Ergonomija u prometu (skripta)

Univerzitet u Kragujevcu Mašinski fakultet u Kragujevcu

ERGONOMIJA MOTORNIH VOZILA Skripta

Dr Jovanka Lukić

Kragujevac, 2008.

Ergonomija motornih vozila

2

1. Uvod

Ergonomija je nauka i tehnologija o primeni ljudskog rad u industriji.

Ergonomija je primenjena nauka koja se bavi karakteristikama ljudi koje treba uzeti u obzir pri projektovanju i struktuiranju objekata koje koriste ljudi, tako da njihove međusobne interakcije u sistemu budu maksimalno efektivne i bezbedne.

Termin "Ergonomics" - ergonomija uveden je 1949. god. od strane psihologa Meurell-a koji je tražeći izraz za zakon o ljudskom radu, povezao dve reči i to reč ergon (rad) i nomos (zakon).

Ergonomija obuhvata dve glavne oblasti čoveka na radu. Sasvim pojednostavljeno radi se o:

Prilagođavanju čoveka radu i radnom okruženju

− profesionalnom obukom − odgovarajućim izborom posla i/ili selekcijom ljudi − odgovarajućim pripremama i obukom za radno mesto

Prilagođavanju rada i radnog okruženja čoveku

Ergonomija je stara koliko i mašina i okruženje, ali do drugog svetskog rata nije se pojavila kao posebna naučna disciplina. Dugi niz godina čovek ostaje u dobu alata. Tek sredina 18-tog veka označava početak industrijske revolucije, sa kojim započinje ubrzani razvoj društva. (Doba mašina, doba snage i doba razvoja inteligentnih mašina).

Dok se u Evropi sve jasnije ističe nova naučna disciplina Ergonomija u Severnoj Americi koristi se drugi naziv za praktično istu disciplinu: "Human Factors" ili "Human Factors Engineering", što znači tehnika ljudskog faktora ili ljudski faktor. Obe su interdisciplinarne: uključuju inženjere, psihologe, biologe, fiziologe, lekare kao i istraživače drugih profesija, kojima je predmet istraživanja ponašanje čoveka sa istim ciljem: da se generišu i primeme informacije o karakteristikama čoveka, njegovim kapacitetima i ograničenjima u odnosu na zadatke koje čovek ima u sistemu čovek-mašina okruženje i da se ostvari optimalna interakcija u sistemu da bi se izvršio zadatak bezbedno, udobno i efikasno

Predmet istraživanja

Ergonomija ima zadatak da optimizira sistem čovek-mašina-okruženje prilagođavajući radne uslove fizičkoj, psihofizičkoj i fiziološkoj prirodi čoveka, uzimajući pri tome u obzir releventne razlike koje među ljudima postoje u odnosu na poslove i radno mesto. Ergonomija služi ne samo da poveća efikasnost i produktivnost proizvodnje ili poslovnog sistema već i da unapredi zdravlje, bezbednost i udobnost čoveka u njegovom radnom okruženju.

Zadatak ergonomije može da se opiše u okviru:

Predmeta


3

Predmet ergonomije su ljudi i njihovi zahtevi koje treba razmatrati kada se:

projektuju objekti, oprema, sistemi i okruženja koje koriste ljudi i u kojima oni rade,

razvijaju metod i postupci za ljude koji izvršavaju zadatke i

istražuju i ocenjuju interakcije objekata, opreme, sistema i okruženja sa kojima su ljudi povezani, odnosno koji dejstvuju na ljude.

Ciljeva

Ciljevi ergonomije su:

a) povećanje efektivnosti, b) održavanje ili povećanje nivoa određenih ljudskih vrednosti u toku procesa, kao što

su zdravlje, bezbednost i lično zadovoljstvo.

Metodološki pristup

Metodološki pristup u ergonomiji sastoji se pretežno u primenjenim istraživanjima i sistematskoj primeni relevantnih informacija o ljudskim sposobnostima, karakteristikama u ponašanju i motovaciji u izvršavanju aktivnosti definisanih u predmetu egronomije.

Veliki broj naučnih disciplina doprinosi razvoju ergonomije: tehnika, anatomija, antropometrija, primenjena fiziologija, industrijska psihologija, medicina rada i okruženja, sociologija, toksikologija, operaciona istraživanja, industrijski dizajn i dr. Ergonomija je vrlo heterogena nauka po predmetu bavljenja. Ne radi se o heterogenosti samo zbog različitih disciplina koje su u njenoj osnovi, već zbog različitih grana i vrsta industrije, ali i različitih nivoa industrijskog razvoja, kao i različitih akademskih tradicija u zemljam Evrope i SAD, gde je začeta ergonomija.

Nemačka škola ergonomije definiše Makro ergonomiju - ergonomiju više orijentisanu na sociologiju i Mikro ergonimiju koja ima za cilj poboljšanje performasni celokupnog sistema i da redukuje stres izazvan rado.

Mikro ergonomija

Osnovni cilj mikro ergonomije je poboljšanje performansi celokupnog sistema kao i da redukuju stres analizom: zadatka, radnog okruženja i interakcije čovek mašina. Koncept stres-naprezanje je tradicionalni pristup za ocenu radnog sistema. Osnovni koncept je da je svako radno mesto okarakterisano spoljašnjim faktorima, koji su isti za sve pojedince koji rade tamo, s obzirom na činjenicu da pojedinci reaguju različito zavisno od individualnih karakteristika i sposobnosti. Stres se razlikuje od parametara stresa (generalno treba se definisati brojevima), faktora stresa (samo opisni) i vremana izlaganja stresu. Kako bi se dobila predstava o faktorima koji utiču na rad, struktura sistema čovek-mašina mora se ispitati praćenjem čovečijeg rada u relaciji sa informaciom s obzirom na protok informacija. Ovo uključuje postavljanje zadatka, njegovo prevođenje u akciju, izvršenje zadatka i rezultat izvršenja zadatka. Povratna sprega zatvara kontrolnu petlju formiranu za sistem čovek-mašina i pokazuje da je operator generalno sposoban da uporedi zadatak i rezultat. Svi poremećaji ovog procesa su uticaji sredine. Pri analizi defenisanja zadatka razlikuju se:


4

Zadaci sa pretežnim fizičkim opterećenjem. Neki ovde definišu razliku između statičkog i dinamičkog fizičkog rada. Kod oba stres se može kvantifikovati definisanjem fizičkih zahteva

Zadaci sa pretežnim mentalnim opterećenjem (tzv. intelektualni rad). Uopšteni koncept za definisanje ovog stresa u brojevima ne postoji. Intelektualni rad je zato uzet kao faktor stresa i

Zadaci sa oba zahteva (i fizičkim i mentalnim).

