Деятельность – это процесс активного отношения человека к действительности, в ходе которого происходит достижение субъектом поставленных ранее целей, удовлетворение разнообразных потребностей и освоение общественного опыта.[226] В деятельности развивается, формируется и проявляется человек как личность.

Традиционно деятельность разделяют на трудовую, игровую и учебную. В процессе трудовой деятельности происходит взаимодействие человека с производственной средой, которое обусловливается особенностями технологического процесса, характером трудового процесса, санитарными, гигиеническими и социально-психологическими условиями труда.

Факторы производственной среды, организация труда и производства могут служить причиной нарушения работоспособности и здоровья работающих, вызывать профессиональные болезни.

Труд подчиняется законам природы, в частности психофизиологическим: какими бы разными не были отдельные виды полезного труда или производительной деятельности, с физиологической стороны они являются во всяком случае функциями человеческого организма, и каждая такая функция, каково бы не было ее содержание и форма, является тратой человеческого мозга, нервов, мускулов, органов чувств и т. д.[227]

Работа человека – это функциональная задача, поставленная перед организмом в целом, и решение ее заключается в координированном приспособлении всех органов и систем к выполнению задания, которое осуществляется центральной нервной системой.

Трудовая деятельность является источником разнообразных раздражений, которые несут в себе информацию об окружающей человека среде и перерабатываются мозгом. Информация в нервной системе координируется процессами возбуждения и торможения.

Возбуждение – это сложный биологический процесс, сопровождающийся электрической активностью и приводящий в действие тот или иной орган. Специфическим свойством процесса возбуждения является способность распространяться. Благодаря этому свойству процесс возбуждения служит средством физиологической связи между различными органами и обеспечивает их функциональное единство.

Торможение – это биологический процесс, который ослабляет или прекращает деятельность того или иного органа. При этом нервные клетки восстанавливают свои ресурсы. Торможение носит стационарный характер, остается на месте своего возникновения пока сохраняются поддерживающие его условия, блокируя деятельность соответствующих нервных структур.

Процессы возбуждения и торможения осуществляют сложную координацию физической и умственной деятельности. Взаимодействие этих процессов осуществляется по законам иррадиации, индукции, доминанты и динамического стереотипа.

Иррадиация – это распространение нервного процесса из места, где он возник, на окружающие центры. Например, взволнованный человек не может усидеть на месте.

Индукция – это наведение противоположного процесса в окружающих областях. Возбуждение или торможение стоит на месте, но как бы охватывается поясом другого процесса. Например, увлекшись, мы не слышим обращения к нам. Закон индукции составляет основу формирования навыков, возбуждение все больше концентрируется в нужных центрах.

Доминанта – это господствующий очаг возбуждения, основная функция которого заключается в координации процессов, происходящих в нервной системе. Она объединяет центры, расположенные на различных уровнях нервной системы, создавая тем самым функциональную систему, направленную на выполнение той или иной деятельности.

Доминанта определяет направленность рефлексов и является физиологической основой поведения во всем его разнообразии – от однозначно направленного действия до готовности к действию. Последнее состояние имеет важное теоретическое и практическое значение.

Важной чертой доминантной установки является ее точная отрегулированность в соответствии с особенностями предстоящей работы по интенсивности, темпу и энергетическим затратам. Степень выраженности установки также является важным фактором, регулирующим трудовую деятельность. При недостаточно выраженной установке затруднено быстрое и полноценное вхождение в работу, а при чрезмерной выраженной возбудимость нервной системы повышается, что ведет к неустойчивости динамического стереотипа.

Трудовая деятельность представляет собой комплекс стимулов, поступающих как из внешней, так и внутренней среды. Нервная система систематизирует вызванные этими стимуляторами возбуждение и торможение и фиксирует стойкую их совокупность, формируя тем самым динамический стереотип. Однажды выработанный стереотип является очень стойким и может проявиться и после длительного перерыва.

Вводя понятие динамического стереотипа, И.П. Павлов подчеркивает две характерные черты деятельности нервной системы: стереотипность и в то же время динамичность. Стереотипность нервной системы делает ее шаблонной, лишенной творческого начала. Динамичность корковой системы выражается в подвижности нервных процессов, способности приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям.

В трудовой деятельности чем чаще применяется однообразный комплекс стимулов и чем он проще, тем ярче проявляются черты стереотипности нервной системы. Многократное повторение простых и постоянных по составу движений делает их воспроизведение легким и экономичным (реагирует довольно суженное поле возбуждения). При этом формируется автоматизм выполнения деятельности. Однако именно эта простота и автоматизированность системы делает ее инертной и монотонной, создаются условия для развития тормозных состояний со всеми сопутствующими явлениями в виде снижения производительности труда и увеличения процента брака. Кроме того, система лишается подвижности, необходимой для быстрого реагирования на изменения внешней среды.

Критерий экономичности не может в данном случае быть решающим, так как чрезмерная простота и автоматизированность стереотипа хотя и выгодна в отношении уменьшения энергетических затрат, однако формирует монотонность, препятствуя творческому развитию в процессе труда.

Вместе с тем при слишком большой сложности динамического стереотипа монотонность уменьшается, но появляется затрудненность в формировании стереотипа и перестройке его в случае большой закрепленности. Отсюда следует, что при организации производственной операции (установлении динамического стереотипа этой операции) необходимо сделать так, чтобы она допускала известную изменчивость, а значит, возможность приспособления к изменяющимся условиям.

Работа мышц подчиняется закону «средних нагрузок и средних скоростей»: наибольшую внешнюю работу мышца производит при средних нагрузках и средних скоростях. Работа мышц рассчитывается как произведение веса груза (P) на высоту подъема (h) и выражается в килограммометрах (A = P ? h, кг/м).

Мышечная работа имеет две формы проявления – статическую и динамическую. Статическая работа сопровождается непрерывным напряжением мышц и имеет место при поддержании позы и удержании груза.

Статическая работа оценивается временем, в течение которого развивается данная сила сокращения: если группа мышц поддерживает силу (Р) в течение времени (t), то совершаемая работа определяется произведением (P ? t) и выражается в килограммо-секундах или килограммо-минутах (B = ? P ? t, кг/с).

Под динамической работой понимается мышечная деятельность сопровождающаяся изменением длины мышц и перемещением рабочего органа. При этом рабочий орган производит определенное количество механической работы, различное при разных видах профессиональной деятельности.

