人因工程及质量控制大手法

三、人因工程及质量控制七大手法敏实集团《工业工程基础》系列讲义2012-5-25人因工程基础作业空间设计QC七大手法1、人因工程基础照明噪音颜色疲劳新陈代谢工作设计…………人因工程学(Ergonomics或HumanEngineering)

又称工效学、人机工程学、人类工效学、人体工学、人因学等各种名称，是一门重要的工程技术学科。它是管理科学中工业工程（IE，IndustrialEngineering）专业的一个分支，是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门科学。仪表颜色和误读率颜色和误读视线区域误读底色文字误读率（%）视线上下的视角区域误读率（%）墨绿白170°~15°0.005~0.01淡黄黑1715~300.1天蓝黑1830~450.15白黑1945~600.2浅绿黑2160~750.25深蓝白2175~900.3黑白22灰黄白22降低工作疲劳方法改进操作方法合理制定休息制度克服工作内容的单调感合理调节作业速度①改进操作方法采用合理工作姿势。（工作台及立、坐姿）合理设计作业中的用力方法。利用动作经济原则。降低动作能级。根据身体不同体位的特点进行操作。适宜的立资工作面高度适宜的立姿工作面高度确定工作面高度的基准性别工作面高度（mm）精密或轻负荷作业一般或中等负荷作业重负荷作业以地面为基础男950~1100900~950750~900女900~1050850~900700~850以肘为零线男女共用正10~正25负-15~正5负50~负25作业姿势选择按作业情况选定作业姿势作业姿势作业情况作业区域半径/mm操纵力/N操作活动坐姿350~500<50受限制坐、立姿交替380~50050~100受一定限制立姿>750100~200受限制不大人体动作级别级别枢轴点人体运动部位1指节手指2手腕手及手指3肘关节前臂、手及手指4肩关节上臂、前臂、手及手指5身枢躯干、上臂、前臂、手及手指②合理制定休息时间我国正常人的基础代谢率平均值性别年龄11~1516~1718~1920~3031~4041~5051以上男性195.5193.5164.9157.8158.7154.1149女性192.5181.7154.1146.5146.9142.3138.6动作部位动作细分RMR动作部位动作细分RMR手指动作非意识的机械动作0~0.5全身动作一般动作5.5~6.5有意识的动作0.5~1.0动作较大，用力均匀6.5~8.0手动动作连带上肢手指动作连带到小臂1.0~2.0短时间内集中全身力量8.0~10.0手指动作连带到大臂2.0~3.0上肢动作一般动作3.0~4.0繁重作业10.0~12.0稍用力动作方式4.0~5.5极繁重作业12.0以上重要数数据及及计算算公式式中国平平均男男性身身高168cm，体重重59kg；女性性身高高157cm，体重重52kg体表面面积（（㎡））=0.0061×身高（（cm）＋0.0128××体重（（kg）－0.1529人体代代谢率率=（1.2+RMR）×基础代代谢率率×体表面面积人体最最大存存储能能量为为100.47kj，产生生能量量极限限为16.75kj/min计算工工作休休息时时间题目：：假如公公司某某工作作岗位位一名名男性性员工工年龄龄为23周岁，，身高高170cm，体重重60kg。工作作工作作岗位位为手手工涂涂装。。问该该员工工可以以连续续作业业多长长时间间？作作业后后需要要多久久体力力可以以恢复复？疲疲劳宽宽放率率是多多少？？体表面面积=0.0061×170＋0.0128××60－0.1529=1.6521㎡查表得得157.8kj/（小时时.㎡）查表得得手工工涂装装为上上肢一一般动动作，，RMR=3.0~4.0，按3.5计算。。人体代代谢率率=157.8××(1.2+3.5)××1.6521=1225kj/h=20.42kj/min连续工工作时时间=100.47÷(20.42-16.75)=27.4分钟休息时时间=100.47÷(16.75-157.8××1.2÷÷60)=7.4分钟疲劳宽宽放率率=7.4÷÷27.4=27%一、作业业空间间设计计的有有关概概念1.