Yayınlar

Önce İş Güvenliği

Antropometrik Çalışma Yeri Düzenleme

Her türlü araç ve gereç kullanıcılarının (yaş ve cinsiyetlerine göre değişiklik gösteren) boyut farklılıklarını gözeterek (insan-çevre için ara kesit) tasarımları yapmak için Antropometri biliminden yararlanılır. Yunanca antropos (insan) ve metikos (ölçü) sözcüklerinden oluşan Antropometri, insan vücut ölçülerinin belirlenmesi ve uygulanması ile uğraşan bir bilim dalıdır. Mühendislik Antropometrisi ise ergonominin en önemli konularındandır ki insan ölçülerini mühendislik açısından değerlendirerek inceler.

Antropometrik Çalışma Yeri Düzenleme

Antropometri literatürde insanın ölçümlenmesi olarak geçer ve bu manada alırsak insanın tüm karakteristik özelliklerini (örneğin zeka) kapsayabilir. Stephen Jay Gould`un kitabı olan “The Mismeasure of Man” de temel olarak psikolojik özelliklere dikkat çekilmiştir (31). Ancak antropometri çok daha sınırlı bir alanda; insan vücudunun ölçüleri ve oranlarının karşılaştırmalı şekilde çalışmasını yapar.

Tasarımcı; tasarım faaliyetlerinde, teknolojik ve finansal faktörleri, kullanılabilir alan ve mesafeleri, yardımcı teçhizatın boyutlarını ve çevreyi hesaba katmalıdır. Gerçekleştirilen tasarımda “toplam ergonomi”nin hedefleri aranıyorsa, tüm biyolojik ve psikolojik ihtiyaçların öncesinde fizyolojik faktörler göz önünde tutulmalıdır.

İşin insana uydurulmasının temel dayanağı vücut ölçüleridir. Çalışma yerlerinin tasarımında insan ölçüleri göz önüne alınırken, insan yeni baştan yaratılamayacağına göre, onun ölçülerinin bilinmesi, makinelerin ve dolayısıyla insan-makine sistemleri tasarımının ön koşuludur. Bu ölçüler bilinmeden insan ile makinenin optimum etkileşimi tasarlanamaz. Ancak bu sayede, rasyonel ve yorucu olmayan bir iş ortamı elde edilebilir. Zira bir makine, teknik yönden ne kadar mükemmel olursa olsun, eğer onu kullanacak insanın ölçülerine ve bio-mekanik özelliklerine uygun değilse, etkin olarak kullanılamaz.

Çalışan insanların fiziksel rahatlıkları ve beden yeteneklerini en üst düzeyde kullanabilmeleri; öncelikle kullandıkları malzeme, çalışma yüzeyleri ve hacimlerin, onların boyutlarına uygun olmasına bağlıdır. Verimlilik koşullarından birisi bireyin yaşadığı mekânın ve kullandığı donanımın (araç ve gerecin) insanın antropometrik (vücut ölçülerine) ve biyomekanik özelliklerine (hareket hudutları, kuvvet gereksinimlerine) uygun olmasına bağlıdır.

İnsanın vücut ölçülerinin sistematik olarak incelenmesine 18. yüzyılın sonlarında başlanmıştır. O zamanki araştırmalarda genellikle ticari ürünlerin tasarımı, tıbbi kayıtlar elde etme gibi belli alanlarda yoğunlaşmış ve özellikle de askeri amaçlarla yapılan çalışmalarda vücut ölçülerinin veya genel olarak vücut yapısının, araç ve gereç tasarımına etkilerini incelemek için gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar, psikoloji, antropoloji, fizyoloji ve tıp disiplinlerinin mühendislikle birleşmesine yani ergonomi biliminin doğmasına yol açmıştır.

