1
1
Bezpieczeństwo pracy i
ergonomia
dr inż. Katarzyna Jach
www.ergonomia.ioz.pwr.wroc.pl
Konsultacje:
P2 s. 43 lub B1 415c
Zasady zaliczenia
Kolokwium na ostatnim wykładzie; drugi
termin ustalony na przedostatnim wykładzie
– wtedy też lista osób zwolnionych z
kolokwium za aktywność
Punktowana obecność, aktywność na
wykładzie, realizacja zadań, kartkówki.
2
Bezpieczeństwo pracy i ergonomia
Zagadnienia: szeroko rozumiane środowisko pracy i wpływ
środowiska na człowieka
Cel: neutralizować złe oddziaływanie, poprawiać samopoczucie
Efekty kształcenia:
PEK_W01: ma podstawową wiedzę z zakresu ergonomii i
bezpieczeństwa pracy
PEK_W02: ma wiedzę na temat oddziaływania wybranych
czynników środowiska pracy na organizm człowieka oraz
możliwych metod redukcji uciążliwych skutków czynników
środowiska pracy
PEK_U01: potrafi organizować pracę zgodnie z zasadami
ergonomii i bezpieczeństwa pracy
PEK_K01: rozwija systemowe myślenie o przedsiębiorstwie.
3
Zarys tematyki 1. Wstęp. Definicja, historia, cel i zadania bezpieczeństwa pracy i ergonomii.
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. Czynniki determinujące wymuszenie
postawy ciała. Konsekwencje wymuszonej postawy ciała.
4
Bezpieczeństwo pracy - historia
1. Eksploatacja człowieka i zasobów
2. Ustawodawstwo dotyczące BHP i
organizacje związkowe
3. Bezpieczeństwo techniczne
4. Czynnik ludzki
5. Zarządzanie ryzykiem
5
1. Eksploatacja
Tania siła robocza i
ludzkie życie
Niskie prędkości
pracy – brak maszyn
napędzanych
energią
6
2
Fabryki
Użycie energii
parowej i
elektrycznej
Skupienie ludzi i
maszyn
Liczne wypadki np.
USA 1926 24 tys.
ofiar śmiertelnych i
3 mln wypadków
7
Ustawodawstwo
1833 inspekcja fabryczna w
Wielkiej Brytanii; cel – ochrona
kobiet i dzieci
Później również nadzór nad bhp
1840 w Aglii – obowiązek zwrotu
kosztów leczenia i renty za
wypadek przy pracy
Jednocześnie 1840
stowarzyszenie przemysłowców
pod nazwą National Safety of
Factory Occupiers; cel:
zwalczanie ustawodawstwa
państwowego z zakresu
bezpieczeństwa pracy
8
Ustawodawstwo
Towarzystwa
ubezpieczeniowe – OC
dla pracodawców
Przeciwdziałanie
wypadkom
W Polsce od 1953 r.
służby BHP, od 1974 r.
Kodeks Pracy
9
Bezpieczeństwo techniczne
Zapewnienie
bezpieczeństwa przez
bezpieczne maszyny i
urządzenia
Dyrektywa 2006/42/WE
Parlamentu Europejskiego i
Rady z dnia 17 maja 2006 r.
w sprawie ujednolicenia
przepisów dotyczących
maszyn- tzw. dyrektywa
maszynowa
Normy bezpieczeństwa
10
Czynnik ludzki
Zwiększanie
świadomości
pracowników
Sprzęt chroniący
pracowników
11
Zarządzanie ryzykiem
Integracja zagadnień BHP z innymi sferami
zarządzania przedsiębiorstwa
Systemy zarządzania BHP znormalizowane
12
3
13
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
14
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
16
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”
17
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
18
4
19
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
20
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
21
Therblig – klasyfikacja czynności
22
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
Boeing B-17
Latająca forteca
Niezniszczalny
Seria katastrof
Historia ergonomii, II wojna światowa
Historia ergonomii, II wojna światowa
Alphonse Chapanis (1917-2002)
5
25
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
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
30
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
6
31
Układ człowiek – maszyna
32
Wiedza ergonomiczna
Człowiek
Fizjologia
Psychologia
Anatomia
Antropometria
Medycyna
Socjologia
Organizacja
Organizacja i ekonomika pracy
Nauka o jakości
Marketing
Technika
Projektowanie
Wykonanie (budowa)
Sterowanie
Materiałoznawstwo
33
Podstawa prawna
Art. 66. 1. Konstytucji RP:
1. Każdy ma prawo do bezpiecznych i
higienicznych warunków pracy.
