Ergonomiczna ocena pozycji przy pracy w procesie cięcia i pakowania materiałów termoizolacyjnych 3

Transkrypt

1 Andrzej Marek Lasota 1, Krzysztof Hankiewicz 2 Uniwersytet Zielonogórski, Politechnika Poznańska Ergonomiczna ocena pozycji przy pracy w procesie cięcia i pakowania materiałów termoizolacyjnych 3 Systemy produkcji zależne od człowieka-operatora są szczególnie podatne na problemy związane z: bezpieczeństwem pracy, uciążliwościami, zapewnieniem produkcji, jakości i wzrostem kosztów szkolenia oraz nieobecności w pracy [12]. Co więcej, pracy wykonywanej przez człowieka towarzyszy wysiłek fizyczny, który może powodować pojawianie się mięśniowo-szkieletowego dyskomfortu (MSD) u pracowników w postaci dolegliwości zdrowotnych [16-18]. Zaburzenia w układzie mięśniowo-szkieletowym w związku z wykonywaną pracą są powszechnym problemem w wielu krajach, często powodując ograniczenia w pracy, straty czasu pracy, absencję chorobową i w konsekwencji koszty [2, 3, 29]. Badania wykazały, że pozycja podczas pracy, zakres ruchów, siła, powtarzalność i czas trwania wpływają na poziom wysiłku fizycznego [14]. Do oceny obciążenia sylwetki pracownika związanej z przyjmowaniem różnych pozycji podczas pracy powszechnie stosowane są obserwacyjne techniki badawcze, gdyż nie ingerują w proces pracy, charakteryzują się niskim kosztem i łatwością użycia [5]. Do podstawowych metod należą: Ovako Working posture Analysing System (OWAS) [11], Rapid Upper Limb Assessment (RULA) [28], Rapid Entire Body Assessment (REBA) [7, 19]. Znalazły one szerokie zastosowanie w różnych środowiskach pracy [6, 9, 10, 13, 20-28], itd. W procesach produkcji o wydajności systemu nie decyduje wyłącznie podsystem techniczny ale i podsystem ludzki. Z punktu widzenia ergonomicznego kluczowym elementem są pracownicy i ich efektywne wykonywanie pracy. Stąd istotnym elementem staje się przeprowadzanie ocen ergonomicznych w celu wykrycia nieprawidłowości, które implikują interwencje ergonomiczne poprawiające efektywność działanie systemu. Celem pracy była ocena i badanie pozycji przyjmowanych przez operatorów w procesie cięcia i pakowania materiałów termoizolacyjnych. Grupa badawcza Materiał i metody Ocenę przeprowadzono w zakładzie produkującym materiały termoizolacyjne. Grupę badawczą tworzyło 9 mężczyzn w średnim wieku: 35.1 lat, odchyleniu standardowym SD=8.3 lat; stażu pracy na podobnych stanowiskach: 2.3 lat (SD=1.5). Praca odbywała się w pozycji stojącej, 8h na zmianę roboczą, 5 dni w tygodniu w systemie 3 zmianowym. Do zebrania materiału badawczego zastosowano: obserwacje, wywiad, analizę zadań, chronometraż, kwestionariusz pomiaru MSD, próbkowanie i metodę OWAS, która jest jedną z prostszych technik obserwacyjnych i w powiązaniu z metodą obserwacyjną umożliwia szybkie wykonanie oceny i oszacowanie narażenia pracowników na MSD. Obserwacje zadań wykonywanych przez pracowników były poprzedzone wywiadem z przełożonymi i pracownikami. Zastosowano hierarchiczną analizę zadań [1] do określenia czynności wykonywanych przez pracowników. 1 dr inż. A. M. Lasota, Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Inżynierii Bezpieczeństwa i Nauk o Pracy, ul. prof. Z.Szafrana 4, Zielona Góra, am.lasota@o2.pl. 2 dr inż. K. Hankiewicz, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Zarządzania, Strzelecka 11, Poznań, krzysztof.hankiewicz@put.poznan.pl. 3 Artykuł recenzowany. 1059

