БЖД (Иванов ФИБС БТС 8 семестр) / Эргономика

нике выступают как основные системообразующие элементы, или таксономические единицы анализа функциональной структуры системы. Однако её функциональная структура обусловлена не только человеческими, но и организационными, информационными, территориальными и другими факторами. Поэтому выделение человеческих факторов в технике в качестве единиц анализа, т. е. элементов функциональной структуры системы, не исключает выделения в ней, в зависимости от целей анализа, таксономических единиц другого рода.

Человеческие факторы в технике не существуют изначально. Они представляют собой искомое, которое может быть найдено лишь на основе предварительного анализа задач системы “ человек – машина”, функций человека в ней, вида и отличительных черт его деятельности. В результате такого анализа определяется номенклатура человеческих факторов в технике, учёт которых необходим в целях создания нормальных условий для деятельности человека и эффективного функционирования системы. Человеческие факторы в технике – это структурные образования различной степени сложности, в этом смысле они представляют собой некоторое временное сочетание сил, способное осуществить определённое достижение. Понятие деятельности служит и теоретической основой приведённой выше трактовки человеческих факторов в технике.

Теоретические представления о природе человеческих факторов в технике позволяют построить структурную схему формирования целостной эргономической характеристики системы “ человек – машина”, которая представляет как бы оборотную сторону проблемы соотношения экспериментальных показателей с критериями, используемыми при проектировании и оценке систем “ человек – машина”. Эта иерархическая динамическая структура включает несколько уровней, каждый из которых обладает определённой качественной спецификой, не сводимой к механическому объединению её составляющих. Высший уровень – эргономичность – всегда остаётся ведущим, но он может реализовать себя только с помощью нижележащих уровней и в этом от них зависит. Он взаимосвязан с критериями производительности, надёжности, экономичности, экологичности и эстетичности.

Эргономичность – это совокупность эргономических свойств, к которым относятся управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость технической системы. Первые три – это свойства системы, при которых она органично включается в структуру и процесс деятельности человека или группы людей по её управлению, обслуживанию и освоению. Происходит это в тех случаях, когда в проект системы закладываются решения, создающие наилучшие условия для удобного, эффективного и безопасного выполнения перечисленных видов деятельности. Четвёртое свойство – обитаемость

– относится к условиям функционирования системы, при которых сохраняется здоровье людей, поддерживаются нормальная динамика их работоспособности и хорошее самочувствие. Одним из эффективных путей создания таких

23

условий является устранение или ослабление неблагоприятных факторов рабочей среды (шум, вибрация, излучения, загазованность и др.) в самом источнике их образования в системах, машинах и оборудовании.

Каждое эргономическое свойство представляет определённую совокупность человеческих факторов в технике, которые являют собой разные, но взаимосвязанные существенные признаки указанных свойств. Человеческие факторы в технике формируются на основе базовых характеристик: социаль- но-психологических, психологических, физиологических и психофизиологических, антропологических и гигиенических. Вечные вопросы или “ предельные проблемы” (“ Что такое жизнь? Что такое человек?”), укоренённые в актах личностного самоопределения, в интуиции учёного и проектировщика, тоже влияют на эргономичность создаваемой техники.

Немаловажное значение при рассмотрении имеет анализ факторов риска (рис. 4), характеристика которых приведена далее.

Рис. 4. Факторы риска, вызывающие несчастные случаи и травмы

Функциональные изменения нервной системы или других органов, име-

ющие болезненный характер, которые хотя и не приводят к полной нетрудоспособности, но воздействуют на поведение человека, повышая подверженность опасности (сердечные заболевания, сахарный диабет, периодические приступы слабости, недомогания, головные боли, бессонница, подавленность, депрессия, раздражительность и т. п.).

