Éc gô nô mic (ergonomics)

1 ÉC GÔ NÔ MIC (ERGONOMICS) Thời gian: 4 giờ (2 giờ lý thuyết, 2 giờ thực hành) Mục tiêu học tập: Sau khi kết thúc bài học, sinh viên có thể: 1. Trình bày về khái niệm, các yếu tố ergonomics 2. Trình bày ảnh hưởng của các yếu tố ergonomics tới sức khỏe và khả năng lao động 3. Thực hành đo lường một số yếu tố ergonomics, nhân trắc học, tính toán các chỉ số liên quan đến ergonomics Nội dung 1. Khái niệm Éc gô nô my (ergonomy), các yếu tố Éc gô nô my (ergonomics): Éc gô nô my (Ergonomy) là khoa học nghiên cứu về giải phẫu, tâm sinh lý con người trong môi trường lao động nhằm tìm ra các giải pháp tối ưu hóa hiệu quả lao động, an toàn, sức khỏe và sự tiện lợi, nhẹ nhàng, thoải mái trong công việc và khi vui chơi. Môn khoa học này đòi hỏi một sự nghiên cứu có hệ thống các tác động qua lại giữa con người, máy, thiết bị và môi trường nhằm mục đích làm cho công việc phù hợp với con người Theo từ điển Lewis về An toàn và Sức khỏe môi trường và nghề nghiệp của Vincolli Éc gô nô míc (Ergonomics): là hoạt động đa nguyên tắc tập trung vào sự tương tác giữa con người và tổng thể môi trường làm việc xung quanh trong đó chú ý đến các tác nhân gây stress có thể tồn tại trong môi trường như nhiệt độ cao, ánh sáng tiếng động cũng như các dụng cụ và thiết bị được sử dụng nơi làm việc, đồng thời cũng lưu ý đến các yếu tố liên quan đến con người và các kỹ thuật thiết kế phù hợp với con người. Ergonomics xuất phát từ gốc Hy Lạp “ergon” nghĩa là công việc và “nomos” nghĩa là quy luật. Từ nghĩa của từ éc gô nô my cũng như 2 định nghĩa trên có thể hiểu éc gô nô my nghiên cứu về mối quan hệ giữa con người và lao động. Khái niệm Éc gô nô my đã xuất hiện từ thời Hy Lạp cổ đại. Người ta đã sử dụng nguyên tắc áp dụng trong Éc gô nô my để thiết kế các công cụ, thiết kế và tổ chức nơi làm việc với mục đích ban đầu là để thuận tiện cho công việc và hoạt động sinh sống hàng ngày. Khái niệm về Éc gô nô my được nhắc đến ban đầu với thuật ngữ “Công thái học” và cho đến hiện nay Éc gô nô my cũng được định nghĩa trong từ điện Bách khoa 2002 là Công Thái học Đã có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng Éc gô nô my như F.W. Taylor đưa ra lý thuyết về khoa học quản lý và tổ chức lao động ở những năm đầu thế kỷ 20. Trong lý thuyết của mình, Taylor đã dựa trên kết quả của việc theo dõi thao tác, bấm giờ, định mức lao động để từ đó cải tiến công cụ cho phù hợp, tổ chức lao động khoa học với mục đích tạo ra quy trình lao động phù hợp để tăng năng suất lao động. Các tác giả sau này đã nghiên cứu sâu về thời gian và chuyển động, các chi tiết của từng thao tác liên quan đến chuyển động của từng bộ phận cơ thể con người từ đó đề 2 xuất tổ chức lao động. Các lý thuyết chuyển động đã từng được nghiên cứu và thừa nhận như: - Phương pháp Taylor (1905) - Phương pháp Gilbeth (1918) - Phương pháp MTA (Motion – Time – Analyse) (1925) - Phương pháp Joppe (1932) - Phương pháp WF (work – Factor) (1945) - Phương pháp MTM (Methods – Time – Measurement) (1948) Cho đến 1972, Moores đã hoàn thiện phương pháp nghiên cứu chuyển động để ứng dụng trong công nghiệp và trở thành chuyên gia đầu tiên ứng dụng