2 Oceniono stanowiska: Cięcia i Pakowania. Proces cięcia materiałów termoizolacyjnych odbywał się na pile warstwowej, na której zgodnie ze zleceniem operator ustawiał parametry cięcia i uruchamiał maszynę. Następnie pracownik pobierał blok materiału z palety i umieszczał go na taśmociągu piły warstwowej (Podający). Drugi pracownik odbierał przecięty blok zgodnie z zadanymi parametrami i składał na palecie (Odbierający). Pakowanie następowało po zapełnieniu palety, operatorzy zabezpieczali ułożony materiał folią. Metoda OWAS i ocena pozycji operatorów Metoda OWAS została opracowana przez fińskich autorów w przedsiębiorstwie Ovako Oy [11] do oceny narażenia na ryzyko MSD związanego z pozycją operatora podczas pracy i kompleksowo ujmuje zagadnienie opierając się na technice obserwacji pracownika podczas wykonywania pracy. W metodzie, w modelu człowieka, wyróżniono trzy segmenty ciała, które mogą przyjmować różne położenia oraz obciążenie zewnętrzne: plecy (cztery zakodowane pozycje: 1 wyprostowane, 2 zgięte do przodu, 3 skręcone, 4 zgięte i skręcone), ramiona (trzy pozycje: 1 obydwa poniżej stawu ramiennego, 2 jedno powyżej stawu ramiennego, 3 obydwa powyżej stawu ramiennego), nogi (siedem pozycji: 1 pozycja siedząca, 2 stojąca z nogami wyprostowanymi, 3 stojąca z jedną nogą wyprostowaną, 4 stojąca z nogami zgiętymi, 5 stojąca z jedną nogą zgiętą, 6 klęczenie na jednym lub obu kolanach, 7 chodzenie), obciążenie zewnętrzne w kg (trzy kody: 1 mniejsze od 10kg, 2 10 do 20kg, 3 powyżej 20kg); tworząc czterocyfrowy kod np. 1231; opisujący położenie segmentów ciała: plecy (1 wyprostowane), ramiona (2 jedno powyżej stawu ramiennego), nogi (3 stojąca z jedną nogą wyprostowaną) i obciążenie zewnętrzne (1 mniejsze od 10kg). Kombinacja cyfr w czterocyfrowym kodzie tworzy kategorie oceny opisujące ryzyko narażenia na MSD oraz kategorie działań (KD) niezbędne do poprawy warunków pracy. Autorzy wyróżnili: KD1: bez zagrożenia, pozycja prawidłowa, bez szczególnego szkodliwego wpływu na układ mięśniowo-szkieletowy operatora, działania interwencyjne nie są wymagane. KD2: występuje niewielkie ryzyko, pozycja robocza ma niewielki szkodliwy wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy, występuje lekkie obciążenie, natychmiastowa interwencja nie jest wymagana, ale korekta ergonomiczna powinna być wzięta pod uwagę w przyszłych działaniach. KD3: znaczne ryzyko, pozycja robocza posiada znaczny szkodliwy wpływ na układ mięśniowoszkieletowy, interwencja ergonomiczna powinna być przeprowadzona możliwie jak najszybciej. KD4: bardzo wysokie ryzyko, pozycja robocza ma bardzo duży szkodliwy wpływ na układ mięśniowo-szkieletowy, interwencja ergonomiczna wymagana jest natychmiast. Pozycje przyjmowane przez każdego z operatorów zostały ocenione podczas codziennej rutynowej pracy. Pod uwagę wzięto najbardziej niekorzystne pozycje przyjmowane przez pracowników w ocenie z chronometrażem. W przypadku próbkowania zastosowano interwał czasowy ok. 55 sekund. Pomiar MSDs Zaburzenia w układzie mięśniowo-szkieletowym oceniono za pomocą kwestionariusza opracowanego na podstawie Standardised Nordic Questionnaire [15]. Arkusz ankiety zawierał