Экология и безопасность жизнедеятельности / Egorov - Posobiye po bezopasnosti zhiznedeyatelnosti 2003

иное оборудование, становится звеном системы ″Человек - Техника″. Система включает в себя человека, машину, предметы труда, окружающую среду, лиц, вовлекаемых в систему.

При изучении связей оператора с машиной необходимо иметь в виду, что эти связи осуществляются в первую очередь через информационное взаимодействие оператора с машиной. При этом учитываются особенности функции входа, от которых зависит ввод информации в органы чувств человека, особенности функции управления, осуществляемые центральной нервной системой и зависящие от её состояния, и особенности функции выхода, которые реализуются в большинстве случаев через сенсомоторные органы и мышечную систему человека и также зависят от их состояния.

В информационном взаимодействии выделяют три этапа:

1.Восприятие информации (перцепция) либо путём непосредственного наблюдения, либо по показаниям приборов. Осуществляется восприятие с помощью органов чувств, откуда информация передаётся центральной нервной системе, эта фаза протекает по законам физиологии и психологии.

2.Переработка (трансформация) полученной информации осуществляется центральной нервной системой и приводит к принятию определённого решения. На его принятие влияет также внутренняя информация. Она поступает из памяти, в которой содержится полученная ранее информация и инструкция. Существенную роль играет интуиция. В переработке информации и принятии решения играют роль стрессовые ситуации или состояние нервного напряжения.

3.Выдача принятого решения исполнительным органам и выполнение этого решения

–управление - в системе ″ЧМ″ осуществляется путём воздействия на органы управления машиной с целью внесения необходимых изменений в происходящий в машине процесс. Выходом являются исполнительные органы человека, входом - органы управления машиной. Таким образом образуется замкнутая система взаимодействия между человеком и машиной в

системе ″ЧМ″ по принципу обратной связи.

Помимо информационного в системе имеются и другие виды взаимодействия, характеризуемые рабочей позой, скоростью, траекторией, количеством движений, развиваемых при этом.

Эргономика развивается в трёх направлениях:

-собственно эргономика или производственная эргономика,

-инженерная психология, разрабатывающая вопросы связи управления с особенностями восприятия информации операторами,

-техническая эстетика, занимающаяся художественным конструированием оборудования и эстетического оформления производственного пространства, она является теоретической основой дизайна.

Автор книги ″Эргономика на службе производства″ В. Г. Денисов выделяет 5 видов совместимостей в системе ″ЧМС″, обеспечение которых гарантирует усиленное функционирование системы:

-информационная совместимость,

-биофизическая совместимость,

-энергетическая совместимость,

-пространственно - антропометрическая совместимость и

-технико-эстетическая совместимость.

Решение задач по обеспечению указанных видов совместимости достигается путём:

-создания оптимального по размеру рабочего пространства,

-правильной организации моторного и информационного полей,

321

- создания надлежащих санитарно-гигиенических условий окружающей среды, в чём задачи эргономики смыкаются с задачами гигиены и охраны труда.

В результате достигается предупреждение или снижение преждевременного утомления предотвращается появление ошибочных действий и обеспечивается, таким образом, быстрота, простота и экономичность технического обслуживания при нормальных и аварийных ситуациях.

Практика показывает, что 15 % несчастных случаев, связанных с производством, обусловлены конструктивными недоработками оборудования и машина 90 % выпускаемого в РФ оборудования не соответствует гигиеническим и санитарным нормам.

Если в основе гигиенических требований эргономики лежат санитарно-гигиенические нормативы, имеющие силу закона (СН, ГН, СанПин, ГОСТы, СНиПы и др.) и изучаемые в составе курса ″Охрана труда″, то физиологические требования эргономики также подкреплены рядом ГОСТов ССБТ, рекомендации которых обязательны при оценке существующего и создании нового оборудования. Это:

-ГОСТ12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования;

-ГОСТ12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования;

-ГОСТ12.2.049-80 ССБТ. Эргономические требования к конструкциям оборудования

иорганов управления.

Основой для разработки эргономических требований служат анатомические и антропометрические характеристики человека. Так, для взрослого мужчины средним считается рост 170 см, высоким – 183 см, низким – 153 см. Средняя масса человека в одежде принимается равной 80 кг. Средняя площадь поверхности тела – 2 м2. Средняя проекция на пол стоя - 0,544 м2. Центр тяжести по оси Z - 0,55 Н.

Антропометрические характеристики (АХ) подразделяют на динамические и статические. Их состав показан на рис.5.8 [28].

Антропометрические

характеристики

Рис.5.8. классификация антропометрических характеристик

322

Динамические АХ используют для определения объема рабочих движений, зон досягаемости (табл.5.1, рис 5.9) и и видимости, по ним расчитывают пространственную организацию рабочего места.

