第五章_工位設(shè)計(jì)

1、1第五章 工位設(shè)計(jì) 第二節(jié) 工位尺寸設(shè)計(jì) 第三節(jié) 工位評(píng)價(jià)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(jī)器時(shí)所需要的活動(dòng)空間，加上機(jī)器、設(shè)備、工具、用具、被加工物件所占有空間的總和。 機(jī)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(jì)包括：作業(yè)場所設(shè)計(jì)（工廠布局）；工位設(shè)計(jì)（人的肢體在既定施力點(diǎn)位置的工作狀態(tài)）；座椅設(shè)計(jì)。包括：1.作業(yè)區(qū)域布局設(shè)計(jì)2.作業(yè)臺(tái)面設(shè)計(jì)工作崗位（簡稱工位）是保證單個(gè)作業(yè)者獲得省力、高效和舒適的作業(yè)空間、作業(yè)機(jī)具和作業(yè)環(huán)境。工作空間工位設(shè)計(jì)5第一節(jié) 工位姿勢選擇 根據(jù)工作特點(diǎn)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(xì)的或需穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)行的工作。 對(duì)于長時(shí)間工作、集中精力思考、精細(xì)工作、手腳同時(shí)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(jì)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(dòng)，操縱范圍和操縱力大，非連續(xù)的短時(shí)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(tái)面的深度二、作業(yè)臺(tái)面的深度三、其它尺寸三、其它尺寸第二節(jié) 工位尺寸設(shè)計(jì)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(tái))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(diǎn)。身體、頭、手臂、手、腿、腳有足夠的活動(dòng)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(jì)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(xì)的或需不大，精細(xì)的或需穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)行的工穩(wěn)定連續(xù)進(jìn)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(dòng)，操縱頻繁走動(dòng)，操縱范圍和操縱力大，范圍和操縱力大，非連續(xù)的短時(shí)間非連續(xù)的短時(shí)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(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立姿下不同作業(yè)類型，對(duì)人體操作要求不同。2.按作業(yè)性

5、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(tái)面高度的基本依據(jù)。實(shí)用的“拇指準(zhǔn)則”。作業(yè)臺(tái)面高度“拇指準(zhǔn)則”：立姿作業(yè)，相對(duì)于肘部所在平面高度，作業(yè)面低510cm;坐姿作業(yè)，作業(yè)臺(tái)面與肘部所在平面等高。21作業(yè)臺(tái)面高度坐姿作業(yè)，作業(yè)臺(tái)面與肘部所在平面等高。2223考慮眼高確定作業(yè)臺(tái)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(tái)面深度25二、作業(yè)臺(tái)面深度26平直型控制臺(tái)和彎折型控制臺(tái) 平直型控制臺(tái)的寬度若超過1m，會(huì)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(tái)

6、面深度28評(píng)價(jià)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(diǎn)。這些控制點(diǎn)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)單位的一套費(fèi)波納奇級(jí)數(shù)：170、130、105、65、40、25設(shè)計(jì)時(shí)，如果產(chǎn)品的各組成部分受到這些數(shù)值的制約，同時(shí)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(nèi)，這將使產(chǎn)品設(shè)計(jì)既滿足人機(jī)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(shí)，傾斜15桌面有利于閱讀；寫作時(shí)，桌面水平最好。三、其它工位尺寸31三、其它工位尺寸如何計(jì)算的？32汽車駕駛員工位設(shè)計(jì)。案例分析1.分別考慮大、小個(gè)頭司機(jī)（P95男、P5女）伸及域；2.考慮座椅移動(dòng)量，保證大個(gè)頭在最后、低位置便于操作；小個(gè)頭在最前、上位置便于操作；3.作業(yè)臺(tái)面離人體最遠(yuǎn)處應(yīng)以大個(gè)頭駕駛員的最大伸及范圍確定，最近處應(yīng)以小個(gè)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(jì)目標(biāo)1：設(shè)計(jì)合理的操作姿勢。女子D10D90工作姿勢設(shè)計(jì)：腰椎有支靠手腕順直前臂有支

8、托案例分析34設(shè)計(jì)目標(biāo)2：設(shè)計(jì)設(shè)備的最小高度。不變不變尺寸：尺寸：A設(shè)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(tái)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(jì)目標(biāo)2：設(shè)計(jì)椅面工作臺(tái)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(xì)工作，合，屬于精細(xì)工作，工位高度應(yīng)在肘部上工位高度應(yīng)在肘部上方，經(jīng)過測試結(jié)果資方，經(jīng)過測試結(jié)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(shè)計(jì)圖，進(jìn)行幾何計(jì)算。方法2：找符合人實(shí)測。36設(shè)計(jì)目標(biāo)2：設(shè)計(jì)椅面工作臺(tái)高度差E。案例最終確定：1.保證大

