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文檔簡介
1、1.1. 人因工程及其在工廠的應(yīng)用1.1.1. 人因工程的基本概念人因工程是一門應(yīng)用工程,其定義是設(shè)計工具、工作站、工作方法以及工作環(huán)境,以符合人的能力。A. 人因工程的意義i. 瞭解人的能力與限制ii. 應(yīng)用於工具、機器、系統(tǒng)、工作方法和環(huán)境之設(shè)計iii. 使人能在安全、舒適、及合乎人性的狀況下iv. 發(fā)揮最大工作效率和使用效能,並提高生產(chǎn)立即使用者滿意度尊重生命的價值(安全第一)B. 人因工程的焦點i. 人所創(chuàng)造或人所使用的環(huán)境、系統(tǒng)、工具、產(chǎn)品的設(shè)計與發(fā)展ii. 執(zhí)行工作或其他人類活動的步驟發(fā)展iii. 提供服務(wù)iv. 評估人所使用的物件的適用性C. 人因工程的目標(biāo)i. 改善人的工作績效
2、,例如增加速度、準(zhǔn)確度與安全性,使用較少的精力、減少疲勞等ii. 降低訓(xùn)練需求與訓(xùn)練費用iii. 改善人力的運用狀況iv. 經(jīng)由人為失誤的降低、減少員工缺席率、設(shè)備呆滯率與意外次數(shù)v. 改善使用者/操作者的舒適程度D. 從事人因工程工作的基本觀念與態(tài)度i. 為使用者著想(以客為尊)ii. 尊重生命的價值(安全第一)iii. 崇尚人性(Fit the machine to the person.)iv. 不斷改善、用心設(shè)計1.1.2. 人因工程的內(nèi)容A. 人體的量測i. 人體的物理特徵差異人體各部分的尺寸大小,因人而異,即使是同一個人,其身材也會隨著年齡的增長而變化,影響人體尺寸的因素可分為先天
3、(遺傳)和後天(環(huán)境)兩種:先天因素:種族、性別、出身背景等。後天因素:年代、職業(yè)、營養(yǎng)、健康等。ii. 人體數(shù)據(jù)的量測人體測量分為靜態(tài)人體測量和動態(tài)人體測量,人在靜止或休息狀態(tài)下的測量稱為靜態(tài)人體測量,反之則為動態(tài)人體測量。在做人體測量時常用到的測量術(shù)語:高(Hight):身體或四肢上定點與水平面或地面之間上下垂直直線距離的測量,肩高位地板至肩骨尖的高度。寬(Breadth):人體上兩點之間水準(zhǔn)直線距離;臂寬為坐姿時臂部兩端之間的最大距離。長(Length):四肢或身體上兩點之間的直線距離;肩胕長(Should-Elbow Length)為站姿時,肩至肘部(後部)距離。深(Depth):身體
4、前後之間水準(zhǔn)距離;胸深(厚)為人背後垂直平面至前胸(女人為乳頭)之間最大水準(zhǔn)距離。曲(Curvature):沿著身體曲線的點與點之間的距離。圍(Circumference):環(huán)線身體或者四肢的封閉曲線的長度;例如腰圍為腰部定點環(huán)繞一圈的長短。及(Reach):由手或腳的關(guān)節(jié)為軸鎖可到達(dá)的點與點之間的距離,手及與踵及為動態(tài)測量的主要項目。厚(Thickness):四肢或身體上下垂直之間的距離,例如股厚為坐姿時,座椅平面至大腿上未被壓縮的肌肉之間最大垂直距離。iii. 人體測量方法傳統(tǒng)的測量方法比較簡單,主要使用以下工具:1.人體測量規(guī)(Anthopometer):具公制刻度與滑動桿的長尺,顆分解
