第五章_工位設(shè)計

1、1,.,第五章 工位設(shè)計,第二節(jié) 工位尺寸設(shè)計,第三節(jié) 工位評價,2,3,第一節(jié) 工位姿勢選擇,1,2,.,作業(yè)姿勢,產(chǎn)品形態(tài),3,.,工作空間定義：,人操作機器時所需要的活動空間，加上機器、設(shè)備、工具、用具、被加工物件所占有空間的總和。 機器、設(shè)備、工具按操作要求進(jìn)行合理空間布置。,4,.,工作空間設(shè)計包括： 作業(yè)場所設(shè)計（工廠布局）； 工位設(shè)計（人的肢體在既定施力點位置的工作狀態(tài)）； 座椅設(shè)計。,包括： 1.作業(yè)區(qū)域布局設(shè)計 2.作業(yè)臺面設(shè)計,工作崗位（簡稱工位）是保證單個作業(yè)者獲得省力、高效和舒適的作業(yè)空間、作業(yè)機具和作業(yè)環(huán)境。,工作空間,工位設(shè)計,5,.,第一節(jié) 工位姿勢選擇,根據(jù)工作

2、特點選擇作業(yè)姿勢，有利于身體健康和減少局部肌肉疲勞。,6,.,第一節(jié) 工位姿勢選擇,7,.,第一節(jié) 工位姿勢選擇,坐姿工位一般適于操縱范圍和操縱力不大，精細(xì)的或需穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)行的工作。 對于長時間工作、集中精力思考、精細(xì)工作、手腳同時需要參加工作或經(jīng)常需要完成前伸超過高于工作面41cm或高于工作面15cm的重復(fù)操作的工種，盡量設(shè)計為“坐姿工作”。,坐姿作業(yè)：,8,.,第一節(jié) 工位姿勢選擇,坐姿作業(yè)：,9,.,第一節(jié) 工位姿勢選擇,立姿作業(yè)：,立姿作業(yè)適于在較大作業(yè)場所頻繁走動，操縱范圍和操縱力大，非連續(xù)的短時間工作。,10,.,第一節(jié) 工位姿勢選擇,坐、立姿交替作業(yè)：,既要求坐姿的穩(wěn)定體位以提高

3、操作的精確度，又要求體位易于改變的作業(yè)方式，可以采用坐、立姿交替作業(yè)崗位。,測繪工作,11,.,一、工位尺寸確定 二、作業(yè)臺面的深度 三、其它尺寸,第二節(jié) 工位尺寸設(shè)計,12,.,操作高度適合于操作者的身體尺寸及工作類型； 座位、工作面(工作臺)保證軀干自然直立的身體姿勢； 身體重量得到適當(dāng)支撐，兩肘置于身體兩側(cè)，前臂呈水平狀。 座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖、生理特點。 身體、頭、手臂、手、腿、腳有足夠的活動空間。 操縱裝置設(shè)置在肌體功能易達(dá)或可及的空間； 顯示裝置按功能重要性和使用頻度布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)。 把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性。,工作空間設(shè)計的一般原則GBT 162511996

4、,13,.,一、工位尺寸確定,坐姿工作12m3,立姿工作15m3,重體力工作18m3,作業(yè)空間需求,14,.,（表5.1）,坐姿工作崗位,操縱范圍和操縱力不大，精細(xì)的或需穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)行的工作。,1.按工位姿勢確定尺寸,15,.,立姿工作崗位,在較大作業(yè)場所頻繁走動，操縱范圍和操縱力大，非連續(xù)的短時間工作。,（表5.1）,1.按工位姿勢確定尺寸,16,.,坐立姿交替工作崗位,操縱方式多樣。,（表5.1）,1.按工位姿勢確定尺寸,17,.,18,.,2.按作業(yè)性質(zhì)確定尺寸,I類：使用視力為主，手工精細(xì)作業(yè)； II類：以臂力重作業(yè)為主，一般視力要求； III類：兼顧視力、臂力的作業(yè)。,19,.,立姿下

5、不同作業(yè)類型，對人體操作要求不同。,2.按作業(yè)性質(zhì)確定尺寸,10cm差異,20,.,作業(yè)性質(zhì)是正確確定立姿、坐姿作業(yè)狀態(tài)下作業(yè)臺面高度的基本依據(jù)。 實用的“拇指準(zhǔn)則”。,作業(yè)臺面高度,“拇指準(zhǔn)則”：,立姿作業(yè)，相對于肘部所在平面高度， 作業(yè)面低510cm; 坐姿作業(yè)，作業(yè)臺面與肘部所在平面等高。,21,.,作業(yè)臺面高度,坐姿作業(yè)，作業(yè)臺面與肘部所在平面等高。,22,.,23,.,考慮眼高確定作業(yè)臺面高度,立姿眼高是指地面到眼睛的距離，一般在1470mm1750mm； 坐姿眼高是指座位面到眼睛的距離，一般在660mm790mm。,24,.,二、作業(yè)臺面深度,25,.,二、作業(yè)臺面深度,26,.,

