Стадниченко Л.И. Эргономика: Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

7.2. Динамика работоспособности

№

Фазы работоспо-

собности

Характеристика

1 Предрабочее со -

стояние

Под влиянием условно- рефлекторной деятельности

нервной системы повышается активность функций ор-

ганизма до начала работы .

2 Врабатывание Происходит сонастройка функций организма (двига-

тельной , вегетативной , сенсорной ) и выработка устой -

чивого динамического стереотипа .

3 Устойчивая работо-

способность

Характеризуется наивысшей производительностью

труда при наименьших физиологических затратах .

4 Утомление Ухудшается функциональное состояние организма и

снижаются технико- экономические показатели .

5 “Конечного поры -

ва”

В её основе лежат эмоциональные влияния, связанные

с предвкушением окончания работы .

Комментарии к 7.2.

Работоспособность человека в течение рабочего дня не является

величиной стабильной , для неё характерно фазное развитие. Основ -

ными фазами работоспособности являются : фаза врабатывания или

нарастающей работоспособности , фаза высокой устойчивой работо-

способности , фаза утомления или падения работоспособности . Это

так называемая типовая кривая работоспособности . В некоторых ви-

дах труда кроме названных фаз имеются фазы предрабочего состоя-

ния и фаза конечного порыва (рис. 7).

Рис. 7. Динамика работоспособности на протяжении смены

I – предрабочее состояние; II – врабатывание; III – устойчивая

работоспособность; IV – утомление; V – конечный порыв.

0 1 5

III

II III

О беденны й переры в

Время, ч

Первая фаза динамики работоспособности называется предра -

бочим состоянием . В эту фазу наблюдаются изменения многих функ-

ций организма: двигательной , сенсорной , вегетативной . Отмечено

учащение и углубление дыхания, ведущее к усилению лёгочной вен-

тиляции, учащение пульса и повышение артериального давления, уси -

ление дыхательного газообмена, увеличение жизненной ёмкости лёг-

ких и силы мышц, повышение содержания сахара и молочной кисло-

ты в крови, повышение температуры тела . Эти изменения в организме

наступают не только перед началом работы , но и тогда, когда человек

только попадает в условия, в которых он выполняет трудовой процесс

( завод, учреждение).

Исследования физиологов показали , что изменение функций в

предрабочем состоянии аналогично тем , которые происходят во время

деятельности , поэтому считается , что сдвиги, происходящие в орга-

низме в связи с предстоящей деятельностью , обеспечивают готов -

ность организма к этой деятельности . [16]

Экспериментальным путём показано, что предрабочее состоя-

ние организма обусловлено условно - рефлекторной деятельностью

центральной нервной системы . Условный рефлекс вырабатывается на

раздражители первой и второй сигнальной системы . Раздражителями

первой сигнальной системы является производственная обстановка,

второй – производственное задание. Причём, следует отметить, что

условные рефлексы , определяющие предрабочее состояние, осущест -

вляются по типу тонических реакций, т.е. это не быстрая ответная ре-

акция организма, а изменение тонуса коры и подкорки головного моз-

га, что влечёт за собой функциональную перестройку систем организ-

ма. Условные рефлексы предрабочего состояния возникают в ответ на

действие не одного какого-либо сигнала, а на совокупность сигналов ,

связанных с предстоящей деятельностью . Врабатывание – это процесс

повышения работоспособности в начальном периоде работы или про-

цесс вхождения в работу.

Врабатывание по своему существу является процессом форми -

рования конкретной рабочей деятельности , процессом тренировки ,

когда формируется необходимый стереотип деятельности . В период

врабатывания происходит налаживание (сонастройка) функций орга-

низма. И . П . Павлов писал: “Ясно, что организм представляет собой

сложную машину, состоящую из различных частей , выполняющих

различные функции, которые при конкретной физиологической задаче

должны постепенно вступать в деятельность в известном порядке, с

известным напряжением и т . д. Для этого, конечно , им нужно время.

Только тогда работа, которая требуется от данного организма, может

быть совершена без ущерба с применением всех его ресурсов , т. е.

быть нормальной”. [1]

Закономерности врабатывания важно учитывать на практике.