5、為三、四段,以便於儲藏與攜帶,組合後可達(dá)兩公尺;其中一段具彎曲部分2.具滑桿的圓腳規(guī)3.游標(biāo)尺4.皮尺:量測胸圍、腰圍等B. 工作設(shè)計原則i. 人機系統(tǒng)(Humen-Machine System)在設(shè)計一個新的系統(tǒng)時,需要遵循人因設(shè)計準(zhǔn)則,除了硬體設(shè)備之外,還必須考慮許多相關(guān)因素,以人的行為模式來作為設(shè)計的基礎(chǔ)。例如:1.系統(tǒng)使用對象2.環(huán)境的影響3系統(tǒng)的應(yīng)用模式4.使用者的素質(zhì)5.其他相關(guān)因素諸如使用期限、限制範(fàn)圍等ii. 作業(yè)空間設(shè)計原則在設(shè)計作業(yè)空間時遵照以下原則:1.避免靜態(tài)的工作2.避免扭曲關(guān)節(jié)3.避免肌肉超載4.施力時,以產(chǎn)生最佳機械優(yōu)勢為目標(biāo)5.避免不自然的姿勢6.維持適當(dāng)?shù)淖?/p>
6、7.允許姿勢的改變與調(diào)整8.適合大小不同身材者使用(身材矮小者可輕松觸及,同時也可適合與身材高大者的體型)9.訓(xùn)練操作人員使用10.工作要求配合操作員的能力11.允許操作員維持直立與臉面向前的工作姿勢12.將所需目視的物體、設(shè)備放置與身體與頭直立時或頭部稍微傾斜即可看到的地方13.避免所執(zhí)行的任務(wù)在心臟或較心臟較高的位置iii. 工治具設(shè)計原則工治具的設(shè)計目標(biāo):盡量增加工具所產(chǎn)生的力量;盡量減少對肢體所產(chǎn)生的物理壓力。故設(shè)計工治具時需要遵照一般性原則:1.避免手的彎曲或扭曲,保持手腕正直2.避免對組織產(chǎn)生壓迫3.避免手指重復(fù)性動作4.考慮安全因素5.設(shè)計適於女性的工具6.設(shè)計左、右兩手皆可使用
7、的工具7.使用特殊用途的工具以取代一般性工具8.應(yīng)用適當(dāng)?shù)募∪馊?.足夠的活動空間10.盡可能使用馬達(dá)驅(qū)動的動力工具iv. 環(huán)境因素環(huán)境因素(一):照明、溫度與空氣品質(zhì)環(huán)境因素(二):噪音、振動、加速度與社會環(huán)境v. 人工物料搬運原則克諾爾建議的適用於一般工業(yè)環(huán)境中的物料搬運作業(yè)的一般性原則。1基本原則:a.減少物料的體積、重量與所需施力範(fàn)圍b.容器、桶、盒宜設(shè)置把手,以便於抬舉、提攜c.將物料置於正前方,盡可能靠近身體,避免扭曲肢體d.保持適當(dāng)?shù)淖藙輊.設(shè)法減少必須移動的距離f.宜水準(zhǔn)方向移動,避免垂直方向移動g.盡量將抬舉、提攜作業(yè)以推、拉取代h.所有的動作應(yīng)事先計劃,並保持平穩(wěn)i.切勿抬
8、舉後又必須放下j.設(shè)法降低或取消人工物料的搬運2.應(yīng)用輔助器具如抬舉桌、臺、抬舉車、吊車、怪手、輸送帶,以取代人工抬舉、輸送3.改善作業(yè)空間配置,以降低物料搬運的距離4.改善設(shè)備及流程,以自動進(jìn)料、輸送帶取代人工搬運5.保持工作環(huán)境的整潔,以減少不必要的無聊移動與檢索a.特殊情況特殊人群設(shè)計考量失誤、意外與安全設(shè)計1.1.3. 人因工程在工廠應(yīng)用實例人因工程在工廠的運用以實體人因工程為主, 尤其在工作環(huán)境規(guī)劃(Workplace layout)佔有相當(dāng)重要的地位, 比如 :工作環(huán)境的光照、通風(fēng)以及噪音的控制是否達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn), 工作臺的高度是否合適, 是否會造成操作員的疲倦及傷害, 機器設(shè)備的設(shè)