作业空空间设设计从广义义上讲讲：按按照作作业者者的操操作范范围、、视觉觉范围围以及及作业业姿势势等一一系列列生理理、心心理因因素对对作业业对象象、机机器、、设备备、工工具进进行合合理的的空间间布局局，给给人、、物等等确定定最佳佳的流流通路路线和和占有有区域域，提提高系系统总总体可可靠性性和经经济性性。从狭义义上讲讲：合合理设设计工工作岗岗位，，以保保证作作业者者安全全、舒舒适、、高校校工作作。作业空空间设设计2、作业业空间间设计计的一一般要要求（一））近身身作业业空间间设计计应考考虑的的因素素（1）作业业特点点（2）人体体尺寸寸（3）作业业姿势势（4）个体体因素素（5）维修修活动动（二））作业业场所所布置置原则则（1）重要要性原原则（2）使用用频率率原则则（3）功能能原则则（4）使用用顺序序原则则作业空空间设计中中的人人体因因素一、人人体测测量学学数据据的运运用（1）确定定对于于设计计至为为重要要的人人体尺尺度（2）确定定设计计对象象的使使用者者群体体，以以决定定必须须考虑虑的尺尺度范范围（3）确定定数据据运用用原则则（人人体设设计原原则、、可调调设计计准则则、平平均设设计原原则））（4）如有有必要要，还还应选选择合合适的的数据据定位位群体体的百百分位位（5）查找找与定定位群群体特特征相相符合合的人人体测测量数数据表表，选选择有有关数数据值值（6）如有有必要要，对对数据据作是是应当当的修修正（7）考虑虑测量量衣着着情况况（8）考虑虑人体体测量量学数数据的的静态态和动动态性性质二、人人体视视野及及所及及范围围（一））视野野（二））主要要视力力范围围（三））眼高高（四））视觉觉运动动规律律视野野是指指指指人人的的头头部部和和眼眼球球固固定定不不动动的的情情况况下下，，眼眼睛睛观观看看正正前前方方物物体体时时所所能能看看得得见见的的空空间间范范围围，，常常以以角角度度来来表表示示。。动视视野野是头头部部固固定定不不动动，，自自由由转转动动眼眼球球时时的的可可见见范范围围；；静视视野野是头头部部固固定定不不动动时时在在眼眼球球静静止止不不动动状状态态下下的的自自然然可可见见范范围围；；在水水平平面面内内的的视视野野：双双眼眼视视区区大大约约60度以以内内的的区区域域。在垂垂直直平平面面的的视视野野：以以标标准准视视线线水水平平为为0度基基准准，，则则最最大大视视区区为为视视平平线线以以上上60度和和视视平平线线以以下下70度。。（一一））视视野野（二二））主主要要视视力力范范围围视力力是眼眼睛睛分分辨辨物物体体细细微微结结构构能能力力的的一一个个生生理理尺尺度度。。根据据对对物物体体视视觉觉的的清清晰晰度度，，一一般般把把视视野野分分成成三三个个主主要要视视力力范范围围区区：：1.中心心视视力力范范围围（（直直视视区区））：人人们们通通常常所所说说的的视视力力，，又又称称中中心心视视力力，，中中心心视视力力范范围围（（视视角角））为为1.5度～～3度，，其其特特点点是是对对该该区区内内的的事事物物的的视视觉觉最最为为清清晰晰。。2.瞬间间视视力力范范围围：视视角角18度，，其其特特点点是是通通过过眼眼球球的的转转动动，，在在有有限限的的时时间间内内就就能能获获得得该该区区内内物物体体的的清清晰晰形形象象。。3.有效效视视力力范范围围：视视角角30度，，其其特特点点是是利利用用头头部部和和眼眼球球的的转转动动，，在在该该区区内内注注视视物物体体时时：：必必须须集集中中注注意意力力方方能能有有足足够够的的清清晰晰视视觉觉。。（二二））主主要要视视力力范范围围正常常人人在在各各种种工工作作时时的的视视力力范范围围比比视视野野要要小小。。因因为为视视力力范范围围是是要要求求能能迅迅速速、、清清晰晰地地看看清清目目标标细细节节的的范范围围，，所所以以视力力只只能能是是视视野野的的一一部部分分。（三三））眼眼高高眼高高是指指从从瞳瞳孔孔点点至至地地面面的的垂垂直直距距离离。。立姿姿眼眼高高是从从地地面面至至眼眼睛睛的的距距离离，，在在一一般般工工业业人人口口中中，，眼眼高高的的范范围围约约为为（（1470～1750）mm。坐姿姿眼眼高高是从从座座位位面面至至眼眼睛睛的的距距离离，，其其范范围围约约为为（（660～790）mm。P.S.两组组数数据据值值均均为为正正常常衣衣着着和和身身体体姿姿势势状状态态。。