thành công trong công nghiệp từ các nghiên cứu về con người, chuyển động trong lao động Tuy nhiên, hiểu về Éc gô nô my, ta có thể thấy Éc gô nô my không chỉ ứng dụng trong lao động nhằm tăng năng suất lao động, mà nhằm tạo cho người lao động một môi trường, tổ chức lao động tốt nhất để bảo vệ và tăng cường sức khỏe, phòng tránh các bệnh tật, chấn thương trong lao động. Những ứng dụng rộng rãi hơn của Éc gô nô my trong đời sống hàng ngày cũng có thể thấy thường xuyên như việc nghiên cứu chuyển động, điểm chịu lực của bàn chân để thiết kế giày dép cho việc đi lại, luyện tập thể thao, lao động được thoải mái nhất, việc thiết kế các trang thiết bị trong đời sống hàng ngày như ba lô, quần áo, bàn ghế, khu nấu ăn , v.v., tất cả đều dựa trên việc đo lường các số liệu về nhân trắc học, thao tác và từ đó thiết kế các hệ thống tương tác với con người một cách phù hợp. Theo định nghĩa của Hội Éc gô nô mic quốc tế (International Ergonomics Association): Ergonomics (hay là các yếu tố con người) là các quy tắc khoa học để về sự tương tác giữa con người các các nhân tố trong toàn bộ hệ thống, và là tên gọi của nghề nghiệp mang những lý thuyết, nguyên lý, số liệu và phương pháp để thiết kế nhằm làm tăng sự thoải mái của con người và kết quả vận hành của toàn bộ hệ thống Từ định nghĩa khái quát này có thể thấy ứng dụng rộng rãi của Éc gô nô my trong toàn bộ hoạt động đời sống và lao động của con người, với con người làm trung tâm, và các hệ thống mà con người được tương tác cần được thiết kế và cải thiện sao cho thích hợp nhất với các hoạt động của con người. Nếu các thiết kế này không phù hợp sẽ có thể dẫn đến các hậu quả về sức khỏe, chấn thương và hiệu quả công việc không thực hiện được. Nhiệm vụ của Éc gô nô my trong thiết kế và quản lý hệ thống: - Xây dựng các khung mẫu chuẩn để mô tả tương tác người – máy móc - Xác định, phân loại và cải tiếng các vấn đề thiết kế liên quan đến con người - Phân tích công việc và sự tương tác người – máy - Chú trọng thiết kế hệ thống và hành vi con người, thực hiện các giải pháp kiểm soát - Xác định các xu hướng cơ bản của khoa học nghiên cứu về con người và sinh học cũng như ứng dụng của chúng trong thiết kế và quản lý hệ thống 3 - Phát minh ra các khái niệm và ứng dụng mới để phân tích hệ thống người – máy và thiết kế phù hợp - Đánh giá các tác động của các phương án thiết kế khác nhau Để có thể thực hiện công việc trên, việc phân tích công việc và sự tương tác người – máy là nhiệm vụ tối cần thiết. Công việc có thể được phân tích bằng cách chia nhỏ thành các phần và các thao tác khác nhau. Phân tích công việc có thể được thực hiện đồng thời và song song với phân tích sự tương tác giữa người – máy. Sự phân tích này bao gồm phân tích các bước trong công việc, phân tích các hành vi mà con người cần thực hiện trong công việc và phân tích sự tương tác qua lại giữa con người và máy móc. VIệc phân tích này sẽ - Mô tả các hành vi cần thiết của con người để thực hiện công việc - Mô tả tình trạng hệ thống khi công việc được thực hiện - Lập sơ đồ liên kết các hành vi của con người với tình trạng hệ thống Các thông tin thu được từ việc phân tích công việc và sự tương