Antropometri mühendisliği

Antropometri mühendisliği dalında uygulamaya yönelik bilimsel çalışmaların ilki 1912 yılında Gilberth`lerin iş verimini arttırmak amacıyla gerçekleştirdikleri “hareket etüdü”dür. Bu etütler sayesinde, yapılacak iş için kullanılacak araç gerecin, çalışanın kolayca erişebileceği bir yerde bulundurulmasının değeri anlaşılmış, bunun sonucu olarak da iş istasyonlarının (işyeri ve atölyelerin) bilimsel olarak tasarımına gidilmiştir. Günümüzün antropometrisi ilk kez 1926 yılında, çalışanların daha az yorulmasını sağlamak amacıyla, vücut ölçüleri değişik postürlere (duruş ve oturuş biçimlerine) göre oturakların daha uygun tasarlanmasında kullanılmıştır. Legros ve Weston tarafından gerçekleştirilen bu uygulamadan sonra Lay ve Fisher (1940) “oturma rahatlığı ve rahatlık açısı”, Hooton (1945) ise “araba koltuğu tasarım kriterleri” konularında ayrıntılı çalışmalar yapmışlardır.

Antropometri bilimsel manada, insan vücut ölçüleri ve vücut hareketleri ile bu hareketlerin frekans ve sınırları gibi vücut özelliklerini inceleyen bir disiplindir. “Vücut ölçüleri bilimi” olarak da adlandırılan antropometri, çalışma (veya dinlenme) yeri tasarımının temelini oluşturmaktadır. Genel bir yaklaşım açısıyla antropometri, insanlara yardım ve hizmet etmesi için düşünülmüş bütün eşya ve araç tasarımının ayrılmaz bir parçasıdır.

Antropometrik veriler insan mühendisliğinde, diğer ismiyle ergonomide, başta iş alanları olmak üzere tüm alet, mobilya ve giysilerin fiziksel ölçülerini belirlemede kullanılır. Böylece alet veya ürünün ölçüleri ile onu kullanan insanın ölçüleri birbirine uyumlu hale getirilerek “görev insana uygun hale getirilir”.

Tasarımda Antropometrik Optimizasyon

Antropometri, birbirine hiç benzemeyen eşyaların ölçülerini optimize etmeye yarar. Örneğin, diş fırçalarının kıl ve sap uzunluklarından, şişe ve kavanozların tepesindeki vida yivlerinin çap ve derinliğine kadar; otomobil takım çantalarındaki aletlerin ölçülerinden, radyo ve televizyon gibi aletlerdeki el ayar düğmelerine kadar; cep telefonlarındaki tuşların boyut ve konumlarından, elbise ve giysilerin beden ve hatta kol düğmesi büyüklüklerine kadar antropometrik boyutlara ihtiyaç vardır.

Ancak, antropometrik veriler, vücut ölçüleri ve oranları değişik topluluk ve ırklarda büyük ölçüde farklılıklar gösterir. ABD`li bir üretici malını orta ve güney Amerika`da veya güneydoğu Asya`da satmak istiyorsa, ürün boyutlarının dünyadaki en küçük ölçülere sahip Meksika`lı veya Vietnam`lı kullanıcılara uygun olmasına dikkat etmelidir. Bir araştırmada, toplumların sahip oldukları antropometrik özelliklerin ürün tasarımdaki önemi şu şekilde açıklanmıştır:

Bir alet, ABD`li erkek nüfusun %90`ına uygun tasarlanmışsa, bu alet kabaca %90 oranında Alman`a, %80 oranında Fransız`a, %65 oranında İtalyan`a, %45 oranında Japon`a, %25 oranında Tayland`lıya ve %10 oranında Vietnamlı`ya uygundur. Zaten, bir ürünün toplumdaki insanların tümüne uygun olacak boyutlarda üretilmesi pratik olmadığı gibi çok da pahalıdır. Bu sebeple ürünler kullanıcıların (büyük) bir bölümüne uygun olacak şekilde (kütlesel olarak) üretilmektedir.

Toplu üretimi yapılan eşyaların tasarımında ergonomistin görevi, önce ürünün nasıl kullanılacağını tanımlamak sonra da kullanılabilirliği etkileyecek unsurları belirlemektir. Bu işleme, kullanıcı toplumunun sahip olduğu antropometrik değerlerin tasarımda dikkate alınması zorunluluğu da dâhildir. Böylelikle belirli bir ürünün tasarımında kullanılacak uygun antropometrik ölçüler, muhtemel müşteri (kullanıcı) grubunun verileri elde edilerek (ürünün bu kişilere uygunluğu) sağlanabilir.