Статические АХ могут быть линейными и дуговыми. в зависимости от ориентации тела в пространстве линейные размеры делятся на продольные (высота различных точек над полом или сиденьем), поперечными (ширина плеч, таза идр.). Последние две группы линейных АХ иначе называют диаметрами.

Минимальные и максимальные значения антропометрических характеристик используются с учетом характера выполняемой рабочей операции или выбора параметра приспособления; в тех случаях, когда оператор что-то должен доставать, до чего-то дотянуться, выбирают минимальные значения, а при определении размеров сиденья, высоты ниши для ног и т.п. – максимальные.

Рис.5.9 Зоны досягаемости (1-8) рук человека в ветикальной плоскости

Таблица 5.1. Размеры досягаемости рук человека, мм [28]

323

Органы управления могут быть ручные и ножные. Ручные предпочтительнее, т.к. движение руки к себе более быстрое (но менее точное). Момент сопротивления рукоятки для повышения точности движения должен быть 3 - 7 Нм, для ножных педалей – 20 - 80 Нм. Ножные органы управления устраиваются при больших усилиях и требуемой меньшей точности. Максимальные усилия рук могут быть приложены на уровне плеча стоя или на уровне локтя сидя. Наиболее часто используемые органы управления располагают между локтем и плечом. Их делают перекидными, кнопочными, клавишными, поворотными и т.п. Формы, размеры, прилагаемое усилие должны соответствовать биомеханическим особенностям рук оператора.

При конструировании органов управления и размещении их в моторном поле учитывают следующие физиологические особенности двигательного аппарата человека:

-скорость движения рук больше в направлении «к себе»;

-скорость движения правой руки больше слева направо, левой - справа налево;

-скорость вращательного движения больше, чем поступательного;

-скорость плавных движений – прямолинейных - больше, чем скорость движений с резкими изменениями направления;

-точность движения рук больше в положении «сидя»;

-точность движений рук больше при небольших - до 10 Н - нагрузках;

-скорость движения пальцев больше, чем кисти;

-наибольшая точность достигается в горизонтальной плоскости при сгибании в локте

50 - 60°, в плече – 30 - 40°;

-максимальное усилие правой руки больше, чем левой, на 10 – 15 %;

-усилия движения перед корпусом больше, чем в стороны;

- максимальное усилие стопы достигается, если угол между голенью и бедром

95-120°;

-максимальное усилие стопы наблюдается сидя при наличии упора для спины;

-скорость и частота движений стопы больше в положении сидя.

Усилия, необходимые для осуществления управляющих движений, должны устанавливаться с учётом органа управления (пальцы или вся рука), частоты использования, продолжительности непрерывной работы, скорости выполнения действий и положения человека.

Место контакта должно быть выполнено из нетоксичных, нетеплопроводных (и электроизоляционных) материалов. Форма и размеры должны обеспечивать надёжный захват и не соскальзывание. Ножные органы управления должны применяться при необходимости разгрузки рук. Перемещение педали должно быть не более 80 мм,ширина опорной поверхности - не менее 60 мм.

Объём движений проектируют в условных единицах. Движения не должны быть предельными, должны быть простыми, симметричными, естественными, в наименьшем количестве. Скорость их должна соответствовать функциональным возможностям центральной нервной системы и мышечного аппарата.

Обычно используются следующие принципы экономии движений:

-принцип непрерывности;

-принцип параллельности;

-принцип оптимальной интенсивности;

-принцип ритмичности, т.е. соответствие оптимальному, естественному ритму: 1 сокращение в секунду;

-принцип благоприятных траекторий;

326

- принцип привычности действий.

Оптимальное положение тела работающего при манипулировании органами управления достигается регулированием высоты рабочей поверхности, сиденья и пространства для ног. Подставка для ног должна быть регулируемой по высоте. В тех случаях, когда невозможно осуществить регулирование рабочей поверхности, её выбирают для роста 180 см и регулируют высоту сиденья и подставку для ног.

Для рабочего места с нерегулируемыми параметрами в зависимости от позы, характера работы, имея в виду степень задействования зрительного анализатора и рук, физической тяжести работы, например, стоя и т.п. нормами регламентируется высота рабочей поверхности, сиденья, расстояние от сиденья до нижнего края рабочей поверхности, размеры пространства для ног и т.п.

При установлении эргономических требований к производственному оборудованию необходимо предусмотреть, чтобы энерготраты в течение смены не превышали 250 ккал в час (1046,7 кДж в час).

Психофизиологические критерии имеют значение в процессе восприятия информации человеком-оператором. Оператор работает с СОИ - средствами отображения информации: приборами, экранами, мнемосхемами, сигнальными устройствами. В совокупности с рычагами, ручками, кнопками управления они образуют сенсомоторное поле - информационную модель машины, через которую оператор осуществляет управление самыми сложными системами.