Различные изъяны органов чувств, например частичная потеря зрения, глухота и т. п., устойчиво повышают подверженность опасности. Нарушения связи между сенсорными и двигательными центрами высших отделов нерв-

ной системы приводят к тому, что человек не способен с должной быстротой

24

и точностью реагировать на внешнее воздействие, что играет главную роль в возникновении большинства несчастных случаев. Неточные, поспешные или запаздывающие действия и движения – причина многих травм. Подвержен-

ность опасности усиливают дефекты, возникающие в согласованности, ко-

ординации движения, что проявляется в неловкости. Мышцы, выполняющие те или иные движения, управляются различными двигательными центрами коры головного мозга. У многих людей деятельность этих центров протекает с недостаточной согласованностью, в результате чего при выполнении рабочих действий, состоящих из сложных, комбинированных движений, можно наблюдать некоторую разорванность: временами человек как бы теряется, пропускает некоторые движения, зато появляются лишние, совсем не нужные для этой операции. В таких случаях несогласованность движений сочетается с дефектами внимания и состоянием эмоциональной стеснённости. Людей с неуверенными движениями по возможности не следует использовать на опасных и сложных работах.

На подверженность опасности влияют такие врождённые свойства нервной системы, как её слабость и инертность. Люди слабой нервной си-

стемы характеризуются повышенной восприимчивостью к любым раздражителям, повышенной утомляемостью, снижением работоспособности в напряженных ситуациях, повышенной эмоциональной неустойчивостью и склонностью к состоянию “ стресса кролика”, к растерянности и страху. Слабая нервная система обусловливает проявление темперамента меланхолика. Инертная нервная система характеризуется малой скоростью протекания психических, мыслительных процессов. У людей с такой нервной системой низкая скорость движений, замедленное переключение внимания с одного вида деятельности на другой, вследствие чего в сложных ситуациях они не успевают сориентироваться, принять решение и выполнить нужные действия. Для профессий, где высока вероятность возникновения экстремальных ситуаций, требующих быстрого решения (авиадиспетчеры, диспетчеры энергосистем, операторы АСУ, лётчики, водители и т. п.), люди со слабой или инертной нервной системой могут быть аварийно опасны: погибнут сами и погубят других. Таким образом, учёт свойств нервной системы и особенностей темперамента важен для снижения аварий в указанных профессиях.

Устойчиво повышают подверженность несчастным случаям пагубные пристрастия к алкоголю, наркотикам, отрицательно влияющие на мышление, поведение и другие сферы психической жизни человека.

Повышают подверженность травмам неудовлетворенность человека своей работой, отсутствие интереса к ней, так как в этом случае он не спо-

собен психологически сосредоточить свое внимание на точном выполнении трудовых действий, вследствие чего возрастает вероятность неверных опасных действий.

Далее перечислим факторы риска, которые не связаны с болезнью, а являются следствием неподготовленности, необученности и т. д.

25

Неопытность, недостаточная профессиональная подготовленность

человека часто бывают причиной травм. Неопытность приводит к повышению вероятности ошибок, вызывающих несчастные случаи, к переживанию неуверенности, тревоги вследствие осознания того, что могут произойти ошибки. Это постоянное нервное напряжение приводит к быстрому утомлению и к появлению новых ошибок. Повысив свой профессионализм, накопив опыт, человек гораздо меньше подвергается опасности несчастного случая.

Неосторожность, даже в течение небольшого промежутка времени, может иметь трагические последствия. Действия работника можно считать неосторожными, если он невнимателен при выполнении работы, требующей концентрации внимания, переключает его на посторонние предметы и явления или на свои мысли и переживания, не связанные с работой, если не согласует свои движения и поступки с требованиями ситуации и особенностями производственного процесса, если по какой-либо причине не пользуется защитными приспособлениями. Способность человека к осторожности, осмотрительности проявляется в рациональном управлении своим вниманием; правильном использовании, когда это необходимо, сознательного контроля своих трудовых действий, а когда возможно и допустимо, действиях на основе выработанных автоматических навыков; дисциплинированности, обязательном использования средств защиты; поддержании порядка на рабочем месте; контроле исправности оборудования.

