劉展宏 鄭曉蝶 尤婷 常智權(quán) 向明森

【摘要】在現(xiàn)代企業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代，流水線作為企業(yè)的重要組成部分。其在人因工程學(xué)方面人性化應(yīng)用，將更快更好地推動(dòng)整個(gè)企業(yè)的發(fā)展與前進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】人因工程 流水線 人性化

一、背景介紹

本論文以我校C區(qū)IE專業(yè)物流實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)流水線設(shè)備為研究對(duì)象，以產(chǎn)品的組裝生產(chǎn)作為研究背景。對(duì)流水線的工作臺(tái)、工作椅、腳踏等設(shè)施，進(jìn)行人因工程價(jià)值的導(dǎo)入，達(dá)到人一機(jī)系統(tǒng)的高效協(xié)調(diào)。使操作者在使用該設(shè)備時(shí)既能獲得較高效率，又能保證其安全和舒適度。

二、工作臺(tái)人因設(shè)計(jì)

（一）高度

坐立姿交替作業(yè)的工作面高度及水平面和垂直面的最大作業(yè)范圍和舒適作業(yè)范圍，均與單獨(dú)采用立姿作業(yè)時(shí)的設(shè)計(jì)結(jié)果相同。為了適應(yīng)不同的操作者，可以將工作臺(tái)做成可調(diào)節(jié)的，初步采用雙限設(shè)計(jì)，取功能修正量△f=25 mm（鞋厚）-19mm（人體放松姿態(tài)修正）=6mm

根據(jù)立姿人體尺寸數(shù)據(jù)，取男性肘高的第95%為上限，得出操作臺(tái)上限為：1096mm+6=1101mm；女性肘高的第5%作為尺寸下限，操作臺(tái)尺寸下限為：899mm+6mm=905mm。

（二）長(zhǎng)度

根據(jù)雙手動(dòng)作關(guān)聯(lián)的正常區(qū)域圖可知，水平作業(yè)時(shí)左右手工作的正常區(qū)域都是半徑為394mm的半圓，右手的最大工作區(qū)域是半徑為597mm的半圓，左手的最大工作區(qū)域是半徑為508mm的半圓，為了能夠充分利用工作臺(tái)的水平空間，取流水線的工作臺(tái)長(zhǎng)度為1105mm。

（三）凹槽

工作人員在操作臺(tái)上工作時(shí)，由于失誤可能導(dǎo)致細(xì)小零件（如小螺母，墊片等）滑落到流水線的傳送面上或其鏈槽中，導(dǎo)致流水線出現(xiàn)故障，影響整條流水線的生產(chǎn)。為了避免這種情況，我們?cè)诠ぷ髋_(tái)的左右兩側(cè)設(shè)立與人體手指結(jié)構(gòu)相同的弧形凹槽，暗槽深度根據(jù)工作臺(tái)厚度設(shè)計(jì)，取其深度為20mm，取全國(guó)男性食指遠(yuǎn)位指關(guān)節(jié)均值16mm作為凹槽最大寬度。綜上所述，運(yùn)用proe軟件繪制改善后三維建模圖，如圖1所示。

三、工作椅的人因設(shè)計(jì)

（一）椅高

坐立姿交替作業(yè)的工作座椅的坐面高度與坐姿作業(yè)時(shí)的坐面高度不同。它是以立姿時(shí)的工作臺(tái)高度減去工作臺(tái)面板的厚度和大腿厚度。

椅高下限=工作臺(tái)高度下限工作臺(tái)面板的厚度成年女性大腿厚度的第95百分位

據(jù)人體大腿厚度（P95），女：151mm；工作臺(tái)高度下限905mm，工作臺(tái)面板的厚度為20mm；計(jì)算得座椅高度下限為734nHn。經(jīng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)734mm的高度不適合第5百分位和第10百分位的人群，因此采取對(duì)高度采取適當(dāng)?shù)慕档?，取座椅高度下限?80mm。

椅高上限=工作臺(tái)高度上限-工作臺(tái)面板的厚度-成年女性大腿厚度的第95百分位

據(jù)人體大腿厚度（P95），女：151mm，工作臺(tái)高度上限1101mm，工作臺(tái)面板的厚度為20mm；計(jì)算得，座椅高度上限為930mm。綜上所述，本論文的椅高高度范圍為680-930mm。

（二）椅寬

基于人因工程的知識(shí)町知：根據(jù)人的坐姿及動(dòng)作，椅子坐面通常呈前寬后窄的形狀。坐面寬度應(yīng)以作業(yè)人員自然垂臂時(shí)的肩寬為準(zhǔn)，按人體平均肩寬尺寸加一適當(dāng)?shù)挠嗔俊８鶕?jù)人因工程中人體水平尺寸的測(cè)量數(shù)據(jù)可知，女性的平均坐姿臀寬大于男性的平均坐姿臀寬。所以椅面寬度在空間允許的條件下，以女性臀部寬度尺寸的95百分位進(jìn)行設(shè)計(jì)，為滿足最寬人體的需要，可取400-450nHn，為了使作業(yè)者起坐方便，坐立姿交替作業(yè)的工作座椅的椅面寬度應(yīng)該略小一些，因此本次設(shè)計(jì)采用的尺寸為400mm。

（三）坐面

坐立姿交替的工作座椅是不設(shè)靠背的，當(dāng)人坐下后大腿前傾成斜面，與小腿的夾角大于90°，人體的重量由椅面腿和腳共同承擔(dān)。因此一般的坐面大部分設(shè)計(jì)為向前傾斜，坐面傾角設(shè)置為0°-5°。椅面的承受重量略小，人的重心沒(méi)有完全落在椅中，且臀部承受的力相對(duì)減少，方便坐立自由轉(zhuǎn)換。

（四）腳踏

踏板中心位置的高度應(yīng)為座面高度減去坐姿小腿加足高的第95%百分位數(shù)。為適應(yīng)大多數(shù)人群，以椅面高度800mm為基礎(chǔ)來(lái)確定，坐姿小腿加足高的第95%百分位數(shù)為448mm，踏板高度為352mm。綜上所述，運(yùn)用proe軟件繪制設(shè)計(jì)出的三維建模圖，如圖2所示。

四、總結(jié)

本文結(jié)合人因知識(shí)對(duì)流水線進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓流水線工作生產(chǎn)更加人性化，乃至使整個(gè)制造業(yè)步入一個(gè)人性化生產(chǎn)的時(shí)代，并進(jìn)一步擴(kuò)大了人因工程學(xué)的影響范圍。

參考文獻(xiàn)：

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