sylwetkę człowieka z zaznaczonymi segmentami ciała: szyja, barki, plecy-góra, ramiona, plecy-dół, przedramiona, nadgarstki/dłonie, biodra/pośladki, uda, kolana, łydki/stopy. Do oceny natężenia MSD w poszczególnych segmentach ciała zastosowano skalę Borga [4]. Wyniki badań i omówienie Na stanowisku Cięcia (tabela 1) sporządzono podział realizowanych zadań na czynności, dziesięciokrotnie zmierzono czas trwania każdej z nich oraz 10 krotnie oceniono pozycje przyjmowane przez pracowników podczas wykonywania czynności. W tabeli 1 zamieszczono najbardziej niekorzystne pozycje. Głównymi operatorami na stanowisku cięcia byli: Podający oraz Odbierający. Średni czas pobrania bloku 1060

3 materiału z palety przez Podającego był zbliżony do czasu odłożenia przeciętego materiału przez Odbierającego na paletę i wynosił 5.8 sekundy i 6.3 s. odpowiednio dla Podający, Odbierający. Podobną zależność uzyskano w przypadku położenia bloku materiału na taśmociągu maszyny przez Podającego oraz pobrania pociętego materiału przez Odbierającego średnie czasy trwania czynności wynosiły: 3.1 s., 2.3 s. odpowiednio dla Podający, Odbierający. Głównymi rezultatami pracy były kategorie działań. Podający przez około 2/3 trwania cyklu przebywał w KD3, która niesie znaczne ryzyko wystąpienia MSD i wymaga interwencji ergonomicznej najszybciej jak to możliwe. Natomiast Odbierający przebywał w KD3 ponad 2/3 czasu trwania cyklu. Obie czynności związane były z pobraniem lub odłożeniem materiału na paletę. Podczas tych czynności operatorzy pochylali plecy do przodu i obie nogi mieli ugięte w stawach kolanowych. Tab. 1. Ocena OWAS na stanowisku Cięcia Źródło: opracowanie własne Pracownik Średni czas (SD) [sek.] %tc Plecy Kod pozycji ciała Nogi Czynność Ramiona Obciążenie Podający Pobranie 5,8(0.8) 65, Położenie ,1(0.6) 34,8 Odbierający Odłoże Pobranie 2,3(0.5) 26, ,3(1.2) 73,3 nie tc - czas cyklu Tabela 2 przedstawia wyniki OWAS na stanowisku Pakowania. Wykonano 74 próbki z interwałem czasowym ok. 55 s. Rezultaty demonstrują wysokie narażenie na MSD. Aż 52% z wszystkich pozycji zakwalifikowano do KD4, która wymaga natychmiastowej interwencji ergonomicznej. Najczęstszą pozycją była pozycja o kodzie 1121, zakwalifikowana do KD1 i stanowiła 42% wszystkich pozycji, następnie pozycja o kodzie 3151, KD4, 32% oraz 4161, KD4, 20%. Tab. 2. OWAS - częstość występowania pozycji na stanowisku pakowania Źródło: opracowanie własne Kod pozycji Częstość liczba % KD Razem KD Kolejnymi istotnymi rezultatami tej pracy były wyniki dotyczące obciążenia segmentów ciała na stanowisku Pakowania (tabela 3). Pokazują one, że tylko 43% wszystkich pozycji odnosi się do pleców wyprostowanych, a w aż 57% przypadków plecy były skręcone lub zgięte i jednocześnie skręcone. Z kolei 1061

4 ramiona były utrzymywane przez operatorów w prawidłowej pozycji (obie kończyny górne poniżej linie barków) 100% wszystkich pozycji, tylko 46% pozycji nóg było poprawnych. Pomiar dyskomfortu pokazał uskarżanie się operatorów. Najwyższe natężenia dyskomfortu stwierdzono dla: nadgarstki/dłonie: 6.1 (SD=0.6), plecy-dół: 6.0 (SD=1.3), ramiona: 5.4 (SD=0.7), przedramiona: 5.4 (SD=0.7), plecy-góra: 4.6 (SD=1.7), barki: 4.4 (SD=1.1), uda: 3.9 (SD=0.8), ramiona: 3.6 (SD=0.5). Tab. 3. OWAS częstość położenia segmentów