| Робоча поза | Величина зусилля, кгс | Рухливість працівника | Розмір (радіус) робочої зони, мм |
| Сидячи | До 5 | Обмежена | 380—500 |
| Змінна | 5…10 | Середня | 380—500 |
| Стоячи | 10…20 | Велика | 750 і більше |
У разі обслуговування обладнання стоячи працівникові найбільш зручно виконувати роботу при злегка нахиленому корпусі вперед. Зручність робочої пози сидячи визначається оптимальними висотою і глибиною робочої поверхні, наявністю простору для ніг, опорою для рук, можливістю регулювання спинки сидіння по висоті. Раціонально спроектоване робоче крісло створює опору для корпуса працівника, забезпечує достатню рухливість у роботі і рівномірний розподіл маси тіла.
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.
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 іншої.
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.
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.
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) вимог. (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). 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.
Фізіологічні передумови раціонального трудового процесу такі:
● величина механічної роботи повинна бути пропорційна до м’язової маси, яка бере участь у виконанні цієї роботи;
● робочі рухи і прийоми не повинні супроводжуватися великими зусиллями окремих груп м’язів;
● робота має виконуватися у зручному положенні корпуса і кінцівок працівника;
● максимальна точність і швидкість рухів обернено пропорційна до навантаження;
● необхідна раціональна організація трудових рухів;
● переносити вантажі слід на невелику відстань, у горизонтальній площині.
Важливою умовою проектування раціональних трудових процесів є визначення кількості і структурного складу операцій, з яких він складається, залежно від рівня механізації, технології, спеціалізації і поділу праці. Проектування і раціоналізація самих трудових операцій полягає не в механічному поєднанні елементарних робочих рухів і дій з метою скорочення часу на їх виконання, а в злитті їх в єдину систему за законами виробничої доцільності і рефлектор-
ної саморегуляції. Доведено, що не всяка мінімізація часу на ви-
конання трудових рухів вигідна, оскільки часто призводить до невиправданого збільшення затрат енергії працівника і, зрештою, до зниження ефективності праці. З огляду на це саме раціоналізацію трудових рухів покладено в основу раціоналізації трудових операцій і процесів.
У процесі вивчення трудових рухів вирішуються такі основні завдання:
● встановлюється доцільність рухів з погляду фізіології, економії затрат часу, відповідності передовим методам і прийомам праці;
● виключаються зайві рухи і виявляються можливості суміщення окремих рухів у часі;
● встановлюється раціональна послідовність рухів та їх координація;
● розробляються нормативи трудових рухів.
Всякий трудовий рух може бути охарактеризований з механічного, психологічного і фізіологічного боку.
З механічного боку рухи характеризуються траєкторією, швидкістю, темпом, силою. Ці показники відзначаються великою варіативністю залежно від характеру трудового процесу. Так, траєкторія рухів у складальника точних приладів мінімальна, у коваля — максимальна.
Швидкість рухів пальців при тонкому регулюванні становить 0,01 см/с, а швидкість кисті при метанні — 8000 см/с. Відмінності в силі рухів також значні: вантажник розвиває зусилля до 100 кг, а диригент — близько 10 г.
З психологічної сторони трудові рухи класифікуються залежно від мети, яка досягається в результаті їх виконання. Виокремлюють такі трудові рухи:
● основні — мінімально необхідні для досягнення мети трудової діяльності;
● коригуючі — уточнюють основні рухи;
● додаткові — не стосуються до основного завдання, але необхідні в зв’язку з побічними факторами;
● аварійні — додаткові, необхідні для ліквідації аварійної ситуації, дуже важливі;
● зайві — заважають виконанню перших чотирьох груп рухів;
● помилкові — виконуються замість перших чотирьох груп рухів, але не досягають мети.
З фізіологічного боку трудовий рух є руховим умовним рефлексом, а трудова операція як сукупність рухів і дій є системою умовних рефлексів — динамічним робочим стереотипом. Рухова дія — це цілісна сукупність взаємопов’язаних компонентів рухових реакцій, що вимагає динамічних і статичних зусиль.
