Автоматизация трудового процесса, т. е. замена человека автоматом является радикальным и эффективным способом борьбы с монотонней, обеспечивающим высокий уровень производительности труда. Так,в радиоэлектронной промышленности внедрение автоматизации позволило ликвидировать около 20% наиболее монотонных рабочих операций.
Автоматизации в первую очередь подлежат: крайне простые рабочие движения, производимые в высоком темпе (в случаях, если укрупнение операций невозможно или нерационально); работы, связанные с длительным пассивным наблюдением; В процессе автоматизации необходимо стремиться к полной ликвидации монотонных операций. В противном случае перестройка производственного процесса приводит лишь к замене одной разновидности монотонного труда на другую.
При разработке- мер профилактики развития состояния монотонии необходимо учитывать основные психофизиологические явления, возникающие в организме работающих в условиях монотонного труда и во многом определяющие его отрицательные последствия.
Поэтому разрабатываемые мероприятия должны быть направлены на:
совершенствование технологических процессов с целью уменьшения влияния монотонности труда; обеспечение оптимальной информационной и двигательной нагрузок; повышение уровня бодрствования, увеличение эмоционального «тонуса» и мотивации; Все это достигается как оптимизацией содержания и условий трудовой деятельности, так непосредственным воздействием на функциональное состояние организма человека комплекса технологических, организационно-технических и психофизиологических мер.
Наиболее сложные функции операторско-диспетчерской деятельности связаны с поступающими сигналами, которые требуют анализа результатов и выбора действий из ряда возможных, заложенных в общую программу управления производственным процессом. Такая деятельность характерна для диспетчеров на различных производствах, на железнодорожном и авиационном транспорте. Труд таких работников приобретает творческий характер в связи
с решением сложных задач управления современной технологией, но в то же время обедняет трудовую деятельность двигательным компонентом. Появляется проблема гиподинамии. Недостаточная мышечная деятельность усугубляет напряжение нервной и эмоциональной сфер. Дефицит движения, особенно в сочетании с эмоциональными стрессами, может привести к нервно-психическим расстройствам у операторов и тем самым создать предпосылки к ошибкам в их деятельности, в результате которых может возникнуть даже аварийная ситуация. Наблюдается определенное противоречие между интенсивным преобразованием производственного процесса и биологическими возможностями организма человека. Низкая квалификация и несоответствие психофизиологических особенностей человека профессиональным требованиям приводят к большему количеству ошибок. В этой связи вполне оправдано проведение профессионального отбора операторов для работы на автоматизированных системах с дистанционным управлением, где требуется высокая мера ответственности. Наряду с этим следует создавать постоянно действующие системы тренажерной подготовки и переподготовки, позволяющие повысить профессиональный уровень и расширить психофизиологические возможности работника.
Профилактика утомление и переутомления строится на устранении вызывающих ее причин. Поэтому интенсивные нагрузки должны применяться только при достаточной предварительной подготовке. В состоянии повышенной нагрузки интенсивные занятия следует чередовать с физическими нагрузками. Все нарушения режима жизни, работы, отдыха, сна и питания, а также физические и психические травмы, интоксикация организма из очагов хронической инфекции должны быть устранены. Усиленная работа после какого-либо заболевания или в состоянии реконвалесценции после перенесенных заболеваний должны быть запрещены.
Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с локальными мышечными нагрузками в режим труда и отдыха целесообразно включать 2-3 регламентированных перерыва общей продолжительностью 15-20 минут.
Для профессий, связанных с региональными нагрузками в режим труда и отдыха следует вводить не менее 3-х регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 20 минут.
Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с общими (глобальными) мышечными нагрузками в режим труда и отдыха целесообразно включать не менее 3-х регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 35 минут.
Регламентированные перерывы следует заполнять производственной гимнастикой, направленной на расслабление основных работающих мышц, проведение самомассажа, гидромассажа рук (ног) или пассивного отдыха.
Для лиц физического труда, связанных с непрерывным производственным процессом и имеющих сменный график работы, следует предусматривать полноценный отдых между сменами.
- Физиологические основы НОТ. Понятие об эргономике, ее связи с гигиеной и физиологией труда, ее роль в повышении производительности и улучшении условий труда.
Физиология труда - специальный раздел гигиены труда (физиологии), изучающий изменения функционального состояния организма человека под влиянием трудовой деятельности с целью разработки и обоснования физиологических мероприятий по оптимизации трудового процесса, способствующих поддержанию высокой работоспособности и сохранения здоровья человека.
