10. Измерение и анализ физиологических и психологических рабочих нагрузок
Необходимо говорить о принципиально различных видах труда — умственном и физическом. Очевидно, что разные виды профессиональной деятельности имеют различные компоненты и степень выраженности умственного и физического труда. Кроме того, и в первом, и во втором случае различают физиологические и психологические рабочие нагрузки.
Недостаточный учет соответствия рабочей нагрузки (РН) и психофизиологических возможностей работника приводит к снижению производительности труда, качества продукции или выполняемой работы, ошибкам и несчастным случаям.
Одно из ключевых понятий психофизиологии труда — социально приемлемый уровень рабочей нагрузки. На адекватность рабочей нагрузки влияет непрерывное развитие техники и технологии производства, которое привело к механизации тяжелого физического труда и созданию новых видов деятельности.
Основные понятия
Основные определения понятий приведены в «Руководстве по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (Утверждено Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г. Г. Онищенко 29 июля 2005 г. Дата введения — 1 ноября 2005 г. Руководство Р 2.2.2006-05.)
Условия труда — совокупность факторов трудового процесса и рабочей среды, в которой осуществляется деятельность человека.
Вредный фактор рабочей среды (в терминологии Международной организации труда — опасный фактор рабочей среды) — фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работника может вызвать профессиональное заболевание или другое нарушение состояния здоровья, повреждение здоровья потомства.
Вредными факторами могут быть:
- физические факторы — температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение; неионизирующие электромагнитные поля (ЭМП) и излучения — электростатическое поле; постоянное магнитное поле (в том числе гипогеомагнитное); электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц); широкополосные ЭМП, создаваемые ПЭВМ и другими источниками; ионизирующие излучения; производственный шум, ультразвук, инфразвук; вибрация (локальная, общая); аэрозоли (пыли) преимущественно фиброгенного действия; освещение — естественное (отсутствие или недостаточность), искусственное (недостаточная освещенность, пульсация освещенности, избыточная яркость, высокая неравномерность распределения яркости, прямая и отраженная слепящая блесткость); электрически заряженные частицы воздуха — аэроионы;
- химические факторы — химические вещества, смеси, в том числе некоторые вещества биологической природы (антибиотики, витамины, гормоны, ферменты, белковые препараты), получаемые химическим синтезом и/или для контроля которых используют методы химического анализа;
- биологические факторы — микроорганизмы-продуценты, живые клетки и споры, содержащиеся в бактериальных препаратах, патогенные микроорганизмы — возбудители инфекционных заболеваний;
- факторы трудового процесса.
Тяжесть труда — характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма {сердечнососудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Тяжесть труда характеризуется физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза, общим числом стереотипных рабочих движений, величиной статической нагрузки, характером рабочей позы, глубиной и частотой наклона корпуса, перемещениями в пространстве.
Гигиенические нормативы условий труда (предельно допустимые концентрации — ПДК, предельно допустимые уровни — ПДУ) — уровни вредных факторов рабочей среды, которые при ежедневной {кроме выходных дней) работе в течение 8 ч, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должны вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Соблюдение гигиенических нормативов не исключает нарушения состояния здоровья у лиц с повышенной чувствительностью. Гигиенические нормативы обоснованы с учетом 8-часовой рабочей смены. При большей длительности смены, но не более 40 часов в неделю, в каждом конкретном случае возможность работы должна быть согласована с территориальными управлениями Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека с учетом показателей здоровья работников (по данным периодических медицинских осмотров и др.), наличия жалоб на условия труда и обязательного соблюдения гигиенических нормативов.
Оценка тяжести физического труда
Рабочую нагрузку (РН) человека очень трудно измерить в строго физических единицах, так как весьма широк перечень возможных физиологических РН человека:
а) тяжелая динамическая мышечная работа;
б) динамическая мышечная работа, выполняемая конечностями одной половины тела (работа малых групп мышц);
в) статическая мышечная работа;
г) умственная работа (напряжение функции сосредоточения и внимания);
д) однообразная работа в монотонной обстановке;
е) работа в условиях интенсивного воздействия факторов окружающей среды (температура и влажность воздуха, вентиляция,
инфракрасное излучение, характер одежды, степень акклиматизации организма);
ж) напряжение организма, обусловленное другими факторами окружающей среды, например, физическими (шум, блики, плохое освещение, вибрация) и социальными (межличностные отношения или факторы, личностные и групповые проблемы).