9、個(gè)女工操作最大號(hào)包裝袋2.椅面高度D應(yīng)該滿足大個(gè)頭女性坐姿需要，取D=Dmax=D90 3.椅面臺(tái)面高度差E應(yīng)該滿足大個(gè)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(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)設(shè)備的最小高度。不變尺寸：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：需要變化尺寸：B踏鈕墊片厚度D椅面高度E椅面臺(tái)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(píng)價(jià) 一、工位評(píng)價(jià)的原則1.坐姿工位評(píng)價(jià)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

10、靠背腰靠靠背尺寸P20030039第三節(jié) 工位設(shè)計(jì)評(píng)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(jì)評(píng)估 3）工位臺(tái)面是否可調(diào)節(jié) 工位臺(tái)面是否處于上臂自然下垂的肘部稍下位置；對(duì)于重體力粗活，臺(tái)面低于自然放松肘部50100；對(duì)于精細(xì)或需要視力檢測工作，臺(tái)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(shè)計(jì)評(píng)估 4）坐姿作業(yè)是否需要交替站立或走動(dòng) 43第三節(jié) 工位設(shè)計(jì)評(píng)估 2.立姿工位設(shè)計(jì)評(píng)估1）工作臺(tái)面是否可調(diào)節(jié) 工位臺(tái)面是否處于上臂自然下垂的肘部稍下位置；對(duì)于重體力粗活

11、，臺(tái)面低于自然放松肘部100200；對(duì)于精細(xì)或需要視力檢測工作，臺(tái)面高于于自然放松肘部100200（或帶斜面臺(tái)面）；足夠容腿空間。44第三節(jié) 工位設(shè)計(jì)評(píng)估 2）是否有足夠容腿、腳容足空間 45第三節(jié) 工位設(shè)計(jì)評(píng)估 3）是否有坐立姿兩用凳46第三節(jié) 工位設(shè)計(jì)評(píng)估 3）是否有坐立姿兩用凳47第三節(jié) 工位設(shè)計(jì)評(píng)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(píng)價(jià) 二、工位姿勢的研究方法儀器測量法 主觀評(píng)價(jià)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(biāo)定位法（科勒特法） RULA法（上肢快速評(píng)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(píng)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(shí)的身體和上肢的姿勢，依據(jù)關(guān)節(jié)當(dāng)前角度對(duì)各關(guān)節(jié)打分，得到最終分?jǐn)?shù)為評(píng)價(jià)值。 導(dǎo)致上肢不適的因素很多，除了作業(yè)姿勢因素（整個(gè)身體姿勢、手腕姿勢、手臂姿勢等），還受到關(guān)節(jié)使用頻率、上肢施力大小、在整個(gè)作業(yè)周期內(nèi)姿勢變動(dòng)情況等因素影響。51姿勢觀察法RULA法（上肢快速評(píng)估法）表5.6 人體動(dòng)作級(jí)別級(jí)別動(dòng)作部位和特點(diǎn)操作工作舉例1手指動(dòng)作鍵盤操作、織毛衣2手指和手腕動(dòng)作茶葉等級(jí)分檢、小產(chǎn)品的測量、裝配3手指、手腕和前臂的動(dòng)作服裝流水線上的縫紉、小件檢測、包裝、車輛和工程機(jī)械的駕駛和操縱、采茶4手指、手腕、前

13、臂和上臂的動(dòng)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(dòng)作大中產(chǎn)品裝箱與搬運(yùn)、建筑工地勞動(dòng)注：“動(dòng)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(dòng)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(gè)正交參考面體系中分析對(duì)比14個(gè)肢體段工作位置，找出活動(dòng)最頻繁的肢體段與其活動(dòng)范圍。 14個(gè)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(duì)高度重復(fù)性工作進(jìn)行分析，以4個(gè)同心圓描述頭部、頸部、上下肢在作業(yè)周期中位置，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)姿勢變化量記錄

14、得到作業(yè)人體活動(dòng)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(duì)舒適度的影響。 55姿勢觀察法OWAS法 記錄整個(gè)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(shí)別不良作業(yè)姿勢。56NIOSH提升分析法 NIOSH提升分析法主要針對(duì)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(jì)算式”對(duì)工人舉升重物能力進(jìn)行評(píng)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(jì)一項(xiàng)任務(wù)時(shí)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(jì)算機(jī)和人機(jī)實(shí)驗(yàn)儀器動(dòng)態(tài)捕捉姿勢進(jìn)行分析研究，結(jié)合計(jì)