7.3.2. Психофизиологические требования к проектированию рабочих мест

К оглавлению 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135
136 137 138 139 140 141 142

Рабочее место – это часть пространства, в котором человек осуществляет трудовую деятельность.[231] Рабочее место, хорошо приспособленное к человеку и его трудовой деятельности, правильно и целесообразно организованное в отношении пространства, формы и размера, обеспечивает удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психологическом напряжении. Рабочее место влияет непосредственно на безопасность труда, сохранение здоровья, повышает культуру и эффективность труда.

Организация рабочего места предполагает наряду со знаниями технических дисциплин глубокие знания психофизиологии. Необходимо располагать антропометрическими данными человеческого тела, знать функциональные особенности человека, его психологические возможности в процессе труда.

До недавнего времени основное внимание уделялось прежде всего подготовке людей к выполнению работы на определенном рабочем месте. При этом использовались широко известные методы профессионального отбора и обучения. Поворотным моментом в традиционном понимании взаимного приспособления человека и труда стало изменение самой цели, которая теперь определяется как «приспособление трудового процесса к человеку». При этом можно выделить три этапа:

1) приспособление машины к человеку – конструкция машины должна облегчить ее обслуживание и контроль;

2) использование наиболее рациональных методов обработки материала и организации условий труда, при которых снижаются расходы энергии работника и сводится к минимуму утомление;

3) исследование отношений между человеком и средствами производства с целью приспособления труда к человеку при полном ограждении его от отрицательных последствий труда.

С точки зрения психофизиологии рекомендуется следующая последовательность проектирования рабочего места:

– оценить имеющееся состояние, т. е. получить максимальную информацию о техническом оборудовании, его составных частях и их функциональной зависимости. Изучить операции, совершаемые при нормальных условиях работы и в аварийных ситуациях, все операции, выполняемые человеком по обеспечению управления и функционирования оборудования;

– определить задачи человека в системе «человек – машина», выполнение каких операций следует поручить человеку, а какие – машине. При этом следует исходить из следующих положений: человек лучше, чем машина, различает слабые сигналы, приспосабливается к особым ситуациям, принимает незапрограммированные решения, предвидит, обобщает и формулирует задачи, принимает решения в сложных ситуациях. Машина лучше, чем человек, осуществляет подсчет, дифференцирование, интегрирование, многократные действия с высокой точностью, выше скорость действий;[232]

– установить уровень трудовой нагрузки на человека (физической, умственной, сенсорной);

– определить вид и характер деятельности (управление, контроль, манипулирование);

– определить рабочее положение, характер рабочих движений, их объем и силу;

– на основе анализа трудовой деятельности разработать предложения по организации рабочего места.

Определяются размеры и форма рабочего места. В условиях производства требуемая оптимальная площадь на одного работника составляет 4 м², оптимальный объем – 13–15 м³.

При проектировании рабочих мест учитываются зоны досягаемости конечностей. Для определения зон досягаемости используются антропометрические данные, т. е. данные о размерах тела человека.

В соответствии с основными антропометрическими показателями определяется оптимальная величина рабочей зоны и высота рабочей поверхности (табл. 7.6).

Таблица 7.6

Зоны оптимальной досягаемости рук (мм) при работе стоя

Соблюдение параметров зоны досягаемости при организации рабочего места обеспечивает возможность работать без лишних движений, вызывающих утомление и дополнительные затраты энергии. Наименее утомительна работа в пределах оптимальной рабочей зоны, которая определяется размахом согнутой в локтевом суставе руки. В эту зону помещают наиболее часто используемые инструменты, средства управления. Все остальные размещаются в максимальной зоне, которая описывается размахом вытянутой руки.

Максимальная зона является допустимой, но не наилучшей. Еще в 20-х гг. ХХ в. немецкими физиологами Вохголером (1928) и Вагнером (1926) была доказана энергетическая невыгодность движений, когда конечность достигает предельного положения. Энергетические затраты объясняются тем, что в предельном положении весьма значительно увеличиваются рычаги тяги мышц, поэтому они должны развивать большее усилие.

