kirjoittaja: TaM Martti Launis, vanhempi asiantuntija, Työterveyslaitos otsikko: Millainen on ergonomian perusstandardi SFS-EN 614-1 Ergonomiset suunnitteluperiaatteet, osa 1: Terminologia ja yleiset periaatteet julkaisupäivä: 13.4.2010 Artikkelin sisällysluettelo 1 Standardin perussisältö ja tarkoitus... 2 2 Ketkä tarvitsevat tätä standardia?... 3 3 Ergonomian laaja käsite - ymmärrys ihmisestä koneen käyttäjänä... 3 4 Ergonomiaan liittyvä riski - ihmisen toiminnan kautta syntyvä riski... 3 5 Saavuttava suunnittelu (esteettömyys)... 3 6 Ergonomisia suunnitteluperiaatteita... 4 7 Ergonomisten periaatteiden sisällyttäminen koneen suunnitteluprosessiin... 4 8 Opastusta kolmivyöhykkeisen arviointimenetelmän käytöstä (liite A)... 6 Viiteluettelo... 7 Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry PL 10, 00131 Helsinki email: standard@metsta.fi Koneturvallisuuden verkkojulkaisu: http://www.metsta.fi/koneturvallisuus 1 (7)
1 Standardin perussisältö ja tarkoitus Ergonomiastandardien avulla voidaan suunnitella turvallisia ja tehokkaasti käytettäviä koneita. Ergonomian avulla otetaan huomioon ihmisen kyvyt ja ominaisuudet, ja näin saadaan aikaan koneita, jotka eivät rasita käyttäjäänsä pitempäänkään kestävässä työssä. Koneiden ergonomiasuunnittelu kannattaa aloittaa ergonomian yleisistä suunnitteluperiaatteista, jotka esitetään standardissa SFS-EN 614-1 [1]. Standardi on koneturvallisuuden alueen ns. yhdenmukaistettu, EU:n direktiivien olennaisia vaatimuksia tukeva standardi, joten se pitää ottaa huomioon koneen turvallisuustarkastelussa. Vuonna 2006 hyväksytty, kokonaan uudistettu standardi korvaa samannimisen standardin vuodelta 1995. Tämä standardi on kaikkien eurooppalaisten koneturvallisuuden ergonomiastandardien "kattostandardi". Siinä esitetään kattavasti koneen suunnittelun ergonomiset periaatteet, ja niiden yhteydessä viitataan kyseistä asiaa yksityskohtaisemmin käsitteleviin ergonomiastandardeihin. Standardin tarkoittamia suunnittelun kohteita ovat kaikki koneen käsittelyn vaiheet: asennus, käyttö, säätäminen, kunnossapito puhdistaminen, purkaminen, korjaaminen ja kuljetus. Standardin lähtökohtana on ergonomisten periaatteiden kytkeminen suunnitteluun sopivimmissa suunnitteluvaiheissa. Tämän standardin tarkoituksena antaa yleiskuva siitä, mitä tarkoitetaan koneasetuksen (VNa 400/2008) ergonomiaa käsittelevässä kohdassa, sekä koneturvallisuuden perusstandardin EN ISO 12100 [2 ja 3] ergonomiaa käsittelevissä pykälissä. Koneasetuksen liitteessä 1 kohdassa 1.1.6. Ergonomia todetaan: Tarkoitetuissa käyttöolosuhteissa on koneen käyttäjään kohdistuva epämukavuus, väsymys sekä fyysinen ja psyykkinen kuormitus minimoitava ottamalla huomioon muun muassa seuraavat ergonomiset periaatteet: - on otettava huomioon säädettävyys käyttäjän fyysisten mittojen, voiman ja kestävyyden suhteen; - käyttäjän kehon osilla on oltava riittävästi tilaa liikkua; - on vältettävä koneen määräämää työtahtia; - on vältettävä pitkäaikaista keskittymistä vaativaa valvontaa; ja - ihminen-kone-rajapinta on mukautettava koneen käyttäjien