第五章_工位設計

1、1第五章 工位設計 第二節(jié) 工位尺寸設計 第三節(jié) 工位評價23第一節(jié) 工位姿勢選擇12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、設備、工具、用具、被加工物件所占有空間的總和。 機器、設備、工具按操作要求進行合理空間布置。4工作空間設計包括：作業(yè)場所設計（工廠布局）；工位設計（人的肢體在既定施力點位置的工作狀態(tài)）；座椅設計。包括：1.作業(yè)區(qū)域布局設計2.作業(yè)臺面設計工作崗位（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。工作空間工位設計5第一節(jié) 工位姿勢選擇 根據(jù)工作特點選擇作業(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

2、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，精細的或需穩(wěn)定連續(xù)進行的工作。 對于長時間工作、集中精力思考、精細工作、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的重復操作的工種，盡量設計為“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、工位尺寸確定一

3、、工位尺寸確定二、作業(yè)臺面的深度二、作業(yè)臺面的深度三、其它尺寸三、其它尺寸第二節(jié) 工位尺寸設計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；身體重量得到適當支撐，兩肘置于身體兩側，前臂呈水平狀。座位調節(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。操縱裝置設置在肌體功能易達或可及的空間；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。把手和手柄適合于手功能的解剖學特性。工作空間設計的一般原則GBT 16251199613一、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）

4、坐姿工作崗位 操縱范圍和操縱力操縱范圍和操縱力不大，精細的或需不大，精細的或需穩(wěn)定連續(xù)進行的工穩(wěn)定連續(xù)進行的工作。作。 1.按工位姿勢確定尺寸15立姿工作崗位 在較大作業(yè)場所在較大作業(yè)場所頻繁走動，操縱頻繁走動，操縱范圍和操縱力大，范圍和操縱力大，非連續(xù)的短時間非連續(xù)的短時間工作。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。操縱方式多樣。（表5.1）1.按工位姿勢確定尺寸17182.按作業(yè)性質確定尺寸I類：使用視力為主，手工精細作業(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立姿下不同作業(yè)類型，對人體操作要求不同。2.按作業(yè)性

5、質確定尺寸10cm差異20作業(yè)性質是正確確定立姿、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“拇指準則”。作業(yè)臺面高度“拇指準則”：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。2223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，會降低認讀邊緣顯示器、操作邊緣操縱器的速度。 27二、作業(yè)臺

6、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)單位的一套費波納奇級數(shù)：170、130、105、65、40、25設計時，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

7、的最佳控制和最佳視覺范圍內，這將使產(chǎn)品設計既滿足人機關系的要求，又表現(xiàn)小出例協(xié)調美。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)臺面離人體最遠處應以大個頭駕駛員的最大伸及范圍確定，最近處應以小個頭駕駛員舒適操作位置確定出座椅前、后、上、下調節(jié)量 。 33設計目標1：設計合理的操作姿勢。女子D10D90工作姿勢設計：腰椎有支靠手腕順直前臂有支

8、托案例分析34設計目標2：設計設備的最小高度。不變不變尺寸：尺寸：A設備底座厚度C鞋厚G料斗高度需要需要變化尺寸：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操作高度設備最小高度:H =A+B+C+D+E+F+G案例35設計目標2：設計椅面工作臺高度差E。包裝工作需要眼睛配包裝工作需要眼睛配合，屬于精細工作，合，屬于精細工作，工位高度應在肘部上工位高度應在肘部上方，經(jīng)過測試結果資方，經(jīng)過測試結果資料：料：上臂外展625操作較為舒適高效。案例方法1：查閱人體尺寸，畫人體姿勢操作以及設計圖，進行幾何計算。方法2：找符合人實測。36設計目標2：設計椅面工作臺高度差E。案例最終確定：1.保證大

9、個女工操作最大號包裝袋2.椅面高度D應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應該滿足大個頭女性坐姿容腿空間的需要，取E=Emax=E90 37設備最小高度:H=A+Bmin+C+D90+E90+Fmax+G=A+B+C+D+E+F+G案例設計目標：設計設備的最小高度。不變尺寸：不變尺寸：A設備底座厚度C鞋厚G料斗高度需要變化尺寸：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）座椅能否容易調節(jié)座椅高度：380560座面寬度P460座面深度：380410坐面傾角：10

10、靠背腰靠靠背尺寸P20030039第三節(jié) 工位設計評估 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) 工位設計評估 3）工位臺面是否可調節(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；對于精細或需要視力檢測工作，臺面高于自然放松肘部50100；足夠容腿空間。41足夠容腿空間42第三節(jié) 工位設計評估 4）坐姿作業(yè)是否需要交替站立或走動 43第三節(jié) 工位設計評估 2.立姿工位設計評估1）工作臺面是否可調節(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

11、，臺面低于自然放松肘部100200；對于精細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) 工位設計評估 2）是否有足夠容腿、腳容足空間 45第三節(jié) 工位設計評估 3）是否有坐立姿兩用凳46第三節(jié) 工位設計評估 3）是否有坐立姿兩用凳47第三節(jié) 工位設計評估 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35姿勢觀察法1NIOSH提升分析法249研究方法一 姿勢觀察法姿勢靶標定位法（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

12、勢觀察法RULA法（上肢快速評估法）觀察作業(yè)周期內最頻繁使用關節(jié)，觀察在作業(yè)中關節(jié)處于極限角度時的身體和上肢的姿勢，依據(jù)關節(jié)當前角度對各關節(jié)打分，得到最終分數(shù)為評價值。 導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），還受到關節(jié)使用頻率、上肢施力大小、在整個作業(yè)周期內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 人體動作級別級別動作部位和特點操作工作舉例1手指動作鍵盤操作、織毛衣2手指和手腕動作茶葉等級分檢、小產(chǎn)品的測量、裝配3手指、手腕和前臂的動作服裝流水線上的縫紉、小件檢測、包裝、車輛和工程機械的駕駛和操縱、采茶4手指、手腕、前

13、臂和上臂的動作中小產(chǎn)品裝箱、非重型鉗工修配、衛(wèi)生清掃5手指、手腕、前臂、上臂和肩部的動作大中產(chǎn)品裝箱與搬運、建筑工地勞動注：“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定位法（科勒特法）針對高度重復性工作進行分析，以4個同心圓描述頭部、頸部、上下肢在作業(yè)周期中位置，相對于標準姿勢變化量記錄

14、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。56NIOSH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行研究，給出“提升方程計算式”對工人舉升重物能力進行評估，方程的輸出結果為許用負載極限RWL和LI（被舉升物體重量與許用負載極限之比 ） 。在設計一項任務時確保被舉升重物在工人能夠承重的范圍之內。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)捕捉姿勢進行分析研究，結合計