Глава 2 эргономические основы безопасности труда

С точки зрения безопасности труда и создания комфортных условий для трудовой деятельности исключительно важным яи ляется комплексное изучение системы «человек—машина—про изводственная среда». В трудовом процессе все компоненты этой системы находятся в тесной взаимосвязи и влияют на безо пасность, производительность, работоспособность, здоровье че­ловека. С учетом того обстоятельства, что современное произ водство становится все более автоматизированным, на человек;! все в большей степени возлагаются функции управления и one ратора. Организация рабочего места человека-оператора, ком­плексно учитывающая характер деятельности, условия труди, психофизиологические возможности и антропометрические ха рактеристики человека, является предметом быстро развиваю щейся науки — эргономики.

Эргономика — это научная дисциплина, комплексно изучаю щая человека в конкретных условиях его деятельности в соврс менном производстве. Основной объект исследования эргоно мики — система «человек—машина». Эргономические исследова ния и разработки заключаются в изучении человеко-машинных систем, а именно в исследовании характеристик человека, ма шины, окружающей среды, характера взаимодействия этих ком понентов в конкретных условиях и организации производствен мой зоны, создании рабочих мест, машин, пультов управления, обеспечивающих максимальное удобство для человека, опти­мальные условия взаимодействия с машиной и объектом управ­ления.

На человека в процессе труда действует множество факторов: иид трудовой деятельности, ее тяжесть и напряженность, усло- иия, в которой она осуществляется (вредные вещества, излуче­ния, климатические условия, освещенность и т. д.), психофизио­логические возможности человека (прежде всего антропометри­ческие характеристики человека, скорость реакций на различные раздражители, особенности восприятия человеком цвета и т. д.). Для того чтобы человеко-машинная система функционировала >ффективно и не приносила ущерба здоровью человека, необхо­димо прежде всего обеспечить совместимость характеристик ма­шины и человека. Совместимость человека с машиной опреде­ляется его антропометрической, сенсомоторной, энергетической (биомеханической) и психофизиологической совместимостью.

Антропометрическая совместимость предполагает учет разме­ров тела человека, возможность обзора внешнего пространства, наложения (позы) оператора в процессе работы.

Сенсомоторная совместимость предполагает учет скорости двигательных (моторных) операций человека и его сенсорных реакций на различные виды раздражителей (световые, звуковые и др.) при выборе скорости работы машины и подачи сигналов.

Энергетическая (биомеханическая) совместимость предполага­ет учет силовых возможностей человека при определении уси­лий, прилагаемых к органам управления.

Психофизиологическая совместимость должна учитывать ре­акцию человека на цвет, цветовую гамму, частотный диапазон подаваемых сигналов, форму и другие эстетические параметры машины.

1. Антропометрические, сенсомоторные и энергетические характеристики человека

К антропометрическим характеристикам человека относятся статические характеристики — размеры тела человека и его от­дельных частей (головы, ног, рук, кистей, стоп, ширина плеч, таза и т. п.), и динамические характеристики — возможные углы поворота отдельных частей тела, зоны досягаемости.

Например, на рис. 6.6 показаны антропометрические зонь досягаемости рук человека в положении стоя. В табл. 6.1 пред­ставлены размеры этих зон.

Рис. б.б. Зоны досягаемости рук человека в положении стоя в вертикальной и го ризонтальной плоскостях: 1—8— номера зон (см. табл. 6.1)

Таблица 6.1. Размеры зон досягаемости рук человека (по рис. 5.6), мм

Номер позиции	В вертикальной плоскости		В горизонтальной плоскости
на рис. 5.6	для женщин	для мужчин	для женщин	для мужчин
1	1400	1550	1370	1550
2	1100	1350	1100	1350
3	730	800	660	720
4	430	500	200	240
5	630	700	200	240
6	1260	1400	300	335
7	680	770	480	550
8	720	800	-	-

Информационные зоны визуального поля обзора человека представлены на рис. 6.7 и определяются полями зрения (поле Ясного зрения, поле обзора и т. д.), размеры которых выражают­ся углами зрения.

