziały te są zwykle wykonywane w oparciu o takie kryteria, jak: funkcja, technologia, przestrzeń lub czas
6
Przepływ informacji
Informacje powinny przepływać w pierwszej kolejności tam, gdzie są potrzebne, a nie od kierownictwa do podwładnych
7
Zgodne wsparcie
Systemy administracyjne oraz zarządzanie powinny być tak opracowywane, aby poprzez system nadzoru i wynagrodzeń, wzmocnić te zachowania, do których organizacja zachęca
8
Projektowanie i wartości ludzkie
Systemy muszą być projektowane tak, aby prowadziły do stanowisk pracy o wysokiej jakości
9
Niekompletność
Projektowanie pracy jest procesem nie kończącym się z uwagi na ciągły postęp i rozwój człowieka oraz techniki
Zespoły pracy wysokiej jakości. Najnowsze technologie produkcji stworzyły zagrożenie zubożenia pracy człowieka, ale jednocześnie niosą z sobą możliwości znacznego wzbogacenia pracy. Poprawę znaczenia człowieka (użytkownika) w wysoko zautomatyzowanych systemach produkcyjnych gwarantują elastyczne systemy wytwarzania (FMS) oraz komputerowo zintegrowana produkcja (CIM).
Dzięki bardzo zaawansowanej technologii produkcję jednostkową prowadzi się w warunkach produkcji masowej, co urozmaica pracę ludzi i jednocześnie zwiększa wydajność produkcji.
7-4.4. Ergonomiczne zasady projektowania systemów pracy |
7-4.4.1. Wymagania ergonomiczne |
Obiekty techniczne powinny spełniać wymagania ergonomiczne, które należy rozumieć wg normy PN-83/N-08015 jako normatywnie podane wymagania, odnoszące się do obiektów technicznych i środowiska, ustalające ich przystosowanie do anatomicznych i psychofizycznych możliwości człowieka. Ta sama norma definiuje również, między innymi, kategorie wymagań ergonomicznych. Są to ( 7-4. slajd 18):
- antropometryczne wymagania odnoszące się do obiektów technicznych, określające ich dostosowanie do wymiarów i masy ciała ludzkiego lub jego części,
- fizjologiczne wymagania odnoszące się do obiektów technicznych, określające ich dostosowanie do fizjologicznych cech człowieka
- psychofizyczne wymagania odnoszące się do obiektów technicznych, określające ich dostosowanie do odpowiedniego funkcjonowania zmysłów człowieka,
- higieniczne wymagania odnoszące się do środowiska, określające jego dostosowanie do człowieka w celu zmniejszenia szkodliwych czynników środowiska oraz zapewnienia odpowiednich warunków pracy.
Jak widać, ta obowiązująca jeszcze norma nie uwzględnia wszystkich aspektów projektowania systemów C - OT - O. Na przykład, rolę otoczenia, czyli środowiska, ujmuje tylko w kategoriach higienicznych. Przemilczana jest sprawa dostosowania człowieka do obiektu technicznego (odpowiednie treningi na symulatorach, wymagania odpowiedniego stanu psychofizycznego operatorów określonych stanowisk pracy, różnego rodzaju kursy zawodowe i konieczność opanowania określonych umiejętności).
7-4.4.2. Wytyczne projektowania elementów systemu pracy |
Projektanci w swojej pracy muszą respektować obowiązujące przepisy ustawowe, w tym wymagania norm wskazanych w odpowiednich dokumentach i aktach prawnych. Jedną z takich istotnych norm jest norma PN-81/N-08010, dotycząca ergonomicznych zasad projektowania. Norma ta, obowiązująca w całym zakresie, podaje ogólne wytyczne projektowania (7-4. slajd 19):
- przestrzeni pracy i środków pracy
- środowiska pracy
- procesu pracy
W normie zdefiniowano system pracy, który obejmuje ludzi i środki pracy współdziałające w procesie pracy dla osiągnięcia określonego celu pracy w danej przestrzeni pracy, środowisku pracy i w danych warunkach wyznaczonych przez cel pracy.
