История становления и развития эргономики и ее роль в создании безопасных условий труда

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

"Нижегородский государственный университет

им.Н.И. Лобачевского"

Филологический факультет

История становления и развития эргономики и ее роль в создании безопасных условий труда

Нижний Новгород 2008

Содержание

Введение

Для того чтобы обеспечить оптимальные  условия работы, наибольшие удобства обращения с машиной или прибором, были привлечены ученые - математики, биологи, врачи. Они стали заниматься исследованиями трудовой деятельности человека, его нераскрытыми психофизическими ресурсами и возможностями.

Уже несколько десятилетий назад, в пятидесятые годы, стали вырисовываться контуры новой науки эргономики, основным содержанием которой стало изучение функциональных возможностей человека, создание орудий труда и рабочей среды, наиболее соответствующих им. Стали появляться книги и статьи по этим вопросам. Кроме исследований общетеоретического порядка, проектировщики стали располагать конкретными методическими указаниями.

Эргономика (от греч. йrgon - работа и nуmos - закон) - научная дисциплина, комплексно изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятельности в современном производстве. Эргономика возникла в связи со значительным усложнением технических средств и условий их функционирования в современном производстве, существенным изменением трудовой деятельности человека, синтезированием в ней многих трудовых функций.¹ Эргономика сформировалась на стыке наук - психологии, физиологии и гигиены труда, социальной психологии, анатомии и ряда технических наук. В условиях научно-технической революции резко возросли стоимость технических средств и "цена" ошибки человека при управлении сложными системами. Поэтому при проектировании новой и модернизации существующей техники особенно важно заранее и с максимально доступной полнотой учитывать возможности и особенности людей, которые будут ею пользоваться. При решении такого рода задач необходимо согласовать между собой отд. рекомендации психологии, физиологии, гигиены труда, социальной психологии и т.п., соотнести их и увязать в единую систему требований к тому или иному виду трудовой деятельности человека.

К основным целям эргономики следует  отнести:

повышение эффективности системы "человек-техника-среда" (СЧТС);

повышение безопасности труда;

обеспечения условий для развития личности в процессе труда: правильное распределение функции между человеком и техническими средствами; задействовать высшие функции организма (мышление‚ внимание‚ память‚ сознание).

Говоря о задачах эргономики, необходимо вести речь о комплексе задач, стоящих перед эргономикой и решаемых ею. Одной из важнейших задач эргономики является оптимизация условий труда, для чего изучаются возможности и особенности различных категорий индивидов с целью учета полученных результатов при проектировании оборудования рабочих мест. В том числе эргономика приобретает все большее значение и в решении комплексной проблемы реабилитации лиц, в той или иной мере утративших работоспособность.

Основные задачи эргономических разработок можно сформулировать следующим образом:

Разработка теоретических основ  проектирования деятельности человека-оператора с учетом специфики эксплуатации технических систем в условиях влияния окружающей среды.

Информационные процессы: прием‚ оценка и переработка информации‚ принятие и реализация решения; формулирование принципа создания СЧТС.

Разработка и проверка гипотез о перспективах труда человека и связанных с ними технических систем‚ влияние факторов внешней среды.

Например, компьютеризация может  изменить процесс обучения‚ что  сделает человека рациональнее‚  агрессивнее и может привести к переоценке ценностей. Развитие компьютерной техники привело к развитию новых симптомокомплексов.

Создание методов исследования и проектирования и эксплуатации СЧТС‚ обеспечивающих ее безопасность‚  эффективность и удовлетворенность  трудом работающего в ней человека.

Объектом исследования эргономики является СЧТС, а предметом - трудовая деятельность человека в процессе взаимодействия с техническими средствами в условиях существенного влияния факторов внешней и социальной среды.

Подобный анализ строится на данных науки о функциональных возможностях человека, выявляющей возможности оптимальных условий для труда, как физического так и интеллектуального, изучающей проблемы возникающие в системе "человек - орудие труда - предмет труда - производственная среда" и ставящей своими задачами оптимизацию трудовой деятельности человека - эргономики.