ciała na stanowisku pakowania Źródło: opracowanie własne Segmenty i pozycje Liczba % Plecy 1 Wyprostowane* Zgięte do przodu Skręcone Zgięte i skręcone Ramiona 1 Obydwa poniżej stawu ramiennego* Jedno powyżej stawu ramiennego Oba powyżej stawu ramiennego 0 0 Nogi 1 Pozycja siedząca* Stojąca z nogami wyprostowanymi* Stojąca z jedną nogą wyprostowaną Stojąca z nogami zgiętymi Stojąca z jedną nogą zgiętą Klęczenie na jednym lub obu kolanach Chodzenie, przemieszczanie* 0 0 Obciążenie zewnętrzne 1 do < 10kg* kg >20kg 0 0 * - prawidłowe pozycje segmentów Otrzymane wyniki korespondują z pozycjami przyjmowanymi przez pracowników na stanowisku Cięcia i Pakowania. Stwierdzono pochylanie do przodu, skręcanie, skręcanie i jednoczesne pochylanie pleców co mogło być przyczyną wysokiego natężenia dyskomfortu w plecy-dół. Pracownicy pobierali jak i odkładali materiał o znacznych wymiarach (np. 100cm x 60cm x 60cm) stosując chwyt zbliżony do hakowego co znacznie obciążało nadgarstki/dłonie. Ponadto kończyny górne odchylali od osi tułowia aby materiał uchwycić w środku ciężkość. Odwodzenie ramion powoduje dodatkowe obciążenie ramion, 1062

5 przedramion i barków. Również odnotowano szereg niepoprawnych pozycji nóg takich jak uginanie, kucanie, które obciążają uda. Wnioski i rekomendacje W systemach produkcji zarówno w fazie projektowej jak również eksploatacji muszą być uwzględniane bezpieczeństwo oraz ergonomia pracy w tym wczesna identyfikacja zagrożeń technicznych i zdrowotnych w środowisku pracy [8]. W tej pracy skoncentrowano się na zbadaniu i ocenie pozycji przyjmowanych przez operatorów w procesie cięcia i pakowania materiałów izolacyjnych. Wyniki badań pokazały, że na stanowisku Cięcie operatorzy pracują 2/3 cyklu pracy w KD3. Na stanowisku Pakowania najczęstszymi pozycjami były: pozycja o kodzie 1121, stanowiła 42% wszystkich pozycji, 3151, 32% oraz 4161, 20%. Do KD1 zakwalifikowano 47% wszystkich pozycji, natomiast do KD4 52%. Wystąpiło szereg niepoprawnych pozycji pleców i nóg. Odnotowano wysoki poziom dyskomfortu w badanej grupie w: nadgarstki/dłonie, plecy dół, ramię, przedramię, plecy-góra, bark, uda. Praca na ocenionych stanowiskach związana jest ze znacznym ryzykiem MSD i zaleca się: użycie środków technicznych takich jak podnośnik do regulacji wysokości położenia palet z materiałem, zaprojektowanie systemu rotacji pracowników na stanowiskach, przeprowadzenie szkoleń dotyczących: prawidłowych sposobów wykonywania pracy (pozycja podczas pracy) i wypoczynku. Wyniki tego badania mogą być wykorzystane przez praktyków zaangażowanych do opracowywani odpowiednich programów ergonomicznych. Autorzy składają podziękowania Dyrekcji przedsiębiorstwa oraz pracownikom za współpracę i pomoc w przeprowadzeniu badań. Pani Sandrze Suskiej za zebranie danych. Streszczenie Celem pracy było zbadanie pozycji przyjmowanych podczas pracy na stanowiskach cięcia i pakowania wyrobów termoizolacyjnych. Zastosowano: wywiad, obserwację, analizę zadań, próbkowanie, chronometraż, kwestionariusz oceny dyskomfortu, metodę OWAS. Na stanowisku Cięcia operatorzy pracowali 2/3 cyklu pracy w kategorii działań KD3. Na stanowisku Pakowania najczęstszymi pozycjami są: pozycja o kodzie 1121, stanowiła 42% wszystkich pozycji, 3151, 32% oraz 4161, 20%. Do KD4 