Wybrane narzędzie ergonomiczne w środowisku Delmia

Podobne dokumenty
Program REBA. ergonomia. czyli ocena obciążenia układu ruchu dla prac związanych z ręcznym przemieszczaniem

KARTA REALIZACJI PROJEKTU Ergonomia. data zal. projektu: Grupa Wydział. ocena za projekt: Rok lp. data adnotacje do zajęć podpis prowadzącego

SYMULACJA PROCESU TECHNOLOGICZNEGO MONTAŻU Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMU PLM DELMIA

Ergonomia i ochrona pracy - Projektowanie

KARTA REALIZACJI PROJEKTU Ergonomia. prowadzący:... data zal. projektu: Grupa Wydział

Ergonomia w projektowaniu środków ochrony indywidualnej (ŚOI) w celu poprawy komfortu i wydajności pracy

Krzysztof Jąkalski Rafał Żmijewski Siemens Industry Software

Analiza obciążenia statycznego metoda OWAS

10 AKTUALNE WYTYCZNE OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO DLA OBCIĄŻENIA PRACĄ FIZYCZNĄ

Eksperyment 11. Badanie związków między sygnałem a działaniem (wariant B) 335

Metody identyfikacji ergonomicznych czynników ryzyka. 1. Wprowadzenie 2. Metoda OWAS 3. Listy kontrolne NIOSH

Szkoła Główna Służby Pożarniczej Zakład Ratownictwa Technicznego i Medycznego. Laboratorium Bezpieczeństwa Ratownictwa.

ORGANIZACJA STANOWISKA PRACY CZŁOWIEKA W POZYCJI STOJĄCEJ

RAPORT. Gryfów Śląski

Katalog handlowy e-production

Posłuchaj Poczuj Postanów

Moduł wspomaga proces produkcyjny automatyzując prowadzenie ewidencji zdarzeń związanych z kolejnymi etapami produkcyjnymi.

Program BEST_RE. Pakiet zawiera następujące skoroszyty: BEST_RE.xls główny skoroszyt symulacji RES_VIEW.xls skoroszyt wizualizacji wyników obliczeń

DEFINICJA ERGONOMII. ERGONOMIA - nauka zajmująca się projektowaniem systemów pracy, produktów i środowiska zgodnie z fizycznymi.

ERGONOMIA Cz. 3. Wybrane czynniki ryzyka

Analiza i projektowanie oprogramowania. Analiza i projektowanie oprogramowania 1/32

Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu WYDZIAŁ WYCHOWANIA FIZYCZNEGO w Gdańsku ĆWICZENIE V BILANS ENERGETYCZNY

OBCIĄŻENIE NARZĄDÓW RUCHU U PRACOWNIKÓW BUDOWNICTWA

Skuteczność => Efekty => Sukces

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

ROLA UKŁADU KOSTNO STAWOWEGO I MIĘŚNIOWEGO W PROCESIE PRACY

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE ZARZĄDZANIA RYZYKIEM ZAWODOWYM

System Zarządzania Energią według wymagań normy ISO 50001

OGŁOSZENIE O ZAMÓWIENIU nr 1/2013 (POWYŻEJ 14 tys. EURO)

Audyt funkcjonalnego systemu monitorowania energii w Homanit Polska w Karlinie

Ręczne podnoszenie i przenoszenie ładunków

Waloryzacja właściwości środowiskowych konstrukcji stalowych Poradnik projektowania. June 2014

Opis podstawowych modułów

BTL CARDIOPOINT CPET SYSTEM ERGOSPIROMETRYCZNY

Materiały szkoleniowe

Definicje Ergonomia jest nauką o dostosowaniu stanowiska pracy, maszyn, narzędzi i wyposażenia do psychicznych i fizycznych możliwości człowieka. K. J

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA... 11

Monitoring procesów z wykorzystaniem systemu ADONIS

Laboratorium Elektronicznej Aparatury Medycznej I

Zmiany przepisów w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy przy ręcznych pracach transportowych

WYDZIAŁ TRANSPORTU I INFORMATYKI MECHANIKA I BUDOWA MASZYN I STOPIEŃ PRAKTYCZNY

Program budowy infrastruktury informacji przestrzennej (IIP) w Ministerstwie Zdrowia (MZ)

Odniesienie do obszarowych efektów kształcenia Kierunkowe efekty kształcenia WIEDZA (W)

Księgarnia PWN: Kazimierz Szatkowski - Przygotowanie produkcji. Spis treści

Kierunkowe efekty kształcenia wraz z odniesieniem do efektów obszarowych. Energetyka studia I stopnia