1. История развития и становления эргономики

Истоки эргономики восходят ко временам первобытного общества, которое научилось  сознательно изготовлять орудия, придавая им удобную для определенной работы форму и расширяя тем самым возможности человеческих органов. В доисторические времена удобство и точное соответствие орудия потребностям человека были вопросом его жизни и смерти. Дж.М. Кристенсен, американский ученый, также относит предпосылки возникновения профессии эргономиста ко временам первобытного человека: "Специально отобранные камни, костяные ложки, простейшие орудия и посуда явились результатом специфических осознанных реакций на взаимодействия между человеком и средой... Разница между первобытной эпохой и нашим временем заключается главным образом в степени сложности. Эта сложность, - подчеркивает ученый, - является основанием для существования эргономики". ²

Эргономику определяют как научную  дисциплину, изучающую трудовые процессы с целью создания оптимальных условий труда, что способствует увеличению его производительности, а также обеспечивает необходимые удобства и сохраняет силы, здоровье и работоспособность человека.

Первые исследования, с которыми непосредственно связывают зарождение этой науки, относят к 20-м гг. 20в., когда в Великобритании, США, Японии и некоторых других странах физиологами, психологами, врачами и инженерами предпринимались попытки комплексного изучения человека в процессе трудовой деятельности с целью максимального использования его физических и психологических возможностей и дальнейшей интенсификации труда.

Термин "эргономика", предложенный еще в 1857г. польским естествоиспытателем В. Ястшембовским, получил широкое распространение после 1949г., когда группа английских ученых во главе с К. Мареллом организовала Эргономическое исследовательское общество, с которым обычно связывают формирование эргономики как самостоятельной научной дисциплины. Деятельность английского Эргономического исследовательского общества с самого начала привлекла внимание ученых различных стран мира.

В СССР в 20-е годы советский психолог В.Н. Мясищев на первой Всероссийской инициативной конференции по научной организации труда и производству предложил термин "эргология", но в настоящее время принят его английский эквивалент. Аналогичную область знаний в США называют "человеческими факторами" (Human Factors (HF) - американское название европейской Ergonomics), в Германии - "антропотехникой".

Развитие и становление эргономики в 20-30-х гг. 20в. в СССР связано с возникновением научной организации труда (А.К. Гастев, П.М. Керженцев и др.). На основе комплексного изучения отдельных видов трудовой деятельности человека В.М. Бехтерев и В.Н. Мясищев разработали первую содержательную концепцию эргономики, которую тогда называли эргологией или эргонологией, и сформулировали положение об основных задачах эргономики в социалистическом обществе. В социалистическом производстве человек рассматривается не только как работник, но и как творческая личность. Поэтому задачи эргономики в социалистическом обществе определяются не только необходимостью повышения производительности труда и улучшения качества промышленной продукции, но, прежде всего, общественной потребностью в сохранении здоровья и развития личности работника.

Перспективные подходы к изучению и управлению трудовой деятельностью  развивал Н.А. Бернштейн, который в 20-е гг. заведовал лабораторией биомеханики Центрального института труда. В 1926г. ученый разработал и передал в Управление московских городских железных дорог проект переустройства рабочего места вагоновожатого трамвая. Проект был принят и осуществлен.

Предпосылки комплексного подхода  к изучению трудовой деятельности формировались  в 20-30-е гг. в целом ряде других направлений исследований. Так, Н.М. Добротворский в 1930г. опубликовал анализ кабины летчика и приборной доски с позиций человеческого фактора, который не утратил своей актуальности и в наши дни, а исследователями Г.Н. Скородинским и Е.Э. Менделеевой были выполнены работы по изучению машин, применявшихся на различных заводах; завершилось данное исследование разработкой предложений по совершенствованию подъемно-транспортных механизмов. ³

Однако развитие техники все  чаще предъявляет повышенные требования к человеку, нередко вынуждая его работать на пределе психофизиологических возможностей. Так, например, в годы Второй мировой войны произошел качественный скачок в военной технике, и эффективно использовать ее не могли даже тщательно обученные и отобранные военные.

Научно-техническая революция  и последующий научно-технический прогресс привели к механизации и автоматизации производства и обусловили необходимость дальнейшего развития новой отрасли знания - эргономики.

