ergonomická racionalizace pracoviště v - Strojnícka fakulta

Transfer inovácií 32/2015
2015
ERGONOMICKÁ RACIONALIZACE PRACOVIŠTĚ V PRŮMYSLOVÉM
PODNIKU
Ergonomická racionalizace
Ing. Tereza Vyskočilová
Ing. Tomáš Kamaryt
Katedra průmyslového inženýrství,
Fakulta strojní, ŽCU Plzeň
Univerzitní 22, 306 14 Plzeň
e-mail: [email protected]
e-mail: [email protected]
Ing. Ján Kobulnický
Katedra priemyselného inžinierstva a manažmentu
Strojnícka fakulta,
Technická univerzita v Košiciach
Němcovej 32, 042 00 Košice
e-mail: [email protected]
Zhruba jedna třetina všech pracovníků
v EU je více než polovinu pracovního dne
vystavena bolestivým či únavným polohám a téměř
50 % všech pracovníků je vystaveno krátkodobým
opakovaným úkolům, které jsou většinou
doprovázeny bolestivými a únavnými pohyby.
Následkem mohou být výskyty různých svalově
kosterních poškození. Z hlediska ergonomie
rozlišujeme několik základních typů pohybů,
kterými jsou:
 flexe - ohýbání, zmenšení úhlu mezi dvěma
částmi těla (př. ohnutí paže v lokti),
 extense - napřimování, opak flexe, tedy
zvětšení úhlu (př. natažení paže),
 lateroflexe - boční pohyb, úklon,
Abstract
 rotace - otáčení kolem vlastní osy,
The aim of this article is to highlight the
importance and benefits of the rationalization of
workplace issues - specifically in ergonomics. The
article includes also a case study that highlights the
use of ergonomic rationalization in practice.
 abdukce - odtažení části těla od osy
souměrnosti,
Key words: Ergonomics, Rationalization, RULA
analysis
ÚVOD
Dynamický rozvoj výrobních podniků
a celého národního hospodářství nelze zabezpečit
bez řady kvalitativních změn v podnicích a
ekonomice jako celku. Jejich účelem je soulad
celého výrobního systému se soudobým vědeckotechnologickým rozvojem řízení v celosvětovém
měřítku. Na racionalizaci jsou kladeny stále větší a
náročnější požadavky a zároveň se hledají možnosti
k neustálému zvyšování efektivnosti pracovišť,
závodů, podniků či celých výrobních systémů.
Racionalizaci lze chápat i jako součást řízení
zdokonalování stávajícího stavu.
V podnicích, kde je lidská práce
dominantním faktorem výrobního procesu je oblast
zvyšování
efektivnosti
prostřednictvím
ergonomické racionalizace zvláště významná,
neboť člověk tvoří základní pilíř pracovního
procesu. Ve vhodném prostředí dokáže pracovník
následně pracovat lépe, rychleji a není ohrožováno
jejich zdraví.
Reálné zkušenosti ukazují, že podniky,
které používají ergonomickou racionalizaci
pracovišť nad rámec stávajících právních předpisů,
dosahují vynikajících dlouhodobých výsledků a to
nejen z hlediska kvality výroby ale i z hlediska
produktivity práce či fluktuace zaměstnanců.
 addukce - přitažení (opak abdukce).
Přičemž existují 3 možné stupně
hodnocení pracovní polohy resp. pohybů a sice:
 přijatelné – zdravotní riziko je považované
za nízké nebo zanedbatelné pro téměř
všechny zdravé dospělé osoby, není potřeba
žádná úprava;
 podmíněně přijatelné – existuje zvýšené
zdravotní riziko pro celou skupinu
pracovníků nebo její část. Riziko, spolu se
souvisejícími rizikovými faktory, se musí
analyzovat a co nejdříve snížit, nebo není-li
to možné, musí se přijmout jiná vhodná
opatření, například zajistit přijatelnost
použití strojního zařízení odpovídajícími
provozními pokyny;
 nepřijatelné – zdravotní riziko je
nepřijatelné
pro
jakoukoliv
skupinu
pracovníků, je nutná rekonstrukce návrhu
vedoucího ke zlepšení pracovního prostoru.
PŘÍPADOVÁ STUDIE
Popis a cíle projektu
Zmiňovaná případová studie je typickým
příkladem tzv. ergonomické racionalizace, kdy na
základě požadavku nejmenované společnosti byl
sestaven postup „implementace nových technologií
– ergonomie“. Cílem studie bylo v uvedené
posloupnosti:
 zmapovat činnosti prováděné u vybraných
pracovních pozic na výrobní lince;
 zhodnocení současného stavu;
 identifikace ztrátových či neefektivních časů
a identifikace nesystémových činností;
173
Transfer inovácií 32/2015
2015
 a následný návrh nového stavu.
Hlavním cílem projektu tedy byl návrh
ideálního umístění obalů s materiálem. K tomuto
cíli je nutné variantně rozpracovat detailní
rozmístění obalů. Všechny tyto varianty zhodnotit a
vybrat nejvhodnější z nich. Přičemž řešení projektu
bylo rozděleno do tří etap, a sice modelování
současného stavu, tvorba variantního rozmístění a
samotné vyhodnocení.
Popis pracoviště a problému
Jedná se o část montážní linky určené
k finální montáži sestavy, kdy součástí této linky je
5 automatizovaných pracovišť a 3 ruční pracoviště
propojené dopravníkem. Objektem studie je třetí
ruční stanoviště v čele montážní linky. Při montáži
pracovník skládá ks dohromady a zakládá je do
pojízdné vitézy – viz. obrázek.
Obr. 1 Náhled na pracoviště
Řešení
V první fázi bylo nezbytné nasbírat data
zejména z hlediska zjišťování rozměrů pracoviště,
manipulačních obalů, velikostech a hmotnostech
jednotlivých dílů atd. V druhém kroku bylo nutné
namodelovat skutečné rozměry v SW VisTable. Pro
pozdější optimalizaci bylo nutné zpracovat model
současného stavu (vč. veškerého příslušenství) a
definovat problematická místa – viz. náhled níže.
Obr. 2 Model současného stavu
Následně byly definovány čtyři varianty
uspořádání obalů na materiál, které se od sebe liší
způsobem rozmístění ve vzdálenostech od pozice
operátora a výškách umístění. Konkrétně byly
navrženy následující varianty:
174