zakwalifikowano 52% wszystkich pozycji. Odnotowano wysoki poziom dyskomfortu w badanej grupie w: nadgarstki/dłonie, plecy dół, ramię, przedramię, plecy-góra, bark, uda. Praca na ocenionych stanowiskach związana jest ze znacznym ryzykiem MSD. Zaleca się: użycie środków technicznych takich jak podnośnik do regulacji wysokości położenia palet z materiałem; opracowanie systemu rotacji pracowników na stanowiskach; przeprowadzenia szkoleń dotyczących: prawidłowych sposobów wykonywania pracy (pozycja podczas pracy) i wypoczynku. Wyniki badań mogą być wykorzystane przez praktyków w opracowaniu programów ergonomicznych skierowanych na poprawę warunków pracy. Ergonomic evaluation of working postures in the process of cutting and packaging thermal insulation materials Abstract The aim of this study was to examine the postures adopted by operators during cutting and packaging stations of thermal insulation products. An interview, observation, analysis of the tasks, sampling, time study, questionnaire of discomfort, the OWAS method were used. On the position of Cutting, operators worked 2/3 of duty cycle in action category (AC) 3. The position of packing the most common codes were: the posture code 1121, accounted for 42% of all postures, 3151, 32% and 4161, 20%. AC4 quali- 1063

6 fied for 52% of all postures. There has been a high level of discomfort in the study group for: wrists/hands, low back, arms, forearms, upper back, shoulders and thighs. Working on the assessed positions is associated with significant risk of MSDs It is recommended: the use of technical means, such as a jack to adjust the height of the pallet of the material; developing a system of job rotation; conduct training relating to: correct working practices (posture at work) and leisure.these results can be used by practitioners in the development of ergonomic programs aimed at improving working conditions. LITERATURA / BIBLIOGRAPHY [1]. Annett J., Hierarchical task analysis. Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods. 2004, [2]. Baldwin M. L., Reducing the costs of work-related musculoskeletal disorders: targeting strategies to chronic disability cases, Journal of Electromyography and Kinesiology, 14(1)/2004, [3]. Bhattacharya A., Costs of occupational musculoskeletal disorders (MSDs) in the United States, International Journal of Industrial Ergonomics, 44(3)/2014, [4]. Borg G., Borg s Perceived Exertion and Pain Scales, Human Kinetics, Champaign, IL, [5]. Genaidy A.M., Al-Shed A. A., Karwowski W., Postural stress analysis in industry, Applied Ergonomics, 25(2)/1994, [6]. Gonzalez B.A., Adenso-Diaz B., Torre P.G., Ergonomic performance and quality relationship: an empirical evidence case, International Journal of Industrial Ergonomics, 31(1)/2003, [7]. Hignett S., McAtamney L., Rapid Entire Body Assessment (REBA), Applied Ergonomics, 31(2)/2000, [8]. Istota inżynierii Produkcji, Komitet Inżynierii Produkcji Polska Akademia Nauk, Warszawa 2012, [9]. Jones T., Kumar S., Comparison of ergonomic risk assessments in a repetitive high-risk sawmill occupation: Saw-filer, International Journal of Industrial Ergonomics, 37(9)/2007, [10]. Joode B.W., Burdorf A., Verspuy C., Physical load in ship maintenance: hazard evaluation by means of a workplace survey, Applied