Оптимизация рабочих движений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оптимизация рабочих движений

Содержание

1. Общие эргономические требования

2. Оптимизация рабочих движений

1. Общие эргономические требования

Под рабочим местом понимается зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность исполнителя или группы исполнителей, совместно выполняющих одну работу или операцию. Организацией рабочего места называется система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определенном порядке.

По уровню механизации рабочие места делятся на автоматизированные, механизированные и рабочие места, где выполняются ручные работы. Рабочие места подразделяются на индивидуальные и коллективные. В зависимости от специализации рабочие места могут быть: универсальными, специализированными и специальными.

Под рабочим местом человека-оператора автоматизированной системы управления понимается место в системе "человек - машина", оснащенное средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием, где осуществляется трудовая деятельность указанного специалиста.

Рабочее место должно быть приспособлено для конкретного вида труда и для работников определенной квалификации с учетом их физических и психических возможностей и особенностей. Для некоторых групп рабочих мест можно определить общие требования. При проектировании рабочего места необходимо исходить из конкретного анализа трудового процесса человека на данном оборудовании и учитывать антропометрические данные, физиологические и психологические характеристики трудового процесса, санитарно-гигиенические условия работы.

Пространственная организация рабочего места включает в свой состав учет антропометрических данных, выбор рационального расположения рабочих зон, рабочих поверхностей, физиологически рациональной рабочей позы, а также проектирование рациональных конструкций оргоснастки.

При конструировании рабочих мест должны быть соблюдены следующие основные условия:

Ш достаточное рабочее пространство для работающего человека, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования;

Ш достаточные физические, зрительные и слуховые связи между работающим человеком и оборудованием, а также между людьми в процессе выполнения общей трудовой задачи;

Ш оптимальное размещение рабочих мест в производственных помещениях, а также безопасные и достаточные проходы для работающих людей;

Ш необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения трудовых задач, технического обслуживания;

Ш допустимый уровень акустического шума и вибрации, создаваемых оборудованием рабочего места или другими источниками шума и вибрации;

Ш должны быть предусмотрены необходимые средства защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов (физических, химических, биологических и психофизиологических).

При конструировании и размещении рабочих мест следует предусматривать меры, предупреждающие или снижающие преждевременное утомление работающего человека, предотвращающие возникновение у него психофизиологического стресса, а также появление ошибочных действий.

Конструкция рабочего места должна обеспечивать быстроту, безопасность, простоту и экономичность технического обслуживания в нормальных и аварийных условиях; полностью отвечать функциональным требованиям и предполагаемым условиям эксплуатации.

При организации рабочего места необходимо принимать во внимание:

ь рабочую позу (работа "сидя", "стоя", "сидя-стоя");

ь конфигурацию и способ размещения панелей индикаторов и органов управления;

ь потребность в обзоре рабочего места (пульта);

ь необходимость использования рабочей поверхности для письма или других работ, для установки телефонных аппаратов, а также хранения инструкций и других материалов, используемых работающими людьми или обслуживающим персоналом;

ь пространство для ног и стоп при работе "сидя".

При конструировании необходимо обеспечивать зоны оптимальной и легкой досягаемости моторного поля рабочего места. Моторное поле - пространство рабочего места с размещенными органами управления и другими техническими средствами, в котором осуществляются двигательные действия человека по выполнению рабочего задания. Различают зоны досягаемости, оптимальной и легкой досягаемости.

Зона досягаемости - это часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Зона легкой досягаемости - часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми расслабленными руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона досягаемости - часть моторного поля рабочего места, ограниченная дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой.

При конструировании необходимо также обеспечивать оптимальную зону информационного поля рабочего места. Под информационным полем понимают пространство рабочего места с размещенными средствами отображения информации и другими источниками сведений, используемых человеком в процессе трудовой деятельности. Оптимальная зона - часть информационного поля рабочего места, обеспечивающая наилучшее восприятие информации. Важным критерием при организации рабочего места является угол обзора. По отношению к горизонтали он должен составлять 30-40°, а в вертикальной плоскости 0-30° по отношению к горизонтали (15° вверх и 15° вниз от нормальной линии взора).