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
34
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
35
Podział ergonomii
Ergonomia korekcyjna - poprawianie tego co
jest
Ergonomia koncepcyjna - poprawne
projektowanie
36
Zalety ergonomii
Produktywność Jakość Morale
Stracony czas KosztyWypadki
7
37
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)
38
39
40
41
Zatrudnieni w warunkach zagrożenia,
liczeni jeden raz w grupie czynnika
przeważajacego na 1000 zatrudnionych
42
8
43
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
44
Efekty – produktywność a stosowanie
rozwiązań ergonomicznych
całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 9,8%.
45
Efekty – produktywność a
szkolenia z ergonomii
całkowita różnica w produktywności w ciągu dnia - 16,8%.
Ergonomics Cost-Benefit Case
Study Collection (fragment)
46
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 paliwa Modyfikacja wyposażenia, trening, zmiana
systemu zarządzania
Spadek wypadków o 54% w
ciągu 2 lat, spadek straconych dni
roboczych o 94%
47
Projektowanie
ergonomiczne
48
Właściwie zaprojektowana
przestrzeń pracy
1. Wymiary ciała ludzi
2. Aktywność biomechaniczno-fizjologiczna
3. Analiza powiązań operator - wyposażenie
9
49
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
50
Wartości ograniczające - wartość progowa minimalna i maksymalna
Rozkład normalny
51
Modele centylowe Atlas antropometryczny - wyciąg
52
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
53
Fantomy i probanci
54
Komputerowe wspomaganie
projektowania - Apolinex
10
55
Komputerowe wspomaganie
projektowania - Antropos
56
Ograniczenia jednokierunkowe
Minimalne - zasięgi
Maksymalne
Wysokościowe parametry
stanowiska pracy (prześwity)
Wymiary bezpieczeństwa
57
Ograniczenia dwukierunkowe
Populacja
użytkowników
Regulacja
58
Właściwości biomechaniczne
i fizjologiczne
Właściwości fizjologiczne organizmu
Obciążenie
Zmęczenie
Funkcjonowanie zmysłów
Sprawność biomechaniczna
Dopuszczalne zakresy ruchomości stawów
Wyzwalane siły i momenty
59
Właściwości biomechaniczne
i fizjologiczne
Pole widzenia
60
Pozioma powierzchnia pracy rąk
zasięg normalny
zasięg maksymalny
11
61
3. Analiza powiązań
Analiza wszystkich czynności
wybór wyposażenia
wybór pozycji roboczej
Punkty wiążące
62
Wybór wyposażenia
Zadanie
Kryteria rozmieszczania obiektów pracy
ważność
częstość użycia
kolejność użycia – obiekty używane kolejno
blisko siebie
spełniane funkcje – łączenie w grupy (bloki)
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
Orientacyjne dane do
projektowania stanowisk
A – zasięg normalny
(optymalny)
B – zasięg maksymalny
C – obszar optymalny dla
pracy oburącz
66
12
67
Ergonomiczne zasady projektowania
wg Jabłońskiego
Antropocentryzm – decyzje dotyczące
bezpieczeństwa i ergonomiczności
użytkowania najważniejsze, przed
kryteriami technicznymi i ekonomicznymi
68
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
Stanowisko pracy przy
komputerze
70
Umieszczenie stanowiska w
pomieszczeniu
Bokiem do okna
71
Umieszczenie stanowiska w
pomieszczeniu
Zachowanie
odległości
między
stanowiskami
72
oprawy
oświetleniowe
Przykład rozmieszczenia stanowisk pracy
13
73
Podstawowe parametry
stanowiska
74
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
75
Krzesła alternatywne – klękosiad
76
Krzesła alternatywne - balance
chair (ball chair)
77
Krzesła alternatywne
Siodło (saddle chair)
78
Krzesła alternatywne
Stojąco – siedzące
miejsce pracy
14
79
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
80
81
Monitor
Regulacja kąta pochylenia
i obrotu
Górna krawędź na
wysokości oczu (lub
poniżej)
Odl. 40-75 cm od
operatora
82
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
83
Mysz
Miejsce na stole na nadgarstek
Owalna
Pasująca do dłoni
Uwypuklona
Masa min. 100 g
84
Inne wyposażenie
Podnóżek
Powierzchnia 30 na 50 cm
Pochylenie 0-25°
Uchwyt na dokumenty
15
85
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