Вероятность несчастных случаев возрастает, если возникают следую-

щие неблагоприятные факторы: информационные помехи и информационная перегрузка (человек не смог верно принять нужную информацию, и это привело к ошибке) либо информационная “ недогрузка” (информация отсутствовала или её было недостаточно для выбора правильного действия либо человек потерял бдительность в монотонных условиях отсутствия значимой информации) – факторы риска при приёме информации; неадекватность вос-

приятия, отрицательные установки, предубеждения и пр. – факторы риска при обработке информации; недостаток информации, лимит времени на принятие решения, неадекватность сенсомоторных реакций, затруднённость действий вследствие неудобного оборудования, неудобного рабочего места и т. д. – факторы риска при принятии и реализации решений. Указанные факторы могут не только играть временную роль в повышении риска несчастных случаев, но порой и длительно усиливать риск вследствие эргономического несоответствия оборудования, техники, средств отображения информации, объёма информационного потока и пр. психологическим возможностям и способностям человека по приёму, переработке информации, реализации действий. В этом случае для повышения надёжности работы человека и техники, для снижения риска несчастных случаев необходимо оптимизировать оборудование, рабочее место, оптимизировать информационную нагрузку в соответствии с требованиями эргономики.

26

Подверженность несчастным случаям зависит от функционального состояния человека. Под функциональным состоянием понимают комплекс характеристик физиологических и психологических процессов, определяющих уровень активности органов и систем организма, особенности жизнедеятельности, работоспособности и поведения человека. Психическое состояние – целостная характеристика психической деятельности за определённый промежуток времени, показывающая своеобразие протекания психических процессов в зависимости от отражаемых явлений окружающего мира, предшествующего состояния и психических свойств личности. В группе психических состояний особо выделяют эмоциональные состояния. Интересно, что рост работоспособности может быть вызван не только положительными, но и отрицательными эмоциями. С другой стороны, положительные эмоции могут явиться причиной понижения работоспособности, надёжности в работе. Некоторые эмоциональные состояния (например, сильная ярость) могут стимулировать резкое повышение работоспособности, у людей, занятых работой, связанной с большими физическими нагрузками, и понижение эффективности некоторых видов операторского труда, работы корректоров и др.

В ряду эмоциональных состояний выделяют эмоциональное возбуждение, эмоциональное напряжение и эмоциональную напряжённость. Эмоциональное возбуждение – это активизация различных функций организма в ответ на эмоциональные (т. е. стимулирующие эмоции) факторы. Эмоциональное возбуждение обычно не связано с активными волевыми действиями. Эмоциональное напряжение – состояние, характеризуемое активизацией различных функций организма в связи с активными волевыми актами, целенаправленной деятельностью или подготовкой к ней, ожиданием какой-либо деятельности или опасности. Эмоциональное возбуждение и напряжение могут перерасти в эмоциональную напряжённость – состояние, характеризуемое такой степенью эмоциональных реакций, которая вызывает временное понижение устойчивости психических процессов и профессиональной работоспособности. Таким образом, если возбуждение и напряжение представляют собой процессы усиления многочисленных функций организма, и это биологически целесообразно, то при напряжённости возникают выраженная диссоциация, дискоординация функций организма, снижение надёжности, продуктивности работы или полная утрата работоспособности. Напряжённость может проявляться в различных формах: в тормозной форме в виде общей заторможенности вплоть до полного ступора; в возбудительной, импульсивной форме с ошибочными, неосмысленными, хаотическими действиями “ наоборот”; в диффузной форме, сочетающей и чередующей оба вида напряжённости. Наиболее характерными проявлениями напряжённости являются временное ухудшение восприятия, уменьшение объёма внимания, памяти, ошибочное, искажённое воспроизведение в памяти, снижение логичности, критичности мышления, вплоть до абсурдности, резкое ухудшение координации, точности, быстроты действий.

27

При преодолении напряжённости перечисленные нарушения исчезают. Способность к действиям без напряжённости или, наоборот, предрасположенность к развитию состояния напряжённости определяются уровнем эмоциональной устойчивости человека, особенностями нервной системы.

