Оптимизация рабочих движений

При создании научных основ проектирования средств деятельности человека в системе «человек-машина» как в советской, так и в зарубежной эргономике и инженерной психологии основное внимание уделялось разработке требований к информационным моделям и средствам предъявления информации, и значительно меньшее — разработке требований к органам управления, которые представляют элементы рабочего места, предназначенные для передачи управляющих воздействий от человека к машине.

Характер, последовательность, темп и ритм рабочих движений во многом задаются формой и конструкцией инструментов, органов управления, машин и другого оборудования, а также организацией рабочих мест.

Поэтому при их конструировании и организации необходимо учитывать следующие правила экономии движений:

• при работе двумя руками движения их должны быть по возможности одновременными, симметричными и противоположными по направлению. Одновременность и симметричность движений обеспечивают равновесие всего корпуса, что облегчает выполнение работы;
• проектируемые движения должны быть простыми, плавными и закругленными. Для выполнения рабочей операции необходимо применять наименьшее количество движений;
• траектория рабочих движений не должна выходить за пределы рабочей зоны;
• движения должны отвечать анатомической структуре тела и осуществляться по возможности в зоне зрительного контроля. Каждое движение должно заканчиваться в положении, удобном для начала следующего движения, причем последующее и предыдущее движения должны быть плавно связаны между собой;
• движения должны быть не только простыми, но и ритмичными. Нельзя допускать слишком медленных или слишком быстрых ритмов. При этом следует иметь в виду, что «так называемые «неритмичные» движения — это не лишенные ритма движения, а движения либо с отклонениями от заданного ритма, либо нерациональные движения, что отражается на ритме»;
• движения должны быть привычными для рабочего. При обучении новой операции или знакомстве с новым оборудованием следует учитывать особенности ранее сформированных у рабочего навыков;
• необходимо создать условия, при которых для преодоления слабых сопротивлений использовались бы малые мышечные группы, а при наличии значительных препятствий включались в действие большие группы мышц;
• с целью уменьшения мышечной работы в максимально возможной степени должна использоваться кинетическая энергия объекта работы.

Не следует проектировать элементы оборудования, требующие приложения больших физических усилий или обусловливающие нерациональные рабочие позы. Так, рабочий не должен продолжительное время держать руки над головой, так как при этом очень быстро наступает утомление. Очень утомительна также поза, при которой рабочему надо ложиться на землю, сгибаться или становиться на корточки.

При проектировании оборудования необходимо создать предпосылки для обеспечения рациональных рабочих движений. Поэтому следует проектировать такие орудия труда, которые максимально приспособлены к энергетическим, силовым и скоростным характеристикам и возможностям человека.

Для обеспечения рациональных рабочих движений из трудового процесса необходимо исключить лишние, малоэффективные и утомительные движения и действия, такие, как перекладывание предметов труда или инструмента из одной руки в другую, постоянное поддерживание руками деталей во время ее обработки, излишние нагибания, повороты, приседания и другие ненужные движения, вызывающие преждевременное утомление работающих, и выбирать из всех возможных движений наиболее короткие по траектории и требующие минимальных усилий.

При проектировании оборудования следует учитывать некоторые, обусловленные физиологическими, психологическими и анатомическими особенностями человека правила и положения, касающиеся скорости и точности рабочих движений и экономии рабочих усилий.

Скорость рабочих движений:

