Интегрисани приступ у пројектовању радних станица

У ергономији, дизајн радних станица је критичан задатак. Постоји општа сагласност да у сваком радном окружењу, без обзира да ли се ради о плавим овратницима или белим овратницима, добро дизајнирана радна станица унапређује не само здравље и добробит радника, већ и продуктивност и квалитет производа. Насупрот томе, лоше дизајнирана радна станица ће вероватно изазвати или допринети развоју здравствених тегоба или хроничних професионалних болести, као и проблемима у одржавању квалитета производа и продуктивности на прописаном нивоу.

Сваком ергоному, горња изјава може изгледати тривијално. Такође, сваки ергономиста признаје да је радни живот широм света пун не само ергономских недостатака, већ и очигледних кршења основних ергономских принципа. Јасно је евидентно да постоји широко распрострањена несвесност у погледу значаја дизајна радних станица међу одговорним: производним инжењерима, супервизорима и менаџерима.

Важно је напоменути да постоји међународни тренд у погледу индустријског рада који би изгледа подвукао важност ергономских фактора: све већа потражња за побољшаним квалитетом производа, флексибилношћу и прецизношћу испоруке производа. Ови захтеви нису компатибилни са конзервативним погледом на дизајн посла и радних места.

Иако су у садашњем контексту физички фактори дизајна радног места од највеће важности, треба имати на уму да се физички дизајн радне станице у пракси не може одвојити од организације рада. Овај принцип ће бити очигледан у процесу пројектовања који је описан у наставку. Квалитет крајњег резултата процеса ослања се на три ослонца: ергономско знање, интеграцију са продуктивношћу и захтевима квалитета и учешће. Тхе процес имплементације нова радна станица мора да се побрине за ову интеграцију, и то је главни фокус овог чланка.

Дизајн разматрања

Радне станице су намењене за рад. Мора се признати да је полазна тачка у процесу пројектовања радне станице да се одређени производни циљ мора постићи. Дизајнер — често инжењер производње или друга особа на нивоу средњег менаџмента — интерно развија визију радног места и почиње да спроводи ту визију кроз своје медије за планирање. Процес је итеративан: од грубог првог покушаја, решења постају постепено све рафиниранија. Од суштинског је значаја да се ергономски аспекти узму у обзир у свакој итерацији како посао напредује.

Треба напоменути да је ергономски дизајн радних станица је уско повезано са ергономска процена радних станица. У ствари, структура коју овде треба следити подједнако се примењује на случајеве када радна станица већ постоји или када је у фази планирања.

У процесу пројектовања постоји потреба за структуром која осигурава да се узму у обзир сви релевантни аспекти. Традиционални начин да се ово реши је коришћење контролних листа које садрже низ оних варијабли које треба узети у обзир. Међутим, контролне листе опште намене имају тенденцију да буду обимне и тешке за коришћење, пошто у одређеној ситуацији дизајна само делић контролне листе може бити релевантан. Штавише, у практичној ситуацији дизајна, неке варијабле се истичу као важније од других. Потребна је методологија за заједничко разматрање ових фактора у ситуацији пројектовања. Таква методологија ће бити предложена у овом чланку.

Препоруке за дизајн радне станице морају бити засноване на релевантном скупу захтева. Треба напоменути да генерално није довољно узети у обзир граничне вредности прага за појединачне варијабле. Препознати комбиновани циљ продуктивности и очувања здравља чини неопходним да будете амбициознији него у традиционалној дизајнерској ситуацији. Посебно, питање мишићно-коштаних тегоба је главни аспект у многим индустријским ситуацијама, иако ова категорија проблема никако није ограничена на индустријско окружење.

Процес дизајна радне станице

Кораци у процесу

У процесу пројектовања и имплементације радне станице, увек постоји почетна потреба да се корисници информишу и да се пројекат организује тако да омогући пуно учешће корисника и да повећа шансу да запослени потпуно прихвате крајњи резултат. Третман овог циља није у оквиру ове расправе, која се концентрише на проблем проналажења оптималног решења за физички дизајн радне станице, али процес пројектовања ипак дозвољава интеграцију таквог циља. У овом процесу увек треба узети у обзир следеће кораке:

1. прикупљање захтева које је одредио корисник
2. одређивање приоритета захтева
3. пренос захтева у (а) техничке спецификације и (б) спецификације у терминима корисника
4. итеративни развој физичког распореда радне станице
5. физичка имплементација
6. пробни период производње
7. пуна производња
8. евалуација и идентификација проблема одмора.