Все основные трудовые операции выполняются посредством динамической работы. Однако каждое движение содержит в себе элементы динамики и статики, поэтому в любой работе присутствуют статические компоненты. От этого в большей степени зависит утомляемость работы, поэтому необходимо стремиться уменьшить статический компонент.

Динамическая работа рассчитывается по формуле:

А = ? P ? n ? L, (7.1)

где А – динамическая работа, кгм/ч; Р – вес, кг; n – количество обработанных деталей в час; L – суммарное расстояние перемещенного груза, м.

Функция двигательного аппарата подчиняется законам биомеханики – науки о движении тела. Зная закономерности движения, можно предвидеть их результат, вскрыть источники ошибок, оценить эффективность движения найти путь их совершенствования.

Биомеханическими законами являются:

– закон движения кинематических пар, суть которого состоит в том, что движение в суставах является движением вращательного типа. Это необходимо учитывать при конструировании оборудования, организации рабочих мест и движений;

– закон рычагов. Двигательной прибор становится рычагом, когда к нему прикладывается сила. На костно-мышечных рычагах происходит проигрыш в силе приблизительно равной в 10 раз. Эту закономерность необходимо учитывать при нормировании труда;

– закон сохранения энергии. Сумма внешне произведенной работы и выделенного тепла в любом соотношении равна изменению внутренней энергии. Этот закон может быть основой при разработке норм интенсивности труда.

Энергетические затраты при трудовой деятельности складываются из затрат энергии на выполнение различной работы и затрат на основной обмен (на поддержание жизни в состоянии покоя). Основной обмен в среднем составляет 1 ккал на 1 кг веса в 1 ч (около 1500 ккал в сутки). При различных работах затраты энергии в сутки колеблются в самых широких пределах: у студентов – 3000 ккал, у токарей – 3300 ккал, у кузнецов – 3500–4000 ккал, у рабочего литейного производства – 4000–4500 ккал, у каменщика – 5000 ккал, у тракториста – 3000 ккал, косцов при ручной косьбе – 7200 ккал.

Важным является вопрос о предельно допустимых затратах энергии при длительной работе. По мнению Г. Лемана, число калорий, затрачиваемых в производственном процессе одним человеком, не должно превышать 2500 ккал (при 8-часовом рабочем дне), что составляет около 5 ккал/мин. В качестве нормальной величины энергетических затрат, соответствующей возможностям человеческого организма, Г. Леман предлагает принять 4300 ккал/сутки, в том числе 2000 ккал на производственные работы.

При современном развитии техники не только служащие, но и большинство рабочих трудятся в условиях низких уровней затрат энергии. Двигательная активность людей становится недостаточной, в результате создается условия, при которых возникает прямая угроза здоровью. В настоящее время медицинская наука рассматривает низкий уровень двигательной активности как один из факторов риска ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы и обмена веществ.

Трудовая деятельность усиливает обмен веществ, увеличивает кровоток, влияет на состояние сердца и кровеносных сосудов.

Как установлено учеными, частота сердечных сокращений тесно связана с затратами энергии (табл. 7.1).

Как видно из таблицы, частота пульса может характеризовать интенсивность выполняемой работы. По мнению ученых, длительность работы, выполняемой при частоте пульса >140 ударов/мин., не должна превышать 6 ч в неделю (1 ч ежедневно или 2 ч через день).

Физиологической основой производительности труда является работоспособность, т. е. максимум работы, которую в состоянии выполнить человек. Но этот максимум нельзя смешивать с границами возможного. В трудовом процессе человек может использовать только часть работоспособности, а другая часть используется для выполнения общественных и культурных программ.

Работоспособность определяется процессом возбуждения и обеспечивающим его обменом веществ. Количество энергетических веществ, использованию которых организм не препятствует, является размером работоспособности.

Работоспособность человека в течение рабочего дня не является стабильной, для нее характерно фазное развитие. Основными фазами работоспособности являются: фаза врабатывания (или нарастающей работоспособности), фаза высокой устойчивой работоспособности, фаза утомления или падения работоспособности (табл. 7.2).

Типовая кривая динамики работоспособности в течение смены представлена на рис. 7.1.

I – предрабочее состояние; II – врабатывание; III – устойчивая работоспособность; IV – утомление; V – конечный порыв

Знание динамики работоспособности в течение смены, суток, недели необходимо для решения вопросов организации труда.

Утомление – это вызванное работой временное снижение работоспособности. Данное определение отражает три обязательных признака утомления: во-первых, уменьшение работоспособности; во-вторых, обусловленность предшествовавшей работой (если работоспособность снижена в результате заболевания или травмы, об утомлении говорить не приходится); в-третьих, уменьшение работоспособности является временным, обратимым. Если тяжелая работа привела к стойкому, необратимому снижению функций, то речь должна идти о процессах, выходящих за рамки понятия «утомление».

Начальные фазы утомления оказывают благоприятное влияние на устойчивость организма, способствуют в последующем более быстрой и совершенной мобилизации резервов и компенсаторных функций, ускоряют овладение навыком и его упрочение. Выраженное утомление отрицательно влияет на организм, уменьшая производительность труда и может привести сразу к предпатологической фазе срыва, а при нерациональном отдыхе – и к развитию патологического состояния, т. е. к переутомлению. Чрезмерное утомление может сопровождаться неврозами, сосудистыми заболеваниями и болезнями обменного характера.

Для снижения утомления применяют меры, дающие устойчивое и длительное повышение работоспособности, и меры для временной ее стимуляции.

Меры, дающие длительное повышение работоспособности, предпринимаются в широком социальном плане. Это, во-первых, рационализация трудовых процессов: механизация и автоматизация работ, введение поточно-конвейерной системы, совершенствование движений и условий их выполнения (поза, рабочее место и прочие); во-вторых, улучшение санитарно-гигиенических условий производственной среды; в-третьих, правильное производственное обучение, ведущее к быстрому и более эффективному овладению трудовым процессом; в-четвертых, рациональная организация режима труда и отдыха.

Срочная стимуляция работоспособности обеспечивается двумя путями:

– усилением восстановительного процесса по ходу работы;

– ослаблением охранительного торможения.