İnsan vücut ölçüleri pek çok değişkenin etkisi altındadır. Antropometrik ölçüler ulus, bölge, yaş, cinsiyet, beslenme, sağlık, spor ve hatta sosyal statü gibi faktörlere göre değişiklik göstermektedir. Örneğin erkekler kadınlardan yaklaşık 13 cm daha uzundur. Ülkeden ülkeye bireylerin genetik farklılıkları söz konusudur. Örneğin Almanya`da erkeklerin ortalama boyu 173 cm iken, İsviçre`de 172, Türkiye`de 168 cm, ABD`de 167 cm ve Uzak Doğuda ise 152 cm`dir. Fakat vücut ölçülerindeki değişimlere genetik yapı haricindeki bazı faktörler de sebebiyet verebilir.

Örneğin son yirmi senede Japonların beslenme alışkanlıklarının değişmesi gibi dış unsurların etkisinden dolayı yapılan istatistiklerde boyun ortalama 2 cm civarında arttığı tespit edilmiştir. Bu anlamda antropometri bilimi, fertler ve gruplar arasındaki anatomik farklılıkları ve benzerlikleri saptamak amacıyla vücut ölçülerinin bilinmesi ve değerlendirilmesiyle ilgilenir.

Günümüzde gelişmiş ülkeler kendi insanlarının standart vücut ölçülerini belirleyerek, iş istasyonu tasarımını bu ölçülere göre en uygun boyut, biçim, kullanım ve hareket serbestliğini sağlayacak şekilde gerçekleştirmektedirler.

İnsan makine yerleşiminde bilgisayar destekli tasarım: SAMMIE Modeli

Alet ile kullanıcı arasındaki fiziksel etkileşimi kolayca gözlemlemede günümüzde bilgisayarlı tasarım programları kullanılmaktadır. Yandaki şekilde görülen SAMMIE Modeli, insanmakine sistemindeki ilişkileri geliştirmeyi amaçlayan bu tip bir yaklaşıma örnektir. Ancak, bilgisayara dayalı antropometrik tasarım yardımcıları bulunmasına rağmen, iş istasyonlarının yerleşimde antropometrik verilerin başarılı bir şekilde kullanılabilmesi, her şeyden önce bu konudaki prensiplerin iyice anlaşılmış olmasına bağlıdır.

 

Normal dağılımla ilgili olabilecek faktörler dikkate alınmalıdır. Örneğin bazı ülkelerde hastalık veya beslenme bozukluğuna bağlı olarak çok sayıda insan potansiyel boylarına kadar uzayamaz ve bu ülkelerde boy kısa olarak ölçülmüş olabilir.

Antropometrik verilerin çoğunun yarı çıplak örneklerden ölçüldüğü unutulmamalıdır. Gerçek kullanıcılar için giysilere serbestlik tanınması gereklidir. Kullanıcı antropometrisinde giysinin etkisi hiçbir zaman tam olarak tahmin edilemeyeceği için genellikle santimetre düzeyinde hassasiyet yeterlidir.

Antropometrik Fayda-Maliyet Analizi

Antropometri, birbirine hiç benzemeyen eşyaların ölçülerini optimize etmeye yarar. Örneğin, diş fırçalarının kıl ve sap uzunluklarından, şişe ve kavanozların tepesindeki vida yivlerinin çap ve derinliğine kadar; otomobil takım çantalarındaki aletlerin ölçülerinden, radyo ve televizyon gibi aletlerdeki el ayar düğmelerine kadar; cep telefonlarındaki tuşların boyut ve konumlarından, elbise ve giysilerin beden ve hatta kol düğmesi büyüklüklerine kadar antropometrik boyutlara ihtiyaç vardır.

Ancak, antropometrik veriler, vücut ölçüleri ve oranları değişik topluluk ve ırklarda büyük ölçüde farklılıklar gösterir. ABD`li bir üretici malını orta ve güney Amerika`da veya güneydoğu Asya`da satmak istiyorsa, ürün boyutlarının dünyadaki en küçük ölçülere sahip Meksika`lı veya Vietnam`lı kullanıcılara uygun olmasına dikkat etmelidir. Bir araştırmada, toplumların sahip oldukları antropometrik özelliklerin ürün tasarımdaki önemi şu şekilde açıklanmıştır:

Bir alet, ABD`li erkek nüfusun %90`ına uygun tasarlanmışsa, bu alet kabaca %90 oranında Alman`a, %80 oranında Fransız`a, %65 oranında İtalyan`a, %45 oranında Japon`a, %25 oranında Tayland`lıya ve %10 oranında Vietnamlı`ya uygundur. Zaten, bir ürünün toplumdaki insanların tümüne uygun olacak boyutlarda üretilmesi pratik olmadığı gibi çok da pahalıdır. Bu sebeple ürünler kullanıcıların (büyük) bir bölümüne uygun olacak şekilde (kütlesel olarak) üretilmektedir.