Aparaty słuchowe Hi-Fi z Multiphysics Modeling

Deski. Butelki. Bloczki. Zgrzewki Kanistry Szyby

Organizacja systemów produkcyjnych / Jerzy Lewandowski, Bożena Skołud, Dariusz Plinta. Warszawa, Spis treści

Priorytetyzacja przypadków testowych za pomocą macierzy

Metody oceny obciążeń dynamicznych i statycznych przy wykonywaniu ręcznych prac transportowych

Tabela 1-1. Warunki środowiska zewnętrznego podczas badania i charakterystyka osoby badanej

PORÓWNANIE PROGRAMÓW DO PROJEKTOWANIA ERGONOMICZNYCH SYSTEMÓW ANTROPOTECHNICZNYCH COMPARISON OF PROGRAMS TO DESIGN ERGONOMIC ANTHROPOMETRIC SYSTEMS

PLANOWANIE PRZEZBROJEŃ LINII PRODUKCYJNYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY MODELOWANIA I SYMULACJI

PROFESJONALNY PACK DLA DWÓCH UŻYTKOWNIKÓW

BIM jako techniczna platforma Zintegrowanej Realizacji Przedsięwzięcia (IPD - Integrated Project Delivery)

Pracownia Inżynierii Procesowej

Nowy ubiór do pracy w zimnym środowisku z możliwością indywidualnego doboru jego ciepłochronności. dr Anna Marszałek

Faurecia R&D Center, jako centrum

Metodyka zarządzania ryzykiem w obszarze bezpieczeństwa informacji

Ocena wpływu systemów automatyki na efektywność energetyczną budynków w świetle normy PN-EN cz. 2

Krok 1 Dane ogólne Rys. 1 Dane ogólne

LABORATORIUM 1 - zarządzanie operacyjne

Program Analiza systemowa gospodarki energetycznej kompleksu budowlanego użyteczności publicznej

ZUŻYCIE ENERGII DO OGRZEWANIA LOKALU W BUDYNKU WIELORODZINNYM. Paweł Michnikowski

Planowanie tras transportowych

OPTYMALIZACJA PRZEPŁYWU MATERIAŁU W PRODUKCJI TURBIN W ROLLS-ROYCE DEUTSCHLAND LTD & CO KG

System zarządzania zleceniami

Nowoczesne systemy klimatyzacji precyzyjnej Swegon

PODSTAWY ERGONOMII i BHP System ergonomiczny: człowiek technika środowisko

Komputerowe narzędzia wspomagające prowadzenie i dokumentowanie oceny ryzyka przy projektowaniu maszyn

DEBT COLLECTION OPTIMIZATION

Pomiaru wydatku energetycznego można dokonać także na podstawie zachodzących w czasie pracy zmian fizjologicznych. Fakt ten umożliwia

Projektowanie systemów zrobotyzowanych

Zaawansowane planowanie i harmonogramowanie produkcji. Wrocław r.

Ćw. nr 31. Wahadło fizyczne o regulowanej płaszczyźnie drgań - w.2

Swegon nowoczesne systemy klimatyzacji precyzyjnej

Zasady organizacji projektów informatycznych

ZAMAWIAJĄCY. CONCEPTO Sp. z o.o.

ERGONOMIA W ŻYCIU CODZIENNYM I PRACY ZAWODOWEJ

Rozszerzone Wykorzystanie Wiedzy i Wyników Europejskich Projektów Badawczych.

AUREA BPM HP Software. TECNA Sp. z o.o. Strona 1 z 7

Standardy 5S jako podstawa bezpiecznego miejsca pracy

Inżynieria Środowiska dyscypliną przyszłości!

DOSKONALENIE ORGANIZACJI PROCESÓW WYTWARZANIA ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM NARZĘDZI SYMULACYJNYCH

Analiza mechanizmu korbowo-suwakowego

STUDIA PODYPLOMOWE BEZPIECZEŃSTWO I HIGIENA PRACY Z A G A D N I E N I A D O E G Z A M I N U D Y P L O M O W E G O :

Cechy systemu MRP II: modułowa budowa, pozwalająca na etapowe wdrażanie, funkcjonalność obejmująca swym zakresem obszary technicznoekonomiczne

Usługa: Testowanie wydajności oprogramowania

KAMERA AKUSTYCZNA NOISE INSPECTOR DLA SZYBKIEJ LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ HAŁASU

Rys 1 Schemat modelu masa- sprężyna- tłumik

Kompleksowe podejście do rozwoju systemów ciepłowniczych

Life Cycle Assessment (LCA) - ocena cyklu życia ŚRODOWISKOWA OCENA CYKLU ŻYCIA - ENVIRONMENTAL LIFE CYCLE ASSESSMENT (ELCA):

Emapa Transport+ Opis produktu

Instrukcja. Laboratorium Metod i Systemów Sterowania Produkcją.