Рухи окремих частин тіла людини характеризуються певними швидкісними параметрами, тобто для кожної групи м’язів є свій оптимум швидкості та величини зусиль, який дає найбільший трудовий ефект.
Недовантаження м’язів, як і перевантаження їх, негативно впливає на функціонування рухового апарату людини. Швидкість рухів залежить від силових резервів організму. Найбільші зусилля можуть розвивати ноги. М’язова сила, яку людина розвиває у процесі праці, не повинна перевищувати третини максимальних величин. Максимальні зусилля можуть бути лише короткочасними, у разі крайньої потреби. У позі стоячи найбільші зусилля руки розвивають на рівні плеча, а сидячи — на рівні ліктя.
Швидкість рухів залежить від протяжності та їх характеру. Так, при протяжності руху в 25 мм час руху становить 0,072 с, при 50 мм — 0,145 с, при 300 мм — 0,108 с.
Швидкість рухів залежить також від їх напряму і траєкторії. Швидше виконуються рухи до себе і справа наліво. Швидкість горизонтальних рухів більша, ніж вертикальних. Проте дуже короткі вертикальні рухи (5,0…7,5 см) від себе виконуються швидше, ніж горизонтальні до себе. У горизонтальній площині права рука рухається швидше проти годинникової стрілки, а ліва — за годинниковою стрілкою. Кругові рухи мають в 1,5—2 рази більшу швидкість, ніж поступальні. Якщо рух виконується однією рукою, то найбільша швидкість досягається за умови його виконання під кутом 60° до середньої лінії, якщо двома руками — то під кутом 30°.
Важливими характеристиками рухів є їх ритм і темп. Під ритмом розуміють закономірне чергування в часі окремих рухів і пауз між ними. Під темпом розуміють кількість робочих рухів за одиницю часу.
Ритми скорочення скелетних м’язів і серцевого м’яза тісно пов’язані. Якщо ритми скорочення м’язів рук і ніг збігаються з ритмом дихання і серця, то м’язова робота менш утомлива.
Темп рухів неоднаковий для різних ланок рухового апарату. Максимальна частота рухів за хвилину становить для пальця руки 204—406, кисті — 360—431, передпліччя — 190—392, ступні — 300—378, будучи різною у працівників різного віку, темпераменту, стану здоров’я і т. п.
Частота трудових рухів становить 30—40% від максимальної. Темп рухів, які людина вибирає як найзручніший у роботі, назива-
ється звичним, або природним темпом.
Затрати енергії на виконання рухів в різних площинах і різними ланками рухового апарату неоднакові. Так, найменша кількість енергії витрачається на рухи пальців. При виконанні рухів пальцями і кистю затрати енергії збільшуються вдвічі, пальцями, кистю і передпліччям — утричі, а при повному розмаху руки — в 5 раз порівняно з затратами енергії на рухи пальців.
Точність рухів найбільша в оптимальній зоні. Тому рухи необхідно обмежувати в просторі, щоб вони виконувалися в межах оптимальної фізіологічної рухливості кінцівок. Трудові рухи мають виконуватися в межах поля зору. Одночасні рухи обох рук мають бути симетричними, а окремі елементи рухів — плавно пов’язаними між собою. Економічність трудових рухів досягається за рахунок симетричного розміщення рук і ніг працівника відносно вертикальної осі тіла. Будь-яке зміщення траєкторії рухів вимагає додаткового напруження м’язів для підтримання робочої пози.
Фізіологічними принципами раціоналізації трудових рухів є:
● правильне використання активних і пасивних сил;
● плавність рухів;
● безперервність рухів;
● овальність траєкторії рухових ланок;
● помірний діапазон рухів;
● поєднання роботи обох рук;
● виключення зайвих рухів, економія рухів;
● ритмічність рухів;
● обмеження статичних навантажень;
● рівномірний розподіл навантаження на аналізатори.