Необходимо постепенное вхождение в рабочую нагрузку. При под-

линно научной организации труда не следует наиболее напряжённую

и ответственную работу выполнять в самом начале смены . Процесс

врабатывания можно ускорять путём применения вводной гимнастики

в первые минуты смены . Гимнастические упражнения активируют

нервные центры и тем самым способствуют врабатыванию.

Продолжительность фазы врабатывания зависит от характера

труда. Чем интенсивнее работа, тем короче фаза врабатывания. При

тяжёлой работе (косьба, ковка металла) период врабатывания состав -

ляет 20-25 минут , на сборке наручных часов – 1-1,5 часа, при умст -

венном труде – 1,5-2,5 часа.

После окончания периода врабатывания в течение некоторого

времени наблюдается состояние устойчивой работоспособности . По

своей физиологической характеристике оно принципиально отличает -

ся от состояния в период врабатывания, когда происходит формиро-

вание и нарастание работоспособности . В период устойчивой работо-

способности завершается сонастройка организма и формирование ра-

бочего стереотипа.

Период устойчивой работоспособности характеризуется наи -

высшей производительностью труда, причём в эту фазу отмечаются

наименьшие физиологические затраты на единицу продукции.

Длительность этого периода зависит от характера работы и её

интенсивности . При благоприятных условиях труда период устойчи -

вой работоспособности может составлять 75% рабочего времени пер-

вой половины смены и 65% второй . Однако чем больше интенсив-

ность работы , тем короче период устойчивой работоспособности .

После 3-4 часов работы развивается фаза утомления, которая

характеризуется снижением технико-экономических показателей и

ухудшением функционального состояния организма.

Иногда в конце рабочей смены отмечается повышение работо-

способности . Эта фаза в динамике работоспособности получила на-

звание “конечного порыва”. В основе этой фазы лежит эмоциональное

влияние.

Факторами , приводящими к изменению работоспособности , яв -

ляются : субъективные (тип нервной системы , мышечная сила и вы-

носливость, состояние здоровья , трудовая мотивация, профессиана-

лизм, возраст , эмоциональное состояние); характеристики труда (фи-

зические усилия, нервное напряжение, темп работы , рабочее положе-

ние, монотонность); условия труда (загазованность, запылённость

воздушной среды , шум , вибрация, освещённость и другие).

Работоспособность изменяется и в течение недели . Эти измене-

ния происходят в три фазы : врабатывания, высокой работоспособно -

сти и развивающегося утомления. Фаза врабатывания приходится на

понедельник; высокой работоспособности на вторник, среду, четверг ;

и развивающегося утомления на пятницу и субботу.

Знание динамики работоспособности в течение смены , суток,

недели необходимо для правильного практического решения вопросов

организации труда.

7.3. Механизмы утомления

Утомление – это вызванное работой временное снижение работоспо-

собности .

Теории

Комментарии к 7.3.

Утомление – это вызванное работой временное снижение рабо-

тоспособности .

Данное определение отражает три обязательных признака утом-

ления. Во-первых, это уменьшение работоспособности . Во-вторых,

это явление вызвано предшествовавшей работой , если работоспособ-

ность снижена в результате заболевания или травмы , об утомлении

говорить не приходится . В -третьих, уменьшение работоспособности

является временным, обратимым; если тяжёлая работа привела к

стойкому, необратимому снижению функций, то речь должна идти о

процессах , выходящих за рамки понятия “утомления”.

Проблема утомления решает три стороны : выясняется сущность

утомления, т.е. причины и механизмы его развития; диагностика

Гуморально-

локалистическая :

-причиной утомления явля -

ется образующаяся в ходе

работы молочная кислота;

-точкой приложения вред-

ного воздействия является

сама мышца и место соеди -

нения нерва с мышечным

волокном.

Центрально-нервная :

-начальное звено утомления

локализуется не в мышцах , а

в нервных центрах ;

-начальное звено утомления

имеет корковую природу;

-в развитии утомления важ -

ную роль играет процесс тор-

можения.

утомления и оценка работоспособности ; пути борьбы с утомлением и

повышения работоспособности .

