پایگاه های داده ای آنتروپومتریكی و فیزیولوژیكی تلفیق شده، به عنوان ابزار ارگونومیكی

محمد خندان، دانشجوی كارشناسی ارشد ارگونومی، گروه ارگونومی دانشگاه علوم بهزیستی و توانبخشی تهران

 

چكیده

هدف این مطالعه، ایجاد یك مبنای ارگونومیكی برای یكپارچگی كاركنان زندر محیط های كاری نظامی بود. نتایج اندازه گیری های آنتروپومتریكی و فیزیولوژیكی1337 مرد و زن هدف (18-25 ساله) مطرح شده است و طراحی تجربی1 اندازه های كلاسیك و عملكردی بدن كه ارتباط ارگونومی بالایی دارند را شامل می شود. به علاوه، نیروهای ایزومتریك عضله منقبض كننده ساعد و عضله منبسط كننده زانویآزمودنی ها به عنوان متغیرهای فیزیولوژیكی مطرح گردیدند.

 

با توجه به پارامترهای زیست سنجی/بیومتریك و مقاومتی، نتایج ارایه شده به وضوح میزان اندكی همپوشانی/اشتراك را بین زن ها و مردها نشان می دهد. میزان صدك پنجم مردان مورد مطالعه به عنوان ارزش مستثنی كردن2متغیرهای آنتروپومتریكی (اندازه ارتفاع نشسته و ایستاده بدن، عرض شانه، طول و عرض دست و ...) نشان می دهند كه 29-72% زنان با این معیار مطابقت ندارند. زمانی كه پارامترهای قدرتی نیز مورد بررسی قرار می گیرند، وضعیت وخیم تر نیز می شود: تنها 26% (منبسط كننده زانو) و 3% (منقبض كننده ساعد) زنان نیرویی بیشتر از همتایان مرد خود در صدك پنجم تولید كردند.

 

كاربرد پایگاه داده حاصل از بررسی، رسیدن به هدف یكپارچه سازی كاركنان زن در همه نوع محیط های كاری نظامی است. در مقابل سیستم های سابق كه براساس جداول  صدك های ایزوله/منفرد بودند، نتایج بررسی ما  امكان جستجوهای چند متغیره را در بهینه سازی فرآیندها می دهد.این نوع پایگاه داده ای تلفیق شده در آینده به عنوان یك ابزار مفید جهت ارزشیابی كردن محیط های كاری و تجهیزات فردی، رسیدگی های ارگونومیكی عمومی و جهت مقاصدی همچون برنامه ریزی برای كاركنان به منظور پیشگیری از صدمات شغلی مطرح خواهد شد.

 

كلمات كلیدی : آنتروپومتری، اندازه های بدن، مقاومت، یكپارچگی كاركنان زن، محیط های كاری نظامی    

 

مقدمه

درکشورهاى صنعتىانسان شناس ها/آنتروپولوژیست های فیزیولوژیكی باید بر بررسی های تجربی متمرکز شوند که نتایج کاربردی دارند. آنها بر موضوعاتی همچون ایمنی و راحتی در محیط های كاری، و طراحی ارگونومیكی محصول متمركز می شوند. در این زمینه، وفق دادن محیط های صنعتی مطابق با تغییرپذیری خصوصیات بدنی3انسان كه به طور معمول براساس ابعاد متریك هستند و در جدول هایی با اندازه های جزیی بدن ثبت شده اند و به طور ملی یا بین المللی قابل قبول می باشند، صورت می پذیرد.

 

اهمیت این بررسی ها در نتیجه سه فرآیندی كه در زیر آمده، به طور قابل ملاحظه ای افزایش پیدا كرده است: اول، سبك زندگی نامناسب و بی تحرك با وعده های غذایی پر كالری كه حاصلش بزرگسالانی چاق و با اندامی نامناسب شده است و درنتیجه موجب پراكندگی خصوصیات اجرایی و بیومتریك گسترده شده است. علاوه بر این، در آلمان به مهاجرت به عنوان عامل افزایش این متغیرات نگاه می شود. افزایش استخدام زنان در شغل هایی كه به طور سنتی مردانه هستند نیز موثر بوده است. با توجه به این دو، این مطالعات بیشترین اهمیت را برای برنامه ریزی كاركنان و بهینه سازی ارگونومیكی محیط كار دارد.

