Pobierz Antropometria i organizacja prac w kształtowaniu ergonomicznych procesów pracy część 1 i więcej Ćwiczenia w PDF z Logistyka, infrastruktura logistyczna tylko na Docsity!
Antropometria i organizacja prac w kształtowaniu
ergonomicznych procesów pracy.
W kształtowaniu ergonomicznych procesów pracy ważnym czynnikiem jest: czynnik
ludzki, człowiek wraz z jego możliwościami psychofizycznymi. Dlatego też należy
uwzględnić cechy fizyczne w kształtowaniu stanowiska pracy takie jak:
- Wymiary antropometryczne ciała ludzkiego,
- Zakresy kątowe ruchu w stawach,
- Możliwości siłowe i sprawnościowe układu ruchu związane z:
siłami rozwojowymi pozycja ciała
czasem pracy lub częstotliwością powtórzeń czynności roboczych.
Możemy wyróżnić środki wspomagające projektowanie ergonomiczne. Do najczęściej
stosowanych należą:
rysunki ( sylwetka człowieka w obrębie stanowiska pracy), fantomy ( sztuczne modele człowieka),
komputerowe dwu i trójwymiarowe modele człowieka, metoda modelowania fizycznego stanowiska pracy ( wybrana osoba z populacji bierze udział w procesie produkcyjnym w określonym czasie).
1. Wymiary antropometryczne
Antropometria – Masa ciała, cechy anatomiczne człowieka, jego predyspozycje fizyczne i psychiczne, ze względu na swą stosunkowo małą elastyczność warunkują zagadnienie kształtowania struktury przestrzennej miejsca pracy oraz jego elementów składowych. Informacji na temat budowy, wielkości i proporcji ciała człowieka, dostarcza nauka zwana antropometrią. Wykonywane pomiary antropometryczne opisują sylwetkę:
Wyprostowaną, zajmuje się tym antropometria klasyczna, statyczna i dynamiczna, Naturalną, jaką przyjmuje człowiek podczas wykonywanej czynności, zajmuje się antropometria ergonomiczna.
W antropometrii klasycznej pomiary obejmujące:
Ciało z wyjątkiem głowy - noszą nazwę sematometrii; Głowę - kefalometrii; Kości - osteometrii.
Dla cech o charakterze statycznym (w pozycji nieruchomej, stojącej lub siedzącej) wykonywane są pomiary:
Wysokości, które służą do określenia odległości punktów antropometrycznych od położenia, na którym stoi lub siedzi badany (w pionie); Długości (poszczególnych części ciała); Szerokości i głębokości; Obwodów; Średnicy chwytu rękojeści; Współrzędnych sklepienia stopy; Kątów między palcami ręki;
Rys. 1. Zakres ruchów możliwych do wykonania przez niektóre części ciała.
Do kształtowania stanowiska pracy pod kątem wygody użytkownika i funkcjonalności
projektowanych elementów niezbędna jest znajomość wymiarów człowieka, zwanych
wymiarami antropometrycznymi. Ich wykorzystanie umożliwia ustalenie wielkości
przestrzeni pracy, adekwatnych rozmiarów powierzchni pracy i jej wysokości, rozmiarów
siedzisk i urządzeń pracowniczych oraz optymalne rozmieszczenie wymienionych
elementów, urządzeń sygnalizacyjnych i sterowniczych względem siebie i względem
użytkownika.
W praktyce istnieje podstawowa trudność, wynikająca ze znacznego zróżnicowania
wymiarów (i innych cech, jak siła) poszczególnych członków populacji. Jego podłożem może
być pochodzenie etniczne, płeć, wzrost, rozwój, stadium wiekowe czy klasa społeczna i
zawodowa. Wspomniana trudność uniemożliwia zasadniczo stworzenie optymalnego
stanowiska pracy, którego ukształtowanie przestrzeni pokrywałoby się z potrzebami
wszystkich pracowników. Często w projektach uwzględnia się oczywiście regulowalność
pewnych elementów stanowiska pracy, która wyrównuje indywidualne różnice, jednakże
względy ekonomiczne i technologiczno - konstrukcyjne ograniczają możliwość pełnej
adaptacyjności parametrów stanowiska do pracownika.
Rozkład częstości cech antropometrycznych
Rozkład częstości cech antropometrycznych zwykle przybiera postać rozkładu Gaussa.
Dlatego też w przypadku, gdy nie ma możliwości projektowania dla 100% populacji, zaleca
się w literaturze przyjęcie jako graniczne przy projektowaniu miejsca pracy, wartości cech
odpowiadające 5 i 95 centylowi. Ponieważ centyl jest punktem na skali ocen, poniżej lub
powyżej którego znajduje się określony procent przypadków, 5 centyl będzie wyznaczał
wartość cechy, która jest przekroczona minimum przez 5%, a maksimum przez 95%
populacji. Analogicznie wnioskując 95 centylowi będzie odpowiadała wartość cechy, którą
przekracza zaledwie 5%, a nie osiąga aż 95% populacji.
Przedział ufności 95% lub 90% (jedna lub dwie wartości progowe) będzie oznaczał, że
projekt stanowiska pracy będzie pomijał wymagania członków populacji o najmniejszych
i/lub największych wymiarach (branych przez projektanta pod uwagę). Tym samym odsetek
osób, dla których przestrzeń stanowiska pracy nie będzie dostosowana wyniesie w
przybliżeniu odpowiednio 5% i 10%.
Probanci
Są to osobnicy o prawidłowej budowie i proporcjach ciała, którzy swoimi wymiarami odpowiadają wymiarom osobnika 5- , 50- , 95 - centylowych, dzięki czemu mogą być wykorzystani do oceny stopnia dostosowania przestrzennego makiety (skali 1:1) lub prototypu danego urządzenia do wymiarów ciała i zakresów ruch człowieka będącego w określonej pozycji. Stosuje się je najczęściej w etapie projektowania stanowisk pracy.