0

I

I

в) \

|'ис. 6.7. Информационные зоны визуального поля: а — при повороте глаз; б —

при повороте головы; в — при повороте головы и глаз; оптимальные углы

обзора; — максимальные углы обзора

I

Время некоторых сенсомоторных реакций человека пред­ставлены в табл. 6.2, 6.3, 6.4.

Таблица 6.2. Временные характеристики некоторых моторных (двигательных) операций

Характер движения	Бремя выполнения, с
Движение пальцами	0,17
Движение ладонью	0,33
Нажатие рукой, ногой (на педаль)	0,72
Сгибание и разгибание ноги	1,33
Сгибание и разгибание руки	0,72
Ходьба (один шаг)	0,61
Поворот корпуса на 45...90" в положении сидя	0,72
Поворот корпуса на 45...90" стоя с приставлением второй ноги к первой	1,34
1 Приседание - движение вниз	1,25
Приседание - движение вверх	1,56
Установка предмета:
без точного положения	0,36
в точное положение	0,55
Таблица 6.3. Время реакций на некоторые типы раздражителей
Рефлекторные реакции	Время реакции,с
На световое раздражение	0,16...0,22
На слуховое раздражение	0,14...0,16
На болевое раздражение:
электрокожное	0,10...0,12
тепловое	0,36...0,40

Таблица 6.4. Временные затраты оператора при приеме сигнальной информации

Выполняемое действие	Средняя продолжительность, с
Чтение показаний индикатора:
газоразрядная лампа	0,73
электролюминофор	0,58.0,63
Считывание показаний стрелочного прибора	0,40...1,50
1 Восприятие оперативной единицы информации	0,20.-0,60
1 | Фиксация предмета глазами	0,28

	Окончание табл. 6а
Выполняемое действие	Средняя продолжительность, с
FgOOia с дисплеем (с клавишей «маркер влево»):
установка маркера	0,35.-3,10
набор на клавиатуре одного знака:
с самоконтролем	0,62
без самоконтроля	0,50
Ийота с дисплеем (без клавиши «маркер влево»):
установка маркера	0,55...4,30
набор на клавиатуре одного знака:
с самоконтролем	1,10
без самоконтроля	0,50

В процессе управления человек обязательно должен прила- !nib некоторые усилия к органам управления, т. к. отсутствие усилий (что может быть при кнопочном управлении) дезориен- гирует человека, лишает его уверенности в правильности выпол­ненного действия. Однако прилагаемые к органам управления усилия должны быть совместимы с биомеханическими парамет- рими человека. Слишком большие усилия приводят к перегрузке человека. В табл. 6.5 приведены средние показатели силы неко- юрых мышечных групп человека.

Гоблица 6.5. Средние показатели силы некоторых мышечных групп человека

	Среднве значение силы, Н
Группа мышц
	мужчина	женщина
Кисть (сжатие динамометра):
правая рука	386	225
левая рука	362	204
Ьицепс:
правая рука	279	136
левая рука	268	130
Кисть (сгибание):
правая рука	279	217
левая рука	266	207
Кисть (разгибание):
правая рука	119	90
левая рука	109	83
Стен (мышцы, выпрямляющие согнутое туловище)	1231	710

2. Организация рабочего места оператора

Организация рабочего места, конструкция органов контроля и управления должны учитывать антропометрические, сенсомо торные, биомеханические и психофизиологические характер» стики человека.

Рис. 6.8. Зоны для выполнения ручных операций и размещения органов управления: 1 — зона для размещения наиболее важных и очень часто ис­пользуемых органов управления (опти­мальная зона моторного поля); 2 — зона для размещения часто используе­мых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля); 3 — зона для размещения редко используе­мых органов управления (зона досягае­мости моторного поля)

Пространство рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы, должно быть разделено на рабочие зоны Зонирование рабочего места в горизонтальной и вертикально!! плоскостях представлено на рис. 6.8, 65.9. Рабочую зону, удоП ную для действия обеих рук, нужно обязательно совмещать с зо ной визуального обзора.