Ergonomics, 28(3)/1997, [11]. Karhu O., Kansi P., Kuorinka I., Correcting working postures in industry: a practical method for analysis, Applied Ergonomics, 8(4)/1977, [12]. Kasvi J.J.J., Vartiainen M., Pulkkis A., Nieminen M., The role of information support systems in the joint optimization of work systems, Human Factors and Ergonomics in Manufacturing, 10(2)/2000, [13]. Kee D., Karwowski W., A Comparison of three observational techniques for assessing postural loads in industry, International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE), 13(1)/2007, [14]. Kumar S., A conceptual model of overexertion, safety, and risk of injury in occupational settings, Human Factors, 36(2)/1994, [15]. Kuorinka I., Jonsson B., Kilbom A., Vinterberg H., Biering-Sùrensen F., Andersson G., Jùrgensen K., Standardised Nordic questionnaires for the analysis of musculoskeletal symptoms, Applied Ergonomics, 18(3)/1987,

7 [16]. Lasota A., Dolegliwości mięśniowo-szkieletowe szwaczek maszynowych, w: Obciążenie układu ruchu. Przyczyny i skutki, red. R. Paluch i in., Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008, [17]. Lasota A., Dolegliwości zdrowotne projektantów pracujących na stanowiskach pracy wyposażonych w komputery, Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Organizacja i Zarządzanie, 33/ 2001, [18]. Lasota A., Ergonomiczna ocena dolegliwości mięśniowo-szkieletowych operatorów stanowisk dyspozytorskich, w: Dolegliwości zdrowotne a warunki pracy, red. E. Kowal, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2008, [19]. Lasota A., REBA - metoda oceny obciążenia i ryzyka zawodowego spowodowanego sposobem wykonywania pracy, w: Zarządzanie ryzykiem zawodowym w miejscu pracy, red. A. Rabenda, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2006, [20]. Lasota A.M., Analiza obciążenia pracą metodą OWAS, Zarządzanie Przedsiębiorstwem, 16(3)/2013, [21]. Lasota A.M., Analysis of packers' workload on the packing line - a case study, LogForum, 10(4)/2014, [22]. Lasota A.M., A Reba-based analysis of packers workload: a case study, LogForum, 10(1)/2014, [23]. Lasota A.M., Obciążenie układu mięśniowo-szkieletowego operatorów w procesie produkcji części samochodowych, Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach, 10(1)/2014, [24]. Lasota A.M., Packer s Workload Assessment using the OWAS Method, Logistics and Transport, 18(2)/2013, [25]. Lasota A.M., Hankiewicz K., Ryzyko i obciążenie statyczne operatorów wiertarek stołowych, Logistyka, 5/2014, [26]. Lasota A.M., Hankiewicz K., Working postures of operators in the pipe production process a case study, Logistyka, 6/2014, [27]. Lasota A.M., Ścigaj M., Workload analysis of assembly positions, in: ed. G. Dudarski, J. Martinka, M. Rybakowski, I. Turekova: Modern trends in ergonomics and occupational safety: selected problems: scientific monograph, Publishing House of The University of Zielona Góra, Zielona Góra 2013, [28]. McAtamney L., Corlett E.N., RULA: a survey method for the investigation of work-related upper limb disorders, Applied Ergonomics, 24(2)/1993, [29]. Piedrahita H., Costs of work-related musculoskeletal disorders (MSDs) in developing countries: Colombia case, International Journal of Occupational Safety and Ergonomics, 12(4)/2006,

8 1066