9、計, 選擇及擺放是否適當(dāng)?shù)? 皆因人因工程來加以決策。實例說明如下: 圖 1.11 取Barcode 槍改善前後 圖 1.12 取物料改善前后 圖 1.13放板治具改善前後 圖 1.14仰視與平視 圖 1.15設(shè)備放置改善前後圖 1.16人手操作范圍人的雙手可以從事許多不同的活動,如組合安裝、推舉和施力等,因此水平作業(yè)平面必須具備足夠的空間,以允許雙手在此范圍內(nèi)自由活動,并且要求設(shè)備要在雙手可及的范圍內(nèi)。人以坐姿工作時,手的最松弛位置是平放于水平的桌、臺上,雙肘關(guān)節(jié)幾乎與桌、臺邊接觸,在此姿勢之下,雙手可隨意活動,可以進(jìn)行準(zhǔn)確性、快速的動作。 圖 1.17 取治具改善 圖 1.18室內(nèi)門標(biāo)識為
10、“拉”與 “推”在設(shè)計室內(nèi)門的時候,就要考慮到失誤、意外與安全方面的因素,上圖是兩種室內(nèi)出口處門上的提示語“拉(PULL)”與“推(PUSH)”,當(dāng)室內(nèi)有意外發(fā)生時,如發(fā)生緊急狀況,大家在緊張的時候往出口處跑,若是用手去向內(nèi)拉門,那樣會造成擁擠和受傷。如果采用推門的方式,人流會相應(yīng)順暢一些,危險性也會減少。 圖 1.19 EXIT標(biāo)識高低上左圖EXIT標(biāo)識設(shè)計位置的不合理,EXIT標(biāo)識過高,違背人在緊急逃生的狀態(tài)下的意識行為,超出人的正常視線范圍。右圖EXIT標(biāo)識的設(shè)計更為合理,人在逃生時會低頭避險,EXIT標(biāo)識設(shè)計在較低高度,正好落在視野中,更能發(fā)揮標(biāo)識作用。 圖 1.110腳踏板高度過高與
11、有一定傾斜度設(shè)計腳踏開關(guān)時,很重要的是要注意使腿的負(fù)荷不要超過建議的腳踏操作水準(zhǔn),也就是腳踏操作頻率不超過每分鐘510次,腳踏重復(fù)性施力大小為510磅的力,此外,腳踏的最佳工作角度應(yīng)介于115105度之間1.左邊腳踏板高度過高,作業(yè)員需長時間將整只腳稍微懸空抬起,容易導(dǎo)致腿部肌肉疲勞;2.右邊腳踏板設(shè)計一定的傾斜度,作業(yè)員腳板可自然放置在其表面,減輕疲勞。圖 1.111目檢1.控制電腦鍵盤和顯示器高度適合作業(yè)員控制,避免作業(yè)員頸部肌肉過度收縮而疲勞;2.目檢站設(shè)置帶光源放大鏡,使亮度達(dá)到檢驗要求參考下表所示,目檢站的照明度要求200030005000Lux,一般的作業(yè)光照度為200300500
12、Lux;3.回焊爐前設(shè)置指示燈,以提示作業(yè)員何時適合放板流線,以免作業(yè)員目視判斷放板時機表 1.11 WZS-1 各工作區(qū)域照明水準(zhǔn) 圖 1.112溫濕度一個穿著衣裳的人執(zhí)行輕便的工作所感覺舒適的范圍為:夏天的舒適有效溫度為攝氏21至27度,冬天為18到24度;冬天室內(nèi)的相對濕度應(yīng)高于30%,否則會造成呼吸器官的脫水,夏天室外的相對濕度在40%60%之間時仍屬于舒適范圍內(nèi);額頭與膝蓋部位的風(fēng)速宜低于/秒。如圖所示的廠房溫濕度控制系統(tǒng),及時監(jiān)控廠房環(huán)境條件,除了滿足產(chǎn)品需求,23.1的溫度,46.8的濕度也很適合人體。圖 1.113作業(yè)員在臺車上取板設(shè)計顯示器、控制器、治具臺車架的高度時,必須應(yīng)
