人的作业特征.

东莞理工学院工程管理教研室1人机工程学主讲：黄辉宇博士Email：[e-mail]东莞理工学院教学课件PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology2补充：人的作业特征主要内容4作业疲劳与测定2人的体力工作负荷3劳动强度与分级1作业姿势与动作设计PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology31.1作业姿势与人体机能1.1.1作业姿势与人体机能的关系1）与视觉的关系；2）与循环的关系；3）与手、上下肢、上半身等运动关系；4）与身体重心的关系，见下图。1作业姿势与动作设计PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology41.1.2人的肢体活动范围(1)PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology51.1.2人的肢体活动范围(2)PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology6图1表示把左手和右手伸开能工作的最大范围（最大作业区）、超过上述范围就必须使肩运动；虚线部分表示以弯曲的肘为支店，能用两手作业的范围（正常作业区）。图2中在阴影表示的范围内，能比较容易地抓住小的目的物。图3中在阴影表示的范围内，在眼睛不左右转动的情况下，两手容易同时活动。图4表示在垂直方向手能伸出的最大范围（最大作业区）以及用肘作支点进行作业的范围（正常作业区)。返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology71.1.3人体的不同姿势的能耗(1)a)仰卧100，b)坐姿103~105，c)立姿108~110，d)跪姿130~140，e)弯腰150~160PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology81.1.3人体的不同姿势的能耗(2)单位：kcal/minPreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology91.2作业姿势的设计原则1.2.1动作经济与效率法则该原则以最少的劳力达到最大的工作效果,其原为吉尔布雷斯(Gibreth)最先提出,后经许多学者研究整理增删.其中最有成效的首推巴恩斯(RalphM.Barnes).他将动作经济原则归纳为3大类共22条：1利用人体的原则（共9条）2布置工作地点的原则（共8条）3设计工具和设备的原则（共5条）PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology10一、利用人体的原则原则1:两手同时开始及完成动作原则2:除休息时间外,两手不应同时空闲原则3:双臂的动作应对称，方向应相反，并同时进行原则4:尽可能以最低等级级动作工作说明:欲使动作迅速而轻易，唯有从缩短动作距离，以及减少动作所耗体力上着手。欲达到此目的，其实际对策则为选取级次最低的动作，使动作范围缩小，并使物料及工具尽可能靠近手的动作范围内。工作时，人体的动作可分为下列五级：级别一二三四五运动枢轴指节手腕肘肩身躯人体运动部份手指+手掌+前臂+上臂+肩动力作范围手指节之长度手掌之张度前臂之长度上臂之长度上臂+身躯弯曲速度12345体力消耗最少少中多最多动作力量最弱弱中强最强疲劳度最小小中大最大0.0026分时间(以25mm为主)0.0016分0.0017分0.0018分PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology11原则5:应当利用力矩协助操作，但如需用肌力制止时,则应将其减至最小度。原则6:连续曲线运动较方向突变直线运动为佳。原则7:抛物线运动较轻快。原则8:动作宜轻松有节奏。原则9:作业时眼睛的活动应处于舒适的视觉范围内，避免经常改变视距。二、布置工作地点的原则原则10:提供适当的照明;应有适当的照明设备,使视觉满意舒适（1必须有合适其工作的充足光度；2.必须有合适颜色的光线,且应避免闪光.3.必须有合适的投射方向)。原则11:工作台椅高度适当舒适。原则12:所有工具物料预放在固定位置。原则13：工具物料应尽可能靠近操作者。原则14：应利用重力进给、料箱和容器传送物料，并尽可能送到靠近使用的地方。PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology12原则15：工具和物料应按最佳动作顺序排列布置。原则16：应尽量利用下滑运动传送物料，并尽可能送到靠近使用的地方。原则17：工作地点的环境色应与工作对象的颜色有一定对比，以减少眼睛的疲劳。(补充：减少动作限制原则）三、设计工具和设备的原则原则18:尽量以足踏/夹具替代手的工作。原则19：尽可能将二种工具合并。原则20:依手指负荷能力分配工作。原则21:手柄接触面尽可能加大。原则22:操作杆应尽可能少变更姿势。手別手指別小无中食食中无小能力順序87531246左手右手PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology13动作经济4原则减少动作次数谋求同时动作缩短动作距离使动作轻松简单动作经济3要素动作方法作业场所夹具、机器*动作经济实战注意事项要以确保品质为大前提。站在作业者的立场。只有在工序、作业本身的问题得以改善后，考虑动作经济原则才有意义。PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology14基本原则减少动作的要素谋求同时动作缩短动作距离使动作轻松简单焦点寻找、选择、准备有无超出必须程度？有无单手等待、保持等发生？动作有无过大？动作要素的数量能否减少？动作方法要素1、消除不必要的动作。