Задача инженерной психологии и состоит в том, чтобы обеспечить создание такой информационной модели, которая отражала бы все нужные характеристики машины в данный момент и в то же время позволяла бы оператору безошибочно принимать и перерабатывать информацию, не нагружая его внимание и память, т.е. информационная модель машины должна соответствовать психофизиологическим возможностям человека.

Основными характеристиками человека - оператора являются: память, мышление, характеристики управляющих движений - временные, надёжность - и антропометрические. О значении двух последних уже сказано ранее.

Кроме долговременной памяти, важнейшей характеристикой оператора является оперативная память - способность сохранять информацию до принятия решения. На неё влияют:

-система кодирования информации. От этого объём памяти может меняться в 2 раза, точность - в несколько раз;

-множественность объектов. Их должно быть не более 10 - 5 показателей. При речевой информации объём фразы должен составлять не более 12 - 13 слов, глубина – 6 – 7 ветвей;

-структурная организация информации: группировка символов, выделение основных сообщений. Эффективность приёма - до 1,5 раз;

-порядок предъявления сведений: одновременное предпочтительнее, чем последовательное,

-знание вероятности событий от 20 в начале до 40 - 60 переменных;

-формирование оптимальных оперативных единиц памяти, основанных на анализе, систематизации, обобщении в процессе запоминания.

Управление машиной будет надёжным и эффективным, если информация, поступающая от машины и требующая активной переработки, будет соответствовать пропускной способности человека. В качестве единицы информации принимается «бит». Число битов равно числу логических решений «да - нет» при равной возможности выбора.

327

Операторы разных пультов выполняют от 300 до 6 000 таких операций в час.

На надёжность оператора влияют следующие факторы информационного поля:

-количество получаемой информации;

-качество получаемой информации;

-неоправданная сложность системы.

Если по количественным характеристикам информационных систем исследования противоречивы, то по двум последним факторам имеются критерии, принципы и нормативы.

Информационный сигнал не должен содержать излишней информации, на обдумывание и отбрасывание которой оператор должен тратить время. При недостатке информации оператор тратит большой объём памяти на её анализ, что требует высокой квалификации и тренировки.

Основными принципами размещения информационных сигналов в рабочем пространстве являются:

-группировка сигналов по их функциям - функциональная организация;

-группировка по значимости;

-размещение с соблюдением последовательности использования;

-размещение с учётом частоты пользования: оптимальное расположение в зависимости от особенностей каждого прибора с учётом точности читаемых показателей, скорости восприятия, удобства манипулирования.

Так, например, средняя высота расположения средств отображения информации для рабочего места женщины при работе стоя - 1320мм, для мужчин – 1410 мм, для женщин и мужчин – 1365 мм.

Кодирование средств отображения зрительной информации выполняется по ГОСТ 21829-76, символы органов управления производством - по ГОСТ 12.4.040 - 78,отсчётные устройства визуальных индикаторов - по ГОСТ 22902 – 78, цифровые и знакосинтезирующие электролюминесцентные индикаторы - по ГОСТ 21837 - 76, построение мнемосхем - по ГОСТ 21480 - 76.

Акустические индикаторы используют, когда зрительный канал перегружен информацией, в условиях ограниченной видимости, при большой пространственной протяжённости, при монотонной деятельности.

Акустические индикаторы неречевых сообщений, используемые для подачи аварийных и предупредительных сигналов (звонки, зуммеры, трещотки, гудки и т.д.), должны соответствовать ГОСТ 21788 - 76. Акустические индикаторы речевых сообщений применяют, если требуется быстрый двусторонний обмен информацией в напряжённых ситуациях, а опознание неречевого кода затруднено. В условиях воздействия шума энергетический уровень воспроизведения речи должен превышать уровень шума не менее, чем на 10 дБ.

Техническая эстетика - научная дисциплина, изучающая проблемы формирования гармоничной (соизмеримой) предметной среды. Она составляет теоретическую основу дизайна.

Задача её - сделать условия труда не только безопасными, но и привлекательными, создать положительный эмоциональный фон, способствовать снижению утомляемости, росту производительности труда. Средство достижения задач технической эстетики - цвет и художественные формы (цветографическое решение интерьера).

