Аутор се захваљује господину Е. Мессеру и проф. В. Лауригу за њихов допринос биомеханичким и дизајнерским аспектима, и проф. Х. Стеину и др Р. Лангеру за њихову помоћ у физиолошким аспектима полирања. процес. Истраживање је подржано грантом Комитета за истраживање и превенцију у заштити на раду, Министарства за рад и социјална питања, Израел.
Дизајн ручно управљаних радних столова и методе рада у индустрији полирања дијаманата нису се мењали стотинама година. Студије о здрављу на раду дијамантских полирача идентификовале су високе стопе мишићно-скелетних поремећаја шака и руку, посебно, улнарне неуропатије у лакту. То је због високих мишићно-скелетних захтева који се постављају на горњи део тела у пракси ове мануелно интензивне професије. Студија спроведена на Институту за технологију у Израелу Тецхнион бавила се истраживањем ергономских аспеката и професионалних болести у вези са безбедносним питањима међу занатлијама у индустрији полирања дијаманата. Задаци у овој индустрији, са високим захтевима за манипулативним покретима, укључују покрете који захтевају честе, брзе напоре руку. Епидемиолошки преглед спроведен у периоду 1989-1992 у израелској дијамантичкој индустрији указао је на то да манипулативни покрети који се доживљавају у полирању дијаманата врло често изазивају озбиљне здравствене проблеме код радника у горњим екстремитетима и у горњем и доњем делу леђа. Када такве професионалне опасности утичу на раднике, то производи ланчану реакцију која на крају утиче и на економију индустрије.
Хиљадама година дијаманти су били предмети фасцинације, лепоте, богатства и капиталне вредности. Вешти мајстори и уметници су кроз векове покушавали да створе лепоту побољшавајући облик и вредности овог јединственог облика формирања кристала тврдог угљеника. За разлику од континуираних достигнућа уметничког стваралаштва са домаћим каменом и појаве велике међународне индустрије, врло мало је урађено на побољшању неких упитних услова рада. Преглед музеја дијаманата у Енглеској, Јужној Африци и Израелу омогућава да се изведе историјски закључак да се традиционално радно место за полирање није променило стотинама година. Типични дијамантски алати за полирање, радни сто и радни процеси су описани од стране Влеесцхдрагер-а (1986) и утврђено је да су универзално заједнички за све поставке за полирање.
Ергономска процена обављена у постројењима за производњу дијаманата указује на велики недостатак инжењерског дизајна радне станице за полирање, што узрокује бол у леђима и стрес у врату и рукама услед радног положаја. Студија микропокретности и биомеханичка анализа образаца кретања укључених у професију полирања дијаманата указују на изузетно интензивне покрете руку и руку који укључују велико убрзање, брзо кретање и велики степен репетитивности у краткотрајним циклусима. Истраживање симптома дијамантских полирача показало је да је 45% полирача било млађе од 40 година, и иако представљају младу и здраву популацију, 64% је пријавило бол у раменима, 36% бол у надлактици и 27% бол у доњој руци. Чин полирања се изводи под великом количином притиска „руке на алату“ који се примењује на вибрирајући диск за полирање.
Први познати опис радне станице за полирање дијаманата дао је 1568. италијански златар Бенвенуто Челини, који је написао: „Један дијамант се трља о други све док оба међусобно не поприме облик који вешт полир жели да постигне. Челинијев опис могао је бити написан данас: улога људског оператера се није променила током ових 400 година. Ако се испитају радне рутине, ручни алати и природа одлука укључених у процес, може се видети да се однос корисник-машина такође није променио. Ова ситуација је јединствена међу већином индустрија у којима су се десиле огромне промене уласком аутоматизације, роботике и рачунарских система; ови су потпуно променили улогу радника у данашњем свету. Ипак, утврђено је да је радни циклус полирања веома сличан, не само у Европи где је занат полирања започео, већ и у већини индустрија широм света, било у напредним објектима у Сједињеним Државама, Белгији или Израелу—који су специјализовани за фенси геометрију и дијамантски производи веће вредности—или постројења у Индији, Кини и Тајланду, који углавном производе популарне облике и производе средње вредности.
