1

1

Fizyka Środowiska Pracy 2

dr inż. Katarzyna Jach

Katarzyna.jach@pwr.wroc.pl

http://ksz.pwr.edu.pl/kadra/katarzyna.jach/

Konsultacje:

B1 415c

Zasady zaliczenia

Kolokwium na ostatnim wykładzie 17.06; drugi

termin ustalony wspólnie 3.06 – wtedy też lista

osób zwolnionych z kolokwium za aktywność

Punktowana obecność, aktywność na wykładzie,

realizacja zadań, kartkówki

Możliwość wykonania własnej prezentacji:

zgłoszenie tematu i ustalenie terminu na

najbliższym wykładzie

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 tematyki1. Wprowadzenie. Fizyczne środowisko pracy jako element

układu człowiek-maszyna-środowisko. Podejście ergonomiczne

w projektowaniu i ocenie środowiska pracy.

2. Relacje przestrzenne między człowiekiem a miejscem pracy.

Problematyka dostępności przestrzeni publicznej

3. Mikroklimat. Termodynamika organizmu ludzkiego.

4. Hałas. Budowa narządu słuchu i jej wpływ na zdolność

słyszenia. Percepcja wysokości i głośności dźwięku jako

przykłady zjawisk podlegających prawom Webera-Fechnera

oraz Stevensa.

5. Metodyka badań wpływu fizycznego środowiska pracy na

człowieka. Podejście psychofizyczne w pomiarach

subiektywnej percepcji mierzalnych fizycznie bodźców.

Projektowanie eksperymentu czynnikowego.

4

5

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

Badanie EWCS (Europejskie

Badanie Warunków Pracy

6

2

Satysfakcja z pracy w UE 2015

7

Rozkład wskaźników jakości pracy

8

Intensywność pracy w UE

9

Tygodniowa liczba godzin pracy w UE 2015

10

Środowisko pracy w UE 2015

11

Środowisko pracy

12

3

Narażenie na czynniki

13

Czynniki biomechaniczne

14

15 16

5 wiek przed naszą erą

zasady ergonomiczne

jak powinno wyglądać

stanowisko pracy chirurga

jak powinny być rozmieszczone

narzędzia pracy, których używa

Historia ergonomii - Hipokrates

18

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”

4

19

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

20

Badanie ładowaczy

Typ łopaty zależny od

rodzaju materiału

Optymalna pojemność 10

kg± 1 kg

Narzędzia zapewniał

pracodawca

22

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

23

Analiza ruchów

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

24

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

5

Historia ergonomii, II wojna światowa

Alphonse Chapanis (1917-2002)

26

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

27

Ergonomia

Nauka o związku pomiędzy człowiekiem i jego

środowiskiem pracy.

/Kenneth Frank Hywel Murrell 1949/

28

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/

29

Ergonomia

działalność naukowa i aplikacyjna

zmierzająca do dostosowania:

maszyn

narzędzi

materialnego środowiska

organizacji pracy oraz życia

przedmiotów powszechnego użytku

do możliwości i ograniczeń człowieka

Praca w ujęciu W. Jastrzębowskiego

1. Rzemiosło - jako dobre opanowanie i określone wykonanie (wymiar

rzemieślniczy);

2. Przedmiot oceny estetycznej – praca i jej wytwór może się podobać

samemu podmiotowi pracy, osobom z nim współpracującym i

osobom będącymi odbiorcami wytworu (wymiar estetyczny)

3. Celowe działanie - czynność lub zespół czynności wymagających

myślenia ukierunkowanego na cel, czyli odbiór informacji oraz ich

efektywne wykorzystanie w rozwiązywaniu problemów

prowadzących do wykonania określonych zadań pracowniczych

(wymiar intelektualny);

4. Powołanie - realizacja określonego powołania zawodowego wobec

innych ludzi, czyli poczucie odpowiedzialności za innych ludzi,

korzystających z efektów pracy jako bezpośredni świadczeniobiorcy

usług i nabywcy wyprodukowanych towarów (wymiar moralny)

30

6

31

Układ człowiek - otoczenie

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

32

Układ człowiek – maszyna

33

Wiedza ergonomiczna

Człowiek

Fizjologia

Psychologia

Anatomia

Antropometria

Medycyna

Socjologia

Organizacja

Organizacja i ekonomika pracy

Nauka o jakości

Marketing

Technika

Projektowanie

Wykonanie (budowa)

Sterowanie

Materiałoznawstwo

34

Podstawa prawna

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

35

Podział ergonomii

Ergonomia korekcyjna - poprawianie tego co

jest

Ergonomia koncepcyjna - poprawne

projektowanie

Ergonomics Cost-Benefit Case

Study Collection (fragment)

36

Miejsce pracy Rodzaj interwencji Efekt

Stanowisko biurowe Wymiana umeblowania (4000 pracowników)

Spadek absencji z 4% do 1%

(75%), wzrost efektywnego czasu

pracy z 60% do 86% (40%)

Biuro

(ubezpieczenia)

Przeprojektowanie stanowisk pracy:

regulowane krzesła, biurka, podstawy pod

klawiatury, oświetlenie

1 000 000 $ w ciągu trzech lat z

tytułu spadku kosztów

rekompensat dla pracowników

Wprowadzanie

danych

Przeprojektowanie stanowisk pracy:

regulowane krzesła, biurka, podstawy pod

klawiatury, oświetlenie. Zmiana koloru ścian.

