Антропометрические характеристики человека и их роль в обеспечении безопасных условий труда

Параметры рабочих мест и их элементов, при расчетах которых используются антропометрические данные, условно делятся на три группы.

1. Габаритные параметры рабочего места характеризуют предельные размеры его внешних очертаний. Габаритный объем-рабочего места определяется как сумма объемов, занятых основным производственным оборудованием, организационной и технологической оснасткой, проходами и подходами к основным элементам рабочего места и т. д., а также объема мертвого пространства, создаваемого неправильными формами перечисленных объектов. Различают габаритные параметры рабочего места в целом (высота, ширина, глубина) и габаритные параметры его элементов.

2. Свободные (несопряженные) параметры -- это параметры отдельных элементов рабочего места, которые не имеют общих баз отсчета, а следовательно, не сопряжены друг с другом. К ним относятся параметры рабочего сиденья и его спинки, подлокотников, приводных элементов органов управления и т. п. Свободные параметры рабочего места и оборудования могут быть нерегулируемыми (постоянными) и регулируемыми (переменными). К последним относятся высота и угол наклона подставки для ног, высота сиденья, угол наклона спинки, высота спинки, подвижность спинки вперед -- назад и др.

3. Компоновочные (сопряженные) параметры рабочего места, образуя размерные цепи, характеризуют положение отдельных элементов рабочего места относительно друг друга и по отношению к работающему человеку.

Компоновочные параметры обеспечивают возможность работающему совершать движения в оптимальном диапазоне, позволяют увязать все элементы рабочего места в систему с едиными

базами отсчета.

К компоновочным параметрам рабочего места для выполнения работы в положении стоя относятся параметры рабочей поверхности, подставки для ног, пространства для стоп, проходы, досягаемость в моторном пространстве. Для положения сидя используются параметры рабочей поверхности, сиденья и его подвижности, диапазон и шаг угла наклона и подвижности спинки (вперед -- назад), подставки для ног, пространства для ног и т. д.

Компоновочными (сопряженными) параметрами для органов управления -- кнопок, клавиш, педалей, рычагов, переключателей, маховиков и т. д. являются расстояния между краями соседних элементов, углы поворота без перехвата, размахи движения и т. п.

Компоновочные параметры, как и свободные, могут быть нерегулируемыми (постоянными) и регулируемыми (переменными). Регулировать компоновочные параметры можно опосредованно, путем регулирования свободных параметров некоторых подвижных элементов рабочего места (сиденья, педали, подставки для ног) относительно работающего.

5. Основные эргономические требования при проектировании рабочих мест

Соответствие параметров рабочего места размерам моторного пространства, антропометрическим данным человека, удобству его рабочей позы, рациональным и эффективным рабочим движениям способствует снижению величины статистической и динамической нагрузок при работе, уменьшению вероятности возникновения заболеваний (остеохондроз, радикулит и т. д.) и позволяет сохранить высокую и устойчивую работоспособность и производительность труда.

К факторам, определяющим организацию рабочего места, относятся положение тела, рабочая поза, рабочие движения, максимальный темп движений, зоны деятельности.

Положение тела, прежде всего, влияет на пространственную компоновку рабочего места (Ошибка! Источник ссылки не найден.). Величина усилий на органы управления, параметры обзорности определяются, прежде всего, положением тела работающего. Наиболее распространены положения стоя и сидя, реже -- лежа. Каждое положение характеризуется определенными условиями равновесия, степенью напряжения мышц, состоянием дыхательной и кровеносной системы, расходом энергии и т. д. Так, положение стоя характеризуется неустойчивым равновесием, но в то же время ему свойственно более естественное состояние позвоночного столба и грудной клетки, хорошие условия для зрительного обзора и перемещения. Однако оно более утомительно по сравнению с другими положениями, так как требует значительной работы мышц по удержанию равновесия тела. Поэтому в положении стоя следует избегать фиксированных поз, рекомендуется делать перерывы для отдыха в положении сидя.

Таблица 1. Критерии выбора рабочих положений

Положение сидя имеет преимущества перед работой стоя, так как снижает нагрузку мышц на нижние конечности и органы кровообращения, что уменьшает энергетические затраты организма на 10--20%. Однако длительное пребывание в положении сидя способствует ряду патологических явлений (сутулости, радикулиту и т. п.), сокращает зоны досягаемости, передвижения и уменьшает силовые возможности. Выбор рациональной рабочей позы, в положении сидя (благодаря оптимальной форме сидений) позволяет избегать этих отрицательных последствий.

