作業(yè)空間設(shè)計

1、第八章 作業(yè)空間設(shè)計第一節(jié) 作業(yè)空間設(shè)計的基本原則作業(yè)空間設(shè)計時，一般應(yīng)遵守以下原則：1根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和人的作業(yè)要求，首先應(yīng)總體考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的適當布局，避免在某個局部的空間范圍內(nèi)，把機器、設(shè)備、工具和人員等安排得過于密集，造成空間勞動負荷過大。然后再進行各局部之間的協(xié)調(diào)。在作業(yè)空間設(shè)計時，總體與局部的關(guān)系是相互依存和相互制約的。若總體布局不好，就不能保證每個局部都有適當?shù)淖鳂I(yè)空間。而只保證個別局部有適當?shù)淖鳂I(yè)空間，也不能保證整個工作系統(tǒng)的安全、高效、舒適與方便的人機工程學(xué)要求。因此，必須正確協(xié)調(diào)總體設(shè)計與局部設(shè)計相互之間的關(guān)系。2作業(yè)空間設(shè)計要著眼于人，落實于設(shè)備。即結(jié)合操作任務(wù)要求，以人員為主

2、體進行作業(yè)空間的設(shè)計。也就是首先要考慮人的需要，為操作者創(chuàng)造舒適的作業(yè)條件，再把有關(guān)的作業(yè)對象（機器、設(shè)備和工具等）進行合理的排列布置。否則往往會使操作者承受額外的心理上的和體力上的負擔，其結(jié)果不僅降低工作效率，而且往往不經(jīng)濟、也不安全。考慮人的活動特性時，必須考慮人的認知特點和人體動作的自然性、同時性、對稱性、節(jié)奏性、規(guī)律性、經(jīng)濟性和安全性。在應(yīng)用有關(guān)人體測量數(shù)據(jù)設(shè)計作業(yè)空間時，必須合格證至少在 90%的操作者中具有適應(yīng)性、兼容性、操縱性和可達性。第二節(jié) 工作空間人體尺寸及應(yīng)用原則1 工作空間立姿人體尺寸（6 項）2工作空間坐姿人體尺寸（5 項）2 工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸（6 項

3、）第三節(jié) 工作空間設(shè)計一、工作空間設(shè)計的一般原則在 GBT 16251-1996工作系統(tǒng)設(shè)計的人類工效學(xué)原則 中，給出了工作空間設(shè)計的以下一般性原則：1）操作高度應(yīng)適合于操作者的身體尺寸及工作類型，座位、工作面（工作臺）應(yīng)保證適宜的身體姿勢，即身體軀干自然直立，身體重量能得到適當支撐，兩肘置于身體兩側(cè)，前臂呈水平狀。2）座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖、生理特點。3）為身體的活動，特別是頭、手臂、手、腿、腳的活動提供足夠的空間。4）操縱裝置設(shè)置在肌體功能易達或可及的空間范圍內(nèi)，顯示裝置按功能重要性和使用頻度依次布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)。5）把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性。第四節(jié) 工作崗位設(shè)計一、工作

4、崗位的類型與選擇根據(jù)人體的工作姿勢，工作崗位分為三種類型：坐姿工作崗位、立姿工作崗位和坐立姿交替工作崗位?，F(xiàn)對三種工作崗位的特點和適用范圍說明如下。1坐姿工作崗位（1）特點 全身較為放松，不易疲勞，身體穩(wěn)定性好，易于集中精力進行思考和精細的操作。手和腳可同時參與工作。但活動范圍小，手和手臂的操縱力也小。（2）適用范圍 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。2立姿工作崗位（1）特點 能進行較大范圍的活動和較大力量的操作。只有單腳可能與手同時操作。長時間站立使人感到疲勞，而這在生理和心理上都對精細工作有不利影響。（2）適用范圍 操縱范圍和操縱力大，且一般不是長時問連續(xù)進行的工作。3坐

5、立姿交替工作崗位（1）特點 能夠交替發(fā)揮坐姿工作崗位和立姿工作崗位的優(yōu)點。與單一的工作姿勢對比，交替變換工作姿勢對身體和精神一般是有益的。（2）適用范圍 操作動作、操縱力等工作形式較為多樣的工作。課后強化訓(xùn)練1、 作業(yè)空間包含了哪三種不同的空間范圍？2、工作空間設(shè)計的一般原則？3、為給出工作崗位的尺寸，可以把作業(yè)分為哪三種類型？參考答案 1、在工作系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個基本要素是相互關(guān)聯(lián)而存在的。每一個要素都根據(jù)需要占用一定的空間，并按優(yōu)化系統(tǒng)功能的原則，使這些空間有機地結(jié)合在一起。這些空間的總和，就叫做作業(yè)空間。第一種是人體在規(guī)定的位置上進行作業(yè)時（如操縱機器、維修設(shè)備等）, 必須觸及的空

