Утомление и восстановление – периодические процессы в каждом живом организме. Усталость можно описать как состояние, характеризующееся чувством усталости в сочетании со снижением или нежелательным изменением выполнения деятельности (Rohmert, 1973).

Не все функции человеческого организма устают в результате использования. Например, даже когда мы спим, мы дышим, и наше сердце бьется без остановки. Очевидно, что основные функции дыхания и сердечной деятельности возможны на протяжении всей жизни без утомления и без пауз для восстановления.

С другой стороны, после довольно длительной тяжелой работы мы обнаруживаем снижение способности, которое мы называем усталость. Это относится не только к мышечной деятельности. Органы чувств или нервные центры также устают. Однако целью каждой клетки является уравновешивание способности, утраченной в результате ее деятельности, процесс, который мы называем выздоровление.

Стресс, напряжение, усталость и восстановление

Понятия утомления и восстановления при работе человека тесно связаны с эргономическими понятиями стресса и напряжения (Rohmert 1984) (рис. 1).

Рисунок 1. Стресс, напряжение и усталость

Под стрессом понимается сумма всех параметров работы в рабочей системе, влияющих на работающих людей, которые воспринимаются или ощущаются главным образом через рецепторную систему или предъявляют требования к эффекторной системе. Параметры стресса зависят от рабочей задачи (мышечная работа, немышечная работа — параметры и факторы, ориентированные на задачу), а также от физических, химических и социальных условий, в которых приходится выполнять работу (шум, климат, освещение, вибрация). , посменная работа и др. — ситуационно-ориентированные измерения и факторы).

Интенсивность/трудность, продолжительность и состав (т. е. одновременное и последовательное распределение этих специфических требований) факторов стресса приводят к комбинированному стрессу, который все экзогенные эффекты работающей системы оказывают на работающего человека. С этим комбинированным стрессом можно активно справляться или пассивно мириться, в зависимости от поведения работающего человека. Активный случай будет включать действия, направленные на повышение эффективности работающей системы, в то время как пассивный случай будет вызывать реакции (произвольные или непроизвольные), которые в основном связаны с минимизацией стресса. На соотношение стресса и активности решающее влияние оказывают индивидуальные особенности и потребности работающего человека. Основными факторами влияния являются те, которые определяют производительность и связаны с мотивацией и концентрацией, и те, которые связаны с предрасположенностью, которые можно назвать способностями и навыками.

Стрессы, относящиеся к поведению, которые проявляются в определенных видах деятельности, вызывают индивидуально различные напряжения. На напряжение может указывать реакция физиологических или биохимических показателей (например, повышение частоты сердечных сокращений) или ее можно воспринимать. Таким образом, напряжения подвержены «психофизическому масштабированию», которое оценивает напряжение как испытываемое работающим человеком. В поведенческом подходе наличие напряжения также может быть получено из анализа деятельности. Интенсивность реакции показателей напряжения (физиолого-биохимических, бихевиористских или психофизических) зависит от интенсивности, продолжительности и сочетания факторов стресса, а также от индивидуальных особенностей, способностей, навыков и потребностей работающего человека.

Несмотря на постоянные стрессы, показатели, полученные из сфер деятельности, работоспособности и напряжения, могут изменяться во времени (временной эффект). Такие временные вариации следует интерпретировать как процессы адаптации органических систем. Положительные эффекты вызывают снижение напряжения/улучшение активности или производительности (например, посредством тренировок). Однако в отрицательном случае они приведут к повышенному напряжению/снижению активности или работоспособности (например, усталость, монотонность).

Положительные эффекты могут проявиться при совершенствовании имеющихся умений и навыков в самом рабочем процессе, например, при незначительном превышении порога тренировочной стимуляции. Отрицательные эффекты могут возникнуть, если в ходе рабочего процесса будут превышены так называемые пределы выносливости (Rohmert 1984). Это утомление приводит к снижению физиологических и психологических функций, которое может быть компенсировано выздоровлением.

Для восстановления исходной работоспособности необходимы периоды отдыха или, по крайней мере, периоды с меньшим стрессом (Luczak, 1993).

Когда процесс адаптации выходит за определенные пороги, используемая органическая система может быть повреждена так, что вызовет частичный или полный дефицит ее функций. Необратимое снижение функций может появиться при слишком сильном стрессе (острые повреждения) или при невозможности восстановления в течение длительного времени (хронические повреждения). Типичным примером такого повреждения является вызванная шумом потеря слуха.

Модели усталости

Утомление может быть многогранным, в зависимости от формы и сочетания напряжения, и дать общее определение ему пока невозможно. Биологические причины утомления, как правило, не поддаются прямому измерению, поэтому определения в основном ориентированы на симптомы утомления. Эти симптомы усталости можно разделить, например, на следующие три категории.

1. Физиологические симптомы: утомление трактуется как снижение функций органов или всего организма. Это приводит к физиологическим реакциям, например к увеличению частоты сердечных сокращений или электрической активности мышц (Laurig, 1970).
2. Поведенческие симптомы: утомление интерпретируется в основном как снижение показателей работоспособности. Примерами являются увеличение ошибок при решении определенных задач или увеличение вариативности выполнения.
3. Психофизические симптомы: утомление интерпретируется как усиление чувства напряжения и ухудшение чувствительности в зависимости от интенсивности, продолжительности и состава факторов стресса.

