การออกแบบและแก้ไขปัญหาทางการยศาสตร์อื่นๆ

เผยแพร่เมื่อ:  10/12/2564....,
เขียนโดย อาจารย์ศรุดา จิรัฐกุลธนา 
               มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช...,

เรื่อง การออกแบบและแก้ไขปัญหาทางการยศาสตร์อื่นๆ

          สำหรับใน EP นี้ เป็นเรื่องเกี่ยวกับการออกแบบและแก้ไขปัญหาทางการยศาสตร์อื่น ๆ โดยทั่วไปนั้น ตามหลักการทางการยศาสตร์ มีหลายวิธีที่จะมาช่วยออกแบบและแก้ไขปัญหา แต่สำหรับในที่นี้ จะขอยกตัวอย่างการออกแบบและแก้ไขปัญหาทางการยศาสตร์ที่สำคัญ ซึ่งได้แก่ การใช้หลักการ Power Zone และในเรื่องของ Anthropometry ที่จะมาช่วยในการ design สถานีงาน และอุปกรณ์เครื่องมือต่าง ๆ ให้เหมาะสมกับผู้ใช้งาน

          จากที่ได้กล่าวเกี่ยวกับ Power zone ไปแล้วใน EP3 นั้น Power zone คือตำแหน่งของแขนขณะปฏิบัติงานขณะที่ทำงาน สิ่งสำคัญคือต้องให้หลังตั้งตรงและตั้งแขนไว้ข้างลำตัว โดยงอข้อศอกไม่เกิน 90 องศา ขณะทำงานที่ต้องใช้แรง ควรรักษาท่าทางให้อยู่ในระดับ Work zone (หรือ Power zone) นั่นคือโซนตั้งแต่ช่วงอกถึงสะโพก ดังรูปที่ 1 ซึ่งเป็นโซนการทำงานที่ทำให้ร่างกายสามารถออกแรงได้ดีโดยไม่ก่อให้เกิดอาการบาดเจ็บหรือก่อให้เกิดการบาดเจ็บได้น้อย หากการทำงานอยู่นอกเหนือ ​Power zone สิ่งที่ตามมาคือ กล้ามเนื้อขนาดเล็กในร่างกายจะถูกบังคับให้ทำงานหนักกว่าที่ออกแบบไว้ และทำให้เกิดการบาดเจ็บได้ เช่น การยกสิ่งของโดยเหยียดแขนไปข้างหน้าแทนที่จะใช้ Power zone ซึ่งทำได้โดยทำให้สิ่งของนั้นอยู่ใกล้ร่างกาย แรงและความเครียดที่เกิดขึ้นจะถูกวางลงบนกล้ามเนื้อรองของหลัง คอ และไหล่ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเจ็บปวดและความรู้สึกไม่สบายทันทีหรือเมื่อเวลาผ่านไป ในขณะที่ “Power Zone” จะเป็นท่าทางที่เหมาะสม ที่จะช่วยให้แน่ใจว่างานที่ปฏิบัตินั้น กำลังใช้กล้ามเนื้อที่เหมาะสมสำหรับงานที่เหมาะสม เนื่องจากเป็นการใช้กล้ามเนื้อที่ใหญ่และแข็งแรงที่แกนกลางร่างกาย เพื่อทำกิจกรรมที่ต้องใช้กำลังมากขึ้น

