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
