Разработать оптимальное рабочее место инженера-программиста, расчет освещенности, расчет информационной нагрузки - (диплом)

Разработать оптимальное рабочее место инженера-программиста, расчет освещенности, расчет информационной нагрузки - (диплом)

Дата добавления: март 2006г.

    Охрана Труда

Тема: “Разработать оптимальное рабочее место инженера-программиста, расчет освещенности, расчет информационной нагрузки”

    Дипломант: Рыбина М. А.
    Группа АИ-1-93
    ОХРАНА ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ ПРОГРАММИСТА

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм. Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов: организация рабочего места программиста;

    определение оптимальных условий труда программиста.
    Описание рабочего места программиста

Рабочее место - это часть пространства, в котором инженер осуществляет трудовую деятельность, и проводит большую часть рабочего времени. Рабочее место, хорошо приспособленное к трудовой деятельности инженера, правильно и целесообразно организованное, в отношении пространства, формы, размера обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психическом напряжении.

При правильной организации рабочего места производительность труда инженера возрастает с 8 до 20 процентов.

Согласно ГОСТ 12. 2. 032-78 конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия:

оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места; достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;

необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач;

уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения. Главными элементами рабочего места программиста являются письменный стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя. Рабочее место для выполнения работ в положении сидя организуется в соответствии с ГОСТ 12. 2. 032-78.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

    Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости.
    а - зона максимальной досягаемости;
    б - зона досягаемости пальцев при вытянутой руке;
    в - зона легкой досягаемости ладони;
    г - оптимальное пространство для грубой ручной работы;
    д - оптимальное пространство для тонкой ручной работы.

Рассмотрим оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости рук:

    ДИСПЛЕЙ размещается в зоне а (в центре);
    КЛАВИАТУРА - в зоне г/д;
    СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в зоне б (слева);
    ПРИНТЕР находится в зоне а (справа);
    ДОКУМЕНТАЦИЯ

в зоне легкой досягаемости ладони - в (слева) - литература и документация, необходимая при работе; в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.

При проектировании письменного стола следует учитывать следующее: высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;

конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей, личных вещей).

Параметры рабочего места выбираются в соответствии с антропометрическими характеристиками. При использовании этих данных в расчетах следует исходить из максимальных антропометрических характеристик (М+2).

При работе в положении сидя рекомендуются следующие параметры рабочего пространства:

    ширина не менее 700 мм;
    глубина не менее 400 мм;
    высота рабочей поверхности стола над полом 700-750 мм.
    Оптимальными размерами стола являются:
    высота 710 мм;
    длина стола 1300 мм;
    ширина стола 650 мм.

Поверхность для письма должна иметь не менее 40 мм в глубину и не менее 600 мм в ширину.

Под рабочей поверхностью должно быть предусмотрено пространство для ног: высота не менее 600 мм;

    ширина не менее 500 мм;
    глубина не менее 400 мм.

Важным элементом рабочего места программиста является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21. 889-76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении программиста его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т. е. положение частей тела должно быть оптимальным. Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа положения тела человека в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям:

допускать возможность изменения положения тела, т. е. обеспечивать свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга; допускать регулирование высоты в зависимости от роста работающего человека ( в пределах от 400 до 550 мм );

    иметь слегка вогнутую поверхность,
    иметь небольшой наклон назад.

Исходя из вышесказанного, приведем параметры стола программиста: высота стола 710 мм;

    длина стола 1300 мм;
    ширина стола 650 мм;
    глубина стола 400 мм.
    Поверхность для письма:
    в глубину 40 мм;
    в ширину 600 мм.

Важным моментом является также рациональное размещение на рабочем месте документации, канцелярских принадлежностей, что должно обеспечить работающему удобную рабочую позу, наиболее экономичные движения и минимальные траектории перемещения работающего и предмета труда на данном рабочем месте. Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда. Окраска помещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения. В служебных помещениях, в которых выполняется однообразная умственная работа, требующая значительного нервного напряжения и большого сосредоточения, окраска должна быть спокойных тонов - малонасыщенные оттенки холодного зеленого или голубого цветов

При разработке оптимальных условий труда программиста необходимо учитывать освещенность, шум и микроклимат.

    Освещенность рабочего места

Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещение на рабочем месте программиста должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин:

    недостаточность освещенности;
    чрезмерная освещенность;
    неправильное направление света.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности. Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы программиста в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или отсутствует. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.

Искусственное освещение выполняется посредством электрических источников света двух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Будем использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества:

по спектральному составу света они близки к дневному, естественному освещению; обладают более высоким КПД (в 1. 5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания); обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания); более длительный срок службы.

Расчет освещения производится для комнаты площадью 36 м2, ширина которой 4. 9 м, высота - 4. 2 м. Воспользуемся методом светового потока.

Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

    , где
    F - рассчитываемый световой поток, Лм;

Е- нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу программиста, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будетЕ = 300 Лк при газоразрядных лампах; S - площадь освещаемого помещения ( в нашем случае S = 36 м2 ); Z- отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1. 1-1. 2 , пустьZ = 1. 1);

К- коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различных помещений и в нашем случаеК = 1. 5);

n- коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс) и потолка (Рп)), значение коэффициентов Рс и Рп определим по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс=30%, Рп=50%. Значениеnопределим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

    , где
    S - площадь помещения, S = 36 м2;
    h - расчетная высота подвеса, h = 3. 39 м;
    A - ширина помещения, А = 4. 9 м;
    В - длина помещения, В = 7. 35 м.
    Подставив значения получим:

Зная индекс помещения I, Рс и Рп, по таблице находим n = 0. 28 Подставим все значения в формулу для определения светового

    потока F:
    Лм

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которыхF = 4320 Лк.

    Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:
    , где
    N - определяемое число ламп;
    F - световой поток, F = 63642, 857 Лм;
    Fл- световой поток лампы, Fл = 4320 Лм.
    шт.

При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами. Размещаются светильники двумя рядами, по четыре в каждом ряду.

    Параметры микроклимата на рабочем месте

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря свойству терморегуляции, т. е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Основной принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой. В санитарных нормах СН-245/71 установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения (значительные или незначительные тепловыделения). Для рабочих помещений с избыточным тепловыделением до 20 ккал/м3допустимые и оптимальные значения параметров микроклимата приведены в таблице: Таблица 1.

    Время года
    Зона
    Температура
    воздуха, 0 C
    Относительная
    влажность, %
    Скорость
    движения
    воздуха, м/с
    Холодный
    период
    Оптимальная
    18 - 21
    60 - 40
    < 0. 2
    Переходный
    период
    Допустимая
    17 - 21
    < 75
    < 0. 3
    Теплый пе
    риод года
    (t > 100 C)
    Оптимальная
    20 - 25
    60 - 40
    < 0. 3
    Допустимая
    < 28 в 13
    часов самого
    жаркого мес.
    < 75
    < 0. 5

В настоящее время для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы, так и технические средства. К числу организационных относятся рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, а также организация правильного чередования труда и отдыха. В связи с этим рекомендуется на территории предприятия организовывать зеленую зону со скамейками для отдыха и водоемом (бассейны, фонтаны). Технические средства включают вентиляцию, кондиционирование воздуха, отопительную систему.

    Нормирование шума

Установлено, что шум ухудшает условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на человека происходят нежелательные явления: снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, понижается внимание. Сильный продолжительный шум может стать причиной функциональных изменений сердечно-сосудистой и нервной систем. Согласно ГОСТ 12. 1. 003-88 ("Шум. Общие требования безопасности") характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются среднеквадратичные уровни давлений в октавных полосах частот со среднегеометрическими стандартными частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. В этом ГОСТе указаны значения предельно допустимых уровней шума на рабочих местах предприятий. Для помещении конструкторских бюро, расчетчиков и программистов уровни шума не должны превышать соответственно: 71, 61, 54, 49, 45, 42, 40, 38 дБ. Эта совокупность восьми нормативных уровней звукового давления называется предельным спектром.

    Методы защиты от шума

Строительно-акустические методы защиты от шума предусмотрены строительными нормами и правилами (СНиП-II-12-77). это:

звукоизоляция ограждающих конструкции, уплотнение по периметру притворов окон и дверей;

    звукопоглощающие конструкции и экраны;
    глушители шума, звукопоглощающие облицовки.

На рабочем месте программиста источниками шума, как правило, являются технические средства, как то - компьютер, принтер, вентиляционное оборудование, а также внешний шум. Они издают довольно незначительный шум, поэтому в помещении достаточно использовать звукопоглощение. Уменьшение шума, проникающего в помещение извне, достигается уплотнением по периметру притворов окон и дверей. Под звукопоглощением понимают свойство акустически обработанных поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую. Звукопоглощение является достаточно эффективным мероприятием по уменьшению шума. Наиболее выраженными звукопоглощающими свойствами обладают волокнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид и др. К звукопоглощающим материалам относятся лишь те, коэффициент звукопоглощения которых не ниже 0. 2.

Звукопоглощающие облицовки из указанных материалов (например, маты из супертонкого стекловолокна с оболочкой из стеклоткани нужно разместить на потолке и верхних частях стен). Максимальное звукопоглощение будет достигнуто при облицовке не менее 60% общей площади ограждающих поверхностей помещения.

    Вентиляция

Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т. е. сколько раз в час сменится воздух в помещении.

    Расчет информационной нагрузки программиста

Программист, в зависимости от подготовки и опыта, решает задачи разной сложности, но в общем случае работа программиста строится по следующему алгоритму:

    Таблица 2
    Этап
    Содержание
    Затрата времени, %
    I
    II
    Постановка задачи
    Изучение материала по поставленной задаче
    6. 25
    III
    Определение метода решения задачи
    6. 25
    IV
    Составление алгоритма решения задачи
    12. 5
    V
    Программирование
    25
    VI
    Отладка программы, составление отчета
    50

Данный алгоритм отражает общие действия программиста при решении поставленной задачи независимо от ее сложности.