Первое представляет стимуляцию истинную, так как увеличивает функциональный потенциал, а второе – ложную, так как повышение работоспособности происходит за счет более глубокого истощения ресурсов организма.

Истинное повышение работоспособности оказывают метаболические стимуляторы, которые включаются в обменные процессы и способствуют выведению образующихся шлаков. К данной группе относятся глюкоза, фосфаты, витамины группы В, кислород и др.

Ко второй группе относятся нейрогенные стимуляторы, возбуждающие нервные клетки – алкоголь, кофеин, препараты, содержащие колу, и др.

Значительное влияние на работоспособность оказывает эмоциональное состояние. Работа, выполняемая с интересом, менее утомительна, чем скучная и малоинтересная.

Проектирование условий труда представляет собой изменение существующей структуры работы, выполняемой сотрудниками.[228]

В проектировании труда применяется множество различных подходов и используются различные критерии. Одним из достижений является междисциплинарная модель труда, предложенная

М.А. Кемпионом и Мак-Клелландом, которые попытались объединить различные подходы к проектированию условий труда в единую систему. Преимущество междисциплинарного подхода заключается в его более всестороннем и интеллектуальном характере.

При проектировании условий труда сосредоточиваются на вопросах, связанных с требованиями работы к физической силе и выносливости, напряженности нервной системы сотрудников, а также с санитарно-гигиеническими условиями труда. Характер работы, физические характеристики рабочего места или оборудования не должны превышать такие познавательные способности людей, как внимание и его концентрация. Это снижает умственные нагрузки, уровень ошибок и аварий. Целью этого подхода проектирования условий труда являются минимизация усилий работника, утомленности, сохранение здоровья, что делают труд работников комфортнее.

Условия труда – это совокупность производственных элементов труда (санитарно-гигиенических и психофизиологических), оказывающих влияние на функциональное состояние человека, его работоспособность, трудоспособность, здоровье, процесс воспроизводства рабочей силы и эффективность труда.[229]

Формирование и изменение условий труда зависят как от уровня развития производительных сил, так и от господствующих в обществе производственных отношений.

Конституция Российской Федерации в качестве одного из основных прав граждан закрепила право на охрану здоровья (ст. 410).

Право работника на здоровье и безопасные условия труда закреплены в ст. 37 Конституции.

На основании Постановления Минтруда России от 14 марта 1997 г. № 12 «О проведении аттестации рабочих мест по условиям труда», а также от 24 апреля 2002 г. № 28 «О создании системы сертификации работ по охране труда в организациях» разработаны рекомендации по проведению аттестации рабочих мест по условиям труда в организациях независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности.

Комфортными называются условия труда, обеспечивающие оптимальную динамику работоспособности, хорошее самочувствие и сохранение здоровья работающего человека.

Дискомфортными называются условия труда, которые обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают у человека неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы.

Экстремальные условия труда приводят к снижению работоспособности человека и вызывают функциональные изменения, выходящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим нарушениям.

Сверхэкстремальные условия труда приводят к возникновению в организме человека патологических изменений.

В системе мер по охране окружающей среды важным является гигиеническое нормирование. Принцип установления уровня предельно допустимой концентрации (ПДК) состоит в том, что ни одно вещество или комплекс веществ на уровне ПДК не должен вызывать у работающих при контакте с ним каких либо патологических отклонений. Порог вредного действия может быть определен как минимальная концентрация веществ или уровень воздействия, превышение которого вызывает в организме изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций. Пороговость действия присуща всем факторам (физическим, химическим), в том числе и вызывающим отдаленные эффекты (генетический, бластомогенный и др.). Предельно допустимые концентрации и уровни зафиксированы в форме государственных стандартов (ГОСТ), невыполнение которых преследуется законом.

Комплексной характеристикой состояния условий труда является тяжесть труда – это характеристика трудовой деятельности, которая определяется по степени совокупного воздействия производственных элементов условий труда на функциональное состояние организма человека, его работоспособность, трудоспособность, здоровье, процесс воспроизводства рабочей силы и эффективность труда.[230]

Учеными НИИ труда с помощью математических методов установлена зависимость между условиями труда и реакцией организма человека. При этом элементы условий труда выступают в качестве причин, а функциональное состояние организма является следствием воздействия условий труда на организм человека. Учитываются санитарно-гигиенические, психофизиологические и производственные элементы труда.

По своему биологическому значению для организма человека все функциональные состояния могут быть отнесены к одному из трех классов – нормальному, пограничному (переходному между нормой и патологией) и патологическому. Эти три функциональных состояния соответствуют трем классам тяжести труда. Каждый класс делится на две категории, которые более точно характеризуют тяжесть труда (рис. 7.2).

Фактическое состояние всех элементов, определяющих условия труда на рабочем месте, оценивается в баллах. Балл фактора устанавливается по справочной таблице «Критерии для оценки производственных элементов условий труда», разработанной НИИ труда. «Критерии» разработаны на основе санитарных норм, ГОСТов и других нормативных санитарно-гигиенических документов. Каждый балл характеризует степень реакции организма на воздействие того или иного фактора условий труда. Это и есть тяжесть воздействия фактора на человека в процессе труда. Интегральная категория тяжести определяется совокупностью воздействия всех факторов условий труда, имеющихся на рабочем месте, и определяется по формуле:

И_Tj = 19,7x_iy – 1,6x_iy², (7.2)

где И_Tj – интегральная балльная оценка категории тяжести на j-том рабочем месте; x_iy – средняя арифметическая баллов всех биологически значимых i-х элементов условий труда на y-м рабочем месте. Биологически значимые – это элементы условий труда, получившие при оценке с учетом времени действия фактора балл более 2 и формирующие пограничное или патологическое состояние. Элементы, получившие 1–2 балла, формируют комфортное, нормальное состояние организма и при расчете не учитываются.

Среднее арифметическое значение баллов можно получить, разделив сумму баллов на данном y-м рабочем месте на число элементов:

Работающие в неблагоприятных условиях труда должны иметь различного рода льготы и компенсации, согласно трудовому кодексу РФ (табл. 7.3).

Компенсация – это ограничение продолжительности контакта человека с неблагоприятными факторами путем увеличения продолжительности отпуска, сокращения рабочего дня, лечебно-терапевтических процедур.