Овде је фокус на корацима од један до пет. Много пута је само подскуп свих ових корака заправо укључен у дизајн радних станица. За то могу постојати различити разлози. Ако је радна станица стандардног дизајна, као што је у неким ВДУ радним ситуацијама, неки кораци могу бити искључени. Међутим, у већини случајева искључивање неких од наведених корака би довело до радне станице нижег квалитета од онога што се може сматрати прихватљивим. Ово може бити случај када су економска или временска ограничења преозбиљна, или када постоји чисто занемаривање због недостатка знања или увида на нивоу менаџмента.

Збирка кориснички специфицираних захтева

Неопходно је идентификовати корисника радног места као било ког члана производне организације који би могао да допринесе квалификованим ставовима о његовом дизајну. Корисници могу укључивати, на пример, раднике, надзорнике, планере производње и производне инжењере, као и надзорника безбедности. Искуство јасно показује да сви ови актери имају своје јединствено знање које треба искористити у процесу.

Колекција захтева које одреди корисник треба да испуни неколико критеријума:

1. отвореност. У почетној фази процеса не би требало да се примењује филтер. Све тачке гледишта треба забележити без изражене критике.
2. Недискриминација. Ставове из сваке категорије треба третирати једнако у овој фази процеса. Посебно треба обратити пажњу на чињеницу да неке особе могу бити отвореније од других и да постоји ризик да ућуткају неке од других актера.
3. Развој кроз дијалог. Требало би да постоји прилика да се прилагоде и развију захтеви кроз дијалог између учесника различитог порекла. Одређивање приоритета треба да буде део процеса.
4. Прилагодљивост. Процес прикупљања захтева које је одредио корисник треба да буде разумно економичан и да не захтева ангажовање специјалистичких консултаната или дуготрајне временске захтеве од стране учесника.

Горе наведени скуп критеријума може се испунити коришћењем методологије засноване на распоређивање функција квалитета (КФД) према Сулливан-у (1986). Овде се захтеви корисника могу прикупити у сесији у којој је присутна мешовита група актера (не више од осам до десет људи). Сви учесници добијају блок са уклоњивим самолепљивим белешкама. Од њих се тражи да запишу све захтеве на радном месту које сматрају релевантним, сваки на посебном папиру. Аспекти који се односе на радно окружење и безбедност, продуктивност и квалитет треба да буду покривени. Ова активност може трајати онолико дуго колико је потребно, обично десет до петнаест минута. Након ове сесије, један за другим од учесника се тражи да прочитају своје захтеве и да залепе белешке на таблу у просторији где сви у групи могу да их виде. Захтеви су груписани у природне категорије као што су осветљење, помагала за дизање, производна опрема, испуњавање захтева и захтеви флексибилности. Након завршетка рунде, групи се даје могућност да дискутује и коментарише скуп захтева, једну по једну категорију, с обзиром на релевантност и приоритет.

Скуп кориснички специфицираних захтева прикупљених у процесу као што је горе описани чини једну од основа за развој спецификације потражње. Додатне информације у процесу могу произвести друге категорије актера, на пример, дизајнери производа, инжењери квалитета или економисти; међутим, од виталног је значаја да се схвати потенцијални допринос који корисници могу дати у овом контексту.

Одређивање приоритета и спецификација потражње

Што се тиче процеса спецификације, од суштинског је значаја да се размотре различите врсте захтева према њиховој важности; у супротном, сви аспекти који су узети у обзир мораће да се разматрају паралелно, што може довести до тога да ситуацију дизајна учини сложеном и тешком за руковање. Због тога је контролне листе, које морају бити разрађене ако желе да служе сврси, тешко управљати у одређеној ситуацији дизајна.