Положение лежа допускается в исключительных случаях, так как оно резко ограничивает моторные функции человека, ухудшает моторную координацию и уменьшает зону обзора. Выполнение операций лежа сопровождается утомительной статической работой, связанной с напряжением шейных мышц и плечевого пояса при удержании головы и рук. Для работы лежа следует предусматривать специальные приспособления, уменьшающие статические напряжения (опоры для головы и др.).

Рабочая поза. Термин «рабочая поза» обозначает наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение звеньев тела при выполнении трудовых операций. Сохранение той или иной позы происходит при активном участии нервно-мышечной системы, состояние которой характеризуется, прежде всего, величиной тонуса, суставных углов и т. п. В процессе проектирования алгоритмов трудовой деятельности, в выполнении которых преобладают моторные компоненты, и требуется длительное поддержание определенной рабочей позы, особое внимание следует уделять проектированию оптимальной рабочей позы и условий ее поддержания (Таблица 2). При этом следует исходить из положения, что наиболее вредным является не столько сама поза, сколько время, в течение которого человек в ней находится. Оптимальная рабочая поза должна служить исходным моментом при расчетах размеров досягаемости для рук и ног в пределах моторного пространства.

Рабочие движения. В каждом рабочем движении выделяются четыре формы: механическая, физиологическая, психическая и функциональная. Механическая форма рабочих движений определяется следующими параметрами: пространственными (длиной, формой, направлением); временными (скоростью, ускорением, темпом); силовыми (направлением и величиной усилий) и точностными (во времени, пространстве и т. п.).

Физиологические рабочие движения обеспечиваются двумя простейшими формами мышечной активности: динамической (собственно движение) и статической (поддержание рабочей позы). В конкретных рабочих ситуациях двигательная деятельность более сложна, так как она включает элементы статики и динамики в различных качественных и количественных соотношениях и координациях движения.

Психические формы рабочих движений классифицируются по функциям в трудовом процессе, по решаемой в движении задаче по степени контроля за выполнением движений.

Функциональная форма рабочих движений означает деление всего комплекса движений в рабочем процессе на основные и вспомогательные.

Рациональная организация рабочих движений создает условия для снижения утомления и резервы для повышения работоспособности человека, увеличения производительности труда. Взаимодействие принципов экономии движений с основными их характеристиками реализуются в виде ряда практических рекомендаций по организации рабочих движений.

Таблица 2. Оптимальная рабочая поза

Максимальный темп движений. Он зависит от типа движения: вращательного (об/с); нажимного для ведущей и неведущей руки (наж/с); ударного для среднего и оптимального темпа (уд/с) и от усилий, развиваемых при различных движениях и точности движений рук.

Зоны досягаемости. Различают зоны максимальной, оптимальной и легкой досягаемости. При организации рабочего места необходимо обеспечить выполнение трудовых операций в пределах зоны максимальной досягаемости моторного поля, а операций «часто» выполняемых (менее двух операций в минуту) и «очень часто» -- в пределах зоны легкой досягаемости и оптимальной зоны моторного поля. На Ошибка! Источник ссылки не найден. и Ошибка! Источник ссылки не найден. показаны зоны досягаемости в положении сидя в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В положении сидя зоны досягаемости определяются при выпрямленном и фиксированном относительно спинки стула корпуса, а испытуемый описывает выпрямленной правой и левой рукой дуги в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Площадь, ограниченная дугой, и является зоной досягаемости данной руки.

С учетом факторов, определяющих организацию рабочего места, производится расчет его параметров.

Рисунок 5. Зона досягаемости моторного поля в вертикальной плоскости

Рисунок 6 Зоны досягаемости моторного поля в горизонтальной плоскости при высоте рабочей поверхности над полом 725 мм (1- оптимальная зона, 2 - зона легкой досягаемости, 3 - зона максимальной досягаемости)

Параметры рабочего места измеряются в различных положениях тела (стоя, лежа, сидя) и позах (руки вытянуты в стороны, вверх и т. д.), имитирующих рабочие позы и движения. При измерении этих параметров в качестве баз отсчета чаще всего используются ограничительные плоскости. Эргономические антропометрические, параметры по способам измерений и в зависимости от сферы использования делятся на статические и динамические.

Они в свою очередь делятся на габаритные и размеры отдельных звеньев тела, а также на линейные, периметровые и угловые.