Физиология труда по определению одного из основоположников данного научного направления М.И. Виноградова (1969) «является дисциплиной в такой же степени теоретической, как и практической». В контексте этого высказывания исследования в области физиологии труда развиваются по двум направлениям. Во-первых, это изучение общих физиологических закономерностей в процессе трудовой деятельности и, во-вторых, изучение конкретных видов труда с целью рационализации (научной организации) трудового процесса. Физиология труда при решении прикладных вопросов использует данные тех областей знаний, которые определяют общую организацию производства. Это связано с тем, что любое мероприятие физиологического характера может стать фактором повышения работоспособности человека и улучшения его функционального состояния только при правильном применении технологических, технических, организационных и других средств производства. При этом должна учитываться и экономическая значимость результатов внедрения физиологических мероприятий в производственный процесс.
Задачи физиологии труда охватывают широкий круг вопросов, включающий:
- изучение физиологических закономерностей различных видов труда;
- исследование физиологических механизмов динамики работоспособности (утомления) человека в производственных условиях;
- оценку тяжести и напряженности трудового процесса;
- разработку физиологических основ научной организации труда, а именно: оптимизацию рабочих движений, рабочей позы, организации рабочего места, ритма труда, режима труда и внутрисменного отдыха;
- конструирование оборудования, транспортных средств и пр. с учетом психофизиологических и антропометрических параметров человека и др.
Решение этих вопросов составляет основу двух главных научнопрактических направлений физиологии труда:
1. Изучение и дифференциальная диагностика функциональных состояний человека в процессе труда.
2. Гигиеническое нормирование факторов трудового процесса (тяжести и напряженности труда).
Эргономика занимается комплексным изучением и проектированием трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда, а также профессионального мастерства. Ее предметом является трудовая деятельность, а объектом исследования - системы "человек - орудие труда - предмет труда -производственная среда". Эргономика относится к тем наукам, которые можно различать по предмету и специфическому сочетанию методов, применяемых в них. Она в значительной мере использует методы исследований, сложившиеся в психологии, физиологии и гигиене труда. Проблема состоит в координации различных методических приемов при решении той или иной эргономической задачи, в последующем обобщении и синтезировании полученных с их помощью результатов. В ряде случаев этот процесс приводит к созданию новых методов исследований в эргономике, отличных от методов тех дисциплин, на которые она возникла.
- Эргономические требования к оборудованию рабочего места лиц различных профессий. Физиолого-гигиеническая оценка рабочей позы.
Рабочее место - это зона пространства, оснащена необходимым оборудованием, где происходит трудовая деятельность одного работника или группы работников.
Рациональная планировка рабочего места должна обеспечивать: наилучшее размещение орудий и предметов труда, не допускать общего дискомфорта, уменьшать утомляемость работника, повышать его продуктивность труда Площадь рабочего места должна быть такой, Чтобы работник не делал лишних движений и не чувствовал неудобства во время работы Важно иметь также возможность изменить рабочую позу, то по женщине корпуса, рук, ног Однако целесообразно исключить или минимизировать все физиологических неестественные и неудобные положения тела.
Проведенные исследования показывают, что при рациональной организации рабочих мест производительность труда растет знать на 15-25%
Гигиенические требования определяют условия жизнедеятельности и работоспособности человека в процессе взаимодействия с техникой и средой; показателями является уровень освещения, температура, влажность, шум, вибрация, токсичность, загазованность и тп
Антропометрические требования определяют соответствие конструкций техники антропометрическими характеристикам человека (рост, размеры тела и Отдельные двигательные звена) Показателями е рациональная рабочая поза, оптимальные зоны достижения, ра ациональны трудовые движение.
Физиологические и психофизиологические требования определяют соответствие техники и среды возможностям работника Относительно восприятия, переработки информации, принятия и реализации решений
Организация рабочего места предусматривает:
- правильное размещение рабочего места в производственном помещении;
- выбор эргономично обоснованного рабочего положения, производственных мебели с учетом антропометрическими характеристик человека;
- рациональная компоновка оборудования на рабочих местах;
- учета характера и особенностей трудовой деятельности
Общие принципы организации рабочего места:
- на рабочем месте не должно быть ничего лишнего Все Необходимые для работы предметы Должны быть рядом с работником, но не мешать ему;
- то предметы, которыми пользуются чаще, располагаются ближе, чем предметы, которыми пользуются реже;
- предметы, Которые берут левой рукой, Должны быть слева, а то предметы, Которые берут правой рукой - справа;
- если используют обе руки, то местоположение приспособлений выбирается с учетом удобства захвата его двумя руками;
- рабочее место не должно быть загроможден;
- организация рабочего места должна обеспечивать Необходимую обзорность
Статические напряжения работника в процессе труда связаны с поддержания в неподвижно состоянии предметов и орудий труда, а также поддержание рабочей позы
Рабочая вне - это основное положение работника в пространстве: удобная рабочая поза должна обеспечивать устойчивость положения корпуса, ног, рук, головы работника во время работы, минимальные затраты энергии и максимальную результативность работы.