tác người – máy sẽ giúp cho việc đánh giá thiết kế của hệ thống, xác định các kỹ năng cần thiết của người vận hành hệ thống cũng như thiết kế các tài liệu tập huấn và hướng dẫn vận hành, đồng thời xác định các yếu tố đặc thù của công việc để có thể đánh giá độ tin tưởng của hệ thống đối với công việc và tác động tới con người, từ đó đảm bảo để hệ thống có thể được vận hành hiệu quả mà không đem lại tác động xấu tới sức khỏe và sự thoải mái của người lao động. 2. Các yếu tố Éc gô nô mic 2.1. Yếu tố Éc gô nô mic thực thể (physical ergonomics) Ergonomics thực thể nghiên cứu về cơ thể con người khi đáp ứng lại những tải vật lý và sinh lý học. Những công việc liên quan bao gồm việc vận chuyển vật tư bằng tay, bố trí vị trí làm việc, những yêu cầu công việc, và những yếu tố rủi ro như sự lặp lại, sự rung động, lực và tư thế khó khăn / tĩnh học khi chúng liên quan đến sự rối loạn cơ xương. - Những yếu tố Éc gô nô my thực thể có thể gây ảnh hưởng sức khỏe: o Công việc và thao tác lặp đi lặp lại o Lao động thể lực quá mức: gắng sức o Stress cơ học cục bộ o Nâng chuyển vật liệu nặng bằng tay o Kéo đẩy và vận chuyển o Rung toàn thân o Rung cục bộ o Nóng lạnh quá mức o Chiếu sáng bất hợp lý o 2.2. Yếu tố Éc gô nô mic nhận thức (Cognitive ergonomics) 4 Ergonomics Nhận thức, cũng được biết đến như tâm lý học kỹ thuật, liên quan những quy trình như sự hiểu biết, sự chú ý, nhận thức, kiểm soát chuyển động, lưu trữ kí ức và sự lấy lại khi chúng ảnh hưởng đến sự tương tác giữa con người và những yếu tố khác của một hệ thống. Những đề tài liên quan bao gồm khối lượng công việc, tinh thần, sự thận trọng, sự ra quyết định, kỹ năng làm việc, lỗi con người, sự tương tác máy tính – con người, và huấn luyện. - Những yếu tố Éc gô nô my nhận thức: o Biển báo, đèn tín hiệu bố trí không hợp lý o Các nút kỹ thuật không đúng quy chuẩn o 2.3. Yếu tố Éc gô nô my tổ chức (Macroergonomics): Ergonomics Tổ chức, hay macroergonomics, được quan tâm bởi sự tối ưu hóa của hệ thống xã hội, kể cả cấu trúc tổ chức, chính sách, và quá trình của chúng. Những đề tài liên quan bao gồm làm việc theo ca, lập kế hoạch, thỏa mãn nghề nghiệp, lý thuyết chuyển động, việc giám sát, tinh thần đồng đội, làm việc từ xa và luân lý học - Những yếu tố Éc gô nô my tổ chức có thể dẫn đến các nguy cơ sức khỏe: o Bố trí thời gian lao động không hợp lý: thời gian lao động kéo dài, thời gian nghỉ giữa giờ không hợp lý, làm việc theo ca kíp không phân bổ một cách hợp lý o Tư thế làm việc không hợp lý, hoặc gò bó o Lao động ở tư thế ngồi liên tục o Lao động ở tư thế đứng liên tục o Chiều cao làm việc, tầm với không hợp lý o Mặt sàn xấu: mấp mô hoặc trơn trượt 3. Đo lường các chỉ số liên quan đến Éc gô nô mic 3.1. Nhân trắc: Nhân trắc học được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, các số liệu nhân trắc học cung cấp các số liệu về hình thái cơ thể của quần thể, từ đó xác định các đặc điểm hình thái bệnh lý, thiết kế thiết bị sản xuất và dụng cụ sinh hoạt, tổ chức lao động cho phù hợp nhất với số đông quần thể Các số liệu nhân trắc người bình thường cho biết sự phát triển cơ thể một cá thể có đạt mốc trung bình chuẩn chung so với quần