Льгота – это совокупность мер стимулирующих добровольное выполнение вредных работ. Согласно ст. 147 Трудового кодекса РФ оплата работников, занятых на тяжелых работах с вредными и опасными условиями труда, устанавливается в повышенном размере по сравнению с тарифными ставками (окладами), установленными для работ с нормальными условиями труда, но не ниже размеров, установленных законами и иными нормативными правовыми актами.

НИИ труда разработана система дифференцированных доплат к тарифным ставкам в зависимости от фактических условий труда и тяжести работ на рабочих местах. Шкала доплат представлена в табл. 7.4, из которой видно, что при благоприятных условиях труда (при 1-й и 2-й категории тяжести) доплаты к тарифной ставке не предоставляется.

Чем хуже условия труда и выше категория тяжести на рабочем месте, тем больше размеры доплат. Величина доплат устанавливается в размере 4, 8, 12, 16, 20, 24 % от тарифной ставки.

Предложенная система дает возможность дифференцировать оплату труда в пределах одинаковой нормы времени в зависимости от тяжести работ. Доплата закрепляется за рабочим местом, а не персонально за рабочим. Это означает, что при изменении условий труда соответственно изменяется размер доплат, а также изменяются льготы и компенсации. Система позволяет производить оплату за условия труда пропорционально времени, фактически отработанному в неблагоприятных условиях. Улучшение условий труда и снижение тяжести работ способствуют экономии средств, расходуемых на различные льготы и компенсации, в том числе на доплаты за условия труда.

Оценка труда по тяжести используется также для определения времени на отдых и построения рациональных режимов труда и отдыха. Согласно ст. 108 Трудового кодекса РФ в течение рабочего дня (смены) работнику должен быть предоставлен перерыв для отдыха и питания продолжительностью не более 2 ч и не менее 30 мин., который в рабочее время не включается.

НИИ труда предлагает шкалу для установления времени на отдых и личные надобности, табл. 7.5.

Суммарное время на регламентированный внутрисменный отдых и личные надобности устанавливается с учетом коэффициента тяжести труда. Помимо установления суммарного времени на отдых не менее важным является его правильное распределение в течение рабочей смены.

Коэффициент тяжести труда используется также для определения физиологически обоснованных норм труда:

Т_ш = Т_а + (Т_а ? К_т) + ТП + Т_{отд. л}, (7.4)

где Т_ш – норма штучного времени; Т_а – время занятости рабочего полезной работой; К_т – коэффициент тяжести данной работы; ТП – пассивное время; Т_{отд. л} – время на отдых и личные надобности; Т_а = Т_оп – Т_пас; Т_оп – оперативное время в норме штучного времени; Т_пас – пассивное время в норме штучного времени.

Для повышения производительности труда необходимо улучшать условия труда, чтобы формирующаяся под их воздействием тяжесть труда не превышала третьей категории.

Рабочее место – это часть пространства, в котором человек осуществляет трудовую деятельность.[231] Рабочее место, хорошо приспособленное к человеку и его трудовой деятельности, правильно и целесообразно организованное в отношении пространства, формы и размера, обеспечивает удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психологическом напряжении. Рабочее место влияет непосредственно на безопасность труда, сохранение здоровья, повышает культуру и эффективность труда.

Организация рабочего места предполагает наряду со знаниями технических дисциплин глубокие знания психофизиологии. Необходимо располагать антропометрическими данными человеческого тела, знать функциональные особенности человека, его психологические возможности в процессе труда.

До недавнего времени основное внимание уделялось прежде всего подготовке людей к выполнению работы на определенном рабочем месте. При этом использовались широко известные методы профессионального отбора и обучения. Поворотным моментом в традиционном понимании взаимного приспособления человека и труда стало изменение самой цели, которая теперь определяется как «приспособление трудового процесса к человеку». При этом можно выделить три этапа:

1) приспособление машины к человеку – конструкция машины должна облегчить ее обслуживание и контроль;

2) использование наиболее рациональных методов обработки материала и организации условий труда, при которых снижаются расходы энергии работника и сводится к минимуму утомление;

3) исследование отношений между человеком и средствами производства с целью приспособления труда к человеку при полном ограждении его от отрицательных последствий труда.

С точки зрения психофизиологии рекомендуется следующая последовательность проектирования рабочего места:

– оценить имеющееся состояние, т. е. получить максимальную информацию о техническом оборудовании, его составных частях и их функциональной зависимости. Изучить операции, совершаемые при нормальных условиях работы и в аварийных ситуациях, все операции, выполняемые человеком по обеспечению управления и функционирования оборудования;

– определить задачи человека в системе «человек – машина», выполнение каких операций следует поручить человеку, а какие – машине. При этом следует исходить из следующих положений: человек лучше, чем машина, различает слабые сигналы, приспосабливается к особым ситуациям, принимает незапрограммированные решения, предвидит, обобщает и формулирует задачи, принимает решения в сложных ситуациях. Машина лучше, чем человек, осуществляет подсчет, дифференцирование, интегрирование, многократные действия с высокой точностью, выше скорость действий;[232]

– установить уровень трудовой нагрузки на человека (физической, умственной, сенсорной);

– определить вид и характер деятельности (управление, контроль, манипулирование);

– определить рабочее положение, характер рабочих движений, их объем и силу;

– на основе анализа трудовой деятельности разработать предложения по организации рабочего места.

Определяются размеры и форма рабочего места. В условиях производства требуемая оптимальная площадь на одного работника составляет 4 м², оптимальный объем – 13–15 м³.

При проектировании рабочих мест учитываются зоны досягаемости конечностей. Для определения зон досягаемости используются антропометрические данные, т. е. данные о размерах тела человека.

В соответствии с основными антропометрическими показателями определяется оптимальная величина рабочей зоны и высота рабочей поверхности (табл. 7.6).

Соблюдение параметров зоны досягаемости при организации рабочего места обеспечивает возможность работать без лишних движений, вызывающих утомление и дополнительные затраты энергии. Наименее утомительна работа в пределах оптимальной рабочей зоны, которая определяется размахом согнутой в локтевом суставе руки. В эту зону помещают наиболее часто используемые инструменты, средства управления. Все остальные размещаются в максимальной зоне, которая описывается размахом вытянутой руки.