Proces pracy obejmuje wszystkie stany eksploatacyjne środków pracy, tj. maszyn, urządzeń, przyrządów, instalacji, mebli i innych elementów stosowanych w systemie pracy. Dany stan eksploatacyjny obiektu technicznego (środka pracy) wynika z celu pracy jako zamierzonego wyniku działania systemu pracy.
Należy również zwrócić uwagę na to, że norma zobowiązuje do uwzględniania w procesie projektowania wszystkich elementów systemu „człowiek - obiekt techniczny - otoczenie”.
7-4.4.3. Projektowanie środków pracy i przestrzeni pracy |
Projektowanie środków pracy i przestrzeni pracy musi nawiązywać do:
wymiarów ciała ludzkiego
postawy ciała, siły mięśni i ruchów ciała
możliwości percepcyjnych człowieka (szczególnie przy projektowaniu sygnałów, urządzeń informacyjnych i sterujących).
Projektowanie przestrzeni pracy i środków pracy powinno uwzględniać uwarunkowania wynikające z wymiarów ciała ludzkiego w powiązaniu z procesem pracy. Postawa ciała, wywierana siła i ruch ciała powinny być ze sobą zharmonizowane. Praca powinna być tak zaprojektowana, aby uniknąć niepotrzebnego i nadmiernego obciążenia mięśni, stawów, wiązadeł oraz układów oddechowego i krążenia. Wymagana od człowieka siła powinna się mieścić w granicach uwarunkowań fizjologii.
Elementy sygnalizacyjne i urządzenia informacyjne powinny być wybrane, zaprojektowane i usytuowane w sposób zgodny z możliwościami percepcyjnymi człowieka. Należy przy tym brać pod uwagę: rodzaj i liczbę sygnałów, sposób ich rozmieszczenia w przestrzeni, kształt, wyrazistość.
Urządzenia sterujące powinny być wybrane, zaprojektowane i usytuowane w sposób zgodny z właściwościami zwłaszcza ruchowymi tej części ciała, za pomocą której będą te urządzenia używane. Należy wziąć pod uwagę wymagania co do zręczności, dokładności, szybkości i siły. Urządzenia sterujące powinny być łatwe do zidentyfikowania, a ich krytyczne położenia powinny być zabezpieczone przed przypadkowym użyciem.
Projektowanie środowiska pracy, które stanowią czynniki fizyczne, chemiczne, biologiczne, społeczne i kulturowe (dwa ostatnie nie są objęte normą) powinno być takie, aby środowisko nie miało wielkiego wpływu na ludzi, ale służyło zachowaniu ich zdrowia oraz utrzymaniu zdolności i gotowości do pracy. Należy przy tym uwzględniać zarówno zjawiska obiektywne mierzalne, jak i zjawiska oraz oceny subiektywne.
Szczególne wymagania dotyczą: wymiarów pomieszczeń pracy, wymiany i składu powietrza, warunków termicznych, oświetlenia, hałasu, drgań i wstrząsów, promieniowania, oddziaływania czynników szkodliwych dla zdrowia, stosowania środków ochronnych.
Projektowanie procesu pracy powinno być takie, aby proces pracy gwarantował pracownikom ochronę zdrowia, zapewnienie bezpieczeństwa i przyczyniał się do ich dobrego samopoczucia oraz ułatwiał realizację celu pracy.
Norma PN-81/N-08010 zaleca wybrane metody poprawy jakości procesu pracy, w tym: rozszerzenie repertuaru czynności i zajęć pracownika, wzbogacanie pracy, zmianę czynności oraz zagwarantowanie zorganizowanych lub niezorganizowanych przerw w pracy.
7-4.5. Założenia ergonomiczne do projektowania - zasady opracowywania |
Założenia ergonomiczne do projektowania można podzielić na grupy założeń dotyczących (7-4. slajd 9):
- systemu C - OT - O traktowanego jako całość
- relacji systemów z otoczeniem dalszym
- podsystemu „człowiek”
- podsystemu „obiekt techniczny”
- podsystemu „otoczenie” (środowisko)
- podsystemu celowego
- relacji pomiędzy podsystemami
- celu istnienia systemu C - OT - O.