Kod analize uticaja sredine (tzv. ergonomija okruženja) ističu se:

a) Fizički uticaji sredine, koji se mogu meriti kao i njihov uticaj na čoveka i mogu se oceniti kvantitativno (osvetljenje, buka, mehaničke vibracije, klima, otrovni gasovi, radijacija, prašina, prljavština i vlažnost) i

b) Socijalni uticaji sredine, koji se ne mogu meriti fizički i zato se različito ocenjuju (ponekad se nazivaju sociologija rada ili industrijska psihologija).

Makro ergonomija

Makro ergonomija bavi se sistematskom strukturom i organizacijom toka rada s obzirom na zadatak, sadržaj i faktore vremena. Može se podeliti na organizacionu strukturu i organizaciju procesa rada. Cilj makro ergonomije nije pojedniačno radno mesto ali je interakcija između više radnih mesta. Njen cilj je takođe provera ergonomskih zahteva na ovom nivou. U ovom kontekstu može se koristiti i termin makro rada. Jedinična oblast makro organizacije se može podeliti ako se jednični radni sistem prenese na veći radni zadatak u kontekstu grupe.

Analiza toka rada obezbeđuje informaciju na vreme potrebnu za zadatak koji treba izvršiti u okviru organizacione jedinice i na osnovu unutrašnjih zavisnosti. Ovo omogućuje specificiranje kapaciteta zahteva čoveka i sredstava proizvodnje kao i njihovo vreme korišćenja. Specijalno, načini komunikacije i mogući gubici informacija se određuju kako bi se optimizirala interakcija između radnika i radnih fondova. Razvoj inovativnih telekomunikacija i kompjuterskih tehnologija predstavlja nov izazov za organizaciju rada.

Slično mikro ergonomiji ali mnogo obimnije, uslovi okruženja se definišu kao oni koji utiču ali ne direktno na proces rada i proces komunikacije, ali ga menjaju indirektno. Važno je istaći razliku između uticaja koji ne mogu da se menjaju organizacijom rada i uticaja koji mogu da se optimiziraju odgovarajućim projektovanjem toka rada i organizacione strukture kooperacije.

Na izlaznoj strani radnog procesa, poboljšanje performansi može se dobiti organizacionim merama, gde na jednoj strani stoje lično verifikovane metode kvaliteta radnog objekta i rezultati se respektivno razvijaju i sa druge strane radnik je pod uticajem motivacionih faktora.

Mnogi od opisanih predmeta jednostavno ne mogu se dokazati eksperimentom. Zato često koriste parcijalne veoma detaljne metode simulacije, koje pomoću kumulativnih ključnih brojeva opisuju lično prihvatanje, ličnu kvalifikaciju, vreme čekanja, preklapanje simultano nadolazećim redom itd. da obezbede procenuorganizacionih promena i novih struktura: Može se uočiti da je glavni zdatak razvoj sistema ocene za makro ergonomiju kao


5

kontrast mikro ergonomiji, pri čemu treba uzeti u obzir izvodljivost kao i lični razvoj zaposlenih. Mere koje preduzima rukovodstvo, kao što su obogaćivanje posla (dodavanje zadatka da bi se sprečila monotonija), proširenje zadatka (dodati više odgovornosti zadatku), rotacija posla, pri čemu je preduslov za sve timski rad projektovan da razvije lične sposobnosti pojedinaca pored fleksibilnosti, koja je poželjna zbog ekonomskog aspekta.

Makro ergonomija u preduzeću i društvu

Jedino je moguće posmatrati i oceniti uticaj makro ergonomskih merenja s obzirom na njihov uticaj sa pozadinom odgovarajuće organnizacije kompanije i društvenog okruženja. Zato opažanja i ocene odgovarajućih interakcijaje još jedno makro ergonomsko polje aktivnosti: Glavni interes sa makro ergonomskog stanovišta je uzimajući u obzir individualne zahteve i potrebe zaposlenog, je studija efekata koji se izvode iz savremenog razvoja organizacije preduzeća kao "fabrika koja uči" (leraning plant). Glavni oblik je dinamička promena, gde zaposleni mora da bude u stanju da predvidi i razume logiku u redosledu da bi prihvatio promenu. Relevantni opšti socijalni razvoj je svakako subjekat makro ekonomskih studija. Ovo znači da promena zaposlenih od rada u proizvodnji do rada u servisnim službama zahteva fleksibilnost, najpre ugovorom o radui njihovom voljom da uče tokom celog života (life time leraning), što i predstavlja buduću organizaciju rada. Ali opšta orijentacija i mikro i makro ergonomije je "čovek ne živi da bi radio, već radi da bi živeo".

