Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Апреля 2014 в 18:57, лекция
БЖД это раздел науки о безопасности жизнедеятельно¬сти, изучающий опасные и вредные производственные факторы, уровни техногенного воздействия на человека в процессе труда и разрабатывающий методы и средства повышения безопасности технических систем и технологических процессов, основные направления снижения риска и последствий проявления опасных и вредных производственных факторов.
Системы, связанные с деятельностью человека, мы называем искусственными. В данном случае нас интересует система, которую человек создает в самом процессе труда для получения общественно-необходимого продукта. Такая система называется эргатической системой (ЭС) (от греч. "эргон" - работа). В зависимости от характера продукта труда они могут быть производственными, информационными, транспортными и т.п. Если говорить о современном производстве, то здесь встречается и такой термин: "полиэргатическая", то есть современное производство, включая в себя различные ЭС, является полиэргатическим. Существенным обстоятельством является то, что современная эргатическая система - это человеко-машинная система. Для проектирования таких систем необходим учет человеческого фактора, то есть выделения аспектов, связанных с присутствием человека. Наука, комплексно изучающая человека в конкретных условиях его деятельности в условиях современного производства, как уже говорилось, называется эргономикой. Как наука и как метод исследования она изучает условия выполнения работы оператором. Ее целью является оптимизация орудий, условий и процесса туда, повышение безопасности и экологичности производства. Наибольшее развитие она получила в таких передовых в техническом отношении странах как США, ФРГ, Великобритания, Япония, Франция и др.
Важнейшими задачами эргономики, то есть задачами, возникающими при рассмотрении ЭС "Человек-машина" являются оптимальное распределение функций между человеком и машиной и исследование рабочих нагрузок на человека. Схематичное представление современной эргатической системы показано на рисунке 1.
Первый уровень (нижний): здесь человек обеспечивает как энергетическую, так и управляющую функции системы. Классический пример - человек с лопатой.
Второй уровень: человек осуществляет управляющую функцию, а энергетическая функция поручается машине. Один из примеров этого уровня организации системы - человек, управляющий прессом. Это - уровень механизации.
Третий уровень: машина обеспечивает энергетическую и информационную функции, а человек - управляющую. Сюда входит любое производство, на котором люди пользуются средствами отображения и органами управления.
Четвертый, высший уровень организации системы - это машина, обеспечивающая энергетическую, информационную и управляющую функции, тогда как человек только контролирует ее работу. Пример этого уровня - автоматизированные линии, управляемые компьютерами.
Современные человеко-машинные системы состоят из аппаратных средств, программного обеспечения и персонала. Эти компоненты действуют совместно для выполнения некоторой функции или достижения цели. Выполнение задания зависит от большого числа переменных, характеризующих функции системы.
Системные функции могут осуществляться как персоналом, так и аппаратно-программными компонентами системы, а часто - и тем и другим вместе. Требования к исполнению оператором функций зависят от степени автоматизации системы.
На низком уровне автоматизации - уровне механизации - оператор непосредственно управляет оборудованием и контролирует параметры и результаты его работы с помощью предъявляемой сенсорной информации, непосредственного восприятия или сочетания того и другого. В индивидуальном производстве работа станочника достаточно многообразна, двигательные функции играют вспомогательную роль, основное - четкое программирование своей деятельности.
В мелкосерийном производстве - возрастают монотонность, повышается скорость работы вследствие повторяемости операций. В крупносерийном - двигательная функция упрощается и начинает преобладать фактор монотонности. Программирующая (умственная) деятельность сводится к минимуму.
В полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса собственно обработки детали или изделия. Деятельность его заключается в выполнении простых операций по обслуживанию станка: включить двигатель, вставить деталь, вынуть готовую деталь. Этот труд не требует высокой квалификации, он бессодержателен и монотонен.
При повышении уровня автоматизации машинный элемент системы во все большей степени управляет работой системы ( например, поддерживает режимные параметры на должном уровне без вмешательства человека). На более высоком уровне он поддерживает адекватное соотношение между параметрами, а на еще более высоком - изменяет саму схему управления с целью оптимизации соотношений между параметрами в зависимости о условий и режима работы.