Podczas opracowywania założeń ergonomicznych należy kierować się zasadami i wytycznymi do projektowania, wynikami badań, doświadczeniem i dobrą tradycją.
7-4.5.1. Zasady kształtowania bezpieczeństwa pracy i ochrony zdrowia |
Podstawowe zasady kształtowania bezpieczeństwa pracy i ochrony zdrowia to ( 7-4. slajd 10).:
zasada 1: OT musi mieć konstrukcję zapewniającą niestwarzanie w całym okresie „życia” obiektu, zagrożeń dla ludzi i środowiska
zasada 2: w procesie projektowania należy eliminować lub ograniczać niebezpieczne i szkodliwe czynniki
zasada 3: należy uwzględniać sytuacje normalne, ale również inne możliwe do przewidzenia
zasada 4: przy stosowaniu OT zgodnie z przeznaczeniem, dyskomfort, zmęczenie psychiczne, stres i inne uciążliwości muszą być zredukowane do minimum, z uwzględnieniem wymagań ergonomicznych
zasada 5: podczas projektowania OT należy uwzględniać dodatkowe obciążenia operatora wynikające z konieczności stosowania środków ochrony osobistej.
Wymienione zasady odnoszą się do obiektów technicznych, a także do stanowisk pracy. W każdej z nich zawarta jest pokaźna liczba zasad szczegółowych i wytycznych.
W zasadzie 1 są zawarte wymagania, aby system był użytkowany zgodnie z przeznaczeniem, to znaczy do celów określonych przez projektanta. Projektant musi zdawać sobie sprawę z tego, że niewłaściwe użycie obiektu technicznego może wynikać z:
- przewidywanej pomyłki operatora będącej wynikiem nie nieuwagi, ale celowego działania
- odruchów zachowawczych operatora w razie nieprawidłowego funkcjonowania, awarii lub innego nieoczekiwanego zdarzenia podczas użytkowania obiektu
- zachowań wynikających z pójścia po linii najmniejszego oporu podczas wykonywania określonego zadania
- przewidywalnych zachowań określonych osób (dzieci, osób niepełnosprawnych) wobec pewnych urządzeń i maszyn.
Zasada ta wymaga również, aby OT po złomowaniu lub w trakcie złomowania nie powodował zanieczyszczenia środowiska naturalnego.
Zasada 2 zobowiązuje projektantów do rozpoznawania czynników niebezpiecznych i szkodliwych oraz ich źródeł. Wymaga również od projektanta prognozowania możliwych zagrożeń i związanego z nimi ryzyka. Zasada określa trzy możliwości postępowania:
- eliminowanie lub ograniczenie środkami technicznymi czynników niebezpiecznych i uciążliwych
- stosowanie środków ochrony przed niemożliwymi do usunięcia czynnikami mogącymi powodować zagrożenie
- zapoznanie przyszłego użytkownika z nieusuniętymi zagrożeniami i możliwymi następstwami ich oddziaływania (szkolenia, środki ochrony osobistej).
Zasada 3 narzuca projektantowi wymóg takiego zaprojektowania obiektu technicznego, aby jego nieprawidłowe użycie było niemożliwe, jeżeli powodowałoby ono zagrożenie. Użytkownik powinien być zawiadomiony w dokumentacji techniczno-ruchowej o możliwych zagrożeniach i ich skutkach.
Zasada 4 dotyczy użytkownika, gdyż zawiera wymagania, aby człowiek w procesie pracy miał zapewnioną wygodę i zadowolenie z używania obiektu. Dyskomfort w pracy prowadzi do zagrożeń, a nawet wypadków.
Zasada 5 jest przykładem potrzeby kompleksowego rozwiązywania problemów projektowych. Odpowiednio wcześniej przewidziane i odpowiednio zaprojektowane środki ochrony osobistej są znacznie mniej uciążliwe w stosowaniu.