这这些些尺尺寸寸是是目目视视工工作作必必须须适适应应的的眼眼高高范范围围。。（三三））眼眼高高立姿姿时时的的眼眼高高（1470~1750）mm坐姿姿时时的的眼眼高高（660~790）mm（四四））视视觉觉运运动动规规律律眼睛睛沿水水平平方方向向运运动动比沿垂垂直直方方向向运运动动快而而且且不不易易引引起起疲疲劳劳。。视线线的的变变化化习习惯惯从左左到到右右，从上上到到下下和顺时时针针方方向向运动动。。当眼眼睛睛偏偏离离视视中中心心时时，，在在偏偏离离距距离离相相等等的的情情况况下下，，人人眼眼对对左上上角角的观观察察效效率率最最优优，，依依次次为为右上上角角，，左左下下角角，而而右下下角角最差差。。两眼眼的的运运动动总总是是协协调调的的、、同同步步的的，，在在正正常常情情况况下下不不可可能能一一只只眼眼睛睛转转动动而而另另一一只只眼眼睛睛不不动动；；在在一一般般操操作作中中，，不不可可能能一一只只眼眼睛睛视视物物，，而而另另一一只只眼眼睛睛不不视视物物。。因因而而通通常常都都以双眼视视野为设设计依据据。人眼对直线轮廓廓比对曲线轮廓廓更易于接接受。三、工作作体位（一）决决定工作作体位和和姿势的的因素（二）主主要工作作体位1.坐姿2.立姿3.坐、立交交替（一）决决定工作作体位和和姿势的的因素操作者在在作业过过程中，，通常采采用坐姿姿、立姿姿、坐立立交替相相结合姿姿势，也也有一些些作业采采用跪姿姿和卧姿姿。在确定作作业姿势势时，主主要考虑虑以下因因素：1.作业空间间的大小小和照明明条件；；2.作业负荷荷的大小小和用力力方向；；3.作业场所所各种仪仪器、机机具和加加工件的的摆放位位置；4.作业台高高度及有有没有容容膝空间间；5.操作时的起起坐频率。。（二）主要要工作体位位一、坐姿坐姿是指身躯伸伸直或稍向向前倾角为为10°~15°，上腿平放放，下腿一一般垂直地地面或稍向向前倾斜着着地，身体体处于舒适适状态的体体位。坐姿作业具具有以下特点：不易疲劳劳，持续工工作时间长长；身体稳稳定性好，，操作精度度高；手脚脚可以并用用作业；脚脚蹬范围广广，能正确确操作。人体最合理的作业姿势势就是坐姿姿作业。（二）主要要工作体位位二、立姿立姿通常是指人人站立时上上体前屈角角小于30°时所保持的的姿势。（一）立姿姿的优点1.可活动的空空间增大；；2.需经常改变变体位的作作业，立位位比频繁起起坐消耗能能量少；3.手的力量增增大，即人人体能输出出较大的操操作力；4.减少作业空空间，在没没有坐位余余地的场所所，以及显显示器、控控制器配置置在墙壁上上的情况，，立姿更好好。（二）主要要工作体位位三、坐、立立交替某些作业并并不要求作作业者始终终保持立姿姿或坐姿，，在作业的的一定阶段段，需交换换姿势完成成操作。这这种作业姿姿势称为坐坐、立交替替的作业姿姿势。采用这种作作业姿势既既可以避免免由于长期期立姿操作作而引起的的疲劳，又又可以在较较大的区域域内活动以以完成作业业，同时稳稳定的坐姿姿可以帮助助作业者完完成一些较较精细的作作业。并不是所有有作业都是是适合，只只适合一些些特殊的作作业。（三）人的的行为特征征人的行为特特征和作业业空间的关关系：英国的心理理学家D.肯特说过：：“人们不不以随意的的方式使用用空间”。。意思是说人人们在空间间中采取什什么样的行行为并不是是随意的，，而是有特特定的方式式。人对作业空空间的要求求，不仅有有对物理空空间的要求求，还会受受到心理因因素的影响响，一般来来说，人的的心理空间间要求大于于物理空间间要求。（三）个人人心理空间间一、个人心心理空间个人心理空空间是指围绕一一个人并按按其心理尺尺寸要求的的空间。接触类型心理距离亲密距离（紧身区）<=450个人距离（近身区）450~1200社交距离（社交区）1200~3500公共距离（公共区）3500~9000人际交往心心理距离表表单单位：：mm（三）个人人心理空间间作业姿势与与作业空间间设计（一）坐姿姿作业空间间设计（二）立姿姿作业空间间设计（三）坐立立姿交替作作业空间设设计（四）斜作作业面设计计（五）受限限作业空间间设计（一）坐姿姿作业空间间设计一、工作面面高度和宽宽度工作面宽度度视作业功功能要求而而定：一般般若单供靠靠肘之用，，最小宽度度为100mm，最佳宽度度为200mm；仅当写字字用时，最最佳宽度为为400mm；工作面板板的厚度一一般不超过过50mm，以便保证证大腿的容容膝空间。。