Darmowy fragment

ZARZĄDZANIE DOKUMENTACJĄ. Tomasz Jarmuszczak PCC Polska

Efekty kształcenia dla kierunku studiów informatyka i agroinżynieria i ich odniesienie do efektów obszarowych

MS Project 2010 w harmonogramowaniu - planowanie zadań, działań, operacji i przedsięwzięć

Spis treści Supermarket Przepływ ciągły 163

ZAPRASZA DO SKŁADNIA OFERT

Transkrypt:

Anna ZIELIŃSKA, Dawid KURCZYK Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji e-mail:anna.zielinska1986@gmail.com, dkurczyk@ath.bielsko.pl Wybrane narzędzie ergonomiczne w środowisku Delmia Streszczenie: W artykule podjęto temat ergonomii pracy oraz ergonomicznego projektowania stanowisk pracy. Przedstawiono przykłady analiz ergonomicznych możliwych do przeprowadzenia w środowisku Delmia. Skupiono się na analizach RULA, NIOSH-a oraz szacowaniu wydatku energetycznego. Pokazano w jaki sposób przeprowadzić je w sposób tradycyjny oraz przy pomocy oprogramowania komputerowego. 1. Wprowadzenie Rosnąca konkurencja, krótkie serie wyrobów, koszty zatrudnienia, zmieniający się rynek w gospodarczo rozwiniętych krajach Unii Europejskiej, mają bezpośredni wpływ na coraz większą liczbę schorzeń, spowodowanych nieodpowiednim ukształtowaniem stanowisk pracy. Równocześnie rosnące wymagania mające związek ze stawianymi zadaniami, coraz częściej przekraczają możliwości statystycznego pracownika i są przyczyną niskiej wydajności. Mając na uwadze zwiększającą się populację pracowników zbliżających się do wieku emerytalnego, wymagania związane z przestrzeganiem norm EN, PN i przepisów BHP, również żądania towarzystw ubezpieczeniowych są bodźcami do wykorzystywania narzędzi komputerowo wspomaganych w procesach kształtowania otoczenia i wyposażenia stanowisk pracy. Wady tego zjawiska dostrzegli trzej najwięksi producenci (AutoDesk, Dassault, Systemes, Siemens) oprogramowania wspierające zarządzanie cyklem życia produktu, udostępniając moduły do analiz ergonomicznych. Ze względu na rozległy charakter tematu, w artykule skupiono się na środowisku jakim jest Delmia. 2. Opis systemu Delmia Delmia (Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application) jest wirtualną platformą symulacyjną w obszarze projektowania i optymalizacji wytwarzania. Za pomocą precyzyjnego odwzorowania produktu, procesu i zasobów powiększa zakres współbieżności przy realizacji projektów daleko ponad typowe fazy CAD/CAE/CAM przenosząc wirtualny produkt do wirtualnej fabryki. Daje następujące możliwości: 95

komponowania optymalnego procesu wytwórczego, dobrania i zaprogramowania środków produkcji, zweryfikowania ergonomiczności narzędzi i stanowisk na długo przed fazą wdrożeniową [1]. Delmia stosuje otwarty model PPR (product-proces-resource) do definiowania najważniejszych procesów odbywających się w przedsiębiorstwie. Model PPR umożliwia prostą integrację środowiska pracy całego portfolio produktu i elementów cyfrowej fabryki. Reprezentuje on unikalną bazę danych, która umożliwia zdefiniowanie danych o produktach, procesach i zasobach wymaganych do projektowania, od koncepcji produktu do jego realizacji. Obecnie Delmia jest jednym z najlepszych oprogramowaniem dla cyfrowej fabryki. Główne zastosowanie znajduje w przemyśle motoryzacyjnym (Volvo, Iveco, VW, Peugeot). Delmia oferuje na rynku najbardziej złożone zbiory rozwiązań 3D dla obszaru produkcji włączając w to produkcję silników spalinowych, montaż końcowy, modelowanie kosztów w przemyśle samochodowym, montaż samolotów [2]. Jednak jest ona wciąż dostępna dla nielicznych ze względu na wysoki koszt zakupu licencji. Rozwiązania, które kiedyś były dostępne wyłącznie dla wojska, stały się dostępne dla zastosowań cywilnych. Delmia jest zbiorem różnego rodzaju modułów pozwalających na analizę i projektowanie wybranych aspektów cyklu życia produktu. Z całej tej gamy modułów skoncentrowano się tylko na module do analiz ergonomicznych ergonomics. 3. Moduł Ergonomics Ergonomics jest rozwiązaniem dedykowanym do symulacji czynności manualnych oraz badania ergonomii pracy. Pozwala przeanalizować wykonywane ręcznie zadania operacyjne zarówno pod względem wykonywalności, jak i potencjalnych zagrożeń wynikających z niewłaściwego przygotowania stanowiska i narzędzi [1]. Posiada szeroką gamę narzędzi pogrupowanych w następujący sposób: Total Design Lifecycle Human Modeling jest narzędziem do cyfrowego modelowania pracowników, zatwierdzenia i symulacji interakcji pracownika z systemem produkcyjnym. Narzędzie to pozwala na określenie wydajności ludzkiej w kontekście pracy lub interakcji podczas całego życia produktu, od koncepcji aż do likwidacji, zanim produkt powstanie. Human Builder pozwala na wizualizację dokładnego cyfrowego wzorca ludzi, oferując przyjazny interfejs dla użytkownika. Przejrzyste w użytku menu pozwala na stworzenie męskich i żeńskich manekinów, określając parametry takie jak np. płeć, wiek, centyle czy narodowość. Zaawansowana budowa manekina składa się z 99 niezależnych połączeń, segmentów i elips. Ponadto manekiny posiadają w pełni przegubowe ręce, ramiona, kręgosłup i szyję. Pozwala to na dokładniejsze odtworzenie naturalnego ruchu. Human Task Simulation jest narzędziem stosowanym do symulacji zadań wykonywanych przez pracownika. Wirtualny pracownik wykonuje przydzielone zadania za pomocą predefiniowanych ruchów, takich jak: chód (przodem, tyłem, bokiem w pra- 96

