Фізіологія і психологія

Залежно від характеру діяльності м’язів статична робота поділяється на два  види:

• статична робота, яка здійснюється шляхом активної протидії силам, що виводять тіло або його частини з рівноваги. Збереження рівноваги досягається внаслідок тетанічного напруження м’язів під дією потужних нервових імпульсів і пов’язане з великими витратами енергії;
• статична робота, при якій тіло, змінюючи позу, знаходить нове положення рівноваги і пристосовується до сил, які діють на нього. Така робота забезпечується особливим станом м’язів — тонусом. М’язовий тонус — це тривале, без ознак швидкої втоми, напруження скелетних м’язів, яке забезпечує підтримання пози людини. Отже, при тонусі м’язова робота виконується під дією слабих нервових імпульсів, характеризується меншими затратами енергії і може тривати довгий час.

Робота, при якій напруження м’язів супроводжується зміною їхньої довжини  і переміщенням у просторі тіла або  якоїсь ланки рухового апарату, називається динамічною. На відміну від статичної роботи, яка вимірюється часом підтримання м’язового напруження (кгс/с), динамічна робота вимірюється показниками механічної роботи — кілограм-метрами (кг · м), тобто має зовнішній ефект.

Водночас  більш втомливою є статична робота, оскільки постійне напруження однієї і тієї ж м’язової групи супроводжується  зменшенням у ній кровообігу, що не забезпечує своєчасного окислення  продуктів розпаду. Під час динамічної роботи м’язові напруження перегруповуються, що сприяє відновленню працездатності м’язів у процесі праці.

Доведено, що напруження при статичній роботі в 5 разів перевищує напруження, викликане  динамічною роботою. На відновлення  енергії в разі статичної роботи необхідно в 3—4 рази більше часу, ніж  у разі динамічної. Тому статичне навантаження, яке виникає при маніпулюванні  органами керування, не повинно перевищувати 15 % максимального зусилля руки (ноги) за даної робочої пози.

При зусиллях понад 25 % від максимального втома настає через 5 хв, а при зусиллях, що перевищують 50 % максимального, м’яз витримує статичне напруження не довше як 1 хв.

Динамічна робота — найпоширеніший вид діяльності рухового апарату людини у процесі  праці — характеризується швидкими, точними, координованими рухами і завжди поєднується зі статичною роботою, внаслідок чого утворюються складні  рухові ансамблі. Наприклад, механізована праця верстатника характеризується координованими динамічними рухами рук і великим статичним напруженням  ніг, точністю вимірювань і напруженням  зорового аналізатора.

М’язові навантаження у процесі праці.  
Робочі пози

Залежно від об’єму м’язової маси, яка використовується у процесі праці, розрізняють  три види робіт:

• локальні, за яких у роботі бере участь менш як третина м’язів;
• регіональні, коли задіяно від однієї до двох третин м’язів;
• загальні, коли активні понад дві третини м’язів.

У зв’язку  з механізацією та автоматизацією виробництва  переважаючими стають локальні та регіональні  м’язові навантаження на працівника. Проте в народному господарстві все ще застосовується важка фізична  праця із загальними м’язовими навантаженнями.

Науково-технічний  прогрес зумовлює такі особливості  рухової діяльності працівників, як обмеження загальної рухливості, збільшення статичних напружень, одноманітність робочих операцій і рухів, що породжує монотонність праці. Обмежена рухова активність (гіподинамія) негативно впливає  на діяльність усіх органів і систем людського організму, призводить до швидкої втоми і слабості, тобто  комплексу зрушень, названих гіпокінетичною хворобою.

Зменшення негативних наслідків впливу цих  факторів на організм працівника досягається  завдяки раціоналізації робочої  пози і робочого місця, трудового  процесу і трудових рухів.

Робоча поза — це основне положення тіла працівника в просторі. Зручна робоча поза має забезпечувати стійкість положення корпуса, ніг, рук, голови працівника під час роботи, достатній обзір робочого місця, свободу дій і швидку зміну робочих рухів, зручність для розвитку необхідних м’язових зусиль, мінімальні затрати енергії та максимальну результативність праці. Раціональна робоча поза має важливе значення для збереження здоров’я працівника, оскільки тривале перебування його в незручній і напруженій позі може призвести до таких захворювань, як сколіоз (викривлення хребта), варикозне розширення вен, плоскостопість тощо. Установлено, що робота в зігнутому положенні збільшує затрати енергії на 20 %, а при значному нахиленні — на 45 % порівняно з прямим положенням корпуса. Зігнута поза, так звана поза «навпочіпки» належать до незручних поз. Зручною вважається робоча поза, яка відповідає характеру виконуваної роботи і вимогам гігієни та фізіології праці.

Зручність робочої пози залежить від положення  центра ваги тіла, площі опори і  тонічних напружень м’язів. Регулюється  поза нервовими імпульсами домінуючого  рефлексу і постійно змінюється у  процесі праці.