Можда ће бити тешко осмислити шему приоритета која подједнако добро служи свим типовима радних станица. Међутим, под претпоставком да је ручно руковање материјалима, алатима или производима суштински аспект посла који се обавља на радној станици, постоји велика вероватноћа да ће аспекти повезани са мишићно-скелетним оптерећењем бити на врху листе приоритета. Ваљаност ове претпоставке може се проверити у фази прикупљања захтева корисника у процесу. Релевантни захтеви корисника могу бити, на пример, повезани са напрезањем мишића и умором, посезањем, гледањем или лакоћом манипулације.

Неопходно је схватити да можда неће бити могуће трансформисати све корисничке захтеве у техничке спецификације захтева. Иако се такви захтеви могу односити на суптилније аспекте као што је удобност, они ипак могу бити од велике важности и треба их размотрити у процесу.

Променљиве мишићно-скелетног оптерећења

У складу са горе наведеним резоновањем, овде ћемо применити став да постоји скуп основних ергономских варијабли које се односе на мишићно-скелетно оптерећење које треба узети у обзир као приоритет у процесу пројектовања, како би се елиминисао ризик од поремећаји мишићно-скеталног система у вези са радом (ВРМДс). Ова врста поремећаја је синдром бола, локализован у мишићно-скелетном систему, који се развија током дугих временских периода као резултат поновљених стресова на одређеном делу тела (Путз-Андерсон 1988). Основне варијабле су (нпр. Цорлетт 1988):

• потражња за мишићном снагом

• захтев за радним држањем

• захтев времена.

С обзиром на мишићна сила, постављање критеријума може бити засновано на комбинацији биомеханичких, физиолошких и психолошких фактора. Ово је варијабла која се операционализује мерењем захтева за излазном силом, у смислу руковане масе или потребне силе за, рецимо, рад рукохвата. Такође, можда ће се морати узети у обзир вршна оптерећења у вези са веома динамичним радом.

Радни положај Захтеви се могу проценити мапирањем (а) ситуација у којима су зглобне структуре истегнуте изван природног опсега покрета, и (б) одређених посебно незгодних ситуација, као што су клечање, увијање или погнути положаји, или рад са руком која се држи изнад рамена ниво.

Време захтева може се проценити на основу мапирања (а) краткотрајног, понављајућег рада и (б) статичког рада. Треба напоменути да се статичка евалуација рада не може искључиво односити на одржавање радног положаја или стварање константне излазне силе током дугих временских периода; са становишта стабилизирајућих мишића, посебно у раменом зглобу, наизглед динамичан рад може имати статички карактер. Стога ће можда бити неопходно размотрити дуге периоде заједничке мобилизације.

Прихватљивост ситуације је наравно заснована у пракси на захтевима дела тела који је под највећим оптерећењем.

Важно је напоменути да ове варијабле не треба разматрати једну по једну, већ заједно. На пример, захтеви велике силе могу бити прихватљиви ако се јављају само повремено; подизање руке изнад нивоа рамена с времена на време обично није фактор ризика. Али комбинације међу таквим основним варијаблама морају се узети у обзир. Ово чини постављање критеријума тешким и укљученим.

У Ревидирана НИОСХ једначина за дизајн и евалуацију задатака ручног руковања (Ватерс ет ал. 1993), овај проблем се решава осмишљавањем једначине за препоручена ограничења тежине која узима у обзир следеће посредничке факторе: хоризонтално растојање, вертикалну висину дизања, асиметрију дизања, спајање ручке и фреквенцију дизања. На овај начин, граница прихватљивог оптерећења од 23 килограма заснована на биомеханичким, физиолошким и психолошким критеријумима у идеалним условима, може бити значајно модификована узимајући у обзир специфичности радне ситуације. НИОСХ једначина даје основу за процену рада и радних места која укључују задатке дизања. Међутим, постоје озбиљна ограничења у погледу употребљивости НИОСХ једначине: на пример, могу се анализирати само подизања са две руке; научни докази за анализу једноручних дизања су још увек неубедљиви. Ово илуструје проблем примене научних доказа искључиво као основе за дизајн рада и радног места: у пракси се научни докази морају спојити са образованим ставовима особа које имају директно или индиректно искуство о врсти посла који се разматра.