ennakoitavissa oleviin ominaisuuksiin Koneturvallisuuden perusstandardissa EN ISO 12100 on tätä selitetty hieman monisanaisemmin. Osassa 1 [2] on kohta 4.9 "Ergonomisten periaatteiden huomiotta jättämisestä (konetta suunniteltaessa) aiheutuvat vaarat". Osassa 2 [3] on yhden sivun vaatimusluettelo, kohta 4.8. "Ergonomisten periaatteiden huomioon ottaminen". Näitä vaatimuksia tarkennetaan tässä standardissa SFS EN 614-1. Alkuun esitetään keskeiset käyttäjän ja koneen vuorovaikutuksen termit, koskien mm. työjärjestelmän elementtejä (työorganisaatio, työympäristö, työprosessi, työtehtävä työvälineet jne.), aiheeseen liittyviä suunnittelun käsitteitä (suunnittelun kohderyhmä, järjestelmätoiminto, jne.) sekä kuormittumista ja terveyttä (työkuormitus, työn aiheuttama väsymys, työn rasittavuus ja hyvinvointi). Myös ergonomian käsite on määritetty tässä standardissa. Standardissa on lisäksi määritetty saavuttavan suunnittelun (accessible design) periaate, josta Suomessa käytetään yleisemmin esteettömyyden käsitettä. Standardin yleiset periaatteet kattavat seuraavat osa-alueet: ihmisen fyysisten ominaisuuksien huomioon ottaminen (kehon mitat, asento, kehon liikkeet, fyysinen voima) ihmisen henkisten kykyjen huomioon ottaminen (käyttäjän ja koneen vuorovaikutus, näytöt, signaalit ja ohjaimet) fyysisen ympäristön huomioon ottaminen (melu ja tärinä, termiset päästöt ja valaistus) Suunnitteluprosessista esitetään, millaisia "ergonomisia tehtäviä" olisi toteutettava prosessin eri vaiheissa, alkaen vaatimusmäärittelystä aina suunnittelun toteutukseen asti. 2 (7)
2 Ketkä tarvitsevat tätä standardia? Standardi pyrkii antamaan kokonaiskuvan ergonomian huomioon ottamisesta koneen suunnittelussa. Näin se tarjoaa lähtökohdan ja hyvän mallin minkä tahansa koneen ergonomiseen suunnitteluun. Samalla se toimii yleisorientaationa muiden ergonomiastandardien käyttämiseksi. Tämä on standardi, jonka avulla ergonominen koneensuunnittelu olisi aloitettava. Vaikka standardi ei sisällä vielä tarvittavia yksityiskohtaisia ohjeita, se auttaa tunnistamaan suunnittelukohteen mahdolliset ergonomiset ongelmat ja suuntaamaan huomion keskeisiin ongelmakohtiin. Suunnitteluorganisaatiolle tämä on tärkeä viitedokumentti, josta on hyötyä koneen vaatimuksenmukaisuuden todentamisessa. 3 Ergonomian laaja käsite - ymmärrys ihmisestä koneen käyttäjänä Standardissa on käytetty ergonomian kansainvälistä määritelmää, joka on alunperin kansainvälisen ergonomiayhdistyksen (IEA - International Ergonomics Association) laatima ja jota on käytetty myös kansainvälisessä ISO:n standardissa SFS-EN ISO 63895 "Työjärjestelmien ergonomiset suunnitteluperiaatteet" [4]: "ergonomia, inhimillisten tekijöiden tutkimus - tieteenala, jonka kohteena on ihmisen ja järjestelmän muiden osien vuorovaikutuksen ymmärtäminen, sekä osaamisalue, joka soveltaa teoriaa, periaatteita, tietoja ja menetelmiä suunnitteluun ihmisen hyvinvoinnin ja järjestelmän kokonaissuorituskyvyn optimoimiseksi" Tämän kokonaisnäkemyksen avulla autetaan suunnittelijaa ymmärtämään kaikki ihmisen toimintaan