6、間，即作業(yè)范圍，或稱為作業(yè)接觸空間。第二種是人體在作業(yè)時或進行其他活動時（如進出工作崗位、在工作崗位進行短暫的放松與休息等），人體自由活動所需要的范圍，即作業(yè)活動空間。第三種是為了保障人體安全，避免人體與危險源（如機械轉(zhuǎn)動部位等）直接觸所需要的安全防護空間。2、1）操作高度應(yīng)適合于操作者的身體尺寸及工作類型，座位、工作面（工作臺）應(yīng)保證適宜的身體姿勢，即身體軀干自然直立，身體重量能得到適當支撐，兩肘置于身體兩側(cè)，前臂呈水平狀。2）座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖、生理特點。3）為身體的活動，特別是頭、手臂、手、腿、腳的活動提供足夠的空間。4）操縱裝置設(shè)置在肌體功能易達或可及的空間范圍內(nèi)，顯示裝置按功能

7、重要性和使用頻度依次布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)。 5）把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性。3、類：使用視力為主的手工精細作業(yè)；類：使用臂力為主，對視力也有一般要求的作業(yè)；類：兼顧視力和臂力的作業(yè)2、感覺的基本特征（1）人的各種感受器都有一定的感受性和感覺閾限。 （2）從人的感覺閾限來看，刺激本身必須達到一定強度才能對感受器官發(fā)生作用。（3）一種感受器官只能接受一種刺激和識別某一種特征，眼睛只接受光刺激，耳朵只接受聲刺激。人的感覺印象80%來自眼睛，14%來自耳朵，6%來自其他器官。 （4）同時有多種視覺信息或多種聽覺信息，或視覺與聽覺信息同時輸入時，人們往往傾向于注意一個而忽視其它信息，如果同時輸

8、入的是兩個強度相同的聽覺信息，則對要聽的那個信息的辨別能力將下降50%，并且只能辨別最先輸入的或是強度較大的信息。 感覺器官經(jīng)過連續(xù)刺激一段時間后，敏感性會降低，產(chǎn)生適應(yīng)現(xiàn)象。 垂直最佳視區(qū)：上、下15度最佳視野范圍：水平視線以下30度。有效視野范圍：水平視線以上25度、以下35度。最大固定視野：115度。擴大的視野：150度。在垂直面內(nèi)，實際上人的自然視線低于標準視線，直立時低15度，放松站立時低30度，放松坐姿時低40度。因此，視野范圍在垂直面內(nèi)的下界限也應(yīng)該隨著放松立姿、放松坐姿而改變。4）視覺運動規(guī)律眼睛的水平運動比垂直運動快，即先看到水平方向的東西，后看到垂直方向的東西。視線運動的順

9、序習慣于從左到右，從上至下，順時針進行。對物體尺寸和比例的估計，水平方向比垂直方向準確、迅速、且不易疲勞。當眼睛偏離視中心時，在偏離距離相同的情況下，觀察率優(yōu)先的順序是左上、右上、左下、右下。兩眼的運動總是協(xié)調(diào)的、同步的，在正常情況下不可能一只眼睛轉(zhuǎn)動而另一只眼睛不動；在操作中一般不需要一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物。人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受。顏色對比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。當人們從遠處辨認前方的多種不同顏色時，其易于辨認的順序是紅、綠、黃、白。當兩種顏色相配在一起時，易于辨認的順序是：黃底黑字，黑底白字，藍底白字，白底黑字等。 方向敏感度（雙耳效應(yīng)） 雙耳效應(yīng)產(chǎn)生的原因：聲音