Зоны досягаемости для ног. Ножные органы управления имеются на кузнечно-прессовом оборудовании, швейной и легкой промышленности, на транспорте, сельскохозяйственных, строительных машинах и т. д. Поэтому соблюдение оптимальных размеров рабочей позы при манипулировании с ножными органами управления может быть существенным резервом снижения утомления. Свободное пространство для ног должно иметь размер по высоте – не менее 630 мм, по фронту – 530 мм, по глубине – 450 мм.

Информационное поле рабочего места. Под информационным полем понимается пространство рабочего места с размещенными средствами отображения информации и другими источниками сведений, используемых человеком в процессе трудовой деятельности. Оптимальная зона – часть информационного поля рабочего места, обеспечивающая наилучшее восприятие информации. Важным критерием при организации рабочего места является угол обзора: по отношению к горизонтали он должен составлять 30–40°, а в вертикальной плоскости – 0—30° по отношению к горизонтали (15° вверх и 15° вниз от нормальной линии взора).

Важнейшим психофизиологическим фактором при организации рабочего места является организация рабочей позы. Термин «рабочая поза» обозначает наиболее частое предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций.

Рациональной можно назвать такую рабочую позу, которая поддерживается за счет минимума активных напряжений мышц, т. е. она должна быть свободной и не напряженной.[233]

Поза «стоя» более утомительна, чем поза «сидя», так как требуется значительная работа мышц по балансированию и удержанию равновесия тела. При постоянном фиксированном положении «стоя» увеличивается гидростатическое давление на стенки сосудов, наблюдается застой крови в мышцах нижних конечностях. Поэтому человеку, работающему стоя, необходимо обеспечить возможность изменения рабочей позы и передвижения. Нормальной рабочей позой в положении «стоя» можно считать такую, при которой человеку не требуется наклоняться вперед больше чем на 15°.

Положение «сидя» имеет ряд преимуществ по сравнению с положением «стоя»: уменьшается статическая нагрузка, происходит разгрузка органов кровообращения, снижаются энергетические затраты. Но длительная работа в положении «сидя» может привести к расслаблению мышц живота и тазового дна, к образованию сутулости. Поза «сидя» может быть организована лишь при соблюдении следующих условий: размах движений должен быть невелик; величина усилий рабочего не должен превышать 5 кг.

При организации работы по типу «сидя» возможно снижение утомительности труда за счет рациональной конструкции рабочей мебели и в первую очередь таких ее элементов, как стол, стул, подставка для ног.

Поза «стоя – сидя». Работа в этой позе наиболее целесообразна при усилиях средней величины, от 5 до 10 кг. Организация рабочего места по типу «стоя – сидя» позволяет рабочему самому определять в каждый момент, какую избрать рабочую позу. Смена поз дает возможность сменить группы работающих мышц и дать отдых уставшим, восстановить кровообращение в тех частях тела, где оно было нарушено в результате поддержания той или иной позы. На некоторых работах поза «стоя – сидя» является необходимым условием организации труда, например на работах с повышенной монотонностью, где смена позы вносит разнообразие в трудовой процесс и является одной из мер борьбы с монотонностью.

Важное значение в организации труда имеет совершенствование методов и приемов труда. Весь производственный процесс разделен на рабочие операции, а операции – на более простые элементы: трудовые приемы, трудовые действия, трудовые движения. Трудовое движение – это однократное перемещение конечностей или корпуса, осуществляемое рабочим в процессе работы. Трудовое действие – это совокупность трудовых движений, выполняемых без перерыва одним или несколькими органами человека (например протянуть руку и взять ключ). Трудовой прием – это совокупность трудовых действий, выполняемых без перерыва и имеющих целевое назначение для осуществления данной операции. Например, для выполнения подрезки торца детали на токарном станке необходимо выполнить следующие трудовые приемы: 1) взять деталь, поднести к патрону и вставить в патрон; 2) взять ключ, поднести его к патрону и вставить в отверстие патрона, зажать деталь, вынуть ключ и отложить; 3) пустить станок; 4) подвести резец; 5) подрезать торец; 6) отвести резец; 7) остановить станок; 8) взять ключ, подвести его к патрону, вставить в отверстие патрона, отжать деталь, вынуть и отложить. Трудовые движения, действия и приемы формируют метод труда.

