Лекции по дисциплине «Эргономика и психофизикалогические основы безопасности труда» Кафедра «Техносферная безопасность» ФГБОУ ВПО СибАДИ

Цель и задачи дисциплины изучение закономерностей трудовых процессов, роли человеческих факторов в трудовой деятельности и повышение эффективности производства при соблюдении условий безопасности труда

В результате освоения дисциплины «Эргономика и психофизика- физиологические основы безопасности труда» студент должен Знать: безопасное и эргономичное обеспечение производства, эксплуатации технических систем; безопасное и эргономичное обеспечение проектирования технических систем; эргономичное обеспечение испытаний СЧМ; обеспечение нормативных условий обитаемости. Уметь: оценивать основные закономерности формирования и регуляции физиологических функций организма, подвергающегося воздействию различных неблагоприятных факторов среды обитания; выявлять причины ошибочных действий или недостаточно высокого качества деятельности; выполнять разработку мероприятий по профессиональной ориентации и профессиональному психофизикалогическому отбору;

проводить контроль функционального состояния и поддержание высокой работоспособности работающих; выполнять психофизикалогическое и математическое описание процессов восприятия и обработки информации, принятия и исполнения решений человеком-оператором; разработку человеко- ориентированных технологий и процессов; составлять эргономические требования к компонентам технических систем; выполнять планировку помещений и компоновку рабочих мест; разрабатывать характеристики средств индикации и управления, интерфейсов операторов; разрабатывать программное обеспечение для решения задач, связанных с исследованием и проектированием СЧМ. Владеть: понятийно-терминологическим аппаратом в области эргономики и психофизикалогии безопасности труда; навыками рационализации профессиональной деятельности с целью обеспечения безопасности. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

Эргономическую оценку СЧМС можно осуществлять с использованием комплексного эргономического показателя, образованного следующими групповыми показателями: антропометрическими, гигиеническими, физиологическими, психофизикалогическими психологическими.

Раздел 1. Физиология труда и рациональные условия жизнедеятельности Характерные состояния взаимодействия в системе «Человек – Среда обитания»: 1. Комфортное (оптимальное), когда потоки создают оптимальные условия деятельности; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания. 2. Допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье человека, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. 3. Опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к нарушению среды. 4. Чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести к летальному исходу, вызывать разрушения в среде обитания.

В соответствии с существующей физиологической классификацией трудовой деятельности различают: формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизированные формы труда; формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством; групповые формы труда (конвейеры); формы труда, связанные с дистанционным управлением; формы интеллектуального (умственного) труда.

Энергетические затраты человека Энергетические затраты человека зависят от интенсивности мышечной работы, информационного напряжения и других условий: температуры, влажности и скорости движения воздуха и т.д. Суточная затрата энергии для лиц умственного труда составляет 10,5 - 11,7 МДж, для работников механизированного труда и сферы обслуживания 11,3 - 12,5 МДж. Для работ средней тяжести 12,5 - 15,5 МДж, при тяжелой физической работе 16, МДж. Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы.

Тяжесть труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно- сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Тяжесть труда характеризуется физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза, общим числом стереотипных рабочих движений, величиной статической нагрузки, характером рабочей позы, глубиной и частотой наклона корпуса, перемещениями в пространстве.

Напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая нагрузку преимущественно на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника. К факторам, характеризующим напряженность труда, относятся: интеллектуальные нагрузки, сенсорные нагрузки, эмоциональные нагрузки, монотонности нагрузок, режим работы.

Согласно Руководства P условия труда работников производства можно отнести к Оптимальным (1 класс), Допустимым (2 класс), вредным (3 класс: ) Опасным (4 класс).

Классификация опасностей 1. Опасные и вредные производственные факторы подразделяются по остаточным эффектам: 1.1. Опасный фактор 1.2. Вредный фактор

Производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме, острому отравлению или другому внезапному резкому ухудшению здоровья или смерти – опасный производственный фактор. Производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях может привести к заболеванию, снижению работоспособности и (или) отрицательному влиянию на здоровье потомства – вредный производственный фактор по ГОСТ *

2. Опасные и вредные производственные факторы подразделяются по реализуемой энергии на следующие группы: механические; физические; химические; биологические; психофизикалогические.

Физические опасные и вредные факторы подразделяются на следующие: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенный уровень шума на рабочем месте; вибрации; инфразвуковых колебаний; ультразвука и пр. Механические опасные и вредные факторы подразделяются на следующие: Вращающиеся части машин, движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы

Физические опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие: повышенная или пониженная подвижность воздуха; повышенная или пониженная ионизация воздуха; повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; повышенный уровень статического электричества; электромагнитных излучений; магнитного поля; недостаточная освещенность рабочей зоны; расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли (пола) и пр.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают следующие биологические объекты: патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их жизнедеятельности; микроорганизмы (растения и животные).

