1

1

Fizyka Techniczna

Środowiska Pracy

dr inż. Katarzyna Jach

Katarzyna.jach@pwr.wroc.pl

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

Konsultacje:

B1 415c

Zasady zaliczenia

Kolokwium na przedostatnim wykładzie

5.06; drugi termin 12.06

Na wykładzie 29.05 lista osób zwolnionych z

kolokwium za aktywność

Punktowana obecność, aktywność na

wykładzie, realizacja zadań, kartkówki.

Warunkiem zaliczenia bez pisania kolokwium

jest 50% z kartkówek

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. Wstęp. Definicja, historia, cel i zadania FSP. Człowiek w środowisku pracy.

Układ człowiek-maszyna-środowisko.

2. Czynniki środowiska pracy i ich wpływ na wydajność pracy. Mikroklimat –

podstawowe pojęcia, ocena, oddziaływanie na organizm ludzki.

3. Czynniki środowiska pracy i ich wpływ na wydajność pracy. Hałas. Budowa i

funkcjonowanie narządu słuchu. Oddziaływanie hałasu na człowieka.

Przeciwdziałanie hałasowi.

4. Oświetlenie. Narząd wzroku i jego budowa. Podstawowe parametry światła i

oświetlenia wpływające na pracownika. Oddziaływanie oświetlenia na

wydajność pracowników

5. Praca na stanowisku komputerowym. Zalecana postawa ciała. Organizacja

przestrzeni roboczej na stanowisku pracy z komputerem. Wymogi i

zalecenia dotyczące pracy na stanowisku komputerowym

6. Przestrzeń robocza człowieka. Zmienność wymiarów antropometrycznych

człowieka. Zalecenia ergonomiczne kształtowania przestrzeni pracy.

Postawa ciała i ocena wymuszenia.

7. Metody oceny obciążenia pracą

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

6

Historia ergonomii

Narzędzia australopiteka

Narzędzia z epoki paleolitu

Współczesne narzędzia

2

7

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 wiek przed naszą erą

zasady ergonomiczne

jak powinno wyglądać

stanowisko pracy chirurga

jak powinny być rozmieszczone

narzędzia pracy, których używa

Historia ergonomii - Hipokrates

9

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”

10

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

11

Badanie ładowaczy

Typ łopaty zależny od

rodzaju materiału

Optymalna pojemność 10

kg± 1 kg

Narzędzia zapewniał

pracodawca

3

13

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

14

Psychomotoryka, czyli racjonalne

ruchy (Gilbreth)

15

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

16

Therblig – klasyfikacja czynności

17

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

18

Analiza ruchów

4

Boeing B-17

Latająca forteca

Niezniszczalny

Seria katastrof

Historia ergonomii, II wojna światowa Historia ergonomii, II wojna światowa

Alphonse Chapanis (1917-2002)

21

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

Historia ergonomii w skrócie

Prehistoria

Rewolucja przemysłowa

II wojna światowa

Rewolucja informacyjna

23

Historia ergonomii

1949 - utworzenie Naukowego Towarzystwa

Ergonomicznego w Wielkiej Brytanii,

1962 - powstanie Międzynarodowego

Stowarzyszenia Towarzystw Ergonomicznych

1977 - Polskie Towarzystwo Ergonomiczne

(PTErg)

24

Ergonomia

Nauka o związku pomiędzy człowiekiem i jego

środowiskiem pracy.

/Kenneth Frank Hywel Murrell 1949/

5

25

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/

26

Ergonomia

działalność naukowa i aplikacyjna

zmierzająca do dostosowania:

maszyn

narzędzi

materialnego środowiska

organizacji pracy oraz życia

przedmiotów powszechnego użytku

do możliwości i ograniczeń człowieka

27

Co może być ergonomiczne?

maszyny

urządzenia

narzędzia

pomieszczenia

programy komputerowe

28

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

29

Układ człowiek – maszyna

30

Wiedza ergonomiczna

Człowiek

Fizjologia

Psychologia

Anatomia

Antropometria

Medycyna

Socjologia

Organizacja

Organizacja i ekonomika pracy

Nauka o jakości

Marketing

Technika

Projektowanie

Wykonanie (budowa)