2、减少眼睛的转动。3、将两个以上的动作组合。1、两手同时开始动作，同时结束。2、两手同时反向对称动作。1、利用身体最适合的部位动作。2、用最短的距离动作。1、动作无限制，只要轻松简单。2、利用重力和其他力量动作。3、利用惯性和反向力动作。4、动作方向转换顺滑进行。作业场所要素1、材料和工具放在作业者面前固定的位置。2、材料和工具按作业顺序的要求而摆放。3、材料和工具按容易作业的状态而摆放。要兼顾两手同时都能作业而摆放只要作业方便，作业领域越小越好。作业位置的高度调至最佳状态夹具及机器的要素1、利用便于零件取拿的容器和器具。2、将两个工具合二为一。3、选择不需怎么调整就能使用的夹具。4、尽量使用一个动作就能控制机器的机构。1、利用固定夹具来固定对象。2、简单的作业或需要用力气得作业。使用脚部来控制的机器。3、考虑两手可以同时作业的夹具。1、利用重力和机械力取出和运送材料。2、机器的操作位置，设置在身体最容易进行的部位。1、利用夹具或导向装置，限制其运动线路。2、手握部分，设计成便于抓起的形状。3、在可见部位设置调整系统，使调整轻松方便。4、机器的运动方向运操作方向同5、工具轻便。经济动作原则和动作要素之间的关系PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology151.2.2动作重构原则取消合并例：日期章的合并很多产品在外包装上要印上生产日期，一些没有日期喷码设备的工厂会刻出0-9十个数字印章，使用手工在外包装上盖印。这样，不但动作繁多，而且出错的概念也很高，要求作业人员注意力要高度集中，每印一个数字都必须思考、选择。如果把印章合并在一起，动作就可以一次完成，而且每天只要调整一次日期，出错概率大降低。重排简化PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology16应用改善实例观看短片讨论PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology171.2.3作业姿势设计的辅助手段1.2.3.1设计用人体模板见图7-12，图7-13，图7-14。1.2.3.2设计用人体仿真软件见图7-15，图7-16。PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology18图7-12坐姿人体模板侧视图返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology19图7-13水中健身的舒适姿势返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology20图7-14人体模板用于轿车驾驶舒适姿势设计实例返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology21图7-15计算机工作台和操作者工作姿势示意图返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology22图7-16由CREWCHEF系统建立的女性操作者作业姿势返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology23螺栓组件装配工作地布置（旧）1—橡胶垫圈；2—钢制垫圈；3—弹簧垫圈4—螺栓；5—螺栓组件；6—操作者位置PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology24返回螺栓组件装配工作地布置（新）1，7—橡胶垫圈；2，6—钢制垫圈；3，5—弹簧垫圈；4—螺栓；8—螺栓组件；9—操作者位置PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology25A1B1A6A5A4A3A2C5B5C4B4C3C2B3B2C1DC6B6E原方法检验铜线操作路线图A—15吨拉线机；B—成品卷筒架；C—已检卷筒架；D—部门废品筒；E—检验台PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology26返回A1B1A6A5A4A3A2C5B5C4B4C3C2B3B2C1C6B6E原方法检验铜线操作路线图A—15吨拉线机；B—成品卷筒架；C—已检卷筒架；D—部门废品筒；E—检验台DEDPreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology27在工作现场应尽量创造条件使作业者的动作没有限制，这样在作业时，心理才会处于较为放松的状态。比如，当工作台上摆放零件的容器容易倾倒，作业者在取零件时动作的轻重必须特别注意，则取零件的动作效率必大受影响。此时，改变容器重心、支撑面、摆放位置等进行改善。图7-X。例：涂漆限制的消除要在产品的划线区域内涂漆，超出区域范围不可涂漆，否则会成为不良品。如果单纯要求作业人员在工作中尽量小心，则动作一定变慢，而效果也未必会令人满意。若能把划线区域周边用模板遮住，待涂漆完成后再揭去模板，这样，作业人员在作业过程中不必担心超出范围，动作速度一定会大幅提高，而且涂漆造成的不良品也会大大减少。返回减少动作限制的原则PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology28图7-X返回PreparedbyPhDHuangHuiyu,DongguanUniversityofTechnology29动作经济原则追求的就是以最少的动作投入，获取最大的动作效果，如果能利用惯性、重力、弹力等进行动作，自然会减少动作投入，提高动作效率了。例：搬运滑道要把二楼仓库内的成品搬运装车，如果从楼梯使用人工搬运，则费时费力而且效率低下。如果使用电梯搬运，则可能路线迂回，而且投入较大。若能设计一搬运滑道，利用重力使成品从二楼直接滑到车上，另