На этих работах необходимо остановиться, ввиду их большого практического, а тем более теоретического иди методологического значения. К тому же рассмотрение исследований Ацлера и его сотрудников сразу вводит нас в круг тех научных методов, помощью которых можно вести не только нормирование различных работ, но и их рационализацию, установление наиболее рациональных условий производства тех или иных видов работы.
Ацлер исходил из следующего совершенно верного соображения. Как ни бесконечно разнообразными кажутся операции и рабочие движения, производимые рабочими на всех заводах и фабриках, но все эти движения можно свести к сравнительно небольшому числу простых, элементарных движений. Число этих последних Ацлер определяет в 30—40. Они-то, комбинируясь в различных сочетаниях, и дают все многочисленные разнообразные рабочие движения и операции, встречающиеся в практике.
Отсюда. Ацлер и делает вывод: необходимо исследовать эти 3 десятка элементарных движений или операций, выяснить условия наиболее рационального их выполнения, — тогда мы получим возможность решать вопрос о рациональных условиях выполнения всех встречающихся в производственной практике рабочих операций. Элементарные операции сводятся к тому, что рабочему приходится вертеть колесо, поднимать или опускать тяжести, толкать рычаг, тянуть его и т. д.
Ацлер и принялся за исследование этих элементарных рабочих операций. Прежде всего он исследовал работу верчения колеса.
Метод исследования сводился к отыскиванию оптимума, т. е. наименьшей величины E/R = n. Величину E oн определял способом измерения газообмена. Для непосредственного определения E в килограмм етрах он пользовался так называемым эргометрическим велосипедом. В этом велосипеде заднее колесо охватывается электромагнитом: когда ток действует, электромагнит притягивает к себе обод колеса, вызывая его торможение. Работа над эргометрическим велосипедом и заключается в преодолении этого трения. Опрокинув велосипед седлом вниз и колесами вверх, Ацлер заставлял человека, работу которого он изучал, вертеть колесо велосипеда, действуя на рукоятку (педаль) руками. По силе тока,—(стало быть, и по силе торможения,—легко было определить количество килограмметров работы, производимой испытуемым.
Выбрав определенное лицо для исследования, Ацлер точно определил антропометрические данные этого лица: вес (60,0 кг), рост (171,7 см), расстояние от пола до локтевого сочленения, до кисти руки, до конца пальцев, до коленной чашки, объем груди, объем предплечья и т. д. Над этим лицом и производил Ацлер свои наблюдения во время работы за период от апреля до августа, заставляя своего испытуемого вертеть колесо в течение дообеденных часов.
В состоянии покоя, при лежании, измерен был газообмен испытуемого; он оказался равным 1145 малым калориям в минуту. При спокойном стоянии его расход оказался равным 1284 калориям. Таким образом одно стояние в спокойном состоянии вызывало излишний расход в 12 %. Все это надо было учесть, чтобы потом, при измерении расхода энергии во время работы, вычтя из этого расхода 1 284 калории в минуту, получить расход энергии на одну только работу верчений колеса.
Теперь только можно было приступить к исследованию рациональных или оптимальных условий этой работы. Но тут кое у кого может возникнуть вопрос: что же собственно тут исследовать? Дано колесо, дан человек,—остается ему взяться за рукоятку и действовать.
Вот в том-то и суть, что одно дело действовать, другое дело действовать рационально. Колесо-то и его рукоятка нужны. Но они могут быть устроены различно. Прежде всего высота оси вращения над полом может быть мала, может быть более или менее велика. И совершенно очевидно, что это обстоятельство скажется на ходе работы, на количестве энергии, которое данному человеку приходится затратить на каждую единицу полезной работы. Очевидно, из всех практически возможных высот оси над полом есть одна какая-то определенная, которая является оптимальной.
Дальше, установив эту наилучшую высоту оси, приходится еще задаться вопросом относительно длины радиуса вращения. Ясно, что разное количество энергии придется работающему тратить на единицу полезной работы при разных длинах радиуса вращения. И тут, очевидно, существует какой-то оптимум радиуса вращения, который и надо отыскать.
Далее, при оптимальной высоте оси над полом и оптимальной длине радиуса вращения, возможна различная нагрузка на колесо, т. е. различное количество килограмметров работы, которое человеку приходится совершить при каждом обороте колеса. И опять-таки ясно, что не годится работать при слишком малой нагрузке, не годится и при слишком большой: нужна какая-то определенная оптимальная нагрузка. И исследование должно ее научным путем установить.
Несколько иные величины нагрузки не имеют, конечно, никакого принципиального значения для хода исследования.