Sterowanie

Materiałoznawstwo

6

31

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

32

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)

II generacja

I generacja

III generacja

33

Podział ergonomii

Ergonomia korekcyjna - poprawianie tego co

jest

Ergonomia koncepcyjna - poprawne

projektowanie

34

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)

Analiza porównawcza dotycząca przyczyn

chorób zawodowych, 2012 (ZUS)

35

Zatrudnieni w warunkach zagrożenia,

liczeni jeden raz w grupie czynnika

przeważajacego na 1000 zatrudnionych

36

7

37

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

38

Efekty – produktywność a stosowanie

rozwiązań ergonomicznych

całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 9,8%.

39

Efekty – produktywność a

szkolenia z ergonomii

całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 16,8%.

Ergonomics Cost-Benefit Case

Study Collection (fragment)

40

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%

41

Projektowanie

ergonomiczne

42

Właściwie zaprojektowana

przestrzeń pracy

1. Wymiary ciała ludzi

2. Aktywność biomechaniczno-fizjologiczna

3. Analiza powiązań operator - wyposażenie

8

43

Człowiek

witruwiański

44

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

45

Wartości ograniczające - wartość progowa minimalna i maksymalna

Rozkład normalny

46

Modele centylowe

Atlas antropometryczny - wyciąg

47

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

48

Różnice między reprezentantami

populacji

9

49

Fantomy i probanci

50

Komputerowe wspomaganie

projektowania - Apolinex

51

Komputerowe wspomaganie

projektowania - Antropos

52

Komputerowe wspomaganie

projektowania - Antropos

53

Ograniczenia jednokierunkowe

Minimalne - zasięgi

Maksymalne

Wysokościowe parametry

stanowiska pracy (prześwity)

Wymiary bezpieczeństwa

54

Ograniczenia dwukierunkowe

Populacja

użytkowników

Regulacja

10

55

2. Właściwości

biomechaniczne

i fizjologiczne człowieka

Dajcie mi punkt podparcia

a podniosę Ziemię

Archimedes

56

Właściwości biomechaniczne

i fizjologiczne

Właściwości fizjologiczne organizmu

Obciążenie

Zmęczenie

Funkcjonowanie zmysłów

Sprawność biomechaniczna

Dopuszczalne zakresy ruchomości stawów

Wyzwalane siły i momenty

57

Właściwości biomechaniczne

i fizjologiczne

Pole widzenia

58

Pozioma powierzchnia pracy rąk

zasięg normalny

zasięg maksymalny

59

3. Analiza powiązań

Operator - wyposażenie

60

3. Analiza powiązań

Analiza wszystkich czynności

wybór wyposażenia

wybór pozycji roboczej

Punkty wiążące

11

61

Wybór wyposażenia

Zadanie

Kryteria rozmieszczania obiektów pracy

ważność

częstość użycia

kolejność użycia – obiekty używane kolejno

blisko siebie

spełniane funkcje – łączenie w grupy (bloki)

62

Wybór pozycji roboczej

Zadanie

63

Uwzględnienie wymiarów

pracownika

Wysokość robocza w pozycji stojącej

64

Wysokość robocza zależy od

Wymiarów pracownika

Charakteru zadania

Dokładność

Siła

Rozmiar obiektu

65

praca

precyzyjna

praca

lekka

praca

ciężka

Wysokości płaszczyzny roboczej

przy pracy w pozycji stojącej

66

Podstawowe parametry

stanowiska

12

Orientacyjne dane do

projektowania stanowisk

A – zasięg normalny

(optymalny)

B – zasięg maksymalny

C – obszar optymalny dla

pracy oburącz

67

Projektowanie

uniwersalne

68

Projektowanie uniwersalne

Projektowanie produktów, budynków i

przestrzeni w sposób odpowiadający

możliwie wszystkim użytkownikom

69

7 zasad UD

1. Równość w korzystaniu

2. Elastyczność

3. Roste i intuicyjne korzystanie

4. Łatwo dostępna informacja

5. Tolerancja dla błędów

6. Mały wysiłek fizyczny

7. Odpowiednie rozmiary i przestrzeń

70

Analiza dostępności – wytyczne dla

budynków użyteczności publicznej

1. Uwzględnienie niepełnosprawności:

sensorycznej,

fizycznej,

psychicznej,

kulturowej

2. Uwzględnienie podstawowych potrzeb

użytkowników w zakresie:

mobilności,

orientacji,

dostępności do informacji,

bezpieczeństwa.