Процес полирања се заснива на брушењу фиксираног необрађеног дијаманта преко дијамантске прашине залепљене за површину диска за полирање. Због своје тврдоће, само брушење трењем о сличан угљенични материјал је ефикасно у манипулисању обликом дијаманта до његовог геометријског и бриљантног завршетка. Хардвер радне станице се састоји од две основне групе елемената: механизама радне станице и ручних алата. Прва група укључује електрични мотор, који ротира диск за полирање на вертикалној цилиндричној осовини, можда једним директним погоном; чврст раван сто који окружује диск за полирање; клупа за седење и извор светлости. Ручни алати за руковање се састоје од дијамантског држача (или држача) у који се налази груби камен током свих фаза полирања и обично се држи у левом длану. Рад је увећан конвексним сочивом које се држи између првог, другог и трећег прста десне руке и посматра се левим оком. Овакав начин рада намеће се строгим процесом обуке који у већини случајева не води рачуна о руковању. Током рада, полир заузима лежећи положај, притискајући држач на брусни диск. Овај положај захтева подршку руку на радном столу како би се шаке стабилизовале. Као резултат тога, улнарни нерв је подложан спољашњим лезијама због свог анатомског положаја. Оваква повреда је уобичајена међу дијамантима за полирање и прихваћена је као професионална болест од 1950-их. Број полирача широм света данас је око 450,000, од којих се отприлике 75% налази на Далеком истоку, првенствено у Индији, која је драматично проширила своју индустрију дијаманата у последње две деценије. Чин полирања се врши ручно, при чему сваку фасету дијаманта производе полирачи који су обучени и вешти у погледу одређеног дела геометрије камена. Полирачи су јасна већина запослених у дијамантима, чинећи око 80% укупне радне снаге у индустрији. Стога се већина професионалних ризика ове индустрије може решити кроз побољшање рада радне станице за полирање дијаманата.
Анализа образаца кретања укључених у полирање показује да се рутина полирања састоји од две потпрограме: једноставније рутине која се зове циклус полирања, која представља основну операцију полирања дијаманата, и важније која се зове циклус фасета, која укључује завршну инспекцију и промена положаја камена у држачу. Целокупна процедура обухвата четири основна елемента рада:
- Полирање. Ово је једноставно стварна операција полирања.
- Инспекција. Сваких неколико секунди оператер, користећи лупу, визуелно контролише напредак који је направљен на полираној фасети.
- Доп адјустмент. Угаоно подешавање се врши на глави држача дијаманта (доп).
- Промена камена. Чин промене фасета, који се врши окретањем дијаманта кроз унапред одређени угао. Потребно је око 25 понављања ова четири елемента за полирање фасете дијаманта. Број таквих понављања зависи од аспеката као што су старост оператера, тврдоћа и карактеристике камена, доба дана (због умора оператера) итд. У просеку, свако понављање траје око четири секунде. Гилад (1993) дао је студију микропокрета у процесу полирања и коришћеној методологији.
Два елемента — полирање и инспекција — се изводе у релативно статичним радним положајима, док такозване радње „руком до полирања“ (Х до П) и „руком за преглед“ (Х до И) захтевају кратке и брзе покрете рамена. , лакат и зглоб. Већина стварних покрета обе руке се изводи савијањем и екстензијом лакта и пронацијом и супинацијом лакта. Положај тела (леђа и врат) и сви остали покрети осим девијације ручног зглоба су релативно непромењени током нормалног рада. Држач за камен, који је направљен од челичне шипке квадратног попречног пресека, држи се тако да притиска крвне судове и кост, што може довести до смањења дотока крви у прстењак и мале прсте. Десна рука држи лупу током целог циклуса полирања, вршећи изометријски притисак на три прва прста. Највећи део времена десна и лева рука прате паралелне шеме кретања, док у покрету „рука за млевење” лева рука води и десна рука почиње да се креће након кратког закашњења, а у покрету „рука да прегледа” редослед је обрнуто. Задаци десне руке укључују или држање лупе на левом оку које прегледава док подржава леву руку (савијање у лакту), или притискање главе дијамантског држача ради бољег брушења (проширивање лакта). Ови брзи покрети резултирају брзим убрзањима и успоравањима која завршавају веома прецизним постављањем камена на брусни диск, што захтева висок ниво ручне спретности. Треба напоменути да су потребне дуге године да се постане вешт до тачке у којој су радни покрети готово уграђени рефлекси који се извршавају аутоматски.
На први поглед, полирање дијаманата је једноставан задатак, и на неки начин јесте, али захтева много вештине и искуства. За разлику од свих других индустрија, где се сирови и прерађени материјали контролишу и производе према тачним спецификацијама, дијамант у сировом облику није хомоген и сваки кристал дијаманта, велики или мали, мора да се проверава, категорише и третира појединачно. Поред потребне мануелне вештине, полир мора да доноси оперативне одлуке у свакој фази полирања. Као резултат визуелне инспекције, морају се донети одлуке о факторима као што су угаона просторна корекција—тродимензионална процена—количина и трајање притиска који треба применити, угаоно позиционирање камена, контактна тачка на брусној плочи, између осталог. . Морају се узети у обзир многе важне тачке, све у просечном времену од четири секунде. важно је разумети овај процес доношења одлука када се планирају побољшања.
