Обеспечение производственной безопасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

производственный безопасность человек

• Введение
• 1. Человеческий фактор в обеспечении производственной безопасности
• 1.1 Характеристики основных форм деятельности человека
• 1.2 Физиологические характеристики человека
• 1.3 Психофизическая деятельность человека
• 1.4 Надежность человека как звена технической системы
• Заключение
• Литература
• Введение
• Уровень решения проблем обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в любом современном государстве может служить наиболее достоверным и комплексным критерием для оценки как степени экономического развития и стабильности этого государства, так и для оценки нравственного состояния общества. Это объясняется тем, что глубокое и всестороннее решение сложных проблем, порожденных научно-техническим прогрессом, требует громадных капиталовложений и высокой культуры производства, а, следовательно, под силу только экономически высокоразвитому, стабильному государству, обладающему мощным научно-техническим и интеллектуальным потенциалом. С другой стороны, решение проблем безопасности требует активного участия всех членов общества, высокого гражданского самосознания, готовности к ущемлению сегодняшних интересов, а иногда к определенному ограничению индивидуальных свобод, во имя жизни человека и развития будущих поколений. Это возможно только в обществе организованном на принципах высокой нравственности и культуры. Реализация этих принципов может быть достигнута на основе тщательно проработанной и организованной непрерывной системы образования и воспитания, охватывающей все ступени образования от дошкольного воспитания до системы повышения квалификации и переподготовки кадров.
• Особое значение образование и воспитание в области безопасности приобретает в технических вузах, где достигнутый в процессе обучения уровень профессионализма будущих разработчиков новой техники и технологии, руководителей производства во многом будет определять эффективность решения проблем безопасности непосредственно в источниках их возникновения. Глубокое изучение проблем безопасности жизнедеятельности в технических вузах должно реализовываться на основе единого гармоничного и последовательного процесса, построенного с учетом непрерывности, междисциплинарности и охватывающего все формы обучения от лекций до дипломного проектирования.
• Важнейшей целью этого процесса является формирование у специалистов мышления, основанного на глубоком осознании главного принципа - безусловности приоритетов безопасности при решении любых инженерных задач, будь то в области научного поиска или проектно-конструкторских разработок или в области организации и управления производством.
• Основной целью образования в области БЖД является достижение высокого профессионализма, который предусматривает глубокое изучение методов и средств анализа, проектирования, развития и управления эргатехническими системами, являющимися частными конкретными реалиями общей системы «человек - машина - среда обитания».
• Особо остро проявляются проблемы обеспечения безопасности человека непосредственно на предприятиях, где зоны формирования различных опасных и вредных факторов практически пронизывают всю производственную среду, в которой осуществляется трудовая деятельность персонала.
• В то же время проблемы обеспечения безопасности рабочих на современном предприятии можно условно разделить на проблемы, характерные для любого объекта хозяйственной деятельности, и проблемы, связанные со спецификой технологических процессов, организации производства и дислокации предприятий.
• Так, характерной особенностью современного производства является применение на одном предприятии, в цехе, а часто и на производственном участке самых разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-химической основе, реализуемых на современном высокопроизводительном оборудовании с использованием широкой номенклатуры технологических материалов. При этом современному производству свойственна также быстрая смена технологий, обновление оборудования, внедрение новых процессов и материалов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последствий их применения.
• На большинстве предприятий широко применяются высокотоксичные, легковоспламеняющиеся вещества, различного рода излучения, технологические процессы зачастую сопровождаются значительными уровнями шума, вибрации, ультра- и инфразвука, жесткими и стабильными параметрами микроклимата, большинство операций производится в условиях высокого зрительного напряжения, запыленности и загазованности.
• Иными словами, все это разнообразие, сложность и новизна технологий определяют в свою очередь многообразие, сложность и новизну проблем безопасности, причем решать их часто приходится в сжатые сроки, не прерывая производство. Сложность технологических процессов, высокие требования к точности технологических режимов в значительной мере исключают возможность непосредственного воздействия на технологические процессы для повышения безопасности, т.е. исключается «борьба в источнике». Поэтому центр тяжести мероприятий переносится на создание новых технологий, а также устройств, снижающих вредное влияние технологических процессов на обслуживающий персонал, на создание эффективных организационных и управленческих воздействий.
• Таким образом, учитывая выше изложенное, можно говорить об актуальности, необходимости и одновременно значительной методологической сложности изучения проблем производственной безопасности.
• 1. Человеческий фактор в обеспечении производственной безопасности
• Деятельность человека с позиции анализа опасностей целесообразно рассматривать как систему, состоящую из двух взаимосвязанных сложных подсистем: «человек (организм -личность)» и «среда обитания (производственная среда)». Опасности, формируемые системой «человек (организм - личность)», определяются антропометрическими, физиологическими, психофизическими и психологическими возможностями человека выполнять производственную деятельность.
• 1.1 Характеристики основных форм деятельности человека
• Деятельность человека носит самый разнообразный характер. Несмотря на это, ее можно разграничить на три основные группы по характеру выполняемых человеком функций.
• Физический труд. Физическим трудом (работой) называют выполнение человеком энергетических функций в системе «человек - орудие труда».