Принято считать, что в 60-е гг. эргономика переживает свое второе рождение, т.к именно в этот период в промышленно развитых странах начинают образовываться национальные ассоциации и общества. Становление и развитие науки в эти годы было вызвано изменениями условий трудовой деятельности, которые произошли в результате бурного развития техники, механизации и автоматизации труда, новых методов работы и нового оборудования, а также необходимостью научной организации труда. Надежность и эффективность усложнявшейся техники в значительной мере стала определяться "человеческими факторами". Если бы в сложных орудиях труда они не учитывались, пользоваться ими стало бы почти невозможно. Технический прогресс, таким образом, не мог не поставить проблему "человек и машина".

С середины 50-х - начала 60-х гг. эргономика интенсивно развивается во многих странах мира: создана Международная эргономическая ассоциация (1961г), в которой представлено свыше 30 стран; раз в 3 года проводятся международные конгрессы по эргономике; в Международной организации по стандартизации образован технический комитет "Эргономика". В Великобритании с 1957г. издается журнал "Ergonomics", ставший официальным органом Международной эргономической ассоциации, а также журналы "Applied Ergonomics" (с 1969г) и "Ergonomics Abstracts" (с 1969г); журналы эргономического профиля издаются также в Болгарии, Венгрии, США, Франции. В Великобритании, Канаде, Польше, Румынии, США, Франции, ФРГ и Японии разрабатываются учебные программы, и ведется подготовка специалистов в области эргономики в университетах и других высших учебных заведениях.

С 60-х гг. в СССР ведутся исследования по всем основным направлениям эргономики; разработка эргономической проблематики и решение ее практических задач осуществляются во многих организациях и производственных предприятиях страны. Разработан комплекс стандартов общих эргономических требований к системам "человек - машина". Издается ежемесячный информационный бюллетень "Техническая эстетика", в котором освещаются вопросы теории, истории и современной практики эргономики. В соответствии с постановлением правительства в 1962г. был образован Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики (ВНИИТЭ) с первым в стране отделом эргономики. Институт был оснащен первоклассным оборудованием и техническими средствами для выполнения проектных работ и проведения экспериментальных исследований. Также ВНИИТЭ издает научные труды и методические рекомендации по эргономике.

Эргономика быстро развивается  в Германии, Франции, Италии, Швеции и других промышленно развитых странах.

Однако при капитализме проявляется  противоречивость развития этой науки в колоссальном ее всплеске в военном и аэрокосмическом промышленных комплексах при одновременной ограниченности ее развития в гражданской промышленности. Стремление подчинить развитие эргономики целям производственной политики капиталистического менеджмента является еще одним из проявлений указанного противоречия.

Эргономика многогранна: она рассматривает прежде всего инженерную психологию, которая изучает условия работы в разных ситуациях. Особую важность это имеет при разработке требующих высокой ответственности и нервного напряжения систем, например диспетчерских пунктов управления полетами, где от поведения оператора зависят судьбы человеческих жизней и громадных материальных ценностей.

В настоящее время различают  микроэргономику и макроэргономику.

Микроэргономика ориентирована на изучение и проектирование интерфейсов "человек - другой компонент рабочей системы". Известны различные виды интерфейсов, например, интерфейсы:

"человек-работа",

"человек-машина",

"человек-программное обеспечение",

"человек-среда".

Макроэргономика ориентирована на изучение и проектирование рабочей  системы в целом на общеорганизационном  уровне. В концептуальном отношении используется подход теории социотехнических систем. Он заключается в изучении и проектировании рабочей системы и осуществляется с верхнего ее уровня через подсистемы к уровню человека-работника. Этот подход пронизывает все проектные характеристики рабочей системы, в том числе микроэргономическое проектирование интерфейсов, и обеспечивает целостность рабочей системы и ее гармонизацию. Последняя характеристика означает, что все подсистемы и компоненты системы синхронизированы и действуют как единое целое.

Эргономика многогранна: она рассматривает, прежде всего, инженерную психологию, которая изучает условия работы в разных ситуациях. Особую важность это имеет при разработке требующих высокой ответственности и нервного напряжения систем, например диспетчерских пунктов управления полетами, где от поведения оператора зависят судьбы человеческих жизней и громадных материальных ценностей.