• там, где требуется быстрая реакция, движение к себе предпочтительнее;— в горизонтальной плоскости скорость рук быстрее, чем в вертикальном направлении, наибольшая скорость движений сверху вниз, наименьшая от себя — снизу вверх;
• скорость движений слева направо для правой руки больше, чем в обратном направлении;
• скорость движения правой руки больше, чем левой;
• скорость движения под углом к вертикальной и горизонтальной плоскости меньше, чем в этих плоскостях;
• вращательные движения быстрее, чем поступательные;
• движения с большим размахом более быстрые;
• плавные криволинейные движения рук осуществляются быстрее, чем прямолинейные с внезапным изменением направления;
• скорость движения уменьшается с увеличением нагрузки;
• движения, ориентированные механизмами, быстрее, чем движения, ориентированные на глаз;
• движения одной рукой совершаются с наибольшей скоростью под углом 60° к плоскости симметрии, двумя руками — под углом 30°;
• максимальный темп вращательных движений — 4,0—4,8 об/с, нажимных движений для ведущей руки — 6,6 нажимов в 1 с, для неведущей — 5,3 нажима в 1 с. Максимальный темп ударных движений—от 5 до 14 уд/с, оптимальный для длительной работы 3,5—6,0 уд/с.

Точность движений:

• точные движения лучше выполняются сидя, чем стоя;
• наибольшая точность движений достигается в горизонтальной плоскости в зоне, расположенной на расстоянии 15 — 35 см от средней линии тела, при амплитуде движения в локтевом суставе 50 — 60°;
• точность попадания рукой в заданную точку составляет 15 — 20 см в средней зоне ниже груди и 30 — 40 см в крайних зонах;
• при работе вслепую в горизонтальной плоскости короткие расстояния человеком преувеличиваются, а длинные преуменьшаются, в вертикальной плоскости — преувеличиваются;
• наиболее точно оцениваются движения с амплитудой 8— 12 см;
• при движениях в вертикальной «плоскости ошибки меньше, чем в горизонтальной. Наилучшие направления движений в этом отношении — влево вверх и вправо вниз под углом 40° к горизонтали;
• точность движений обеих рук при оптимальных для каждой руки амплитудах движений одинаковая, но оптимальные амплитуды для обеих рук различны — для правой руки амплитуда больше, чем для левой, на 4 — 5°;
• пространственная точность движений при небольшой нагрузке (до 25% максимального усилия) наилучшая, при значительных усилиях снижается.

Зависимость пространственной точности движений от их скорости следующая: для вращательных движений наилучшая точность при скорости 140—200 об/мин, для ударных—60—70 движений в минуту.

Экономия усилий:

• сила, развиваемая рукой, зависит от ее положения: давление и тяга сильнее при движении руки перед корпусом, чем при движении сбоку;
• если при работе используются обе руки, то следует учесть, что сила правой руки больше, чем левой, на 10% для сгибателей пальцев и на 3 — 4% для сгибателей и разгибателей предплечья;
• максимальные усилия в положении стоя развиваются на уровне плеча, в положении сидя — на уровне локтя;
• наибольшая сила в положении стоя развивается движением на себя;
• сила давления больше при согнутой руке, чем при вытянутой;
• сила тяги по горизонтали больше при движении перед собой, чем при движении сбоку;
• в положении сидя давление сильнее, чем тяга;
• сила сгибателей предплечья больше при согнутой, чем при вытянутой руке;
• величина усилий, развиваемых рукой в положении сидя, при движении в различных направлениях, располагается примерно в следующем порядке: давление (горизонтальное), тяга (горизонтальная) , движение вверх, движение вниз, движение к себе (сбоку), движение от себя (сбоку);
• сила вращения руки зависит от ее положения и направления вращения — при повороте внутрь развивается более значительная сила, чем при обратном движении;
• сила давления ног сидящего человека больше, когда они вытянуты вперед (с тупым углом в коленном суставе), чем при положении с прямым углом в коленном суставе.

В психологии труда выявлено, что движения организуются не только пространственно, но и музыкально, подчиняясь определенному ритму.

В свое время обратили внимание на то, что наиболее квалифицированные наборщики при составлении полосы набора из отдельных букв выполняют круговые движения, которые, на первый взгляд, кажутся менее целесообразными, чем прямолинейные.

Поэтому в определенных случаях не самое скорое движение — самое рациональное и не самое короткое движение— тоже самое рациональное.

Выявление соответствующих закономерностей организации движения возможно только на основе глубокого психологического анализа деятельности.