• Физическая работа требует значительной мышечной активности. Она подразделяется на два вида: динамическую и статическую. Динамическая работа связана с перемещением тела человека, его рук, ног, пальцев в пространстве; статическая - с воздействием нагрузки на верхние конечности, мышцы корпуса и ног при удерживании груза, при выполнении работы стоя или сидя. Динамическая физическая работа, при котором в процессе трудовой деятельности задействовано более 2/3 мышц человека, - называется общей, при участии в работе от 2/3 до 1/3 мышц человека (мышцы только корпуса, ног, рук) региональной, при локальной динамической физической работе задействовано менее 1/3 мышц (например, набор текста на компьютере). Физическая тяжесть работы определяется энергетическими затратами в процессе трудовой деятельности и подразделяется на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые физические работы.
• Рис. 1. Основные формы деятельности человека
• Легкие физические работы (категория 1) подразделяются на две категории: la, при которой энергозатраты составляют до 139 Вт, и lб, при которой энергозатраты составляют 140-174 Вт. К категории la относятся работы, проводимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим усилием. К категории lб относятся работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим усилием.
• Физические работы средней тяжести (категория 2) подразделяются на две категории: 2а, при которой энергозатраты составляют 175-232 Вт, и 2б, при которой энергозатраты составляют 233-290 Вт. К категории 2а относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенных физических усилий. К категории 2б относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и перенесением тяжестей массой до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим усилием.
• Тяжелые физические работы характеризуются расходом энергии более 290 Вт. К этой категории относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и перенесением значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.
• Энергетические затраты на мышечную работу. Затраты энергии на мышечную работу в труде (сверх уровня покоя и независимо от влияния эмоций, связанных с работой, влияния температуры воздуха и пр.) могут быть рассчитаны для среднего рабочего как сумма затрат на поддержание рабочей позы и на выполняемую мышцами механическую работу.
• Механизированные формы физического труда в системе «человек - машина». Человек выполняет умственные и физические функции. Деятельность человека (далее человека-оператора) происходит по одному из процессов:
• Детерминированному - по заранее известным правилам, инструкциям, алгоритмам действий, жесткому технологическому графику и т. п.,
• Энергетические затраты на поддержание рабочей позы:
• Сидя - 1,3 кДж/мин
• На коленях - 2,1 кДж/мин
• На корточках - 2,1 кДж/мин
• Стоя - 2,5 кДж/мин
• Стоя в наклоне более чем на 15 % и другие неудобные позы - 3,4 кДж/мин
• Недетерминированному - когда возможны неожиданные события в выполняемом технологическом процессе, неожиданное появление сигналов, но в то же время известны управляющие действия при появлении неожиданных событий (расписаны правила, инструкции и т.п.) в выполняемом процессе.
• Различают несколько типов операторской деятельности в технических системах, классифицируемых в зависимости от основной функции, выполняемой человеком, и доли мыслительной и физической загрузки, включенных в операторскую работу.
• - Оператор - технолог. Это - операторы технологических процессов, автоматических линий и пр.
• - Оператор - манипулятор (машинист). К числу выполняемых им функций относится управление отдельными машинами и механизмами.
• - Оператор - наблюдатель, контролер (например, диспетчер технологической линии или транспортной системы).
• Оператор работает как в режиме немедленного, так и отсроченного обслуживания в масштабах реального (настоящего) времени. В его деятельности в значительной мере используется аппарат понятийного мышления и опыт, заложенный в образно-концептуальных моделях. Физическая работа здесь играет несущественную роль.
• Функционирование организма требует протекания в нем химических и биохимических процессов в достаточно строгих температурных пределах. Для температуры тела это интервал находится в пределах 36,5-37,0° С.
• В процессе взаимодействия человека с окружающей средой температура тела может значительно изменяться, что связано с температурой, влажностью и подвижностью воздуха в окружающей среде, а также тепловой радиацией от различных видов оборудования, используемых в производственной среде. Приспособление организма человека к изменениям параметров состояния окружающей среды выражается в способности протекания в нем процессов терморегуляции.
• Терморегуляция - совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на поддержание постоянства температуры тела (36-37 °С). Это обеспечивает нормальное функционирование организма, способствует протеканию биохимических процессов в организме человека. Терморегуляция исключает переохлаждение или перегрев организма человека. Терморегуляция, таким образом, обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующимся в организме и излишком тепла, непрерывно отдаваемым в окружающую среду, т.е. сохраняет тепловой баланс организма.
• Умственный труд (интеллектуальная деятельность). Этот труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующие преимущественного напряжения внимания, сенсорного аппарата, памяти, а также активации процессов мышления, эмоциональной сферы (управление, творчество, преподавание, наука, учеба и т. п.).
• Операторский труд - отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. Управленческий труд - определяется чрезмерным ростом объема информации, возрастанием дефицита времени для ее переработки, повышения личной ответственности за принятие решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций. Творческий труд - требует значительного объема памяти, напряжения внимания, нервно-эмоционального напряжения. Труд преподавателя - постоянный контакт с людьми, повышенная ответственность, дефицит времени и информации для принятия решения - это обуславливает высокую степень нервно-эмоционального напряжения. Труд учащегося - память, внимание, восприятие, наличие стрессовых ситуаций.
• При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15 ... 20% от общего объема в организме. При этом потребление кислорода 100 г коры головного мозга оказывается в 5 раз больше, чем расходует скелетная мышца такого же веса при максимальной нагрузке. Суточный расход энергии при умственном труде составляет от 10,5 до 12,5 МДж. Так, при чтении вслух расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией - на 94 %, у операторов вычислительных машин - на 60-100%.
