一、工效学是什么
1.工效学概述.工效学是一门边缘学科,其以研究如何使人、物、环境的协调统一为主,目的是提高劳动生产率,并为从业者创造舒适的工作环境,因此它的含义是人的工作规律问题.也就是说,这门学科是研究人在生产和工作中合理地、适度地劳动的问题.目前已有很多企业认识到,除报酬、发展前景外,良好的工作生产环境在提高工作效率上也不可忽视,这可以使员工在较大压力下也能保持健康和心理平衡.因此工效学在企业经营管理中的应用可以帮助提高员工工作的效率.
工效学是根据人的心理、生理和身体结构等因素,研究人、机械、环境相互间的合理关系,以保证人们安全、健康、舒适地工作.自美国人泰勒开创科学管理以来,工作效能的研究一直是管理工程学的重要组成部分.吉尔布雷斯夫妇首先应用心理学原理进行了动作研究,注意到工人疲劳、工作单调等因素对工效和企业运营安全的影响.他们把人体的基本动作分成 17 项动作,包括:伸手、移物、对准、持住、故延等.学习工效学的主要目的: 一是使人工作得更有效.二是使人工作得更安全.三是使人工作得更舒适.
1961 年,在斯德哥尔摩成立了国际工效学协会.此后,许多国家都成立了工效学的专业研究机构和学术团体,我国已于1989 年成立了工效学协会.工效学方面的研究成果已被许多发达国家纳入国家标准,并且在各国工业生产中也得到广泛应用和发展.尤其是涉及安全、健康方面的标准往往是强制执行的;因此工效学在发展中逐渐与标准化工作结合起来,着重解决从业者的健康问题、工伤问题和产品的质量及工作效率的提升.但在我国由于研究工作起步较晚,推广应用又受到企业认知度及费用限制而进展缓慢.
2.工效学的主要内容.工效学研究人的工作行为和产生行为差异的各种因素,这些因素包括:年龄、性别、个人的智力和文化技术水平、工作兴趣和工作动机、性格特点、工作情绪等主观因素.同时,工效学还研究所处环境、设备性能、工作条件等客观因素以及人群关系、组织作风等社会性因素.这些因素使人的能力互不相同,对系统的适应程度也各有差异.
在企业生产实践中,工效学着重研究如何使设计的机器、工具、成套设备的操作方法和作业环境更适应操作人员的要求.比如企业的人-机系统中,人体各部分的尺寸,人的视觉和听觉的正常生理值,人在工作时的姿势,人体活动范围、动作节奏和速度,劳动条件引起工作疲劳的程度,以及人的能量消耗和补充;机器的显示器、控制器(把手、操纵杆、驾驶盘、按钮的结构型式和色调等)和其他与人发生联系的各种装备(桌椅、工作台等));所处环境的温度、湿度、声响、振动、照明、色彩、气味等都会影响人的工作效率,而工效学正是研究它们之间的关系的.
工效学还强调人有产生错误行为的可能性,良好的人 - 机 - 环境系统有助于减少操作人员失误的客观因素,并有利于预防和减少由于主观因素或社会性因素造成的失误.除此以外为实现人机环境系统的整体效果,还需要选择具有一定素质的操作人员,并给予适当的训练,使之学会操作和维护这个系统.操作人员也必须遵守操作规程(应符合操作人员的生理和心理特点).
二、企业安全管理应用工效学的原则要求
在企业安全管理中通常是通过评价人、设备、环境相互间的关系是否合理,操作者能否安全、健康、舒适地工作来进一步确认整体安全性.在生产过程中,完成预定任务的是人和机械设备、环境相结合的整体.在对设备实施安全检验或进行相关研究时主要考虑的要素都是相同的.
工效学要求防患于未然,在安全检验时,评价设计和制造者是否针对特定的人机环境系统,对预期估计到的危险采取了有效的、可靠的安全防护措施,使危险消除或降低到可接受的安全程度之内;是否针对环境残留危险和如何安全使用机械设备向用户或操作者提供了足够的信息,以保证安全地安装、使用、维护和拆除.
首先对于"人",主要考虑人的心智和生理特点,比如防止人的"意识中断"或"意识迂回"(走神)时产生的危险.所以设备就必须有醒目的红色或黄色按钮,有防误操作的保护装置.应保证系统运行期间,人能够观察到设备的所有运行情况,以保证人能高效、安全、舒适、健康的工作.其次对于"设备",主要考虑安全预防措施,防止人在能力不足时引起的事故.安全防护措施应有效和可靠.第三"环境"主要考虑环境要适合于人的要求,不危害人体健康,机械设备运行期间不应对环境造成危害.