รูปที่ 1 Power Zone

          ในส่วนต่อมา คือ Anthropometry ผู้อ่านหลาย ๆ ท่านน่าจะเคยเห็นคำนี้กันมาบ้าง หรือเคยได้ยินกันมาบ้าง ซึ่ง Anthropometry ถูกนิยามว่า “the science of measurement and the art of application that establishes the physical geometry, mass properties, and strength capabilities of the human body” คือ ศาสตร์แห่งการวัดและการประยุกต์ใช้ ซึ่งถูกกำหนดโดยเรขาคณิตทางกายภาพ คุณสมบัติของมวล และความสามารถด้านความแข็งแรงของร่างกายมนุษย์ หรือแปลง่าย ๆ ได้ว่าเป็นการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับมิติของร่างกาย เช่น ขนาดร่างกาย รูปร่าง ความแข็งแรงของร่างกาย และความสามารถในการทำงานของร่างกาย เพื่อให้ทราบถึงความแตกต่างของขนาดร่างกายสำหรับมนุษย์ที่มีความแตกต่างกัน เพื่อใช้ในการออกแบบสถานีงาน อุปกรณ์เครื่องมือต่าง ๆ หรือแม้กระทั่งพื้นที่หรือสถานที่ต่าง ๆ ให้เหมาะสมกับผู้ใช้งาน โดยทั่วไป ในการ design ผลิตภัณฑ์หรือพื้นที่ใช้สอยใด ๆ เพื่อการใช้งานตามวัตถุประสงค์ของผู้ใช้นั้น เมื่อคำนึงถึงด้านกายภาพจะต้องพิจารณา Biomechanical considerations และ Anthropometric data นั่นคือ ต้องมีการศึกษาแรง ผลของแรง ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ รวมทั้งสัดส่วนร่างกายของผู้ใช้ เพื่อความเหมาะสมด้วย ซึ่งข้อมูลจากการวัดสัดส่วนร่างกาย (Anthropometric data) จะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
                    1. Static or Structural Anthropometry ดังรูปที่ 2 คือขนาดสัดส่วนขณะอยู่นิ่งในท่ามาตรฐาน เช่น ท่านั่ง ท่ายืน ซึ่งจะแสดงเป็นข้อมูลหยาบ เช่น ส่วนสูง น้ำหนัก เป็นต้น และข้อมูลละเอียด เช่น จากรูปที่ 2 แสดงระยะจากเข่าขณะนั่งจนถึงพื้น (เลขเบอร์ 15) เป็นต้น
                    2. Dynamic or Functional Anthropometry ดังรูปที่ 3 คือขนาดสัดส่วนขณะขณะทำงานที่มีการเคลื่อนไหว โดยจะวัดการเคลื่อนที่ได้ของอวัยวะ จากจุดอ้างอิงไปรอบจุดหมุนของอวัยวะที่วัดเป็นมุมต่าง ๆ แบ่งเป็น 7 ลักษณะ คือ การงอ การยืด การเหยียด การหุบ การกาง การคว่ำ การหงาย ซึ่งเป็นลักษณะท่าทางการเคลื่อนไหวต่าง ๆ ของร่างกาย และแบ่งแนวแกนออกเป็น 3 มิติตามทิศทางการเคลื่อนไหวของอวัยวะแต่ละชนิด ดังนี้
                              1) การเคลื่อนไหวเป็นมุมใน 1 ระนาบ เช่น การงอเข่า
                              2) การเคลื่อนไหวเป็นมุมใน 2 ระนาบ เช่น การบิดข้อมือ
                              3) การหมุนอย่างอิสระรอบจุดหมุน เช่น การแกว่งแขนเป็นวงกลม

                    ข้อมูลสัดส่วนร่างกายอาจมีการวัดความแข็งแรง ความสามารถในการออกแรง ระยะเอื้อม ระยะการมอง ระยะเผื่อ และท่าทางต่าง ๆ ด้วย เพื่อนำสัดส่วนนี้ไปใช้ในการออกแบบการทำงาน ทั้งนี้ เนื่องจากมนุษย์เรามีความแตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็น เพศ เชื้อชาติ อายุ การกิน การใช้ชีวิต จึงทำให้มีขนาดร่างกายที่แตกต่างกันออกไป

รูปที่ 2 Static or Structural Anthropometry (British adults)