При проектировании оборудования необходимо предусматривать рациональное положение тела ("стоя", "сидя", "лежа"), которое должно быть удобным и свободным. По данным биомеханики "положение тела" определяется его ориентацией и местоположением в пространстве, а также отношением к опоре. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, которые определяются в основном величиной площади опоры, положением общего центра тяжести по отношению к площади опоры. Кроме того, каждое из этих положений характеризуется определенным взаиморасположением звеньев опорного аппарата, степенью напряжения мышц, положением внутренних органов, состоянием кровеносной и дыхательной систем и, следовательно, расходом энергии.

Выбор рабочего положения обычно определяется величиной усилий, которые затрачивает человек при выполнении той или иной операции, размахом движений, необходимостью переходить с места на место или возможностью сосредоточить свою работу на одном месте, точностью и темпом выполнения трудовых операций. В каждом из положений можно различать бесчисленное количество поз. Поза - взаимоотносительное расположение звеньев тела, независимое от ориентации и местоположения тела в пространстве и его отношения к опоре. Когда речь идет о трудовой деятельности, термин "рабочая поза" употребляется как наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций. Ниже приводится характеристика некоторых положений тела.

Положение "стоя" более естественно для человека, чем положение "сидя". Его поддержание обеспечивается наличием ряда анатомо-физиологических особенностей тела человека: изгибы позвоночного столба и определенный угол наклона таза (40-45°) способствуют равномерному распределению силы тяжести тела и мышечной тяги, хрящевые межпозвоночные диски амортизируют толчки при движениях и обеспечивают подвижность позвоночника; взаимное расположение внутренних органов и их крепление также приспособлены больше к вертикальному положению. В этом положении человек имеет благоприятные условия для зрительного обзора, передвижения и сенсомоторных координации. Однако длительное поддержание положения "стоя" более утомительно, чем положение "сидя", так как требуется значительная работа мышц по балансированию и удержанию равновесия тела, повышается и расход энергии на поддержание данной позиции. При постоянном фиксированном пребывании человека в положении "стоя" увеличивается гидростатическое давление на стенки сосудов, наблюдается застой крови в мышцах нижних конечностей. Поэтому человеку, работающему стоя, необходимо обеспечить возможность изменения рабочей позы, возможность передвижения.

Нормальной рабочей позой в положении "стоя" можно считать такую, при которой человеку не требуется наклоняться вперед больше, чем на 15°. Наклоны назад и в стороны нежелательны. Следует избегать длительно фиксированных рабочих поз при работе стоя.

Положение "сидя" имеет ряд преимуществ по сравнению с положением "стоя". Уменьшаются статические нагрузки для поддержания веса тела, происходит разгрузка органов кровообращения, что снижает энергетические затраты. Но длительная работа в положении "сидя" может привести к расслаблению мышц живота и тазового дна, патологическим изменениям межпозвоночных дисков, к образованию сутулости.

При выполнении некоторых видов трудовой деятельности следует предусмотреть во время работы смену рабочих положений "сидя" и "стоя", что позволяет менять группы мышц, несущих статическую нагрузку.

Рабочее положение "лежа" допускается в исключительных случаях. В этом положении резко ограничиваются моторные функции человека, сенсомоторная координация, зона зрительного восприятия. Человеку приходится дополнительно выполнять утомительную статическую работу по удержанию головы, что увеличивает напряжение шейных мышц и мышц плечевого пояса при крайне неблагоприятных биомеханических условиях. Для положения "лежа" следует предусматривать специальные конструктивные приспособления, облегчающие работу в этом положении (например, опоры для шеи и головы).

Важными факторами для установления рабочей позы являются высота рабочей поверхности, расстояние объекта от глаза, угол зрения, зрительный фокус, размеры пространства для ног (и высота сиденья при работе сидя). Они должны рассматриваться обязательно во взаимосвязи. Выбор положения тела при работе ("сидя", "стоя", "переменно") определяет параметры оборудования рабочего места.