С повышением уровня автоматизации характер деятельности оператора становится все в большей степени контролирующим по своей природе. Человек в эргатической системе проверяет, наблюдает, оценивает выполнение системных функций аппаратными и программными средствами, регулирует и координирует их работу как того требуют производительность и безопасность системы.
Человеческий компонент в ЭС, таким образом, несет конечную ответственность за распознавание, интерпретацию, устранение или компенсацию недостатков, ошибок и неисправностей в работе оборудования. Поэтому в сообщениях об отказах систем часто встречаются термины "человеческая ошибка", или "экспертная ошибка". Здесь мы уже оказываемся в области, граничащей с более общими, философскими проблемами. Так, разумный подход к человеку как контролирующему звену системы заключается в том, чтобы обеспечить достаточно хорошую работу системы в течение длительного времени без вмешательства человека, так как обычно высокоорганизованная система работает лучше без его участия. Например, в аварии на АЭС "Тримайл-Айленд" в США в момент возникновения аварийной ситуации автоматические системы безопасности сработали, как и было предусмотрено, и включили аварийные насосы. Операторы же допустили ошибку и вручную отключили насосы. Цепь человеческих ошибок, наложенных на несовершенство технических систем, привела к Чернобыльской катастрофе.
В этой связи при проектировании систем "человек-машина" высокого уровня существуют два противоположных подхода.
Первый состоит в том, чтобы полностью исключить человека из системы. Если это невозможно, (например, при наличии требований закона о присутствии человека на АЭС), то роль человека должна быть минимальной. Этот подход уменьшает возможность человеческой ошибки и, тем самым повышает надежность системы. Кроме этого, замена людей машинами может понизить эксплуатационные расходы.
Другой подход, наоборот, состоит в максимально возможном включении человека-оператора в систему даже ценой введения каких-либо дополнительных, кажущихся ненужными операций. Это может быть, например, считывание характеристик системы с экрана дисплея. Делается это для того, чтобы поддержать человека в рабочем состоянии, чтобы, в случае отказа машинной части системы, оператор мог быстро вмешаться и предотвратить неблагоприятные последствия.
Таким образом, первый подход (минимальное вмешательство человека) предполагает, что человек-оператор так или иначе не будет способен решить проблему. Второй же подход делает ставку на то, что человек умен, способен к адаптации и часто может разрешить непредвиденные проблемы. Человек здесь, таким образом, рассматривается как эргатический резерв системы.
Однозначно выбрать тот или иной подход, очевидно, невозможно. По-видимому, лучше минимизировать включение человека в систему, когда его вклад невелик. Действительно, если человек сознает, что в работе, которую он выполняет, нет необходимости, она становится неприятной ему, создает напряжение, вызывает утомление и стресс. Поэтому важнейшая задача при проектировании и создании ЭС - это обеспечение людей осмысленной, достойной человека работой.
5. Основные формы деятельности человека в эргатической системе
Деятельность человека в эргатических системах можно разделить на три основные работы по характеру выполняемых человеком функций:
физический труд,
механизированные формы физического труда,
умственный труд.
Физическим трудом называют выполнение человеком энергетических функций в системе «человек-орудие труда». Тяжесть работы при этом определяется энергетическими затратами в процессе трудовой деятельности. Физический труд подразделяется на следующие категории:
легкие (1а – затраты менее 139 Вт, 1б – от 140 до 175 Вт),
средней тяжести (IIа – 175-232 Вт, IIб – 233-290 Вт),
тяжелые (свыше 290 Вт).
Механизированные формы физического труда – это деятельность человека-оператора машины. Деятельность эта может быть двух видов:
детерминированная – по заранее известным правилам, алгоритмам действий,
недетерминированная – когда возможны неожиданные события в выполняемом технологическом процессе, но в то же время известны управляющие действия при появлении неожиданных событий.
Умственный труд (интеллектуальная деятельность). Этот труд объединяет работы, связанные с приемом, переработкой и передачей информации и требующие напряжения внимания, памяти, сенсорного аппарата, активации процессов мышления, эмоциональной сферы (некоторые виды операторского труда, управление, преподавание, наука, учеба, творчество).