7

2

13

ZASADA 1: Równość w korzystaniu

takie same zasady korzystania dla wszystkich

użytkowników, w najszerszym możliwym

zakresie, bez konieczności korzystania z

rozwiązań zastępczych dla określonej grupy

ludzi,

niedopuszczalna jest segregacja lub

napiętnowanie niektórych użytkowników,

prawo do prywatności, ochrony i

bezpieczeństwa powinny być zapewnione

wszystkim w równym stopniu,

73

ZASADA 2: Elastyczność

wybór pomiędzy metodami użytkowania,

wzornictwo dostosowane jednocześnie do

osób lewo i praworęcznych,

należy ułatwiać użytkownikom zachowanie

dokładności i precyzji przy korzystaniu z

danego urządzenia,

74

ZASADA 3: Proste i intuicyjne

korzystanie

unikać zbędnego komplikowania,

spójność z oczekiwaniami

użytkownika i jego intuicją,

otoczenie dopasowane do

umiejętności językowych

użytkowników,

szeregować informacje w zależności

od stopnia ich ważności,

poznać opinię użytkowników przed i

po wdrożeniu danego rozwiązania.

75

ZASADA 4: Łatwo dostrzegalne

informacje

używać różnych form przekazu (obrazu, słowa,

dotyku) ograniczając nadmiar niepotrzebnych

informacji,

odpowiedni kontrast pomiędzy informacjami a

otoczeniem,

wyróżnić podstawowe informacje,

zgodność pomiędzy różnymi zastosowanymi

technikami tak by umożliwić korzystania osobom

mającym różne ograniczenia poznawcze (np.

jednocześnie osobom niewidomym i głuchym)

76

ZASADA 5: tolerancja dla błędów

Rozmieszczanie elementów w

celu zminimalizowania

zagrożeń i błędów

Najczęściej używane

elementów najbardziej

dostępne; niebezpieczne

elementy wyeliminowane lub

ekranowane

Ostrzeżenia o zagrożeniach i

błędach 77

ZASADA 6: minimalizacja wysiłku

fizycznego

zachowanie neutralną pozycję ciała

Używanie niewielkich sił

Minimalizacja powtarzalnych czynności

Minimalizacja przedłużonego wysiłku

fizycznego.

78

14

ZASADA 7: odpowiednie rozmiary

i przestrzeń

Dla jak najszerszego

grona użytkowników

Zgodnie z zasadą: mały

ma sięgnąć, duży ma

się zmieścić

79

Stanowisko pracy przy

komputerze

81

Umieszczenie stanowiska w

pomieszczeniu

Bokiem do okna

82

Umieszczenie stanowiska w

pomieszczeniu

Zachowanie

odległości

między

stanowiskami

83

oprawy

oświetleniowe

Przykład rozmieszczenia stanowisk pracy

84

Podstawowe parametry

stanowiska

15

Ćwiczenia rozciągające –

rozluźniające

85 86

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

87

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)

Biurko

Powierzchnia min.

120 ∘ 80 cm

Kolor jasny,

powierzchnia

matowa

Regulowana

wysokość

Podnóżek

88

89

Monitor

Regulacja kąta pochylenia

i obrotu

Górna krawędź na

wysokości oczu (lub

poniżej)

Odl. 40-75 cm od

operatora

90

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

ewent. żelowa podpórka pod nadgarstki

16

91

Mysz

Miejsce na stole na nadgarstek

Owalna

Pasująca do dłoni

Uwypuklona

Masa min. 100 g

92

Inne wyposażenie

Podnóżek

Powierzchnia 30 na 50 cm

Pochylenie 0-25°

Uchwyt na dokumenty

93

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

Regulacja

http://www.ergotron.com/

Regulacja