Вопрос рационализации трудовых движений является актуальным на всех стадиях развития механизации и автоматизации труда. С ростом научно-технического прогресса рабочие движения меняют свой характер и направленность. При низком уровне механизации производства рабочие движения применяются в большей части как источник механической энергии; при высокой степени механизации рабочие движения предназначены для выполнения тонких и сложных действий.

Чаще всего рабочие движения вырабатываются в результате приобретения навыка, но при этом выработанные приемы не всегда бывают рациональными. Впервые занялся рационализацией рабочих движений Тейлор. Основным критерием рационализации он считал экономию времени. Гилбрет также совершенствовал движения, но критериями были не только затраты времени, но и формы движения. М.И. Виноградов на основании собственных исследований и обобщения литературных данных предложил ряд приемов рациональной организации рабочих движений:

– исключение лишних движений. Под лишними подразумеваются все движения, которые могут быть исключены из операции без ущерба для выполнения производственной задачи и с экономией времени и сил. Исследованиями установлено, что работа с небольшим углом наклона дает увеличение энергетических трат на 22 %, а при значительном наклоне – на 45 %. Лишние движения и наклоны обусловлены также организацией рабочей зоны. Необходимо, чтобы органы управления станком, инструменты, детали и заготовки располагались в пределах оптимальной рабочей зоны где рабочий мог бы достать любой предмет без наклонов и переходов;

– рациональное использование активных и пассивных сил. Большая экономия энергии может быть получена при правильном выполнении самого двигательного акта. Наиболее рациональны такие движения, при которых скорость нарастает очень круто, сообщает руке большую кинетическую энергию и также резко падает с тем, чтобы остальная часть движения производилась по инерции. При таком характере выполнения движений время активного напряжения мышц составляет только некоторую небольшую часть времени выполнения движения, и пока движения продолжаются по инерции, мышца отдыхает, восстанавливает свой рабочий потенциал и может быть вновь приведена в действие. Так, рабочий, обладающий недостаточным опытом, обычно выполняет движения медленно и осторожно, стремясь удерживать более или менее постоянную скорость, тогда как рабочий со стажем сразу развивает большую скорость, которая затем постепенно снижается;

– плавность и непрерывность движений. Любое изменение направления движения требует затрат энергии на развитие скорости в новом направлении;

– форма траектории движения. Если при оценке формы рабочей траектории исходить из геометрических соображений, то на первый взгляд кажется, что наиболее выгодным и экономным будет движение по прямой как кратчайшее. Однако в соответствии с анатомическим строением суставов наиболее адекватной формой движения является дугообразная. Прямолинейные движения требуют дополнительных затрат энергии на фиксации (мышц, связок и суставов) в конечных точках движения, а также дополнительной энергии на сложную координацию двигательного прибора. Дугообразная форма позволяет наилучшим образом использовать активные и пассивные силы мышц при формировании движения. Таким образом, плавно протекающие эллиптические и круговые движения более оправданы анатомо-физиологически, поэтому более выгодны;

– объем движений. Практика и экспериментальные исследования показали, что предельные положения работающей конечности невыгодны, так как не позволяют достигнуть плавности движения. С другой стороны, сильное растяжение мышц, сухожилий и связок вызывают поток добавочных проприоцептивных импульсов, стимулирующих развитие утомления;

– сочетание работы обеих рук. Рефлекторная реакция организма захватывает симметричные отделы мозга. Реакция противоположной стороны тела является зеркальным отражением реакции той стороны, где она была первоначально вызвана. Специальные опыты показали, что работа одной рукой повышает работоспособность другой. При организации движений необходимо использовать реципрокные отношения, когда в состоянии активности находятся сгибатели одной руки и разгибатели другой. В качестве примера можно привести организацию труда на некоторых конвейерах, взятие изделия с ленты конвейера сгибательным движением одной руки и одновременно откладывание готового изделия на ленту конвейера другой.