Ergonomija sistema

Analiza sistema omogućuje istraživanje osnovne strukture čoveka u okviru sistema MMS. Njen cilj je da obezbedi zahteve za plan interakcije čovek mašina u okviru specifikacije MMS ili ideje za moguća poboljšanja. Kako ergonomija sistema teži da optimizira ovu interakciju, ona doprinosi u isto vreme redukovanju broja grešaka napravljenih od strane čoveka u radu (tzv. aktivna bezbednost) i da se poboljša pouzdanost globalnih performansi sistema čovek-mašina. Osnovni postupak u ergonomiji sistema je definisanje elemenata sistema i njihovih interakcija. Dva osnovna principa treba istaći:

Informacija se uvek prenosi veoma specifičnim kanalima sa izlaza jednog elementa na ulaz drugog,

Elementi se definišu svojim karakteristikama kako bi promenili informaciju na specifičan način, koji je odredio element.

Fundamentalne karakteristike analize sistema i samim tim sistemske ergonomije, je ne obraćanje pažnje na fizičku prirodu elemenata i njihovu interakciju i samo istraživanje formalne strukture ove interakcije i oni znače prenos informacije elementa. U ergonomiji sistema, komponente sistema "čoveka" i "mašine" su glavni subjekti istraživanja. Kako stanovište ne zavisi od fizičke prirode pojedinnih elemenata, rezultati ergonomije sistema mogu se preneti različitim MMS.

Deterministički aspekt

Opisivanje karakteristika elemenata sistema pomoću funkcija i na osnovu zadatog ulaza, dodvodi do predviđanja jasne funkcije početak-kraj zadatka. Ovaj način razmišljanja odgovara uobičajenom uzročno-posledičnom načinu razmišljanja. Dok je u većini


6

slučajeva je teško, čak i nemoguće opisati reakcije čoveka matematičkim funkcijama (u specijalnim slučajevima izvode se u obliku tzv spoznajnih metoda) pricip uzrok-posledica pored toga je pokazana kao dobra. Tzv. spoznajni (kognitivni) modeli čoveka se razvijaju da se omogući predviđanje čovečije reakcije u situaciji izazvanoj MMS. Na ovaj način specifični uticaj akcija (promene na displeju i kontroli) na performanse rada mogu se predvideti. Pored toga ovo stanovište dozvoljava da se poznaje struktura sistema koja bi više odgovarala sposobnostima i karakteristikama čoveka. Ova deterministička strana ergonomije sistema zato omogućuje konstruktivne predloge za poboljšanje interakcije čovek mašina.

Specijalizovano polje ergonomije sistema je tzv. ergonomija software-a, koja se suočava sa problemom adaptacije računarskih programa karakteristikama čoveka.

Glavni deo sofversko ergonomskih preporuka je razvijen za tzv. korisnički interfejs (što u biti znači informacija i alat na displeju). Povrh toga, softversko ergonomska istraživanja i preporuke suočavaju se sa procesom projektovanja koji je dat u strukturi programa i pokušava da ih adaptira potrebama i mogućnostima čoveka.

Probabilistički askpekt

Ergonomija sistema MMS može se povezati sa pouzdanošći sistema i procenom kako bi se bolje izmerila efektivnost merenja za optimizaciju MMS uzetog za ergonomsku analizu sistema. Preduslov analize pouzdanosti kao analize sistema je podela MMS na elemente, koje povezuje pravilima Bulove algebre i razmatra strukturu sistema i računa verovatnoću ukupnog otkaza, moguće je da ne samo locira elemente koji strogo utiču na vreovatnoću ali takođe relociraju strukturu sistema koja svakako može da se uradi na način nakoji se opšra funkcija održava da bi se poboljšala verovatnoća otkaza. Između ostalih ova procedura uvođenjem čoveka, može da provocira promene u organizaciji i pravilima organizacije. Ovaj metod (probabilistički) je istaknut ovde kako bi se shvatio kao alternativa uzročno-posledičnom metodu. Ovaj metod može biti od vitalnog značaja u fazi projektovanja.

Primena ergonomije

Ergonomija se razlikuje zavisno od polja primene. Ističu se pri tome projektovanje proizvoda i ergonomija proizvodnje.

Glavni cilj u ergonomiji projektovanja proizvoda je da ponudi proizvod prilagođen korisniku na najbolji način, dok je korisnik manje više nepoznat. Za razvoj ovakvih proizvoda, za projektovanje je takođe važno poznavati promenljivost čoveka s obizom na antropometrijske karakteristike. Pomenuta oblast istraživanja ergonomskog projektovanja predstavlja naučni prilaz svemu što se odnosi na osećanje i iskustvo komfora.

Cilj ergonomije proizvodnje je obezbeđenje radnog okruženje u proizvodnim i servisnim firmama tako da se isto prilagodi ljudima. Cilj je da se redukuje stres radnika i da se optimiziraju njegove performanse u isto vreme. Ovo znači da u većini slučajeva ovo je zbog razumnosti i tolerantnosti. Nasuprot cilju ergonomije proizvodnje, ciljni čover (radnik) je poznat, što omogućuje bolje postavljenje njegovih potreba.

Glavna polja pimene gde se koristi sistematski ergonomski razvoj su: avijacija (projektovanje kokpita aviona, antropometrijsko projektovanje enterijera, pakovanje,


7

projektovanje novih sistema komunikacije radi poboljšanja bezbednosti, komfora i individualne pokretljivosti), održavanje (hamijska industrija, nuklearne centrale,,,), biroi (projektovanje raunarskih sistema, stolica za rad, projektovanje svega u radnom okruženju računara, ergonomija softvera) i dr. Još jedno specijalizovano polje ergonomije u polju istraživanja je određivanje praga opažanja za rad u ekstremnim uslovima u pogledu širine, toplote, hladnoće, nadpritiska, ekstremnih ubrzanja, katastrofalnih situacija, itd.

Sistem čovek mašina

Još jedno bitno polje makro ergonomije je analiza aspekata u sistemu čovek mašina (Man Machine System - MMS). Ova analiza može se uraditi na jedan način uzimajući u obzir geometrijsku situaciju radnog mesta i alata (tzv. antropometrijsko projektovanja radnog mesta) ili na drugi način razmatranjem protoka informacija i MMS (tzv. sistemska ergonomija).