Распространенным в процессе труда является позы сидя и стоя. Проектируя рабочее место, нужно учитывать, что при выполнении работы с физической нагрузкой желательно вне стоя, а при малых усилиях – сидя.
Рабочая вне стоя утомляет человека больше, чем сидячая Она требует на 10% больше энергии, вызывает повышение артериального и венозного давления крови, расширение вен на ногах, повреждения ступней, искривления хребтов.
Во время работы сидя нижняя часть корпуса расслаблено, а главное статическая нагрузка приходится на мышцы шеи, спины, таза, бедер. Неправильная сидячая поза может ВЫЗВАТЬ застой крови в ногах, а если выполняется большой объем работы для пальцев рук - воспаление суставе.
Организация рабочего места пользователя компьютера должна обеспечивать соответствие всех элементов рабочего места и их взаимного расположения эргономическим требованиям.
Выполняя практические задания по использованию рабочей позы, нужно: уменьшать величину статических напряжений; распределить статические напряжения; предусматривать возможность изменений позы при работе.
- Терморегуляция и основные закономерности теплообмена человека. Регуляция теплообмена в зависимости от состояния микроклимата и характера работы.
Терморегуляция - взаимосочетание процессов теплообразования и теплоотдачи, регулируемых нервно-эндокринным путем.
Различают регуляцию теплообразования (химическая терморегуляция) и теплообмена (физическая терморегуляция).
Наибольший вклад в энергетический обмен вносит сократительная мышечная активность. Теплопродукция печени составляет 12 - 24% общей теплопродукции организма. Так, если в состоянии покоя теплообразование находится на уровне 111,6 - 125,5 Вт, при интенсивной мышечной работе наблюдается увеличение теплопродукции до 313,6 - 418,4 Вт.
Усиление теплообразования у человека вследствие увеличения интенсивности энергетического обмена отмечается тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной (18 - 20 °С)
При низких температурах специфической реакцией химической терморегуляции является холодовая мышечная дрожь, при которой внешней работы не совершается и вся энергия сокращения переходит в тепло. Источником дополнительного тепла при охлаждении является также терморегуляторный мышечный тонус - особая не видимая глазу сократительная активность мышц.
Эффективность повышения теплопродукции зависит от величины теплоизоляции тела.
Теплоотдача осуществляется следующими путями:
а) излучения тепла телом человека (по отношению к окружающим поверхностям, имеющим более низкую температуру) - радиационная теплоотдача;
б) конвекции - отдачи тепла с поверхности тела человека притекающим к нему менее нагретым слоям воздуха;
в) проведения - отдачи тепла предметам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела;
г) испарения воды с поверхности кожи и дыхательных путей.
В состоянии покоя при температуре воздуха около 20 °С на долю теплоизлучения приходится от 50 до 65%, испарения воды – 20 - 25%, конвекции - 15% от общей потери тепла организмом.
Если температура окружающего воздуха соответствует температуре кожи, отдача тепла конвекцией прекращается, в случае ее превышения происходит не отдача, а восприятие конвекционного тепла.
Одежда уменьшает теплоотдачу. Теплоизолирующие свойства одежды зависят от толщины используемых материалов, воздухопроницаемости и конструкции.
Отдача тепла излучением в производственных условиях является одним из основных путей теплообмена человека с окружающей средой. Спектр излучения поверхности тела человека в комфортных условиях находится в пределах от 2,5 до 25 мкм с lмах - 9,52 мкм.
Тепло отдается организмом излучением тогда, когда температура стен, пола, потолка, а также поверхностей оборудования и других материалов в окружающей среде ниже температуры поверхности тела.
В тех случаях, когда температура окружающих поверхностей выше температуры тела (32 - 33 °С), происходит не потеря, а восприятие тепла путем радиации.
При повышении температуры воздуха и окружающих поверхностей, когда отдача тепла конвекцией и радиацией уменьшена, основным путем отдачи тепла организмом является испарение.
При нормальной температуре воздуха организм теряет в сутки до 1 л воды путем неощутимого и активного потоотделения. При повышении температуры выделение пота может быть 5 - 6 л за смену. При тяжелой мышечной работе в горячем цехе величина потоотделения может достигать 12 л.
Величина потоотделения у человека зависит от температуры воздуха, скорости движения его, влажности (парциального давления паров), теплозащитных свойств одежды, уровня мышечной активности.