wo i lewo), czynność podnoszenia i odkładania, czynność ruchu względem zadanej trajektorii, wchodzenie po schodach i drabinie, podążanie za przedmiotem pracy. Human Activity Analysis pozwala na maksymalizację ludzkiego komfortu, bezpieczeństwa i wydajności pracy poprzez zastosowanie szerokiej gamy zaawansowanych narzędzi do analizy ergonomicznej, które kompleksowo oceniają wszystkie elementy współpracy pracownika z materialnymi elementami środowiska pracy. Użytkownicy mogą precyzyjnie i efektywnie przewidzieć czynności wykonywane przez pracownika i porównać ich zgodność z normatywami. Analizę działalności pracownika można dokonać przy pomocy zaimplementowanych metod analiz ergonomicznych takich jak np.: - analizę podnoszenia i opuszczania przedmiotów za pomocą równania NIOSHa 81 i 91, - ocenę pozycji ramienia za pomocą metody RULA, - określenia wydatku energetycznego pracownika, - narzędzia do analizy biomechaniki 3D. Human Posture Analysis pozwala użytkownikowi na ilościową i jakościową analizę wszystkich aspektów postawy pracownika. Budowa ciała oraz postawa pracownika mogą być rozpatrywane i powtarzane w celu optymalizacji komfortu pracownika, bezpieczeństwa i wydajności podczas interakcji z produktem. Przyjazne dla użytkownika panele postawy mogą dostarczyć informacji o wszystkich segmentach manekina, technik kodowania kolorów w celu szybszej identyfikacji obszarów, w których pojawił się problem. Doświadczeni użytkownicy mogą dzielić się swoją wiedzą, zapisując ją w postaci bazy wiedzy gromadzącej różne ergonomiczne kryteria, postawy preferowane, relacje kontowe pomiędzy sąsiadującymi segmentami ciała, stopnie swobody oraz zakresy ruchów w ramach zdefiniowanego katalogu użytkownika. Human Measurements Editor jest narzędziem umożliwiającym tworzenie manekinów poprzez zestaw zaawansowanych narzędzi antropometrycznych. Następnie manekiny mogą być wykorzystane do oceny przydatności produktu lub procesu przed określeniem zamierzonej grupy docelowej [3]. 4. Wykorzystanie modułu ergonomics wybranych analiz ergonomicznych 4.1. Metoda RULA Metoda RULA umożliwia szybką ergonomiczną ocenę postawy pracownika na stanowiskach pracy, na których pracownicy skarżą się na dolegliwości ze strony układu ruchu. Uwzględnia ona obciążenie całego układu mięśniowo-szkieletowego, związane z użyciem siły dla potrzeb wykonania określonego zadania, jak i konieczność utrzymania niezbędnej pozycji ciała. Metoda ta jest ukierunkowana na obciążenie szyi, tułowia i kończyn górnych. Jej wiarygodność została przetestowana na wielu grupach pracowników wykonujących swoją pracę często w wymuszonych, niekorzystnych pozycjach ciała. Zaletą metody RULA jest łatwość stosowania i szybkość uzyskania wiarygodnych wyników. Stanowi ona doskonałe uzupełnienie innych, bardziej złożonych, ergono- 97