Antropometrijsko projektovanje radnog mesta se koncentriše na izgled vidnog polja, oblast hvatanja i oblast kretanja stopala, na izgled oslanjanja tela (npr. sedište) kao i projektovanje displeja i kontrolu. Pored poznavanja granica i uslova percepcije pojedinih senzora (npr. kapacitet rezolucije oka, tačnost pomeranja ekstremiteta) koji su važni za displeje i kontrolu, projektovanje oblasti koju neko može dostići sa svojim stopalom kao i oslanjanje tela, uglavnom varirana težina čoveka, igra glavnu ulogu. Procentualno izražavanje različitih mera tela predstavlja pokušaj da se ovaj problem reši sistematski. Pored toga pojednostavljenje često složenih geometrijskih problema u projektovanju, kompjuterski generisani modeli čoveka (3D modeli) su razvijeni kako bi se omogućilo projektovanje radnih mesta u CAD okruženju.

Elementi sistema: 1. Razlog postojanja sistema, 2. Čovek - radnik i njegove karaktersitike, koji učestvuje u sistemu čovek mašina I

ostvaruje cilj sistema 3. Mašina i njene karakteristike, položaj, veličina, oblik, pristup itd. Može biti prost deo

ili alat ili veoma složen uređaj sa puno komponenata, displeja i delova, 4. Okruženje - mesto sa svim svojim karakteristikama (temperatura, vlažnost, buka

itd.) gde se odvija interakcija čovek-mašina, 5. Informacija - neophodna je ljudima koji su u sprezi sa mašinom i izvršavaju zadatke

sistema, 6. Akcija - stvari koje radnici moraju da urade u interakciji sa mašinom radi

izvršavanja zadatka (može biti mentalna npr. odličivanje ili fizička npr. hvatanje), 7. Izvršenje zadatka - Uslovi i rezultati interakcije čoveka sa mašinom i opremom.

Izlaz ili rezultat je uopšte obeležen s obzirom na stanje cilja, ali može da obuhvati i nepredvidive rezultate. npr. probleme bezbednosti.


8

Slika 1. MMS zatvorenog tipa Slika 2. MMS otvorenog tipa

Organizacija sistema

CCiilljjeevvii ssiisstteemmaa ↓ Zahtevi zadatka

→

OOkkrruužžeennjjee (osvetljenje, buka, vibracije, temparatura, hemikalije)

Informacije Čovek ↔ Mašina

Delovanje

→

RReezzuullttaattii Produktivnost Kvalitet, primenljivost Bezbednost Zdravlje Komfor

Ciljevi Čovek Mašina Okruženje Informacije Delovanje Rezultati proizvodnja kvalitet primeljivost bezbednost zdravlje komfor

dostizanje snaga podnošljivost opažanje vidljivost slušnost dodir veština

polozaj veličina oblik prisup izgled

osvetljenje buka temperatura vibracije hemikalije

vizuelne audio taktilne

odlučivanje dohvat dodir držanje pomeranje korišćenje čekanje

proizvodnja kvalitet primenljivost bezbednost zdravlje komfor

Primeri sistema MMS

• drvoseča i sekira • radnik koji upravlja štamparkom mašinom • automobil • avion • vazdušni prevoz • fabrika • nuklearna elektrana • prezentacija na računru • pacijent na spirometru

Uloga čoveka u sistemu čovek mašina

• oset, percepcija i obrada informacija • posmatranje / procenjivanje stanja sistema i ponašanja • upoređenje opaženog sa željenim stanjem i ponašanjem

• rasuđivanje


9

• planiranje • rešavanje problema • donošenje odluka

• upravljanje, odnosno kontrola • upravljanje • menjanje stanja sistema

• komuniciranje • prenošenje energije

Činioci određeni čovekom

• karakteristike čovjeka i zahtevane karakteristike radnog okruženja koji utiču na rezultate sistema čovek-mašina

• fizički faktori • senzorni faktori • kognitivni faktori

Fizički faktori • geometrija • težina, masa • snaga • zahtjevi u pogledu temperature • zahtjevi u pogledu osvjetljenja

Osetni faktori • pouzdanost senzorne detekcije • pouzdanost senzorne diskriminacije

Kognitivni faktori • perceptivne mogućnosti i ograničenja • pamćenje • rasuđivanje

Pokazatelji dobro oblikovanog sistema čovek-mašina • tačnost • vreme potrebno za učenje • zadovoljstvo • sigurnost i zdravlje

Pokazatelji loše oblikovanog sistema čovek-mašina • greške s obzirom na nameru

– omaška (engl. slip): ispravna namera, loše izvođenje – greška (engl. mistake): loša namera, izvođenje = namera – propust (engl. lapse): propust da se se izvede namera, primer: propustiti u

izvođenju zbog pospanosti • greške s obzirom na ishod

– propust (engl. ommision) – “lažna uzbuna” (engl. commission) – loši redosled – loše vreme izrade, prebrza ili prespora izrada

Ergonomija je disciplina koja ispituje karakteristike ponašanja, sposobnosti, ograničenja i druge karakteristike ljudi te primjenjuje otkrivene informacije na dizajn alata, mašina, sklopova, zadataka, poslova i okoline kako bi se oni mogli produktivno, sigurno, udobno i delotvorno koristiti.