Toplu üretimi yapılan eşyaların tasarımında ergonomistin görevi, önce ürünün nasıl kullanılacağını tanımlamak sonra da kullanılabilirliği etkileyecek unsurları belirlemektir. Bu işleme, kullanıcı toplumunun sahip olduğu antropometrik değerlerin tasarımda dikkate alınması zorunluluğu da dâhildir. Böylelikle belirli bir ürünün tasarımında kullanılacak uygun antropometrik ölçüler, muhtemel müşteri (kullanıcı) grubunun verileri elde edilerek (ürünün bu kişilere uygunluğu) sağlanabilir.

İnsan vücut ölçüleri pek çok değişkenin etkisi altındadır. Antropometrik ölçüler ulus, bölge, yaş, cinsiyet, beslenme, sağlık, spor ve hatta sosyal statü gibi faktörlere göre değişiklik göstermektedir.

Örneğin erkekler kadınlardan yaklaşık 13 cm daha uzundur. Ülkeden ülkeye bireylerin genetik farklılıkları söz konusudur. Örneğin Almanya`da erkeklerin ortalama boyu 173 cm iken, İsviçre`de 172, Türkiye`de 168 cm, ABD`de 167 cm ve Uzak Doğuda ise 152 cm`dir. Fakat vücut ölçülerindeki değişimlere genetik yapı haricindeki bazı faktörler de sebebiyet verebilir. Örneğin son yirmi senede Japonların beslenme alışkanlıklarının değişmesi gibi dış unsurların etkisinden dolayı yapılan istatistiklerde boyun ortalama 2 cm civarında arttığı tespit edilmiştir. Bu anlamda antropometri bilimi, fertler ve gruplar arasındaki anatomik farklılıkları ve benzerlikleri saptamak amacıyla vücut ölçülerinin bilinmesi ve değerlendirilmesiyle ilgilenir.

Günümüzde gelişmiş ülkeler kendi insanlarının standart vücut ölçülerini belirleyerek, iş istasyonu tasarımını bu ölçülere göre en uygun boyut, biçim, kullanım ve hareket serbestliğini sağlayacak şekilde gerçekleştirmektedirler.

Alet ile kullanıcı arasındaki fiziksel etkileşimi kolayca gözlemlemede günümüzde bilgisayarlı tasarım programları kullanılmaktadır. Şekil 1`de görülen SAMMIE Modeli, insanmakine sistemindeki ilişkileri geliştirmeyi amaçlayan bu tip bir yaklaşıma örnektir. Ancak, bilgisayara dayalı antropometrik tasarım yardımcıları bulunmasına rağmen, iş istasyonlarının yerleşimde antropometrik verilerin başarılı bir şekilde kullanılabilmesi, her şeyden önce bu konudaki prensiplerin iyice anlaşılmış olmasına bağlıdır

Normal dağılımla ilgili olabilecek faktörler dikkate alınmalıdır. Örneğin bazı ülkelerde hastalık veya beslenme bozukluğuna bağlı olarak çok sayıda insan potansiyel boylarına kadar uzayamaz ve bu ülkelerde boy kısa olarak ölçülmüş olabilir.

Antropometrik verilerin çoğunun yarı çıplak örneklerden ölçüldüğü unutulmamalıdır. Gerçek kullanıcılar için giysilere serbestlik tanınması gereklidir. Kullanıcı antropometrisinde giysinin etkisi hiçbir zaman tam olarak tahmin edilemeyeceği için genellikle santimetre düzeyinde hassasiyet yeterlidir.

