作业岗位设计中人机工程学案例分析.doc

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1、作业岗位设计中人机工程学案例分析一、检验作业岗位设计原则 在工业生产中，涉及到控制产品质量水平的作业称之为检验。检验的方法有直观目视扫描，人工测量和自动测量。对于多品种、小批量产品的检验，一般采用目视扫描检验。产品通常在传送带上移动或自动送至检验作业岗位，而工艺过程控制是在时间限制的压力下检验产品。显然，检验作业的效能与产品质量控制水平密切相关。为了给检验人员创造一个方便、舒适的作业岗位，以保证检验效能，对检验作业岗位提出相应的设计原则。 使检验人员尽可能采用向下的观视角，而不用向前的和向上的观视角。 让被检产品向检查人员方向移动而不是离开检查人员方向移动，见图5-1。如果产品从右向左或从左向

2、右横过检查人员的视野，不会出现很大差别。对每分钟移动18m 的产品至少应有30cm 观视范围，并排除观视范围内的所有障碍物。图5-1检验移动产品的观察方向 工作面高度应由人体肘部高度确定。统计研究指出，人的肘部高度约为人体身高的63% ，而工作面的高度在肘下25 -76mm 是合适的。 坐姿作业比站姿作业要好，因为心脏负担的静压力有所降低，而且坐姿时肌肉可承受部分体重负担。如选择坐姿作业，必须提供舒适的、且可调节的座椅。 选用可调座椅时，可能会造成检验者脚不着地的情况，此时必须使用脚踏板支持下肢的重量。 无论坐姿或站姿作业，都应给检查人员用辅助活动来中断检查周期的机会，以便调节视力和体力，减轻

3、作业疲劳。通常一次连续监测时间不超过30min 。二、立姿检验作业岗位设计 1纸张取样检验作业基本要求 在纸张生产系统中，纸幅以 0.6m / min 的速度运行，检验员在纸机尾端仔细检查宽度90cm 的整个纸幅。当纸幅速度暂时降到 0.15cm / min 时，即从纸幅上取样。检验员用小刀切取长50cm 纸样，然后将两端拼接起来，以保证纸幅继续运行。要求每隔15min 即切取纸样一张，取样时间约需34s。取样工作需在平台 面上进行，工作台置于靠近纸机尾端，使纸幅自左至右通过检验员的视野。纸幅从纸机出来时，方向可以改变；能升高至地上190cm 处，然后降至90cm 的卷取高度，在任何角度都能适

4、于目测和取样抽查。2立姿检验员岗位设计特点为保证检验效能和减轻检验员的疲劳，该岗位设计有以下特点： 在此项设计中，纸幅速度每分钟为0.3m ，应有观察距离30cm或使总观察区为60cm。 眼高尺寸要求，在检验点的纸幅不应高于地面145cm 。应使高度对较矮的检验员，在检验工作中也能向下观察。但最好保证检验员的向下视角，至少不小于450。 在质量控制工作中，工作面须高出地面91cm。为此，检验员能用足够的力量切取纸样，纸幅宽度为90cm， 以便检验员能弯腰突臀够到纸幅的另一边。切取纸样和拼接纸幅的工作面高度在91cm 处，这是一个适宜的高度。 由图5-2(a）所示，纸幅（A）从高c m 的纸机中

5、出来，直接引向高122cm 的检验岗位C，当纸幅以0.6m / min 速度运行至检验员身边时，取长度至少为50cm 的纸幅样品后，即将其领回至高91cm 的检验台和拼接台（D）。工作台面长度至少60cm ，不同的台高是为了检验员能方便地完成不同的检验工序。 假定检验员能站在离纸幅约50cm 处，用几何法或三角函数来分析目测工作的要求。以图5-2 (b）中对视角计算法予以说明。假设在设计中对边为o，邻边为a，直三角形和斜边为 h ，则可从三角形的各边之间的三角函数关系来计算视角。 为寻求目测工作的最佳设计方案，可规定检验员俯视角45o。如图5-2 (b）所示，作为三角形对边与邻边之间的最大比值

6、，tg45o等于1。 图5-2立姿检验作业岗位三、坐姿检验作业岗位设计图5-3坐姿检验作业岗位1瓶子包装检验作业岗位的原设计在检验瓶子和包装瓶子的工作中，检验员可站在或坐在工作台旁。瓶子沿着运输带从右边送入，从左边送出，以每分钟6个的速度经过检验员。要求检验员从中取出产品进行检验，剔除不合格产品，将其余的放入包装箱中。在图5-3所示的原设计方案中，工作台高85cm(A）、宽30cm 、台面厚5cm ，在其下方留有80cm 立腿空隙，腿部前伸方向空隙为35cm 。椅子可调至地面高63cm 。一般检验者能向前取到瓶子的距离是51cm 。工作台与输送带的间距为15cm(B) ，输送带固定于输送机上，

7、离地高100cm ，输送带嵌于一个高为5cm(C）的护轨中，以保证瓶子排列整齐成行，并不致从输送带中掉出。对原设计方案进行调查分析，对于坐姿和立姿两用的工作岗位，多数检验员喜欢采取坐姿，因坐姿比立姿工作舒适得多。当然，有时还得站起来拿取瓶子或搬移装满合格品的箱子。但对这样的检验岗位，却有许多检验员抱怨肩臂酸痛。从人体劳动生物力学分析可知，手臂和肩膀出现酸痛，认为是肌肉组织产生静负载。此种静负载主要是和检验员需过度抬臂并臂伸在18cm 以上，从输送带上取出每个瓶子有关。 2瓶子包装检验工作岗位改进设计 通过对原设计方案的参数和存在间题的分析，认为改进检验及包装瓶子的作业岗位设计从而减轻全日工作人

8、员的肩臂酸痛则成为改进设计的主要目的。为此目的，按照坐姿和立姿工作岗位的设计原则，来寻求改进设计的思路。首先发现在原方案中没有脚踏板，对坐姿的作业岗位台面高度在85cm 时，是太高些；而对于坐、立姿工作岗位则嫌太低；同时由于检验员在作业岗位容腿及伸腿的空隙受到限制。为减轻检验员在工作过程中肩臂肌肉静负荷，可采取两种基本方法之一，即升高检验员或降低输送带。因为输送带不能降低，那就只有把检验员工作面升高，然而工作面又不能简单地采用提高座椅高度的方法来实现。显然，改进设计比新设计要受到更多的限制。由于原设计方案的限制，只能采取较为特殊的改进设计方案，其要点如下： 设置一木制平台，置于输送机的任一边，

9、以将工作面升高到100cm 处。由于检验作业岗位也可能要处理一些应急事件，故设置的木制平台不宜过小，并须备有低的护轨，以防人们不小心从边缘滑下。这一改进措施可解决检验员过度抬臂而产生静负荷。 在椅子或工作凳前设置一踏脚板，以减轻腿部悬空的不适，从而减轻全身疲劳。 如检验员工作台有足够的空间，可将在检验员正前方的工作台部位剖成半圆开口，使检验员更接近伸展部位，以减少手臂向前伸展所引起的肩臂负荷。此外，这一开口的另一优点是当检验员将座椅推向工作台时，其身后的通道空间加大，有利于进行相关的辅助工作。通过对原设计方案的改进，解决了原方案存在的关键间题，使检验员在工作时感到舒适并不易疲劳。最后需要说明的是，以上所介绍的几个产品设计中人机工程学分析范例，目的在于说明人机工程学分析的一般思路和方法。由于工业设计的对象千变万化，不同的设计对象，所涉及的人机工程学因素差异很大。