Пре него што се може прећи на фазу у којој се анализа покрета може користити за постављање бољег ергономског дизајна и инжењерских критеријума за радну станицу за полирање, мора бити свестан још даљих аспеката укључених у овај јединствени систем корисник-машина. У овом добу након аутоматизације, још увек налазимо да је производни део успешне и растуће индустрије дијаманата скоро нетакнут огромним технолошким напретком оствареним у последњих неколико деценија. Док су скоро сви остали сектори индустрије прошли кроз континуирану технолошку промену која је дефинисала не само методе производње већ и саме производе, индустрија дијаманата је остала практично статична. Вероватан разлог за ову стабилност може бити чињеница да се ни производ ни тржиште нису променили кроз векове. Дизајн и облици дијаманата су у пракси остали готово непромењени. Са пословне тачке гледишта, није било разлога да се мења производ или методе. Штавише, пошто се већина послова полирања обавља подизвођачким пословима са индивидуалним радницима, индустрија није имала проблема да регулише радну снагу, прилагоди ток посла и набавку необрађених дијаманата у складу са тржишним флуктуацијама. Све док се методе производње не мењају, неће се мењати ни производ. Када индустрија дијаманата усвоји напреднију технологију и аутоматизацију, производ ће се променити, са већом разноврсношћу доступних облика на тржишту. Али дијамант и даље има мистичан квалитет који га издваја од других производа, вредност која би могла да се смањи када се сматра само још једним предметом масовне производње. Међутим, у последње време притисци тржишта и долазак нових производних центара, углавном на Далеком истоку, представљају изазов за старе успостављене европске центре. Ово приморава индустрију да испита нове методе и производне системе и улогу људског оператера.
Када се разматра побољшање радне станице за полирање, на њу се мора гледати као на део система корисник-машина којим управљају три главна фактора: људски фактор, технолошки фактор и пословни фактор. Нови дизајн који узима у обзир ергономске принципе обезбедиће одскочну даску ка бољој производној ћелији у ширем смислу те речи, што значи удобност током дугог радног времена, бољи квалитет производа и веће стопе производње. Размотрена су два различита приступа дизајну. Један подразумева редизајн постојеће радне станице, при чему се раднику дају исти задаци. Други приступ је посматрање задатка полирања на непристрасан начин, са циљем оптималне тоталне станице и дизајна задатка. Потпуни дизајн не би требало да се заснива на тренутној радној станици као улазу, већ на будућем задатку полирања, генеришући дизајнерска решења која интегришу и оптимизују потребе три горе поменута системска фактора.
Тренутно, људски оператер обавља већину задатака укључених у чин полирања. Ови задаци које обављају људи ослањају се на „пуњење“ и радно искуство. Ово је сложен психофизиолошки процес, само делимично свестан, заснован на уносу покушаја и грешака који омогућава оператеру да изврши сложене операције са добрим предвиђањем исхода. Током периодичних дневних радних циклуса хиљада идентичних покрета, „пуњење“ се манифестује у људско-аутоматском раду моторне меморије који се изводи са великом прецизношћу. За сваки од ових аутоматских покрета, мале корекције се праве као одговор на повратне информације примљене од људских сензора, као што су очи и сензори притиска. У било којој будућој радној станици за полирање дијаманата ови задаци ће се и даље обављати на другачији начин. Што се тиче самог материјала, у индустрији дијаманата, за разлику од већине других индустрија, релативна вредност сировине је веома висока. Ова чињеница објашњава важност максималног коришћења запремине необрађеног дијаманта (или тежине камена) како би се након полирања добио највећи могући нето камен. Овај нагласак је најважнији у свим фазама обраде дијаманата. Продуктивност и ефикасност се не мере само временом, већ и величином и постигнутом прецизношћу.
Четири понављајућа радна елемента — „полирање“, „рука за преглед“, „провера“ и „рука за полирање“ — како се изводе у чину полирања, могу се класификовати у три главне категорије задатака: моторички задаци за елементе покрета, визуелни задаци као сензорни елементи, а контрола и управљање као елементи садржаја одлуке. Гилад и Мессер (1992) разматрају разматрања дизајна ергономске радне станице. Слика 1 представља нацрт напредне ћелије за полирање. Наведена је само општа конструкција, пошто се детаљи таквог дизајна чувају као стручно ограничено „кнов-хов”. Термин ћелија за полирање се користи пошто овај систем корисник-машина укључује потпуно другачији приступ полирању дијаманата. Поред ергономских побољшања, систем се састоји од механичких и оптоелектронских уређаја који омогућавају производњу три до пет камена истовремено. Делови визуелних и контролних задатака су пребачени на техничке оператере, а управљање производном ћелијом је посредовано преко дисплеја који пружа тренутне информације о геометрији, тежини и опционим радним покретима како би се подржали оптимални радни поступци. Такав дизајн одводи радну станицу за полирање неколико корака унапред у модернизацију, уграђујући експертски систем и систем визуелне контроле који замењују људско око у свим рутинским пословима. Оператери ће и даље моћи да интервенишу у било ком тренутку, подесе податке и доносе људске процене о перформансама машине. Механички манипулатор и експертски систем ће формирати систем затворене петље способан да изврши све задатке полирања. Руковање материјалом, контрола квалитета и коначно одобрење ће и даље бити у рукама оператера. У овој фази напредног система, било би прикладно размотрити употребу више технологије као што је ласерски полир. Тренутно се ласери интензивно користе за тестерисање и сечење дијаманата. Коришћење технолошки напредног система ће радикално променити опис људског задатка. Потреба за вештим полирачима ће се смањити све док се не буду бавили само полирањем већих, најцењенијих дијаманата, вероватно уз надзор.
Слика 1. Шематски приказ ћелије за полирање