Максимальная зона является допустимой, но не наилучшей. Еще в 20-х гг. ХХ в. немецкими физиологами Вохголером (1928) и Вагнером (1926) была доказана энергетическая невыгодность движений, когда конечность достигает предельного положения. Энергетические затраты объясняются тем, что в предельном положении весьма значительно увеличиваются рычаги тяги мышц, поэтому они должны развивать большее усилие.

Зоны досягаемости для ног. Ножные органы управления имеются на кузнечно-прессовом оборудовании, швейной и легкой промышленности, на транспорте, сельскохозяйственных, строительных машинах и т. д. Поэтому соблюдение оптимальных размеров рабочей позы при манипулировании с ножными органами управления может быть существенным резервом снижения утомления. Свободное пространство для ног должно иметь размер по высоте – не менее 630 мм, по фронту – 530 мм, по глубине – 450 мм.

Информационное поле рабочего места. Под информационным полем понимается пространство рабочего места с размещенными средствами отображения информации и другими источниками сведений, используемых человеком в процессе трудовой деятельности. Оптимальная зона – часть информационного поля рабочего места, обеспечивающая наилучшее восприятие информации. Важным критерием при организации рабочего места является угол обзора: по отношению к горизонтали он должен составлять 30–40°, а в вертикальной плоскости – 0—30° по отношению к горизонтали (15° вверх и 15° вниз от нормальной линии взора).

Важнейшим психофизиологическим фактором при организации рабочего места является организация рабочей позы. Термин «рабочая поза» обозначает наиболее частое предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении трудовых операций.

Рациональной можно назвать такую рабочую позу, которая поддерживается за счет минимума активных напряжений мышц, т. е. она должна быть свободной и не напряженной.[233]

Поза «стоя» более утомительна, чем поза «сидя», так как требуется значительная работа мышц по балансированию и удержанию равновесия тела. При постоянном фиксированном положении «стоя» увеличивается гидростатическое давление на стенки сосудов, наблюдается застой крови в мышцах нижних конечностях. Поэтому человеку, работающему стоя, необходимо обеспечить возможность изменения рабочей позы и передвижения. Нормальной рабочей позой в положении «стоя» можно считать такую, при которой человеку не требуется наклоняться вперед больше чем на 15°.

Положение «сидя» имеет ряд преимуществ по сравнению с положением «стоя»: уменьшается статическая нагрузка, происходит разгрузка органов кровообращения, снижаются энергетические затраты. Но длительная работа в положении «сидя» может привести к расслаблению мышц живота и тазового дна, к образованию сутулости. Поза «сидя» может быть организована лишь при соблюдении следующих условий: размах движений должен быть невелик; величина усилий рабочего не должен превышать 5 кг.

При организации работы по типу «сидя» возможно снижение утомительности труда за счет рациональной конструкции рабочей мебели и в первую очередь таких ее элементов, как стол, стул, подставка для ног.

Поза «стоя – сидя». Работа в этой позе наиболее целесообразна при усилиях средней величины, от 5 до 10 кг. Организация рабочего места по типу «стоя – сидя» позволяет рабочему самому определять в каждый момент, какую избрать рабочую позу. Смена поз дает возможность сменить группы работающих мышц и дать отдых уставшим, восстановить кровообращение в тех частях тела, где оно было нарушено в результате поддержания той или иной позы. На некоторых работах поза «стоя – сидя» является необходимым условием организации труда, например на работах с повышенной монотонностью, где смена позы вносит разнообразие в трудовой процесс и является одной из мер борьбы с монотонностью.

Важное значение в организации труда имеет совершенствование методов и приемов труда. Весь производственный процесс разделен на рабочие операции, а операции – на более простые элементы: трудовые приемы, трудовые действия, трудовые движения. Трудовое движение – это однократное перемещение конечностей или корпуса, осуществляемое рабочим в процессе работы. Трудовое действие – это совокупность трудовых движений, выполняемых без перерыва одним или несколькими органами человека (например протянуть руку и взять ключ). Трудовой прием – это совокупность трудовых действий, выполняемых без перерыва и имеющих целевое назначение для осуществления данной операции. Например, для выполнения подрезки торца детали на токарном станке необходимо выполнить следующие трудовые приемы: 1) взять деталь, поднести к патрону и вставить в патрон; 2) взять ключ, поднести его к патрону и вставить в отверстие патрона, зажать деталь, вынуть ключ и отложить; 3) пустить станок; 4) подвести резец; 5) подрезать торец; 6) отвести резец; 7) остановить станок; 8) взять ключ, подвести его к патрону, вставить в отверстие патрона, отжать деталь, вынуть и отложить. Трудовые движения, действия и приемы формируют метод труда.

Вопрос рационализации трудовых движений является актуальным на всех стадиях развития механизации и автоматизации труда. С ростом научно-технического прогресса рабочие движения меняют свой характер и направленность. При низком уровне механизации производства рабочие движения применяются в большей части как источник механической энергии; при высокой степени механизации рабочие движения предназначены для выполнения тонких и сложных действий.

Чаще всего рабочие движения вырабатываются в результате приобретения навыка, но при этом выработанные приемы не всегда бывают рациональными. Впервые занялся рационализацией рабочих движений Тейлор. Основным критерием рационализации он считал экономию времени. Гилбрет также совершенствовал движения, но критериями были не только затраты времени, но и формы движения. М.И. Виноградов на основании собственных исследований и обобщения литературных данных предложил ряд приемов рациональной организации рабочих движений:

– исключение лишних движений. Под лишними подразумеваются все движения, которые могут быть исключены из операции без ущерба для выполнения производственной задачи и с экономией времени и сил. Исследованиями установлено, что работа с небольшим углом наклона дает увеличение энергетических трат на 22 %, а при значительном наклоне – на 45 %. Лишние движения и наклоны обусловлены также организацией рабочей зоны. Необходимо, чтобы органы управления станком, инструменты, детали и заготовки располагались в пределах оптимальной рабочей зоны где рабочий мог бы достать любой предмет без наклонов и переходов;

– рациональное использование активных и пассивных сил. Большая экономия энергии может быть получена при правильном выполнении самого двигательного акта. Наиболее рациональны такие движения, при которых скорость нарастает очень круто, сообщает руке большую кинетическую энергию и также резко падает с тем, чтобы остальная часть движения производилась по инерции. При таком характере выполнения движений время активного напряжения мышц составляет только некоторую небольшую часть времени выполнения движения, и пока движения продолжаются по инерции, мышца отдыхает, восстанавливает свой рабочий потенциал и может быть вновь приведена в действие. Так, рабочий, обладающий недостаточным опытом, обычно выполняет движения медленно и осторожно, стремясь удерживать более или менее постоянную скорость, тогда как рабочий со стажем сразу развивает большую скорость, которая затем постепенно снижается;