7-4.5.2. Założenia techniczno-ekonomiczne uwzględniające wymagania ergonomii |
Ważnym etapem kształtowania rozwiązań projektowych obiektów technicznych i stanowisk pracy jest opracowanie założeń techniczno-ekonomicznych ( 7-4. slajd 20).
Na tym etapie projektowania są podejmowane najważniejsze decyzje dotyczące funkcji i zakresu stosowania obiektu technicznego w sposób zapewniający ochronę zdrowia użytkowników oraz ochronę środowiska.
Oprócz omówionych wcześniej zasad, w założeniach należy określić dodatkowo:
- przeznaczenie maszyn i stanowisk pracy, tj. cele i funkcje technologiczne przewidziane do realizacji oraz takie, do których mogą być użyte, wraz z zakresem zastosowania i charakterystyką czynników środowiska, w których będą używane, i ich zmian
- populację użytkowników maszyny lub stanowiska pracy (ograniczenia mogą dotyczyć wieku, płci, wymagań w zakresie sprawności fizycznej i psychicznej)
- podział zadań między operatora i maszynę, z uwzględnieniem dominant obydwu elementów systemu
- przestrzenne, siłowe i inne uwarunkowania współdziałania operatora z obiektem technicznym
- miejsca na doprowadzenie zasilania energetycznego maszyny
- miejsca na zainstalowanie stanowiska pracy z określeniem możliwych zakresów ruchów związanych z procesem pracy
- ograniczenia czasowe obejmujące określenie przewidywanej trwałości obiektów technicznych i ich elementów
- przebieg wykonywania przewidzianych funkcji przy normalnym działaniu obiektu, zakres i sposób wykonywania czynności przez operatora
- potencjalne nieprawidłowe działanie maszyny
- czynniki niebezpieczne, uciążliwe i szkodliwe dla operatora i otoczenia spowodowane przez obiekt techniczny i wynikające ze środowiska jej użytkowania
- czas możliwej ekspozycji na te czynniki i wynikające stąd zagrożenia, narażenia i uciążliwości
- poziom ryzyka ustalony na podstawie prawdopodobieństwa wystąpienia następstw zagrożeń i narażeń oraz przewidywanej ciężkości urazu lub pogorszenia stanu zdrowia.
Dalszymi etapami do opracowania założeń techniczno-ekonomicznych są: opracowanie projektu technicznego, wykonanie prototypu i przeprowadzenie jego badań, opracowanie dokumentacji do ewentualnej produkcji seryjnej.
Do grupy wymagań dotyczących obiektów technicznych można dodatkowo zaliczyć (7-4. slajd 22):
- potrzebę konstrukcyjnego ograniczenia obciążeń i możliwości przekroczenia dopuszczalnych parametrów działania (np. zastosowanie: zaworów bezpieczeństwa, bezpieczników różnego rodzaju, zaworów zwrotnych, układów blokujących, ograniczników ruchu, wyłączników awaryjnych itp.)
- potrzebę takiego zaprojektowania układów sterowania, aby umożliwić operatorowi bezpieczną i łatwą ingerencję w proces sterowania
- zaprojektowanie układów wyposażenia pneumatycznego i hydraulicznego w sposób gwarantujący bezpieczną pracę (np. ograniczniki ciśnienia, wskaźniki stanu napełnienia zbiorników i rurociągów, odpowiednie uszczelnienie)
- wyposażenie, w razie potrzeby, obiektu technicznego w odpowiednią liczbę wyłączników awaryjnych.
Wymienione wymagania nie obejmują wszystkich aspektów projektowania obiektów technicznych i stanowisk pracy. Więcej informacji na ten temat można znaleźć w rozdziale 19 monografii „Bezpieczeństwo pracy i ergonomia” [1].