Как эмоциональное состояние может быть рассмотрена фрустрация, вызываемая объективно непреодолимыми препятствиями, трудностями на пути к достижению желаемой и очень важной цели. Состояние фрустрации проявляется наряду с различными физиологическими и психологическими реакциями по типу эмоциональной напряжённости или нервного “ срыва”, также в агрессивности, подчёркнутой враждебности в поведении, выраженной грубости, желании “ сорвать на ком-то зло” ( агрессивная фрустрация). Но фрустрация иногда проявляется и в противоположных реакциях: депрессии, пониженной активности (“ руки опускаются”), самобичевании, обвинении себя в неудаче (“ я во всем виноват”, “ я ни на что не гожусь” и т. п.) или же в особых формах капризного поведения. Одно из характерных её проявлений состоит в упрямом повторении бесплодных действий, в повторении ошибок, приводящих к несчастным случаям. Однажды пережитый несчастный случай часто вызывает остаточное психическое, фрустрирующее воздействие, которое еще больше увеличивает подверженность опасности. Так, человек, однажды пострадавший от несчастного случая на какой-то определённой фазе рабочего процесса, может при приближении этой фазы постоянно испытывать неопределённое чувство страха, депрессии, а появляющаяся вместе со страхом неуверенность движений может вновь и вновь приводить к ошибкам, которые могут повлечь за собой повторение несчастного случая. Статистика подтверждает, что среди лиц, переживших несчастный случай, часто бывают повторные травмы. Для снятия остаточных фрустрирующих следов пережитой травмы может быть полезна своевременно проведенная опытным психологом психотерапия.

Факторы, определяющие развитие эмоциональных состояний, бывают внешние и внутренние. Внешние, экстремальные факторы – это такие факторы, физические или информационные характеристики которых ведут к развитию крайней степени напряжения физиологических и психологических функций с полным исчерпанием всех физиологических резервов. В случае

формирования адекватной реакции, т. е. реакции, направленной на преодо-

ление воздействия экстремального фактора или на поддержание необходимого уровня деятельности при продолжении такого воздействия как правило, наблюдается состояние эмоционального напряжения и мобилизации ресурсов. Однако развитие реакции тревоги, характеризующей тенденцию ухода от экстремального фактора, неспособность к мобилизации защитных функций, ведёт к появлению различных степеней эмоциональной напряжённости, вплоть до нервного срыва, деградации поведения или гибели. Повышенный уровень тревожности человека может ускорять появление эмоциональной напряжённости и срыва деятельности.

28

К внутренним эмоциональным факторам относятся характеристики нервной деятельности, темперамент, уровни тревожности, ригидности (способности перестраивать поведение), фрустрированности, невротичности (функциональных патологических нарушений нервной системы) личности и другие.

Очень часто в предшествующие несчастному случаю, аварии мгновения у их виновника возникает своеобразное замешательство, ненормальное психическое состояние, паника, вызванная тем, что человек неожиданно для себя замечает возникшую опасность. Эмоционально это сопровождается взволнованностью, испугом, которые, в свою очередь, нарушают согласованность действий, затормаживают мышление и вызывают его дефекты, что препятствует сознательному управлению деятельностью и вызывает неточные, необдуманные движения, протекающие по типу безусловного рефлекса. Такие движения чаще всего являются лишними именно для данной трудовой деятельности и поэтому приводят к совершенно противоположному результату: не служат защите человека, а наоборот, вызывают вредное воздействие. Бывают, конечно, случаи, когда подобные движения достигают желаемой цели. Это происходит, когда, чтобы избежать опасности, требуется не заученное рабочее движение (например, остановка станка), а просто инстинктивное защитное движение (отпрыгнуть в сторону, отбросить горячую вещь и т. п.). Таким образом, состояние паники характеризуется дефектами мышления, потерей сознательного контроля и осмысления происходящих событий, переходом на инстинктивные защитные движения, которые могут частично или полностью не соответствовать ситуации (например, человек мечется, не соображая, что он делает, либо наоборот цепенеет, столбенеет), что усугубляет тяжесть последствий несчастного случая.