При оценке РН необходимо учитывать максимальное количество перечисленных факторов, сочетающихся в работе человека. На величину РН, помимо ее тяжести и характера, влияет также и продолжительность выполнения задания. Определение всех требований, которые работа предъявляет к человеку (характер, интенсивность и продолжительность), а также оценку работы с целью обеспечения лучшей физиологической адаптации человека к труду и/или труда к человеку, можно осуществить разными методами.
Оценку работы, как правило, проводят в две стадии. Сначала определяют, по каким параметрам будут оцениваться требования, предъявляемые к человеку работой и отдельными производственными операциями, т. е. создают основы для качественной оценки. Затем измеряют количественно указанные требования. Качественную оценку требований конкретной работы можно провести обобщенно или аналитически, в этом деле принимают во внимание данные профессиографических исследований.
Для количественного определения рабочей нагрузки и требований, которые она предъявляет к работнику, используются два принципиально различающихся подхода — ранжирование и пошаговая классификация. При ранжировании рабочие операции располагают в ряд в такой последовательности, чтобы та из них которая имеет наивысшую оценку интенсивности, находилась в начале последовательности, а рабочая операция с минимальной оценкой — в конце. Пошаговая классификация состоит в том, что сначала выделяют этапы рабочего процесса, имеющие различные оценки, и уже в рамках этих этапов производят классификацию интенсивности операций.
Таким образом, комбинируя суммарный и аналитический подходы к оценке труда с принципами ранжирования и пошаговой классификации, можно получить четыре основных метода, которые (по отдельности или в сочетании между собой) позволяют представить почти все известные способы оценки рабочей нагрузки. Например, для сборочных работ в промышленности достаточно систематизировать и подсчитать основные движения, выполняемые работником во время одного цикла сборки. Этот метод позволяет быстро выявить различие между разными типами ручных операций, особенно если при этом используется аналитический прием разделения во времени типовых движений левой и правой рук. Суммарное количество типовых движений, выполняемых в течение времени, затрачиваемого на один сборочный цикл, рассматривают как усредненный показатель, пригодный для сравнительных исследований.
В экспериментах производится измерение энергозатрат организма с помощью газоанализатора, которое зарекомендовало себя как простой и надежный способ измерения физической работы. Этот метод используется, главным образом, для определения требований к питанию для конкретной (трудовой, спортивной или военной) деятельности человека. С помощью строго спланированных широкомасштабных обследований появилась возможность выяснить, какой уровень недостаточности питания ведет к снижению производительности труда целой нации или отдельных групп населения, например, занятых в угольной, горнодобывающей или металлургической промышленности. При очень тяжелой физической работе энерготраты человека составляют 4 000 ккал в день, и уменьшение потребляемой пищи сильнее всего сказывается на производительности труда. Например, если на протяжении дня с пищей в организм поступает только 3 400 ккал, то производительность труда при очень тяжелой работе падает до 70 %, а при поступлении в организм всего лишь 3 000 ккал — до 55 %. Недостаточное питание оказывает влияние и на выполнение легкой работы. Что касается отдыха и часов досуга, то здесь энергетические потребности при снижении питания почти не ограничиваются.
Расчеты свидетельствуют, что требуемая калорийность питания наодного человека составляет в среднем 3 000 ккал в сутки. Эффективность питания, т. е. отношение экономического эффекта к общей калорийности, достигает своего максимума при величине 3 000 ккал в сутки. Превышение указанной величины ведет к снижению эффективности питания, поскольку дополнительное потребление пищи скорее всего реализуется не в объеме выполненной работы, а в увеличении массы тела человека. Слишком низкий уровень питания также является неэффективным из-за снижения величины отношения количества произведенной продукции к потребленной пище.
Важное практическое применение измерений РН при физической работе — установление ее максимальной величины. В экспериментах была установлена максимальная величина энерготрат человека для 8-часовой рабочей смены, равная 2 000 ккал. Организм человека может расходовать на протяжении длительных периодов времени не более 2 000 ккал при выполнении тяжелой физической работы, когда задействованы большие группы мышц. Исходя из указанного энергетического лимита, можно рассчитать время отдыха для операций, требующих повышенного расхода энергии. Кроме того, это время должно быть распределено на протяжении рабочего дня, и суммарные энергозатраты, естественно, не должны превышать 2 000 ккал.
Решающим условием физиологической приемлемости мышечной работы служит адекватное снабжение мышц кислородом на протяжении всего рабочего периода. Поэтому для анализа РН в этом случае необходим особый подход.
Однако на практике оценка энерготрат для определения РН оказалась не вполне приемлемой. Поэтому более широкое распространение получил другой подход, в соответствии с которым оценивается произведение массы перемещенных тяжестей на расстояние перемещения. При этом учитываются (и, соответственно, устанавливаются) различные нормативы для тех групп мышц, которые оказываются преимущественно задействованы в процессе перемещения.