Antropometrik veriler kullanılırken, antropometrik uyumsuzlukların sonuçları ve maliyet faktörleri dikkate alınarak hangi antropometrik veri dizisinin uygun olacağına karar verilmektedir. Ergonomist, uyumsuzlukların ne şekilde olacağını önceden tespit etmeli ve bir değerlendirme yapmalıdır. Normal olarak sadece istenen boyutları belirlemek yeterlidir, kullanışlılık veya hatalı kullanım gibi başka özellikler dikkate alınmayabilir

Bir binadaki yangın çıkış kapı kolu yüksekliğinin uyumsuzluk halindeki riski yüksektir. Bu sebeple bir acil çıkış kapısının koluna çocuklar dâhil çok geniş bir kullanıcı kitlesi ulaşabilmelidir. Aynı şekilde, şehir içi toplu taşım sistemlerinde kullanılan yolcu koltuklarının tasarımında da yüksek oranlı değerler kullanılmalıdır. Çünkü bu koltuklar çok geniş bir kullanıcı kitlesi tarafından her gün kullanılmaktadır ve en küçük bir uyumsuzluk dahi çok sayıda insanın rahatını her gün olumsuz yönde etkileyecektir.

Bazen herkese uyumlu olacak bir tasarımda maliyet faktörü işin içine girmez ve antropometrik verileri kullanmak gereksiz olabilir. Örneğin, kapı aralıkları birer boşluktur ve genişlik ne kadar fazla olursa o kadar daha az yapı malzemesi kullanılır. Ama unutulmamalıdır ki, daha fazla insana uygun tasarımlar yapmak çoğu zaman ilave masraflara neden olur.

Normal dağılımdan görülebileceği gibi, toplumdaki insanların çoğunluğu ortalamaya çok yakındırlar, ancak daha aşırı uçlardaki insanlara uyum sağlamak için yapılan çabalar çoğu kez daha az kazanç olarak geri döner ve giderek daha az sayıda insan, diziye yararlı bir şekilde dâhil edilebilir. Örneğin bir otomobilin iç yüksekliğinin belirlenmesinde, yükseklik arttıkça rüzgara direncin yanında maliyet de artar. Daha uzun boylu sürücüler böyle bir tasarımda rahat eder. Ancak, onlar için artan rahatlığın yanında maliyet de artmış olur. Bu durumda maliyet ile yarar arasında bir optimizasyona gidilir.

Antropometrik veriler ele alınırken, tasarlanacak olan kullanıcıya uyumu açısından doğru verilerin toplanması için doğru kullanıcı nüfusu incelenmelidir. Mesela, üretilecek bir oyuncak için incelenecek olan nüfus, oyuncağın hedef kitlesi olan yaştaki çocuklar olacaktır.

Örneğin, tasarımı yapılan bir ekipman parçasının kullanıcıları “tüm erkekler” (örneğin ağır vasıta sürücüleri), “tüm erkekler, kadınlar ve gençler” (örneğin özel arabası olanlar) veya “yaşlı erkekler” (baston kullananlar) gibi sınırlı bir grup olabilir. Bu durumda, kullanıcı grubunun ortalama vücut boyutlarının bilgisi yeterli olamaz. Ayrıca, grup içindeki ölçülerin dağılımı (standart sapması) da tahmin edilmelidir. Grup içindeki çoğu insan ortalama vücut ölçüsüne yakın olacaktır, fakat önemli bir oran ortalamadan biraz uzak ve bir kısmı da ortalamadan tamamen farklı olacaktır. Bu durumda kullanıcı nüfusunun bazıları (bacak uzunluğu veya kalça genişliği gibi herhangi belirli bir ölçü için %2, %10 ve hatta %20) feda edilmek zorundadır.

Toplanan özellikler için verilerin sadece ortalaması alınarak yapılan bir tasarımda istenmeyen işletme hataları ya da kişilere uyumsuzluk gibi problemler ortaya çıkabilir. Örneğin, ortalama insanlar için tasarlanan bir kap için kavrama, açma işlemleri için uç değerlerdeki verilere sahip olan (çok kısa veya çok uzun) kullanıcılar için problemler ortaya çıkabilir. Bu problemleri ortadan kaldırmak için (standart sapma gibi) tüm veriler dikkate alınarak tasarımı gerçekleştirmek gerekir.