thể hay không (ví dụ chiều cao, cân nặng của trẻ so với các mốc phát triển) trong khi các số liệu nhân trắc trên quần thể người lao động giúp cho việc tuyển chọn lao động, thiết kế và sửa chữa, tổ chức khu vực làm việc. Ở Việt Nam việc đo lường các chỉ số nhân trắc đã được thực hiện từ rất sớm. Từ 1975 đã xuất bản cuốn Hằng số sinh học người Việt Nam, đến năm 1986 Viện NCKHKT Bảo hộ lao động đã xuất bản cuốn Atlas nhân trắc học, đến năm 1997 một nghiên cứu về đặc điểm sinh thể con người VIệt Nam, trong đó có các chỉ số về thực trạng thể lực người lao động Việt Nam cũng đã được xuất bản. Gần đây nhất là cuốn Atlas Nhân 5 trắc học người Việt Nam trong lứa tuổi lao động do Nguyễn Đức Hồng và Cộng sự xuất bản năm 2002. Theo thống kê các chủng tộc trên thế giới, chiều cao bình thường của người trường thành là từ 135 cm đến 190 cm, ngoài giới hạn này là bất thường. Cũng trong giới hạn bình thường Nam giới có chiều cao <160 cm là nhóm thấp và trên 170 cm là nhóm cao. Nữ giới thường thấp hơn nam giới 10cm. Kết quả đo lường chiều cao của người VIệt Nam qua các thời kỳ cho thấy chiều cao đứng của người VIệt Nam qua các thời kỳ như sau: Bảng 1. Chiều cao đứng người trong độ tuổi lao động Việt Nam qua các thời kỳ Nguồn Nam Nữ Chiều cao SD Chiều cao SD HSSH, 1975 160,0 4,5 150,0 4,2 Atlas, 1986 161,6 5,7 151,5 5,3 Đặc điểm sinh thể người VN, 1997 162,9 5,5 153,5 4,6 Atlas, 2002 161,6 5,7 151,5 5,3 Nguồn. Nguyễn Đức Hồng và cộng sự, 2002 Theo quy luật sinh học, cứ khoảng 10 năm do những điều kiện sống thay đổi, tầm vóc, thể lực của một số cư dân thường có thay đổi. Kết quả bảng trên cho thấy qua các thời kỳ người Việt Nam cả hai giới đều có những thay đổi tăng lên về chiều cao tuy nhiên vẫn trong giới hạn thuộc nhóm trung bình thấp so với các nhóm dân số trên thế giới. Các chỉ số nhân trắc học này cũng thay đổi theo vùng miền, một số đặc điểm nhân trắc học đặc biệt là các chỉ số nhân trắc tĩnh cho thấy một số chỉ số như chiều cao đứng, chiều cao ngồi, tầm hoạt động tay trong không gian của cả nam và nữ miền Nam Việt Nam đều cao hơn miền Bắc có ý nghĩa thống kê. Chính vì vậy trong nghiên cứu, ứng dụng éc gô nô my trong thiết kế, quản lý đều cần có những thông số xác thực về nhân trắc Sử dụng các mốc đo: - Điểm giữa trán - Ụ sau đầu - Đỉnh đầu - Điểm bên đầu - Góc mắt trong - Lồi dưới cằm - Mỏm cùng vai - Mào chậu - Đốt cổ VII - Dưới vai 6 - Khuỷu - Khớp bàn ngón III - Đầu mút ngón tay III - Chày - Góc khoeo - Đầu gối - Gót chân - Đầu ngón chân Các chỉ số nhân trắc thường được ứng dụng trong éc gô nô my thiết kế và quản lý - Số liệu nhân trắc tĩnh: o Chiều cao đứng o Chiều cao đứng đến mắt o Chiều cao đứng đến mỏm cùng vai o Chiều cao đứng đến khuỷu tay co o Chiều cao đứng đến mào chậu o Chiều cao đứng đến khớp đốt bàn ngón tay III o Chiều cao đứng đến khớp bàn ngón tay với lên cao o Rộng liên Delta o Sải tay o Khuỳnh tay o Với khom o Chiều cao ngồi o Chiều cao ngồi đến mắt o Chiều cao ngồi đến thắt lưng o Chiều cao ngồi đến mỏm cùng vai o Chiều cao ngồi đến dưới xương vai o Chiều cao ngồi đến khuỷu tay co o Chiều cao ngồi đến đốt sống cổ VII o Dày đùi o Rộng hai khuỷu tay o Rộng mông ngồi o Dài