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на следующие: а) физические перегрузки; б) нервно-психические перегрузки. Физические перегрузки подразделяются на: статические; динамические. Нервно-психические перегрузки подразделяются на: умственное перенапряжение; перенапряжение анализаторов; монотонность труда; эмоциональные перегрузки.

3. По источнику возникновения: Природные Техногенные Антропогенные 4. По характеру развития Импульсные Кумулятивные

5. По длительности действия Постоянные Переменные (периодические) Импульсные (кратковременные) 6. По видам зон воздействия Производственные Бытовые Транспортные Зоны ЧС

7. По размерам зоны действия Локальные Региональные Межрегиональные Глобальные 8. По степени завершенности процесса воздействия опасности Потенциальные Реальные реализованные

Работоспособность человека и ее динамика Во время трудовой деятельности работоспособность организма изменяется во времени. Изменение работоспособности человека в течение рабочего дня: I – период врабатывания, или вхождения в работу, (0,5 - 1,5 часа), имеет низкие показатели работоспособности. II – период устойчивого сохранения работоспособности (2 - 2,5 часа). III – период снижения работоспособности в результате утомления.

Причины утомления и факторы, способствующие его развитию Нарастание утомления сопровождается увеличением специфических «ошибок невнимательности», снижением точности и скорости действий, симптоматикой истощения резервов организма. заметным снижением показателей сенсорной чувствительности. нарушением внимания (сужается объем внимания, страдают функции переключения и распределения внимания). нарушением памяти.

Утомление от различных видов труда определяется следующими факторами: затратой физических усилий; напряжением внимания; темпом работы; монотонностью труда; рабочим положением; температурой и влажностью внешней среды; запыленностью и загрязненностью воздуха; шумом; вибрацией; освещением.

Различают следующие виды и причины утомления пользователя при работе на ПЭВМ : ЗРИТЕЛЬНОЕ утомление как следствие нагрузки зрительной системы при работе за дисплеем; МЫШЕЧНОЕ утомление вследствие преобладания статической нагрузки мышц; ОБЩЕЕ утомление организма как следствие общей психической нагрузки и темпа работы; ПСИХИЧЕСКОЕ утомление, обусловленное интеллектуальными нагрузками; ХРОНИЧЕСКОЕ утомление, обусловленное комбинированным действием нескольких видов утомления.

На рисунке видно, что утомление всех функциональных систем при работы на ПК связано с утомлением кисти, а это напрямую связано с рабочей позой.

На человека в процессе труда действует множество факторов: вид трудовой деятельности, ее тяжесть и напряженность, условия, в которой она осуществляется (вредные вещества, излучения, климатические условия, освещенность и т.д.), психофизикалогические возможности человека (прежде всего антропометрические характеристики, скорость реакций на различные раздражители, особенности восприятия цвета и т.д.). Для того чтобы человеко-машинная система функционировала эффективно и не приносила ущерба здоровью, необходимо прежде всего обеспечить совместимость характеристик машины и человека.

Различают следующие виды совместимостей: - информационная; - психологическая; - социальная; - биофизическая; - энергетическая; - антропометрическая - технико-эстетическая.

Информационная совместимость - это совместимость техники психофизикалогическим возможностям человека. Оператор управляет сложными системами с помощью органов управления (кнопки, рычаги, выключатели), совокупность которых образует сенсорное поле; при этом оператор наблюдает показания приборов, экранов, схем, вслушивается в сигналы, т.е. пользуется средствами отображения информации (СОИ). Психологическая совместимость учитывает психологические возможности человека. Аварийность, травматизм в большой степени зависят от организационно-психологических причин: низкий профессионализм, пренебрежение требованиям безопасности, допуск к опасным работам необученных лиц или в состоянии утомления. Необходимо учитывать особенности психики некоторых лиц: боязнь замкнутых пространств (клаустрофобия), открытых пространств (агорафобия). Социальная совместимость учитывает отношение человека к конкретной социальной группе и наоборот – социальной группы к конкретному человеку. Социальная совместимость связана с психоло- гическими особенностями человека, с поведением его в коллективе.

Биофизическая совместимость- создание такой окружающей среды, которая обеспечивает высокую работоспособность и нормальное физиологическое состояние оператора. При этой совместимости учитывается терморегулирование организма человека, зависимое от параметров микроклимата, а также виброакустические характеристики среды и освещенность. Энергетическая совместимость- это согласование органов управления с оптимальными возможностями оператора в отношении прилагаемых усилий, затрачиваемой мощности, скорости и точности движений. Антропометрическая совместимость - это учет размеров тела человека, возможности обзора пространства, учет положения (позы) оператора в процессе работы с целью минимальной затраты физических сил. При этом учитывается объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей оператора, расстояние от оператора до приборного пульта и т. п.