Varianta 1 – zvednutí KLT o 10cm

Varianta 2 – 1x KLT do 2. patra

Varianta 3 – 2x KLT do 2. patra

Varianta 4 – KLT na držácích
Transfer inovácií 32/2015
2015
Obr. 3 Schéma variant rozmístění
Následně
byly
jednotlivé
varianty
ohodnoceny prostřednictvím metody RULA, což je
metoda vyvinutá pro ergonomické analýzy
pracovišť, kde se vyskytuje zatížení horních
končetin. RULA je snímkovací nástroj pro
hodnocení biomechanických a polohových zátěží
na celém těle, se speciálním důrazem na krk, trup a
horní končetiny. Výsledkem analýzy je vypočítané
skóre, které indikuje úroveň potřeby provedení
změn. Uvedený obrázek ukazuje úrovně zatížení
končetin v závislosti na úhlu jejich na točení.
Hodnocení
navržených
variant
je
následovné:
Varianta 1 - Obdoba výchozího stavu,
zapracován návrh na zlepšení dvě menší KLT
zvednuty cca o 100 mm a byl zvolen větší sklon.
Výhodou dané varianty je, že díky zvednutí a
většímu sklonu je lepší dostupnost dílů pro obsluhu.
Nevýhodou naopak je „odskok“ v dopravníku a
neúplné využití druhého patra dopravníku, kdy
obsluha stále sahá přes dopravní pás. Navrhováno
je přisunutí KLT bedny co nejblíže.
Obr. 4 Varianta 1 – půdorys
Varianta 2 - Pracoviště uspořádáno tak, že
v prvním patře dopravníku jsou umístěny bedny s
plastovými díly a ve druhém patře umístěny
pružiny. Výhodou je využití druhého patra.
Nevýhodou je, že obsluha kromě předchozích
problémů musí navíc sahat ještě do druhého patra,
což znamená vyšší námahu na horní končetiny.
Navrhováno je vůbec druhé patro nevyužívat.
Obr. 5 Varianta 2 – půdorys
Varianta 3 – Obdoba varianty 2, kdy do druhého
využití druhého patra pracoviště. Nevýhody jsou
patra byla přidána bedna s menšími plastovými díly
obdobné s alternativou 2. Návrhem řešení je opět
a v prvním patře byla ponechána bedna
nevyužívat druhé patro.
s plastovými kryty. Výhodou řešení je ještě lepší
175
Transfer inovácií 32/2015
2015
Obr. 6 Varianta 3 – půdorys
Varianta 4 - Pracoviště uspořádané v jedné rovině.
V prvním patře dopravníku umístěny plastové kryty
a po stranách na stojanech pak plastové
komponenty a pružiny. Výhodou je, že obsluha
nemusí ve všech případech sahat přes dopravníkový
pás, vše je umístěno v jedné pracovní rovině.
Nevýhodu je že pracoviště může připadat
stísněnější, neboť je zabráno více prostoru a
zároveň se jedná o nejnákladnější variantu na
přestavbu. Návrhem řešení je přisunutí plastových
krytů blíže k obsluze a uvážení vykrojené velké
bedny pro lepší přístup k materiálu.
Obr. 7 Varianta 4 – půdorys
Tab. 1 Srovnání variant
