Damian Kotłowski Inżynieria bezpieczeństwa gr. 11 Projektowanie struktury przestrzeni pracy na podstawie danych antropometrycznych. Damian Kotłowski Inżynieria bezpieczeństwa gr. 11

? Antropometria Dział antropologii obejmujący szereg metod pomiarowych, opisowych, fotograficznych, za pomocą których oznacza się parametry cechujące budowę ciała człowieka i wymiary poszczególnych jego części. Antropometria klasyczna opisuję sylwetkę wyprostowaną. Natomiast antropometria ergonomiczna opisuję sylwetkę jaką przyjmuje człowiek podczas wykonywania określonej czynności.

Pomiary antropometryczne Umożliwiają zaprojektowanie przestrzenne rozmieszczenia powierzchni stanowisk pracy, narzędzi pracy (obsługa maszyn i urządzeń), wymiarów stołów i krzeseł, zasięgu rąk i dziesiątki innych parametrów wpływających na wygodę przy pracy.

Wyróżniamy wymiary antropometryczne: statyczne (wysokości, długości, obwody, itd.) oraz dynamiczne (kąty odchylenia kończyn, kąty odchylenia i skrętów głowy, itd.)

Atlas antropometryczny Atlas antropometryczny zawiera około 200 cech antropometrycznych człowieka, które zdaniem antropologów wydają się niezbędne w praktyce projektowej. Pomiary uwzględniają różne pozycje w czasie wykonywania pracy, naturalny układ ciała i sprawne jego funkcjonowanie. Układ atlasu: szereg rysunków obrazujące poszczególne cechy (wymiary) antropometryczne a następnie tabela z wartościami poszczególnych cech. W kolejnych kolumnach tabeli znajdują się: numer cechy, opis cechy, wartości dla kobiet i mężczyzn. Podane są trzy wartości dla obu płci: wartość dolna, wartość średnia i wartość górna.

Krzywa Gausa Zebrane dane antropometryczne układają się zgodnie z normalnym prawem rozrzutu według tzw. Krzywej normalnej Gaussa.

Centyl (kwantyl) C5 to próg dolny, C95 to próg górny, C50 to średnia (mediana). Pomiędzy wartościami progowymi (C5 i C95) znajduje się 90 centyli (kwantyli) (czyli 90% populacji). Przyjmuje się, że rozwiązanie projektowe jest prawidłowe, jeżeli będzie przystosowane dla minimum 90% populacji, czyli może nie obejmować ludzi „najmniejszych” (poniżej C5) i „największych” (poniżej C95).

Stanowisko pracy to układ, gdzie człowiek za pomocą środków pracy (maszyny, narzędzia, przyrządy) w określonej przestrzeni środowiska pracy wykonuje zorganizowane czynności, mające na celu wytworzenie określonego produktu.

Projektowanie przestrzeni pracy Do kształtowania stanowiska pracy pod kątem wygody użytkownika i funkcjonalności projektowanych elementów niezbędna jest znajomość wymiarów człowieka (wymiarów antropometrycznych). 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.

Metody stosowane przy projektowaniu przestrzeni pracy w oparciu o dane antropometryczne. Metoda manekinów (fantomów). Fantomy stanowią zbiór wielu wymiarów ciała ludzkiego, wyrażony w postaci płaskiej ruchomej sylwetki. Fantomy pozwalają modelować dowolną liczbę sytuacji, w jakich może znaleźć się człowiek współpracujący z maszynami. Układ przestrzenny stanowiska bada się za pomocą zestawu manekinów wykonywanych dla maksymalnego i minimalnego osobnika w naturalnej wielkości, z zachowaniem autentycznych proporcji, z ruchomymi przegubami kończyn.

Wyznaczenie przestrzeni ruchów człowieka wykonującego określone czynności metodą obwiedniową przy użyciu fantomów

Metoda makiet Metoda ta wymaga sporządzenia makiety stanowiska i jego wyposażenia, które można przestawiać. Na podstawie prób z pracownikami bada się najlepsze usytuowanie elementów. Jednocześnie można ustalić graniczne wymiary układu przestrzennego stanowiska pracy. Jest to metoda szacunkowa, gdyż na jej dokładność wpływa rodzaj pracy, precyzja ruchów, wielkość obciążenia kończyn, jak również wysokość płaszczyzn pracy w stosunku do tułowia pracownika.

Metoda wykorzystania schematów obszarów pracy Metoda wykorzystania schematów obszarów pracy. Teoretyczny obszar pracy jest określony zasięgiem kończyn górnych przy założeniu, że pracownik nie zmienia ani pozycji, ani miejsca pracy. Praktycznie zasięg rąk wyznacza również ruch tułowia. Schematy obszaru pracy dla ludzi o wymiarach progowych i przeciętnych określa się na podstawie atlasu antropometrycznego. Schematy te nanosi się następnie na rysunki projektowanych stanowisk roboczych. W ten sposób bada się poprawność struktury przestrzennej w stosunku do możliwości zasięgowych człowieka.