• При выполнении человеком умственной работы при нервно-эмоциональном напряжении имеют место сдвиги в вегетативных функциях человека: повышение кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение легочной вентиляции и потребление кислорода, повышение температуры тела. По окончании умственной работы утомление остается дольше, чем при физической работе.
• Тяжесть и напряженность труда. Тяжесть труда является количественной характеристикой физического труда. Напряженность труда - количественная характеристика умственного труда. Она определяется величиной информационной нагрузки.
• На производстве различают четыре уровня воздействия факторов условий труда на человека:
• - комфортные условия труда обеспечивают оптимальную динамику работоспособности человека и сохранение его здоровья;
• - относительно дискомфортные условия труда при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы;
• - экстремальные условия труда приводят к снижению работоспособности человека, не вызывают функциональные изменения, выводящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим изменениям;
• - сверхэкстремальные условия труда приводят к возникновению в организме человека патологических изменений и к потере трудоспособности.
• Медико-физиологическая классификация тяжести и напряженности труда проводится на основании комплексной количественной оценки факторов условий труда, называемой интегральной величиной тяжести и напряженности труда .
• К 1 категории относят работы, выполняемые в оптимальных условиях труда при благоприятных нагрузках. 2 категория включает работы, выполняемые в условиях, соответствующих предельно допустимым значениям производственных факторов. К 3 категории относят работы, при которых вследствие не вполне благоприятных условий труда у людей формируются реакции, характерные для пограничного состояния организма (ухудшение некоторых показателей психофизиологического состояния к концу работы). 4 категория включает работы, при которых неблагоприятные условия труда приводят к реакциям, характерным для предпатологического состояния у большинства людей. К 5 категории относят работы, при которых в результате воздействия весьма неблагоприятных условий труда у людей в конце рабочего периода формируются реакции, характерные для патологического функционального состояния организма. 6 категория включает работы, при которых подобные реакции формируются вскоре после начала трудового периода (смены, недели).
• 1 и 2 категории тяжести и напряженности труда соответствуют комфортным производственным условиям, 3 - относительно дискомфортным, 4 и 5- экстремальным и 6 - сверхэкстремальным.
• 1.2 Физиологические характеристики человека
• Общие характеристики анализаторов. Целесообразная и безопасная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних системах организма. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов - подсистем центральной нервной системы (ЦНС), обеспечивающих прием и первичный анализ информационных сигналов. Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. Sensus - чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки - сенсорным восприятием.
• Рис. 2. Функциональная схема анализатора
• В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:
• Внешние - зрительный (рецептор - глаз); слуховой (рецептор - ухо); тактильный, болевой, температурный (рецепторы кожи); обонятельный (рецептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и неба).
• Внутренние - анализатор давления; кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях); вестибулярный (рецептор в полости уха); специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.
• Рассмотрим основные параметры анализаторов.
• 1. Абсолютная чувствительность к интенсивности сигнала (абсолютный порог ощущения по интенсивности) - характеризуется минимальным значением воздействующего раздражителя, при котором возникает ощущение. В зависимости от вида раздражителя абсолютный порог измеряется в единицах энергии, давления, температуры, количества или концентрации вещества и т.п. Минимальную адекватно ощущаемую интенсивность сигнала принято называть нижним порогом чувствительности.
• Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя.
• 2. Предельно допустимая интенсивность сигнала (обычно близка к болевому порогу). Максимальную адекватно ощущаемую величину сигнала принято называть верхним порогом чувствительности.
• 3. Диапазон чувствительности к интенсивности -включает все переходные значения раздражителя от абсолютного порога чувствительности до болевого порога.
• 4. Дифференциальная (различительная) чувствительность к изменению интенсивности сигнала - это минимальное изменение интенсивности сигнала, ощущаемое человеком.
• 5. Дифференциальная (различительная) чувствительность к изменению частоты сигнала - это минимальное изменение частоты F сигнала, ощущаемое человеком.
• 6. Границы (диапазон) спектральной чувствительности (абсолютные пороги ощущений по частоте, длине волны) определяются для анализаторов, чувствительных к изменению частотных характеристик сигнала (зрительного, слухового, вибрационного), отдельно нижний и верхний пороги.
• 7. Пространственные характеристики чувствительности специфичны для каждого анализатора.
• 8. Для каждого анализатора характерна минимальная длительность сигнала, необходимая для возникновения ощущений. Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ответного действия на сигнал (сенсомоторная реакция), называют латентным периодом.
• 9. Адаптация (привыкание) и сенсибилизация (повышение чувствительности) - характеризуются временем и присущи каждому типу анализаторов.
• Функционирование разных анализаторов существенно изменяется под влиянием неблагоприятных для человека условий. Низке и высокие температуры, вибрации, перегрузки, невесомость, слишком интенсивные потоки информации, ведущие к дефициту времени, и ее недостаток, утомление, вызванное длительной работой или неблагоприятными условиями, состояние стресса - все эти факторы вызывают различные изменения характеристик анализаторов.
• Характеристика зрительного анализатора. В процессе деятельности человек до 90 % всей информации получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации происходит в световом диапазоне (380-760 нм) электромагнитных волн. Цветовые ощущения вызываются действием световых волн, имеющих различную длину.
• Глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Наибольшая чувствительность в условиях обычного дневного освещения (В= 9,56 кд/м²) достигается при длине волн 554 нм (в желто-зеленой части спектра) и убывает в обе стороны от этого значения.
• Абсолютная слепящая яркость наступает при 225 000 кд/м2. Эффект ослепления может наступить и при меньших яркостях, если скорость нового объекта, попавшего в поле зрения, превысит яркость того объекта, на которую адаптирован глаз. Минимальная интенсивность светового воздействия, вызывающая ощущение света, называется порогом световой чувствительности.
• Временные характеристики восприятия сигналов:
• - латентный период (скрытый период) - время от подачи сигнала до момента возникновения ощущения (0,15 ... 0,22 с);
• - порог обнаружения сигнала при большей яркости - 0,001с, при длительности вспышки 0,1с. Яркость сигнала практического значения не имеет;
• - привыкание к темноте (неполная темновая адаптация) длится от нескольких секунд до нескольких минут;
• - восприятие мелькающего света (критическая частота слияния мельканий) изменяется от 14 до 70 Гц в зависимости от яркости импульсов, их формы, угловых размеров объекта, уровня зрительной адаптации, функционального состояния человека и т.п. Для исключения слияния мельканий рекомендуется проецирование сигналов с частотой 3 ... 8 Гц.
• Восприятие пространства - формы, объема, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся, достигается за счет бинокулярного зрения двумя глазами.
• Информация об удалении предметов достигается за счет конвергенции - сведений зрительных осей на объекте восприятия, благодаря чему возникают мышечные двигательные ощущения, которые и дают информацию.
• Характеристика слухового анализатора. С помощью звуковых сигналов человек получает до 10 % информации.
• Характерными особенностями слухового анализатора являются:
• - способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;
• - способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;
• - способность устанавливать со значительной точностью месторасположение источника звука.
• В связи с этим слуховое представление информации осуществляется в тех случаях, когда оказывается возможным использовать указанные свойства слухового анализатора. Наиболее часто слуховые сигналы применяются для сосредоточенного внимания человека -оператора (предупредительные сигналы и сигналы опасности), для передачи информации человеку-оператору, находящемуся в положении, не обеспечивающим ему достаточной для работы видимости объекта управления, приборной панели и т.п., а также для разгрузки зрительной системы.
• Для эффективного использования слуховой формы представления информации необходимо знание характеристик слухового анализатора. Свойства слухового анализатора оператора проявляются в восприятии звуковых сигналов. С физической точки зрения звуки представляют собой распространяющиеся механические колебательные движения в слышимом диапазоне частот.
• Основные параметры (характеристики) звуковых сигналов (колебаний):
• - интенсивность (амплитуда),
• - частота и форма, которые отражаются в таких звуковых ощущениях как громкость, высота и тембр.
• Воздействие звуковых сигналов на звуковой анализатор определяется уровнем звукового давления (Па). Интенсивность (сила) звука (Вт/м2) определяется плотностью потока звуковой энергии (плотностью мощности).
• Характеристика кожного анализатора. Обеспечивает восприятие прикосновения (слабого давления), боли, тепла, холода и вибрации. Для каждого из этих ощущений (кроме вибрации) в коже имеются специфические рецепторы, либо их роль выполняют свободные нервные окончания. Каждый микроучасток кожи обладает наибольшей чувствительностью к тем раздражителям (сигналам), для которых на этом участке имеется наибольшая концентрация соответствующих рецепторов - болевых, температурных и тактильных. Так, плотность размещения составляет: на тыльной части кисти - 188 болевых, 14 осязательных, 7 холодовых и 0,5 тепловых на квадратный сантиметр поверхности; на грудной клетке соответственно - 196, 29,9 и 0,3. Воздействие в этих точках даже не специфическим, но достаточно сильным раздражителем независимо от его характера вызывает специфическое ощущение, обусловленное типом рецептора. Например, интенсивный тепловой луч, попадая в точку боли, вызывает ощущение боли.
• Чувствительность к прикосновению. Это - ощущение, возникающее при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление), вызывающих деформацию кожи. Ощущение возникает только в момент деформации. Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по тому минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит едва заметное ощущение прикосновения. Наиболее высоко развита чувствительность на дистальных частях тела. Примерные пороги ощущений: для кончиков пальцев руки - 3 г/мм2; на тыльной стороне пальца- 5 г/мм2 , на тыльной стороне кисти -12 г/мм2; на животе- 26 г/мм2 ; на пятке - 250 г/мм2 . Порог различения в среднем равен примерно 0,07 исходной величины давления.
• Вибрационная чувствительность. Вибрационная чувствительность обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная, поэтому топография распределения вибрационной чувствительности по поверхности тела аналогична тактильной.
• Диапазон ощущения вибрации высок: 5 ... 12 000 Гц. Наиболее высока чувствительность к частотам 200 ... 250 Гц. При их увеличении и уменьшении вибрационная чувствительность снижается. В этом случае пороговая амплитуда вибрации минимальна и равна 1 мкм. Пороги вибрационной чувствительности различны для разных участков тела. Наибольшей чувствительностью обладают дистальные участки тела человека, т.е. которые наиболее удалены от его медиальной плоскости (например, кисти рук).