Психические состояния людей при стихийных бедствиях, в экстремальных ситуациях разнообразны. В начальный момент возникновения стихийного бедствия, экстремальной ситуации поведенческие реакции людей имеют преимущественно витальную направленность, обусловленную инстинктом самосохранения, но уровень целесообразности таких реакций у людей различен: от панических бессмысленных до сознательно целенаправленных действий. Так, опрос людей, спасшихся в уфимской катастрофе (взрыв газопровода и гибель двух пассажирских поездов от взрыва и пожара) показал, что для них характерной была психогенная анестезия (нечувствительность к боли) в течение первых 6…10 мин после взрыва, получения травм и ожогов при сохранении ясного сознания и способности к рациональной деятельности (поэтому они и смогли спастись). У лиц с повышенным чувством ответственности (например, у должностных лиц поездной бригады) длительность психогенной анестезии в отдельных случаях достигала 15 мин даже при общей площади ожоговых поражений до 40 % поверхности тела. Одновременно отмечалась значительная мобилизация (сверхмобилизация)

психофизиологических резервов и физических сил: некоторые пострадавшие

29

выбирались из перевернутых вагонов с заклинившимися выходами из купе, в прямом смысле раздирая руками перегородки крыши. Сразу после того как пострадавшие покинули горящие вагоны, они организовывались в небольшие (10…15 человек) группы, в каждой группе стихийно выделялся свой лидер, что придавало целенаправленность действиям других людей, направленных на спасение жизней и взаимную помощь.

Гипермобилизация в начальный период опасности присуща практически всем людям, однако если она сочетается с состоянием паники, то может и не привести к спасению человека. У него происходит потеря ориентации, нарушается соотношение между основными и второстепенными действиями, распадается структура действий и операций, обостряется оборонительная реакция, иногда он отказывается от деятельности, чем ускоряет свою гибель.

Люди, спасшиеся в экстремальной ситуации, долгое время испытывают те или иные патологические изменения в психической сфере (посттравматический синдром). Среди психопатологических изменений после травм, аварий у людей чаще всего встречаются депрессивные состояния – 56 %, психогенный ступор – 23 %, общее психомоторное возбуждение – 11 %, бредово-галлюционарные состояния – 5 %, неадекватность, эйфория – 3 %, ночные кошмары во сне – 90 %, раздражительность, чувство вины, потеря желания жить и прочие проявления. Для снятия этих психологических нарушений требуется специальная психотерапевтическая помощь, оказанная психологом и психотерапевтом. Обследование членов аварийно - спасательных команд показало, что у них также происходят существенные изменения в психическом состоянии в зоне бедствий. 98 % испытывают страх и ужас от увиденного, в 20 % случаев собственное состояние (по прибытии на место уфимской катастрофы) характеризовалось как предобморочное, люди испытывали головокружение, головные боли, тошноту, рво-

пытывают психологически шоковое состояние, не могут выполнять спасательные работы, у них долгое время сохраняются остаточные психические нарушения.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ И РАБОЧЕГО МЕСТА

Рабочая среда (производственная среда) – это совокупность физических, химических, биологических, организационных, социальных и культурных факторов, которые составляют среду на рабочем месте. Эргономика изучает влияние рабочей среды и места, где человек работает, на эффективность

30

и качество его деятельности, его работоспособность, физическое и психическое благополучие. Важно обеспечить информационную, биофизическую, энергетическую, пространственно-антропометрическую и технико-эстети- ческую совместимости характеристик человека и характеристик среды.

