ERGONOMICKÁ RACIONALIZACE PRACOVIŠTĚ V PRŮMYSLOVÉM PODNIKU Ing. Tereza Vyskočilová Ing. Tomáš Kamaryt Katedra průmyslového inženýrství, Fakulta strojní, ŽCU Plzeň Univerzitní 22, 306 14 Plzeň e-mail: vyskocit@kpv.zcu.cz e-mail: tkamaryt@kpv.zcu.cz Ing. Ján Kobulnický Katedra priemyselného inžinierstva a manažmentu Strojnícka fakulta, Technická univerzita v Košiciach Němcovej 32, 042 00 Košice e-mail: jan.kobulnicky@tuke.sk Abstract 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. 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. Ergonomická racionalizace 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, rotace - otáčení kolem vlastní osy, abdukce - odtažení části těla od osy souměrnosti, 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
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. 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: 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 Obr. 2 Model současného stavu 174
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. Varianta 3 Obdoba varianty 2, kdy do druhého patra byla přidána bedna s menšími plastovými díly a v prvním patře byla ponechána bedna s plastovými kryty. Výhodou řešení je ještě lepší Obr. 5 Varianta 2 půdorys využití druhého patra pracoviště. Nevýhody jsou obdobné s alternativou 2. Návrhem řešení je opět nevyužívat druhé patro. 175
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. Obr. 6 Varianta 3 půdorys 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 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. 176
Literatura [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. [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 for technological design, 1997. [5] 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 978-1-4673-8065-2 [6] Bureš, M., učební podklady k předmětu Ergonomie, Západočeská Univerzita v Plzni, Katedra průmyslového Inženýrství a Managementu, 2013 [7] Normy ČSN třídy 8335 Ergonomie, [8] Novák, J., Šlampová, P., Racionalizace výroby učební text, 2007, Ostrava, dostupné online na: http://projekty.fs.vsb.cz/414/racionalizacevyroby.pdf [9] 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: 978-3- 901509-83-4, 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