Grupę wymagań dotyczącą środowiska pracy stanowią zalecenia takiego zaprojektowania organizacji stanowiska pracy człowieka, aby dopuszczalny czas ekspozycji na zagrożenia nie przekraczał wartości dopuszczalnych. Jest to szczególnie ważne tam, gdzie środkami technicznymi nie można wyeliminować lub obniżyć poniżej wartości progowych poszczególnych zagrożeń. Szczególnie niebezpiecznymi zagrożeniami w środowisku pracy są: hałas, wibracje, promieniowanie, oświetlenie, urazy mechaniczne
(7-4. slajd 23).
Przykładem wymagań dotyczących systemu C - OT - O są wymagania bezpieczeństwa. Wyróżnia się zasady:
- bezpośredniej techniki bezpieczeństwa, obejmujące pewne przetrwanie (system nie stwarza zagrożenia dla użytkowników i otoczenia), ograniczoną zawodność (systemy naprawialne, pod kontrolą człowieka), układy z redundacją (nadmiarowe)
- pośredniej techniki bezpieczeństwa, obejmujące systemy ochronne, systemy dozorowane i systemy ostrzegania.
Ważnym elementem wymagań bezpieczeństwa jest wymóg ochrony pośrednich, przypadkowych użytkowników systemu.
Przykładem grupy wymagań co do relacji między elementami systemu są zasady dotyczące odbioru bodźców wzrokowych. Efektywność odbioru bodźców wzrokowych zależy od ich grupowania wg funkcji, ważności, optymalnej lokalizacji, kolejności i częstotliwości użytkowania. Informacja adresowana do człowieka powinna być prezentowana w formie najdogodniejszej do jej spostrzeżenia, zapamiętania, zrozumienia, a urządzenia sterownicze muszą być przystosowane do możliwości ruchowych człowieka.
Innym przykładem wymagań co do relacji „człowiek - maszyna” są zasady dotyczące obciążenia organizmu. Obciążenie fizyczne to:
- nieprawidłowa pozycja podczas pracy
- zbyt duża masa przemieszczanych przedmiotów
- niewłaściwa częstość powtórzeń wykonywanych czynności.
Na wielu nowoczesnych stanowiskach pracy występuje znaczne obciążenie związane z percepcją informacji (wyszukiwanie, odbiór, przetwarzanie, podejmowanie decyzji). Powoduje to stres psychospołeczny, np. obciążenie narządu wzroku spowodowane wytężoną pracą wzrokową przy śledzeniu wskaźników na pulpitach i ekranach monitorów, koniecznością częstego przenoszenia wzroku między płaszczyznami o różnych kontrastach, oświetleniu i odbiciach (np. monitor, klawiatura, papier, narzędzia pracy), co ujemnie wpływa na pracę układu akomodacji oraz konwergencji oczu.
Stres może powstawać przy przeciążeniu jak i przy niedociążeniu funkcji psychicznych oraz z następujących relacji społecznych:
- szybkie tempo pracy lub monotonia
- nadmierne lub niedostateczne obciążenie intelektualne
- złe stosunki międzyludzkie
- izolacja społeczna.
W pracy umysłowej wymagającej wysokich intelektualnych kwalifikacji, stres psychospołeczny może być przyczyną potęgowania występowania dolegliwości układu mięśniowo-szkieletowego.
Tworzenie stanowiska pracy, które nie powodowałoby nadmiernego obciążenia i zmęczenia pracownika wymaga rozwiązania w procesie projektowania następujących podstawowych elementów:
- pozycji przy pracy
- wartości sił w czasie wykonywania prac ręcznych, transportu przedmiotów, operowania elementami sterowniczymi oraz w czasie pracy z dużymi obciążeniami zewnętrznymi
- obciążenie wynikające z czasu utrzymania pozycji ciała (duża powtarzalność ruchów lub ograniczenie ruchów)
- wydatku energetycznego podczas wykonywanych czynności
- organizacji pracy
7-4.6. Dokumentacja czynników ergonomicznych w projektowaniu technicznym |
W 1991 roku ustanowiono normę PN-91/N-08019 dotyczącą wymagań stawianych dokumentacji technicznej systemów pracy. W normie tej podano zasady sporządzania opisu, a pośrednio - przez skierowanie uwagi projektanta na czynniki ergonomiczne - wskazano na podniesienie poziomu ergonomiczności projektowanych obiektów technicznych.