Pokud bychom porovnaly všechny
varianty je patrné, že jako nejlepší se jeví varianta
4, která byla taky implementována.
ZÁVER
Každá oblast ergonomie má své odlišné
problémy. Pokud porovnáme jednotlivé problémy,
má každá oblast z našeho pohledu jinou prioritu. I
když je možné provádět optimalizační kroky i
176
nezávisle na sobě, stanovili jsme pořadí
jednotlivých oblasti, na základě jejich naléhavosti.
Závěrem bychom chtěli poděkovat všem
zúčastněným v tomto projektu. Bez vzájemné
komunikace bychom nebyli schopni dosáhnout
současných výsledků. Zejména jako nezbytná se
ukázala vzájemná komunikace pro mapování
činností v interní logistice a stanovení postupu
měření a sledování.
Transfer inovácií 32/2015
Literatura
2015
[6]
[1] E. Cakit, B. Durgun, O. Cetik, O. Yoldas, “A
Survey of Hand Anthropometry and Biomechanical
Measurements of Dentistry Students in Turkey”.
Human Factors and Ergonomics in Manufacturing
& Service Industries, vol. 24, pp. 739–753, 2014.
[7]
[8]
[2] P. Blaha, et. al., “Anthropometric studies of the
Czechoslovak population from 6 to 55 years”,
UNZ, Prague, 1986.
[3] DIN 33402-2, “Ergonomics - Human body
dimensions - Part 2: Values” (in German),
Ergonomie - Körpermasse des Menchen - Teil 2:
Werte, Deutsches Institut für Normung, Berlin,
2005.
[4] EN ISO 7250, “Basic human body measurements
[5]
for technological design”, 1997.
Bureš, M., Görner, T., „Šedivá, B., Hand
Anthropometry of Czech Population“ in
proceedings of the 2015 IEEM International
Conference on Industrial Engineering and
Management, Singapore, 2015, ISBN 978-1-46738065-2
[9]
Bureš, M., učební podklady k předmětu
„Ergonomie“, Západočeská Univerzita v Plzni,
Katedra průmyslového Inženýrství a Managementu,
2013
Normy ČSN třídy 8335 – Ergonomie,
Novák, J., Šlampová, P., Racionalizace výroby –
učební text, 2007, Ostrava, dostupné online na:
http://projekty.fs.vsb.cz/414/racionalizacevyroby.pdf
GÖRNER,
T.,
ŠIMON,
M.
Ergonomic
rationalization. In Annals of DAAAM for 2011 &
Proceedings of The 22nd International DAAAM
Symposium
"Intelligent
Manufacturing
&
Automation:
Power
of
Knowledge
and
Creativity". Vienna: DAAAM International Vienna,
TU Wien, 2011. s. 0753-0754. ISBN: 978-3901509-83-4 , ISSN: 1726-9679
Tento příspěvek byl vytvořen za
podpory projektu č. SGS-2015-065 "Rozvoj
parametrů udržitelného výrobního systému"
Interní
grantové
agentury
Západočeské
univerzity v Plzni a grantového projektu č.
1/0669/13
Proaktívne
krízové
riadenie
priemyselných podnikov založené na koncepte
controllingu.
177