10

Područja ergonomije

• istraživanja – karakteristika ljudi – reakcija ljudi na predmete i okolinu

• dizajn – preporuke – predviđanje delovanje alternativnih oblikovanja

• evaluacija – kako bi se osiguralo da stvari služe svojoj svrsi

Interdisciplinarnost • psihologija • sociologija • biomedicinske nauke (anatomija, fiziologija, medicina rada) • prirodne nauke (fizika, hemija) • tehničke nauke (mašinstvo, elektrotehnika) • primenjena umetnost (dizajn)

Poglavlje: Radni stres

Funkcionalno stanje organizma: stres

− neusklađenost zahteva posla s individualnim mogućnostima radnika − vrste stresora u radnoj okolini − problem merenja stresa − stres kod VDT operatera

Poglavlja: Dosada, Oblikovanje rada s ciljem izbjegavanja monotonije Funkcionalno stanje organizma: dosada

- monotona radna okolina - dosada kao posljedica monotonog ili dugotrajnog repetitivnog rada - individualne razlike u pojavi dosade - načini izbjegavanja monotonije

Umor Funkcionalno stanje organizma: umor

− vrste umora − fiziologija umora i organskih delova čija je aktivnost povezana s

umorom − metode za merenje umora − modeli umora

Radni sati i ishrana radnika, Noćni rad i rad u smenama − cirkadijurni ritmovi − problemi dnevnog i nedeljnog radnog vremena − fleksibilna organizacija radnog vremena − raspored i trajanje radnih odmora − povezanost problema koji se javljaju kod smenskog rada sa zahtevom da se

spava i radi u razdobljima dana koja za to nisu biološki programirana − ishrana radnika u kontekstu zahteva različitih poslova i kontekstu

organizacije radnog vremena i cirkadijurnih ritmova


11

Da li je ergonomija potrebna?

• ranije razvoj alata i opreme prema principu pokušaja i pogreške • danas primena ergonomije (sastavno i u ranoj fazi oblikovanja) zbog kompleksnosti

sklopva koje je nepraktično i skupo menjati nakon što je jednom urađn → mora biti efikasan i doprinositi dobrobiti ljudi koji ga koriste već u prvoj izradi

• troškovi nesreća (automobilske, vazdušne, postrojenja) • troškovi povreda i bolesti na radu

„Zašto svakodnevno srećemo stvari koje nas frustriraju? Stvari za koje ne znamo kako se koriste, čini nam se da je neke stvari nemoguće raspakovati, ostajemo zarobljeni u vratima koja ne znamo otvoriti, pokušaj korišćenja uređaja za pranje i sušenje veša prava je mora i zašto za audio-stereo-televizijske-video-kasetofonske uređaje reklame tvrde da mogu sve ali je s njima nemoguće učiniti gotovo išta?”

Donald Norman (1988) The Psychology of Everyday Things

Pouzdanost sistema MMS:

ri=broj uspešnih realizacija/ ukupan broj pokušaja (i-ti događaj) • redna pouzdanost rt= r1*r2 • paralelna pouzdanost rt=r1+(1-r1)*r2

Opis i analiza sistema MMS treba da obuhvati:

- opis ciljeva sistema (zašti postoji, šta njime treba da se ostvari, da se vozilo preveze od tačke A do tačke B)

- lista i opis komponenti čoveka - lista i opis komponenti mašina (hardver, softver, radne stanice, itd.) - lista postupaka koje operater mora da obavi kako bi postigao cilj (lociranje konektora,

položaj konektora na alatu, položaj konektora na žici, itd.) - lista audio, vizuelnih i taktilnih zahteva čoveka prema definisanim zadacima - lista akcija koje čovek mora da izvrši (podesi komtrolu, deluje silom, pomeri objekat,

itd.) - opis okruženja gde se realizuje zadatak, razmotriti efekat svakog uticaja na performase - odrediti posledice ukolikočovek nije u stanju da realizuje jedan ili više zahtevanih

koraka - razmotriti dugotrajne efekte (učenje, adaptacije, zamor).

Metode analize MMS

- Analiza raspoložive dokumentacije ili objašnjenja operatora - Praćenje i analiza predmetnog ili sličnog zadatka. Praćenje može biti direktno ili

pomoću videa (kontinualno ili naizmenično)


12

- Intervju projektanata, menadžera, korisnika, obučenih inženjera i dr. - analiza opreme, procesa ili specifikacije zadatka, radne stanice itd. - Ocena bezbednosti, zdravlja i osiguranja - Instrumentalne metode (prećenje procesa ili mašine, davači sile, merne trake, EKG,

merači nivoa zvuka, davači ubrzanja, itd.)

Proces projektovanja

- Sakupljanje i objedinjavanje informacija o sistemu: ciljevi, mašina, ljudi, informacije, delovanje i okruženje

- Primena (specifikacija parametara sistema) - Ocena projektovanja - Re-dizajn

Proces projektovanja mora da bude potkrepljen teorijskim i iskustvenim modelima. Mora da prati parformanse proizvoda tokom proizvodnog veka. Primena i korisnici mogu da se promene. Pri tome treba razmotriti posebno: bezbednost, zdravlje, komfor, primenljivost, produktivnost, kvalitet, sve korisnike

Alati pri projektovanju: analiza sistema, naliza stabla otkaza, analiza snimaka sigurnost/zdravlje, analiza incidentnih situacija, modeli ljudskih performansi, heuristička analiza zadatka i testiranje korisnika.

Zadaci mogu biti: mono i multi, zavisno od toga da li se sastoje iz jednog ili dva zadatka.

2. Ergonomija vozila Termini

- Ergonomics - Human factors

Ergonomija vozila - Anatomija i psihologija - Antropometrija - Fiziologija - saznanje i opažanje - Industrijska psihologija - Medicina - Neurologija - Obuka - Inćenjerstvo - Dizajn itd.