liittyvät vaatimukset koneensuunnittelussa. Lähtökohtana on ihmisen fyysinen ja psyykkinen kokonaisuus. Kohteena on työjärjestelmä, eli ihmisen, työn, työvälineiden, työympäristön ja työprosessin muodostama kokonaisuus. Tavoitteena on "ihmisen hyvinvoinnin ja järjestelmän kokonaissuorituskyvyn optimointi", mikä kytkee hyvinvoinnin ja tuotannon vaatimukset yhteen. Mielekkäissä ja kestävissä ratkaisuissa molemmat vaatimukset ratkaistaan rinnakkain. Ihmisen kykyjä ja ominaisuuksia oikein käyttäen parannetaan ihmisen ja hänen käyttämiensä työvälineiden hyötysuhdetta terveyttä vaarantamatta. Pitemmällä aikavälillä saavutettava poissaolojen ja tuotantohäiriöiden vähäisyys on myös osa kokonaissuorituskykyä. Ergonomian käsitettä on käytetty Suomessa yleisesti paljon tätä rajatummin. Työterveyden ja - turvallisuuden aloilla, kuten myös suuren yleisön mielikuvissa se yhdistetään usein lähinnä fyysiseen työhön ja työpisteiden ja työvälineiden fyysisiin ominaisuuksiin. Ergonomian käsitteen yhteinen ymmärrys voi olla haaste ergonomiastandarien käytännön soveltamisessa. 4 Ergonomiaan liittyvä riski - ihmisen toiminnan kautta syntyvä riski Perinteisessä turvallisuusajattelussa on työssä esiintyvät vaarat nähty ensisijaisesti ihmisen ympäristössä olevina vaaroina. Ergonomiaan liittyvät riskit syntyvät kuitenkin useimmiten ihmisen toiminnassa ja vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Riskien tunnistaminen ja hallinta on siten haasteellista. Haastetta lisäävät vielä suuret erot käyttäjien kyvyissä. Standardin yleisten periaatteiden johdattelussa (4.1) kuvataan tällaisia vuorovaikutuksia. Liiallinen kuormittuminen tai turvallisuutta vaarantavat toimintavirheet voivat syntyä siitä että työntekijöiden kykyjä tai rajoituksia ei ole otettu riittävästi huomioon. Kuormittumiseen vaikuttavat ratkaisevasti ajalliset tekijät (toimenpiteiden toistuvuus ja kesto) sekä fyysisen ympäristön vaikutus. Ihmisen havaintokyvyn tai järjestelmän toiminnan ymmärtämisen puutteiden huomiotta jättäminen esim. käyttöliittymien suunnittelussa vaikuttaa sekä ihmisen kuormittumiseen että virheisiin ja toimintahäiriöihin. 5 Saavuttava suunnittelu (esteettömyys) Saavuttava suunnittelu (accessible design) on eurooppalaisten standardien laadinnassa (CEN/CENELEC Guide 6) käyttöön otettu yleisperiaate, ja tämä on ensimmäinen koneturvallisuuden ergonomiastandardi, jossa periaate esitetään. Tilanteen vaatiessa suunnittelijan on otettava koneen suunnittelussa huomioon käyttäjät, joilla on erityisvaatimuksia. Suomessa esteettömyydeksi nimitetty vaatimus tarkoittaa eri tavoin toimintaesteisten huomioimista. Esteisyys voi johtua esimerkiksi aistien toiminnan puutteista, fyysisten kykyjen puutteista, kognitiivisista rajoituksista tai allergioista. 3 (7)