– плавность и непрерывность движений. Любое изменение направления движения требует затрат энергии на развитие скорости в новом направлении;

– форма траектории движения. Если при оценке формы рабочей траектории исходить из геометрических соображений, то на первый взгляд кажется, что наиболее выгодным и экономным будет движение по прямой как кратчайшее. Однако в соответствии с анатомическим строением суставов наиболее адекватной формой движения является дугообразная. Прямолинейные движения требуют дополнительных затрат энергии на фиксации (мышц, связок и суставов) в конечных точках движения, а также дополнительной энергии на сложную координацию двигательного прибора. Дугообразная форма позволяет наилучшим образом использовать активные и пассивные силы мышц при формировании движения. Таким образом, плавно протекающие эллиптические и круговые движения более оправданы анатомо-физиологически, поэтому более выгодны;

– объем движений. Практика и экспериментальные исследования показали, что предельные положения работающей конечности невыгодны, так как не позволяют достигнуть плавности движения. С другой стороны, сильное растяжение мышц, сухожилий и связок вызывают поток добавочных проприоцептивных импульсов, стимулирующих развитие утомления;

– сочетание работы обеих рук. Рефлекторная реакция организма захватывает симметричные отделы мозга. Реакция противоположной стороны тела является зеркальным отражением реакции той стороны, где она была первоначально вызвана. Специальные опыты показали, что работа одной рукой повышает работоспособность другой. При организации движений необходимо использовать реципрокные отношения, когда в состоянии активности находятся сгибатели одной руки и разгибатели другой. В качестве примера можно привести организацию труда на некоторых конвейерах, взятие изделия с ленты конвейера сгибательным движением одной руки и одновременно откладывание готового изделия на ленту конвейера другой.

Наибольший эффект достигается при использовании комплексного подхода, который предусматривает не только рационализацию движений, но и совершенствование технологии, условий труда, организации рабочего места, конструкций оборудования и др.

Организация рабочего места предопределяет анализ трудовых операций. Психофизиологический анализ операций должен стать составной частью научно обоснованного подхода к проектированию и нормированию времени на ее выполнение. Вопросы о структуре операции, содержании отдельных ее элементов, характере воздействия выполняемой работы на личность и здоровье работника, времени, необходимом для выполнения операции, должны решаться комплексно с учетом технологических, экономических, физиологических и психологических закономерностей и факторов.

Цель психологического анализа – выявить:

а) требования, предъявляемые к психическим функциям работника при выполнении трудовой операции. При этом очень важно выявить факторы, вызывающие повышенную напряженность тех или иных психических функций;

б) причины возникновения ошибок при выполнении трудовой операции.

Очень часто в процессе деятельности у работников возникают затруднения, вызванные выполнением каких-либо отдельных элементов рабочих операций, требующих особого напряжения психических процессов. В связи с этим выполнение всей операции в целом становится трудным, что отрицательно сказывается на производительности труда, качестве продукции, а иногда становится причиной аварий и производственных травм.

Особенности операции, которые требуют повышенного напряжения отдельных психических функций, называются критическими особенностями операции. Так, при сборке радиоэлектронной аппаратуры такой критической особенностью операции может быть трудность в нахождении нужного объекта среди множества других, внешне мало различающихся. При этом работник находит нужный ему объект, ориентируясь по месту расположения.

Критические особенности операции с изменением условий конкретного производственного процесса могут быть устранены. Если при сборке радиоэлектронной аппаратуры работник при поиске нужных ему объектов будет ориентироваться не только по месту их расположения, а и по соответствующей окраске, то напряжение внимания и восприятия в связи с этим значительно ослабевает, работник меньше допускает ошибок и затрачивает времени на выполнение операции. Таким образом, при определении оптимальной структуры операции очень важно обнаружить так называемые критические особенности операции и создать все необходимые условия для того, чтобы они не вызывали повышенного напряжения психической деятельности работника.

Как известно, величина затрат времени на операцию – это важнейший экономический фактор производительности труда. Но в некоторых случаях не менее важное значение имеет не только средняя величина затрат времени на операцию, но и вариабельность этих затрат, т. е. величина отклонений в ту или другую сторону от средних величин. В частности, вариабельность затрат времени на операцию имеет исключительно важное значение при поточно-конвейерной организации производственного процесса. При установлении темпа движения конвейерной ленты, нельзя ориентироваться только на минимальные затраты времени на операцию, следует учитывать и средние величины, так как в случае, если работник не сумеет уложиться в это среднее время, то это грозит нарушением работы всей линии.

Большое влияние на вариабельность затрат оперативного времени на конвейере оказывает характер различительного признака при выборе нужного объекта. Так, наименьшая вариабельность в затратах времени на операцию отмечается в тех случаях, когда объект выделяется по цвету, значительно больше – по форме, еще больше – по месту расположения, когда имеется множество сходных объектов.

Вариабельность в затратах времени на операцию в значительной мере зависит также от того, соблюдается ли порядок выполнения операции, ее отдельных приемов и движений с помощью соответствующих сигналов, поступающих из рабочего места, или работник должен руководствоваться только мысленной схемой операции, которая выработалась у него на основе инструкции. При хорошем оснащении операции сигналами, вариабельность затрат времени на ее выполнение значительно меньше, чем во втором случае. Анализ ошибок при выполнении трудовой операции и разработка мер по их устранению – один из факторов повышения качества продукции.

Ритмичность – это общебиологическая реакция, как всего организма, так и отдельных его органов и систем. Она является такой же основой жизни как возбудимость живых тканей, гомеостазис, или способность организма адаптироваться к определенной среде и условиям жизни. Следовательно, ритмичность необходимо соблюдать и при организации труда. При выполнении деятельности клетки организма расходуют энергетические ресурсы. Причем беспрепятственно, без вреда для организма, используется только определенное количество энергии, которое И.П. Павлов назвал «пределом трудоспособности», затем работоспособность снижается.