Наибольший эффект достигается при использовании комплексного подхода, который предусматривает не только рационализацию движений, но и совершенствование технологии, условий труда, организации рабочего места, конструкций оборудования и др.

Организация рабочего места предопределяет анализ трудовых операций. Психофизиологический анализ операций должен стать составной частью научно обоснованного подхода к проектированию и нормированию времени на ее выполнение. Вопросы о структуре операции, содержании отдельных ее элементов, характере воздействия выполняемой работы на личность и здоровье работника, времени, необходимом для выполнения операции, должны решаться комплексно с учетом технологических, экономических, физиологических и психологических закономерностей и факторов.

Цель психологического анализа – выявить:

а) требования, предъявляемые к психическим функциям работника при выполнении трудовой операции. При этом очень важно выявить факторы, вызывающие повышенную напряженность тех или иных психических функций;

б) причины возникновения ошибок при выполнении трудовой операции.

Очень часто в процессе деятельности у работников возникают затруднения, вызванные выполнением каких-либо отдельных элементов рабочих операций, требующих особого напряжения психических процессов. В связи с этим выполнение всей операции в целом становится трудным, что отрицательно сказывается на производительности труда, качестве продукции, а иногда становится причиной аварий и производственных травм.

Особенности операции, которые требуют повышенного напряжения отдельных психических функций, называются критическими особенностями операции. Так, при сборке радиоэлектронной аппаратуры такой критической особенностью операции может быть трудность в нахождении нужного объекта среди множества других, внешне мало различающихся. При этом работник находит нужный ему объект, ориентируясь по месту расположения.

Критические особенности операции с изменением условий конкретного производственного процесса могут быть устранены. Если при сборке радиоэлектронной аппаратуры работник при поиске нужных ему объектов будет ориентироваться не только по месту их расположения, а и по соответствующей окраске, то напряжение внимания и восприятия в связи с этим значительно ослабевает, работник меньше допускает ошибок и затрачивает времени на выполнение операции. Таким образом, при определении оптимальной структуры операции очень важно обнаружить так называемые критические особенности операции и создать все необходимые условия для того, чтобы они не вызывали повышенного напряжения психической деятельности работника.

Как известно, величина затрат времени на операцию – это важнейший экономический фактор производительности труда. Но в некоторых случаях не менее важное значение имеет не только средняя величина затрат времени на операцию, но и вариабельность этих затрат, т. е. величина отклонений в ту или другую сторону от средних величин. В частности, вариабельность затрат времени на операцию имеет исключительно важное значение при поточно-конвейерной организации производственного процесса. При установлении темпа движения конвейерной ленты, нельзя ориентироваться только на минимальные затраты времени на операцию, следует учитывать и средние величины, так как в случае, если работник не сумеет уложиться в это среднее время, то это грозит нарушением работы всей линии.

Большое влияние на вариабельность затрат оперативного времени на конвейере оказывает характер различительного признака при выборе нужного объекта. Так, наименьшая вариабельность в затратах времени на операцию отмечается в тех случаях, когда объект выделяется по цвету, значительно больше – по форме, еще больше – по месту расположения, когда имеется множество сходных объектов.

Вариабельность в затратах времени на операцию в значительной мере зависит также от того, соблюдается ли порядок выполнения операции, ее отдельных приемов и движений с помощью соответствующих сигналов, поступающих из рабочего места, или работник должен руководствоваться только мысленной схемой операции, которая выработалась у него на основе инструкции. При хорошем оснащении операции сигналами, вариабельность затрат времени на ее выполнение значительно меньше, чем во втором случае. Анализ ошибок при выполнении трудовой операции и разработка мер по их устранению – один из факторов повышения качества продукции.