Komputerowa realizacja metody manekinów
Idea realizacji polega na tym , że w pamięci zewnętrznej komputera umieszcza się zbiór odcinków obrazu stanowiska pracy oraz zbiory odcinków obrazów poszczególnych części manekina dwuwymiarowego. W najprostszych przypadkach można zamieścić w pamięci komputera jedynie punkty skrajne z obrysu manekina, np. łokieć , piętę itp. Możliwości ruchowe manekina są zdeterminowane punktami obrotu oraz ich zakresami kątowymi i odpowiednio zdefiniowane do ich wykorzystania w realizacji komputerowej. Jeszcze lepsze wyniki otrzymuje się przy wykorzystaniu fantomów trójwymiarowych.
2. Zakresy kontowe ruchu w stawach.
Czas potrzebny na wykonanie ruchu pozycyjnego nie jest proporcjonalny do jego zasięgu. Zależy on od cech indywidualnych człowieka. Większą szybkość, ale mniejszą dokładność osiąga się przy ruchach dłuższych (~ 89 cm). Krótkie ruchy (~18 cm) są wolniejsze, ale dokładniejsze (cześć czasu przypada na wykonanie ruchów wtórnych korygujących). Przy ruchach długich dokładność maleje w sposób ciągły w zakresie kątowym od 120 o^ w prawo i 120 o^ w lewo. Lepsze wyniki uzyskuje się przy kącie 60 o^ w prawo, a gorsze przy 60 o^ w lewo. Większą dokładność uzyskuje się przy ruchach "ślepych", jeżeli są one kierowane centralnie, poniżej poziomu ramion, gorsze - w bok i powyżej poziomu ramion. W ruchach powtarzalnych szybkość jest ważniejsza niż dokładność. Szybkości manipulacji poszczególnymi palcami są różne. Częstość nadawania sygnałów wpływa na sprawność ruchów. Jeżeli czas między bodźcami wynosi t = 0,1 sek., odbiera się je jako jeden sygnał. Na częstość wykonywanych ruchów ma wpływ konstrukcja elementu technicznego i stawiany przez niego opór. Dokładność ruchu ciągłego jest zależna od jego kierunku. Największa dokładność ruchu osiągana jest w kierunku od lewego dolnego rogu płaszczyzny do prawego górnego i z powrotem. Wykonywanie tych samych ruchów seryjnych może wymagać różnych czasów, w zależności od tego co przed i po nich następuje. Ruchy statyczne są bardziej męczące niż dynamiczne (3-6 razy). Efekt drżenia ręki, który jest reakcją statyczną, zmniejsza np. jej podparcie. Gdy dwa sygnały następują po sobie zbyt szybko, czas reakcji na drugi jest zwykle dłuższy niż na pierwszy.
3. Możliwości siłowe i sprawnościowe układu ruchu.
A) Siły rozwojowe.
Wartość siły, jaką rozwija jednostka motoryczna zależy od:
Procesu sterowanie przez system nerwowy, Siły stymulacji poszczególnych jednostek motorycznych, Liczby równocześnie, naprzemiennie uruchomianych jednostek - częstotliwości z jaką są pobudzane poszczególne jednostki motoryczne, Długości mięśnia (jest ona proporcjonalna do rozwijanej siły), Stopnia rozciągnięcia mięśnia przed jego skurczem, Sposobu działanie mięśni: antagonistyczne czy synergistyczne, Sił działających na człowieka z zewnętrz (ręka pusta i z ciężarem).
Bezwzględna siła mięśnia u człowieka wynosi 4 kg /m.
W czasie pracy powinno się unikać nierównomiernego rozłożenia obciążeń pomiędzy różnymi częściami ciała przez uwzględnienie wymagań odnośnie wartości siły oraz wielkości, kształtu i usytuowania urządzeń sterowniczych i narzędzi pracy na które pracownik oddziałuje w procesie pracy. Siła fizyczna powinna być wywierana przez te grupy mięśniowe, które są w stanie pokonać wartość siły zewnętrznej, co wiąże się również z odpowiednią pozycją ciała podczas wykonywania danej czynności. Należy także uwzględnić fakt, iż w czasie pracy różne mięśnie i grupy mięśniowe powinny być aktywizowane na zmianę, tak aby nie powodować przeciążeń i zmęczenia układu mięśniowego.
Wartości sił wywieranych przez pracownika w czasie pracy powinny być utrzymane na akceptowalnym poziomie przy czym poziom ten zależy od czynników związanych z środkami pracy (masa, kształt, wielkość, umiejscowienie przedmiotu), czasu trwania i częstości wywierania siły, pozycji operatora oraz czynników subiektywnych związanych z operatorem (technika pracy, płeć, wiek, stan zdrowia i wyszkolenia). Ze względu na to że istnieje ścisła zależność pomiędzy tymi parametrami, w procesie projektowania lub oceny stanowiska pracy należy je wszystkie uwzględnić.
B) Pozycja ciała człowieka przy pracy.
Wraz ze zmianą pozycji ciała zmienia się geometria człowieka i jego możliwości dynamiczne. Istnieje wiele pozycji w jakich ciało człowieka musi pozostawać podczas wykonywania czynności zawodowych. Jako zasadnicze przyjmuje się pozycje: stojącą, siedzącą i leżącą. Istnieją też formy pośrednie (klęcząca, kuczna itp.). Podczas wykonywanej pracy, pozycja, jaką przyjmuje pracownik jest wynikiem koordynacji mięśniowo - nerwowej całego