Для поддержания работоспособности на высоком уровне необходимо рациональное чередование труда и отдыха. Рациональный режим труда и отдыха – это такое соотношение и содержание периодов работы и отдыха, при которых высокая производительность труда сочетается с высокой и устойчивой работоспособностью человека без признаков чрезмерного утомления в течение возможно длительного периода.[234]

При оценке эффективности существующих режимов труда и отдыха используют комплекс критериев, характеризующих, с одной стороны, физиологическое и психологическое состояние работающих, их здоровье, а с другой стороны – результативность труда.

Физиологическим показателем, отображающим взаимосвязь организма с условиями внешней среды и характером трудовой деятельности, является работоспособность человека. Это основной показатель, свидетельствующий о ходе развития производственного утомления и эффективности существующего режима труда и отдыха. Показателем является длительность периодов врабатывания, устойчивой и пониженной работоспособности. Чем эффективнее режим труда и отдыха, тем продолжительнее период устойчивой работоспособности и короче период врабатывания и спада работоспособности.

При благоприятных условиях труда период высокой устойчивой работоспособности составляет не менее 75 % рабочего времени первой половины смены и 65 % – второй. Период врабатывания, в зависимости от сложности выполняемой работы, занимает не более 40 мин в начале смены, а после обеденного перерыва – не более 50 % этого времени.

Следующим психофизиологическим критерием является устойчивость физиологических функций в течение рабочего дня. Если коэффициент вариации составляет 10 %, то это утомление незначительное и режим труда и отдыха можно считать эффективным, 10–20 % – средний уровень утомления, свыше 20 % – высокий уровень утомления и не эффективный режим труда и отдыха.

Психофизиологическим критерием является также время восстановления функциональных показателей после окончания работы. Если восстановительный период составляет не более 10–15 мин, то степень утомления невысокая; восстановительный период в пределах 30 мин свидетельствует о средней степени утомления. При глубоком утомлении восстановление может затянуться на более продолжительное время, вплоть до начала следующего рабочего дня.

Одной из основных задач совершенствования режимов труда и отдыха является сохранение здоровья трудящихся. Поэтому социальные критерии включают медико-статистические данные уровня заболеваемости и производственного травматизма рабочих.

Для получения данных об уровне заболеваемости используется отчетная форма о временной нетрудоспособности. Эта форма заполняется каждый месяц, поэтому предоставляется возможность проанализировать динамику как в целом по всем заболеваниям, так и по отдельным видам. Форма заполняется на каждый цех, что позволяет сравнить уровень заболеваемости по цехам. Но данные этой формы целесообразно дополнить углубленным анализом заболеваемости с использованием метода полицевого учета (по больничным листам). Желательно учитывать данные за несколько лет. Особенно важно учитывать профессиональные заболевания.

Развивающееся повышенное утомление при отсутствии рациональных режимов труда и отдыха оказывает влияние и на показатели производственного травматизма. Поэтому показатели частоты и тяжести производственного травматизма могут служить критериями определения эффективности существующего режима труда и отдыха.

Критерием оценки эффективности режимов труда и отдыха является мнение самих работающих об этом режиме, которое определяется методом анкетного опроса.

Показателями могут быть:

– количество рабочих довольных, недовольных, не имеющих определенного мнения о данном режиме труда и отдыха (в % к общему числу опрошенных);

– число лиц, жалующихся на быстро развивающуюся усталость;

– число лиц, имеющих начальные признаки переутомления (расстройство сна, частые головные боли, потеря интереса к работе).

Совершенствование режимов труда и отдыха в конечном итоге приводит к повышению производительности труда и улучшению качества выпускаемой продукции.

В качестве критериев, определяющих влияние режимов труда и отдыха на экономические показатели, могут использоваться данные об индивидуальной производительности труда, длительности и колеблемости времени на выполнение ручных и машинно-ручных операций, качестве выпускаемой продукции, внутрисменных простоях оборудования, потерях рабочего времени в связи с производственно обусловленной заболеваемостью и травматизмом, текучести кадров.

Исследованиями НИИ труда установлено, что при благоприятных условиях труда и нормальной тяжести работы минимально необходимое время на отдых за смену (Т_отд) составляет 4 % от времени активной работы (ТА):

Т_отд = 4 % ТА. (7.5)

Чем хуже условия труда и чем выше категория тяжести, тем больше времени на отдых требуется для поддержания работоспособности и профилактики заболеваемости работающих. В таком случае время на отдых определяется по формуле:

Т_отд = (К_т ? 4) / 0,068 + Т_{от. норм} + Т_{л. н} , (7.6)

где Т_отд – время на отдых и личные надобности за смену (помимо перерыва на обед); К_т – коэффициент тяжести работы; Т_{от. норм} – минимально необходимое время на отдых при благоприятных условиях труда – 4 % от активного времени; Т_{л. н} – время на личные надобности, равное 10 мин; 0,068 – коэффициент тяжести при благоприятных условиях и нормальной тяжести труда.

Коэффициент тяжести определяется по формуле:

К_т = И_т / 480, балл/мин; (7.7)

И_т = 19,7 ? – 1,6 х, (7.8)

где И_т – интегральная балльная оценка категории тяжести работ; х – средняя арифметическая баллов всех биологически значимых элементов условий труда.

Регламентированные перерывы – это кратковременные перерывы в работе длительностью от 5 до нескольких десятков минут. Основная цель регламентированных перерывов – приостановить развитие утомления и снижения работоспособности.

Перерывы на отдых должны устанавливаться на основе анализа кривой работоспособности в моменты, предшествующие ее снижению. Учитывая динамику производственных и физиологических сдвигов, устанавливают те моменты, когда обнаруживается относительное снижение производительности труда, а физиологические реакции человека начинают приобретать отрицательные тенденции. Число перерывов должно определяться, с одной стороны, количеством спадов работоспособности, а с другой – степенью или глубиной ее снижения. В первом случае перерывы должны устанавливаться перед каждым моментом снижения работоспособности, во втором – при глубоком и длительном по времени падении работоспособности нужно установить такое количество перерывов, которое предоставляло бы возможность предотвратить ее резкое падение.

Перерывы на отдых помимо снятия утомления, имеют своей целью установить лучшие условия для каждого нового начала трудовой деятельности. Их кратковременность позволяет не только сохранить сформировавшуюся рабочую установку, темп и координированность движений, но и повысить их уровень. Из этих соображений перерывы на отдых не следует назначать в фазу высокой работоспособности, так как это может приводить к нарушению установившегося динамического стереотипа.