Rozróżnia się następujące zasięgi kończyn: - dosięgowy maksymalny - określony końcami kończyn górnych i dolnych przy wychyleniu ciała z postawy pionowej, - dosięgowy normalny - taki jak poprzednio, jednak bez wychylenia ciała, - manipulacyjny optymalny - określony ruchami kończyn wykonywanymi najbardziej sprawnie z punktu widzenia szybkości, zużycia siły i wpływu zmęczenia na człowieka.

Normalne i maksymalne, funkcjonalne zasięgi ramion mężczyzn i kobiet: a) w kierunku poziomym, b) w kierunkach pionowych — równoległym oraz prostopadłym do osi wzroku.

Videosomatografia Technika ta polega na rejestrowaniu na taśmie video wszystkich ruchów i pozycji ciała człowieka w warunkach naturalnych lub symulowanych procesu pracy. Zarejestrowane sytuacje można wielokrotnie odtwarzać, dokonywać analizy i określać rozwiązania zbliżone najbardziej do optymalnych, zarówno z punktu widzenia kinematyki ruchów, jak i płaszczyzny pola pracy. Następnie przy użyciu urządzenia miksującego nakłada się obraz poruszającego się człowieka na makietę stanowiska.

Videosomatografia wg techniki opracowanej przez Instytut Organizacji Pracy w Stuttgarcie

Prace projektowe mają swoją określoną kolejność Prace projektowe mają swoją określoną kolejność. Poniżej przedstawione zostały czynności projektowe następujące po sobie: 1. Określić wymiary antropometryczne przyszłych użytkowników- operatorów maszyny, dla skrajnych wartości centylowych: dla najniższej kobiety oraz dla najwyższego mężczyzny. 2. Określić wysokość manipulacyjną dla sylwetki stojącej <? 95, dla prac średnio dokładnych (cecha nr 187, tzw. wysokość łokciowa). 3. Narysować w określonej skali (np. 1:10) sylwetki skrajnych centyli w pozycji stojącej, zachowując dla sylwetki kobiecej tę samą wysokość manipulacyjną i określić w ten sposób maksymalną wysokość podestu.

4. Narysować w tej samej skali sylwetki skrajnych centyli w pozycji siedzącej, zachowując w obu przypadkach ustaloną wcześniej wysokość manipulacyjną i określić w ten sposób zakres regulacji wysokości siedziska oraz podnóżków: przedniego i tylnego. 5. Określić strefę wygody dla nóg w pozycji siedzącej wysokiej dla obu skrajnych centyli w położeniu przednim i tylnym. 6. Określić strefy zasięgu rąk i wzroku w pozycji siedzącej i stojącej dla niskiej. 7. Uzupełnić rysunek, szkicując położenia podstawowych elementów maszyny, które wymagają bieżącej interwencji operatora: uchwytu materiału i pulpitu sterowniczego. 8. Uzupełnić rysunek szkicem zespołu narzędziowego, elementów ochrony pracownika (np. osłona chroniąca przed odpryskami) i uzyskać zarys całej maszyny

Przy projektowaniu przestrzeni pracy należy kierować się podanymi zasadami: Ważność elementu – elementy, które mają zasadnicze znaczenie dla działania maszyny lub urządzenia powinny znajdować się bliżej niż elementy drugorzędne. Częstość użycia – elementy używane częściej powinny znajdować się bliżej niż te których używa się rzadziej np. tylko do włączenia/wyłączenia maszyny lub w razie awarii.

Kolejność użycia – manipulowanie elementami sterowniczymi jest łatwiejsze, gdy kolejność rozmieszczenia odpowiada kolejności działania. Kryterium funkcjonalne – elementy zawiązane z określoną czynnością maszyny lub urządzenia powinny być lokalizowane w grupach. Zasada nie krzyżowania się – elementy przeznaczone do obsługi prawą ręką należy zlokalizować po prawej stronie, a te przeznaczone do lewej ręki – po lewej.

Należy unikać wszelkiej, silnie pochylonej i nienaturalnej pozycji ciała oraz pozycji z ramionami wyciągniętymi do przodu i w bok. W miarę możliwości należy dążyć do pozycji siedzącej. Wysokość pola pracy musi umożliwiać optymalną odległość widzenia, przy naturalnej pozycji ciała. Uchwyty, dźwignie, narzędzia i materiał do pracy muszą być tak położone by większość ruchów można było wykonać blisko ciała i ze zgiętymi łokciami.

Prowadzone badania potwierdzają, że na odpowiednio zaprojektowanym stanowisku pracy wydajność pracowników wzrasta. Są oni również mniej narażeni na choroby zawodowe związane z rodzajem wykonywanej pracy. Dużą rolę odgrywa tu pracownik BHP, współpracujący z pracodawca. Ważnym narzędziem w ergonomii przy kształtowaniu stanowiska pracy są listy kontrolne, zawierające pytania dotyczące warunków pracy w zakresie organizacji pracy, środków pracy oraz stanowiska pracy.