Найпоширенішими у процесі праці є пози стоячи і сидячи.

Робоча  поза стоячи більш втомлива, ніж  сидячи. На одну й ту саму роботу вона вимагає на 10 % більше затрат енергії працівника. Це зумовлено тим, що площа опори у позі стоячи менша, ніж в позі сидячи, а центр ваги міститься вище, що вимагає для її підтримання певного напруження м’язів навколо суглобів, тоді як у позі сидячи стійкість тіла висока. Проте тривале перебування працівника в незмінній, навіть і раціональній, позі втомливе, оскільки статично напружені одні й ті самі м’язові групи. Так, під час роботи стоячи велике статичне навантаження припадає на м’язи ніг, спини, таза, яке значно зростає під час підняття та перенесення вантажу. Постійне перебування в позі стоячи призводить до підвищення артеріального і венозного тиску крові, розширення вен на ногах, пошкодження ступнів, викривлення хребта. Під час роботи сидячи нижня частина корпуса розслаблена, а основне статичне навантаження припадає на м’язи шиї, спини, таза, стегон. Неправильна поза сидячи може викликати застій крові в ногах, а за великого обсягу роботи для пальців рук — запалення суглобів.

Водночас  кожна з робочих поз має  свої переваги. Так, робоча поза стоячи забезпечує працівникові максимальний обзір робочої зони, переміщення, доступність до віддалених органів  керування, можливість розвивати великі м’язові зусилля. У позі сидячи забезпечується найбільша точність і швидкість  рухів.

Вибір робочої  пози

При розв’язанні практичних завдань  щодо раціоналізації робочої пози необхідно враховувати такі фізіологічні вимоги:

• зменшувати статичні напруження м’язів;
• розподіляти статичні напруження так, щоб основна їх частина припадала на потужніші м’язи;
• більше використовувати робочі пози сидячи та змінну.

Однак вибір робочої пози залежить від  багатьох факторів, врахування яких і  визначає її раціональність у конкретних виробничих умовах. Основні з них  — маса оброблюваної деталі, зусилля, розміри робочої зони, співвідношення між висотою робочої поверхні і зростом працівника, точність рухів, особливості трудового процесу, які зумовлюють рухливість під час  роботи.

Так, роботи, які вимагають значних  м’язових зусиль і рухів з великою  амплітудою, швидше виконуються стоячи. За малого діапазону рухів, невеликих  зусиль і точних дій більш доцільна поза сидячи (табл. 3.1).

Таблиця 3.1

КРИТЕРІЇ ДЛЯ ВИБОРУ РОБОЧОЇ  ПОЗИ

У разі обслуговування обладнання стоячи працівникові найбільш зручно виконувати роботу при злегка нахиленому корпусі  вперед.

Кут нахилу не повинен перевищувати 10—15°, оскільки при більшому нахилі зростають  статичні напруження. Оптимальні розміри  робочої зони при цьому становлять: за висотою — 1000—1600 мм; за фронтом  —550 мм; за глибиною — 350 мм. Для працівника, який виконує роботу стоячи, слід також  передбачити на робочому місці сидіння  для короткочасного відпочинку під  час перерв у роботі.

Зручність робочої пози сидячи визначається оптимальними висотою і глибиною робочої поверхні, наявністю простору для ніг, опорою для рук, можливістю регулювання  спинки сидіння за висотою. Раціонально  спроектоване робоче крісло створює  опору для корпуса працівника, забезпечує достатню рухливість у роботі і рівномірний розподіл маси тіла. Оптимальні розміри робочої зони при роботі сидячи становлять: за висотою — 600—1200 мм; за глибиною — 500 мм; за фронтом — 500 мм від центра сидіння. Якщо працівник виконує дрібні і точні рухи з незначними зусиллями (до 1 кг), то зона роботи повинна мати за висотою — 800—1000 мм, за фронтом — 500 мм; за глибиною — 200—400 мм від центра сидіння. Простір для розміщення ніг працівника характеризується такими вимірами: висота — не менш як 600 мм, ширина — 500—600 мм і глибина — 450—550 мм.

Фізіологічна  оцінка робочої пози враховує також  і положення рук у процесі  праці. Наукою встановлено, що найсприятливіші  умови для роботи м’язів, кровообігу створюються тоді, коли кут відведення і кут згинання в плечовому  з’єднанні становить 5—15°, а кут  згинання у ліктьовому з’єднанні 70—90°. Це означає, що виключається робота з  широко розставленими ліктями і  витягнутими далеко вперед руками як незручна, недоцільна, втомлива, з великими затратами енергії.

Найбільш  доцільною з фізіологічного боку є змінна поза стоячи—сидячи, яка  забезпечує меншу втому працівника в зв’язку з чергуванням навантажень  на різні групи м’язів. Висота робочої  поверхні в цьому випадку повинна  становити 950—1050 мм, а зона роботи за фронтом і за глибиною відповідати  робочій зоні при робочій позі сидячи.