• Кожаная чувствительность к боли. Этот вид чувствительности обусловлен воздействием на поверхность кожи механических, тепловых, химических, электрических и других раздражителей. В эпителиальном слое кожи имеются свободные нервные окончания, которые являются специализированными нервными рецепторами. Между тактильными и болевыми рецепторами существуют противоречивые отношения. Проявляются они в том, что наименьшая плотность болевых рецепторов приходится на те участки кожи, которые наиболее богаты тактильными рецепторами, и наоборот. Противоречие обусловлено различием функций рецепторов в жизни организма. Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Тактильная чувствительность связана с ориентировочными рефлексами, в частности, это вызывает рефлекс сближения с раздражителем.
• Биологический смысл боли состоит в том, что она, являясь сигналом опасности, мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность.
• Температурная чувствительность. Свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой терморегуляцией. Температура кожи несколько ниже температуры тела и различна для отдельных участков: на лбу - 34 ... 35 °С, на лице - 20 ... 25 °С, на животе -34 ос, стопах ног- 25 ... 27 °С. Средняя температура свободных от одежды участков кожи 30 ... 32 °С. Коже присуши два вида рецепторов. Одни реагируют только на холод, другие только на тепло.
• Кинестетический анализатор. Обеспечивает ощущение положения и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих:
• 1. Растяжение мышц при их расслаблении - «мускульные веретена»;
• 2. Сокращение мышц - сухожильные органы Гольджи;
• 3. Положение суставов (обусловливающее так называемое «суставное чувство»). Предполагается, что их функции выполняют глубинные рецепторы давления.
• Возможности двигательного аппарата представляют определенную значимость при конструировании защитных устройств, органов управления. Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например, номинальная сила кисти в 450 ... 650 Н при соответствующей тренировке может быть доведена до 900 Н. Сила сжатия, в среднем равная 500 Н для правой и 450 Н для левой руки, может увеличиваться в два раза и более.
• Оптимальные усилия на органы управления:
• - для рукояток 20...40 Н (100 Н - максимальное);
• - для кнопок, тумблеров, переключателей легкого типа 1400...1600Н, тяжелого - 6000...12 000 Н;
• - для ножных педалей управления от 20..50 (используемых часто) до 300Н (используемых редко);
• - для рычажного управления от 20...40 (используемых часто) до 120...160Н (используемых редко).
• Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах 0,0 1...8000 см/с. Наиболее часто используются скорости порядка 5 ... 800 см/с. Скорость движения больше в направлении к себе, чем от себя; в вертикальной плоскости, чем в горизонтальной; сверху вниз, чем снизу вверх; вперед-назад, чем вправо-влево; слева направо для правой руки и справа налево для левой, чем наоборот. Вращательные движения в 1,5 раз быстрее поступательных.
• Обонятельный анализатор. Предназначен для восприятия человеком различных запахов (их диапазон охватывает до 400 наименований). Рецепторы расположены на участке площадью около 2,5 см2 слизистой оболочки в носовой полости. Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества (выделение его молекул в свободном виде); растворимость веществ в жирах; движение воздуха, содержащего молекулы пахучего вещества в области обонятельного анализатора.
• Абсолютный порог обоняния измеряется долями миллиграмма вещества на литр воздуха (мг/л). Запахи могут сигнализировать человеку о нарушениях в ходе технологических процессов и об опасностях.
• Вкусовой анализатор. В физиологии и психологии распространена четырехкомпонентная теория вкуса, согласно которой существуют четыре вида элементарных вкусовых ощущений: сладкого, кислого, горького и соленого. Все остальные ощущения представляют их комбинации. Абсолютные пороги вкусового анализатора выражаются в величинах концентраций раствора и они примерно в 10 000 раз выше, чем обонятельного. Различная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, в среднем она составляет 20%. Восстановление вкусовой чувствительности после воздействия различных раздражителей заканчивается через 10...15 мин.
• 1.3 Психофизическая деятельность человека
• Любая деятельность содержит ряд обязательных психических процессов и функций, которые обеспечивают достижение требуемого результата.
• Внимание - это направленность психической деятельности на определенные предметы или явления действительности. Непроизвольное внимание возникает без всякого намерения, без заранее поставленной цели и не требует волевых усилий. Произвольное внимание возникает вследствие поставленной цели и требует определенных волевых усилий. Непроизвольное отвлечение - колебание внимания и его ослабление к объекту деятельности. Распределение внимания - одновременное внимание к нескольким объектам деятельности при одновременном выполнении действий с ними. Намеренный перенос внимания с одного объекта на другой - переключение внимания.
• Ощущение - простейший процесс, заключающийся в отдельных свойствах или явлениях материального мира, а также внутренних состояний организма при непосредственном воздействии раздражителей на соответствующие рецепторы. Существуют ощущения нескольких видов: зрительные, слуховые, кожные, кинестетические.
• Восприятие - процесс отражения в сознании человека предметов или явлений при их непосредственном воздействии на органы чувств, в ходе которого происходит упорядочение и объединение отдельных ощущений в целостные образы предметов и явлений. Сохранение постоянного, неизменного зрительного восприятия предметов при изменении их освещенности, положения в пространстве, расстояния от воспринимающего человека и т. д.- константность восприятия. Зависимость восприятия от особенностей личности человека, его прошлого опыта, профессии, интереса и т.п. называется апперцепцией, а целенаправленное, планомерное восприятие - наблюдением. Восприятие пространства, восприятие объема, формы, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся, отражение изменения во времени, положение объектов в пространстве - это восприятие движения. Восприятие времени - отражение объективной действительности, скорости и последовательности явлений действительности.