Модел коцке

Ергономска евалуација радних места, узимајући у обзир сложен скуп варијабли које треба узети у обзир, у великој мери представља проблем комуникације. На основу горе описане дискусије о одређивању приоритета, развијен је модел коцке за ергономску процену радних места (Кадефорс 1993). Овде је примарни циљ био да се развије дидактичко средство за потребе комуникације, засновано на претпоставци да излазна снага, држање и временске мере у великој већини ситуација представљају међусобно повезане, приоритетне основне варијабле.

За сваку од основних варијабли, препознато је да се захтеви могу груписати у односу на озбиљност. Овде се предлаже да се такво груписање може направити у три класе: (1) ниске захтеве, (КСНУМКС) средњих захтева или (3) високе захтеве. Нивои потражње се могу поставити било коришћењем било каквих научних доказа који су доступни или применом консензусног приступа са панелом корисника. Ове две алтернативе се наравно не искључују и могу довести до сличних резултата, али вероватно са различитим степеном општости.

Као што је горе наведено, комбинације основних варијабли одређују у великој мери ниво ризика у погледу развоја мишићно-скелетних тегоба и кумулативних трауматских поремећаја. На пример, високи временски захтеви могу учинити радну ситуацију неприхватљивом у случајевима када постоје и захтеви најмање средњег нивоа у погледу силе и држања. Од суштинског је значаја у дизајнирању и процени радних места да се најважније варијабле разматрају заједно. Овде модел коцке за такве сврхе евалуације се предлаже. Основне варијабле — сила, положај и време — чине три осе коцке. За сваку комбинацију захтева може се дефинисати поткоцка; укупно, модел укључује 27 таквих поткуба (види слику 1).

Слика 1. „Модел коцке“ за процену ергономије. Свака коцка представља комбинацију захтева који се односе на силу, држање и време. Светлост: прихватљива комбинација; сива: условно прихватљива; црно: неприхватљиво

Суштински аспект модела је степен прихватљивости комбинација потражње. У моделу је предложена трозонска класификациона шема ради прихватљивости: (1) ситуација је прихватљив, (2) ситуација је условно прихватљиво или (3) ситуација је неприхватљиво. У дидактичке сврхе, свакој поткоцки може бити дата одређена текстура или боја (рецимо зелено-жуто-црвена). Опет, процена може бити заснована на корисницима или на научним доказима. Условно прихватљива (жута) зона значи да „постоји ризик од болести или повреде који се не може занемарити, за целу или део популације оператера у питању“ (ЦЕН 1994).

Да би се развио овај приступ, корисно је размотрити случај: процену оптерећења на рамену при руковању материјалима умереним темпом једном руком. Ово је добар пример, јер у оваквој ситуацији обично су рамена структура под највећим оптерећењем.

У погледу променљиве силе, класификација се у овом случају може заснивати на маси којом се рукује. овде, мала потражња за силом је идентификован као ниво испод 10% максималног вољног капацитета дизања (МВЛЦ), што износи приближно 1.6 кг у оптималној радној зони. Висока потражња за силом захтева више од 30% МВЛЦ, отприлике 4.8 кг. Тражња средње силе спада између ових граница. Ниско постурално оптерећење је када је надлактица близу грудног коша. Висок постурални напон је када абдукција или флексија рамена прелази 45°. Средње постурално напрезање је када је угао абдукције/флексије између 15° и 45°. Мала потражња за временом је када руковање траје мање од једног сата по радном дану, укључено и искључено, или непрекидно мање од 10 минута дневно. Висока временска потражња је када се руковање одвија дуже од четири сата по радном дану, или непрекидно дуже од 30 минута (континуирано или понављајуће). Потражња средњег времена је када изложеност падне између ових граница.

На слици 1, степени прихватљивости су додељени комбинацијама захтева. На пример, види се да се високи временски захтеви могу комбиновати само са комбинованим захтевима ниске силе и постуралних захтева. Прелазак од неприхватљивог ка прихватљивом може се предузети смањењем захтева у било којој димензији, али смањење временских захтева је најефикаснији начин у многим случајевима. Другим речима, у неким случајевима треба променити дизајн радног места, у другим случајевима може бити ефикасније променити организацију рада.