Primena Ergonomije kod vozila - Fizičke mere vozača/putnika, - Sedenje, Envelope dohvata, - Položaji kontrola i displeja, - Vidno polje i udeljenosti, - Procesiranje informacija, - Osnovni zadatak (vožnja),


13

- Sekundarni zadatak (komnikacija, zabava, itd.), - Znaci, Poruke, Upozorenja, … - Svesnost vozača

Zadatak: Vožnja - Planiranje, - Navigacija, - Uslovi puta, - Stanje saobraćaja,

Prenošenje informacija u vožnji Opažanje

- Okruženje, - Upozorenja, - Osnovni displej, - Sekundarni displej, - Odlučivanje, - Borba za život, - Cilj i smisao vožnje, - Stanje saobraćaja, - Manevri, - Nepažnja, zabava i ljudske greške, - Radno opterećenje,

Slabe strane informacija u procesu vožnje

Karakteristike vozača

- Starost, - Iskustvo, - Personalnost (sklonost ka rizičinom pponašanju), - Pol, - Specijalne potrebe, - Kultura, - Psihofizičko stanje (alkohol, premor, itd.), - Stanje u procesu vožnje,

Vozilo - tip vozila, - stepen automatizacije,


14

- lokacija, - grad, - magistralni put, - autoput,

Okruženje - vreme, - vidljivost,

Piramida potreba vozača

Slika 1. Piramida potreba vozača


15

3. Antropometrija

1. Uvod

Telo čoveka se može posmatrati kao kinematski lanac ili niz mehaničkih veza sastavljenih od kostiju i zglobova. Kosti su okružene mišićima skeleta, koje kontroliše centralni nervni sistem dajući potrebne sile da nadvladaju zemljinu težu i inerciju i da se izvrši radni zadatak Ovde će biti analiziran mišićno skeletni sistem i kako on deluje na sposobnosti radnika, snagu i zdravlje. Mada je fokus na diskusiji o gornjim ekstremitetima, principi analize su primenljivi i na druge delove tela. Diskusija će biti potkrepljena pregledom glavnih kostiju i zglobova gornjih ekstremiteta.

2. Anatomija

Skeletni sistem

Svaki gornji ekstremitet je sastavljen od trideset dve kosti. Kosti su grupisane u kosti prsta, šake, podlakatice, nadlaktice i ključne kosti. Svaki prst je sastavljen od falanksi, tri u prstima i po dve u palcu. Šaka je formirana od pet metakarpalnih kostiju i ručni zglob od osam karpalnih kostiju. "Karpalan" je iz latinskog izraza za ručni zglob. Podlaktica je sastavljena od dve duge kosti: radijusa i ulne. Termini "radijalni" i "ulnarni" često se koriste da se pokaže odnos prema odgovarajućim stranama podlaktice. Na primer, zaokretanje ručnog zgloba ka malom prstu izaziva ulnarno pomeranje, zaokretanje ručnog zgloba ka palcu je obeleženo kao radijalna devijacija.

Slika 2.1 Kosti gornjih ekstremiteta i grupisanje kosti prsta, šake, podlaktice, nadlaktice i ključne kosti


16

Slika 2.2 Mišići čovečijeg tela

Zglobovi

Kretanje pojedinih delova tela vrši se oko zglobova između susednih kostiju. Ligamenti okružuju zglob kako bi formirali kapsulu koja drži susedne kosti zajedno (slika 2.2). Unutrašnjost kapsule je ispunjena sinovialnom membranom koja sadrži sinovialni fluid, sluzavi fluid koji obezbeđuju podmazivanje i hranjenje spojnih površina kostiju. Spojene površine su spojene hrskavicom. Hrskavica postaje veoma klizava kada se podmazuje sinovialnim fluidom tako da susedne površine klizaju jedna po drugoj sa vrlo malim


17

otporom. Objavljeni koeficijenti trenja hrskavice podmazane sinovalnim fluidom kreću se u opsegu od 0.01 do 0.1.

Slika 2.3. Zglobovi se formiraju pomoću dve susedne kosti koje drže ligamenti. Sinovialna membrana nalazi se u unutrašnjosti kapsule zgloba i podmazuje hrskavicu naležućih površina kostiju

Oblici kretanja zglobova

Pravci u kojima zglobovi mogu da se kreću određeni su oblikom površina u dodiru i položajem i dužinom ligamenata. Na primer interfalangalni zglobovi (zglob na prstu), drugi i treći zglob mogu da se pomeraju samo oko jedne ose da otvore i zatvore pesnicu. Ovo je zbog cilindričnog oblika kosti i sila ograničenja i paralelnih (bočnih) ligamenata smeštenih na bočnim stranama zglobovima i labavosti palmarnog i dorsalnog ligamenta (donji i gornji). Interfalangalni zglob često se opisuje kao jednostavan šarnirni zglob. Nasuprot metakarpalnom falangalnom zglobu, prvi zglob na prstu dopušta malo bočno kretanje zavisno od cilindričnog oblika kosti i zbog labavosti bočnih ligamenata. Ovi zglobovi se karakterišu kao univerzalni (kardanski). Kod nekih zglobova kao što je interkarpalni ručni zglob postoji mala labavost ligamenata tako da veoma mala pomeranja su dozvoljena u bilo kom pravcu. Pravac u kojim se zglob gornjih ekstremiteta može pomerati i njihove granice kretanja su date na slici 2.4.


18

Slika 2.4. Položaji, pomeranja i granice kretanja gornjih ekstremiteta

3. Antropometrija

Definicija

Antropometrija je studija veličine i oblika čovečijeg tela. Veličina i oblik tela su važni u definisanju veličine, oblika i položaja radnog zadatka tako da isti se može realizovati u prihvatljivim položajima. Ovo poglavlje se fokusira na gornje ekstremitete s obzirom na radne performanse i projektovanje.