Фізіологічні принципи раціоналізації трудових рухів лежать в основі проектування раціональних трудових процесів, операцій і прийомів. Для цього вибирається робоча поза, яка відповідає характеру виконуваної роботи, вимогам фізіології і антропометричним даним працівника, визначається стійкість положення стоячи і сидячи, нахили і повороти корпуса і голови, статичні напруження, зручність і безпека праці; визначаються траєкторії і відстань переміщення робочих органів працівника, швидкість рухів і можливість заміни одних рухових ланок іншими, можливості суміщення рухів, темп і ритм роботи.
4). Праця як форма життєдіяльності людини здійснюється за певних умов виробничого середовища та за певних нервово-м’язових навантажень. Організм працівника разом з виробничим середовищем складає єдине ціле. Зовнішнє середовище підтримує життєдіяльність організму, забезпечуючи його киснем, їжею, необхідними для поповнення енергії. Водночас організм працівника являє собою систему, яка одночасно тісно пов’язана з зовнішнім середовищем і різко відокремлена від нього. Це означає, що організм має своє внутрішнє середовище, яке значно відрізняється від зовнішнього. Характерною особливістю внутрішнього середовища організму є його відносна постійність. За будь-яких змін зовнішніх умов внутрішнє середовище залишається постійним, що є необхідною умовою життєдіяльності організму.
Стійкі постійні кількісні показники, які характеризують нормальний стан внутрішнього середовища і всього організму, називаються фізіологічними константами. До них належать температура тіла, артеріальний тиск крові, концентрація у крові цукру, білків та інші.
Функції організму можуть нормально здійснюватися лише тоді, коли умови зовнішнього середовища повністю відповідають його потребам. Якщо умови зовнішнього середовища, у тому числі виробничого, змінюються, стають несприятливими, ускладнюють його життєдіяльність, то на протидію їм організм спрямовує спеціальні механізми, які зберігають постійність внутрішнього середовища або змінюють його в межах, визначених фізіологічними законами. Це механізми адаптації. Адаптація (пристосування) — це динамічний процес, завдяки якому в організмі підтримується постійність внутрішнього середовища в мінливому зовнішньому середовищі. Вона полягає в перебудові фізіологічних процесів залежно від зміни умов взаємодії організму з навколишнім середовищем, у широкому комплексі фізіологічних зрушень в організмі. Комплекс складних пристосовних реакцій організму, спрямованих на ліквідацію або максимальне обмеження впливу різних факторів зовнішнього середовища, які порушують його постійність, називається гомеостазом. Новий гомеостатичний стан формується завдяки процесу адаптації щоразу, коли в системі організм — середовище виникають значні зміни. Отже, організм і середовище перебувають не в статичній, а динамічній рівновазі, і процес адаптації здійснюється постійно. Під час праці у людини формуються нові характеристики гомеостазу, так званий гомеостаз діяльності, який відповідає конкретним умовам праці.
Зв’язок організму з зовнішнім середовищем, регулювання його роботи відповідно до змін зовнішніх умов здійснює центральна нервова система.
Пристосування організму до мінливих умов зовнішнього середовища і збереження постійності його внутрішнього середовища здійснюються рефлекторним і гуморальним шляхом. Центральна нервова система, посилаючи імпульси різним органам, посилює або послаблює їх діяльність, пристосовуючи до зовнішніх умов. Хімічний, або гуморальний, механізм регуляції полягає в тому, що хімічні речовини розносяться кров’ю по всьому організму і залежно від їх концентрації гальмують або активізують роботу тих чи інших органів. Обидва механізми регуляції взаємопов’язані і становлять єдиний нейрогуморальний механізм, який забезпечує саморегуляцію фізіологічних функцій організму.
Пристосовні реакції організму людини до зовнішнього середовища виявляються у формі складних рефлекторних актів. Крім того, адаптація, як пристосовні зміни в організмі, характеризується розширенням фізіологічних можливостей, збільшенням працездатності або підвищенням фізіологічної опірності організму зовнішнім впливам. Забезпечується ця можливість шляхом: зміни порогів чутливості аналізаторів; підвищення лабільності фізіологічних систем, яка полягає в швидкому поверненні до вихідного стану; переходу фізіологічних систем на більш високі рівні функціонування; розширення діапазону фізіологічних резервів; мобілізації енергетичних ресурсів та захисних сил.