При каждой данной величине радиуса и данной нагрузке, по мере последовательного увеличения скорости, наблюдаем сначала падение величины п до определенного минимума, а за этим пределом дальнейшее увеличение скорости дает уже возрастание этой величины. Сопоставляя минимальные величины п при данном радиусе вращения, мы каждый раз наблюдаем опять-таки ту же правильность изменений: по мере увеличения нагрузки, сначала—падение до минимального минимума, затем возрастание.
Что же касается практического значения определения оптимальных условий работы, то и здесь мы видим возможность огромного достижения. При другой скорости,—напр., в 73 оборота в минуту, другом радиусе в 28,4 см и другой нагрузке 19,5 кгм работы на 1 оборот колеса,—мы получаем уже не 10,7, а 29,4 калории энергии, расходуемой на 1 кгм полезной работы. Некоторого незначительного изменения условий работы, основанного на научном исследовании, достаточно, таким образом, чтобы увеличить производительность труда работающего на 175 %.
Анализируя результаты исследования, Ацлер подчеркивает относительно слабое влияние скорости на величины n. Это совершенно справедливо, если в данном случае—работы вращения колеса—сравнивать влияние скорости вращения с другими условиями работы, как высота оси, величина нагрузки и др.
Но, во-первых, мы имеем здесь только относительно слабое влияние; влияние, и очень существенное, как мы видели, скорость в данном случае все-таки оказывает. Даже если, не меняя ни нагрузки, ни радиуса вращения, менять одну только скорость, то величина n меняется в значительной степени. Речь шла о работе вращения колеса, имеющего большой момент инерции. После нескольких первых оборотов колеса оно двигалось в значительной мере уже в силу своей инерции. Эта инерция движения, естественно, понижала количество энергии, требующегося от работающего человека. И именно увеличение скорости вращения до известной степени увеличивало выгоду от инерции движения самого колеса. Вот почему увеличение скорости в данном случае сказывается на величинах n не в полной мере. И все-таки оно сказывается весьма заметно.
Это, между прочим, выяснил с полной очевидностью сам Ацлер, произведя специальное исследование с помощью особого прибора, приспособленного к тому, чтобы определить давление, производимое рукою работающего в различных точках периферии колеса (в различных квадрантах круга).
Но из всего этого с ясностью вытекает, что скорость или—что то же—напряженность работы, и в данном случае оказывающая весьма значительное влияние на величины n, тем; сильнее влияет на эти величины во всех других видах работы. Это значит, что напряженность или интенсивность работы весьма важно подобрать оптимальную, т. е. дающую наименьшую величину п.
Этим затрагивается огромной важности вопрос об интенсивности труда, которого обыкновенно предпочитают не касаться западные исследователи: он ведь затрагивает один из существеннейших пунктов борьбы между трудом и капиталом. Исследование его научным путем не может не дать результатов, довольно-таки невыгодных для представителей, капитала с точки зрения их обычной практики. Тем важнее нам в СССР ввести в круг научного исследования этот щекотливый пункт.
Тот же германский институт физиологии труда, с проф. Ацлером во главе, совершенно аналогичным методом произвел исследование другого вида элементарной работы—поднимания тяжестей.
При этой работе варьировать можно: 1) исходную высоту, с которой совершается поднимание тяжестей, 2) высоту, на которую совершается поднимание, 3) величину поднимаемого груза. Эти условия и должны быть исследованы. Практически возможная высота поднятия становится тем меньше, чем больше исходная высота. В соответствии с этим Ацлер и исследовал работу поднимания тяжестей при различных условиях.
И здесь опять-таки бросается в глаза тот практически важный факт, что небольшого изменения условий работы достаточно, чтобы достигнуть огромной экономии в использовании сил работающего человека.
Нужно ли еще подчеркивать, какое большое значение могут иметь результаты такого исследования работы поднимания тяжестей, если их применить к нагрузке и выгрузке, к работе в складах и т. д.
Это—с практической точки зрения. Со стороны же научно-методологической нельзя не обратить внимания на ту же правильность результатов данного исследования в смысле развернутого нами принципа оптимума, какую мы наблюдали и раньше при решении других подобных же задач.
С принципиальной стороны важно отметить следующую закономерность. По мере увеличения исходной высоты непрерывно падает оптимальная величина груза. Объяснение этого обстоятельства кроется в следующем: при незначительной исходной высоте работающий должен каждый раз нагибаться и благодаря этому вводить в работу более значительное количество мускульных групп, чем при большей исходной высоте. Если при этом поднимать слишком легкий груз, то необходимый для приведения в действие большого числа мускульных групп расход энергии будет слишком велик по сравнению с количеством выполненной полезной работы, т. е. мы будем иметь низкий коэфициент рациональности m, или—иначе—большую величину коэфициента n.