Зміна робочих поз передбачає необхідність дотримання таких вимог:

• зберігати однакове положення працівника відносно робочої поверхні;
• забезпечувати однаковий кут зору і розміщення рук;
• створювати необхідні умови для переходу від однієї пози до другої.

Для зменшення статичних навантажень  необхідно:

• обмежити до мінімуму виконання роботи в незручній позі корпуса і кінцівок;
• виключити тривале виконання роботи в положенні, коли руки розведені в сторони, підняті вгору, витягнуті вперед;
• обмежити час утримання інструменту, матеріалу, перенесення вантажу;
• обмежити час нерухомого положення у процесі виконання роботи або при повільних робочих рухах.

Організація та планування  
робочого місця

Раціоналізація  робочої пози здійснюється стосовно конкретного робочого місця і змісту праці. Робоче місце —  
це оснащена необхідними технологічними засобами зона, в якій відбувається трудова діяльність одного працівника або групи працівників, які виконують одну роботу або операцію.

Робоче  місце поділяється на робочу зону і допоміжний простір. Робоча зона —  це частина тримірного простору, обмежена рамками досяжності рук у горизонтальній та вертикальній площинах з врахуванням  повороту працівника на 180° і переміщенням його вправо-вліво на один-два кроки. Саме в робочій зоні знаходяться  знаряддя праці, які постійно використовуються в роботі. У допоміжній зоні розміщені  предмети, які використовуються рідше. Робоча зона умовно поділяється на зону максимального досягання і  зону оптимального досягання. Зоною  максимального досягання (в горизонтальній і вертикальній площині) називається простір, обмежений уявною дугою, яку описує витягнута рука працівника при кругових рухах у плечовому суглобі. Простір, обмежений уявною дугою, яку описують пальці руки у горизонтальній або вертикальній площині при кругових рухах у ліктьовому суглобі, називається оптимальною зоною досягання. Зони досягання визначаються для поз стоячи, сидячи.

Організація робочого місця передбачає його планування, устаткування і створення сприятливих умов праці. При цьому враховуються антропометричні (зріст людини, довжина її рухових ланок), біомеханічні (траєкторія рухів, зона досягнення), психофізіологічні (зона обзору, характер сигналів, що надходять, і розташування приладів; моторні дії і розміщення органів керування) і санітарно-гігієнічні (створення сприятливих умов виробничого середовища та організація відпочинку) вимоги. (Біомеханіка — наука, яка вивчає рухи людини з урахуванням законів механіки рухового апарату).

Раціональне планування робочого місця має забезпечити  найкраще розміщення знарядь і предметів  праці та оргтехніки. Площа робочого місця має бути такою, щоб працівник  не робив зайвих рухів і не відчував незручності під час виконання  роботи. Важливо передбачити також  можливість змінити робочу позу, тобто  положення корпуса, рук, ніг. Проте  слід виключати або мінімізувати всі фізіологічно неприродні та незручні положення корпуса, такі як:

• нерухоме положення стоячи;
• постійне або часто повторюване положення з кутом нахилу спини, який перевищує 15°;
• зігнуте положення з поворотом корпуса тіла або положення напівсидячи;
• часто повторюване положення з опорою на одну ногу;
• витягування вперед або розведення рук протягом тривалого часу.

Фізіологічна  раціоналізація і планування робочих  місць, правильно визначені розміри  робочої зони сприяють зменшенню  м’язових напружень працівника і  створюють умови для нормальної робочої пози, що зрештою зменшує  втому і підвищує продуктивність праці.

3.4. Фізіологічні принципи  
раціоналізації трудових процесів

Трудовий процес.  
Фізіологічні передумови  
раціонального трудового процесу

Проектування  раціональних трудових процесів є важливим напрямком удосконалення організації  і підвищення продуктивності праці. Під трудовим процесом розуміють  сукупність дій працівника, спрямованих  на створення певного виду продукції  або надання послуги. Зміст трудового процесу характеризується складним поєднанням моторних, перцептивних і мнемічних дій. Основним елементом трудового процесу є операція. Під операцією розуміють закінчену частину виробничого процесу з обробки предмета праці на одному робочому місці одним або групою робітників. Елементарною одиницею операції є рух — одноразове переміщення робочого органа виконавця (руки, ноги, корпуса, очей) у процесі праці. Сукупність трудових рухів, які виконуються без перерви одним або кількома робочими органами працівника, називається трудовою дією. Сукупність трудових дій, об’єднаних одним цільовим призначенням, називається трудовим прийомом. Завдання раціоналізації полягає у виборі найбільш економних трудових прийомів і рухів, тобто таких, що вимагають найменших затрат часу, нервової енергії і фізичних зусиль працівника при їх виконанні.