Karakterizacija veličine tela

Karakterizacija veličine tela je teška zato što se dimenzije menjaju od osobe do osobe i od populacije do populacije. Ovo se može uočiti upoređujući dimenzija među različitim ljudima. U tabeli 2.1 data su merenja širine šake upravno na podužnu osu kod prvog zgloba. Širina se kretala od minimum 70 mm do maksimum 95 mm, Ako se ovi podaci prikažu histogramski može se videti da se neke širine češće pojavljuju nego druge. Kod najčešće pojavljivanih širina moda je 83 mm. Neke referentne tačke se koriste ne bi li se uporedila raspodela jedne dimenzije u odnosu na drugu. Sredina i centroid distribucije su definisani kao srednja vrednost i mediana. Mediana je ona tačka kod koje su veća opažanja ukoliko su manja merenja. Mediana za populaciju datu u tabeli 2.1 84.5 mm. Srednja vrednost je onaj broj koji se dobije kada se suma svih merenja podeli brojem merenja. Disperzija se definiše opsegom vrednosti i standardnom devijacijom. Opseg se računa kao razlika između minimalne i maksimalne vrednosti. Standardno odstupanje je zasnovano na srednjoj vrednosti sume kvadrata razlika između svakog merenja i srednje vrednosti. Standardna devijacija se može izraziti kao razlomak ili procenat srednje vrednosti, i tako se definiše koeficijent varijacije.

Procentna računanja

Procenti se zasnivaju na pretpostavci normalne raspodele

Frekventni histogram za normalnu raspodelu tzv. zvono krivu je simetričan. Šezdeset četiri procenta populacije je između jedne standardne devijacije iznad i jedne ispod srednje vrednosti. Devedeset pet procenata populacije je dve standardne devijacije iznad i dve


19

standardne devijacije ispod srednje vrednosti. Opšti izraz može se pisati za računanje procentualne funkcije broja standardnih devijacija između x i srednje vrednosti:

%=xsr+zα*s

z= broj standardnih devijacija oko srednje vrednosti i odgovaraju procentu (1-α)

= (x-xsr)/s

Slika 2.4. Standardna normalne vrednosti za procentualna računanja zasnovana na normalnoj raspodeli

Dimenzije tela se skoro nikada ne podvrgavaju normalnom zakonu raspodele. Obično se interpoliraju u odnosu na gornji kraj razmere. U nekim slučajevima moguće je podesiti ovo interpoliranje određivanjem logaritma svakog uzorka. Pretpostavka o normalnosti za populaciju će rezultirati u potcenjivanju visokog procenta i precenjivanju niskog procenta.

Primer: Sračunati 95% populaciju širine muške ruke korišćenjem podataka datim na slici

Slika 2.6.

Veze tela


20

Telo se može predstaviti nizom veza gde svaka veza odgovara jednom segmentu tela npr. šaka, podlaktica, nadlaktica i gde svaki zglob predstavlja vezu između segmenata. Sistem kinematskog lanca može se koristiti za prostorno i ravansko predstavljanje problema.

Karakteristične dužine segmenata definišu se u relativnom odnosu prema visini tela u stojećem položaju.

Slika 2.7 Prosečne dimenzije i proporcije segmenata tela

Slika 2.8 Grafičko predstavljanje granice dohvata

Sile

Nije samo neophodno odrediti prostorna pomeranja potrebna za rad već i sile neophodne za izvršenje rada. Sila treba da savladaju ubrzanja, usporenja, da se suprotstave ubrzanju zemljine teže i da savladaju trenje. Takođe sile treba da obezbede držanje objekta, podizanje, guranje i dr. Sile se daju kao vektorske veličine jer zavise i od pravca i od intenziteta. Težina tela vuče nadole. Horizontalna sila reprezentuje guranje predmeta, slika 2.9.


21

Slika 2. 9 Vertikalne i horizontalne sile podizanja i guranja

Slika 2.10 Primer dijagrama slobodnog tela

Slika 2. 11. Primer dijagrama slobodnog tela

Slika 2. 12 Sila držanja


22

Za primer na slici 2.12 sila držanja Fp mora da savlada i trnje odnosno da spreči klizanje predmeta: Fp=w/(2μ). Koeficijent trenja μ zavisi od važnosti i od vrste materijala od kojeg je predmet izrađen (npr. za suvi papir je 0.27 a za vlažan 0.42). Analiza snage potrebne neophodne za držanje ploče

Slika 2. 13 Sila koja deluje na ruku koja drži ploču sa teretom

Primer: Proceniti snagu u prstima, palcima i zglobu potrebnim za držanje ploče kao na slici 2. 12. Nacrtati vektore sila i momenata na šaci i ploči. Proceniti silu na palcu.

Ft*X1-W*X2=0

W*X2

Ft= X1

Proceniti momente u nadlaktici, X1 i X2, sa slike za podatke: W=2 N, X1=25 mm, X2=50 mm.

Ft=50*2/25=4 N

Ukupno opterećenje u prstima (četiri prsta šake) je:

Ff=Ft+W = 4+2=6 N

Ff=Ff2+Ff3+Ff4+Ff5

Prema Hazelton-u snaga u prstu pod brojem 2, 4 i 5 mogu se odrediti kao odnos prema snazi u 3. prstu kao:

F2=0.75*F3

F4=0.76 F3

F5=0.46*F3

Ff= 0.75*F3+F3+0.76*F3+0.46*F3=2.97*F3

F3=Ff/2,97=2 N


23

F2=1.5 N

F4=1.4 N

F5=0.9 N

Moment u zglobu je:

Mw-(W*X3)=0, X3=16.5 cm

Mw=W*X3=33 Ncm

4. Analiza kretanja

Osnovna kretanja (elemeti rada) u procesu rada su: 1. Traženje 2. Izbor 3. Hvatanje 4. Dohvat 5. Pomeranje 6. Držanje 7. Otpuštanje 8. Pozicioniranje 9. Pre pozicioniranje 10. Ispitivanje 11. Sastavljanje 12. Rastavljanje 13. Korišćenje 14. Ne dozvoljena kašnjenje 15. Dozvoljeno kašnjenje 16. Planiranje 17. Odmor za prevazilažnje umora