Antropometrik çalışma yerinden söz edilebilmesi için, işyerleri ortalama değerlere göre değil, amaca göre belirlenmiş bir ölçü aralığında, yani alt ve üst sınırlar arasında kalan ölçülere sahip kişilerin rahatça çalışabileceği şekilde düzenlenmesi gerekir. Bu ölçü aralığının farklı bir amacın bulunmadığı durumlarda %5 ve %95 sınırları arasında kalan ölçüleri kapsaması, diğer bir ifadeyle antropometrik ölçülerin alındığı bireylerin en azından %90`ını içine alan ölçüleri kapsayacak şekilde çalışma yeri düzenlemenin yeterli olabileceği düşünülmektedir. Bu %90, en küçük %5 ile en büyük %5`i içermez.

Farklı sürücülerin otomobildeki konumu

Konu hakkındaki yandaki şekilde de gösterildiği gibi verilebilir: Bir otomobilde ortalama oturma yüksekliği (oturma yüzeyi ile tavan arasındaki mesafe) erkekler için 90 cm ve standart sapması da 5 cm ise, 91 cm`lik bir tavan yüksekliği sürücülerin %50`sine 1 cm`lik saç ve giysi payı bırakılarak sağlanır. Yüksekliği 5 cm artırarak ek bir %34`lük sürücü kitlesine daha araç uyumlu hale getirilmiş olunur. Yeniden bir 5 cm`lik ilave ise, fazladan %14`lük daha ek kazanıma yol açar ve toplamda yaklaşık %98`e ulaşılmış olunur. Ancak bu son 5 cm`lik ilave sadece %2`lik bir sürücü kitlesi artışına neden olacaktır. Bu son %2`lik grup muhtemelen çok az sayıda araba müşterisine tekabül edeceği için bunların antropometrik ihtiyaçlarının tasarıma getireceği ilave maliyetin değerlendirmeye ihtiyacı vardır. Sorulacak soru şudur: “acaba değer mi?”.

Bu örnek, aynı zamanda bir ürünün boyutlarına karar verilirken (yapılan optimizasyonda) neden antropometrik değişkenlerin %5 ve %95`lik değerlerinin kullanıldığını göstermektedir. Ancak böylelikle kullanıcıların %90`ına hitap edilmektedir. Boyutlarda biraz daha fazla ayarlama yapmak çok az sayıda yeni kullanıcı kazandırmaktadır ve azalan faydalardan dönüş noktasına gelinmektedir.

Direksiyon kullanımında ortak rahatlık alanı

Sınırlı bir nüfusa özel yapılan tasarım ile tüm bir nüfusa yapılan tasarım arasındaki farkı anlamak önemlidir. Örnek vermek gerekirse; eğer bir teçhizat İngiliz erkeklerinin %95`ine uyarsa, kadınlarının %30`una uymayacak demektir. Tersine, İngiliz kadınlarının %95`i için tasarlanan edilen teçhizat İngiliz erkeklerinin sadece %60`ını memnun edebilir. Tek bir kişiden ziyade vücut ölçülerinin belli bir aralığı için bir iş istasyonunun (çalışma alanının) planında gereken optimum doğruluk, yandaki şekildeki sürücülerin erişim mesafeleri örneğinde gösterildiği gibidir. Burada, kullanıcı nüfusundaki tüm vücut ölçüleri tarafından erişilebilen alanlar, bir kişi tarafından erişilebilen alanlardan daha küçüktür. Direksiyonun kavranabilmesi için ortak rahatlık alanı paylaşılan alan tarafından belirlenmektedir.

Sonuçta, ergonomik iş istasyonu tasarımı doğrultusunda toplanan antropometrik veriler değerlendirilirken, hangi yüzde sınırının (oranının) kullanılacağına işletme politikası çerçevesinde karar verilir. Çünkü tasarım aralığı arttığı zaman maliyet de buna bağlı olarak artar. Örneğin %1-99 arası verilere göre yapılan tasarımın maliyeti %5-95 arasına oranla çok daha fazladır. Genel uygulama, kısa operatör için %5 ile uzun operatörler için %95 arasındaki verilere göre iş istasyonlarının boyutlandırılmasıdır.

 

Kaynaklar;

Kroemer K.H.E., Kroemer H.B., Kroemer-Elbet K.E. Ergonomics – How to Design for Ease and Efficiency. Second Edition. New Jersey: Prentice Hall, 2011

 

Cevap Bırakın