三、企业运营安全检验中工效学主要指标
1.在机械设备的整体设计中,是否采取了有效的防范措施,有效的制止或防范人为错误的产生.人机系统的正常运行,有赖于人与机器的活动与操作.随着科学技术的进步,机械的可靠性显着提高,而由于人的不确定因素的存在,由操作者的错误行为引发操作事故所占比重也在不断地增大.人的执行机能具有很大的自由度,不仅能够随时处理意外和异常情况,而且也会由于疲劳、情感、环境等因素的影响出现人为错误.人为错误主要包括以下几种情况:未执行规定的机能;错误执行规定的机能;执行了没有规定的机能等等.为避免由于人为错误可能造成的事故,机械设备的设计常采用本质安全、停止运转及保护电器回路等安全保险措施和防止操作失误的装置预防人为错误;在机械安全检验过程中需要通过相关的信息或试验验证这些措施或装置的有效性和可靠性.
2.人机界面设置的合理性和人机交流的顺畅性.人机界面也叫人机接口.显示器和控制器是人机之间的两个界面.机器通过显示器将信息传送给人,人通过控制器将决策和指令信息输送给机器.人机信息交换的效率,很大程度上取决于显示器和控制器分别与人的感知器官、与运动反应器官特性的匹配程度.在实施机械安全检验期间通过对显示器和控制器的物理特性与人的感知、记忆、思维、运动反应等身心特点是否相适应来判断人机界面设置的合理性和人机交流的顺畅性.
在大型企业现代复杂的人机系统中,操作人员往往面对着几十种不同功用的显示器和控制器,若设计或安排不当,就容易发生误读和误操作而导致重大事故.在安全检验中主要通过以下几个方面来进行验证:(1)适宜的信息通道.显示器的设计符合工效学设计原则,信息传递顺畅,有效地避免因信息通道过载而出现错误的信息.(2)当信息从人的运动器官传递给机器时,应适应人的极限能力和操作范围,将控制器设计的高效、安全、可靠、灵敏.(3)人机界面的通道数和传递频率不应超过人的能力,而且适合大多数人的应用.
3. 工作空间设计的合理性.工作空间也是安全检验的重要内容之一,它包括工作空间的大小、显示器和控制器的位置、工作台和座位的尺寸、工具和加工件的安排等.工作空间的设计要适应使用者的人体特征,以保证工作人员能够采取正确的作业姿式,达到减轻疲劳,提高工效.
4.色彩.企业设备主要包括主机、辅机和动力设备,以及控制、显示和操纵装置等,其配色除考虑设备配色和色彩与设备功能相适应、与环境色调相互协调外,在危险与警示部位的配色要醒目、操纵装置和按扭的配色要重点突出、显示装置要与背景有一定的对比,以引人注意,同时所有颜色都应符合标准规定.好的色彩设计不但可以突出重点,而且可以给操作者带来好的心情,使操作者在工作中心情愉快,减少工作中的人为失误,降低危险发生的概率.
5. 照明.工作环境的光线照度与人的感官疲劳和精神疲劳是密切相关的.加工区域的局部照明的照度应大于 500Lx.照明光线应均匀,无眩光,光色适度.并要避免镜面、台面强反射眩光以及与周围环境的明暗形成强烈对比.优先考虑自然光,某些工作岗位采用特种照明灯.
6.振动.人体是一个弹性系统,有自己的振动特性.振动会使人不舒适,降低人的视觉和操作效率,增多失误,尤其发生共振时,可能造成人体疾患.因此需要在设备结构和元件上采用隔振、吸振和缓冲减震等装置,避免达到生理临界范围的机械振动和冲击传至人体.
7. 听觉与噪声和声音报警信号.人耳对声音响度的感觉主要是和声强有关.人接受听觉信息要比接受视觉信息快.据测定,人的听觉反应时间约为 120~150ms,较光信息快 30~50ms.听觉信号常用于报警.当设备采用声讯信号作为出现危险状态和故障情况的危险信号时,应有别于其他正常的声响信号,其声讯信号的声音响度应高于环境和机械设备正常运行期间所发出的声音响度.工业噪声主要是在机械设备作业过程中产生的,使人的听力下降,注意力不易集中,反应迟钝,易疲乏,使工作速度下降,降低工作质量.若噪声超过 85dB,将会危害人的神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统,产生神经衰弱和高血压等病症.
