2.1.2. Физиологические характеристики человека в системе

«человек-изделие-среда»

При оптимальных физиологических параметрах труда укрепляются мускулы работающих, а сам труд не оказывает отрицательного влияния на работоспособность и мыслительную деятельность. В процессе такого труда организм совершенствуется и закаляется. При физиологически неправильном режиме труда работающие утомляются, у них развиваются профессиональные патологии, снижается безопасность труда.

Моторными физиологическими характеристиками человека являются объём, скорость и сила его рабочих движений. К психологическим характеристикам человека относят его зрительные, слуховые, обонятельные возможности, а также память и внимание.

При проектировании и организации технологических процессов приводят в соответствие силовые возможности человека и усилия, прикладываемые к изделию или к органам управления, увязывают скоростные и энергетические возможности человека со скоростью оперирования с изделиями и требуемыми энергозатратами.

Психологические возможности человека согласовывают с требуемыми для функционирования процесса расчётными величинами. Производственная деятельность всегда сочетает умственный и физический труд. Так, при управлении движущимся автомобилем 35 % деятельности водителя падает на умственный труд, а 65 % - на физический. Физическую работу делят на статическую и динамическую. При статической работе мышцы находятся в неподвижном напряжённом состоянии, что вызывает интенсивное утомление организма.

Энергетически затраты организма зависят от позы работающего. Работа стоя в наклонной позе увеличивает затраты энергии по сравнению с сидячей позой почти в 10 раз. В рабочем положении стоя туловище рекомендуют наклонять вперёд примерно на 15°. Стоя выполняют работы средней тяжести и тяжёлые, а также работы, при которых поза сидя не обеспечивает функционирования технологического процесса. В остальных случаях назначают рабочее положение сидя. В рабочем положении сидя повышается точность движений, но в два–три раза по сравнению с положением стоя уменьшается развиваемое усилие.

При проектировании технологических процессов и оборудования также учитывают эргономические рекомендации. Так, при работе двумя руками их движения по возможности назначают одновременными, симметричными, противоположными по направлению движения, плавными, ритмичными, без перекреста траекторий движения рук. Быстрые движения руками рекомендуется выполнять в направлении на себя (ручное торможение, выключение рубильника и т.д.).

Скорости движения рук в вертикальной и горизонтальной плоскостях больше, чем под углом к ним. Для правой руки скорость больше в движениях слева направо. Максимальный темп движений в секунду составляет: вращательных – 4 – 4,8 оборота, нажимных – 5,3 – 6,6 нажимов, ударных – 5 – 14 ударов. Точность движений снижается при увеличении усилия. Сила давления и тяги больше, если рука движется перед корпусом, а не сбоку. Считается, что сила ведущей руки на10 % больше силы второй руки. В сидячем положении сила давления больше, чем сила тяги. Сила давления ног человека увеличивается по мере разгибания колен и вытягивания ног. На физические возможности человека влияют также его пол, состояние здоровья и возраст. Ориентировочные критерии оценки физических и нервно-психических нагрузок по степени тяжести приведены в табл. 2.

Таблица 2

Ориентировочные критерии оценки физических трудовых нагрузок

Факторы трудовой нагрузки	Критерии оценки нагрузки
	легкой	средней тяжести	тяжелой
Физическая динамическая нагрузка за 1 смену, кДж: общая
региональная (торс, плечи)
локальная (с преимущественным участием мышц кисти и предплечья)	61/37	102/62	> 102/62

Продолжение табл. 2

Факторы трудовой нагрузки	Критерии оценки нагрузки
	легкой	средней тяжести	тяжелой
Мощность внешней механической работы, т, при нагрузке: общей	20/12	45/27	> 45/27
региональной	10/6	22/13,2	>22/13,2
локальной	2/1,2	4,5/2,7	> 4,5/2,7
Максимальная величина прилагаемых усилий, Н, или веса поднимаемого груза	50/30	220/90	> 220/90
Средняя величина прилагаемых усилий при частом их применении (более 3 раз за час), Н	20/12	60/36	> 60/36
Статическая физическая нагрузка в течение смены (удержание груза), Н*с: на одну руку на две руки на весь корпус, руки и ноги
Рабочая поза	Свободная поза, сидя, стоя, корпус и конечности в удобном положении, движения свободны	Нахождение в неудобной позе до 25 % рабочей смены	Нахождение в неудобной или вынужденной позе более 25 % рабочей смены

Окончание табл. 2

Факторы трудовой нагрузки	Критерии оценки нагрузки
	легкой	средней тяжести	тяжелой
Переходы за смену	4	10	>10
Длительность сосредоточенного наблюдения, % времени смены	25	75	>75
Число важных объектов	5	25	>25
Число информационных сигналов в час	<75	<300	>300
Число движений в час: мелких (пальцев кисти) крупных (рук, плечевого пояса)	360	1080	>1080
	250	750	>750
Напряженность анализаторской функции: зрения (категория зрительных работ по СНиП) размеры объекта, мм при его освещенности, соответствующей санитарным нормам слуха	Грубая >1 Помех нет, разборчивость слов 100 %	Средняя, малоточная <0,3 Имеются помехи, на фоне которых речь слышна на расстоянии 2,5 м; разборчивость слов до 80 %

Примечание: в числителе – величины физических нагрузок для мужчин, в знаменателе – для женщин.

Рис. 44. Зависимость физических возможностей человека

(в %) от возраста (в годах) и пола:

1 – для мужчин; 2 – для женщин

Предельная масса груза, поднимаемого без вспомогательных средств, зависит от высоты его подъёма.

Рис. 45. Связь между оптимальной массой груза и высотой её подъёма

При упрощенных расчётах считают, что подъём груза на 1 м по вертикали эквивалентен по энергозатратам его перемещению по горизонтали на 10 м.

Величину выполняемой человеком динамической работы (А, кгм) можно определить по формуле

А=6 Р (Н + Н₁/2 + ℓ/9), (14)

где Р – вес груза, кг;

Н,Н₁ – соответственно высоты, на которую поднимают и с которой опускают груз, м;

ℓ – расстояние перемещения груза по горизонтали, м.

Влияние позы работающего на величину развиваемого предельного усилия показано на рис. 46.

Физиологические нормы физического напряжения организма при труде приведены в табл. 3.

56,6 кг 62 кг 68,7 кг 70,7 кг 74,2 кг 82,7 кг

Рис. 46. Влияние позы работающего на величину

развиваемого предельного усилия