Zasady zaliczenia Fizyka Środowiska Pracy 2 dr inż. Katarzyna Jach Katarzyna.jach@pwr.wroc.pl http://ksz.pwr.edu.pl/kadra/katarzyna.jach/ Konsultacje: P2 s. 43 lub B1 415c Kolokwium na ostatnim wykładzie 24.01; drugi termin ustalony wspólnie 20.12 wtedy też lista osób zwolnionych z kolokwium za aktywność Punktowana obecność, aktywność na wykładzie, realizacja zadań, kartkówki. Warunkiem zaliczenia bez pisania kolokwium jest 50% z kartkówek 1 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. Wprowadzenie. Fizyczne środowisko pracy jako element układu człowiek-maszyna-środowisko. Podejście ergonomiczne w projektowaniu i ocenie środowiska pracy. 2. Mikroklimat. Termodynamika organizmu ludzkiego. 3. Hałas. Budowa narządu słuchu i jej wpływ na zdolność słyszenia. Percepcja wysokości i głośności dźwięku jako przykłady zjawisk podlegających prawom Webera-Fechnera oraz Stevensa. 4. Relacje przestrzenne między człowiekiem a miejscem pracy. Problematyka dostępności przestrzeni publicznej 5. Metodyka badań wpływu fizycznego środowiska pracy na człowieka cz. 1. Podejście psychofizyczne w pomiarach subiektywnej percepcji mierzalnych fizycznie bodźców. Projektowanie eksperymentu czynnikowego. 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
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 Badanie ładowaczy Typ łopaty zależny od rodzaju materiału Optymalna pojemność 10 kg± 1 kg Narzędzia zapewniał pracodawca 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 12 2
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 13 14 1911 - 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 Niezniszczalny Seria katastrof 15 Historia ergonomii, II wojna światowa Alphonse Chapanis (1917-2002) 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 18 3
Historia ergonomii w skrócie Historia ergonomii Prehistoria Rewolucja przemysłowa II wojna światowa 1949 - utworzenie Naukowego Towarzystwa Ergonomicznego w Wielkiej Brytanii, 1962 - powstanie Międzynarodowego Stowarzyszenia Towarzystw Ergonomicznych 1977 - Polskie Towarzystwo Ergonomiczne (PTErg) Rewolucja informacyjna 20 Ergonomia Nauka o związku pomiędzy człowiekiem i jego środowiskiem pracy. 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 /Kenneth Frank Hywel Murrell 1949/ regeneracji w toku pracy /Dyrektywa UE/ 21 22 Ergonomia Co może być ergonomiczne? działalność naukowa i aplikacyjna zmierzająca do dostosowania: maszyn narzędzi materialnego środowiska organizacji pracy oraz życia przedmiotów powszechnego użytku maszyny urządzenia narzędzia pomieszczenia programy komputerowe do możliwości i ograniczeń człowieka 23 24 4
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 25 26 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. 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 28 Podział ergonomii 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 29 Ergonomia korekcyjna - poprawianie tego co jest Ergonomia koncepcyjna - poprawne projektowanie 30 5
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) 31 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 32 Efekty produktywność a stosowanie rozwiązań ergonomicznych Efekty produktywność a szkolenia z ergonomii całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 9,8%. 33 całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 16,8%. 34 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 Projektowanie ergonomiczne Dystrybucja paliwa Modyfikacja wyposażenia, trening, zmiana systemu zarządzania Spadek wypadków o 54% w ciągu 2 lat, spadek straconych dni roboczych o 94% 35 36 6
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 37 38 Rozkład normalny Modele centylowe Wartości ograniczające - wartość progowa minimalna i maksymalna 39 40 Atlas antropometryczny - wyciąg Fantomy i probanci Nr wymiaru Cecha Centyl Mężczyźni Kobiety 5 50 95 5 50 95 69 Wysokość ciała w pozycji wyprostowanej 122 Wysokość ciała w pozycji siedzącej 123 Wysokość podkolanowa w pozycji siedzącej 125 Wysokość płaszczyzny widzenia w pozycji siedzącej 1623 1741 1862 1502 1600 1701 819 885 955 778 837 892 414 456 499 405 436 468 80 93 106 71 83 94 41 42 7
Fantomy i probanci Ograniczenia jednokierunkowe Minimalne - zasięgi Maksymalne Wysokościowe parametry stanowiska pracy (prześwity) Wymiary bezpieczeństwa 43 44 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 45 46 Właściwości biomechaniczne i fizjologiczne Pozioma powierzchnia pracy rąk Pole widzenia zasięg normalny zasięg maksymalny 47 48 8
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) 49 50 Wybór pozycji roboczej Uwzględnienie wymiarów pracownika Zadanie Wysokość robocza w pozycji stojącej 51 52 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 53 54 9
Analiza powiązań - punkty wiążące Orientacyjne dane do projektowania stanowisk A zasięg normalny (optymalny) B zasięg maksymalny C obszar optymalny dla pracy oburącz 55 56 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 58 Stanowisko pracy przy komputerze Umieszczenie stanowiska w pomieszczeniu Zachowanie odległości między stanowiskami 60 10
Podstawowe parametry stanowiska Ćwiczenia rozciągające rozluźniające 61 62 Krzesło biurowe 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 Wysokość płaszczyzny pracy w pozycji siedzącej dostosowana do wymiarów osób wysokich (95. centyl wzrostu) (A) związana z wysokością płyty siedziska (B) umożliwiająca uzyskanie wymaganej przestrzeni dla ud (C) 63 64 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 65 66 11
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 67 68 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 69 70 Regulacja Regulacja http://www.ergotron.com/ 12