Суттєвий вплив на адаптаційні процеси людини, зокрема у трудовій діяльності, має психічна адаптація. Вона базується на використанні людиною раніше набутого досвіду, враховує потреби і мотивацію, що забезпечує більш точну диференціацію реакцій і поведінки працівника.
Психічна адаптація в трудовій діяльності — це процес встановлення оптимальної відповідності між особистістю і навколишнім середовищем, в тому числі соціальним, яка сприяє задоволенню актуальних потреб і реалізації значущих цілей за умови збереження фізичного і психічного здоров’я працівника.
Адаптація людини до праці має активний характер. Працівник не лише пристосовується до зовнішнього середовища, а й змінює його, водночас змінюючись і сам. При цьому за сприятливих умов виробничого середовища і за оптимальних навантажень підвищуються стійкість і працездатність організму, за несприятливих умов рівень активності фізіологічних систем знижується.
Пристосування організму працівника до умов виробничого середовища і трудових навантажень забезпечується його резервами.
Резерви організму — це його здатність посилювати свою діяльність порівняно зі станом відносного спокою. Розмір резервів окремої функції — це різниця між максимально можливим рівнем і рівнем в стані відносного фізіологічного спокою. Наприклад, хвилинний об’єм дихання в спокої становить в середньому 5…8 л повітря, а максимально можливий за важкої роботи 120…200 л. Резерв становить 115…192 л. Аналогічно змінюються інші фізіологічні показники. При фізичних навантаженнях фізіологічні показники можуть збільшуватися в 2—16 разів порівняно зі станом спокою. Організм людини має морфологічні, біохімічні, фізіологічні, психологічні резерви.
Морфологічні резерви характеризуються особливостями будови тканин і органів, надлишком певних структурних елементів порівняно з потребою. Наприклад, у крові міститься в 500 разів більше протромбіну, ніж потрібно для згортання всієї крові.
Біохімічні резерви пов’язані з запасом енергетичних речовин в організмі.
Фізіологічні резерви зумовлюються функціональним станом окремих органів і організму в цілому, діяльність яких посилюється в результаті нейрорегуляції.
Психологічні резерви пов’язані з психічними функціями людини, є показником розумової працездатності і визначаються високою стійкістю до несприятливих факторів зовнішнього середовища.
Загальні фізіологічні резерви працівника залежать від резервів його рухового апарату, дихальної і серцево-судинної систем. З фізіологічними резервами організму пов’язана фізична працездатність людини. Мобілізації резервів за рахунок активізації фізіологічних функцій сприяє м’язова діяльність. При цьому фізіологічні резерви використовуються послідовно залежно від вимог і умов роботи. Так, перша черга резервів включається зразу при переході організму від стану відносного спокою до неважкої м’язової діяльності. Друга черга резервів використовується під час виконання робіт, які вимагають дуже великих фізичних зусиль. У повсякденному житті людина використовує лише близько 35% своїх резервних можливостей. Якщо робота вимагає використання 50% наявних резервів, то у працівника розвивається фізична та психічна втома, а отже виконання роботи змушує його
докладати великих вольових зусиль. У разі використання 65% резервів необхідні надзвичайні вольові зусилля, і така напружена робота швидко припиняється. Понад ці резерви робота взагалі неможлива. У процесі виробничої діяльності людина ніколи не працює на межі своїх можливостей, тобто не використовує максимально свої фізіологічні резерви. Звичайне навантаження працівника в нормальних умовах виробництва становить 30—45% від максимального навантаження, яке людина може виконати, мобілізуючи свої фізіологічні резерви.
Реалізація фізіологічних резервів працівника при виконанні роботи відбувається шляхом підвищення ефективності обмінних процесів в організмі, посилення роботи органів дихання і серцево-судинної системи, перерозподілу крові до працюючих органів, розширення механізмів терморегуляції і т. ін. Значним чинником і механізмом мобілізації фізіологічних резервів є емоції.