На динамику утомления влияет характер деятельности , в пер-

вую очередь её интенсивность, экстенсивность и темп. Существует

оптимальная интенсивность деятельности , при которой утомление на-

ступает позже; увеличение или уменьшение этой интенсивности уско-

ряет наступление утомления. Быстро развивается утомление при мо-

нотонной , статической и сенсорно обеднённой деятельности . Так, при

деятельности , в течение которой человек длительное время выполняет

одну и ту же рабочую операцию, требующую ограниченного набора

движений, например при узкоспециализированной работе на конвейе-

ре (монотонная деятельность), снижается внимание, угасают положи-

тельные мотивы деятельности и быстро развивается утомление. Осо -

бенно рано появляется утомление в тех случаях , когда работа выпол-

няется при фиксированной напряжённой позе (статическая деятель-

ность) или когда ограничен поток раздражителей , поступающих к че-

ловеку, например звуковых или световых сигналов , содержащих све-

дения об условиях деятельности .

Из внешних факторов рабочей среды большое значение имеют

микроклимат, особенно температура , влажность и скорость движения

воздуха, состав воздуха и наличие в нём химических примесей , шум ,

вибрация, освещённость. Развитие утомления зависит от состояния

здоровья и физической подготовки человека, которые не только обу-

словливают большие физиологические резервы, но и способствуют

более быстрой и устойчивой мобилизации и формированию функцио-

нальных систем . Скорость возникновения и развития утомления зави-

сит и от ряда психологических характеристик личности – уровня тре-

вожности , волевых качеств , в том числе настойчивости , и других ак-

тивационных параметров , т.е. таких функциональных свойств челове-

ка, которые обеспечивают степень реализации в конкретной деятель-

ности его потенциальных возможностей . Например, внимание как ак-

тивационный параметр обеспечивает большие возможности запоми -

нания, а высокий уровень волевых качеств позволяет поддерживать

необходимый уровень деятельности при выраженном чувстве устало-

сти . Ведущая роль принадлежит высшим психическим характеристи -

кам – идеалам и мировоззрению.

В зависимости от вида выполняемой работы выделяют умствен-

ное и физическое утомление. В связи с тем , что обнаружилась прин-

ципиальная общность физического и умственного утомления, приоб-

ретает большое распространение классификация, основанная на пре-

имущественной локализации утомления в звеньях нервной системы ,

обеспечивающей деятельность человека. Так, различают сенсорное

утомление и его разновидности (перцептивное и информационное) и

эффекторное утомление. Кроме того, выделяют как обобщённую

форму общее утомление. Однако та или иная классификация зависит

от принятой физиологической теории утомления.

Природу утомления пытаются объяснить различные теории. Ав -

торы гуморально- локалистической теории рассматривают утомление

как явление, происходящее исключительно в самых рабочих органах .

Сущность этой теории сводится к тому, что причиной утомления яв -

ляются образующиеся в ходе работы продукты обмена веществ , пре-

жде всего молочная кислота. Точкой приложения вредного действия

являются сами мышцы или место соединения нерва с мышечными во-

локнами .

Вторая теория – центрально -нервная – родилась в противовес

гуморально- локалистическим представлениям. Утомление рассматри -

вается как целостный процесс, захватывающий все функции двига-

тельного аппарата, вегетативную сферу и имеющей первичное звено в

коре головного мозга.

Согласно центрально - нервной теории, начальное звено утомле-

ния локализуется не в мышцах , а в нервных центрах . Это подтвержда-

ется , во-первых, тем , что состояние центральной нервной системы

оказывает огромное влияние на развитие утомления (роль эмоций,

афферентных раздражений, активного отдыха, автоматизаций движе-

ний и прочее). Во-вторых, непроизвольная работа утомляет меньше,

чем сознательно- волевая. В -третьих, наблюдаемые при утомлении

многообразные сдвиги в состоянии периферического аппарата явля -

ются вторичными и зависят от изменения установочных влияний

нервных центров . Начальное звено утомления имеет корковую приро-

ду. Характер участия кортикальных центров в работе оказывает ре-

шающее влияние на её утомительность.