lưng – khoeo o Dài lưng – gối o Dài lưng – mũi chân o Cao đất – gối o Cao đất – góc khoeo o Cao ngồi với tay lên trên 7 o Ngồi với tay trước bàn tay nắm o Dài từ khuỷu tay đến đầu ngón tay III o Rộng hai gối khi ngồi tự nhiên o Dài đầu o Cao đầu o Rộng đầu o Vòng đầu o Rộng bàn tay o Dài bàn tay o Dài bàn chân o Vòng gót – cổ chân o Rộng bàn chân Số liệu tầm hoạt động tay:số liệu tầm hoạt động tay ở các mặt phẳng khác nhau - Số liệu tầm hoạt động của khớp : o Gấp (cúi) đầu o Duỗi (ngửa) o Nghiêng đầu o Xoay đầu o Gấp (cúi) thân o Duỗi (ngửa) thân o Nghiêng thân o Xoay thân o Dang tay o Khép tay o Gấp tay ra trước o Duỗi tay ra sau o Gấp tay ngang o Duỗi tay ngang o Xoay ngoài cánh tay dang o Xoay trong cánh tay dang o Gấp cẳng tay o Quay sấp bàn tay o Ngửa bàn tay o Gấp bàn tay o Dang chân với đùi thẳng o Khép chân với đùi thẳng o Gấp chân o Duỗi chân 8 o Xoay ngoài đùi gấp o Xoay trong đùi gấp o Gấp cẳng chân o Gấp bàn chân o Duỗi bàn chân Việc đo lường các chỉ số nhân trắc tĩnh và động sẽ giúp cho việc thiết kế thiết bị và tầm hoạt động được phù hợp Ví dụ bài tập thực hành đo: Một số lưu ý khi đo: - Tư thế đứng chuẩn: Tư thế đối tượng được đo đứng nghiêm, ba điểm dô nhất về phía sau của lưng, mông, gót chân chạm vào dụng cụ đo, đầu giữ thẳng sao cho điểm giữa bờ trên của lỗ tai ngoài và điểm thấp nhất ở dưới vành ổ mắt (orbitale) cùng nằm trên 1 đường thằng ngang vuông góc với trục cơ thể (mặt phẳng Frankfurt) - Tư thế ngồi chuẩn: tư thế mà đối tượng được đo ngồi ngay ngắn trên mặt ghế, hai điểm dô nhất về phía sau của mông và lưng chạm vào dụng cụ đo. Đầu được giữ ở mặt phẳng Frankfurt như trong tư thế đứng chuẩn. Thân và đùi, đùi và cẳng chân, cẳng chân và bàn chân tạo thành những góc vuông; hai tay đặt lên đùi, hai đầu gối và hai mắt cá chân đặt sát vào nhau, bàn chân đặt sát trên mặt đất - Khi có hai kích thước đối xứng qua trục cơ thể thì đo bên phải Cách đo: 1. Chiều cao đứng: Đo khoảng cách từ mặt đất (basis) đến đỉnh đầu (vertex) tính bằng centimet (cm) và được đo bằng thước đo nhân học khi đối tượng đứng thẳng ở tư thế đứng chuẩn 2. Chiều cao đứng đến mắt: Đo khoảng cách từ mặt đất (basis) đến góc trong của mắt (entoconchion) tính bằng centimet (cm) và được đo bằng thước đo nhân học khi đối tượng đứng thẳng ở tư thế đứng chuẩn 3. Chiều cao ngồi: đo khoảng cách từ mặt ghế đến đỉnh đầu (vertex) tính bằng centimet (cm) và được đo bằng thước đo nhân học khi đối tượng ngồi thẳng ở tư thế ngồi chuẩn 4. Chiều cao ngồi đến mắt: đo khoảng cách từ mặt ghế đến đến góc trong của mắt (entoconchion) tính bằng centimet (cm) và được đo bằng thước đo nhân học khi đối tượng ngồi thẳng ở tư thế ngồi chuẩn 5. Cao đất – góc khoeo: đo khoảng cách từ mặt đất (basis) đến góc khoeo (angulus popliteus) tính bằng centimet (cm) và được đo bằng thước đo nhân học khi đối tượng ngồi thẳng ở tư thế ngồi chuẩn Xác định mốc đo: Đỉnh đầu (vertex): điểm nhô cao nhất ở đỉnh đầu khi đầu được giữ ở mặt phẳng Frankfurt Góc mắt trong (entoconchion): đỉnh góc trong của mắc, nơi gặp nhau của bở mi trên và bờ mi dưới Góc khoeo (angulus popliteus): điểm giữa nếp khoeo chân khi đùi và cẳng chân tạo thành góc vuông