Максимальная зона является допустимой, но не наилучшей. Еще в 20-х гг. ХХ в. немецкими физиологами Вохголером (1928) и Вагнером (1926) была доказана энергетическая невыгодность движений, когда конечность достигает предельного положения. Энергетические затраты объясняются тем, что в предельном положении весьма значительно увеличиваются рычаги тяги мышц, поэтому они должны развивать большее усилие.
Зоны досягаемости для ног. Ножные органы управления имеются на кузнечно-прессовом оборудовании, швейной и легкой промышленности, на транспорте, сельскохозяйственных, строительных машинах и т. д. Поэтому соблюдение оптимальных размеров рабочей позы при манипулировании с ножными органами управления может быть существенным резервом снижения утомления. Свободное пространство для ног должно иметь размер по высоте – не менее 630 мм, по фронту – 530 мм, по глубине – 450 мм.
Информационное поле рабочего места. Под информационным полем понимается пространство рабочего места с размещенными средствами отображения информации и другими источниками сведений, используемых человеком в процессе трудовой деятельности. Оптимальная зона – часть информационного поля рабочего места, обеспечивающая наилучшее восприятие информации. Важным критерием при организации рабочего места является угол обзора: по отношению к горизонтали он должен составлять 30–40°, а в вертикальной плоскости – 0—30° по отношению к горизонтали (15° вверх и 15° вниз от нормальной линии взора).
Важнейшим психофизиологическим фактором при организации рабочего места является организация рабочей позы. Термин «рабочая поза» обозначает наиболее частое предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций.
Рациональной можно назвать такую рабочую позу, которая поддерживается за счет минимума активных напряжений мышц, т. е. она должна быть свободной и не напряженной.[233]
Поза «стоя» более утомительна, чем поза «сидя», так как требуется значительная работа мышц по балансированию и удержанию равновесия тела. При постоянном фиксированном положении «стоя» увеличивается гидростатическое давление на стенки сосудов, наблюдается застой крови в мышцах нижних конечностях. Поэтому человеку, работающему стоя, необходимо обеспечить возможность изменения рабочей позы и передвижения. Нормальной рабочей позой в положении «стоя» можно считать такую, при которой человеку не требуется наклоняться вперед больше чем на 15°.
Положение «сидя» имеет ряд преимуществ по сравнению с положением «стоя»: уменьшается статическая нагрузка, происходит разгрузка органов кровообращения, снижаются энергетические затраты. Но длительная работа в положении «сидя» может привести к расслаблению мышц живота и тазового дна, к образованию сутулости. Поза «сидя» может быть организована лишь при соблюдении следующих условий: размах движений должен быть невелик; величина усилий рабочего не должен превышать 5 кг.
При организации работы по типу «сидя» возможно снижение утомительности труда за счет рациональной конструкции рабочей мебели и в первую очередь таких ее элементов, как стол, стул, подставка для ног.
Поза «стоя – сидя». Работа в этой позе наиболее целесообразна при усилиях средней величины, от 5 до 10 кг. Организация рабочего места по типу «стоя – сидя» позволяет рабочему самому определять в каждый момент, какую избрать рабочую позу. Смена поз дает возможность сменить группы работающих мышц и дать отдых уставшим, восстановить кровообращение в тех частях тела, где оно было нарушено в результате поддержания той или иной позы. На некоторых работах поза «стоя – сидя» является необходимым условием организации труда, например на работах с повышенной монотонностью, где смена позы вносит разнообразие в трудовой процесс и является одной из мер борьбы с монотонностью.