Коришћење консензус панела са скупом корисника за дефинисање нивоа потражње и класификацију степена прихватљивости може значајно побољшати процес пројектовања радне станице, као што се разматра у наставку.

Додатне варијабле

Поред основних варијабли које смо претходно размотрили, скуп варијабли и фактора који карактеришу радно место са ергономске тачке гледишта мора се узети у обзир, у зависности од конкретних услова ситуације која се анализира. То укључује:

• мере предострожности за смањење ризика од незгода

• специфични фактори животне средине као што су бука, осветљење и вентилација

• изложеност климатским факторима

• излагање вибрацијама (од ручних алата или целог тела)

• лакоћа испуњавања захтева за продуктивношћу и квалитетом.

У великој мери ови фактори се могу разматрати један по један; стога приступ контролне листе може бити користан. Грандјеан (1988) у свом уџбенику покрива суштинске аспекте који се обично морају узети у обзир у овом контексту. Конз (1990) у својим смерницама предвиђа организацију радних станица и дизајн скупа водећих питања која се фокусирају на повезивање радника и машине у производним системима.

У процесу пројектовања који се овде прати, контролну листу треба читати у вези са захтевима које је одредио корисник.

Пример дизајна радне станице: ручно заваривање

Као илустративан (хипотетички) пример, овде је описан процес пројектовања који води до имплементације радне станице за ручно заваривање (Сундин ет ал. 1994). Заваривање је активност која често комбинује високе захтеве за мишићном силом са високим захтевима за ручном прецизношћу. Дело има статички карактер. Заваривач често ради искључиво заваривање. Радно окружење заваривања је генерално непријатељско, са комбинацијом изложености високим нивоима буке, дима заваривања и оптичког зрачења.

Задатак је био да се осмисли радно место за ручно МИГ (метални инертни гас) заваривање предмета средње величине (до 300 кг) у радионичком окружењу. Радна станица је морала да буде флексибилна јер је требало да се произведу различити предмети. Постојали су високи захтеви за продуктивношћу и квалитетом.

Процес КФД је спроведен да би се обезбедио скуп захтева радне станице у смислу корисника. Укључени су заваривачи, производни инжењери и дизајнери производа. Захтеви корисника, који овде нису наведени, покривају широк спектар аспеката укључујући ергономију, безбедност, продуктивност и квалитет.

Користећи приступ модела коцке, панел је консензусом идентификовао границе између високог, умереног и ниског оптерећења:

1. Променљива сила. Мање од 1 кг руковане масе се назива малим оптерећењем, док се више од 3 кг сматра великим оптерећењем.
2. Варијабла постуралног напрезања. Радни положаји који подразумевају велико оптерећење су они који укључују подигнуте руке, уврнуте или дубоко савијене положаје и положаје клечећи, а такође укључују ситуације у којима се ручни зглоб држи у екстремној флексији/екстензији или девијацији. Ниско напрезање се јавља када је држање усправно стојећи или седећи и где су руке у оптималним радним зонама.
3. Временска варијабла. Мање од 10% радног времена посвећеног заваривању сматра се малом потражњом, док се више од 40% укупног радног времена назива високом потражњом. Средњи захтеви се јављају када варијабла падне између граница наведених изнад, или када је ситуација нејасна.

Из процене коришћењем модела коцке (слика 1) било је јасно да се високи временски захтеви не могу прихватити ако постоје истовремени високи или умерени захтеви у смислу силе и постуралног напрезања. Да би се ови захтеви смањили, сматрало се да је неопходно механизовано руковање објектима и вешање алата. Постојао је консензус око овог закључка. Коришћењем једноставног програма за компјутерско пројектовање (ЦАД) (РООМЕР), креирана је библиотека опреме. Различити распореди радних места могу се врло лако развити и модификовати у блиској интеракцији са корисницима. Овај приступ дизајну има значајне предности у односу на пуко гледање планова. Он даје кориснику непосредну визију о томе како би требало да изгледа радно место.

Слика 2. ЦАД верзија радне станице за ручно заваривање, добијена у процесу пројектовања

На слици 2 приказана је радна станица за заваривање до које се стигло коришћењем ЦАД система. То је радно место које смањује захтеве за силом и држањем и које испуњава скоро све преостале захтеве корисника.