6、平直型控制臺和彎折型控制臺,平直型控制臺的寬度若超過1m，會降低認(rèn)讀邊緣顯示器、操作邊緣操縱器的速度。,27,.,二、作業(yè)臺面深度,28,.,評價幾種作業(yè)姿勢,29,.,案例分析模度理論,選定身高為170厘米人的下垂手臂指端、下垂手臂肘關(guān)節(jié)、身高三部位為控制點。這些控制點與地面的距離分別為65厘米、105 厘米、170厘米.顯然，這些數(shù)值之間具有黃金比率關(guān)系(65：105 0619；105：170 0618)。,65厘米、105 厘米、170厘米.顯然，這些數(shù)值之間具有黃金比率關(guān)系(65：105 0619；105：170 0618)。,在這些數(shù)值中插入40厘米、25厘米等，形成以5厘米為模數(shù)單

7、位的一套費波納奇級數(shù)：170、130、105、65、40、25,設(shè)計時，如果產(chǎn)品的各組成部分受到這些數(shù)值的制約，同時又把控制、操作、顯示器件安置在人的最佳控制和最佳視覺范圍內(nèi)，這將使產(chǎn)品設(shè)計既滿足人機關(guān)系的要求，又表現(xiàn)小出例協(xié)調(diào)美。,肩高,30,.,研究資料表明： 閱讀時，傾斜15桌面有利于閱讀； 寫作時，桌面水平最好。,三、其它工位尺寸,31,.,三、其它工位尺寸,如何計算的？,32,.,汽車駕駛員工位設(shè)計。,案例分析,1.分別考慮大、小個頭司機（P95男、P5女）伸及域； 2.考慮座椅移動量，保證大個頭在最后、低位置便于操作；小個頭在最前、上位置便于操作； 3.作業(yè)臺面離人體最遠(yuǎn)處應(yīng)以大個

8、頭駕駛員的最大伸及范圍確定，最近處應(yīng)以小個頭駕駛員舒適操作位置確定出座椅前、后、上、下調(diào)節(jié)量 。,33,.,設(shè)計目標(biāo)1：設(shè)計合理的操作姿勢。,女子D10D90,工作姿勢設(shè)計： 腰椎有支靠 手腕順直 前臂有支托,案例分析,34,.,設(shè)計目標(biāo)2：設(shè)計設(shè)備的最小高度。,不變尺寸： A設(shè)備底座厚度 C鞋厚 G料斗高度 需要變化尺寸： B踏鈕墊片厚度 D椅面高度 E椅面臺面高度差 F操作高度,設(shè)備最小高度:H,=A+B+C+D+E+F+G,案例,35,.,設(shè)計目標(biāo)2：設(shè)計椅面工作臺高度差E。,包裝工作需要眼睛配合，屬于精細(xì)工作，工位高度應(yīng)在肘部上方，經(jīng)過測試結(jié)果資料： 上臂外展625操作較為舒適高效。,

9、案例,方法1：查閱人體尺寸，畫人體姿勢操作以及設(shè)計圖，進(jìn)行幾何計算。 方法2：找符合人實測。,36,.,設(shè)計目標(biāo)2：設(shè)計椅面工作臺高度差E。,案例,最終確定： 1.保證大個女工操作最大號包裝袋 2.椅面高度D應(yīng)該滿足大個頭女性坐姿需要，取D=Dmax=D90 3.椅面臺面高度差E應(yīng)該滿足大個頭女性坐姿容腿空間的需要，取E=Emax=E90,37,.,設(shè)備最小高度:H,=A+Bmin+C+D90+E90+Fmax+G,=A+B+C+D+E+F+G,案例,設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計設(shè)備的最小高度。,不變尺寸： A設(shè)備底座厚度 C鞋厚 G料斗高度 需要變化尺寸： B踏鈕墊片厚度 D椅面高度 E椅面臺面高度差 F