В процессе утомления могут играть роль все три этих симптома, но проявляться они могут в разные моменты времени.

Первыми могут проявиться физиологические реакции в органических системах, особенно в тех, которые участвуют в работе. Позже могут быть затронуты чувства напряжения. Изменения в производительности обычно проявляются в уменьшении регулярности работы или в увеличении количества ошибок, хотя на среднюю производительность это еще не влияет. Наоборот, при соответствующей мотивации работающий человек может даже пытаться поддерживать работоспособность силой воли. Следующим шагом может стать явное снижение производительности, заканчивающееся срывом производительности. Физиологические симптомы могут привести к расстройству организма, в том числе к изменениям структуры личности и к истощению. Процесс утомления объясняется в теории последовательной дестабилизации (Luczak 1983).

Основная тенденция утомления и восстановления показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Основная тенденция утомления и восстановления

Прогноз усталости и восстановления

В области эргономики особый интерес представляет прогнозирование утомления в зависимости от интенсивности, продолжительности и состава факторов стресса и определение необходимого времени восстановления. В таблице 1 показаны различные уровни активности и периоды рассмотрения, а также возможные причины утомления и различные возможности восстановления.

Таблица 1. Усталость и восстановление в зависимости от уровня активности

В эргономическом анализе стресса и утомления для определения необходимого времени восстановления учет периода одного рабочего дня является наиболее важным. Методы такого анализа начинаются с определения зависимости различных факторов стресса от времени (Лауриг, 1992 г.) (рис. 3).

Рисунок 3. Стресс как функция времени

Факторы стресса определяются исходя из специфики содержания труда и условий труда. Содержанием работы может быть производство силы (например, при работе с грузами), координация двигательных и сенсорных функций (например, при сборке или работе с краном), преобразование информации в реакцию (например, при управлении), преобразование входных данных. для вывода информации (например, при программировании, переводе) и производства информации (например, при проектировании, решении задач). Условия труда включают физические (например, шум, вибрация, тепло), химические (химические вещества) и социальные (например, коллеги, посменная работа) аспекты.

В самом простом случае будет один важный фактор стресса, а остальными можно пренебречь. В тех случаях, особенно когда факторы стресса возникают в результате мышечной работы, часто можно рассчитать необходимые нормы отдыха, поскольку известны основные понятия.

Например, достаточный запас отдыха при статической мышечной работе зависит от силы и продолжительности мышечного сокращения в виде экспоненциальной функции, связанной умножением по формуле:

RA = пособие на отдых в процентах от t

t = продолжительность сокращения (рабочий период) в минутах

T = максимально возможная продолжительность сокращения в минутах

f = сила, необходимая для статической силы и

F = максимальная сила.

Связь между силой, временем выдержки и запасами отдыха показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Допуски на отдых в процентах для различных комбинаций удерживающих сил и времени

Аналогичные законы существуют для тяжелой динамической мышечной работы (Rohmert 1962), активной легкой мышечной работы (Laurig 1974) или другой промышленной мышечной работы (Schmidtke 1971). Реже вы найдете сопоставимые законы для нефизической работы, например, для вычислений (Schmidtke 1965). Обзор существующих методов определения нормы отдыха для преимущественно изолированной мышечной и немышечной работы дан Laurig (1981) и Luczak (1982).

Более сложной является ситуация, когда существует комбинация различных факторов стресса, как показано на рисунке 5, которые одновременно воздействуют на работающего человека (Laurig 1992).

Рисунок 5. Сочетание двух факторов стресса    

Сочетание двух факторов стресса, например, может привести к различным реакциям напряжения в зависимости от законов сочетания. Сочетанное действие различных стрессовых факторов может быть индифферентным, компенсаторным или кумулятивным.

В случае индифферентных законов сочетания разные стрессовые факторы воздействуют на разные подсистемы организма. Каждая из этих подсистем может компенсировать деформацию без подачи деформации в общую подсистему. Общая деформация зависит от самого высокого фактора напряжения, и поэтому законы суперпозиции не нужны.

Компенсаторный эффект возникает, когда сочетание различных факторов стресса приводит к более низкому напряжению, чем каждый фактор стресса в отдельности. Сочетание мышечной работы и низких температур может уменьшить общее напряжение, потому что низкие температуры позволяют телу терять тепло, вырабатываемое мышечной работой.

Кумулятивный эффект возникает, если несколько стрессовых факторов накладываются друг на друга, то есть они должны пройти через одно физиологическое «узкое место». Примером может служить сочетание мышечной работы и теплового стресса. Оба стрессовых фактора воздействуют на систему кровообращения как на общее узкое место с результирующей кумулятивной нагрузкой.

Возможные комбинированные эффекты мышечной работы и физического состояния описаны у Bruder (1993) (см. таблицу 2).

Таблица 2. Закономерности сочетанного воздействия двух стрессовых факторов на деформацию

0 безразличный эффект; + накопительный эффект; – компенсаторный эффект.

Источник: адаптировано из Bruder 1993.

В случае сочетания более чем двух факторов стресса, что является нормальной ситуацией на практике, доступны лишь ограниченные научные знания. То же самое относится и к последовательному сочетанию факторов стресса (т. е. к деформационному эффекту различных факторов стресса, которые последовательно воздействуют на рабочего). Для таких случаев на практике определяют необходимое время восстановления, измеряя физиологические или психологические параметры и используя их как интегрирующие величины.

Назад