При больших высотах поднятия рабочему приходится вытягивать руки с грузом вверх и вперед за пределы площади опоры ног. Чтобы при этом рабочий не опрокинулся вперед, необходимо то условие, что момент вращения груза не больше момента вращения тела работающего. Чем больше приходится вперед протягивать руки с грузом, тем больше организм приближается к этому пределу,—тем большее, следовательно, усилие приходится рабочему делать руками, мускулатура которых мало к этому приспособлена.
Лучше условия этой работы при средней исходной высоте и небольшой высоте поднятия: при этих условиях рабочий сгибает руку в локте, благодаря чему уменьшается длина плеча рычага, да и в действие вступает более крепкая мускулатура плеча. Вот почему получается в результате более экономное использование энергии в этом случае.
Из анализа видно, что при незначительных исходных высотах оптимальная высота поднятия уменьшается с увеличением поднимаемого груза, что должно быть понятно после сказанного выше. При средней же исходной высоте мы наблюдаем обратное явление: чем больше поднимаемый груз, тем больше и оптимальная высота поднятия.
Это последнее явление станет понятным, если принять во внимание следующее обстоятельство: из общего количества расходуемой при этой работе энергии довольно значительная часть тратится на то, чтобы схватить подлежащий поднятию груз, сдвинуть его с места и после поднятия уложить его на место,—и это относится к любому сочетанию условий этой работы. Совершенно понятно, что выгоднее, если эта часть расхода энергии распределяется на более значительную высоту поднятия. Но тут кроме того большую роль играет живая сила движения, сообщаемая грузу при его сдвиге с места: она может действовать в смысле разгрузки организма лишь в том случае, если высота поднятия не слишком мала. В противном случае грузу не может быть сообщена оптимальная скорость при его сдвиге с места, а то еще организм может оказаться даже вынужденным выполнить работу торможения движения.
Все рассмотренные виды работы не оставляют сомнения в том, что принцип оптимума, соответствуя требованиям научного исследования, в то же время разрешает практически весьма важные задачи рациональной организации работы.
Можно было бы привести еще большое количество аналогичных исследований, произведенных Ацлером и другими в отношении работы перетаскивания тяжестей, работы над рычагами, передвижения тележек и т. п. Но чтоб не загромождать наше изложение, мы упомянем, в заключение, лишь еще про такое же практически важное исследование, произведенное на основе,нашего принципа оптимума профессором Амаром в отношении работы напильником.
Здесь в работе (опытного) рабочего оптимум, как оказалось, соответствует скорости в 70 движений напильника в минуту. Правда, наибольшее количество килограмметров работы в секунду соответствует другой скорости (80 движений напильника в минуту). Но в том то и дело, что наибольшее количество работы в единицу времени нисколько не является критерием ее наибольшей рациональности. Важно еще и количество расходуемой энергии. И количество полезной E работы на единицу расходуемой энергии оказывается наибольшим при скорости не в 80, а в 70 движений напильника в минуту. При этой же скорости расходуется и наименьшее количество энергии на единицу снятого напильником металла.
И это исследование также дает нам результаты, которые можно непосредственно перенести в практику.
Чтобы покончить с методологической стороной исследований вроде тех, которые произведены проф. Ацлером, укажем еще на одно обстоятельство. В этих случаях нельзя не принять во внимание элемент накопления упражнения—в том смысле, который выяснен нами выше. Ведь по мере роста накопляемого упражнения увеличивается, как мы видели, степень рациональности работы, т. е. количество полезной работы на единицу расходуемой энергии (величина m), при сохранении тех же, что- и прежде, условий работы (тех же величин нагрузки, скорости, высоты оси вращения над полом, высоты поднятия и пр.). Поэтому, если мы хотим выяснить влияние именно этих условий, то должны исключить влияние роста накопляемого упражнения.
Это и делал постоянно Ацлер. Раньше чем приступить к регистрации элементов, обозначаемых нами через Е и R, и к вычислению на этом основании коэфициентов n, m, Ацлер давал своему испытуемому накопить полностью доступное ему, при данных одинаковых условиях, упражнение. Это делалось также при помощи измерения газообмена, определения величин R и Е и вычисления величины m. Ведь с ростом накопленного упражнения, при сохранении неизменными всех прочих условий, увеличивается воэфициент m, и это увеличение совершается до известного предела—момента насыщения организма «упражненностью». Поэтому только по достижении этого предела Ацлер приступал к определению величин, фигурирующих в исследованиях.