10、到達兩耳的微小時間差、強度差和由于頭部對聲音阻擋而使聲音頻譜發(fā)生改變。 聲音的頻率越高，辨別聲音方向越容易，即：聽覺的方向敏感性隨頻率增大而增大。 右耳的方向敏感性與聲音頻率的關(guān)系掩蔽效應(yīng) 掩蔽：一個聲音（主體聲）被另一個聲音（掩蔽聲）所掩蓋的現(xiàn)象。 掩蔽效應(yīng)：主體聲的聽閾因掩蔽聲的掩蔽作用而提高的效應(yīng)。 聽覺殘留：掩蔽聲去掉后，掩蔽效應(yīng)并不立即消除的現(xiàn)象。1、人體活動時機體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)神經(jīng)系統(tǒng)血管系統(tǒng)（心率、血壓、血液再分配 、 血液成分 ）呼吸系統(tǒng)體溫調(diào)節(jié) 2、腦力勞動時機體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)3、人體信息處理系統(tǒng) 4、人體節(jié)律周期和晝夜周期(P54) 第九章人機系統(tǒng)安全人機系統(tǒng)主要由人、機、環(huán)境

11、這三部分組成。人機環(huán)境系統(tǒng)工程的設(shè)計，重點是解決系統(tǒng)中人的效能、安全、身心健康以及人機匹配最優(yōu)化的問題 。必須做到機宜人，人適機，使人機之間達到最佳匹配，這是一條基本的原則。 處理好人-機關(guān)系，才可能確保人機環(huán)系統(tǒng)總體性能的實現(xiàn)。 1.在一定的環(huán)境條件下，人機系統(tǒng)包括人和機兩個基本組成部分，它們互相聯(lián)系構(gòu)成一個整體。對于一個復(fù)雜的人-機-環(huán)境系統(tǒng)，一方面對人的功能進行適當開發(fā)和利用，對操作人員進行必要的系統(tǒng)訓(xùn)練；另一方面在機、環(huán)技術(shù)上采取措施，保證人員能力的發(fā)揮。更重要的是采用系統(tǒng)分析方法對人機環(huán)系統(tǒng)的研究與設(shè)計，合理的進行人與機之間任務(wù)的科學(xué)分配。舉一個宇宙航行中飛船的例子，對于繞

12、月球飛船飛行的成功率來講，國外文獻分析顯示：如果采用全自動化飛行時成功率僅為22%；如果采用有人參與時則為70%；如果在飛行中航天員還能承擔維修任務(wù)時則為93%；對于登月飛行的成功率來講，這時后者為前者的4.2倍，充分說明了合理的功能分配對完成人機系統(tǒng)的成功設(shè)計非常重要。下圖給出了人在操作活動中的基本功能示意圖，它集中體現(xiàn)在信息輸入（即感受刺激（S）、信息處理（即意識或稱大腦信息加工（O）以及行為輸出（即作出反應(yīng)（R）這三個過程中。上述過程，心理學(xué)家稱之為行為反應(yīng)的SOR模式2.機的子系統(tǒng)分為CM和MD系統(tǒng)。 CM系統(tǒng)由控制器和機器的轉(zhuǎn)換機構(gòu)（或計算機主板）組成。這個系統(tǒng)的任務(wù)是使機器接受操作

13、者的指令，實現(xiàn)機器的運轉(zhuǎn)與調(diào)控，把輸入轉(zhuǎn)換為輸出。 MD系統(tǒng)由機器的轉(zhuǎn)換機構(gòu)和顯示器組成。 三、人機特性比較在人機系統(tǒng)設(shè)計中，首先要按照科學(xué)的觀點分析人和機器各自的不同特點，以便研究人與機器的功能分配，從而揚長避短，各盡所長，充分發(fā)揮人與機器的各自優(yōu)點；從設(shè)計開始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動和機器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。人具有智能、復(fù)雜感覺能力、綜合判斷能力、隨機應(yīng)變能力，對各種情況的決策和處理能力等。而人的功能限度是準確性、體力、速度和知覺能力；機的優(yōu)點是作用力大、速度快、高階運算能力和存儲能力強、連續(xù)作業(yè)能力和耐久性能好。機的功能限度是性能維持能力、正常動作、判斷能力、造價及運營費用。人機功能匹配：對人和機的特性進行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能以固定的方式恰當?shù)胤峙浣o人或機，而且系統(tǒng)在運行中不隨時加以調(diào)整，叫靜態(tài)人機功能分配。靜態(tài)的功能匹配：對人和機的特性進行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能以固定的方式恰當?shù)胤峙浣o人或機，而且系統(tǒng)在運行中不隨時加以調(diào)整，叫靜態(tài)人機功能分配。動態(tài)人機功能匹配：考慮作業(yè)時變性及人的響應(yīng)可變性的條件。系統(tǒng)功能的分配依據(jù)作業(yè)定義、工作環(huán)境和當前系統(tǒng)組成要素的能力等條件，隨時作出相應(yīng)的分配。 人機功能