Esteettömyyden periaate on jo otettu huomioon monissa säädöksissä, mm. aina perustuslaista ja maankäyttölaista rakentamismääräyksiin asti. Periaatteen tarkoitus on edistää käyttäjien tasa-arvoa ja mahdollistaa tuotteille laajempi käyttäjäkunta. 6 Ergonomisia suunnitteluperiaatteita Ergonomiset suunnitteluperiaateet on kuvattu standardissa aiemmin esitetyn jaottelun mukaan. Seuraavassa on muutamia tiivistettyjä esimerkkejä: Ihmisen kehon mittojen, asentojen kehon liikeiden ja fyysisen voiman huomioon ottamien (4.3) - työskentelykorkeuden on oltava käyttäjän ja työn mukainen esimerkiksi säädettävyyden avulla - mitoituksessa on otettava huomioon ihmisen mittojen P5 - P95 -prosenttipisteiden vaihteluväli - on vältettävä kiertyneitä, kumaria ja taipuneita asentoja sekä makuu-, polvi- ja kyykkyasentoja - asentojen vaihtelua on edistettävä, asentoa on tuettava tarkoituksenmukaisesti - mekaanisia apuvälineitä on oltava tarjolla, jos voimankäyttöä ei voida pitää turvallisella tasolla. Henkiset kyvyt, käyttäjän ja koneen vuorovaikus, signaalit ja ohjaimet (4.4) - koko tuotantoprosessin ja koneen toiminnan on oltava käyttäjän helposti ymmärrettävissä - koneen toiminnan on oltava, siinä määrin kuin mahdollista, yhteensopiva käyttäjän odotuksiin nähden - koneen on oltava tarvittaessa sopeutettavissa käyttäjän erityisvaatimuksiin - minkä tahansa työssä tarvittavan tiedon on oltava helposti ja ymmärrettävästi käyttäjän saatavilla - värisokeuden vuoksi ei väriä saisi käyttää ainoana tiedon esittämismuotona, vaan sen lisäksi myös muotoa, sijaintia ja tekstejä. Fysikaalisen työympäristön huomioon ottaminen (melu ja tärinä, termiset päästöt ja valaistus) (4.5) Tässä standardissa on fysikaaliset työympäristötekijät huomioitu hyvin suppeasti siksi, että näitä koskevat vaatimukset on esitetty yksityiskohtaisesti muissa kuin ergonomiastandardeissa. Standardissa on esitetty vain muutamia selvästi koneeseen liittyviä erityisvaatimuksia: - on otettava huomioon kosketeltavien pintojen lämpötila - on vältettävä sokaisua ja häikäisyä - on vältettävä stoboskooppi-ilmiötä. 7 Ergonomisten periaatteiden sisällyttäminen koneen suunnitteluprosessiin Toimintamallien standardoiminen on yleensä hankalaa, ja varsinkin kun kyseessä on hyvin monimuotoinen ja tapauksittain suuresti vaihteleva suunnitteluprosessi. Koneiden määritelmän mukaisesti olisi kuvauksen oltava sovellettavissa yhtä hyvin pienten käsikoneiden kuin suurten teollisten järjestelmienkin suunnitteluun. Suunnitteluprosessin ohjeellinen kuvaus on kuitenkin keskeinen osa tätä standardia siksi, että kokemusten mukaan ergonomiset vaatimukset otetaan puutteellisesti huomioon teknisten ratkaisujen suunnittelussa. Tavallisesti ergonomisia kysymyksiä pohditaan liian myöhään, jolloin mahdollisuudet ovat rajallisia. Olisi nähtävä, että ihmisen toimintaan vaikuttavia valintoja tehdään koko suunnitteluprosessin ajan, ja että ergonomisia kysymyksiä on mahdollista selvittää ja pohtia prosessin eri vaiheissa. Standardissa on esitetty yleinen teknisen suunnittelun prosessi, ja kuhunkin vaiheeseen on liitetty siihen yleensä sopivia "ergonomisia tehtäviä". Tämän jälkeen tehtävät on kuvattu yleisellä tasolla (Taulukko 1). 4 (7)