Вопрос о рабочей нагрузке на человека в эргатической системе весьма важен и сложен. Неумение анализировать возможности человека приводит к таким последствиям как:
- низкая производительность труда;
- плохое качество производимой продукции или выполняемой работы;
- ошибки и несчастные случаи;
- аварии и катастрофы.
Изучением человека в ЭС, то есть с позиций его связи с рабочим местом, технологическим процессом и инструментом, с целью согласования условий производства с потребностями работника и адаптации его к интенсивной рабочей нагрузке, условиям труда и трудовому процессу занимаются специальные науки - физиология и психология туда. Здесь в системе "человек-работа" подсистема "человек" характеризуется конкретной квалификацией и степенью рабочей нагрузки, а подсистема "работа" - уровнем рационализации, механизации и автоматизации труда.
В оптимизированной системе рабочая нагрузка должна соответствовать реальным возможностям человека, его работоспособности, то есть быть адекватной. Работоспособность человека зависит, в свою очередь, от трех основных и равнозначных факторов:
- от приспособленности физиологических функций к трудовой деятельности; эта приспособленность может значительно повышаться за счет тренировки;
- от эмоционального состояния человека;
- от состояния условий труда.
Пределом работоспособности является общее утомление организма, в основе которого лежат тормозные процессы в ЦНС и ее высшей отделе - коре головного мозга. Само по себе утомление - это реакция организма, сигнализирующая о перегрузке, и, тем самым, защищающая он нее организм. Утомление - процесс обратимый.
Есть и такое понятие - социально приемлемый уровень рабочей нагрузки, то есть допустимый, приемлемый для данного общества в данный момент времени. этот уровень постоянно меняется.
Можно ли рабочую нагрузку человека измерить в строго физических единицах? Если говорить о физической нагрузке, то, очевидно, можно.
Можно выделить следующие физиологические рабочие нагрузки:
1) тяжелая динамическая мышечная работа;
2) динамическая мышечная работа, выполняемая конечностями одной половины тела (работа малых групп мышц).
3) статическая мышечная работа;
4) умственная работа (напряжение
функции сосредоточения и внима
5) однообразная работа в
6) влияние атмосферных условий (температура и влажность воздуха, вентиляция, инфракрасное излучение, характер одежды, степень акклиматизации организма.
7) напряжение организма, обусловленное другими факторами окружающей среды (например, физическими - шум, блики, плохое освещение, вибрация и социологическими - межличностные отношения или факторы, личностные м групповые проблемы.
Превышение уровней рабочих нагрузок приводит к негативным последствиям: снижению работоспособности, профессиональным заболеваниям, травматизму. В связи с этим существует понятие опасных и вредных факторов.
7. Опасные и вредные факторы
Опасные и вредные факторы. Одна из составляющих безопасности жизнедеятельности - охрана труда использует понятия опасных и вредных факторов. Система стандартов БЖД (ССБТ) дает следующие определения.
Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому резкому ухудшению здоровья.
Вредным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности (ГОСТ 12.0.002-80).
Опасные и вредные факторы в зависимости от характера воздействия подразделяются на
- активные - проявляющиеся благодаря заключенной в них энергии (ионизирующие излучения, вибрация и т.п.);
- активно - пассивные - проявляющиеся благодаря энергии, заключенной в самом человеке (примером могут служить опасности скользких поверхностей, работы на высоте, острых углов и плохо обработанных поверхностей оборудования и т.п.).
- пассивные - проявляющиеся опосредствованно, как например, усталостное разрушение материалов, образоование накипи в сосудах и трубах, коррозия и т.п.
Активные факторы могут, таким образом быть классифицированы по виду связанной с ними энергии. Такую классификацию дает ГОСТ 12.0.003-74. В соответствии с ним опасные и вредные факторы подразделяются на четыре группы:
- физические (движущие машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, разрушающиеся конструкции; повышенная запыленность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов, шум, электромагнитные излучения промышленных и радиочастот, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, лазерное излучение, ионизирующие излучения, повышенные или пониженные температура, влажность воздуха, повышенная скорость движения воздуха, электрический ток, статическое электричество и т.п.)