总之,在企业安全检验中,通过评价人类工效学的具体指标在机械设计中的具体应用,促进机械制造者建立良好的人机环境系统,以达到减少造成操作人员失误的客观因素,降低人为错误的可能性,实现预防和减少由于主观因素或社会性因素造成的失误目的.企业实践中一般而言可以按照量表的要求自查,如果历史上发生过安全事故就必须按照"三不放过"原则处理,对于那些没有发生但隐性的风险源要分析发生的可能性、识别可能的表现、进而提出改进方法.
四、工效学的要求在企业防止安全事故中的应用
分析一些企业多年的安全生产事故并横向对比其它的优秀企业,发现与人相关事故发生的客观原因主要有以下几个方面:
1.机器的设计不符合人的能力与习惯,使人容易犯操作方面的错误.在紧急状态时,因为时间紧迫,人主要是根据自己的习惯,而不是思维来行事的.若设计不符合人的习惯,就可能导致事故的发生.例如,控制器一般向上运动是表示增加,向下表示减少.若某一控制器向下表示增加,向上表示减少.在平时,工人在操作这个控制器时,他可能注意到这个问题,或犯了错误很快就自己纠正.在紧急时,他可能一下子就犯了错误,而且没有时间来发现这个错误.
2. 环境与人的影响例如光线不足,使人看错了仪表上的数字,然后根据这错误的信息作出错误的决策;由于噪音不大, 工作人员没有听到警告信号等等.
3.对人的能力的错误认识.人的能力是非常有限的,不仅在体力上是如此,在脑力方面也是如此,人不是一个百分之百的可靠系统,人犯错误是自然的,而不犯错误才是不自然的.因此设备必须具备一些基本的纠错能力.
五、应用工效学预防事故的发生
1.建立健全的安全管理规则.随着社会的进步,人们生活水平的提高,人们对工作的质量和安全的标准要求也越来越高.
2.对安全装置,劳动保护用具以及其它防护设施作定期的检查,同时必须安装机器保护装置.对于那些对人身安全有危险的机器装置等,应安装保护设置.
3.安全教育.安全事故多数是由于操作人员的不安全行为和忽视安全的思想引起的.如一项调查表明,工厂中发生的意外事故中,有将近 90%的事故是由于不安全的动作造成的.这些事故绝大部分是完全可以避免的,所以对操作人员进行安全教育是十分必要的.安全教育应与对操作人员的培训结合起来,这样更有效果.
4.符合人的特性.应该充分考虑人的特性,设计出可靠而方便的显示与控制装置.要合理利用感觉系统的信息接受方式,并合理分配各自的信息容量.适当应用颜色、形状、编码,使操纵器便于区分,并能醒目地标识其状态,以便在任何情况下,都能做出迅速的判断和操作.合理安排显示器和控制器的布局,便于信息的处理和交换.
5.安全措施.人不是一个百分之百可靠的系统,当由于种种原因人犯了错误之后,应当有各种安全措施(备用系统设施), 使事故不会发生.为了减少事故的发生,可以设计一个人-人并联系统或人-机半并联系统.所谓人-人并联系统就是让两个人同时做一件事,只有两人同时出错时,事故才会发生;所谓人-机并联系统就是人犯了错误之后,还有机械装置对其进行检查.最后当事故发生后,应有各种急救措施,如灭火器,紧急出口,报警设施等等.
综上所述,工效学就是根据人的心理、生理和身体结构等因素,研究人、机械、环境相互间的合理关系,以保证人们安全、健康、舒适地工作.从系统入手,设计人性化,抓住源头,充分考虑人的因素,事前预防远胜于事后处罚,调动人的积极性与可变性,把人的安全永远放在第一位.而一门立足于为从业者创造和谐安全的工作环境的学科---工效学,正日益受到各国优秀企业的重视.随着市场竞争的加剧和生产水平的提高,工效学在机械产品的设计和制造中的应用也更加广泛和深入.而随着人们生活水平的提高,其最终的发展方向是被绝大多数企业及劳动者所接受,成为提高生产率和生产质量,改善员工健康、住宿、安全等状况的有效手段.
参考文献:
[1] 项英华.人类工效学[M].北京:北京理工大学出版社,2008
[2] 张广鹏.工效学原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2008
[3] 张敏译.工效学检查要点---改善职工安全卫生和工作条件提高劳动生产率实用工具包.第二版[M].北京:中国工人出版社,2014
[4] 李运华.安全生产事故隐患排查实用手册[M].北京:化学工业出版社,20121