В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нерв -

ных клетках и нарушается синтез ацетилхолина в синаптических об-

разованиях , в результате чего нарушается деятельность центральной

нервной системы по формированию двигательных импульсов и пере-

даче их к работающим мышцам; замедляется скорость переработки

сигналов , поступающих от проприо- и хеморецепторов ; в моторных

центрах развивается охранительное торможение.

В развитии утомления важная роль принадлежит процессу тор-

можения, который развивается в кортикальном звене двигательного

аппарата. Утомление корковых нервных клеток приводит, с одной

стороны , к нарушению контролируемой ими сложнейшей координа-

ции процессов , а с другой – меняет характер установочных влияний

коры мозга и связанных с ней подкорковых образований на исполни -

тельные органы .

В современных исследованиях вскрыт ряд тонких механизмов

утомления, связанных с нарушением обмена веществ , снижением ак-

тивности окислительных ферментов , изменением характера эндок-

ринной регуляции со стороны гипоталамуса . Например, зарегистриро-

вано снижение функции надпочечников , показано, что угнетается вы-

работка адренокортикотропного гормона гипофизом, вначале повы-

шается , а затем снижается активность инсулярного аппарата поджелу-

дочной железы . Это ведёт к увеличению недоокисленных продуктов .

Как следствие этого возникают вторичные изменения афферентной

импульсации, что ещё больше ухудшает состояние гомеостаза и ведёт

к нарушению согласованности вегетативных и двигательных рабочих

реакций.

Начальные фазы утомления оказывают благоприятное влияние

на устойчивость организма, способствуют в последующем более бы -

строй и совершенной мобилизации резервов и компенсаторных функ-

ций, ускоряют овладение навыком и его упрочение. Выраженное

утомление отрицательно влияет на организм, уменьшая производи -

тельность труда и может привести сразу к предпатологической фазе

срыва, а при нерациональном отдыхе и к развитию патологического

состояния – переутомлению. Чрезмерное утомление может сопровож -

даться неврозами и сосудистыми заболеваниями .

В развитии утомления различают скрытое (преодолеваемое)

утомление, при котором сохраняется высокая работоспособность,

поддерживаемая волевым усилием . Экономичность двигательной дея -

тельности в этом случае падает, работа выполняется с большими

энергетическими затратами . Это компенсируемая форма утомления.

При дальнейшем выполнении работы развивается некомпенсирован-

ное (полное) утомление. Главным признаком этого состояния является

снижение работоспособности , угнетение функций надпочечников ,

снижается активность дыхательных ферментов , происходит вторич-

ное усиление процессов анаэробной фазы .

7.4. Диагностика утомления

Критерии оценки утомления

Комментарии к 7.4.

В практике приобретают особое значение диагностика и изуче -

ние показателей , которые сопровождают и сигнализируют об утомле-

нии. Отличают несколько наиболее общих направлений: увеличение

числа ошибок «как результат расстройства координации движений»;

неспособность к созданию и усвоению новых полезных навыков , рас-

стройство старых ранее приобретенных навыков ; увеличение энерге-

тических, прежде всего углеводных, трат на единицу произведенной

работы .

Выделяют субъективные и объективные критерии оценки утом-

ления.

К субъективным относится ощущение усталости , которое оце-

нивается путём опроса работающих об их состоянии на различных

этапах работы . А.А.Ухтомский подчёркивал, что в основе каждого

субъективного переживания или ощущения лежат совершенно опре-

делённые объективные материальные процессы в нервных аппаратах .

Даже при оценке тяжести труда субъективные данные могут чётко

коррелировать с объективными . Однако одного этого показателя не-

достаточно для оценки степени утомления.

К объективным критериям утомления относятся две группы яв -

лений: с одной стороны , изменения характера выполнения работы , а с

другой – изменения в различных системах организма, сопутствующие

развитию утомления.

Количественная оценка работоспособности .

Среди методов , позволяющих дать количественную оценку ра-

ботоспособности , надо, прежде всего, указать на учёт производитель-

ности труда в единицу времени . Однако далеко не всегда имеется

Субъективные

ощущение усталости , ко-

торое определяется путём

опроса работающих в раз-

личные периоды работы

Объективные

-индивидуальная производительность

труда;

-специальные методы исследований: со -

стояние мышечной системы (сила, вы-

носливость мышц к статическим напря -

жениям); психических функций; вегета-

тивных систем ; состояние нервной сис-

темы и анализаторов .