При расчете параметров рабочего места на основе антропометрических данных необходимо учитывать:

выбранную систему координат и соответствующие базы отсчета;

рабочее положение работающего;

возможность изменения положения тела;

величину размаха рабочих движений;

количество элементов рабочего места;

параметры обзора;

необходимость ограничения рабочего пространства (кабина, площадь и т. д.);

возможность регулирования параметров элементов рабочего места;

возможность подвижности элементов рабочего места (сиденья, педали, подставки для ног).

При использовании числовых значений антропометрических признаков следует учитывать их особенности, обусловленные полом, возрастом, национальностью и другими факторами.

Особое внимание следует обращать на значительные половые различия большей части антропометрических признаков, так как многие изделия промышленного производства предназначены одновременно и для мужчин, и для женщин. Эти различия в размерах достаточно велики как для положения стоя, так и для положения сидя.

Национальные различия по группам размеров несколько меньше, чем половые, но также значительны, особенно по продольным размерам в положении стоя. Возрастные различия антропометрических признаков взрослого населения выражены не резко. Имеется тенденция к увеличению (на 5 см) всех продольных размеров у лиц молодого возраста (20--30 лет) и поперечных, переднезадних и охватных размеров -- у лиц старшего возраста (30--50 лет).

При расчете параметров оборудования по высоте следует учитывать, что наибольшие половые, национальные и возрастные различия наблюдаются в продольных размерах тела в положении стоя. В положении сидя эти различия уменьшаются или вовсе исчезают. Это объясняется тем, что в первом случае в состав размеров входит длина ноги -- признак сильно варьирующий, увеличившийся за последние 100 лет на 7--8 см. Во втором случае в состав размеров входит длина туловища -- признак слабо варьирующий, мало изменившийся в процессе акселерации (всего на 1 см).

6. Перцентиль

В основу общих правил использования антропометрических данных при расчете параметров рабочих мест и производственного оборудования положен метод перцентилей.

Перцентилем называется сотая доля объема всей совокупности людей, подвергавшихся антропометрическим исследованиям.

Каждая группа характеризуется определенными свойственными ей значениями антропометрических признаков. Если площадь, ограниченную кривой нормального распределения, отражающую всю совокупность наблюдений, разделить на 100 равных частей (процентов), то получим 99 перцентилей.

Каждый перцентиль имеет свой порядковый номер. 1-й перцентиль отсекает в распределении частоты наименьших значений антропометрического признака, составляющие 1% от суммы всех частей, 2-й перцентиль значения, составляющие 2% и т.д., 50-й перцентиль в нормальном распределении соответствует средней арифметической величине, моде и медиане.

Перцентиль, мода и медиана являются структурными характеристиками вариационного ряда значений антропометрических признаков.

При этом необходимо помнить, что в природе не существует человека, все размеры тела которого соответствовали бы только среднему арифметическому значению или только 5 или 95 перцентилям, это лишь условное предположение, в силу чего минимум свободного пространства для размещения тела человека и его передвижений следует исчислять исходя из антропометрических данных людей, характеризующихся наибольшими продольными, поперечными и переднезадними размерами тела.

Части рабочего пространства, в пределах которого необходимо обеспечить досягаемость органов управления, надлежит рассчитывать на основании антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными, и переднезадними размерами тела.

При использовании антропометрических данных не рекомендуется:

рассчитывать параметры рабочих мест и оборудования на основе только средних арифметических значений антропометрических признаков;

использовать антропометрические данные 20--25-летней давности;

использовать источники (справочники и т. д.), в которых не указан год сбора данных, пол, возраст, национальность и т. д.;

использовать размеры тела, измеренные в положении стоя, при расчетах параметров рабочих мест, предназначенных для работы сидя;

выделять основные и второстепенные антропометрические признаки, так как все множество их одинаково необходимо;

получать основные эргонометрические признаки путем сложения отдельных классических размеров.

Список использованной литературы

1. Рознар Я.Н. Приспособление условий труда к человеку. Эргономика. М., Мир, 1973.

2. Эргономика. Под ред. А.А. Крылова и Г.В. Суходольского. Л.:ЛГУ, 1988.

3. Эргономика. Проблемы приспособления условий труда к человеку. Пер. с польск. М., Мир, 1971.

4. Эргономика. Учеб. пособие для вузов. Под ред. В.В.Адамчука. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999

5. Эргономика. Под ред. А.А. Крылова и Г.В. Суходольского. Л.:ЛГУ, 1988, стр. 28-32

6. Ф.А. Громов. Эргономика. Учеб. пособие. ЛФЭИ, Л., 1989, стр. 10-11

7. Рознар Я.Н. Приспособление условий труда к человеку. Эргономика. М., Мир, 1973, стр. 25-30.

Размещено на Allbest.ru