• Память - процессы запоминания, сохранения, последующего узнавания и воспроизведение того, что было в вашем прошлом опыте. Двигательная (моторная) память -запоминание и воспроизведение движений и их систем, лежащая в основе выработки информирования двигательных навыков и привычек. Эмоциональная память - память человека на пережитые им в прошлом чувства. Образная память - сохранение и воспроизведение образов ранее воспринимавшихся предметов и явлений. Эйдетическая память - очень ярко выраженная образная память, связанная с наличием ярких, четких, живых, наглядных представлений. Словесно-логическая память - запоминание и воспроизведение мыслей, текста, речи. Непроизвольная память проявляется в тех случаях, когда не ставится специальная цель запомнить тот или иной материал и последний запоминается без применения специальных приемов и волевых усилий. Произвольная память связана со специальной целью запоминания и применения соответствующих приемов, а также определенных волевых усилий. Кратковременная (первичная или оперативная) память - кратковременный (на несколько минут или секунд) процесс достаточно точного воспроизведения только что воспринятых предметов или явлений через анализаторы. После этого момента полнота и точность воспроизведения, как правило, резко ухудшается. Долговременная память - вид памяти, для которой характерно длительное сохранение материала после многократного его повторения и воспроизведения. Оперативная память - процессы памяти, которые обслуживают непосредственно осуществляемые человеком актуальные действия и операции.
• Запоминание - процесс закрепления в сознании образов, впечатлений, понятий.
• Воспроизведение - актуализация (оживление) образов, закрепленных в памяти, без опоры на вторичное восприятие объектов.
• Узнавание - процесс памяти, связанный с осознанием того, что данный объект воспринимался в прошлом.
• Забывание - процесс, при котором происходит «выпадение» того или иного материала из памяти.
• Ассоциация - связь между отдельными представления ми, при которых одно из этих представлений вызывает другое. Различают ассоциации по сходству, контрастности, смежности.
• Представления - образы процессов или явлений реальной действительности, в данный момент не воспринимаемых человеком.
• Мышление - образ обобщенного и о посредственного познания существенных свойств и явлений окружающей действительности, а также существенных связей и отношений, существующих между ними.
• Анализ - мысленное расчленение предметов и явлений на образующие их части, выделение в них отдельных частей, признаков, свойств.
• Синтез - мысленное соединение отдельных элементов, частей и признаков в единое целое.
• Абстракция - процесс отвлечения от несуществующих и единичных признаков и сохранение в мышлении признаков существенных и общих мя данной группы предметов или явлений.
• Конкретизация - умственная операция, в которой человек придает предметный характер той или иной абстрактно-обобщенной мысли, понятию, правилу, закону.
• Обобщение - умственная операция, состоящая в мысленном объединении предметов или явлений по общим и существенным признакам.
• Наглядно-действенное мышление - вид мышления, которое осуществляется в форме наглядных образов.
• Абстрактное (отвлеченное) мышление - вид мышления, опирающегося на общие и отвлеченные понятия.
• Воображение - процесс создания образов-представлений нового, т.е. того, что в прошлом данный человек не воспринимал, с чем не встречался. Непроизвольное (пассивное) воображение возникает без всякого намерения со стороны человека. Примерам такого воображения является сновидение. Произвольное (активное) воображение возникает в результате поставленной цели, намерения. Воссоздающее (репродуктивное) изображение -вид активного воображения, которое возникает на основе описаний или изображений, выполненных другими. Творческое воображение (вид активного воображения) заключается в самостоятельном создании нового образа.
• Общение - способ активного взаимодействия между людьми. Речевое общение - это использование языка в целях общения людей, необходимая основа человеческого мышления. Фонематический слух - способность человека выделить из речевого потока фонемы, т.е. смысло-разделительные звуки речи. Внутренняя речь- речь про себя, внутреннее проговаривание, обычно используемое в процессе мышления. Процесс преобразования информации является важнейшим компонентом операторской деятельности и является результатом интегрирующего функционирования психофизиологических возможностей человека.
• Информация поступает в зрительную, слуховую или сенсорную память. В сенсорной памяти фиксируются энергетические и пространственные характеристики поступающих сигналов. Указанное деление сенсорной памяти основывается на виде сохраняющегося в ней после образа. Важным свойством послеобраза является представление исходного образа в виде словесных символов словесного описания (вербализованность).
• Долговременная память обеспечивает хранение информации в течение длительного времени (часы, дни, месяцы, годы). Объем долговременной памяти в общем случае оценивают отношением числа стимулов, сохранившихся в памяти спустя длительное время (более 3 мин), к числу повторений, необходимых для запоминания. Информация, поступившая в долговременную память, с течением времени забывается. Усвоенная информация наиболее значительно уменьшается за первые 9 ч: со 100% она падает до 35 %. Оставшееся число удержанных элементов через несколько дней в дальнейшем практически остается одним и тем же. В конкретных условиях забывание зависит от степени осмысления информации, характера фундаментальных знаний по полученной информации, индивидуальных особенностей памяти. Объем долговременной памяти ограничен не числом стимулов, а количеством сохраняемой информации.