Законодательно при организации труда устанавливаются определенные критерии, которые нуждаются в уточнении.
Гигиенические критерии — это показатели, характеризующие степень отклонений параметров факторов рабочей среды и трудового про- цесса от действующих гигиенических нормативов. Классификация условий труда основана на принципе дифференциации указанных отклонений, кроме работ с возбудителями инфекционных заболеваний, с веществами, относительно которых должна быть исключена возможность вдыхания или попадания на кожу (противоопухолевые лекарственные средства, гормоны-эстрогены, наркотические анальгетики) и которые дают право на отнесение условий труда к определенному классу вредности за потенциальную опасность. Исходя из степени отклонения фактических уровней факторов рабочей среды и трудового процесса от гигиенических нормативов, условия труда по степени вредности и опасности1 условно подразделяют на 4 класса:оптимальные, допустимые, вредные и опасные.
Оптимальные условия труда (1-й класс) — условия, при которых сохраняется здоровье работника и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности. Оптимальные нормативы факторов рабочей среды установлены для микроклиматических параметров и факторов трудовой нагрузки. Для других факторов за оптимальные условно принимают такие условия труда, при которых вредные факторы отсутствуют либо не превышают уровней, принятых в качестве безопасных для населения.
Допустимые условия труда (2-й класс) характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиенических нормативов для рабочих мест и при которых возможные изменения функционального состояния организма устраняются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены и не оказывают неблагоприятного действия в ближайшем и отдаленном периоде на состояние здоровья работников и их потомство. Допустимые условия труда условно относят к безопасным.
Вредные условия труда (3-й класс) характеризуются наличием вредных факторов, уровни которых превышают гигиенические нормативы и оказывают неблагоприятное действие на организм работника и/или его потомство.
Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работников условно разделяют на 4 степени вредности (в классификации в основном использована качественная характеристика изменений в организме работников, которая будет дополняться количественными показателями по мере накопления информации о рисках нарушения здоровья):
1 -я степень 3-го класса (3.1): условия труда характеризуются такими отклонениями уровней вредных факторов от гигиенических нормативов, которые вызывают функциональные изменения, устраняющиеся, как правило, при более длительном (чем к началу следующей смены) прерывании контакта с вредными факторами, и увеличивают риск повреждения здоровья;
2-я степень 3-го класса (3.2): уровни вредных факторов, вызывающие стойкие функциональные изменения, приводящие в большинстве случаев к увеличению профессионально обусловленной заболеваемости (что может проявляться повышением уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности и, в первую очередь, теми болезнями, которые отражают состояние наиболее уязвимых для данных факторов органов и систем), появлению начальных признаков или легких форм профессиональных заболеваний (без потери профессиональной трудоспособности), возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 и более лет);
3-я степень 3-го класса (3.3) — условия труда, характеризующиеся такими уровнями факторов рабочей среды, воздействие которых приводит к развитию, как правило, профессиональных болезней легкой и средней степеней тяжести (с потерей профессиональной трудоспособности) в периоде трудовой деятельности, росту хронической (профессионально обусловленной) патологии;
4-я степень 3-го класса (3.4) — условия труда, при которых могут возникать тяжелые формы профессиональных заболеваний (с потерей общей трудоспособности), отмечаются значительный рост числа хронических заболеваний и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.
Опасные (экстремальные) условия труда (4-й класс) характеризуются уровнями факторов рабочей среды, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений, в том числе и тяжелых форм.
Оценка тяжести физического труда проводится на основе учета всех приведенных показателей (см. Приложение 10). При этом вначале устанавливают класс по каждому измеренному показателю, а окончательная оценка тяжести труда устанавливается по наиболее чувствительному (критичному) показателю, получившему наиболее высокую степень тяжести. При наличии двух и более показателей класса 3.1 и 3.2 условия труда по тяжести трудового процесса оцениваются на 1 степень выше (классы 3.2 и 3.3 соответственно).
Классы условий труда устанавливают на основании фактически измеренных параметров факторов рабочей среды и трудового процесса. При превышении нормативных уровней работодатель разрабатывает комплекс мер по оздоровлению условий труда, включающий организационно-технические для устранения опасного фактора, а при невозможности устранения — для снижения его уровня до безопасных пределов. Если в результате внедрения мер риск нарушения здоровья сохраняется, используют меры по уменьшению времени его воздействия (защита временем). Использование средств индивидуальной защиты в числе приоритетов мер по улучшению условий труда занимает последнее место.