Первый перерыв на отдых продолжительностью 5—10 мин при работе с нормальными условиями труда устанавливают в начальной фазе утомления, т. е. не ранее чем через 2–2,5 ч от начала смены, а второй – за 2–2,5 ч до окончания работы.

Перерывы на отдых должны способствовать восстановлению необходимого уровня работоспособности, но в то же время не нарушать рабочую установку, не сбивать рабочий режим и темп. Поэтому как очень короткие, так и очень длительные перерывы в работе могут быть мало эффективными и с экономической, и с физиологической точки зрения.

Простои из-за неполадок оборудования и плохой организации рабочего места не могут рассматриваться как полноценные перерывы на отдых, так как они чаще всего не служат восстановлению работоспособности, а, скорее, наоборот, нарушают динамический стереотип и таким образом ускоряют процесс утомления.

Отдых может быть пассивным и активным. Пассивный отдых целесообразно применять при тяжелых физических работах, при работах, сопряженных с постоянными переходами или выполняемых в позе «стоя», особенно в неблагоприятных условиях внешней среды.

На работах, протекающих в благоприятных условиях труда, целесообразно применять активную форму отдыха, т. е. гимнастические упражнения и чередование различных форм труда.

Перерыв на обед предназначается для приема пищи и отдыха. Наиболее целесообразно предоставлять его в середине рабочего дня. В тех случаях, когда перерыв на обед назначается вскоре после начала смены, работа прерывается на фазе врабатываемости или в период наивысшей работоспособности. Такой режим даже вреден, так как он препятствует нормальному формированию рабочей установки организма.

Когда же обеденный перерыв смещается ближе к концу смены, работоспособность и производительность труда перед обедом резко снижаются в силу развития глубокого утомления.

Длительность обеденного перерыва определяется с одной стороны, количеством времени, которое необходимо для снятия утомления и восстановления физиологических функций до определенного уровня, обеспечивающего более эффективную работоспособность человека во второй половине смены; с другой – затратами времени, необходимого для нормального принятия пищи. В соответствии с этими требованиями оптимальная длительность обеденного перерыва должна составлять 40–60 мин.

В ночные смены продолжительность обеденного перерыва может быть короче – 30–40 мин. При этом необходимо не только обеспечивать работу буфетов с холодными закусками, но и создавать условия для приема горячей пищи.

Под суточным режимом труда и отдыха следует понимать рациональное чередование периодов работы, отдыха и сна человека, обеспечивающие высокую работоспособность и жизнедеятельность организма. В течение суток физиологические функции человека подвержены определенным изменениям. Значительное влияние на них в течение суток оказывает рефлекс на наступление темноты как на сигнал ко сну, который сопровождается глубокой заторможенностью большинства физиологических функций. Их торможение нарастает от вечера к ночи, и иррадиация торможения приобретает все более стойкий и распространенный характер.

В силу этого организм человека в течение суток по-разному реагирует на физическую и нервно-психическую нагрузку. В соответствии с суточным циклом работоспособности наивысший ее уровень отмечается в утренние и дневные часы – с 8 до 12 ч в первой половине дня, и с 14 до 17 ч – во второй. В вечерние часы работоспособность понижается, достигая своего минимума ночью.

В дневное время наименьшая работоспособность, как правило, отмечается в период между 12 и 14 ч, а в ночное время – с 3 до 4 ч. С учетом этих закономерностей развития суточной периодики работоспособности человека определяют сменность работы предприятия, начало и окончание работы в сменах, перерывы на отдых и сон.

Если время работы будет совпадать с периодами наивысшей работоспособности, работник сможет выполнить максимум работы при минимальном расходовании энергии и минимальном утомлении.

Суточный режим труда и отдыха должен отвечать следующим основным требованиям:

– длительность сна человека должна быть не менее 7–8 ч в сутки;

– длительность рабочих смен у лиц с полным рабочим днем не должна превышать 8 ч в сутки;

– отдых между сменами должен быть, как минимум, равен двойной продолжительности времени работы в предшествующий отдыху день, включая и время обеденного перерыва;

– к работе в ночное время следует прибегать только в крайне необходимых случаях: на непрерывных производственных процессах, транспорте, а также в некоторых учреждениях сферы обслуживания (медицинских, охраны порядка и т. д.).

Известно, что при работе в ночное время организму приходится преодолевать ритм жизнедеятельности. Преодоление тормозного процесса связано с повышенным напряжением приспособительных реакций организма. Однако полностью преодолеть развитие заторможенности не удается. При работе в ночное время лабильность нервных клеток понижается, рефлексы, составляющие основу трудового навыка, особенно двигательного, теряют устойчивость.

В результате снижается точность и удлиняется время выполнения операций, а часовая выработка и качественные показатели при прочих равных условиях, как правило, заметно снижаются. Процесс восстановления нормального уровня физиологических функций после работы в ночное время замедлен, и для их восстановления требуется более длительный отдых, чем после дневной смены. Поэтому с физиологической точки зрения вполне оправдано сокращение ночной работы по сравнении с дневной на 1 ч.

Таким образом, можно сделать вывод, что работа в ночные часы малоэффективна экономически и нецелесообразна физиологически. Но, учитывая, что в ряде случаев такие работы неизбежны, следует принимать необходимые меры, направленные на улучшение условий труда работающих в ночных сменах: сокращение длительности ночных смен; введение регламентированных перерывов на отдых в сочетании с производственной гимнастикой; трансляция музыкальных передач – дополнительный фактор, стимулирующий работоспособность человека; предоставление укороченного (не менее 30 мин) обеденного перерыва, создание условий для приема горячей пищи; создание дневных профилакториев для отдыха и сна работающих после ночных смен; применение графиков сменности, максимально сокращающих работу в ночные часы.

1. Какие психофизиологические законы лежат в основе приспособления человека к трудовой деятельности?

2. Дайте характеристику закономерностей, по которым осуществляется мышечная работа.

3. Как изменяются вегетативные функции в процессе труда?

4. Какова динамика работоспособности при выполнении деятельности?

5. Какие меры разработаны по снижению утомления?

6. Назовите составные элементы проектирования рациональных условий труда.