• Кратковременная память связана, прежде всего, с первичной ориентировкой в окружающей среде, поэтому направлена, главным образом, на фиксацию общего числа вновь появляющихся сигналов независимо от их информационного содержания. Задача долговременной памяти - организация поведения в будущем, требующая прогнозирования вероятностей событий.
• 1.4 Надежность человека как звена технической системы
• Понятия о системах. Под системой понимается целостное множество (совокупность) объектов (элементов), связанных между собой определенными отношениями и взаимодействующих таким образом, чтобы обеспечить выполнение системой некоторой достаточно сложной функции (достижение цели).
• Целостность означает, что относительно окружающей среды система выступает и соответственно воспринимается как нечто единое. Признаком системности является структурированность системы, взаимосвязанность составляющих ее частей, подчиненность организации всей системы определенной цели.
• Обязательными компонентами любой системы являются составляющие ее элементы (подсистемы). Само понятие элемента условно и относительно, так как любой элемент, в свою очередь, всегда можно рассматривать как совокупность других элементов.
• Поскольку все подсистемы и элементы, из которых состоит система, определенным образом взаиморасположены и взаимосвязаны, образуя данную систему, можно говорить о структуре системы. Структура системы - это то, что остается неизменным в системе при сохранении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операций и т.п.
• Любая система имеет, как правило, иерархическую структуру, т.е. может быть представлена в виде совокупности подсистем разного уровня, расположенных в порядке постепенности. При анализе тех или иных конкретных систем достаточно оказывается выделение некоторого определенного числа ступеней иерархии.
• Системы функционируют в пространстве и времени. Процесс функционирования систем представляет собой измерение состояния систем, переход ее из одного состояния в другое. В соответствии с этим системы подразделяются на статические и динамические.
• Статическая система - это система с одним возможным состоянием.
• Динамическая система - система с множеством состояний, в которой с течением времени происходит переход от состояния в состояние.
• Основой системного подхода является анализ, т.е. разделение целого на составляющие элементы в противоположность синтезу, который объединяет части в сложное целое.
• С позиций безопасности производственных процессов одна из задач системного метода состоит в том, чтобы увидеть, как части системы функционируют в системе во взаимодействии с другими ее частями.
• Понятие о надежности работы человека при взаимодействии с техническими системами. Технические системы становятся взаимосвязанными только благодаря наличию такого основного звена, как человек. Согласно данным, примерно 20-30 % отказов прямо или косвенно связаны с ошибками человека; 10-15 % всех отказов непосредственно связаны с ошибками человека.
• Ввиду этого, анализ надежности реальных систем должен обязательно включать и человеческий фактор. Надежность работы человека определяется как потребность успешного выполнения им работы или поставленной задачи на заданном этапе функционирования системы в течение заданного интервала времени при определенных требованиях к продолжительности выполнения работы.
• Ошибка человека определяется как невыполнение поставленной задачи (или выполнение запрещенного действия), которое может явиться причиной повреждения оборудования или имущества либо нарушения нормального хода запланированных операций. В реальных условиях в большинстве систем независимо от степени их автоматизации требуется в той или иной мере участие человека.
• Можно утверждать, что там, где работает человек, появляются ошибки. Они возникают независимо от уровня подготовки, квалификации или опыта. Поэтому прогнозирование надежности оборудования без учета надежности работы человека не может дать истинной картины.
• Ошибки по вине человека могут возникнуть в тех случаях, когда оператор или какое-либо лицо стремится к достижению ошибочной цели; поставленная цель не может быть достигнута из-за неправильных действий оператора; оператор бездействует в тот момент, когда его участие необходимо.
• Виды ошибок, допускаемых человеком на различных стадиях взаимодействия в системе «человек - машина» можно классифицировать следующим образом:
• 1. Ошибки проектирования: обусловлены неудовлетворительным качеством проектирования. Например, управляющие устройства и индикаторы могут быть расположены настолько далеко друг от друга, что оператор будет испытывать затруднения при одновременном пользовании ими.
• 2. Операторские ошибки: возникают при неправильном выполнении обслуживающим персоналом установленных процедур или в тех случаях, когда правильные процедуры вообще не предусмотрены.
• 3. Ошибки изготовления: имеют место на этапе производства вследствие:
• а) неудовлетворительного качества работы, например неправильной сварки,
• б) неправильного выбора материала,
• в) изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации.
• 4. Ошибки технического обслуживания: возникают в процессе эксплуатации и обычно вызваны некачественным ремонтом оборудования или неправильным монтажом вследствие недостаточной подготовленности обслуживающего персонала, неудовлетворительного установить причину их возникновения, т.е. определить, возникли они по вине человека или же связаны с оборудованием.
• 6. Ошибки контроля: связаны с ошибочной приемкой как годного элемента или устройства, характеристики которого выходят за пределы 160 допусков, либо с ошибочной отбраковкой годного устройства или элемента с характеристиками в пределах допусков.
• 7. Ошибки обращения: возникают вследствие неудовлетворительного хранения изделий или их транспортировки с отклонением от рекомендаций изготовителя.
• 8. Ошибки организации рабочего места: теснота рабочего помещения, повышенная температура, шум, недостаточная освещенность и т.п.