Предусматривая то или иное рабочее положение, следует учитывать его достоинства и недостатки, чтобы использовать максимально первые и свести к минимуму влияние вторых.

В зависимости от основной рабочей позы различаются рабочие места при выполнении работ сидя и стоя. Первые организуют при легкой работе, не требующей свободного передвижения работающего, а также при работе средней тяжести в тех случаях, когда это обусловлено особенностями технологического процесса. При организации рабочего места необходимо обеспечить выполнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля, а операций "часто" (менее двух операций в 1 мин) и "очень часто" (две и более операций в 1 мин) - в пределах зоны легкой досягаемости и оптимальной зоны моторного поля.

При конструировании производственного оборудования и организации рабочего места необходимо предусматривать возможность регулирования отдельных элементов с тем, чтобы обеспечивать оптимальное положение работающего. Регулируемые параметры высоты рабочей поверхности, сиденья и пространства для ног следует выбирать по номограмме. За высоту рабочей поверхности принимается расстояние по вертикали от пола до горизонтальной плоскости (реально существующей или воображаемой), в которой выполняются основные трудовые движения. При нерегулируемой высоте рабочей поверхности осуществляют регулирование высоты сиденья и подставки для ног. В этом случае высоту рабочей поверхности определяют по номограмме для работающего ростом 1800 мм. Оптимальная рабочая поза для работающих более низкого роста достигается за счет увеличения высоты рабочего сиденья и подставки для ног на величину, равную разности между высотой рабочей поверхности для работающего ростом 1800 мм и высотой рабочей поверхности, оптимальной для роста данного работающего.

Форма рабочей поверхности, определяемая характером выполняемой работы, может быть прямоугольной, иметь вырез для корпуса работающего или углубление для настольных машин и т.д. При необходимости на рабочую поверхность устанавливают подлокотники. Подставка для ног должна быть регулируемой по высоте. Ее ширина должна быть не менее 300 мм, а длина - не менее 400 мм. Поверхность подставки должна быть рифленой, а по переднему ее краю следует предусматривать бортик высотой 10 мм.

При физической работе средней тяжести и тяжелой, а также при технологически обусловленной величине рабочей зоны, превышающей ее параметры при работе сидя, организуют рабочее место для выполнения работ стоя. При этом необходимо обеспечить выполнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля, а операций "часто" и "очень часто" - в пределах зоны легкой досягаемости и оптимальной зоны моторного поля. Конструкция оборудования и организация рабочего места должны обеспечивать прямое и свободное положение корпуса тела работающего или наклон его вперед не более чем на 15°. При конструировании производственного оборудования и организации рабочего места необходимо предусматривать возможность регулирования отдельных элементов с тем, чтобы обеспечивать оптимальное положение работающего. Регулируемые параметры высоты рабочей поверхности в зависимости от тяжести труда и роста работающего следует выбирать по номограмме. При нерегулируемой высоте рабочей поверхности регулируют высоту подставки для ног. В этом случае высоту рабочей поверхности устанавливают по номограмме для работающего ростом 1800 мм. Оптимальная рабочая поза для работающих более низкого роста обеспечивается путем увеличения высоты подставки для ног на величину, равную разности между высотой рабочей поверхности для работающего размером 1800 мм и высотой рабочей поверхности, оптимальной длх роста данного работающего.

Необходимо предусматривать пространство для стоп размером не менее 150 мм по глубине, 150 мм по высоте и 530 мм по ширине, что позволяет удобно, возможно близко подходить к столу, станку или машине.

При проектировании технологической оснастки (приспособлений и инструмента) и организационной оснастки рабочего места (рабочей мебели, средств сигнализации и связи, средств освещения, тары, планшетов для хранения документации, подставок, подкладок, приспособлений для ухода за машиной и для уборки рабочего места) необходимо также учитывать требования эргономики. Технологическая и организационная оснастка должна создавать удобство в работе и повышать эффективность и качество труда.

