Fizyka Techniczna Środowiska Pracy

Transkrypt

1 Fizyka Techniczna Środowiska Pracy dr inż. Katarzyna Jach Konsultacje: B1 415c 1 Zasady zaliczenia Kolokwium na przedostatnim wykładzie 13.06; drugi termin Na wykładzie 7.06 lista osób zwolnionych z kolokwium za aktywność Punktowana obecność, aktywność na wykładzie, realizacja zadań, kartkówki. Warunkiem zaliczenia bez pisania kolokwium jest 50% z kartkówek 2 Fizyka Środowiska Pracy = Ergonomia Zagadnienia: szeroko rozumiane środowisko pracy i wpływ środowiska na człowieka Cel: neutralizować złe oddziaływanie, poprawiać samopoczucie Efekty kształcenia: PEK_W01: zna poszczególne fizyczne czynniki środowiska pracy; wie, z jakich przyczyn (fizycznych, anatomicznych, fizjologicznych, psychologicznych) i w jaki sposób wpływają one na człowieka w procesie pracy. PEK_W02: zna metody i narzędzia służące do pomiaru i oceny poznanych czynników oraz do projektowania fizycznego środowiska pracy i jego optymalizacji zgodnie z podejściem ergonomicznym. 3 Zarys tematyki 1. Wstęp. Definicja, historia, cel i zadania FSP. Człowiek w środowisku pracy. Układ człowiek-maszyna-środowisko. 2. Czynniki środowiska pracy i ich wpływ na wydajność pracy. Mikroklimat podstawowe pojęcia, ocena, oddziaływanie na organizm ludzki. 3. Czynniki środowiska pracy i ich wpływ na wydajność pracy. Hałas. Budowa i funkcjonowanie narządu słuchu. Oddziaływanie hałasu na człowieka. Przeciwdziałanie hałasowi. 4. Oświetlenie. Narząd wzroku i jego budowa. Podstawowe parametry światła i oświetlenia wpływające na pracownika. Oddziaływanie oświetlenia na wydajność pracowników 5. Praca na stanowisku komputerowym. Zalecana postawa ciała. Organizacja przestrzeni roboczej na stanowisku pracy z komputerem. Wymogi i zalecenia dotyczące pracy na stanowisku komputerowym 6. Przestrzeń robocza człowieka. Zmienność wymiarów antropometrycznych człowieka. Zalecenia ergonomiczne kształtowania przestrzeni pracy. Postawa ciała i ocena wymuszenia. 7. Metody oceny obciążenia pracą 4 Ergonomia Nazwiskiem Ergonomji, wziętem od wyrazu greckiego ergon praca i nomos prawo, zasada, oznaczamy Naukę o Pracy czyli o używaniu nadanych człowiekowi od Stwórcy siły i zdolności. Wojciech Bogumił Jastrzębowski, 1857 Historia ergonomii Od zarania dziejów Przyjaźniejsze narzędzia pracy Specjalizacja zawodowa Galileusz (XV w.) studia nad pracą żywych maszyn zastosowanie praw mechaniki do organizmów ludzkich i zwierzęcych; zmęczenie niespotykane w przyrodzie martwej Wojciech Jastrzębowski analiza możliwości i wydolności człowieka 5 6 1

2 Historia ergonomii - Hipokrates 5 wiek przed naszą erą zasady ergonomiczne jak powinno wyglądać stanowisko pracy chirurga jak powinny być rozmieszczone narzędzia pracy, których używa Historia ergonomii 1666 de La Hire zależność między cieżarem ciała robotnika a jego siłą 1705 Amontons wyliczenie wydajności pracy robotnika na dobę XIX w. badania nad wydajnością człowieka Prawa przemiany energii chemicznej w mechaniczną i cieplną kalorymetria Fizjologia pracy i wypoczynku Walka z wypadkowością straty z powodu przedwczesnego zużycia żywej maszyny 8 Historia ergonomii - W.F. Taylor Badania zależności między wielkością łopat, masą ładunku, siłą mięśniową robotnika a wydajnością pracy Optymalizacja ładunku (21,5 funta) optymalizacja powierzchni łopaty Badanie ładowaczy 1. Wstępna obserwacja różne jednorazowe porcje załadunku (od 1,7 do 17 kg) 2. Wybór najlepszych robotników 3. Eksperymenty z najlepszymi robotnikami Od pojemności 17 kg aż do 8 kg Badanie wydajności w czasie 4. Wprowadzenie 15 typów łopat 9 10 Historia ergonomii Szkoła humanizacyjna - praca najbardziej efektywna może być nieekonomiczna, jeśli uwzględnić koszt biologiczny początki psychologii pracy psychomotoryka, czyli racjonalne ruchy usprawnianie przyuczania do pracy optymalizacja warunków pracy i środowiska (hałas, oświetlenie) Aspekty bezpieczeństwa pracy Analiza ruchów metoda cyklograficzna analiza ruchów Robotnik pracował w zaciemnionym pomieszczeniu z żaróweczkami przyczepionymi do przegubów i łokci. Fotografie na długich czasach Ruchy widoczne jako światło na kliszy Metoda chronocyklograficzna analiza ruchów w czasie dodatkowo przerywacz prądu przebieg ruchów roboczych na kliszy jako linia przerywana