Слика 3. Имплементирана радна станица за заваривање

На основу резултата првих фаза процеса пројектовања имплементирано је радно место заваривања (слика 3). Средства овог радног места укључују:

1. Рад у оптимизованој зони је олакшан коришћењем компјутеризованог уређаја за руковање предметима заваривања. Постоји надземна дизалица за транспортне сврхе. Као алтернатива, испоручује се балансирани уређај за подизање за лако руковање предметима.
2. Пиштољ за заваривање и машина за брушење су суспендовани, чиме се смањују захтеви за силом. Могу се поставити било где око предмета заваривања. Испоручује се столица за заваривање.
3. Сви медији долазе одозго, што значи да на поду нема каблова.
4. Радна станица има осветљење на три нивоа: општи, радни и процесни. Осветљење радног места долази од рампи изнад зидних елемената. Процесно осветљење је интегрисано у руци за вентилацију дима заваривања.
5. Радна станица има вентилацију на три нивоа: општа вентилација померања, вентилација радног места помоћу покретне руке и интегрисана вентилација у МИГ пиштољу за заваривање. Вентилација радног места се контролише из пиштоља за заваривање.
6. На три стране радног места налазе се зидни елементи који апсорбују буку. Провидна завеса за заваривање покрива четврти зид. Ово омогућава заваривачу да буде информисан о томе шта се дешава у окружењу радионице.

У стварној дизајнерској ситуацији, због економских, просторних и других ограничења, можда ће се морати правити компромиси различитих врста. Треба напоменути, међутим, да је за индустрију заваривања широм света тешко доћи до лиценцираних заваривача и да представљају значајну инвестицију. Готово ниједан заваривач не одлази у нормалну пензију као активни заваривач. Одржавање квалификованог заваривача на послу је корисно за све укључене стране: заваривача, компанију и друштво. На пример, постоје веома добри разлози зашто опрема за руковање објектима и позиционирање треба да буде саставни део многих радних места заваривања.

Подаци за пројектовање радне станице

Да бисте могли правилно дизајнирати радно место, можда ће бити потребни опсежни скупови основних информација. Такве информације укључују антропометријске податке категорија корисника, снагу дизања и друге податке о капацитету излазне силе мушке и женске популације, спецификације шта чини оптималне радне зоне и тако даље. У овом чланку дате су референце на неке кључне радове.

Најпотпунији третман практично свих аспеката дизајна рада и радних станица је вероватно још увек Грандјеанов уџбеник (1988). Информације о широком спектру антропометријских аспеката релевантних за дизајн радних станица представља Пхеасант (1986). Велике количине биомеханичких и антропометријских података дају Цхаффин и Андерссон (1984). Конз (1990) је представио практичан водич за дизајн радних станица, укључујући многа корисна правила. Критеријуме за процену горњег екстремитета, посебно у погледу кумулативних трауматских поремећаја, представио је Путз-Андерсон (1988). Модел процене за рад са ручним алатима дали су Сперлинг и сар. (1993). Што се тиче ручног подизања, Ватерс и сарадници су развили ревидирану НИОСХ једначину, сумирајући постојеће научно знање о овој теми (Ватерс ет ал. 1993). Спецификације функционалне антропометрије и оптималних радних зона представили су, на пример, Ребиффе, Заиана и Тарриере (1969) и Дас и Гради (1983а, 1983б). Митал и Карвовски (1991) су уредили корисну књигу у којој се разматрају различити аспекти који се посебно односе на дизајн индустријских радних места.

Велика количина података потребних за правилно пројектовање радних станица, узимајући у обзир све релевантне аспекте, учиниће неопходном коришћење савремене информационе технологије од стране производних инжењера и других одговорних људи. Вероватно ће у блиској будућности бити доступни различити типови система за подршку одлучивању, на пример у облику система заснованих на знању или експертских система. Извештаје о таквим развојима дали су, на пример, ДеГреве и Ајуб (1987), Лауриг и Ромбах (1989) и Пхам и Ондер (1992). Међутим, изузетно је тежак задатак осмислити систем који би крајњем кориснику омогућио лак приступ свим релевантним подацима потребним у специфичној пројектној ситуацији.

Назад