micznych metod oceny stanowisk pracy, szczególnie takich, które są związane z dużym obciążeniem kończyn górnych, na pierwszym, wstępnym etapie oceny [4]. Tok postępowania w celu przeprowadzania analizy postawy metodą RULA w środowi- sku Delmia kształtuje się w następujący sposób: Ustawienie manekina w odpowiedniej pozycji (rysunek 1). Uruchomieniee analizy RULA poprzez kliknięcie odpowiedniej ikony z paska narzę- takich jak: dzi i wprowadzeniu parametrów niezbędnych do przeprowadzenia analizy, wybór strony ciała (1) (dla której zostanie przeprowadzana analiza), charakter wykomin.), określenie nywanej pracy (stała, okazjonalna > 4 min. oraz powtarzalna(2) < 4 czy ramiona są podparte, wskazanie czy ręcę są wychylone na tyle by przeciąć oś symetrii ciała, określenie czy ma zostać uwzględniony balans ciała (3). Po określeniu tych parametrów wyświetlany jest wynik obrazujący stan obciążenia poszczególnych segmentów ciała (6) oraz całościowa ocena punktowa przyjmowanej postawy ciała (5) (rysunek 2). Rys. 1. Pozycja manekina potrzebna do przeprowadzenia analizy za pomocą metody RULA 98

Rys. 2. Wynik z przeprowadzonej analizy Każdej analizowanej postawie jest przypisywana ocena od 1 do 7 punktów, którą należy interpretować w następujący sposób: 1-2 pkt. postawa akceptowalna, 3-4 pkt. należy ją przeanalizować, 5-6 pkt. należy ją przeanalizować i wkrótce zmienić, 7 pkt. należy ją zbadać i i natychmiast zmienić. 4.2. Równanie NIOSH-a Równanie NIOSH-a jest to narzędzie służące do oceny lub klasyfikacji niektórych zagrożeń związanych z podnoszeniem przedmiotów poprzez wyznaczenie zalecanego limitu wagowego oraz indeksu podnoszenia. Równanie NIOSH-a ma następującą postać: RWL = L C H M V M D M A M F M C M (1) L I = Z C /RWL (2) gdzie: RWL zalecany limit wagowy, L I Z C L C H M V M D M A M C M indeks obciążenia, ciężar zadany, stała obciążenie, współczynnik położenia w poziomie, współczynnik położenia w pionie, współczynnik różnicy odległości w pionie, współczynnik asymetrii, współczynnik prawidłowego uchwytu przedmiotu. 99

NIOSH oznacza Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy. Równanie to zo- szacowania ryzyka dwuręcznego, zadaniach podnoszenia ręcznego, stało zaktualizowane w 1991 roku i ta wersja jest odpowiednia w sytuacjach: oceny pracy charakteryzującej się wieloma zadaniami podnoszenia, oceny pracy charakteryzującej się podnoszeniem, które może obejmować rotację tułowia, powtarzalności i czasu trwania zadania, określenie masy ładunku stanowiącego zagrożenie dla zdrowia poprzez wykonywa- podjęcia kroków w celu właściwego ograniczenia zadań, które zostały zidentyfiko- nie danego zdania, określenie masy ładunku stosunkowo bezpiecznego dla danego zadania, wane jako zagrożenie, priorytetów do dalszej ergonomicznej oceny pracy [5]. Schemat przeprowadzania analizy za pomocą metody NIOSHa w środowisku Delmia kształtuje się następująco: ustawienie manekina w pozycji początkowej i końcowej (rysunek 3), Rys. 3. Pozycja początkowa i końcowa manekina 100

wybór typu analizy (1), a następnie określenie częstości wykonywania danej czynności (2) wraz z czasem jej trwania (3), jakości chwytu (4), wagi podnoszonego przedmiotu (5). W wyniku przeprowadzonej analizy otrzymuje się wskaźnik RWL i Li (6). Istnieje również możliwość podglądu wartości poszczególnych wyliczonych współczynników stosowanych w wyżej przedstawionym równaniu (7). Rys. 4. Wynik przeprowadzonej analizy za pomocą metody NIOSH-a w środowisku Delmia W wyniku analizy NIOSH-a zostaje wyliczony zalecany limit wagowy dla danej czynności. Limit wagowy oznacza masę obiektu jaką może podnosić zdrowy pracownik w analizowanych warunkach bez ryzyka uszczerbku na zdrowiu. Dodatkowo wyliczany zostaje indeks podnoszenia (wzór 2) oznaczający jaką krotność dopuszczalnego ładunku stanowi faktyczny ciężar. Należy interpretować go w następujący sposób: L I <= 0,5 ryzyko małe, niepotrzebne żadne działanie, 0,5 < L I <= 1 ryzyko średnie, potrzebna kontrola ryzyka, 1,0 < L I <= 2 ryzyko duże, potrzebne działanie zmniejszające ryzyko, L I > 2 ryzyko bardzo duże, wstrzymać pracę i natychmiast podjąć działania zmniejszające ryzyko. 4.3. Pomiar i szacowanie wydatku energetycznego. Wydatek energetyczny, metabolizm obejmuje dwa przeciwstawne procesy, z których jeden to anabolizm czyli asymilacja, tzn. przyswojenie energii przez organizm, drugi to 101