2. Роль эргономики в создании безопасных условий труда

По мнению философов, самым адекватным определением человека является Homo agens, т.е. человек действующий. Деятельность - специфическая для человека форма активности, направленная на целесообразное изменение и преобразование окружающего мира. Высшей формой деятельности является труд. Труд можно определить как процесс расходования человеческой рабочей силы, целенаправленно и целесообразно соединяющий средства труда с предметом и преобразующий его в полезный результат (продукт). Главная функция труда как системы - производство потребительских стоимостей. Поэтому любой труд по сути своей является производительным трудом. Но есть у труда и другие функции, связанные с подготовкой и обеспечением, организацией и оптимизацией, эффективизацией процесса, хранением и реализацией продукта, охраной окружающей среды. Таким образом, труд - полифункциональная система. Данная система является предметом эргономических исследований.

При любом труде человек несет  мышечную, психическую и нервную  нагрузки. Но по мере развития производства меняются условия труда, роль и место человека в трудовом процессе, а с ними претерпевает эволюцию и физиология труда. Совершенно очевидно, что при проектировании, внедрении и эксплуатации систем "человек-техника-среда" должны учитываться реальные возможности человека, которому предстоит работать в системе. Эргономист должен отчетливо представлять размер допустимых физических, интеллектуальных, эмоциональных затрат, которых потребует работа с конкретной технической системой, и в соответствии с этим корректировать действия ее создателей: инженера-разработчика, конструктора, технолога.

Безопасность труда является одной  из главных целей эргономики. В соответствии с трудовым правом охрана труда гарантирована совокупностью правовых норм, устанавливающих систему мероприятий, непосредственно направленных на обеспечение здоровых и безопасных условий труда. К системе техники безопасности относятся службы техники безопасности и производственной санитарии во всех отраслях народного хозяйства. Надзор и контроль за соблюдением правил по охране труда осуществляют специально уполномоченные государственные органы: Госгортехнадзор, Госэнергонадзор, Госсаннадзор и др. Кроме них эту работу ведут профсоюзы и состоящая в их ведении техническая инспекция труда. Служба надзора и контроля опирается на научно обоснованные, проверенные опытом технические требования, которые, безусловно, обеспечивают безопасность труда работников.

В процессе развития производства существенно  изменяются условия, характер и содержание труда человека. С одной стороны, открываются более широкие возможности для облегчения труда, освобождения человека от выполнения однообразных, трудоемких ручных операций. С другой стороны, быстрый рост энергетических, скоростных и других параметров техники, повышение уровня автоматизации технологических процессов (особенно при незавершенной или неполной автоматизации) приводят к появлению новых факторов, неблагоприятно влияющих на организм человека. К ним относится ограничение общей подвижности, неравномерность мышечной нагрузки и повышенная напряженность труда, обусловленная однообразием выполняемых действий при высоких требованиях к уровню психической активности человека. Отрицательное воздействие новых особенностей характера труда нередко усугубляется наличием вредных факторов производственной среды - интенсивного шума, вибрации, неблагоприятного микроклимата, пыли, токсических веществ и пр. В этих условиях управление техникой, особенно в высокомеханизированном и автоматизированном производстве, связано с возникновением ошибок у человека, сопровождающихся значительными моральными и материальными потерями, тем более существенными, чем сложнее техника и многообразнее взаимоотношения с ней человека. Поэтому достижения технического прогресса, связанные с интенсивным перевооружением производства, созданием новых и совершенствованием старых технологических процессов и оборудования, широким внедрением в промышленность комплексной механизации и автоматизации, могут быть успешно реализованы лишь при достаточно полном учете характера все усложняющихся связей между человеком и машиной.

Сказанное обусловливает необходимость всестороннего учета возможностей человека, его физиологических, антропометрических, психологических и других свойств как при конструировании орудий труда, так и при проектировании трудовой деятельности в целом. Тенденции развития современного производства таковы, что основные трудности проектирования вероятно связаны именно с поиском путей и средств оптимального взаимодействия человека и техники.

