第4章人因工程(2)

1现代工业工程安徽工业大学管理科学与工程学院主讲人：刘志平，王付宇[e-mail]18844039847信管专业2011级2课前知识回顾：第4章人因工程（1）人因工程1、人因工程概述（定义、起源、发展、研究内容及应用领域）人因工程学就是按照人的特性设计和改进人一机一环境系统的科学。2、人的因素神经系统与感觉系统，肌肉、骨骼与供能系统，呼吸、消化和循环系统，人的心理因素3、作业环境设计微气候环境、照明环境、色彩环境、噪声及振动环境3第四章人因工程（2）人因工程内容提要：作业空间设计、人机系统设计、劳动安全与事故预防。本节重点：作业空间设计。本节难点：作业空间设计。教学目标：通过本节内容的学习，要求大家能够了解作业空间及作业空间设计的的含义、工作场所性质与空间设计的关系、人机系统设计及劳动安全事故预防相关概念。掌握作业空间设计的各工作体位的设计要求、人机系统设计要点及事故原因分析方法。安徽工业大学4现代工业工程第4章人因工程作业空间设计——人在操作机器时所需要的操作活动空间和机器、设备、工具、被加工对象所占有的空间的总和，称为作业空间。根据作业空间包含的范围,可分为：近身作业空间个体作业空间总体工作空间安徽工业大学5现代工业工程第4章人因工程作业空间设计，是根据人的操作活动要求，对机器、设备、工具、被加工对象等进行合理的布局与安排，给人、物确定最佳的流通路线和占有区域。以达到操作安全可靠、舒适方便、提高工作效率的目的。作业空间设计要着眼于人，即在充分考虑操作者需要的基础上，为操作者创造既舒适又经济高效的作业条件。大的来说：组织现场；小的来说：合理设计工作岗位作业空间设计安徽工业大学6现代工业工程第4章人因工程作业空间设计作业空间设计的人体尺度确定对于设计至关重要的人体尺度确定设计对象的使用群体确定数据运用原则选择合适的数据定位群体的百分位查找与定位群体特征相符合的人体测量数据表，选择有关的数据值设计作业空间时应考虑人的着装情况和动态作业的性质安徽工业大学7现代工业工程第4章人因工程作业空间设计人体视觉尺寸眼高立姿眼高：从地面至眼睛的距离，在一般工业人口中，眼高的范围约为（147～175）mm。坐姿眼高：从座位面至眼睛的距离，其范围约为（660～790）mm。视野头部和眼睛在规定的条件下，人眼所能觉察到的水平面和铅直面内所有的空间范围。主要视力范围中心视力范围瞬间视力范围有效视力范围安徽工业大学8现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为100～150，上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地，身体处于舒适状态的体位。坐姿作业具有以下特点：不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作精度高；手脚可以并用作业；脚蹬范围广，能正确操作。人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。对于以下作业应采用坐姿作业：精细而准确的作业；持续时间较长的作业；施力较小的作业；需要手、足并用的作业。安徽工业大学9现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作900—1100800—1000轻作业740—780700—740用力作业680650工作面宽度视作业功能要求而定:一般工作面高度设计在肘部以下50-100mm；仅当写字用时，最佳宽度为400mm；工作面板的厚度一般不超过50mm，以便保证大腿的容膝空间。安徽工业大学10现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-作业范围安徽工业大学11现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-垂直作业范围安徽工业大学12现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-立体作业范围安徽工业大学13现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-立体作业范围安徽工业大学14现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-立体作业范围安徽工业大学15现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-立体作业范围容膝、容脚空间/mm尺寸部位最小尺寸最大尺寸容膝孔宽度5101000容膝孔高度640680容膝孔深度460660大腿空隙200240容腿孔深度6601000安徽工业大学16现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-椅面高度及活动余隙座椅的椅面高度一般略低于小腿高度，以便使全部脚掌着地支撑下肢重量，方便下肢移动，减少臀部压力，避免椅子前沿压迫大腿。座椅放置空间的深度距离（台面边缘到固定壁面的距离），至少应在810mm以上，以便作业者起身与坐下时移动椅子。座椅放置空间的宽度距离应保证作业者能自由的伸展手臂，座椅的扶手至侧面的距离应大于610mm。安徽工业大学17现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-脚作业空间安徽工业大学18现代工业工程第4章人因工程作业空间设计工作体位坐姿作业-脚作业空间蹬力较大的脚操作器作业空间蹬力较小的脚操作器作业空间安徽工业大学19现代工业工程第4章人因工程作业空间设计立姿作业——指人站立时上体前屈角小于30度时所保持的姿势。立姿作业的优点及缺点如下：优点:可活动的空间增大；需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；手的力量增大；减少作业空间缺点:不易进行精确和细致的作业；不易转换操作；立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，容易引起疲劳；长期站立容易引起下肢静脉曲张等。