 

نوع سنتی پایگاه های داده ای تنها با اندازه های آنتروپومتریكی ویا ارزش های فیزیولوژیكی كه به طور جداگانه اندازه گیری شده بودند به احتمال زیاد نقایصی دارند. زمانی كه افراد بایست در محیط های كاری با تخصص بالا به كار گماشته شوند و افراد با دقت كم انتخاب شوند، یك پاسخ پیچیده نیاز است. این همان موردی است كه جهت یكپارچگی متقاضیان زن جهت همه نوع محیط های كاری نظامی در ارتش آلمان به آن پرداخته شده است. با توجه به تفاوت های بیومتریك ایجاد شده، باید بهمیزان بار در جابجایی های دستی كه از كارهای معمول روزانه در صنایع نظامی است و مقدار بار مطلقی كه فرد با آن مواجه می شود،كه معمولا برای زنان و مردان یكسان است توجه گردد و مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین، اندازه های قدرتی نیز جهت گزینش های پیش از استخدام و انتخاب افراد و در كل برای ارزیابی مناسب بودن فرد برای خصوصیات محیط های كاری، تجهیزات فردی و تقابلات انسان-ماشین لازم است. طراحی های تجربی بایستی با افزایش موازی داده های آنتروپومتریكی و فیزیولوژیكی مطرح گردد.

 

ما اكنون می توانیم نتایج بررسی تركیب شده مان را بیان نماییم. كاربرد عملی این نتایج كه در پایگاه داده ای تركیبی ارایه شده است را می توان در راحتی و ایمنی شغلی برای تمام افراد در محیط های كاری نظامی- زنان و مردان همانند یكدیگر- و جهت بهینه كردن عملكرد فیزیكی آنها دید. همچنین پایگاه داده ای تركیب شده اطلاعات قابل اعتمادی را در ارتباط با تعداد مناسبی متقاضی در یك جمعیت را نشان می دهد. در این مطالعه یك پایگاه داده ای با تلفیق موارد زیر حاصل گردید:

 

  • متغیرهای آنتروپومتریكی:

-       اندازه های كلاسیك بدن با ویژگی ارگونومیكی بالا

-       اندازه های دینامیك بدن

 

  • متغیرهای فیزیولوژیكی:

-     اندازه های مقاومتی

-     توانایی های حركتی و هوشیاری4

-     فاكتورهای شیوه زندگی (ورزش كردن و تغذیه و ...)

 

در ادامه روش و نتایج متمركز  بر اندازه كلاسیكی بدن و متغیرهای قدرتی بررسی و شرح داده می شود.

 

روش

 

-         آزمودنی ها5

1036 مردو   301  زن

-         18-25 ساله

-         نژاد اعضا : 99.4%  اروپایی

 

اندازه های كلاسیكی بدن

روش اندازه گیری و تعریف متغیرهای آنتروپومتریكی كلاسیك از استاندارد بین المللیISO7250  تبعیت می كند. 23 اندازه بدن با اولویت ارگونومیكی بالا از هر آزمودنی گرفته شد، به عنوان نمونه: ارتفاع چشم در حال نشسته و ایستاده، اندازه های دست و گیرایش6 برای وفق دادن تعاملات فیزیكی انسان- ماشین و اندازه های صورت برای طراحی انواع متفاوت تجهیزات حفاظت فردی.طول قد و جرم بدن به عنوان یك متغیر كلیدی که جهت تخمین نوع اساسی/سرشتی7و  مقایسه كردن نتایج واقعی با ارزش های دیگر مطالعات كمك كرد.

 

اندازه های قدرت

آزمودنی ها دو آزمایش قدرت را بر روی عضله منقبض كننده ساعد و منبسط كننده زانو در حالت نشسته انجام دادند. استفاده كردن از یك صندلی اندازه گیر نیرو كه برای نگهداشتن حداكثر نیروی ایزومتریك برای 15 ثانیه ساخته شده بود.وضعیت های نیرو-زمان بوسیله استرین گیج8 در بسامد HZ50اندازه گیری شد. پس از تصحیح برون هشته های مشهود9، حداكثر ارزش تمام 750 نقطه داده ای،به عنوان نیروی حداكثر (Fmax)تعریف گردید.