Wymagania ergonomiczne w dokumentacji technicznej.
Dokumentacja techniczna systemów pracy powinna zawierać:
- rysunki złożeniowe stanowiska pracy operatora
- rysunki złożeniowe zespołów funkcjonalnych ilustrujących relacje przestrzenne i siłowe między człowiekiem lub częściami jego ciała a projektowanym zespołem
- program prób i badań ergonomicznych prototypu.
Zasady wykonywania dokumentacji.
Przy wykonywaniu dokumentacji należy kierować się następującymi zasadami:
- Liczba rysunków złożeniowych stanowiska pracy operatora musi być równa liczbie stanowisk pracy operatora w projektowanym obiekcie.
- Na rysunkach złożeniowych stanowisk pracy należy wyrysować w podziałce rysunku linią ciągłą cienką wg PN-82/N-01616 sylwetkę człowieka - operatora, a na rysunkach zespołu funkcjonalnego zarysy części ciała w zasadniczych pozycjach. Sylwetki powinny reprezentować minimalną (np. gdy decyduje to o zasięgu ruchów) i maksymalną (np. dotyczącą elementów ograniczających przestrzeń) wartość progową wg PN-90/N-08000 z uwzględnieniem płci operatorów.
- W powiązaniu z sylwetkami człowieka - operatora należy zaznaczyć linią dwupunktową cienką wg PN-82/N-01616 granice zasięgu rąk wg PN-90/N-08001 i ruchu stóp wg PN-90/N-08002, w relacji z odpowiednimi elementami sterowniczymi.
- W powiązaniu z sylwetkami człowieka - operatora należy zaznaczyć linią ciągłą cienką wg PN-82/N-01616 granice widoczności w odniesieniu do: śledzenia procesu pracy i jej związków z otoczeniem zewnętrznym systemu C - OT oraz do śledzenia elementów informacyjnych zaangażowanych w danej fazie pracy.
- Należy zaznaczyć linią dwupunktową cienką położenia skrajne i pośrednie elementów sterowniczych.
Na foliogramie (7-4. slajd 19) przedstawiono przykład rysunku obrabiarki z zaznaczonymi sylwetkami operatora w zasadniczych pozycjach roboczych.
Zastosowane elementy sterownicze muszą mieć opis zawierający:
- przeznaczenie elementu
- wartość sił lub momentów uruchamiających dany element
- kierunki przyłożenia sił i momentów przez operatora (graficznie)
- czas wywierania poszczególnych sił
- częstotliwość uruchamiania (używania danego elementu).
W sytuacji, gdy kodeks pracy nakłada na projektanta obowiązek przestrzegania wymogów ergonomicznych, omówiona norma pozwala na udokumentowanie jego troski o bezpieczeństwo pracy i ergonomiczność projektowanych obiektów technicznych.
7-4.7. Normalizacja czynników ergonomicznych. Podstawowe normy dotyczące projektowania |
7-4.7.1. System ochrony pracy |
Czynniki techniczne, ekonomiczne, organizacyjne i ludzkie wpływają na zachowanie się w pracy i samopoczucie ludzi będących częścią systemu pracy. Powstał skomplikowany system ochrony pracy. Ochrona pracownika w systemie pracy to całokształt norm prawnych oraz środków badawczych, organizacyjnych i technicznych mających na celu ochronę praw pracownika oraz ochronę jego życia i zdrowia przed czynnikami niebezpiecznymi i szkodliwymi w środowisku pracy, a także stworzenie mu optymalnych warunków pracy z punktu widzenia ergonomii, fizjologii i psychologii pracy.
Jednym z systemów organizacyjno prawnych oddziałujących na system ochrony pracy jest system normalizacji.
