Функциональные состояния человека в процессе трудовой деятельности

Эффективность деятельности человека зависит от многих факторов, например, предметов и орудий труда, организации рабочего места, работоспособности и др. Под работоспособностью понимают величину функциональных способностей организма (ФСО) человека, характеризующуюся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Работоспособность создается в результате происходящих в организме процессов в нервной системе, опорно-двигательном аппарате, органах дыхания и кровообращения. При непрерывной работе мышцы, нервные клетки и различные органы могут расходовать только определенное количество энергии. Во время трудовой деятельности человек проходит несколько фаз изменения его работоспособности (рис. 6).

Рисунок 6 Фазы работоспособности:

I – зона врабатывания; II – зона устойчивой работоспособности;

III – зона устойчивого спада работоспособности; 1 – фаза мобилизации;

2 – фаза гиперкомпенсации; 4 – фаза компенсации; 5 – фаза субкомпенсации; 6 – фаза декомпенсации; 7 – фаза срыва

· Фаза мобилизации (внутренняя собранность, предстартовая). При этом повышается тонус центральной нервной системы, усиливается функциональная активность органов и систем.

· Фаза первичной реакции. Для нее характерно небольшое снижение в течение нескольких минут почти всех показателей (внешнее торможение).

· Фаза гиперкомпенсации (приспособление к оптимальному режиму труда. Это продолжение первой фазы).

· Фаза компенсации. Устанавливается оптимальный режим работы, стабилизация показателей. Эффективность труда в этой фазе максимальная.

· Фаза субкомпенсации. Она характеризуется некоторым снижением функционального состояния человека, в результате чего высокий уровень производительности начинает снижаться. Показатели ухудшаются (замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость). Наступает утомление.

· Фаза декомпенсации. Она характеризуется быстрым ухудшением состояния организма, снижением всех показателей.

· Фаза срыва. Наблюдается значительное расстройство регулирующих механизмов.

С фазы субкомпенсации начинается специфическое состояние утомления. Основным фактором, вызывающим утомление, обычно является напряженность деятельности, к которой относится величина нагрузки, ее характер (статический или динамический), интенсивность во времени. Кроме того, на развитие утомления сильно влияют опасные и вредные производственные факторы, психологический климат, режим труда и отдыха.

Утомление – обратимое физиологическое состояние. Если работоспособность человека не восстанавливается к началу следующего периода работы, то утомление может накапливаться и переходить в переутомление. При этом резко снижается работоспособность, безопасность деятельности, сопротивляемость организма различным формам заболеваний.

Первую, вторую и третью фазы (рис.6) называют фазой врабатывания или нарастающей работоспособности. В зависимости от характера труда и особенностей индивидуума этот период длится от нескольких минут до 1,5 ч, а при умственном творческом труде – от 2 до 2,5 ч; четвертую фазу – фазой высокой устойчивости работоспособности. Продолжительность этой фазы зависит от тяжести и напряженности труда и составляет 2 – 2,5 ч и более; пятую, шестую и седьмую фазу называют фазой снижения работоспособности.

Работоспособность человека (оператора) изменяется по суточному ритму. В течение суток организм человека по разному реагирует на физическую и нервно-психическую нагрузку. Наивысшая работоспособность отмечается в утренние часы, достигая своего максимума к 10 – 12 часам, и дневные – с 14 до 17 ч. Наименьшая работоспособность отмечается в период между 12 и 14 ч, а в ночное время – с 3 до 4 ч.

Знания о человеческих способностях, потребностях и ограничениях лежат в основе формирования психосоциальных условий труда, позволяющих снизить уровень стресса и улучшить гигиену труда, тем самым повысить его безопасность и производительность. С учетом этих знаний определяют сменность работы предприятий, начало и окончание работы в сменах, перерывы на отдых и сон.

2.5 Взаимосвязь человека и технической системы

Взаимосвязь человека с технической системой или со средой обитания происходит через информационную модель этой системы.

К сенсорному (чувствительному) полю информационной модели относят комплекс сигналов, который воспринимается человеком непосредственно от системы (шум, вибрация, электромагнитные поля и т.д.) и ряда сигнальных систем (приборов, индикаторов и т.п.).

К сенсомоторному полю относят комплекс сигналов от органов управления (рычагов, ручек, кнопок и т.д.).

При создании техники необходимо определить роль и место человека в системе производства, распределить функции между человеком и машиной, учесть конструктивные особенности оборудования, инструмента, пространственную компоновку рабочих мест, решить вопросы системы защиты машины как в совокупности, так и отдельных ее элементов, а также защиты человека от негативных производственных факторов.

Совместимость человека и системы условно делится на пять видов, обеспечение которых гарантирует успешное функционирование системы.

Биофизическая совместимость человека и системы состоит в достижении разумного компромисса между физиологическим состоянием и работоспособностью человека, с одной стороны, и различными факторами, характеризующими систему с учетом объема, качества выполняемых им задач и продолжительности работы – с другой. Здесь должны быть обоснованы и выбраны номинальные и предельные значения отдельных воздействий на организм человека с целью обеспечения минимальной опасности и максимально возможной производительности.

Энергетическая совместимость предусматривает создание органов управления системы и выбор оператора так, чтобы они гармонировали в отношении затрачиваемой мощности, скорости, точности, оптимальной загрузки конечностей оператора. Это достигается профессиональным отбором, выбором рациональных режимов труда и отдыха.

Пространственно-антропометрическая совместимость человека и машины состоит в учете антропометрических характеристик и некоторых физиологических особенностей человека при создании (организации) рабочего места. Сложность решения данной проблемы состоит в том, что антропометрические данные у всех людей разные.

Технико-эстетическая совместимость состоит в творческой и эстетической удовлетворенности человека от процесса труда как совокупности физических и интеллектуальных сил с элементами творческой направленности.

Информационная совместимость должна соответствовать возможностям человека по приему и переработке всего потока закодированной информации и эффективному приложению управляющих воздействий к системе. Количество информации принято измерять в двоичных знаках – битах. У человека, например, поток информации через зрительный рецептор равен 10⁸… 10 ⁹ бит/с, нервные пути пропускают 2 ×10⁶ бит/с, до сознания доходит около 50 бит/с, в памяти прочно удерживается 1 бит/с. Объем долговременной памяти человека предположительно составляет 10²¹ бит, а кратковременная память имеет емкость 50 бит. Скорость передачи информации в центральную нервную систему в виде нервных импульсов около 120 м/с.

Получение информации о многих процессах в управляемом объекте во внешней среде – одна из важнейших функций оператора сложных систем. Данные, поступающие по каналам связи от управляемого объекта и внешней среды, отображается на различных устройствах (стрелочные приборы, экраны осциллографов и т.п.), образующих «информационную модель», - непосредственный источник информации для оператора, принимающего решения. Основная трудность управления в таких системах – не только быстро считывать показания приборов, но и быстро (иногда молниеносно) обобщать поступающие данные, мысленно представлять взаимосвязь между показаниями приборов и реальной действительностью. Это значит, что оператор на основании показаний приборов (информационной модели) должен создать в своем сознании внутреннюю модель управляемого объекта и окружающей среды и принять соответствующие решения.