katabolizm, czyli dysymilacja, rozpad, który związany jest ze zmniejszeniem zapasu energii w organizmie. Spożywanie pokarmów, czyli ilość energii (wyrażona w dżulach- J) wprowadzana do organizmu, zależy głównie od metabolizmu i zużycia energii w organizmie. W praktyce ciężkość pracy ocenia się porównując uzyskaną wartość, ze standardami opracowanymi w formie tabel lub zestawień. Najczęściej wykorzystuje się tabele, w których nie wzięto pod uwagę innych parametrów badanych osób, jak np. wiek i waga. Miarą ciężkości pracy jest efektywny wydatek energetyczny ponoszony w związku z jej wykonywaniem. Wielkość wydatku energetycznego określa się w kj/min., charakteryzując w ten sposób koszt energetyczny podczas wykonywania operacji roboczych, a także kj/dzień roboczy, charakteryzujący sumaryczną wielkość obciążenia w czasie dnia roboczego. W praktyce ocena wydatku energetycznego polega na porównaniu jego wartości z przyjętą w Polsce klasyfikacją ciężkości pracy. Jednak klasyfikacja stopnia ciężkości pracy nie uwzględnia indywidualnych różnic w możliwościach wysiłkowych człowieka, zależnych zwłaszcza od poziomu wydajności. Wydatek energetyczny zależny jest także od przyjętej w czasie pracy pozycji. Wydatek energetyczny potrzebny na wykonanie takich samych czynności roboczych przez różne osoby jest podobny, zakładając równy czy podobny poziom sprawności w wykonywaniu czynności. Różnice wynikają z masy ciała, ewentualnie płci. Podstawą rzetelnego oszacowania obciążenia energetycznego na stanowisku pracy jest dokładna rejestracja ruchu, czynności w czasie, czyli opracowanie precyzyjnego chronometrażu pracy. Następnie przyporządkowanie wartości energetycznych, wykonywanym czynnościom posługując się tabelami (opracowanymi dla prostych czynności, jak i czynności wykonywanych z obciążeniem). Przy ocenie wskazane jest również uwzględnienie warunków środowiska pracy (np. oświetlenia, temperatury), jak i inne okoliczności, np. ciężar przenoszonych przedmiotów, pochyłość terenu [1]. Sposoby pomiaru wydatku energetycznego: Metody kalorymetrii bezpośredniej i pośredniej oraz metoda na podstawie zachodzących zmian fizjologicznych podczas wykonywania pracy. Metoda kalorymetrii bezpośredniej pozwala na jednoczesny pomiar wymiany gazowej i wytworzonego ciepła aparatem Atwatera-Rosa-Benedicta. Zasada oznaczenia polega na ustaleniu różnicy temperatury wody wchodzącej do układu i wychodzącej z niego. Wentylację zapewnia zamknięty układ krążącego powietrza, a wytwarzany dwutlenek węgla jest absorbowany przez pochłaniacze zawierające wapno sodowe. Metoda kalorymetrii pośredniej opiera się na ilości wykorzystywanego tlenu i wyprodukowanego w tym czasie dwutlenku węgla. Do oznaczeń stosowane są dwa systemy aparatów: otwarty z przepływem powietrza i zamknięty, w którym wydychany dwutlenek węgla jest pochłaniany przez wapno sodowe. Zużyty tlen zostaje uzupełniony ze zbiornika wykazującego jednocześnie wielkość przepływu. Znając ilość tlenu potrzebnego do wytworzenia 1 kcal oraz współczynnik oddechowy, można obliczyć wielkość wydatku energetycznego. Obie opisane metody są jednymi z najdokładniejszych metod, jednak posiadają one również znaczące wady. 102