2. Оптимизация рабочих движений

При создании научных основ проектирования средств деятельности человека в системе "человек-машина" как в советской, так и в зарубежной эргономике и инженерной психологии основное внимание уделялось разработке требований к информационным моделям и средствам предъявления информации, и значительно меньшее - разработке требований к органам управления, которые представляют элементы рабочего места, предназначенные для передачи управляющих воздействий от человека к машине. Для комплексного решения проблемы одинаково важно проектирование на современном уровне как средств предъявления информации, так и органов управления с учетом эргономических требований.

Характер, последовательность, темп и ритм рабочих движений во многом задаются формой и конструкцией инструментов, органов управления, машин и другого оборудования, а также организацией рабочих мест. Поэтому при их конструировании и организации необходимо учитывать следующие правила экономии движений:

Ш при работе двумя руками движения их должны быть по возможности одновременными, симметричными и противоположными по направлению. Одновременность и симметричность движений обеспечивают равновесие всего корпуса, что облегчает выполнение работы;

Ш проектируемые движения должны быть простыми, плавными и закругленными. Для выполнения рабочей операции необходимо применять наименьшее количество движений;

Ш траектория рабочих движений не должна выходить за пределы рабочей зоны;

Ш движения должны отвечать анатомической структуре тела и осуществляться по возможности в зоне зрительного контроля. Каждое движение должно заканчиваться в положении, удобном для начала следующего движения, причем последующее и предыдущее движения должны быть плавно связаны между собой;

Ш движения должны быть не только простыми, но и ритмичными. Нельзя допускать слишком медленных или слишком быстрых ритмов. При этом следует иметь в виду, что "так называемые "неритмичные" движения - это не лишенные ритма движения, а движения либо с отклонениями от заданного ритма, либо нерациональные движения, что отражается на ритме";

Ш движения должны быть привычными для рабочего. При обучении новой операции или знакомстве с новым оборудованием следует учитывать особенности ранее сформированных у рабочего навыков;

Ш необходимо создать условия, при которых для преодоления слабых сопротивлений использовались бы малые мышечные группы, а при наличии значительных препятствий включались в действие большие группы мышц;

Ш с целью уменьшения мышечной работы в максимально возможной степени должна использоваться кинетическая энергия объекта работы.

Не следует проектировать элементы оборудования, требующие приложения больших физических усилий или обусловливающие нерациональные рабочие позы. Так, рабочий не должен продолжительное время держать руки над головой, так как при этом очень быстро наступает утомление. Очень утомительна также поза, при которой рабочему надо ложиться на землю, сгибаться или становиться на корточки.

При проектировании оборудования необходимо создать предпосылки для обеспечения рациональных рабочих движений. Поэтому следует проектировать такие орудия труда, которые максимально приспособлены к энергетическим, силовым и скоростным характеристикам и возможностям человека. размещение эргономический последовательность рабочий

Для обеспечения рациональных рабочих движений из трудового процесса необходимо исключить лишние, малоэффективные и утомительные движения и действия, такие, как перекладывание предметов труда или инструмента из одной руки в другую, постоянное поддерживание руками деталей во время ее обработки, излишние нагибания, повороты, приседания и другие ненужные движения, вызывающие преждевременное утомление работающих, и выбирать из всех возможных движений наиболее короткие по траектории и требующие минимальных усилий.

При проектировании оборудования следует учитывать некоторые, обусловленные физиологическими, психологическими и анатомическими особенностями человека правила и положения, касающиеся скорости и точности рабочих движений и экономии рабочих усилий.

Скорость рабочих движений:

ь там, где требуется быстрая реакция, движение к себе предпочтительнее;

ь в горизонтальной плоскости скорость рук быстрее, чем в вертикальном направлении, наибольшая скорость движений сверху вниз, наименьшая от себя - снизу-вверх;

ь скорость движений слева направо для правой руки больше, чем в обратном направлении;

ь скорость движения правой руки больше, чем левой;

ь скорость движения под углом к вертикальной и горизонтальной плоскости меньше, чем в этих плоскостях;

ь вращательные движения быстрее, чем поступательные;

ь движения с большим размахом более быстрые;

ь плавные криволинейные движения рук осуществляются быстрее, чем прямолинейные с внезапным изменением направления;