3 Therblig klasyfikacja czynności Zasady ekonomii ruchów roboczych 1. obie ręce powinny w miarę możliwości brać czynny udział w wykonywaniu pracy 2. ruchy rąk powinny odbywać się w przeciwnych i symetrycznych kierunkach 3. należy wykorzystać siłę grawitacji, zwłaszcza przy manipulowaniu ciężkimi przedmiotami, redukować zaś do minimum siłę kinetyczną przedmiotów, gdyż musi być ona pokonywana wysiłkiem mięśni 4. korzystniejsze są ruchy ciągłe, płynne, po linii krzywej 5. drogi ruchów rąk powinny się mieścić w zasięgu normalnym Historia ergonomii, II wojna światowa Boeing B-17 Latająca forteca Historia ergonomii, II wojna światowa Alphonse Chapanis ( ) Niezniszczalny Seria katastrof Historia ergonomii II Wojna Światowa - dostosowanie technologii wojskowych do możliwości ludzi Problemy z obsługą skomplikowanych czołgów, samolotów, łodzi podwodnych, radarów Systematyczne badania w celu określenia granic możliwości człowieka w zakresie znoszenia obciążeń fizycznych, psychicznych i środowiska Zasady racjonalnego konstruowania urządzeń Socjalistyczna walka o wydajność Historia ergonomii w skrócie Prehistoria Rewolucja przemysłowa II wojna światowa Rewolucja informacyjna 17 3

4 Historia ergonomii Ergonomia utworzenie Naukowego Towarzystwa Ergonomicznego w Wielkiej Brytanii, powstanie Międzynarodowego Stowarzyszenia Towarzystw Ergonomicznych Polskie Towarzystwo Ergonomiczne (PTErg) Nauka o związku pomiędzy człowiekiem i jego środowiskiem pracy. /Kenneth Frank Hywel Murrell 1949/ Ergon praca Nomos prawo naturalne Celem ergonomii jest kształtowanie warunków pracy niezbędnych do ochrony pracownika przed przedwczesną utratą sił biologicznych w następstwie pracy oraz warunków do ich regeneracji w toku pracy /Dyrektywa UE/ Ergonomia działalność naukowa i aplikacyjna zmierzająca do dostosowania: maszyn narzędzi materialnego środowiska organizacji pracy oraz życia przedmiotów powszechnego użytku do możliwości i ograniczeń człowieka Co może być ergonomiczne? Układ człowiek - otoczenie maszyny urządzenia narzędzia pomieszczenia programy komputerowe Człowiek cechy fizyczne budowa anatomiczna wymiary ciała fizjologia wytrzymałość cechy psychologiczne pamięć percepcja uwaga Otoczenie środowisko materialne mikroklimat oświetlenie hałas obiekty techniczne narzędzia pracy środki transportu wyposażenie pomocnicze

5 Układ człowiek maszyna Wiedza ergonomiczna Człowiek Fizjologia Psychologia Anatomia Antropometria Medycyna Socjologia Organizacja Organizacja i ekonomika pracy Nauka o jakości Marketing Technika Projektowanie Wykonanie (budowa) Sterowanie Materiałoznawstwo Podstawa prawna Art. 15 Kodeksu Pracy: Pracodawca jest obowiązany zapewnić pracownikom bezpieczne i higieniczne warunki pracy. Art. 94 Kodeksu Pracy: Pracodawca jest obowiązany ( ) organizować pracę w sposób zapewniający zmniejszenie uciążliwości pracy, zwłaszcza pracy monotonnej i pracy w ustalonym z góry tempie 27 Podział ergonomii Mikroergonomia badanie zjawisk percepcji, zagadnienia antropometrii, analiza systemów człowiek obiekt badanie procesów poznawczych i decyzyjnych człowieka interakcja człowiek - komputer Makroergonomia - badanie systemów złożonych. Przedmiotem projektowania jest organizacja, czyli komponent otoczenia zewnętrznego (większej całości) I generacja II generacja III generacja 28 Podział ergonomii Zalety ergonomii Ergonomia korekcyjna - poprawianie tego co jest Ergonomia koncepcyjna - poprawne projektowanie Produktywność Jakość Morale Wypadki Stracony czas Koszty

6 Koszty Ekonomiczne bezpośrednie (np. braki, obniżona wydajność) Ekonomiczne pośrednie (np. fluktuacja kadr, niszczenie środków pracy) Analiza porównawcza dotycząca przyczyn chorób zawodowych, 2012 (ZUS) Straty moralne (np. wzrost bierności i apatii, poczucie krzywdy, niskie morale) Biologiczne - zdolności znoszenia przez człowieka obciążeń organizmu (fizycznych, psychicznych i środowiskowych) Zatrudnieni w warunkach zagrożenia, liczeni jeden raz w grupie czynnika przeważajacego na 1000 zatrudnionych Efekty interwencji ergonomicznej 24% wzrost produktywności wśród pracowników którym zmieniono stanowisko na ergonomiczne badanie dr Marvina Daindoffa dla NIOSH (The National Institute for Occupational Safety and Health) 20% wzrost produktywności dzięki kupieniu ergonomicznych mebli Amerykański Universytet Ilinois w 1990 roku Spadek fluktuacji kadr z 35% do 2% Firma telekomunikacyjna Regional Bell Operating Company Efekty produktywność a stosowanie rozwiązań ergonomicznych Efekty produktywność a szkolenia z ergonomii całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 9,8%. całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 16,8%