Технико-эстетическая совместимость- заключается в удовлетворенности человека в обращении с машиной и т.д. (дизайн, художественное оформление конструкций). Для возможности размещения и установки основного и вспомогательного оборудования в соответствии с рациональной планировкой, для устранения образования теней, а также в соответствии с требованием создания эстетически совершенного вида помещения его потолок и стены должны быть гладкими, без выступающих строительных конструкций. Полы рекомендуется настилать материалами светлого цвета, так как они отражают свет, что весьма важно при напряженной зрительной работе. Полы рекомендуется выполнять в одной цветовой гамме с цветом стен.

Технико-эстетическая совместимость- При создании цвето-световой среды в интерьере учитывают эмоционально-физиологическое воздействие цвета и света и их функционально-эстетическую роль в организации пространства. Техническая эстетика способна повлиять на деятельность человека и повысить ее эффективность, облегчить операции приема и переработки информации, улучшить концентрацию и переключение внимания, повысить скорость восприятия и экономичность управляющих действий, снять монотонность или напряженность работы.

Раздел 2. Психофизиологическая деятельность человека Факторы, характеризующие психофизикалогическую деятельность человека: Внимание. Характеристики внимания. Память. Классификация видов памяти. Кратковременная и долговременная память. Мышление. Анализ, синтез и т.д. Ощущение. Виды ощущения: зрительные, слуховые, кожные, кинестетические. Восприятие: Свойства восприятия.

Внимание – это направленность и сосредоточенность сознания на каком- нибудь предмете, явлении или деятельности

Характеристики внимания Характеристика Сущность характеристики Направлен- ность Расположение объекта внимания Объем Количество объектов, одновременно осознаваемых Распределение Свойство, позволяющее одновременно совершать несколько действий Переключение Перенос внимания с одного объекта на другой Концентрация (интенсивность) Степень сосредоточенности на объекте Устойчивость Длительность сосредоточения внимания на объекте воспринимаемых одновременно с достаточной степенью ясности ( может быть внутренним или внешним)

Память – психический процесс, который заключается в запоминании, сохранении и последующем узнавании или воспроизведении того, что человек воспринимал, переживал, думал или делал

Свойства памяти Точность Объем Скорость процессов запоминания Скорость процессов забывания Длительность сохранения

Различают непроизвольное и произвольное запоминание Непроизвольное запоминание – первоначальная форма запоминания, т.е. без заранее поставленной цели, не требует волевого усилия (например, водитель, проезжая по новому маршруту, бессознательно запоминает его характерные особенности). Произвольное запоминание – характеризуется тем, что человек ставит перед собой определенную цель – запомнить. Произвольное запоминание всегда требует волевого усилия.

Запоминание может быть механическим и смысловым. Примером механического запоминания является зубрежка, при которой человек старается запомнить материал, не понимая его смысла (механически запоминаются номера телефонов, даты, фамилии, внешние особенности предметов и явлений). Смысловое запоминание характеризуется тем, что при нем ведущее значение имеют процессы мышления. Смысловая память направлена на запоминание логических связей и смысла материала.

В зависимости от продолжительности запоминания различают долговременную и кратковременную память Долговременная память характеризуется длительным сохранением материала после многократного его повторения и воспроизведения. Кратковременная память непродолжительна и необходима для использования текущей информации, имеющей актуальное значение на определенном этапе работы.

Оперативная память – это кратковременная память на профессионально значимую информацию, необходимую для выполнения конкретных действий. Нужна например, водителю для запоминания на короткое время постоянно меняющейся текущей информации. При движении автомобиля оперативная память участвует в кратковременном запоминании показаний дорожных знаков, контрольных приборов, месторасположения пешеходов, автомобилей, состояния отдельных участков дорожного покрытия и т. п.

В зависимости от содержания различают память зрительную, слуховую, двигательную, эмоциональную и т.п.

Мышление – это отражение общих свойств предметов или явлений и установление закономерных связей между ними. Мыслительные операции разнообразны: анализ и синтез, сравнение, абстрагирование, конкретизация, обобщение, классификация.

Ощущение процесс отражения отдельных свойств объектов окружающего мира. Выделяют три группы ощущений: зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные и кожные. ощущения равновесия, двигательные. осязательные и болевые.

Восприятием называется отражение в сознании человека предметов или явлений в совокупности их свойств и частей Свойства восприятия: Объем восприятия - количество объектов, которое может воспринять человек в течение одной фиксации (одного взгляда). Точность восприятия - соответствие возникшего образа особенностям воспринимаемого объекта. Полнота восприятия - степень соответствия возникшего образа особенностям воспринимаемого объекта. Быстрота восприятия - время, необходимое для адекватного восприятия предмета или явления.

Константность восприятия - свойство воспринимать объекты и видеть их относительно постоянными по величине, форме и цвету в изменяющихся физических условиях восприятия. Осмысленность восприятия - свойство человеческого восприятия приписывать воспринимаемому объекту или явлению определенный смысл и т.д.