对于需经常改变体位的作业；工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较大的作业；在没有容膝空间的机台旁作业；用力较大的作业；单调的作业，应采用立姿操作。安徽工业大学20现代工业工程第4章人因工程作业空间设计立姿作业-作业范围安徽工业大学21现代工业工程第4章人因工程作业空间设计立姿作业-工作面高度安徽工业大学22现代工业工程第4章人因工程作业空间设计立姿作业-工作面高度立姿工作时推荐的工作面高度/cm工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作100-11095-105轻度工作90-9585-90重工作75-9070-85安徽工业大学23现代工业工程第4章人因工程作业面的高度与身高的关系/cm80859095100105110150185作业空间设计立姿作业-工作面高度安徽工业大学24现代工业工程第4章人因工程作业空间设计立姿作业立姿作业活动余隙设计参考尺寸/mm余隙类型最小值推荐值站立用空间（工作台至身后墙壁的距离）≥760910身体通过的宽度≥510810身体通过的深度（侧身通过的前后间距）≥330380行走空间宽度≥305380容膝空间≥200容脚空间≥150×150过头顶余隙≥20302100安徽工业大学25现代工业工程第4章人因工程立姿作业空间垂直方向布局尺寸/mm控制器种类推荐值报警装置1800极少操纵的手控制器和不抬重要的显示器1600～1800常用的手控制器、显示器、工作台面等700～1600不宜设计控制器500～700脚控制器0～500作业空间设计立姿作业安徽工业大学26现代工业工程第4章人因工程作业空间设计坐立交替作业某些作业并不要求作业者始终保持立姿或坐姿，在作业的一定阶段，需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。采用这种作业姿势既可以避免由于长期立姿操作而引起的疲劳，又可以在较大的区域内活动以完成作业，同时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。坐、立交替作业的作业面按立姿作业设计，座椅面高度应与作业面高度相匹配，因此应提高座椅高度。一般使人坐在椅面上双脚刚好着地。该类座椅一般设计成可调的。安徽工业大学27现代工业工程第4章人因工程作业空间设计坐立交替作业空间设计坐立交替工位设计(cm)在设计坐-立交替的工作面时，工作面的高度以站立时的工作高度为准，椅子高以680～780cm为宜，同时提供脚踏板，使人坐着工作时脚有休息的地方，否则人们很难工作持久。安徽工业大学28现代工业工程第4章人因工程作业空间设计受限作业空间设计安徽工业大学29现代工业工程第4章人因工程•维修空间设计标准工具尺寸和使用方法限定的维修空间/mm作业空间设计安徽工业大学30现代工业工程第4章人因工程•维修空间设计作业空间设计由上肢和零件尺寸限定的维修空间/mm安徽工业大学31现代工业工程第4章人因工程•工作场所性质和作业空间设计主要工作岗位的空间尺寸-工作间-机器设备与设施间尺寸布局-办公室管理岗位和设计工作岗位辅助性工作岗位的空间设计-出入口-通道和走廊-楼梯、梯子和斜坡道-平台和护栏作业空间设计安徽工业大学32现代工业工程第四节工作场所性质与作业空间设计一、主要工作岗位的空间尺寸(1)工作间作业性质作业面积坐姿工作人员≥12不以坐姿为主人员≥15重体力作业者≥18工作空间/m3安徽工业大学33现代工业工程一、主要工作岗位的空间尺寸（2）机器设备与设施间的布局尺寸间距设备类型小型中型大型加工设备间距≥0.7≥1≥2设备与墙、柱间距≥0.6≥0.7≥0.9操作空间≥0.6≥0.7≥1.1机器设备与设施布局间的尺寸/m安徽工业大学34现代工业工程一、主要工作岗位的空间尺寸（3）办公室管理岗位和设计工作岗位最小面积/m²活动空间/m³最低高度/m管理人员≥5≥15≥3设计人员≥6≥20≥3办公室人员的空间尺寸安徽工业大学35现代工业工程图12-18办公台的空间布置安徽工业大学36现代工业工程二、辅助性工作场地的空间设计（1）出入口出口形状尺寸最小最佳矩形405×610510×710正方形460560圆形560710应急出口的尺寸/mm安徽工业大学37现代工业工程二、辅助性工作场地的空间设计（2）通道和走廊各种情况下通道的尺寸/㎜安徽工业大学38现代工业工程通道和走廊的最小空隙安徽工业大学39现代工业工程第4章人因工程人机系统设计人机系统的目标安全安徽工业大学40现代工业工程第4章人因工程人机系统设计要点功能分配充分发挥人与机器各自的特长，互补所短人机匹配机器设备与操作者之间达到最佳配合。人机界面设计：人控制机器和人接收信息。人机系统设计安徽工业大学41现代工业工程（2）通常由“人”承担的工作（１）程序设计（２）意外事件处理（３）变化频繁的作业（4）“机”的维修（５）长时期大量贮存信息（６）研究、决策、设计等安徽工业大学42现代工业工程（3）通常由“机”承担的工作：（１）枯燥、单调的作业和笨重的作业（２）险性较大的作业。如救火、空间技术、放射环境及有毒作业等。（３）粉尘作业（４）喷漆、涂料、电镀、焊接、铆接等作业。（５）自动校正、自动检测、高精度装配等。（６）特殊目的作业。如病房服务、为盲人引路、壁行机(用于船壳焊接)、象鼻机(仿象鼻运动搬运重物)等。（７）高阶运算（８）快速操作（９）可靠性的、高精度的和程序固定的作业。安徽工业大学43现代工业工程第4章人因工程人机系统中，人与机器相互作用的“面”，所有的信息交流都发生在这个面上，通常称为人机界面。人机界面上，向人表示机械运转状态的仪表或器件叫显示器；供人操纵机械运转的装置或器件叫控制器。人机系统设计浙江君权剥线机安徽工业大学44现代工业工程第4章人因工程人机系统设计安徽工业大学45现代工业工程第4章人因工程安徽工业大学46现代工业工程第4章人因工程劳动安全与事故预防危险：已存在或潜在存在的条件。危险度=危险源导致事故的概率×事故后果严重度安全：没有超过允许限度的危险。事故：突然发生的、迫使其目的和行为暂时或永久终止的一种意外事件。公司角度：意味着高昂的代价（保险和赔偿）；产品及设备的损坏、重新雇佣工人、培训和弥补工作；打断正常生产。员工：遭受痛苦、精神折磨、收入的潜在损失和正常工作的打断。事故的原因：工人的粗心大意和事故的随机性。安徽工业大学47现代工业工程第4章人因工程