Tab. 2. Zmiany fizjologiczne zachodzące w organizmie człowieka podczas pracy w zależności od natężenia wysiłku fizycznego [8] Natężenie wysiłku Wydatek energetyczny Zużycie tlenu fizycznego kcal/min. kj/min. w (l/min.) Bardzo lekki <2,5 <10,5 <0,5 Lekki 2,5-5,0 10,5-21,0 0,5-1,0 Średni 5,1-7,5 21,1-31,6 1,1-1,5 Ciężki 7,6-10,0 31,7-41,9 1,6-2,0 Bardzo ciężki 10,1-12,5 42,0-52,6 2,1-2,5 Niezmiernie ciężki 12,6-15,0 52,7-62,7 2,6-3,0 Wyczerpujący >15,0 >62,7 >3,0 Wydatek energetyczny Natężenie wysiłku Temperatura ciała Wentylacja Częstotliwość fizycznego w C płuc w l/min. tętna na min. Bardzo lekki <10 <75 <37,1 Lekki 10-20 76-100 37,1-37,5 Średni 21-35 101-120 37,6-38,0 Ciężki 36-50 121-140 38,1-38,5 Bardzo ciężki 51-65 141-160 38,6-39,0 Niezmiernie ciężki 66-85 161-180 39,1-39,5 Wyczerpujący >85 >180 >39,5 Do pomiaru wydatku energetycznego za pomocą obu metod potrzebne są odpowiednie aparatury i specjalnie wyszkolony personel. Są one pracochłonne i kłopotliwe dla pracowników, na których dokonuje się badania. Kolejna metoda polega obliczaniu wydatku energetycznego za pomocą zmian fizjologicznych. Polega ona na wykorzystaniu kształtowania się pewnych parametrów hemodynamicznych i respiracyjnych do oceny natężenia wysiłku fizycznego pracownika. W tym przypadku dokonuje się pomiaru wentylacji: płuc, częstość tętna i temperatury ciała (tabela 2). Liczba dżuli podane w tabeli zawierają zarówno efektywny wydatek energetyczny, jak i przemianę podstawową. Są to tzw. dżule brutto. W celu wyliczenia dżuli efektywnych, bez uwzględnienia przemiany podstawowej, odejmuje się od załączonych wartości 4,2 kj. Metoda Lehmanna jest najczęściej spotykaną metodą szacowania wydatku energetycznego. Jednak metoda ta może być obarczona błędem, np. gdy niewłaściwie zaszereguje się zaangażowanie grupy mięśni kończyn do wykonania określonej czynności. W celu uzyskania wartości odpowiadających wydatkowi energetycznemu kobiet, wynik oszacowanego wydatku należy pomnożyć przez współczynnik o wartości 0,8-dla kobiet o silnej budowie ciała, 0,85 dla kobiet szczupłych. Istotna jest również temperatura otoczenia, w którym wykonywana jest praca. Jeżeli temperatura otoczenia wzrasta do 37,8 C wydatek wzrasta o około 12% w porównaniu z pracą w środowisku o temperaturze 21,1 C. W trakcie pracy w środowisku zimnym lub mroźnym wydatek energetyczny również wzrasta (ciepła odzież) dlatego wartość należy zwiększyć o 10% [1]. 103

Analiza wydatku energetycznego w środowisku Delmia jest procesem kosztownym ze względu na cenę samego oprogramowania. Jednak w miarę dokładnym, nie ma konieczności posiadania specjalistycznej aparatury do pomiarów, nie jest procesem pracochłonnym, lecz nie zakłóca czynności wykonywanych podczas pracy przez badanego pracownika. Wykorzystywany w środowisku Delmia model prognostyczny do szacowania wydatku energetycznego zakłada, że każda wykonywana przez pracownika może zostać podzielona na mniej złożone czynności. Średnia wartość współczynnika wydatku energetycznego dla całej wykonywanej pracy może zostać oszacowana poprzez zsumowanie zużycia energii potrzebnej do wykonania wszystkich elementarnych czynności oraz energii potrzebnej do utrzymania przyjmowanych w trakcie pracy postaw. Co więcej, bardzo ważnym parametrem wejściowym kalkulacji wydatku energetycznego jest limit czasowy na wykonanie pracy. Stosowany model prognostyczny wykorzystuje różne równania w zależności od tego czy praca jest wykonywana przy użyciu jednej czy dwóch rąk. Najbardziej czasochłonną częścią analizy wydatku energetycznego w pakiecie Delmia jest przygotowanie wirtualnego środowiska pracy. Polega ono na zdefiniowaniu wykorzystywanych podczas pracy zasobów, którymi z punktu widzenia Delmii mogą być, maszyny, narzędzia, elementy wyposażenia stanowiska pracy i pracownicy. Zasoby muszą zostać poukładane z godnie z aktualnym układem stanowiska pracy. Kolejnym krokiem jest zdefiniowanie produktów czyli elementów podlegających zmianom w wyniku procesu produkcyjnego. Na koniec należy ułożyć proces technologiczny oraz kolejność wykonywania czynności przez pracownika. Dopiero tak przygotowane środowisko pracy nadaje się do stworzenia symulacji pracy w oparciu o którą zostanie wyliczony wydatek energetyczny. Uruchomienie analizy wydatku energetycznego jest możliwe z poziomu modułu Human Task Simulation należącym do grupy Ergonomics Design & Analysis. Dla potrzeb artykułu zostało przygotowane hipotetyczne stanowisko pracy (rysunek 5) w skład którego wchodzą takie zasoby jak: podłoga, stoliki, paleta, krzesło. regały, pojemniki na części, kartonowe pudło oraz pracownik (mężczyzna, europejczyk, 95 centyl). Produktem są dziurkacze o fikcyjnej wadze 0,75 kg. Czynności wykonywane przez pracownka sprowadzają się do przenoszenia dziurkaczy ze stołu na regał. Obliczanie energii zużywanej podczas pracy dokonuje się w module Human Task Simulation należącym do grupy Ergonomics Design & Analysis. W wyniku przeprowadzonych obliczeń Delmia generuje raport, który zawiera informacje o całkowitej energii zużytej podczas wykonywania analizowanego zadania. Całkowity czas trwania zadania. Przebyty dystans podczas wykonywania zadania oraz średni współczynnik liczby spalanych kilokalorii w czasie sekundy. Dodatkowo jest możliwość prześledzenie informacji o wydatku energetycznym nie tylko całego analizowanego zadania ale także wszystkich jego składowych czynności. 104