Уровень потоотделения повышается пропорционально тяжести выполняемой работы, способствуя теплоотдаче конвекцией и потоиспарением, движение воздуха играет большую роль в терморегуляции организма. Движение воздуха со скоростью 1 м/с увеличивает теплоотдачу конвекцией в 2 раза, а при скорости 4 м/с теплоотдача увеличивается в 4 раза.
При повышении температуры воздуха заметно возрастает влияние на теплообмен организма влажности воздуха и влагопроницаемости одежды. Увеличение содержания влаги в воздухе уменьшает физиологический дефицит насыщения и тем самым ограничивает теплопотери испарением.
При низких температурах среды повышенная влажность увеличивает теплопотери организмом в результате интенсивного поглощения водяными парами теплового излучения организма.
Таким образом, в производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей выше температуры поверхности кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно излучением и конвекцией. Если же температура воздуха и окружающих поверхностей такая же, как температура кожи, или выше ее, теплоотдача возможна лишь испарением влаги с поверхности тела и с верхних дыхательных путей при условии малого насыщения воздуха водяными парами.
Согласно современным представлениям о функциональной структуре системы терморегуляции (Кандор И. С. и др., 1974], организм человека делится на гомойотермное «ядро» и относительно пойкилотермную «оболочку». Температура «ядра» (или «сердцевины») представляет собой температуру внутренних органов или тканей, которая в норме имеет незначительные колебания – 37 ± 0,5°С.
Показателем температуры «ядра» служит температура, измеренная в подмышечной впадине, полости рта и в других полостях тела.
Температура «ядра» относительно постоянна, изменяется при очень интенсивных термических воздействиях.
Выполнение интенсивной физической работы сопровождается повышением температуры внутренних органов (температуры «ядра»), что обусловлено ускорением химических процессов обмена веществ.
- Особенности работы в условиях охлаждающего климата. Изменения в организме. Терморегуляция. Система мероприятий по профилактике переохлаждения.
Охлаждающий микроклимат - такое сочетание параметров микроклимата, которое вызывает дискомфортное тепловое ощущение и напряжение процессов терморегуляции организма, что может привести к дефициту тепла и переохлаждению. Он, прежде всего, характеризуется температурами воздуха значительно меньшими, чем ниж- ние границы зоны комфорта. Они могут быть положительными или даже отрицательными. В этих условиях находится большое количество людей, занятых наружными работами или работами на открытом воздухе в холодный период года (зимой, ранней весной, поздней осенью). Это нефтяники, строители зданий, мостов, железных дорог, газопроводов, лесозаготовители, часть сельскохозяйственных рабочих, а также рабочих горнорудных и угольных карьеров и др.
В качестве примера можно назвать строителей, работающих в средней полосе при температуре от 0 до -12 С и скорости движения воздуха 1-5 м/с, или трактористов, когда в кабинах трактора, не имеющих обогревательных устройств, температура воздуха около 8 С, а температура пола и потолка кабины - около 11 С.
Во-вторых,в похожих условиях оказываются в холодное время года и рабочие в неотапливаемых производственных помещениях (элеваторы, скла- ды, некоторые цехи судостроительных заводов и др.).
Особенно неблагоприятными условиями характеризуются работы, выполняемые на хладокомбинатах. Рабочим по своим профессиональным обязанностям приходится находиться в различных холодильных камерах (при укладке пищевых продуктов, их сортировке, выдаче), имеющих температуру воздуха от +3 до -30?С на протяжении 60-75% рабочей смены. Особенностью микроклимата в холодильных камерах является то, что низкие температуры воздуха сочетаются с его высокой относительной влажностью (85-95%) при малой подвижности.
Теплопродукция является результатом обмена веществ и энергии в организме и определяется уровнем экзотермических химических реакций. Основным местом теплообразования являются поперечнополосатые мышцы и печень.
Изменение теплопродукции осуществляется следующими путями:
-сокращением или расслаблением скелетных мышц;
-усилением или ослаблением метаболизма в тканях организма
за счет нейроэндокринной регуляции.
Сокращение скелетных мышц является ведущим механизмом, обеспечивающим выделение тепла.
При произвольных мышечных сокращениях, при физической работе только малая часть вырабатываемой энергии (вследствие гид- ролиза АТФ) идет на выполнение внешней работы, а большая часть (до 70-80%) переходит в тепло. При этом количество тепла вырабатывается тем больше, чем тяжелее работа и чем большее количество скелетных мышц вовлечено в процесс.
