Bezpieczeństwo pracy i ergonomia dr inż. Katarzyna Jach Katarzyna.jach@pwr.edu.pl http://ksz.pwr.edu.pl/kadra/katarzyna.jach/ Konsultacje: B1 415c Zasady zaliczenia Kolokwium na ostatnim wykładzie; drugi termin ustalony na przedostatnim wykładzie wtedy też lista osób zwolnionych z kolokwium za aktywność Punktowana obecność, aktywność na wykładzie, realizacja zadań, kartkówki Można zgłosić własny temat prezentacji w ciągu miesiąca ~15 min. 1 2 Bezpieczeństwo pracy i ergonomia Zagadnienia: szeroko rozumiane środowisko pracy i wpływ środowiska na człowieka Cel: neutralizować złe oddziaływanie, poprawiać samopoczucie Efekty kształcenia: PEK_W01: ma podstawową wiedzę z zakresu ergonomii i bezpieczeństwa pracy PEK_W02: ma wiedzę na temat oddziaływania wybranych czynników środowiska pracy na organizm człowieka oraz możliwych metod redukcji uciążliwych skutków czynników środowiska pracy PEK_U01: potrafi organizować pracę zgodnie z zasadami ergonomii i bezpieczeństwa pracy PEK_K01: rozwija systemowe myślenie o przedsiębiorstwie. 3 Zarys tematyki 1. Wstęp. Definicja, historia, cel i zadania bezpieczeństwa pracy i ergonomii. 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. Czynniki determinujące wymuszenie postawy ciała. Konsekwencje wymuszonej postawy ciała. 4 Bezpieczeństwo pracy - historia 1. Eksploatacja 1. Eksploatacja człowieka i zasobów 2. Ustawodawstwo dotyczące BHP i organizacje związkowe 3. Bezpieczeństwo techniczne 4. Czynnik ludzki 5. Zarządzanie ryzykiem Tania siła robocza i ludzkie życie Niskie prędkości pracy brak maszyn napędzanych energią 5 6 1
Fabryki Użycie parowej elektrycznej energii i Skupienie ludzi i maszyn Liczne wypadki np. USA 1926 24 tys. ofiar śmiertelnych i 3 mln wypadków Ustawodawstwo 1833 inspekcja fabryczna w Wielkiej Brytanii; cel ochrona kobiet i dzieci Później również nadzór nad bhp 1840 w Aglii obowiązek zwrotu kosztów leczenia i renty za wypadek przy pracy Jednocześnie 1840 stowarzyszenie przemysłowców pod nazwą National Safety of Factory Occupiers; cel: zwalczanie ustawodawstwa państwowego z zakresu bezpieczeństwa pracy 7 8 Ustawodawstwo Towarzystwa ubezpieczeniowe OC dla pracodawców Przeciwdziałanie wypadkom W Polsce od 1953 r. służby BHP, od 1974 r. Kodeks Pracy Bezpieczeństwo techniczne Zapewnienie bezpieczeństwa przez bezpieczne maszyny i urządzenia Dyrektywa 2006/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie ujednolicenia przepisów dotyczących maszyn- tzw. dyrektywa maszynowa Normy bezpieczeństwa 9 10 Czynnik ludzki Zarządzanie ryzykiem Zwiększanie świadomości pracowników Sprzęt chroniący pracowników Integracja zagadnień BHP z innymi sferami zarządzania przedsiębiorstwa Systemy zarządzania BHP znormalizowane 11 12 2
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 13 14 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 16 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 17 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 18 3
Analiza ruchów Therblig klasyfikacja czynności 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 19 20 1911 - Zasady ekonomii ruchów roboczych Historia ergonomii, II wojna światowa Alphonse Chapanis (1917-2002) 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 21 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 Ergonomia Nauka o związku pomiędzy człowiekiem i jego środowiskiem pracy. /Kenneth Frank Hywel Murrell 1949/ Socjalistyczna walka o wydajność 23 24 4
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 25 26 Układ człowiek - otoczenie Układ człowiek maszyna 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 27 28 Wiedza ergonomiczna Podstawa prawna Człowiek Fizjologia Psychologia Anatomia Antropometria Medycyna Socjologia Organizacja Organizacja i ekonomika pracy Nauka o jakości Marketing Technika Projektowanie Wykonanie (budowa) Sterowanie Materiałoznawstwo Art. 66. 1. Konstytucji RP: 1. Każdy ma prawo do bezpiecznych i higienicznych warunków pracy. 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 29 30 5
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 31 Podział ergonomii Ergonomia korekcyjna - poprawianie tego co jest Ergonomia koncepcyjna - poprawne projektowanie 32 Zalety ergonomii Produktywność Jakość Morale Wypadki Stracony czas Koszty 33 Koszty Ekonomiczne bezpośrednie (np. braki, obniżona wydajność) Ekonomiczne pośrednie (np. fluktuacja kadr, niszczenie środków pracy) Straty moralne (np. wzrost bierności i apatii, poczucie krzywdy, niskie morale) Biologiczne - zdolności znoszenia przez człowieka obciążeń organizmu (fizycznych, psychicznych i środowiskowych) 34 Badanie EWCS (Europejskie Badanie Warunków Pracy Satysfakcja z pracy w UE 2015 35 36 6
Rozkład wskaźników jakości pracy Intensywność pracy w UE 37 38 Środowisko pracy w UE 2015 Środowisko pracy 39 40 Narażenie na czynniki Czynniki biomechaniczne 41 42 7