    Таблица 3
    Этап
    Член алго-ритма
    Содержание работы
    Буквенное обозначение
    I
    1
    Получение первого варианта технического задания
    A1
    2
    Составление и уточнение технического задания
    B1
    3
    Получение окончательного варианта технического задания
    C1j1 ^2
    4

Составление перечня материалов, существующих по тематике задачи H1j2

    5
    Изучение материалов по тематике задачи
    A2
    6
    Выбор метода решения
    C2J3
    7
    Уточнение и согласование выбранного метода
    B2 ^ 6
    8
    Окончательный выбор метода решения
    C3j4
    9

Анализ входной и выходной информации, обрабатываемой задачей H2

    10
    Выбор языка программирования
    C4j5
    11
    Определение структуры программы
    H3C5q1
    12
    Составление блок-схемы программы
    C6q2
    13
    Составление текстов программы
    C7w1
    14
    Логический анализ программы и корректирование ее
    F1H4w2
    15
    Компиляция программы
    F2 v 18
    16
    Исправление ошибок
    D1w3
    17
    Редактирование программы в единый загрузочный модуль
    F2H5B3w4
    18
    Выполнение программы
    F3
    19
    Анализ результатов выполнения
    H6w5 ^ 15
    20
    Nестирование
    C8w6 ^ 15
    21
    Подготовка отчета о работе
    F4

Подсчитаем количество членов алгоритма и их частоту (вероятность) относительно общего числа, принятого за единицу. Вероятность повторения i-ой ситуации определяется по формуле:

    pi = k/n,

где k – количество повторений каждого элемента одного типа. n – суммарное количество повторений от источника информации, одного типа. Результаты расчета сведем в таблицу 4:

    Таблица 4.
    Источник информации
    Члены алгоритма
    Символ
    Количество
    членов
    Частота повторений
    pi
    1
    Афферентные – всего (n),
    в том числе (к):
    6
    1, 00
    Изучение технической документации и литературы
    A
    2
    0, 33
    Наблюдение полученных результатов
    F
    4
    0, 67
    2
    Эфферентные – всего,
    В том числе:
    18
    1, 00
    Уточнение и согласование полученных материалов
    B
    3
    0, 17
    Выбор наилучшего варианта из нескольких
    C
    8
    0, 44
    Исправление ошибок
    D
    1
    0, 06
    Анализ полученных результатов
    H
    6
    0, 33
    Выполнение механических действий
    K
    0
    0
    3
    Логические условия – всего
    в том числе
    13
    1, 00
    Принятие решений на основе изучения технической литературы
    j
    5
    0, 39
    Графического материала
    q
    2
    0, 15
    Полученного текста программы
    w
    6
    0, 46
    Всего:
    37

Количественные характеристики алгоритма (Табл. 4) позволяют рассчитать информационную нагрузку программиста. Энтропия информации элементов каждого источника информации рассчитывается по формуле, бит/сигн:

    ,

где m – число однотипных членов алгоритма рассматриваемого источника информации. H1 = 2 * 2 + 2 * 4 = 10

    H2 = 3 * 1, 585 + 8 * 3 + 0 + 6 * 2, 585 = 44, 265
    H3 = 5 * 2, 323 + 2 * 1 + 6 + 2, 585 = 29, 125
    Затем определяется общая энтропия информации, бит/сигн:
    HУ = H1 + H2 + H3,

где H1, H2, H3 –энтропия афферентных, эфферентных элементов и логических условий соответственно.

    HУ = 10 + 44, 265 + 29, 125 = 83, 39
    Далее определяется поток информационной нагрузки бит/мин,
    ,
    где N – суммарное число всех членов алгоритма;
    t – длительность выполнения всей работы, мин.

От каждого источника в информации (члена алгоритма) в среднем поступает 3 информационных сигнала в час, время работы - 225 часов,

    Ф = = 2, 6 бит/с

Рассчитанная информационная нагрузка сравнивается с допустимой. При необходимости принимается решение об изменениях в трудовом процессе. Условия нормальной работы выполняются при соблюдении соотношения:

где Фдоп. мин. и Фдоп. макс. –минимальный и максимальный допустимые уровни информационных нагрузок (0, 8 и 3, 2 бит/с соответственно);

    Фрасч. – расчетная информационная нагрузка
    0, 8 < 2, 6     Выводы

В этой части дипломной работы были изложены требования к рабочему месту программиста (пользователя). Созданные условия должны обеспечивать комфортную работу. На основании изученной литературы по данной проблеме, были указаны оптимальные размеры рабочего стола и кресла, рабочей поверхности, а также проведен выбор системы и расчет оптимального освещения производственного помещения, а также расчет информационной нагрузки. Соблюдение условий, определяющих оптимальную организацию рабочего места программиста, позволит сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня, повысит, как в количественном, так и в качественном отношениях производительность труда программиста.