Важное значение в организации труда имеет совершенствование методов и приемов труда. Весь производственный процесс разделен на рабочие операции, а операции – на более простые элементы: трудовые приемы, трудовые действия, трудовые движения. Трудовое движение – это однократное перемещение конечностей или корпуса, осуществляемое рабочим в процессе работы. Трудовое действие – это совокупность трудовых движений, выполняемых без перерыва одним или несколькими органами человека (например протянуть руку и взять ключ). Трудовой прием – это совокупность трудовых действий, выполняемых без перерыва и имеющих целевое назначение для осуществления данной операции. Например, для выполнения подрезки торца детали на токарном станке необходимо выполнить следующие трудовые приемы: 1) взять деталь, поднести к патрону и вставить в патрон; 2) взять ключ, поднести его к патрону и вставить в отверстие патрона, зажать деталь, вынуть ключ и отложить; 3) пустить станок; 4) подвести резец; 5) подрезать торец; 6) отвести резец; 7) остановить станок; 8) взять ключ, подвести его к патрону, вставить в отверстие патрона, отжать деталь, вынуть и отложить. Трудовые движения, действия и приемы формируют метод труда.
Вопрос рационализации трудовых движений является актуальным на всех стадиях развития механизации и автоматизации труда. С ростом научно-технического прогресса рабочие движения меняют свой характер и направленность. При низком уровне механизации производства рабочие движения применяются в большей части как источник механической энергии; при высокой степени механизации рабочие движения предназначены для выполнения тонких и сложных действий.
Чаще всего рабочие движения вырабатываются в результате приобретения навыка, но при этом выработанные приемы не всегда бывают рациональными. Впервые занялся рационализацией рабочих движений Тейлор. Основным критерием рационализации он считал экономию времени. Гилбрет также совершенствовал движения, но критериями были не только затраты времени, но и формы движения. М.И. Виноградов на основании собственных исследований и обобщения литературных данных предложил ряд приемов рациональной организации рабочих движений:
– исключение лишних движений. Под лишними подразумеваются все движения, которые могут быть исключены из операции без ущерба для выполнения производственной задачи и с экономией времени и сил. Исследованиями установлено, что работа с небольшим углом наклона дает увеличение энергетических трат на 22 %, а при значительном наклоне – на 45 %. Лишние движения и наклоны обусловлены также организацией рабочей зоны. Необходимо, чтобы органы управления станком, инструменты, детали и заготовки располагались в пределах оптимальной рабочей зоны где рабочий мог бы достать любой предмет без наклонов и переходов;
– рациональное использование активных и пассивных сил. Большая экономия энергии может быть получена при правильном выполнении самого двигательного акта. Наиболее рациональны такие движения, при которых скорость нарастает очень круто, сообщает руке большую кинетическую энергию и также резко падает с тем, чтобы остальная часть движения производилась по инерции. При таком характере выполнения движений время активного напряжения мышц составляет только некоторую небольшую часть времени выполнения движения, и пока движения продолжаются по инерции, мышца отдыхает, восстанавливает свой рабочий потенциал и может быть вновь приведена в действие. Так, рабочий, обладающий недостаточным опытом, обычно выполняет движения медленно и осторожно, стремясь удерживать более или менее постоянную скорость, тогда как рабочий со стажем сразу развивает большую скорость, которая затем постепенно снижается;
– плавность и непрерывность движений. Любое изменение направления движения требует затрат энергии на развитие скорости в новом направлении;
– форма траектории движения. Если при оценке формы рабочей траектории исходить из геометрических соображений, то на первый взгляд кажется, что наиболее выгодным и экономным будет движение по прямой как кратчайшее. Однако в соответствии с анатомическим строением суставов наиболее адекватной формой движения является дугообразная. Прямолинейные движения требуют дополнительных затрат энергии на фиксации (мышц, связок и суставов) в конечных точках движения, а также дополнительной энергии на сложную координацию двигательного прибора. Дугообразная форма позволяет наилучшим образом использовать активные и пассивные силы мышц при формировании движения. Таким образом, плавно протекающие эллиптические и круговые движения более оправданы анатомо-физиологически, поэтому более выгодны;
– объем движений. Практика и экспериментальные исследования показали, что предельные положения работающей конечности невыгодны, так как не позволяют достигнуть плавности движения. С другой стороны, сильное растяжение мышц, сухожилий и связок вызывают поток добавочных проприоцептивных импульсов, стимулирующих развитие утомления;