7 Ergonomics Cost-Benefit Case Study Collection (fragment) Miejsce pracy Rodzaj interwencji Efekt Spadek absencji z 4% do 1% Stanowisko biurowe Wymiana umeblowania (4000 pracowników) (75%), wzrost efektywnego czasu pracy z 60% do 86% (40%) Biuro (ubezpieczenia) Wprowadzanie danych Pielęgniarka w szpitalu Przeprojektowanie stanowisk pracy: regulowane krzesła, biurka, podstawy pod klawiatury, oświetlenie $ w ciągu trzech lat z tytułu spadku kosztów rekompensat dla pracowników Przeprojektowanie stanowisk pracy: Wzrost tempa z 9480 do regulowane krzesła, biurka, podstawy pod znaków/godz. Spadek wskaźnika klawiatury, oświetlenie. Zmiana koloru ścian. błędów z 0,19-4,73% do 0,18- Przerwy w pracy 1,10%. Program redukcji podnoszonych ciężarów. Zakup urządzeń mechanicznych ułatwiających podnoszenie. 14% redukcja strat czasu, 33% spadek skarg personelu w ciągu 3 lat Projektowanie ergonomiczne Dystrybucja paliwa Modyfikacja wyposażenia, trening, zmiana systemu zarządzania Spadek wypadków o 54% w ciągu 2 lat, spadek straconych dni roboczych o 94% Właściwie zaprojektowana przestrzeń pracy 1. Wymiary ciała ludzi 2. Aktywność biomechaniczno-fizjologiczna 3. Analiza powiązań operator - wyposażenie Wymiary ciała ludzi Wymiary użytkowników najważniejszymi danymi w projektowaniu Ciało ludzkie - najważniejszym elementem stanowiska pracy Zmienność wymiarów podstawowa charakterystyka populacji użytkowników utrudnia zadawalające wszystkich pracowników ukształtowanie przestrzeni pracy Rozkład normalny Modele centylowe Wartości ograniczające - wartość progowa minimalna i maksymalna

8 Atlas antropometryczny - wyciąg Różnice między reprezentantami populacji Nr wymiaru Cecha Centyl Mężczyźni Kobiety Wysokość ciała w pozycji wyprostowanej 122 Wysokość ciała w pozycji siedzącej 123 Wysokość podkolanowa w pozycji siedzącej 125 Wysokość płaszczyzny widzenia w pozycji siedzącej Fantomy i probanci Ograniczenia jednokierunkowe Minimalne - zasięgi Maksymalne Wysokościowe parametry stanowiska pracy (prześwity) Wymiary bezpieczeństwa Ograniczenia dwukierunkowe Populacja użytkowników Regulacja Właściwości biomechaniczne i fizjologiczne Właściwości fizjologiczne organizmu Obciążenie Zmęczenie Funkcjonowanie zmysłów Sprawność biomechaniczna Dopuszczalne zakresy ruchomości stawów Wyzwalane siły i momenty

9 Właściwości biomechaniczne i fizjologiczne Pozioma powierzchnia pracy rąk Pole widzenia zasięg normalny zasięg maksymalny Analiza powiązań Wybór wyposażenia Analiza wszystkich czynności wybór wyposażenia wybór pozycji roboczej Punkty wiążące Zadanie Kryteria rozmieszczania obiektów pracy ważność częstość użycia kolejność użycia obiekty używane kolejno blisko siebie spełniane funkcje łączenie w grupy (bloki) Wysokość robocza zależy od Wysokości płaszczyzny roboczej przy pracy w pozycji stojącej Wymiarów pracownika Charakteru zadania Dokładność Siła Rozmiar obiektu praca precyzyjna praca lekka praca ciężka

10 Orientacyjne dane do projektowania stanowisk A zasięg normalny (optymalny) B zasięg maksymalny C obszar optymalny dla pracy oburącz Ergonomiczne zasady projektowania wg Jabłońskiego Antropocentryzm decyzje dotyczące bezpieczeństwa i ergonomiczności użytkowania najważniejsze, przed kryteriami technicznymi i ekonomicznymi Ergonomiczne zasady projektowania wg Jabłońskiego 1. Proste użytkowanie 2. Wygodne użytkowanie bez zbędnego wysiłku 3. Zachowanie odpowiednich wymiarów i przestrzeni 4. Uwzględnianie wydolności umysłowej 5. Zapewnienie odpowiedniego środowiska 6. Czytelność informacji 7. Tolerancja dla błędów 8. Hierarchizacja celów ergonomicznych 57 10