Рис. 6.9. Зоны для выполнения py't ных операций и размещения оргспшп управления в вертикальной плоско сти: 1 — зона для размещения очень часто используемых и наиболее пиж ных органов управления (оптишль ная зона моторного поля); 2 — loiiii для размещения часто используеммч органов управления (зона легкоП ли сягаемости моторного поля); .? зона для размещения редко истин, зуемых органов управления (joim л<> сягаемости моторного поля)

Минимальное пространство рабочего места, необходимое для выполнения работы при различных положениях тела указано пн рис. 6.10.

Рис. 6.10. Минимальное пространство, необходимое для выполнения работы при различных положениях тела

Важное эргономическое значение имеет рабочая поза чело- нека. Рабочая поза «стоя» требует больших энергетических затрат и приводит к быстрому утомлению. Рабочая поза «сидя» менее утомительна, и она более предпочтительна. Рабочая зона должна Пыть организована так, а органы управления должны быть так расположены, чтобы в рабочей позе проекция центра тяжести гола человека была расположена в пределах площади его опоры (рис. 6.11). В противном случае положение тела человека будет неустойчивым и потребует значительных мышечных усилий. Это может привести к заболеваниям опорно-двигательного аппарата (папример, искривление позвоночника), быстрому утомлению, травме.

Составной частью рабочего места в положении «сидя» явля­ется рабочее кресло оператора. Кресло должно соответствовать антропометрическим данным человека и, при необходимости, учитывать поправки на спецодежду и снаряжение. Основные геометрические параметры рабочих кресел стандартизованы. Не-

а) б) в) г)

Рис. 6.11. Схема биомеханического анализа рабочей позы при устойчивой (а и щ и неустойчивой (в и г) позах: а, в — стоя; б, г — сидя

лесообразно применять кресла с регулируемыми параметрами (высотой, углом наклона спинки), чтобы приспособить их пол антропометрические характеристики конкретного человека.

Ножные и ручные органы управления должны соответстио вать по прилагаемым усилиям биомеханическим характеристикам человека и в зависимости от частоты их использования распола гаться в соответствующих зонах досягаемости. Усилия на органах управления не должны быть слишком маленькими, чтобы чело век мог контролировать выполняемое им движение. В то же вре мя слишком большие усилия приводят к быстрой усталости и пе ренапряжению мышц. Для органов управления различного тина существуют рекомендации по оптимальным прилагаемым силам.

Устройства визуальной информации оператора в зависимо сти от частоты их использования также должны располагаться и соответствующих зонах визуального поля человека. При частом использовании приборы должны располагаться в пределах опти мальных углов обзора, при редком — в пределах максимальных углов обзора.

Цветовая раскраска, размеры органов управления должны соответствовать психофизиологическим и антропометрическим характеристикам человека, освещенности на рабочем месте и другим характеристикам световой среды.

Контрольные вопросы

1. Какие психические процессы, свойства и состояния влияют на безо­пасность труда? Как они влияют на безопасность? Дайте их характери стику.

2. Как характер человека влияет на безопасность труда?

3. Как различаются виды и формы трудовой деятельности?

4. Как классифицируются условия труда по тяжести и напряженности трудового процесса?

5. Как классифицируются условия труда по факторам производственной среды?

6. Что такое запредельное психическое состояние и чем оно характери­зуется?

7. Как влияет алкоголь на безопасность?

8. Каковы основные психологические причины травматизма и методы их устранения?

9. Что такое эргономика и какие характеристики человека необходимо учитывать при создании машин и организации рабочего места?

10. Что такое зона досягаемости и поле визуального обзора?

11. Как должно быть организовано рабочее место оператора?