Przerwy w pracy

Wzrost tempa z 9480 do 11300

znaków/godz. Spadek wskaźnika

błędów z 0,19-4,73% do 0,18-

1,10%.

Pielęgniarka w

szpitalu

Program redukcji podnoszonych ciężarów.

Zakup urządzeń mechanicznych

ułatwiających podnoszenie.

14% redukcja strat czasu, 33%

spadek skarg personelu w ciągu

3 lat

Dystrybucja paliwaModyfikacja wyposażenia, trening, zmiana

systemu zarządzania

Spadek wypadków o 54% w

ciągu 2 lat, spadek straconych dni

roboczych o 94%

7

37

Projektowanie

ergonomiczne

38

Właściwie zaprojektowana

przestrzeń pracy

1. Wymiary ciała ludzi

2. Aktywność biomechaniczno-fizjologiczna

3. Analiza powiązań operator - wyposażenie

39

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

40

Wartości ograniczające - wartość progowa minimalna i maksymalna

Rozkład normalny

41

Atlas antropometryczny - wyciąg

42

Nr wy-

miaru

Centyl

Cecha

Mężczyźni Kobiety

5 50 95 5 50 95

69 Wysokość ciała w pozycji

wyprostowanej

1623 1741 1862 1502 1600 1701

122 Wysokość ciała w pozycji

siedzącej

819 885 955 778 837 892

123 Wysokość podkolanowa w

pozycji siedzącej

414 456 499 405 436 468

125 Wysokość płaszczyzny

widzenia w pozycji

siedzącej

80 93 106 71 83 94

8

43

2. Właściwości

biomechaniczne

i fizjologiczne człowieka

Dajcie mi punkt podparcia

a podniosę Ziemię

Archimedes

44

Właściwości biomechaniczne

i fizjologiczne

Właściwości fizjologiczne organizmu

Obciążenie

Zmęczenie

Funkcjonowanie zmysłów

Sprawność biomechaniczna

Dopuszczalne zakresy ruchomości stawów

Wyzwalane siły i momenty

45

3. Analiza powiązań

Operator - wyposażenie

46

Wysokość robocza zależy od

Wymiarów pracownika

Charakteru zadania

Dokładność

Siła

Rozmiar obiektu

47

praca

precyzyjna

praca

lekka

praca

ciężka

Wysokości płaszczyzny roboczej

przy pracy w pozycji stojącej

Orientacyjne dane do

projektowania stanowisk

A – zasięg normalny

(optymalny)

B – zasięg maksymalny

C – obszar optymalny dla

pracy oburącz

48

9

49

Ergonomiczne zasady projektowania

wg Jabłońskiego

Antropocentryzm – decyzje dotyczące

bezpieczeństwa i ergonomiczności

użytkowania najważniejsze, przed

kryteriami technicznymi i ekonomicznymi

50

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

Główny cel Przykłady projektowePrzykłady miar

antropometrycznychDopasowanie do

Łatwy dostęp Deski rozdzielcze,

regały

Długość ręki,

Wysokość ramion

Najmniejszy: 5

centyl

Uniknięcia

uwięźnięcia

Właz kanalizacyjny,

fotel w kinie

Szerokość bioder lub

ramion,

Długość ud

Największy: 95

centyl

Dobre dopasowanie

produktu do

użytkownika

Siedziska,

Kaski rowerowe,

wózki dziecięce

Wysokość podkolanowa,

obwód głowy,

waga

Maksymalny zakres:

od 5 do 95 centyla

Wygodna i

bezpieczna

postawa ciała

Kosiarki,

Położenie monitora,

Wysokość płaszczyzny pracy

Wysokość łokciowa,

wysokość oczna (siedząca

/ stojąca)

Maksymalny zakres:

od 5 do 95 centyla

Łatwe operowanie Butelka z nakrętką

Klamka do drzwi,

Stopień schodów

Siła chwytu ręki,

Szerokość dłoni,

Zakres ruchu nogi

Najmniejszy lub

najsłabszy: 5 centyl

Zapewnienie braku

dostępu lub

możliwości

operowania

Siatki ochronne,

Ogrodzenia

Szerokość palców,

Długość ramienia

Najmniejszy: 5

centyl

Największy: 95

centyl

Ewentualne zadanie

Prezentacja ok. 15 min. + konspekt

Temat – dowolny z zakresu makroergonomii,

zgłoszony do 9.03

Obowiązkowe krótkie ćwiczenie / warsztat

max. 15 min

Grupy max. dwuosobowe

52