В последние годы распределение  причин несчастных случаев в промышленности изменилось. Так, среди причин тяжелых несчастных случаев 22% приходятся на нарушения технологического процесса самими работниками,19% - на грубое нарушение правил техники безопасности пострадавшим, 16% - на плохую организацию рабочего места, 7% - на неисправность оборудования и 4,3% - на плохую обученность. Субъективные причины травматизма в промышленности (ошибки человека) начали доминировать над объективными (неисправности техники).

Деятельность человека-оператора  стала столь сложна, что именно в ее организации и исполнении оказались сконцентрированными основные причины опасных ошибок, приводящих к травме. Во многих случаях действия человека-оператора являются опасными из-за невозможности их правильного и своевременного выполнения, из-за того, что при проектировании технических устройств не учитывался человеческий фактор.

Появление в начале XX в. сложных видов трудовой деятельности, потребовавших быстрой реакции, восприятия и других психических процессов, обусловило изучение психологических особенностей труда.

Деятельность человека в СЧТС является таким же предметом изучения и проектирования, как и ее техническая часть. Эргономист должен принимать во внимание: возможности психических процессов человека по приему, переработке информации и принятию правильного решения в конкретных условиях функционирования СЧТС; психические свойства и особенности оператора, проявляющиеся в склонности к более или менее рискованному поведению; его способность работать в состояниях утомления, эмоционального стресса, психической напряженности, монотонии и т.д.

Эргономика изучает проблемы оптимального распределения и согласования функций между человеком и машиной, проектирует процесс деятельности человека, обосновывает оптимальные требования к средствам и условиям деятельности и разрабатывает методы их учета при создании и эксплуатации техники, управляемой и обслуживаемой человеком.

Эргономическую оценку системы "человек-техника-среда" можно осуществлять дифференцированным методом, при котором используются отдельные эргономические показатели, или комплексным методом, при котором определяют один обобщенный эргономический показатель. Оценку системы дифференцированным методом производят с помощью групповых показателей, определяемых по одному на каждый из разделов эргономики. Каждый из групповых показателей объединяет группу одиночных. Существуют пять групп эргономических показателей, которые формируют состав эргономики (антропометрические, гигиенические, физиологические, психофизиологические и психологические) и три цели эргономики, которые формируют ее структуру (эффективность СЧТС; безопасность работы в ней; создание условий, обеспечивающих развитие личности человека-оператора (комфорт)).

Состав и структуру эргономики можно представить следующим  образом:

Антропометрический показатель, регламентирует соответствие машины размерам и форме тела работающего человека, распределению массы его тела, подвижности частей тела и другим параметрам. Однако сведения, приводимые в антропометрических справочниках, могут служить лишь для первых, грубых прикидок габаритов проектируемого изделия. Причем при проектировании изделия недопустимо применение антропометрических данных других стран из-за их существенного различия.

Гигиенический показатель характеризует  гигиенические условия жизнедеятельности  и работоспособности человека при  его взаимодействии с СЧТС. Он предполагает создание на рабочем месте нормальных метеорологических условий микроклимата и ограничение воздействия вредных факторов внешней среды (уровень освещенности, вентилируемости, влажности, запыленности, температуры, радиации, токсичности, шума и вибрации и т.д.). Превышение допустимых пределов по этим показателям может угрожать жизни и здоровью человека-оператора, вызывать "трудные" психические состояния, снижающие его работоспособность. Известно, например, что оптимальная для работы человека температура окружающей среды равна 18°С; при повышении температуры до 25°C начинается физическое утомление и появляются признаки ухудшения психического состояния (раздражительность, напряженность и др.); при З0°С ухудшается умственная деятельность, замедляются реакции, возникают ошибки; температуру около 50°С оператор может переносить в течение одного часа. ⁴ Эргономисты выделяют комфортную, относительно дискомфортную, экстремальную и сверхэкстремальную внешние рабочие среды на рабочем месте оператора.

Комфортная среда обеспечивает оптимальную динамику работоспособности  оператора, хорошее самочувствие и  сохранение его здоровья. Относительно дискомфортная среда, воздействуя в течение определенного интервала времени, обеспечивает заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывает у человека-оператора неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы. Экстремальная рабочая среда обусловливает снижение работоспособности человека и вызывает функциональные изменения, выходящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим нарушениям. Сверхэкстремальная среда приводит к возникновению в организме человека патологических изменений и (или) к невозможности выполнения работы.