 

برای اندازه های قدرتی، داوطلبان برای دقت بیشتر با یك كمربند به صندلی ثابت شده بودند. مچ پای اصلی آنها نیز به وسیله یك مچ بند و زنجیر قابل تنظیم جهت سنجش قدرت عضله منبسط كننده زانو به استرین گیج مرتبط شده بود. مفصل زانو حداكثر در زاویه 90 درجه قرار داشت. افراد تست انبساط زانو را همراه با فعالیت بازودر جلو قفسه سینه انجام دادند.شکل (1)

 

 

 

شکل1:شرایط تست قدرت انبساطی زانو

 

طی تست قدرت، عضله منقبض كننده ساعد پشت بازو روییك سطح نرم قرار داشت. از افراد خواسته شد تا درحالی كه نشسته بودند یك دستگیره فلزی را كه به یك استرین گیج به وسیله كابل سیمی قابل تنظیم اما غیر ارتجاعی متصل بود،محكم بگیرند. شکل (2)    

            

 

 

شکل2: شرایط تست قدرت انقباضی بازو

 

 

 

جدول1: ارزش صدک های متغیرهای آنتروپومتریکی

 

در  تست بازو، مفصل آرنج حداكثر زاویه ای برابر با 120 درجه داشت و دست دیگر روی شانه  قرار گرفت. قبل از آزمایش افراد حداقل یك بار با نحوه اجرای تست و رسیدن به حداكثر سطح قدرت آشنا شده بودند. حداكثر گشتاور كه با Nm نمایش داده می شود، به كمك فرمول زیر محاسبه گردید:

 

 

 اهرم بازو  قبل از تست های قدرت به این ترتیب که پای تحتانی10از میانه قسمت جانبی مفصل زانو تا میانه مچ پا و ساعد از میانه اپی کندیل تا میانه دست اندازه گیری شده بود.

 

نتایج

اندازه های بدن

در جدول شماره (1) مشخصات صدك های مختلف آنتروپومتریكی زنان ومردان هدف نشان داده شده است. و مشخص می كند كه یكپارچگی بین زنان و مردان مشكلات ارگونومیكی زیادی را به وجود می آورد.اگر صدك پنجم مردان را به عنوان الگو بگیریم باز هم درصد زیادی از زنان مستثنی می شوند. نرخ استثناء بین 29 – 72 % است و نشان می دهد كه چالش های ارگونومیكی شدیدی را به بار می آورد.یكپارچگی زنان و مردان تنها با جنبه های متریك برای ایمنی و راحتی كاركنان در محیط های كاری نظامی ضمانتی نیست. این اندازه ها بایستی با تجزیه و تحلیل های فیزیولوژیكی همسو شوند (در این مورد اندازه های قدرت) جدول شماره (2).

 

 

 

جدول2: تفاوت بین صدک 50ام مردان و زنان

 

 

اندازه های قدرت

با حداكثر نیروی ایزومتریك جداول 3و4 چالش در یكپارچگی كاركنان زن در محیط های كاری نظامی بیشتر خواهد شد.در مورد انقباض ساعد پذیرش صدك پنجم مردان به عنوان حداقل ارزش ، %100 زنان خارج محدوده هستند.صدك پنجم مردان با صدك 97 زنان یكی می شود.

 

 

 

 

جدول3: مقایسه قدرت انقباضی بازو مردان و زنان

 

در مورد نیروی انبساط زانو كه در جدول زیر آمده است، مشخص می شود كه 74 درصد زنان نیرویی كمتر از صدك پنجم مردان تولید می كنند.

 

 

 

 جدول4: مقایسه قدرت انبساطی زانو مردان و زنان

 

 بحث

این داده ها به عنوان بررسی یك فرضیه ارایه نشده اند؛ این مطالعه جهت بنیان نهادن یك پایگاه داده ای مركب از پارامترهای آنتروپومتریكی و فیزیولوژیكی جهت غربال كردن كاركنان پیش از استخدام، پیشگیری شغلی، طراحی تجهیزات فردی و محیط های كاری انجام شده است. اطلاعات حاصله، تفاوت مبتنی بر جنسیت را در اندازه های قدرت عضلات و اندازه های بیومتریك بیشتر از مطالعات قبلی نشان می دهد. حتی اگر در زمینه مشخصات متریك در محیط كار مشكلی پیش نیاید، با كمك ویژگی های قدرتی می توان از دادن كارهای نامتوازن به كاركنان جلوگیری كرد. به عنوان نمونه در حمل برانكارد در آمبولانس، اگر وضعیت گرفتن دسته ها به گونه ای باشد كه انقباض و كشش های نامتعارفی به مچ و عضله وارد شود، برای به حداقل رساندن آن باید از نیروی قدرتی بیشتری استفاده كرد.