10、操作高度,說明：考慮尺寸修正量。,38,.,第三節(jié) 工位評價,一、工位評價的原則 1.坐姿工位評價,1）座椅能否容易調(diào)節(jié) 座椅高度：380560 座面寬度P460 座面深度：380410 坐面傾角：10 靠背腰靠 靠背尺寸P200300,39,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,2）操作者是否處于合理坐姿,是否有足夠下肢空間； 座椅調(diào)節(jié)到腘窩高度； 軀干與大腿夾角P90； 靠背腰靠是否在作業(yè)者腰身位置。,40,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,3）工位臺面是否可調(diào)節(jié),工位臺面是否處于上臂自然下垂的肘部稍下位置； 對于重體力粗活，臺面低于自然放松肘部50100； 對于精細(xì)或需要視力檢測工作，臺面高于自然放松肘部5

11、0100； 足夠容腿空間。,41,.,足夠容腿空間,42,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,4）坐姿作業(yè)是否需要交替站立或走動,43,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,2.立姿工位設(shè)計評估,1）工作臺面是否可調(diào)節(jié),工位臺面是否處于上臂自然下垂的肘部稍下位置； 對于重體力粗活，臺面低于自然放松肘部100200； 對于精細(xì)或需要視力檢測工作，臺面高于于自然放松肘部100200（或帶斜面臺面）； 足夠容腿空間。,44,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,2）是否有足夠容腿、腳容足空間,45,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,3）是否有坐立姿兩用凳,46,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估,3）是否有坐立姿兩用凳,47,.,第三節(jié) 工位設(shè)計評估

12、,4）立姿作業(yè)是否需要交替采用坐姿,48,.,第三節(jié) 工位評價,二、工位姿勢的研究方法,儀器測量法,主觀評價反饋法,3,5,姿勢觀察法,1,NIOSH提升分析法,2,49,.,研究方法一 姿勢觀察法,姿勢靶標(biāo)定位法（科勒特法）,RULA法（上肢快速評估法）,Priel法（普里爾法）,Gil法（吉爾法）,OWAS法,50,.,姿勢觀察法RULA法（上肢快速評估法）,觀察作業(yè)周期內(nèi)最頻繁使用關(guān)節(jié)，觀察在作業(yè)中關(guān)節(jié)處于極限角度時的身體和上肢的姿勢，依據(jù)關(guān)節(jié)當(dāng)前角度對各關(guān)節(jié)打分，得到最終分?jǐn)?shù)為評價值。,導(dǎo)致上肢不適的因素很多，除了作業(yè)姿勢因素（整個身體姿勢、手腕姿勢、手臂姿勢等），還受到關(guān)節(jié)使用頻率、

13、上肢施力大小、在整個作業(yè)周期內(nèi)姿勢變動情況等因素影響。,51,.,姿勢觀察法RULA法（上肢快速評估法）,表5.6 人體動作級別,注：“動作部位”指完成主要操作功能的人體部位，不包括起配合作用的輔助動作部位。,52,.,姿勢觀察法Priel法（普里爾法）,Priel法是研究人員通過觀察分析，將作業(yè)姿勢繪制成草圖，在3個正交參考面體系中分析對比14個肢體段工作位置，找出活動最頻繁的肢體段與其活動范圍。,14個肢體段：雙手、雙前臂、雙上臂、雙大腿、雙小腿、雙腳、頸部、頭部。,53,.,姿勢觀察法姿勢靶標(biāo)定位法（科勒特法）,針對高度重復(fù)性工作進(jìn)行分析，以4個同心圓描述頭部、頸部、上下肢在作業(yè)周期中位

14、置，相對于標(biāo)準(zhǔn)姿勢變化量記錄得到作業(yè)人體活動范圍。,54,.,姿勢觀察法Gil法（吉爾法）,以15為增量記錄矢狀面上軀干、大腿、小腿、上臂之間角度，分析姿勢對舒適度的影響。,55,.,姿勢觀察法OWAS法,記錄整個身體姿勢、軀干姿勢、上肢姿勢、下肢姿勢，可以定性描述身體姿勢狀態(tài)，幫助識別不良作業(yè)姿勢。,56,.,NIOSH提升分析法,NIOSH提升分析法主要針對工人雙手搬起重物作業(yè)，以避免或減輕工人背部損傷進(jìn)行研究，給出“提升方程計算式”對工人舉升重物能力進(jìn)行評估，方程的輸出結(jié)果為許用負(fù)載極限RWL和LI（被舉升物體重量與許用負(fù)載極限之比 ） 。 在設(shè)計一項任務(wù)時確保被舉升重物在工人能夠承重的范圍之內(nèi)。,57,.,研究方法二 儀器測量法,借助計算機和人機實驗儀器動態(tài)捕捉姿勢進(jìn)行分析研究，結(jié)合計算機、光學(xué)掃描系統(tǒng)、聲