Физиологический и психофизиологический показатели, характеризуют те эргономические требования, которые определяют соответствие СЧТС силовым, скоростным, энергетическим, зрительным, слуховым, осязательным, обонятельным возможностям и особенностям человека. При этом в процессе проектирования необходимо отчетливо представлять возрастные, половые, психологические и другие особенности операторов конкретной СЧТС. На основании многочисленных экспериментальных данных сформулированы, например, эргономические требования ГОСТа 21829-88 "Кодирование зрительной информации",⁵ по которым минимальная допустимая яркость цветных знаков должна быть 10 кд/м2, рекомендуемая-170 кд/м2, оптимальная угловая величина цветового знака - 35-45' и т д. Эргономические требования ГОСТа 21752-86 "Маховики управления и штурвалы" следуют из экспериментально установленных максимальных усилий руки при различных углах сгиба в локте. Например, вытянутой правой рукой оператор может тянуть на себя рукоять с силой до 22 кг, толкать от себя - до 20 кг, выжимать вверх - до 5,5 кг, тянуть вниз - до 7 кг и т.д. В процессе проектирования необходимо отчетливо представлять возрастные, половые, психологические и другие особенности операторов конкретной СЧТС. Так, с возрастом резко падает чувствительность к свету: потребность в освещенности у человека 30-летнего возраста в два раза, у 40-летнего в три, а у 50-летнего в шесть раз больше, чем у 10-летнего. Отсюда следует, что если 30-летнему оператору достаточно освещенности в 1000 лк для максимально точного восприятия деталей, то для создания аналогичных условий 50-летнему необходимо около 2000 лк. ⁶

Психологический показатель, отражает соответствие машины возможностям и  особенностям восприятия, памяти, мышления, психомоторики, закрепленным и вновь  формируемым навыкам работающего  человека, степени и характеру группового взаимодействия, опосредования межличностных отношений содержание совместной деятельности по управлению СЧТС.

Анализ множества ошибок операторов, приводящих к остановкам или авариям  СЧТС, показывает, что 50% из них имеют в своей основе недоучет психологического группового показателя, 22% - психофизиологического, 6% - физиологического,19% - гигиенического и 3% - антропометрического. Этим определяется преобладающий объем психологических исследований в процессе эргономической проработки и оценки промышленных изделий и их большое влияние на состав и структуру эргономики.

Эргономические требования предусматриваются  соответствующими нормативными документами, чаще всего стандартами. Стандартизация является наилучшим способом эффективного внедрения результатов эргономических исследований в практику производства, что обеспечивает широту и масштабность такого внедрения. Стандарты имеют силу закона, и это гарантирует обязательность учета эргономических требований при проектировании зданий, оборудования и технологических процессов.

В нашей стране в соответствии с  государственным планом стандартизации разработан комплекс стандартов на общие  эргономические требования. В настоящее время утверждено и введено в действие более 20 документов этого комплекса. Все они относятся к системе человек-машина (СЧМ). Стандарты этого комплекса устанавливают связи между элементами СЧМ и формируют требования к оборудованию, человеку-оператору, рабочей среде. Терминологическую основу комплекса составляют ГОСТ 21033-75, ГОСТ 21034-75, ГОСТ 21035-75, содержащие основные понятия системы человек - машина и ее элементов, термины и определения.

Стандартизация в области эргономики органически связана с Системой стандартов безопасности труда (ССБТ). В настоящее время в РФ введено в действие более 250 стандартов этой системы. Во многих из них содержатся требования эргономики. Примерами могут служить ГОСТ 12.2 009-80, ГОСТ 12.2 031-78 ГОСТ 12.2 046-80,⁷ в которые включены требования к органам управления и средствам отображения информации металлообрабатывающих станков, деревообрабатывающего, полиграфического оборудования, а также оборудования для текстильной и легкой промышленности, литейного производства и др.

Необходимо отметить, что эргономика находит в стандартизации эффективное средство управления проектированием и созданием техники и условий ее функционирования, с тем, чтобы они обеспечивали высокую эффективность деятельности человека и одновременно способствовали его всестороннему развитию, обеспечивали комфорт и безопасность, сохраняли его здоровье и работоспособность.