پایگاه داده ای مركب از اطلاعات فیزیولوژیكی و آنتروپومتریكی می توانند به عنوان یك ابزار چند عملكردی برای كنترل و چك كردن تناسبات فیزیكی در محیط های كاری پیشرفته استفاده شود. یافته های تحقیق، کاربردهای مختلفی دارند:

 

-         كاربرد عملی: چك كردن متقاضیان جهت ویژگی ها و اندازه های بدنی و قدرتی

-         كاربرد عملی: ارزشیابی محیط های كاری و تعاملات انسان-ماشین با دید حذف استثنائات به طور مرحله به مرحله به وسیله محدودیت های ارگونومیكی برای اندازه های بدن و نیروی كاركنان آینده

-         كاربرد تئوری: مقایسه داده های آنتروپومتریكی و فیزیولوژیكی جمعیت ها (تفاوت گذشته و حال)

 

  • سناریو 1در جهت كاربرد پایگاه داده ای تلفیقی:

با ورود زنان به کلیه محیط های كاری، ارتش آلمان با چالش های ارگونومیكی ژرفی مواجه خواهد شد، چرا كه بیشتر محیط های كاری و ابزارها و تجهیزات با ابعاد مردان تطبیق داده شده اند.

متقاضیان زن باید زمانی پذیرش شوند كه محدودیت های فردی خوب تعریف شده باشند و این تنها با صدك آنتروپومتریكی مشخص نمی شود. مثلا اگر ابعاد متریك یك محیط كاری مطابق با 50% زنان با بیشترین ارزش ارتفاع نشته باشد، ولی نیروی لازم برای ساعد در آن كار  برابر صدك پنجم مردان باشد، در عمل همان زنان نیز مستثنی می شوند.

 

  • سناریو 2: از این داده ها می توان برای ساخت و سامان دهی مجدد ابزار و تجهیزات استفاده كرد.

 

تفاوت بین پایگاه های داده ای جداگانه و تلفیق شده برای مدیریت كاركنان :

 

 

 

به عنوان ابزاری در ساخت محیط كاری و بهینه سازی فرآیندها:

 

 

 

 

پیامدهای بازنگری محیط های کاری یا فرآیندهای تولیدی به کمک تحقیقات پایگاه های داده ای تلفیق شده، قابل شناسایی هستند؛به عنوان نمونه، نیروی لازم برای یک کنترل یا دستگیره را می توان به وسیله تغییر در اندازه و نیرو کاهش داد و به کمک پایگاه داده می توان تعداد زنانی را که می توانند آنرا به کار گیرند تخمین زد. در هر دو مورد، راه حل های رضایت بخش برای چالش های ارگونومیک می تواند به وسیله تحقیقات پایگاه های داده ای تلفیق شده از داده های فیزولوژیکی و آنتروپومتریکی برای حفاظت کاربران زن و مرد از صدمات شغلی و همچنین برای کارفرمایان از نتایج فرآیندهای برنامه ریزی پرسنلی به دست آید.

 

نتیجه گیری

در کشورهای صنعتی، توسعه های دموگرافیکی، آنتروپومتریکی و فیزیولوژیکی منجر به کاهش متناسب شدن فیزیکی افراد در محیط های کاری پیچیده همچون محیط های نظامی می شود. پایگاه های داده ای تلفیقی ایجاد شده به وسیله بررسی های فیزیولوژیکی و آنتروپومتریکی، به عنوان یک ابزار مفیدبه منظور پیشگیری شغلی و سنجش های برنامه ریزی پرسنلی معرفی شده است. با توجه به خصوصیات چند عملکردی آنها در فرآیندهای ارزشیابی ارگونومیکی، پایگاه های داده ای تلفیق شده ابزار برجسته ای در زمینه علوم کاربردی انسانی هستند.

 

1- empirical design

2- exclusion value

3- somatic

4- vigilance and motor abilities

5- Subjects

6- Grip

7- Constitutional

8- strain gauge sensor

9- obvious outliers

10- lower leg

                                                                                                                      

خبرنامه

اطلاعات تماسی

تلفن : ۰۲۱۲۲۹۲۴۹۸۷

ایمیل :‌ info [@] safetymmesage [dot] com

درباره پیام ایمنی

فعاليت سايت پیام ایمنی از سال 1382 همزمان با انتشار نشریه پیام ایمنی آغاز گرديد. هدف ما از طراحی اين سايت، ايجاد مرجعی کامل و كارآمد از موضوعات ایمنی، بهداشت، محیط‏ زیست و آتش‏ نشانی، به منظور رفع نياز محققين و علاقمندان در كشور است.


طراحی سایت و طراحی گرافیک توسط استودیو طراحی حاشیه