13、用有關(guān)人的手部可以觸及的最高長度的數(shù)據(jù),下表列出東方男人與女人手部觸及上限,如果必須看清楚架子上所欲抓取的物品如上圖所示的PCB時,其高度不得超過下值:(男人) 150-160公分(西方人) ;135-145公分(東方人)(女人) 140-150公分(西方人) ;130-140公分(東方人) 表 1.12 東方人手部觸及上限圖中臺車設(shè)置高度未考慮在廠里面作業(yè)員大部分為女性,其身高不夠臺車高,而且臺車的高度太高(160CM),導(dǎo)致作業(yè)員需要踮起腳取放板,長期這樣會造成肌肉拉傷。 圖 1.114 坐姿與站姿作業(yè)1. SOP懸掛在作業(yè)員的正前方,方便隨時對照SOP,隨時糾正錯誤操作;2. 如下表-作
14、業(yè)平面的高度所示工廠的插件(補件&測試)屬于坐姿,且為輕度裝配工作,所以目前流水線的高度為75CM是在合理范圍,這樣允許插件作業(yè)員在維持坐姿的情況下工作,避免人體肌肉的勞累;目前成品組立段的線體高度為85CM是在合理范圍內(nèi),允許作業(yè)員站立作業(yè)時避免彎腰或者將手上抬的勞累;3. 料盒根據(jù)插件位置不同而被放置在不同的空間層,充分考慮人的正常工作區(qū)域;4. 所有作業(yè)內(nèi)容均在人體心臟之下,適合目前不同大小身材的正常人使用。5. 作業(yè)員作業(yè)時大腿活動空間至少要在座墊與工作界面下緣有7的空間,使操作員能將座椅調(diào)整到安全工作的最適當(dāng)高度表 1.13 作業(yè)平面的高度圖 1.115取治具站1. 波峰焊后
15、取治具站作業(yè)員戴口罩、手套,以避免錫爐的粉塵及治具上的高溫對人體的傷害;2. 工作臺與流水線體無斷差,從流水線取板后無需抬舉或降低雙手的高度,降低肌肉疲勞;3. 工作臺的高度剛好適合目前作業(yè)員在維持坐姿的情況下作業(yè)。圖 1.116割板1. Router割板機設(shè)計了透明視窗,內(nèi)部安裝燈光方便作業(yè)員監(jiān)視機器的運作情況;2. Router割板機作業(yè)員戴口罩以避免割板所產(chǎn)生的粉塵對人體的危害。圖 1.117出貨碼頭1. 出貨碼頭斜坡的坡度、寬度和高度設(shè)計均與運輸用車貨柜的尺寸吻合,在裝載時能直接用叉車將貨物搬運到貨車上。圖 1.118打包機1. 打包機采用使包裝作業(yè)員避免彎腰作業(yè),一直維持站立姿勢作業(yè);2. 并且用機臺的轉(zhuǎn)動避免了作業(yè)員的多余的走動、姿勢的調(diào)整動作,作業(yè)效率提高。 圖 1.119叉車1. 運用叉車搬運物料,避免人工搬運;2. 叉車配備靠背椅、指示燈、叉子設(shè)在叉車的正前方均考慮到作業(yè)員及其他作業(yè)人員的安全。圖 1.120 Barcode槍固定圖 1.121滑坡式作業(yè)圖 1.122作業(yè)員在軟墊上作業(yè)圖 1.123增加臺面降低高度改善圖 1.1
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