（一）坐姿姿作业空间间设计二、作业范范围（1）水平作业业范围在水平方向向上方便地地移动手臂臂所形成的的轨迹（覆覆盖的范围围）如下下图：（一）坐姿姿作业空间间设计二、作业范范围（1）水平作业业范围在水平方向向上方便地地移动手臂臂所形成的的轨迹（覆覆盖的范围围）如下下图：（3）立体作业业范围立体作业范范围指的是将水水平和垂直直作业范围结结合在一起起的三位空空间，实际际上，坐姿作作业时，操操作者的动动作被限制制在工作台面面以上的空空间范围，，其作业范范为一立体空空间。（一）坐姿姿作业空间间设计（一）坐姿姿作业空间间设计（4）综合坐姿姿作业图（一）坐姿姿作业空间间设计三、容膝、、容脚空间间在坐姿工作作台设计过过程中，在在工作台下下部就要有有足够的容容纳腿脚的的区域，就就叫容膝、、容脚空间间。符号尺度部位尺寸最小最大a容膝孔宽度5101000b容膝孔高度640680c容膝孔深度460660d大腿空隙200240e容腿孔深度6601000（一）坐姿姿作业空间间设计四、椅面高高度及活动动余隙坐姿作业离离不开座椅椅，因此设设计时要考考虑座椅所所需的空间间及人体活活动需要改改变座椅位位置等余隙隙要求。（1）座椅的椅椅面高度一一般略低于于小腿高度度，以便使使全部脚掌掌着地支撑撑下肢重量量，方便下下肢移动，，减少臀部部压力，避避免椅子前前沿压迫大大腿。（2）座椅放置置空间的深深度距离（（台面边缘缘到固定壁壁面的距离离），至少少应在810mm以上，以便便作业者起起身与坐下下时移动椅椅子。（3）座椅放置置空间的宽宽度距离应应保证作业业者能自由由的伸展手手臂，座椅椅的扶手至至侧面的距距离应大于于610mm。（一）坐姿姿作业空间间设计五、脚作业业空间脚作业空间间一般范围围较小，正正常的位于于身体前侧侧、坐高以以下的区域域。对脚作业空空间的研究究主要在于于脚踏板的的设计，脚脚与踏板应应成90°，对于蹬力力较大的脚脚踏板，大大、小腿间间的夹角应应在105°~135°°，以120°为最佳，对对瞪力较小小的，应在在105°~110°°范围内。（一）坐姿姿作业空间间设计（二）立姿姿作业空间间设计一、工作面面高度（二）立姿姿作业空间间设计二、作业范范围立姿水平作作业范围与与坐姿作业业时基本相相同，垂直直范围要大大一些。（二）立姿姿作业空间间设计三、工作活活动余隙立姿作业时时，人的活活动性比较较大，为保保证作业者者操作自由由、动作舒舒展，必须须使操作者者有一定的的活动余隙隙，并尽量量大些。可可参照下表表。（二）立姿姿作业空间间设计四、立姿作作业空间垂垂直方向布布局设计控制器类型推荐值报警装置1800极少操作的手控制器和不太重要的显示器1600~1800常用的手控制器、显示器、工作台面等700~1600不宜布置控制器500~700脚控制器0~500（三）坐立立姿交替作作业空间设设计为了克服坐坐姿、立姿姿作业的缺缺点，在工工作岗位上上经常采用用坐—立姿交替作作业的方式式。这种作此方方式的优点点在于，能能使作业者者在工作中中变换体位位，从而避避免由于身身体长时间间处于一种种体位而引引起的肌肉肉疲劳。比比如，长时时间的单调调的坐姿作作业会引起起心理性疲疲劳。在设计坐-立交替的工工作面时，，工作面的的高度以站站立时的工工作高度为为准，椅子子高以68～78cm为宜，同同时提供脚脚踏板，使使人坐着工工作时脚有有休息的地地方，否则则人们很难难工作持久久。（三）坐坐立姿交交替作业业空间设设计（三）坐坐立姿交交替作业业空间设设计（四）斜斜作业面面设计作业时，，人的视视觉注意意的区域域决定头头的姿势势。坐姿姿时，视视线与与水平线线的夹角角为32°~44°°，站姿时时为23°~34°°。由于视视线倾斜斜的角度度包括头头的倾斜斜和眼球球转动两两个角度度，实际际头倾斜斜角度为为坐姿17°~29°°，站立8°~22°。实际工作作中，头头的姿势势很难保保持在上上面所说说的范围围内，如如最常见见的在写写字台上上读写书书画，头头的倾角角就超过过了舒服服的范围围(即8°~22°)，因此，，出现了了桌面或或者作业业面倾斜斜的设计计。下图是都都已经批批量生产产的绘图图桌。（四）斜斜作业面面设计（四）斜斜