Taulukko 1. Koneen suuunnitteluprosessin aikana suoritettavat ergonomiset tehtävät (lähde: EN 614-1). Kohta Suunnitteluprosessin vaihe 5.2.2 Suunnitteluvaatimusten kehittäminen 5.2.3 Yleissuunnitelman laatiminen 5.2.4 Yksityiskohtaisen suunnitelman laatiminen Ergonominen tehtävä Ergonomisten kriteerien asettaminen koneen suunnittelua varten Työtehtävien ja käyttäjä-kone -rajapinnan yleissuunnitelman laatiminen Työtehtävien sekä käyttäjä-kone -rajapinnan tarkka määrittäminen Tehtävän kuvaus a) yleisiin ergonomisiin periaatteisiin perustuvien arviointikriteerien määrittäminen b) kokemusten keräämien olemassa olevista koneista c) tarkoitetun käyttäjäryhmän piirteiden kuvaus a) toimintojen ja tehtävien jakaminen käyttäjille ja koneelle b) käyttäjien suorittamaksi tarkoitettujen tehtävien ja toiminnan kuvaus c) käyttäjä-kone -rajapinnan yleissuunnitelma (yleissuunnitelmat) d) käyttäjä-kone rajapinnan arviointi suhteessa asetettuihin kriteereihin a) käyttäjä-kone -rajapinnan yksityiskohtainen arviointi käyttäen asiaan kuuluvia ergonomiastandardeja ja, mikäli tarpeen, tehtävän simulointia b) käyttäjä-kone -rajapintaan tarvittavien korjausten määrittäminen ja toteuttaminen c) suunniteludokumentaation laatiminen 5.2.5 Suunnittelun toteutus Koneen käytön arviointi a) kokeilujen suorittaminen käyttäjien (koehenkilöiden) kanssa b) tarvittavien muutosten määrittäminen ja toteuttaminen c) palautteen kerääminen koneen todellisesta käytöstä d) käyttöä koskevien ohjeiden ja käyttäjän pätevyystason määrittely Seuraavassa on lyhyesti kuvattu vaiheiden olennaisia piirteitä: Suunnitteluvaatimusten kehittäminen (5.2.2). Hyvässä ergonomiasuunnittelussa on tärkeää, että mahdollisimman aikaisessa suunnittelun vaiheessa asetetaan ergonomisia kriteerejä ja kerätään kokemuksia vanhoista tai muualla tehdyistä vastaavista ratkaisuista. Kriteerit ohjaavat suunnitteljoiden ajattelua ja valintoja jo alusta lähtien. Vanhoissa tai muualla tehdyissä ratkaisuissa voidaan jo aivan konkreettisesti todeta aiheeseen liittyvät mahdolliset ongelmat, ja onnistuneet toimivat ratkaisut voivat olla mallina suunnittelmille. Käyttäjäkunnan kuvaamisessa pohditaan, onko aihetta esimerkiksi ottaa huomioon käyttäjiä, joilla on erityisvaatimuksia. Riskin arviointi on aloitettava jo alkuvaiheessa, ettei suunnittelun lähtökohdiksi oteta jo vaarallisiksi todettavia ratkaisuvaihtoehtoja. Riskin arviointi jatkuu seuraavissa vaiheissa aina todenmukaisemmalla pohjalla, kun ratkaisujen yksityiskohdat alkavat selvitä. Yleissuunnitelman laatiminen (5.2.3). Tässä vaiheessa on jo mietittävä, millaisia ovat työntekijän tehtävät ja millaisia ovat käyttöliittymät (esitettävä tieto, näytöt, ohjaimet, muut välineet jne.). Standardisssa esitetään tehtävien suunnittelun menettely, joka lähtee järjestelmän toimintojen analysoinnista. Tämä menettelytapa on tarkemmin kuvattu standardisarjan toisessa osassa. Ajatuksena on tunnistaa järjestelmän välttämättömät toiminnot, ja miettiä mitä ovat mahdolliset ihmisen tehtävät ja mitä ovat vastaavasti koneen tehtävät toiminnon toteuttamiseksi. Menettelyn tarkoituksena luoda kuva tulevista työtehtävistä, vaikka niitä ei vielä tässä vaiheessa voida yksityiskohtaisemmin suunnitella. 5 (7)