Оценка тяжести умственного труда
Так как человеческое общество становится все более и более цивилизованным, все больше работников привлекаются к умственному труду, умственные требования большей части современных видов деятельности значительно превышают требования физические. Сотрудник учреждения или администратор, сидящий за видеодисплеем, тоже выполняют некоторые физические операции, нажимая на клавиши, но эта часть работы значительно менее тяжелая, чем когнитивная деятельность, определяющая, какие клавиши нажимать. Физическая рабочая нагрузка и энергетические затраты могут быть достаточно точно измерены количеством потребляемого кислорода и теплоотдачей тела. Поскольку все большее количество видов трудовой деятельности основывается на умственной, а не на физической, работе, значительные усилия направляются на разработку методов измерения умственной нагрузки. Конечной целью поисков могла бы быть численная величина, которая бы указывала, сколько умственной нагрузки связано с той или иной задачей. К сожалению, не представляется возможным, что эта цель будет когда-нибудь достигнута. Умственная рабочая нагрузка — слишком сложное понятие, чтобы выразить его численной величиной.
Многие специалисты по умственной рабочей нагрузке приходят к заключению, что отсутствует единое определение этого параметра. Предложено много рабочих определений, зависящих от профессиональных интересов и точки зрения отдельных исследователей. Так, можно привести убедительные доводы об отношении умственной рабочей нагрузки к процессам обработки информации и вниманию (экспериментальные психологи), имеющемуся для решения задачи времени (системные инженеры), управлению техникой (электротехники и машиностроители), напряжению и эмоциональному состоянию (психофизиологи и физиологи). Поведенческие критерии умственной рабочей нагрузки позволили сформулировать 14 типов задач, или методов, сгруппированных в три категории: субъективное мнение, резервные психические способности, основная и второстепенная задачи.
Субъективные мнения могут быть собраны либо с помощью оценочных шкал, либо посредством вопросников (анкет) и/или интервью. Оценочная шкала представляет собой психометрическую методику упорядочения мнений математически последовательным образом, тогда как интервью или вопросник дает результаты, не выраженные количественно. Наиболее популярна оценочная шкала Купера—Харпера Более новые исследования по субъективному шкалированию умственной рабочей нагрузки использовали математическую процедуру, названную комбинированным измерением. Другой использованный подход — многомерное шкалирование.
Резервные психические способности образуют наиболее широкую категорию. Она определяется предположениями об ограниченности внимания и наличии верхнего предела человека как информационного канала. Методы измерения резервной способности взяты из теории информации и обеспечиваются различными методами численного моделирования.
Однако намного больше данных было получено при использовании методов основной и второстепенной задач. Этот подход заключается в том, что одновременно должны решаться основная и второстепенная задачи. При этом операторам дается инструкция, в соответствии с которой им следует уделять внимание, прежде всего, основной задаче, а второстепенную решать только в тех случаях, когда это никак не влияет на их способность выполнения основной. Снижение успешности в решении второстепенной задачи интерпретируется как свидетельство повышенной рабочей нагрузки, создаваемой основной задачей. Таким образом, если данная вто ростепенная задача может быть успешно решена в 80 % случаев совместно с основной задачей А, но только в 50 % случаев с основной задачей Б, делается вывод, что задача Б создает большую рабочую нагрузку. Однако, хотя эта логика достаточно корректна, отбор подходящих второстепенных задач сложен технически.
Метод основной задачи опирается на предположение о том, что увеличение умственной рабочей нагрузки вызывает снижение эффективности ее решения. Этот метод может успешно применяться, если рабочая нагрузка действительно очень высока. Но анализ методом основной задачи при нагрузках ниже среднего уровня часто не способен обнаружить влияние дополнительных задач или процедурных изменений.
При рассмотрении умственной нагрузки встречаются с рядом ограничений, обусловленных человеческими возможностями.
В сложных случаях условия труда оценивают по показателям функционального состояния организма работника и другим данным специалисты по гигиене или медицине труда (Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, научные подразделения гигиенического профиля). К таким случаям относят:
- особые формы организации работ (продолжительность рабочей смены более 8 ч, вахтовый метод труда и т. п.);
- работы, связанные с преимущественными перемещениями и воздействием на работника факторов, меняющихся по интенсивности, продолжительности и природе;
- работы, требующие применения специальных средств защиты, ухудшающих функциональное состояние работника;
- сложные комбинации факторов рабочей среды, тяжести и напряженности труда.
Для оценки напряженности умственного труда, используют следующие показатели :