Na primer : Uzimanje = Dohvat i hvatanje

Stavljanje = Pomeranje + Pozicioniranje

Principi ekonomije kretanja

Primena čovečijeg tela: - Obe šake treba da počnu i završe svoja kretanja u isto vreme, i ne treba da budu

bezposlene istovremeno sem za vreme perioda odmora - Kretanje remena treba da bude simetrično i istovremeno napred i nazad u odnosu

na telo - Kontinualna krivolinijska kretanje šaka se preporučuje pre nego pravolinijsko

kretanje sa iznenadnim promenama u obliku kretanja - Kretanje šake i tela treba da bude ograničeno najnižom klasifikacijom u kojoj je

moguće ispuniti uspešno zadatak. Opšta klasifikacija kretanja šake: - Kretanje prsta (rad sa mišem) - Kretanje prsta i zgloba (rad sa joy stick-om) - Kretanje prsta, zgloba i podlaktice (korišćenje točka upravljača) - Kretanje prsta, zgloba, podlaktice i nadlaktice


24

- Kretanje prsta, zgloba, podlaktice i nadlaktice - Kretanje prsta, zgloba, podlaktice, nadlaktice i ramena - Moment treba primeniti u svakom slučaju kada je potrebno pomoći radniku uvek

kada je to potrebno i treba ga redukovati na minimum kako bi se sprečili napori mišića

Stopalima nisu u mogućnosti da rade sa dovoljno tačnosti kada je operator u stojećem položaju.

Uređenje i uslovi radnog mesta

- Ograničen i fiksiran položaj za sve alate i materijale treba da obezbede eliminaciju faza: traženje i izbor

- Alati i materijali bi trebalo da budu smešteni u normalnoj radnoj oblasti - Dostavljanje podizanjem i spuštanjem treba da redukuju vreme dohvatanja i

pomeranja, takođe kada god je to moguće dodati izbacivače za uklanjanje završenih delova automatski

- Materijali i alati treba da obzbede najbolje sekvence kretanja - Ritam je nepohodan za poboljšanje i automatizaciju performasi operacija. - Odgovarajuće osvetljenje, ventilaciju, temperaturu treba obezbediti.

Projektovanje alata i opreme:

− Delovi treba da budu fiksirani − Alate i materijale treba pre pozicionirati − Alate treba projektovati tako da daju najbolje mehaničke prednosti i korišćenje od

strane najjače populacije. − Dva ili više alata treba kombnovati kad god je to moguće

5. Merenja radnog procesa

Studija vremena rada :

Opažanja zasnovana na sistemu «standardnog vremena» koje se zahteva od kvalifikovanih i dobro obučenih radnika na uobičajenom radnom mestu da urade specifičan zadatak. Razlozi:

- Procena troškova proizvodnje - Slobodni radni dani - Raspored - Efektivnost mašina - Bezbednost - Procena izlaganja hazardnim agensima, matrijalima ili situacijama

Zahtevi − Analiza vremena treniranog radnika − Tajmer − Snimanje kretanja ili video kamera − Trenirani radnik

Procedura analize vremena rada − Stanje ciljeva


25

− Definisanje nadzora, radnika itd. − Konstatacija pogodnosti radnika, opreme i materijala − Izbor odgovarajućeg operatera − Dokumentacija standardne metode kao serije elemenata /koraka − Korišćenje uređaja za tajmiranje za svaki korak zadatka − Ponavljanje dok se ne dostigne zahtevana tačnost − Pregled podataka i uklanjanje grešaka i definisanje kašnjenja ili neregularnih

elemenata − Određivanje «Izabranog» ili «prosečnog elementalnog» vremena za svaki element

zadatka − Brzina operatera

Računanje normalnog vremena: NT=Srednje određeno vreme*Nominalna vrednost(%)/100 Dopuštanja

− Kašnjenja procesa/opreme − Lične potrebe − Zamor

Standardno vreme (kao % Normalnog vremena) ST = Normalno vreme + Normalno vreme *Dopuštanja/100) ili ST=Normalno vreme/(1-Dopuštanje/100)

Računski primeri

Srednja vrednost: ∑=

==n

iisr X

nXX

1

1

Standardno odstupanje: ∑∑== −

−=

⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛

−−

=n

i

in

i

i

nxxs

nxxs

1

22

2/1

1

2

)1()(,

)1()(

Primer 1. Antropometrijski podaci širine šake n=34 91, 85, 86, 74, 88, 83, 75, 91, 85, 83, 84, 95, 90, 80, 86, 82, 70, 70, 85, 86, 74, 88, 83, 75, 91, 85, 83, 84, 96, 90, 80, 86, 82, 70

][411.83],[7.6,95,70 maxmin mmXmmsXX sr =±===

histogramski prikaz: 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 x x - 5x 2x 4x 6x 6x 2x - - 4x - 3x


26

Procenti: 5%; 90%; 95% populacije su bitni za projektovanje

SZXX αα +=%

Z - broj standardnih odstupanja od srednje vrednosti (1-α) sxxz /)( −= % 1.0 2.5 5 10 50 90 95 97.5 99 zα -

2.326 -1.960

-1.645

-1.282

0 1.282 1.645 1.960 2.326

Primer 2. Sračunati 95% širine muške šake iz sledećih podataka, kao i 5% širinu ženske šake

][658.94.0*645.19

*645.1%95

cm

sXsrmus

=+=

+=

][0749.738.0*645.17.7

*645.1%5

cm

sXsrzen

=−=

−=

Primer 3: Kojem procentu populacije odgovara širina ruke od 8.4 [cm] iz prethodnih podataka


27

populacije

ZSXXZSZXX srsr

%7.6

5.14.0/)0.94.8(,/)(,* %%

⇒

−=−=−=+= ααα

Primer 4: Projektovati ručicu tako da veći muškarci mogu da je koriste za hvatanje 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 1x - 1x 2x 2x 3x 4x 5x 6x 5x 4x 4x 3x 2x n=42 95% od n=42 je 40, X95%=92 [mm] dodatak za rukavice približno 37 [mm] te se dobija da je 92+37=129 [mm]

Documents

Ergonomija u prometu (skripta)