43 44 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 całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 9,8%. 45 46 Efekty produktywność a szkolenia z ergonomii 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 1 000 000 $ w ciągu trzech lat z tytułu spadku kosztów rekompensat dla pracowników Przeprojektowanie stanowisk pracy: Wzrost tempa z 9480 do 11300 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 całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 16,8%. Dystrybucja paliwa Modyfikacja wyposażenia, trening, zmiana systemu zarządzania Spadek wypadków o 54% w ciągu 2 lat, spadek straconych dni roboczych o 94% 47 48 8
Projektowanie ergonomiczne Właściwie zaprojektowana przestrzeń pracy 1. Wymiary ciała ludzi 2. Aktywność biomechaniczno-fizjologiczna 3. Analiza powiązań operator - wyposażenie 49 50 Człowiek witruwiański 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 51 52 Rozkład normalny Modele centylowe Wartości ograniczające - wartość progowa minimalna i maksymalna 53 54 9
Atlas antropometryczny - wyciąg Ograniczenia jednokierunkowe Nr wymiaru Centyl Mężczyźni Kobiety 5 50 95 5 50 95 Minimalne - zasięgi Cecha 69 Wysokość ciała w pozycji wyprostowanej 122 Wysokość ciała w pozycji siedzącej 123 Wysokość podkolanowa w pozycji siedzącej 1623 1741 1862 1502 1600 1701 819 885 955 778 837 892 414 456 499 405 436 468 Maksymalne Wysokościowe parametry stanowiska pracy (prześwity) Wymiary bezpieczeństwa 125 Wysokość płaszczyzny widzenia w pozycji siedzącej 80 93 106 71 83 94 55 56 Ograniczenia dwukierunkowe Populacja użytkowników Regulacja 2. Właściwości biomechaniczne i fizjologiczne człowieka Dajcie mi punkt podparcia a podniosę Ziemię Archimedes 57 58 Właściwości biomechaniczne i fizjologiczne Właściwości fizjologiczne organizmu Obciążenie Zmęczenie Funkcjonowanie zmysłów Sprawność biomechaniczna Dopuszczalne zakresy ruchomości stawów Wyzwalane siły i momenty Właściwości biomechaniczne i fizjologiczne Pole widzenia 59 60 10
Pozioma powierzchnia pracy rąk 3. Analiza powiązań Operator - wyposażenie zasięg normalny zasięg maksymalny 61 62 3. 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) 63 64 Wybór pozycji roboczej Uwzględnienie wymiarów pracownika Zadanie Wysokość robocza w pozycji stojącej 65 66 11
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 67 68 Orientacyjne dane do projektowania stanowisk A zasięg normalny (optymalny) B zasięg maksymalny C obszar optymalny dla pracy oburącz Zasady projektowania 69 70 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 71 72 12
Stanowisko pracy przy komputerze Umieszczenie stanowiska w pomieszczeniu Zachowanie odległości między stanowiskami 74 Przykład rozmieszczenia stanowisk pracy oprawy oświetleniowe Podstawowe parametry stanowiska 75 76 Praktyka Ćwiczenia rozciągające rozluźniające Ergo Chair Depot Blog 78 13
Krzesło biurowe Krzesła alternatywne klękosiad Obrotowa, stabilna, min. pięcioramienna podstawa na kółkach Regulowana płyta siedziska Szerokość min. 40 cm Wysokość 40-50 cm Wyprofilowane oparcie pleców o regulowanej wysokości oraz kącie pochylenia (5 do przodu, 30 do tyłu) Tapicerka względnie twarda, pokrycie szorstkie i przewiewne Podłokietniki 79 80 Swopper Krzesła alternatywne - balance chair (ball chair) 82 Krzesła alternatywne Krzesła alternatywne Siodło (saddle chair) Stojąco siedzące miejsce pracy 83 84 14
Wysokość płaszczyzny pracy w pozycji siedzącej Biurko dostosowana do wymiarów osób wysokich (95. centyl wzrostu) (A) związana z wysokością płyty siedziska (B) umożliwiająca uzyskanie wymaganej przestrzeni dla ud (C) 85 86 Biurko Monitor Powierzchnia 120 80 cm min. Kolor jasny, powierzchnia matowa Regulowana wysokość Podnóżek Regulacja kąta pochylenia i obrotu Górna krawędź na wysokości oczu (lub poniżej) Odl. 40-75 cm od operatora 87 88 Klawiatura obudowa oraz klawisze matowe, w jasnym kolorze (brak odbić i olśnień) wyraźne, czytelne i trwałe oznaczenia wyczuwalny skok każdego klawisza możliwie niski profil, środkowy rząd klawiszy (A, S, D, F, G) nie wyżej niż 30 mm nad biurkiem regulacja pochylenia w granicach 0-15 w kierunku użytkownika odległość 10 15 cm od krawędzi biurka Mysz Miejsce na stole na nadgarstek Owalna Pasująca do dłoni Uwypuklona Masa min. 100 g ewent. żelowa podpórka pod nadgarstki 89 90 15
Inne wyposażenie Podnóżek Powierzchnia 30 na 50 cm Pochylenie 0-25 Uchwyt na dokumenty Zalecenia ergonomiczne Min. 5 minut przerwy po każdej godzinie pracy Łączenie pracy przy komputerze z innymi pracami Odmrożenie postawy ciała podczas pracy częste korekty ułożenia barków, miednicy oraz kończyn dolnych wykorzystanie ruchomości płyty siedziska ( bujanie się ) zmiany pozycji z pochylonej do przodu na odchyloną do tyłu z plecami podpartymi Ciężar ciała na guzach kulszowych, nie udach Unikanie: wyginania nadgarstków zakładania nogi na nogę siedzenia na podkurczonej nodze 91 92 Regulacja Regulacja http://www.ergotron.com/ 16