Yleissuunnitelmaa tai vaihtoehtoisia suunnitelmia arvioidaan laadittujen arvioitikriteerien perusteella. Tarkoituksena on että, ergonomian kannalta puutteellisia suunnitelmia ei viedä eteenpäin suunnitteluprosessissa. Yksityiskohtaisen suunnitelman laatiminen (5.2.4). Yksityiskohtaisia suunnittelmia voidaan jo alustavasti arvioida mm. aihekohtaisten ergonomiastandardien avulla. Samoin voidaan tässä vaiheessa tehdä alustavia simulointeja tai testejä. Näiden avulla suunnitelmien ergonomisia puutteita voidaan havaita, ja suunnitelmiin voidaan tehdä tarvittavia korjauksia. Suunnitelman toteutus (5.2.5). Suunnitelman toteutusvaiheessa on oletettavasti käytössä prototyyppejä, tai suuremmissa järjestelmissä kokonaisuus alkaa näkyä asennusten edetessä. Konkreettiset ratkaisut mahdollistavat erilaiset kokeilut tulevien käyttäjien tai heidän edustajiensa kanssa. Näin voidaan käytännössä varmistaa ratkaisujen toimivuus ja tehdä niihin vielä tarvittavia korjauksia ja muutoksia. Kun täysimittainen käyttö on mahdollista, arvioidaan koneen käyttö kaikilta osiltaan ja kerätään palaute tulevaa suunnittelua varten. Vasta tässä vaiheessa on mahdollista arvioida esimerkiksi työntekijöiden kuormittumista ja todellisia käyttöongelmia. Suunnittelija viimeistelee käyttöohjeistuksen ja määrittää käyttäjien pätevyys ja koulutusvaatimukset. 8 Opastusta kolmivyöhykkeisen arviointimenetelmän käytöstä (liite A) Opastavassa liitteessä kuvataan riskiarviointia helpottamaan tarkoitettu menetelmä, jossa ratkaisut voidaan luokitella kolmen tasoisiksi: 1, vihreä vyöhyke: turvallinen, toistuvaan käyttöön sopiva ja miellyttävä 2, keltainen vyöhyke: satunnaiseen käyttöön kelpuutettava 3, punainen vyöhyke: ergonomiset periaatteet eivät toteudu, vaarallinen käyttö mahdollinen. Tätä "liikennevalomallia" on esitetty käytettäväksi eri ergonomiastandardeissa, ja korvaamaan monia vastaavia, ei-yhteismitallisia arviointiluokkia (esim. hyväksyttävä / tilanteesta riippuen hyväksyttävä / eihyväksyttävä). Arviointimallin ongelmana todetaan, että vain harvat ratkaisut tai muuttujat (esim. työtilan joku mitta, käytettävä voima) taipuvat tällaiseen tarkasteluun. Esimerkiksi työtehtävän piirteitä tai henkistä kuormittavuutta ei ole helppo kuvata tällaisilla luokitteluilla. 6 (7)
Viiteluettelo 1 [1] SFS-EN 614-1+A1 Koneturvallisuus. Ergonomiset suunnitteluperiaatteet. Osa 1: Terminologia ja yleiset periaatteet [2] SFS-EN ISO 12100-1+A1 Koneturvallisuus. Perusteet ja yleiset suunnitteluperiaatteet. Osa 1: Peruskäsitteet ja menetelmät [3] SFS-EN ISO 12100-2+A1 Koneturvallisuus. Perusteet ja yleiset suunnitteluperiaatteet. Osa 2: Tekniset periaattee [4] SFS-EN ISO 6385 Työjärjetelmien ergonomiset suunnitteluperiaatteet [5] SFS-käsikirja 93-7 Koneiden turvallisuus. Osa 7: Ergonomiset periaatteet, henkinen työkuormitus, 2010 (julkaistaan) 1 Tarkemman tiedot voimassa olevista SFS- ja EN- ja ISO-standardeista sekä SFS-käsikirjoista löytyy SFS-verkkokaupasta: http://sales.sfs.fi/ ja SFS-käsikirjojen osalta myös osoitteesta: http://www.sfs.fi/julkaisut/sfs_julkaisut/sfs_kasikirjat/ 7 (7)