Теплопродукция при физической работе может увеличиваться по сравнению с уровнем основного обмена (в состоянии абсолютного покоя) в 4-5 раз.
Поэтому в условиях нагревающего микроклимата снижение произвольной мышечной активности, расслабление физиологически обосновано. Это приводит к уменьшению теплообразования и помогает сохранить тепловой баланс в условиях, когда теплоотдача затруднена, или организм получает тепло извне. Правда, снижение физической нагрузки не всегда возможно в условиях профессиональной деятельности.
В условиях охлаждающего микроклимата произвольная мышечная активность, физическая работа, может в значительной мере компенсировать увеличившиеся потери тепла.
Когда холодовая нагрузка возрастает, дополнительно включается механизм непроизвольного мышечного сокращения. Эфферентная импульсация от гипоталамуса через покрышку среднего мозга и красное ядро передается α-мотонейронам спинного мозга, что при-
водит к сокращению скелетных мышц и, следовательно, к возрастанию гидролиза АТФ и выделению тепла. Сначала это проявляется возрастанием тонуса поперечно-полосатых мышц (микровибрацией мышечных волокон), а затем «мышечной дрожью» (беспорядочными, непроизвольными сокращениями поверхностно расположенных мышц). Данный механизм теплопродукции, названный «сократительным термогенезом», весьма эффективен, т.к. мышцы не совершают при этом полезной работы и их сокращение направлено исклю- чительно на выработку тепла. При этом происходит увеличение обмена (по сравнению с основным) более чем в 3 раза.
Другие механизмы влияния на теплопродукцию (названные «несократительным термогенезом») связаны с изменением интен- сивности и характера метаболических процессов в тканях организма, преимущественно в скелетных мышцах и печени за счет нейроэндокринной регуляции.
Эта регуляция осуществляется в основном по трем эфферентным путям:
1) прямым влиянием симпатической нервной системы на тканевой обмен в мышцах и внутренних органах;
2) нервным влиянием на щитовидную железу (с выделением три- и тетрайодтиронинов, стимулирующих энергетический обмен в тканях) и надпочечники (с выделением адреналина, стимулирующего распад гликогена в мышцах и печени);
3) влиянием нервной системы на гипофиз и через его гормоны на щитовидную железу и надпочечники.
В условиях значительной холодовой нагрузки вследствие активации симпатической нервной системы с участием гормонов гипофиза, щитовидной железы и надпочечников происходит усиленное образование тепла. Это связано с тем, что в скелетных мышцах изменяются процессы окислительного фосфорилирования, усиливается распад гликогена, в печени происходит активация гликогенолиза и последующего окисления глюкозы.
Для поддержания температуры ядра на постоянном уровне при холодовой нагрузке физиологические механизмы системы терморегуляции направлены на:
- увеличение теплопродукции;
- уменьшение теплопотерь.
О механизмах, направленных на увеличение теплопродукции, сказано ранее. Что касается уменьшения теплопотерь, то оно достигается за счет спазма микрососудов кожи, падения скорости кровотока в них и, соответственно, снижения температуры кожи. Последнее приводит к уменьшению разницы между температурой кожи и температурой воздуха, окружающих предметов и, соответственно, к снижению теплоотдачи конвекцией и радиацией. Степень сужения сосудов кожи при охлаждении сильнее выражена на открытых участках поверхности тела и на конечностях. Чем интенсивнее действие холодового раздражителя, тем больше выражено сужение сосудов и тем быстрее их просвет достигает минимального размера.
При этом происходит перераспределение крови, а именно уменьшение крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов. Это позволяет сохранить тепло во внутренних органах и, соответственно, поддержать температуру ядра за счет временного снижения температуры оболочки.
Сосуды рук и ног реагируют на холодовое воздействие быстрее, чем сосуды других областей, ибо кисть и стопа обладают высокой плотностью артериальной сети и большим количеством артериоло-венулярных анастомозов. При охлаждении конечностей кровь, минуя капилляры, циркулирует через анастомозы. Это предотвращает охлаждение в конечностях значительной массы крови и отток охлажденной крови во внутренние части тела к сердцу.
Сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица обычно не носит постоянного характера, ибо имеют место волнообразные флюктуации просвета сосудов (чередование сужения и расширения) вследствие непрекращающейся импульсации в высшие сосудодвигательные центры с периферии. Этот механизм предотвращает длительное нарушение функций периферических тканей.
Таким образом, в условиях неблагоприятного микроклимата при значительной тепловой или холодовой нагрузке сохранение температурного гомеостаза связано со значительным напряжением механизмов эндогенной терморегуляции, т.е. активацией потоотделения, усилением деятельности различных систем организма: сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной и др.