ь скорость движения уменьшается с увеличением нагрузки;

ь движения, ориентированные механизмами, быстрее, чем движения, ориентированные на глаз;

ь движения одной рукой совершаются с наибольшей скоростью под углом 60° к плоскости симметрии, двумя руками - под углом 30°;

ь максимальный темп вращательных движений - 4,0-4,8 об/с, нажимных движений для ведущей руки - 6,6 нажимов в 1 с, для неведущей - 5,3 нажима в 1 с. Максимальный темп ударных движений - от 5 до 14 уд/с, оптимальный для длительной работы 3,5-6,0 уд/с

Точность движений:

ь точные движения лучше выполняются сидя, чем стоя;

ь наибольшая точность движений достигается в горизонтальной плоскости в зоне, расположенной на расстоянии 15-35 см от средней линии тела, при амплитуде движения в локтевом суставе 50-60°;

ь точность попадания рукой в заданную точку составляет 15-20 см в средней зоне ниже груди и 30-40 см в крайних зонах;

ь при работе вслепую в горизонтальной плоскости короткие расстояния человеком преувеличиваются, а длинные преуменьшаются, в вертикальной плоскости - преувеличиваются;

ь наиболее точно оцениваются движения с амплитудой 8-12 см;

ь при движениях в вертикальной "плоскости ошибки меньше, чем в горизонтальной. Наилучшие направления движений в этом отношении - влево вверх и вправо вниз под углом 40° к горизонтали;

ь точность движений обеих рук при оптимальных для каждой руки амплитудах движений одинаковая, но оптимальные амплитуды для обеих рук различны - для правой руки амплитуда больше, чем для левой, на 4-5°;

ь пространственная точность движений при небольшой нагрузке (до 25% максимального усилия) наилучшая, при значительных усилиях снижается.

Зависимость пространственной точности движений от их скорости следующая:

ь для вращательных движений наилучшая точность при скорости 140-200 об/мин, для ударных - 60-70 движений в минуту.

Экономия усилий:

ь сила, развиваемая рукой, зависит от ее положения: давление и тяга сильнее при движении руки перед корпусом, чем при движении сбоку;

ь если при работе используются обе руки, то следует учесть, что сила правой руки больше, чем левой, на 10% для сгибателей пальцев и на 3-4% для сгибателей и разгибателей предплечья;

ь максимальные усилия в положении стоя развиваются на уровне плеча, в положении сидя - на уровне локтя;

ь наибольшая сила в положении стоя развивается движением на себя;

ь сила давления больше при согнутой руке, чем при вытянутой;

ь сила тяги по горизонтали больше при движении перед собой, чем при движении сбоку;

ь в положении сидя давление сильнее, чем тяга;

ь сила сгибателей предплечья больше при согнутой, чем при вытянутой руке;

ь величина усилий, развиваемых рукой в положении сидя, при движении в различных направлениях, располагается примерно в следующем порядке: давление (горизонтальное), тяга (горизонтальная), движение вверх, движение вниз, движение к себе (сбоку), движение от себя (сбоку);

ь сила вращения руки зависит от ее положения и направления вращения - при повороте внутрь развивается более значительная сила, чем при обратном движении;

ь сила давления ног сидящего человека больше, когда они вытянуты вперед (с тупым углом в коленном суставе), чем при положении с прямым углом в коленном суставе.

В психологии труда выявлено, что движения организуются не только пространственно, но и музыкально, подчиняясь определенному ритму. В свое время обратили внимание на то, что наиболее квалифицированные наборщики при составлении полосы набора из отдельных букв выполняют круговые движения, которые, на первый взгляд, кажутся менее целесообразными, чем прямолинейные. Между тем круговая (дуговая) линия в большей степени. обеспечивает непрерывность ритма и подчиненность движения определенной ритмической структуре. Поэтому в определенных случаях не самое скорое движение - самое рациональное и не самое короткое движение - тоже самое рациональное. Выявление соответствующих закономерностей организации движения возможно только на основе глубокого психологического анализа деятельности.

Размещено на Allbest.ru