Rys. 5. Wyposażenie e stanowiska pracy Rys. 6. Wynik przeprowadzonych obliczeń 105

5. Podsumowanie Projektowanie stanowisk pracy z wykorzystaniem modułu ergonomics umożliwia ich ocenę pod względem wymagań ergonomicznych, co oznacza w dzisiejszych warunkach funkcjonowanie przemysłu, obok rozwiązywania problemów organizacji pracy, możliwość zwiększenia efektywności i korzyści ekonomicznych. Wykorzystywany w środowisku Delmia model prognostyczny do szacowania wydatku energetycznego zakłada, że każda wykonywana przez pracownika może zostać podzielona na mniej złożone czynności. Średnia wartość współczynnika wydatku energetycznego dla całej wykonywanej pracy może zostać oszacowana poprzez zsumowanie zużycia energii potrzebnej do wykonania wszystkich elementarnych czynności oraz energii potrzebnej do utrzymania przyjmowanych w trakcie pracy postaw. Co więcej, bardzo ważnym parametrem wejściowym kalkulacji wydatku energetycznego jest limit czasowy na wykonanie pracy. Stosowany model prognostyczny wykorzystuje różne równania w zależności od tego czy praca jest wykonywana przy użyciu jednej czy dwóch rąk. Najbardziej czasochłonną częścią analizy wydatku energetycznego w pakiecie Delmia jest przygotowanie środowiska pracy. Obliczanie energii zużywanej podczas pracy dokonuje się w module Human Task Simulation należącym do grupy Ergonomics Design & Analysis. Literatura 1. Hławiczka M., Ścieszka D., Ergonomia i Ochrona Pracy, część 2: metody Oceny Pracy Fizycznej, Akademia techniczno-humanistyczna w Bielsku-Białej 2003. 2. Produktywność i Innowacje nr 1 z 2006 roku, czasopismo Akademii Techniczno- Humanistycznej w Bielsku-Białej, pod redakcją dr inż. Aleksandra Moczały. 3. Strona IBS Poland Sp. z o.o. http://www.ibspoland.pl/indexphp?otion=com_contect&view=article&id=65&itemi d=72&lang=pl, 2.05.2011. 4. Strona DASSAULT SYSTEMES http://www.3ds.com/fileadmin/products/delmia/offers/virtual- Ergonomics-Solutions/PDF/DELMIA-Virtual-Ergonomics-brochure.pdf, 4.05.2011. 5. Strona Kultury bezpieczeństwa http://www.kulturabezpieczenstwa.pl/ergonomia/programy-ergonomiczne/301- program-rula, 3.05.2011. 6. Strona firmy dostarczającej usługi doradcze i szkoleniowe www.ergoweb.com/news/detail.cfm?id=566, 7.05.2011. 7. Strona Uniwersytetu Purdue w stanie Indiana http://www.purdue.edu/rem/injury/lifting/lp5360-1991revisednioshliftingequation.pdf, 11.05.2011. 8. Strona Krzysztofa Czarnockiego http://www.czarnocki.pollub.pl/laboratorium_f- I_Zaoczni.pdf, 16.05.2011. 106