System normalizacyjny przygotowuje normy, publikacje, zalecenie, wytyczne itp. dokumenty dotyczące wielu aspektów ochrony pracy. Państwowo w odpowiednich ustawach, obwieszczeniach, zarządzeniach i rozporządzeniach przywołuje stosowne dokumenty normatywne i ustala w nich stopień obowiązywania poszczególnych norm.
Normy te dzieli się na: typ A - pojęcia podstawowe, typ B1 - czynniki związane z bezpieczeństwem, typ B2 - rodzaje środków zapewniających bezpieczeństwo, typ C - szczegółowe wymagania dla maszyn lub grup maszyn.
W procesie projektowania istotne jest ustalenie odnoszących się do danego systemu przepisów i norm. Najprostsza jest sytuacja, gdy projektant może skorzystać z norm typu C, gdyż zawierają one wymagania dotyczące konkretnej maszyny i nie ma bezpośredniej potrzeby sięgania do norm innych typów.
Projektowanie coraz to doskonalszych systemów wymaga od projektantów znajomości nie tylko norm, ale również wyników badań eksploatacyjnych istniejących systemów.
7-4.7.2. Wykaz podstawowych norm polskich do projektowania systemów antropotechnicznych |
W procesie projektowania ergonomicznego zaleca się stosowanie następujących ważniejszych norm:
Podstawowe normy z grupy „Ergonomia”, „Projektowanie” (7-4. slajd 15).
Podstawowe normy z grupy: „Ochrona pracy” (7-4. slajd 16).
Podstawowe normy z grupy: „Bezpieczeństwo pracy” (7-4. slajd 16).
W przedstawionym wykazie pominięto normy dotyczące projektowania środków ochrony indywidualnej. Obszerny wykaz takich norm zwiera piśmiennictwo do rozdziału 22. monografii „Bezpieczeństwo pracy i ergonomia” [1].
7-4.8. Literatura |
Bezpieczeństwo pracy i ergonomia. Red. nauk. D. Koradecka. T.1-2. Warszawa, CIOP 1999.
Dietrych J.: System i konstrukcja. Warszawa, WNT 1978.
Górska E., Tytyk E.: Ergonomia w projektowaniu stanowisk pracy. Podstawy teoretyczne. Warszawa, OWPW 1998.
Górska E., Tytyk E.: Ergonomia w projektowaniu stanowisk pracy. Materiały pomocnicze do ćwiczeń projektowych. Warszawa, OWPW 1996.
Kotik M.A.: Kurs inżyniernoj psichołogii. Tallin, Bałgus 1978.
Krick E.V.: Wprowadzenie do techniki i projektowania technicznego. Warszawa, WNT 1975.
Pahl G., Beitz W.: Nauka konstruowania. Warszawa, WNT 1984.
Projektoznawstwo. Red. nauk. W. Gasparski. Warszawa, WNT 1988.
Słowikowski J.: Metodyka i stosowanie projektowania ergonomicznego w budowie maszyn. W: Materiały IV Konferencji: Okrętownictwo i Oceanotechnika. Międzyzdroje, Wyd. PSz. 1998
GEDLICZKA A.: Atlas miar człowieka - Dane do projektowania i oceny ergonomicznej, Wyd. Centralnego Instytutu Ochrony Pracy, Warszawa 2002
NOWAK E.: Atlas antropometryczny populacji polskiej – dane do projektowania. Wyd. Instytutu Wzornictwa Przemysłowego, Warszawa 2000
SŁOWIKOWSKI J.: Ergonomia w pracach badawczo-rozwojowych w budowie maszyn. Materiały VII Konferencji: Okrętownictwo i Oceanotechnika, - Transport zintegrowany, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2004, s.223÷230
TYTYK E.: Projektowanie ergonomiczne, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001
Polska Norma PN-EN 614-1i 2 Maszyny. Bezpieczeństwo. Ergonomiczne zasady projektowania
EN ISO 6385:2004 Ergonomic principles in the design of work systems (ISO 6385:2004) .