รูปที่ 3 Dynamic or Functional Anthropometry

          ซึ่งจากข้อมูลข้างต้น งานด้านการยศาสตร์จะใช้ข้อมูลทางสถิติที่เป็น Percentile (จากรูป 1 และ 2 จะเห็นหัวตารางมีตั้งแต่ 5^th %ile, 50^th %ile, 95^th %ile) หมายถึงว่า การแสดงค่าร้อยละ ซึ่งจะแบ่งประชากรทั้งหมดออกเป็น 100 percentile จากคนที่มีขนาดร่างกายเล็กที่สุดไปจนถึงคนมีขนาดร่างกายใหญ่ที่สุด ดังรูปที่ 3 กรณีที่ต้องการค่าขนาดสัดส่วนร่างกายใดในการออกแบบ ต้องทำการทดลองวัดขนาดจากกลุ่มตัวอย่างที่เป็นผู้ใช้จริง ๆ ซึ่งในทางปฏิบัติจะสุ่มตัวอย่างกลุ่มผู้ใช้ที่มีขนาดสัดส่วนร่างกายหลากหลายมาทำการวัดหลาย ๆ ครั้ง แล้วนำค่าที่วัดได้มาคำนวณและออกแบบ ตัวอย่างเช่น ถ้าเราออกแบบทางเข้าประตูโดยใช้ความสูงของคน ความกว้างไหล่ และความกว้างสะโพกของคนทั่วไป ถ้าหากเลือกใช้ 50^th %ile ทุกค่า หมายถึง ใช้ความสูงเฉลี่ย ความกว้างไหล่เฉลี่ย และความกว้างสะโพกเฉลี่ยนั้น คนจำนวนครึ่งนึงก็จะสามารถผ่านประตูไปได้ แต่คนที่เหลืออีกครึ่งหนึ่ง ได้แก่ คนที่มีความสูงกว่าค่าเฉลี่ย หรือคนที่ขนาดตัวกว้างกว่าค่าเฉลี่ย เช่น บางคนสูงมาก แต่ผอมมาก ก็อาจจะต้องก้มตัวลงเพื่อเข้าประตู หรือคนที่เตี้ยมาก แต่อ้วนมาก ก็ต้องหันไปด้านข้างเพื่อผ่านเข้าประตูไปให้ได้ ดังนั้นในกรณีนี้ เราจำเป็นต้องออกแบบโดยใช้ขนาดสัดส่วนของคนที่กว้างที่สุดและสูงที่สุด เพื่อให้แน่ใจว่าทุกคนจะสามารถเดินผ่านประตูได้ตามปกติ

          อีกตัวอย่างหนึ่ง ถ้าต้องการออกแบบห้องควบคุมในรถยนต์ คอนโซลในรถ หรือ shelve เก็บของ โดยพิจารณาจากความยาวแขน และความสูงของไหล่ ควรจะต้องใช้ 5%ile เพราะต้องมั่นใจได้ว่าคนแขนสั้น หรือตัวเล็ก จะต้องสามารถใช้งานได้เหมือนกัน

          โดยสรุปแล้ว ในการตัดสินใจว่าจะใช้ค่า 5^th %ile, 50^th %ile หรือ 95^th %ile นั้น ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณกำลังออกแบบ (what) และคุณกำลังออกแบบให้ใคร (who) เป็นผู้ใช้งาน ซึ่งอาจสรุปได้ ดังนี้
                    1)      ใช้ค่าขนาดเฉลี่ย (50^th %ile) กรณีที่ต้องออกแบบกับผู้ใช้งานจำนวนมาก และผู้ใช้งานไม่มีผลกระทบกับการใช้งาน เป็นงานที่ไม่ต้องใช้ความแม่นยำหรือค่าเฉพาะเจาะจง เช่น ความสูงของขั้นบันได ความสูงของระยะลูกบิด ขนาดมือจับของอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นต้น
                    2)      ใช้ค่าขนาดใหญ่ (95^th %ile) กรณีที่กำหนดค่า Clearance เช่น ช่องว่างใต้โต๊ะ (leg room) เพื่อให้สามารถสอดขาเข้าไปใต้โต๊ะได้ขณะนั่งเก้าอี้ หรือช่องว่างของปุ่มควบคุมบังคับงาน เพื่อให้สามารถสอดนิ้วหรือสอดมือเข้าไปควบคุมงานได้
                    3)      ใช้ค่าขนาดเล็ก (5^th %ile) กรณีที่กำหนดค่า Reach หรือระยะเอื้อม เช่น การเอื้อมหรือการเข้าถึง เนื่องจากเมื่อใช้ค่า 5^th %ile แล้ว 95% ที่มีขนาดใหญ่กว่าจะยังคงสามารถเอื้อมถึงได้หมด

รูปที่ 3 Percentile

          สำหรับ EP นี้เป็น EP สุดท้ายของซีรีย์แล้วค่ะ ขอขอบคุณผู้อ่านทุกท่านที่ให้ความสนใจในเรื่องการยศาสตร์ และหวังว่าจะพบกันใหม่ในโอกาสต่อไปนะคะ :D

Reference:

Bodyspace Anthropometry, Ergonomics and the Design of Work.