возможность оценить динамику работоспособности по данным учёта

выполняемой работы . Это невозможно, например, в условиях конвей -

ерного производства, где ритм работы задаётся скоростью движения

конвейера и не зависит от отдельных работников ; не удаётся подобная

оценка и там, где рабочий в течение дня выполняет различные по ха-

рактеру и трудоёмкости операции, а также у руководителей производ-

ства и у лиц конторского труда, у педагогов , врачей и т . д. Случаев ,

где учёт почасовой динамики производительности труда возможен, на

практике гораздо меньше, чем случаев , где его применить нельзя. В

связи с этим количественную оценку работоспособности приходится

проводить не по выполненной работе, а на основании данных, полу-

ченных при проведении специальных методов исследований. Изуча -

ется функциональное состояние нервной и мышечной системы , а так-

же вегетативных функций организма. По таблицам Анфимова и коль-

цам Ландольта можно определить утомление при умственной работе.

7.5. Меры предупреждения производственного утомления

Комментарии к 7.5.

Чтобы правильно уяснить, какими путями обеспечивается по -

вышение работоспособности на производстве, необходимо коснуться

самой постановки вопроса о борьбе с утомлением . Процесс утомления

нельзя считать отрицательным и вредным даже с практической точки

зрения. Нежелательным это явление считается в том плане, что сни -

Профилактика утомления

Длительно повышающие ра-

ботоспособность

– механизация и автоматизация

трудовых процессов ;

– рациональная организация

рабочего места;

– организация рабочей позы и

рабочих движений;

– организация режимов труда и

отдыха;

– производственное обучение.

Срочно повышающие рабо -

тоспособность

– роль эмоций;

– влияние афферентных раз-

дражителей ;

– влияние одновременной или

предшествующей работы

других мышц;

– химические стимуляторы .

жает работоспособность. Однако лежащие в его основе процессы рас-

ходования энергетических веществ являются мощным стимулом по -

вышения интенсивности восстановительных процессов , которые в пе-

риод отдыха восстанавливают работоспособность до исходного уров -

ня, а иногда и выше исходной . С биологической точки зрения утомле-

ние является не только охранительной и защитной реакцией организ-

ма, но и обеспечивает последующий рост работоспособности .

Учитывая всё вышесказанное, при постановке вопроса о борьбе

с утомлением должны стремиться не к тому, чтобы устранить это фи-

зиологическое явление, а чтобы отдалить утомление и ускорить вос-

становление.

В зависимости от общей направленности биохимических сдви-

гов в организме и времени , необходимом для возвращения к норме,

выделяются два типа восстановительных процессов – срочное и от-

ставленное. Срочное восстановление распространяется на первые 0,5-

1,5 часа отдыха после работы : оно сводится к устранению накопив-

шихся за время работы продуктов анаэробного распада. Отставленное

восстановление распространяется на многие часы отдыха после рабо-

ты . Оно заключается в восстановлении обмена веществ и реставрации

нарушенного во время работы ионного и эндокринного равновесия в

организме. В период отставленного восстановления завершается воз-

вращение к норме энергетических запасов организма, усиливается

синтез разрушенных при работе структурных и ферментных белков . В

целях рационального чередования нагрузок необходимо учитывать

скорость протекания восстановительных процессов в организме. Из-

вестно, что восстановленные процессы после любых нагрузок проте-

кают разновременно, при этом наибольшая интенсивность восстанов -

ления наблюдается сразу после нагрузок (табл. 5).

Таблица 5

Время, необходимое для завершения восстановления различных

биохимических процессов в период отдыха после напряженной мы -

шечной работы

Процессы Время восстановле-

ния

Восстановление – запасов кислорода в организме. 10-15 с

Восстановление анаэробных резервов в мышцах . 2-5 мин.

Оплата кислородного долга. 3-5 мин.

Устранение молочной кислоты . 0,5-1,5 ч.

Ресинтез внутримышечных запасов гликогена. 12-48 ч.

Восстановление запасов гликогена в печени . 12-48 ч.

Усиление индуктивного синтеза ферментных и струк-

турных белков .

12-72 ч.