Загалом рівень активності фізіологічних систем у процесі праці залежить від вихідного функціонального стану працівника перед роботою, інтенсивності навантажень і умов праці, стійкості організму, індивідуальних особливостей, пов’язаних з віком, статтю, властивостями нервових процесів, м’язовою силою і витривалістю тощо. Знання закономірностей зміни фізіологічних функцій працівника має вважливе значення для обгрунтування навантажень, оптимізації умов праці і відпочинку.
5). Під час роботи в організмі працюючої людини переважають процеси розпаду над процесами відновлення. Останні переважно відбуваються по закінченні роботи. У період відновлення:
● поповнюються затрачені енергоресурси;
● ліквідуються продукти розпаду;
● нормалізується внутрішнє середовище організму.
Особливостями відновлювальних процесів є їх фазний характер, залежність від величини зрушень у фізіологічних системах, а також різна тривалість для окремих показників і функцій.
Розрізняють дві фази відновлювальних процесів:
● фазу раннього відновлення, для якої характерне найбільш інтенсивне відновлення;
● фазу пізнього повільного і тривалого відновлення.
Повернення функцій і показників енергетичного обміну до вихідного рівня спочатку проходить швидко, а потім сповільнюється.
Так, окислення недоокислених продуктів анаеробного обміну після важкої роботи відбувається в перші 15…20 хв. Наступні зміни в обміні, особливо після втомливої роботи, можуть тривати десятки хвилин і навіть години.
Частота пульсу і величина артеріального тиску крові повертаються до вихідних значень зразу ж після роботи. При цьому в перші 2…3 хв це відновлення відбувається найбільш інтенсивно, а потім сповільнюється і лише поступово досягає вихідних значень. Щодо відновлення газообміну в організмі в умовах кисневого боргу, то в першій фазі (3…10 хв) відмічається швидке зменшення споживання кисню, яке, проте, не досягає вихідного рівня. На фазі повільного і тривалого зниження газового обміну, яка триває 1,5…2 год, показники його досягають вихідного рівня. Після роботи помірної важкості відновлення газового обміну проходить швидко, і споживання кисню досягає вихідного рівня за кілька хвилин. Тривалість окремих фаз неоднакова при різних видах роботи.
Особливістю відновлювальних процесів є те, що загальна працездатність організму, а також окремі показники обміну речовин і вегетативних функцій досягають вихідного рівня в різний час. Навіть для однієї і тієї самої фізіологічної системи окремі показники відновлюються неодночасно. У м’язах, наприклад, найшвидше відновлюється аденозинтрифосфорна кислота, повільніше — креатинфосфат і ще повільніше — глікоген. Серед показників системи кровообігу найшвидше відновлюються частота пульсу, кров’яний тиск і набагато повільніше — склад крові.
Відмічається також різна інтенсивність відновлення одного і того ж показника в різних органах. Так, відновлення глікогену найшвидше відбувається в головному мозку, повільніше — в серці і ще повільніше — в печінці. Функціональний стан м’язових груп також відновлюється неодночасно і залежить від характеру роботу. Передусім відновлюють свою працездатність м’язи, які найменше втомилися.
Необхідно враховувати, що динаміка фізіологічних функцій працівника при виконанні різних робіт має різноспрямований характер і залежить від багатьох факторів (стану здоров’я працівника, особливостей роботи, умов зовнішнього виробничого середовища тощо). Крім того, у різних видах праці ті чи інші органи і системи організму беруть неоднакову участь. Ось чому в одному випадку професійно важливі функції можуть зберігатися завдяки компенсаторним змінам інших функцій, у другому — внаслідок малих навантажень, у третьому — вони можуть порушуватися, незважаючи на компенсаторні зміни. Знання закономірностей відновлювальних процесів дозволяє більш обгрунтовано підійти до організації трудових процесів, розробки режимів праці і відпочинку.