Перечислим некоторые предельные параметры рабочей среды для че- ловека-оператора. Например, непостоянный хаотичный шум переменной интенсивности с уровнем звука 40…70 дБ А более вреден, чем постоянный шум величиной 80 дБ А. Инфразвук с частотой 2…15 Гц снижает внимание, увеличивает время реакции и затрудняет мышление. Сильный шум затрудняет оценку расстояния и времени, распознавание сигналов, снижает быстроту восприятия цвета, остроту зрения, зрительную реакцию в ночное время, нарушает восприятие визуальной информации. При речевом обмене информацией уровень звука не должен превышать 55 дБ А. Следует предусматривать превышение энергетического уровня речи над шумом не менее чем 10…15 дБ. Вибрация вызывает повышенное утомление и резонансные явле-

снижает точность работы, быстроту реакции, скорость передвижения, наблюдательность, реакцию на изменение ситуации. Снижение работоспособности примерно на 1/3 наступает при влажности ниже 25 и выше 70 %. Концентрация оксида углерода в воздухе 0.4 % приводит к смертельному исходу.

Трудовая активность человека во многом определяется условиями, в которых он работает. К ним прежде всего относятся рабочее пространство и рабочее место, т. е. та часть рабочего пространства, где располагается производственное оборудование, с которым взаимодействует человек.

Если анализ системы “ человек – машина – среда” начинается с общих вопросов, затем переходит к всё более мелким, пока не достигнет уровня отдельного рабочего места, то анализ рабочего места, наоборот, всё более расширяется, охватывая новые сферы – от человека к производственному оборудованию, рабочему пространству и среде. При этом человек всегда остаётся в центре внимания как эталонная база. Таким образом, анализ отражает ситуацию так, как человек сам её воспринимает и осознаёт.

Проектирование рабочего пространства, несмотря на определённые трудности, следует начинать до принятия инженерных и производственных решений, ограничивающих число вариантов планировки, в соответствии с которыми может быть установлено оборудование, и до того, как приступят к подготовке чертежей общих видов. Правильно спроектированное рабочее пространство должно обеспечивать:

• расположение средств управления в пределах максимальных и минимальных границ пространства движений человека (по ширине, глубине и высоте);

31

•оптимальный обзор источников визуальной информации, возможность смены рабочей позы и рабочего положения;

•возможность свободного доступа к местам профилактических осмотров, ремонта и наладки, удобство их выполнения.

Рабочее пространство и организация рабочего места, досягаемость органов управления и усилия, прилагаемые к ним, а также характеристики обзорности обусловливаются прежде всего положением тела работающего. Наиболее распространены рабочие положения стоя, сидя, реже – лёжа. Каждое из положений характеризуется определёнными условиями равновесия, степени напряжения мышц, состоянием кровеносной и дыхательной систем, расположением внутренних органов и, следовательно, расходом энергии. Выбор рабочего положения связан с размерами пространства движений человека, величиной и характер (статическая, динамическая) рабочей нагрузки, объёмом и темпом рабочих движений, требуемой степенью точности выполнения операций, особенностями предметов пространственного окружения.

Поза – это взаимное расположение частей тела, зависящее от его ориентации в пространстве и отношения к опоре. Термин “ рабочая поза” обозначает наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций. Рабочая поза динамична. Её изменение связано с рабочими движениями, причём поза рассматривается как пространственная граница фазы движения. Сохранение той или иной позы происходит при активном участии нервно-мышечной системы.

Особое внимание следует уделять рабочей позе и условиям её поддержания. При проектировании рабочих задач и деятельности, которые выполняются с преобладанием двигательных компонентов, например, неудобная поза, вызванная недостаточным пространством для ног при работе сидя, приводит к значительному снижению точности тонких ручных операций.

При проектировании рабочего места необходимо:

•учитывать количество регулируемых параметров производственного оборудования и рабочих мест;

•помнить о том, что наибольшие различия в размерах тела – индивидуальные (внутригрупповые), а затем межгрупповые (половые, национальные, возрастные);

•рассчитывать требуемый минимум свободного пространства для размещения тела человека или его перемещения, исходя из антропометрических данных людей, характеризующихся наибольшими продольными, поперечными и передне-задними размерами тела;

•рассчитывать те части рабочего пространства, которые связаны с различными видами досягаемости, на основе антропометрических данных людей, характеризующихся наименьшими продольными, поперечными и пе- редне-задними размерами тела;

•помнить, что люди отличаются друг от друга не только общими размерами тела, но и соотношениями этих размеров;

32