Цвет это прежде всего, конечно, средство предупреждения об опасности, что

используется в ГОСТ 12.4.026 - 76 ССБТ ″Цвета сигнальные и знаки безопасности″. Цветом выделяются опасные узлы и механизмы, технологические коммуникации. Но одновременно

328

цвет и средство эмоционального воздействия на человека. Красный цвет возбуждающий, ассоциируется с огнём, опасностью. Зелёно-голубой - с водой, холодом. Фиолетовый - неспокойный, отягчающий. Тёмно-зелёный - облегчающий, цвет природы, безопасности. Жёлтый - лёгкий, стимулирующий. Синий - углублённый, сдержанный. С учётом этих ассоциаций осуществляется применение цвета в качестве средства предупреждения, с одной стороны, и для создания психофизиологически благоприятного цветового оформления производственных помещений и оборудования -с другой. Эта зависимость человека от цвета используется в СН 181 - 70 ″Указаниях по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий″.

Рациональное использование цветов и оттенков позволяет подобрать наилучший ″цветовой климат″, соответствующий технологическому процессу и характеру труда. Обычно предпочтение отдаётся тем цветам, которые отражают не менее 40 - 50 % падающего света. К таким цветам при отделке помещений относятся - белый или светлолимонный для потолков; белый, светло-зелёный, светло-голубой, светло-жёлтый для перегородок

Окраска оборудования должна быть такой, чтобы в первую очередь воспринимать существенные детали.

5.2ОХРАНА ТРУДА

5.2.1Основы производственной безопасности

На большинстве предприятий широко применяются высокотоксичные, легковоспламеняющие вещества, различного рода излучения, технологические процессы зачастую сопровождаются значительными уровнями шума, вибрации, ультра- и инфразвука, жесткими и стабильными параметрами микроклимата, большинство операций производится

вусловиях высокого зрительного напряжения, запыленности и загазованности.

Вто же время на многих передовых предприятиях используются высокомеханизированное и автоматическое оборудование, оснащенное электронновычислительной техникой, поточно-механизированные линии, роботы и манипуляторы с программным управлением и другие современные станки и оборудование. В связи с этим увеличивается потенциальная опасность возникновения травмоопасных ситуаций, степень риска возникновения профессионального заболевания, существенного воздействия условий труда на состояние здоровья работающих [28].

Всоответствии со ст. 37 Конституции Российской Федерации каждый имеет право на труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены.

Государственные нормативные требования охраны труда (требования охраны труда) – это нормы, содержащиеся в федеральных законах и иных нормативных правовых актах Российской Федерации, законах и иных нормативных правовых актах субъектов Российской Федерации об охране труда, которыми устанавливаются правила, процедуры и критерии, направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности.

Требования охраны труда обязательны для исполнения юридическими и физическими лицами (работодателями, работниками, состоящими в трудовых отношениях, членами кооперативов, участвующими в совместной производственной и иной хозяйственной деятельности, основанной на их личном трудовом участии, и др.) при осуществлении ими

329

любых видов деятельности, в том числе при проектировании, строительстве (реконструкции) и эксплуатации объектов, конструировании машин, механизмов и другого оборудования, разработке технологических процессов, организации производств и труда (пп.2 и 3 ст. 3 Федерального закона от 17.07.1999 г.

№ 181-ФЗ ″Об основах охраны труда в Российской Федерации″).

″Охрана труда″- является одной из составных частей дисциплины "Безопасность жизнедеятельности" - науки о сохранении здоровья и безопасности человека в среде обитания; окружающей производственной, бытовой с учетом чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени. Она является социально-технической наукой, которая выявляет и изучает производственные опасности и вредности, а также разрабатывает методы их предотвращения или ослабления с целью устранения или уменьшения вероятности производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, пожаров с одновременным улучшением условий и производительности труда.

Объектами исследования дисциплины "Охрана труда" являются человек в процессе труда, производственная среда и обстановка, взаимосвязь человека с технологическими процессами, организация труда и производства.

При комплексном исследовании таких объектов используется ряд наук:

-социально-правовые и организационные;

-медицинские (гигиена труда, производственная санитария, промышленная токсикология, физиология и психология труда);

-технические (профилирующие дисциплины, противопожарная техника, инженерная психология, эргономика, промышленная эстетика).

Научными методами охраны труда являются:

-анализ причин травматизма и профессиональных заболеваний;

-исследование способов и средств выполнения технологических процессов с учетом безопасности и безвредности труда;

-разработка рекомендаций по обеспечению безопасности и безвредности труда.

Курс "Охрана труда" является комплексным предметом и состоит из четырех разделов [32].:

1.Общие вопросы охраны труда (правовые и организационные);

2.Гигиена труда и производственная санитария;

3.Техника безопасности;

4.Пожарная безопасность.

Всоответствии с определением, даваемым в Системе стандартов безопасности труда (ССБТ), охрана труда - это система законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Согласно этому определению целью является безопасность, а мероприятия - средствами ее достижения.

Техника безопасности - это система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Производственная санитария - это система организационных и санитарнотехнических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

330