• 9. Ошибки управления коллективом: недостаточное стимулирование специалистов, их психологическая несовместимость, не позволяющие достигнуть оптимального качества работы.
• Свойства человека ошибаться является функцией его психологического состояния. Интенсивность ошибок во многом определяется параметрами внешней среды, в которой человек работает. Ошибки человека можно распределить по трем уровням и на каждом уровне возможно предусмотрение ошибок. Например, на уровне 1 можно предотвратить ошибки человека; на уровне 2 можно избежать нежелательных последствий ошибок, корректируя неправильное функционирование системы вследствие ошибок, внесенных по вине человека; на уровне 3 можно исключить повторное возникновение тех или иных ситуаций, приводящих к ошибкам человека.
• Зависимость эффективности работы человека от уровня нагрузок. Соотношение между качеством работы человека и действующими нагрузками показывает, что зависимость частоты появления ошибок от действующих нагрузок является нелинейной. При очень низком уровне нагрузок большинство операторов работают неэффективно (так как задание кажется скучным и не вызывает интереса) и качество работы далеко от оптимального. При умеренных нагрузках качество работы оператора оказывается оптимальным, и поэтому умеренную нагрузку можно рассматривать как достаточное условие обеспечения внимательной работы человека-оператора. При дальнейшем увеличении нагрузок качество работы человека начинает ухудшаться, что объясняется, главным образом, такими видами физиологического стресса, как страх, беспокойство и т.п.
• Оценка надежности системы «человек - машина». Прежде чем приступить к рассмотрению надежности системы «человек - машина», следует пояснить основные положения теории надежности технических систем, поскольку эти понятия надежности (с учетом специфических особенностей человека) применимы к данной системе. Под надежностью системы понимают свойство выполнять заданные функции в течение определенного времени при заданных условиях работы. Надежность следует понимать как совокупность трех свойств: безотказности, восстанавливаемости и долговечности. Фундаментальным понятием теории надежности является понятие отказа. Под отказом понимают случайное событие, состоящее в том, что система (элемент) полностью или частично утрачивает свою работоспособность, в результате чего заданные системе (элементу) функции не выполняются.
• Оценка надежности системы «человек - машина» может производиться различными методами: аналитическим, экспериментальным, имитационным. На этапах проектирования преобладают расчетные методы, которые основаны на статистических данных о надежности и скорости выполнения, заданных функций оператором, о надежности технических средств, влиянии различных факторов внешней среды на надежность техники, взаимном влиянии оператора и техники и пр.
• В системотехническом методе оценки надежности СЧМ человек представляется в виде компонента системы. При этом выделяются следующие случаи оценки надежности системы при взаимодействии технических средств и человека-оператора при допущении, что отказы техники и ошибки оператора являются редкими, случайными и независимыми событиями, что появление более одного однотипного события за время работы системы от to до to + t практически невозможно, что способности оператора к компенсации ошибок и безошибочной работе - независимые свойства оператора. Широкое и многообразное применение техники предъявляет все более высокие требования к ее соответствию человеческим возможностям. Современные человеко-машинные системы следует рассматривать как сложные автоматизированные системы, в которые наряду с контурами чисто автоматического регулирования, состоящими только из технических звеньев, включены и функционируют контуры, замыкаемые через человеческое звено. Система «человек - машина» в своем развитии проходит три стадии: проектирование, изготовление и эксплуатацию. Правильный и обоснованный учет человеческого фактора на каждой из этих стадий способствует достижению максимальной эффективности и безопасности.
• Заключение
• Современные машины, особенно автоматы, требуют от человека острого восприятия, быстрой реакции, емкой и оперативной памяти, концентрированного внимания, немалой сообразительности и решительности. При управлении технологической системой от человека требуется сосредоточенность, чтобы не пропустить сигнал и не отреагировать на ложный, чуткость к различным внешним раздражителям, умение отсеивать нужное от ненужного. Таким образом, необходимо стремиться к созданию нормальных условий труда, устранению причин, портящих настроение, вызывающих переживания, тревоги, страхи. Рабочее место человека должно соответствовать его психофизиологическим особенностям и быть удобным.
• Человек будет выполнять свою работу качественно, не допуская ошибок и не создавая аварийных ситуаций, если он достаточно обучен своей работе, по своему характеру и темпераменту подходит для своей профессии. Если на предприятии хорошо работает служба охраны труда, персонал чувствует заботу о своей безопасности со стороны руководителей предприятием и, придя на рабочее место, человек не испытывает неудобств, то это благотворно влияет на его работу. На предприятиях должен быть организован кабинет психолога, чтобы работник мог решить свои проблемы психологического характера, мешающие ему работать.
• Литература
• 1. Безопасность жизнедеятельности/Под ред. Русака О.Н.- С.-Пб.: ЛТА, 1996.
• 2. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности - наука о выживании в техносфере. Материалы НМС по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности ».- М.: МПУ, 1996.
• 3. Всероссийский мониторинг социально-трудовой сферы 1995 г. Статистический сборник.- Минтруд РФ, М.: 1996.
• 4. Гигиена окружающей среды/Под ред. Сидоренко Г. И.- М.: Медицина, 1985.
• 5. Гигиена труда при воздействии электромагнитных полей/Под ред. Ковшило В.Е.- М.: Медицина, 1983.
...