第七章作业岗位与作业空间设计

第七章作业岗位与作业空间设计三种作业岗位，手工作业岗位设计，视觉信息作业岗位设计，作业空间的人体尺寸，作业面设计，作业空间的布置，作业空间设计的社会心理因素，作业空间设计重点：作业空间的人体尺寸，作业空间设计的社会心理因素，作业空间设计。难点：作业空间设计第一节作业岗位的选择作业岗位按人作业时的姿势分为坐姿岗位、立姿岗位和坐、立姿交替岗位三类。在人机系统设计时选择哪一类作业岗位，必须依据工作任务的性质来考虑。工业生产中常用的联合作业所推荐的最适用的方案见图7—1一、三种作业岗位的特征1、坐姿作业岗位坐姿作业岗位是为从事轻作业、中作业且不要求作业者在作业过程中走动的工作而组织的。当具有下述基本特征时，宜选择坐姿岗位。①在坐姿操作范围内，短时作业周期需要的工具、材料、配件等都易于拿取或移动。②不需用手搬移物品的平均高度超过工作面以上15cm的作业。③不需作业者施用较大力量，如搬动重物不得超过4.5kg，否则应采用机械助力装置。④在上班的绝大多数时间内从事精密装配或书写等作业。2．立姿作业岗位立姿作业岗位是为从事中作业、重作业以及坐姿作业岗位的设计参数和工作区域受到限制的情况下而组织的。因而下列基本特征是选用立姿岗位的依据。①当其作业空间不具备坐姿岗位操作所需的容膝空间时。②在作业过程中，常需搬移重量超过4.5kg物料时。③作业者经常需要在其前方的高、低或延伸的可及范围内进行操作。④要求操作位置是分开的，并需要作业者在不同的作业岗之间经常走动。⑤需作业者完成向下方施力的作业，如包装或装箱作业等。3．坐、立姿交替作业岗位因工作任务的性质，要求操作者在作业过程中采用不同的作业姿势来完成，而只有不同的作业岗位才能满足作业者采用不同作业姿势的要求，为此情况而组织的作业岗位称坐、立姿交替作业岗位。具有下列特点时，建议采用坐、立姿交替岗位。①经常需要完成前伸超过41cm或高于工作面15cm的重复操作。如果不考虑人体可及范围和静负荷疲劳的特点，可取坐姿作业岗位；但考虑人的特点，应选择坐、立姿交替岗位。②对于复合作业，有的最好取坐姿操作，有的则适宜立姿操作，从优化人机系统来考虑，应取坐、立姿交替岗位。二、作业岗位设计要求和原则1．设计要求①作业岗位的布局，应保证作业者在上肢活动所能达到的区域内完成各项操作，并应考虑下肢的舒适活动空间。②作业岗位设计时，应考虑操作动作的频繁程度，此处对动作频率程度的划分是：每分钟完成两次或两次以上的操作动作为很频繁；每分钟完成的操作动作少于两次，而每小时完成两次或两次以上时为频繁；而每小时完成的操作动作少于两次的为不频繁。③作业岗位设计时，还应考虑作业者的群体，如全部为男性、或全部为女性，应选用两种不同性别各自的人体测量尺寸；如果作业岗位是男性和女性共同使用，则应考虑男性和女性人体测量尺寸的综合指标。2．设计原则①设计作业岗位时，必须考虑作业者动作的习惯性、同时性、对称性、节奏性、规律性等生理特点．以及动作经济性原则。②作业岗位的各组成部分，如座椅、工具、显示器、操纵器及其他辅助设施的设计，均应符合工作特点及人机工程学要求。③在作业岗位上不允许有与作业岗位结构组成无关的物体存在。④作业岗位的设计还应符合GB5083、GB3861、GB4064等有关标准和劳动安全规程要求。第二节手工作业与视觉信息作业岗位设计一、手工作业岗位设计（一）手工作业岗位的类型

在工业生产中，以手工操作为主的生产岗位称为手工作业岗位。按工作任务的性质，也分为三种类型。国标GBl4776—93中对三种类型的手工作业岗位的设计提供了有关的基本原则和确定尺寸的基本方法。1、坐姿手工作业岗位图7—2(a)、(b)分别为坐姿手工作业岗位的侧视图和俯视图时需确定的与作业有关和与人体有关的尺寸2．立姿手工作业岗位图7—3为立姿手工作业岗位的侧视图，其俯视图同图7—2(b)。图中代号同图7-23．坐、立姿交替手工作业岗位坐、立姿交替手工作业岗位侧视图见图7-4，其俯视图见图7—2(b)，图中代号含义亦同图7—2。（二）手工作业岗位尺寸设计根据与作业相关的程度，三种手工作业岗位中的尺寸均分为与作业有关相与人体有关两类，下面分别介绍两类尺寸确定方法。1、与人体有关的作业岗位尺寸由国家标准中与作业者人体有关部位第5或第95百分位数值推导出与人体有关的岗值尺寸，列于表7—l。2．与作业有关的作业岗位尺寸①作业面高度C，通常依据作业对象、工作面上相关配置件尺寸确定；对较大的或形状复杂的加工对象，则以加工对象方位处于满足最佳加工条件状态下确定。②工作台面厚度K，在设计时应满足下式关系：

K＝A—S5%—Z5%

K＝A一S95%—Z95%式中S5%、S95%为第5和第95百分位数人体座位面高度；Z5%、Z95%为第5和第95百分位数人体大腿空间高度。③坐姿岗位相对高度Hl和立姿岗位工作高度H2，可根据作业中使用视力和臂力情况，分为三类来确定。其中Ⅰ类为以视力为主的手工精细作业；Ⅱ类为使用臂力为主，对视力有一般要求的作业；Ⅲ类为兼顾视力和臂力的作业。各类作业的举例及其相应的Hl、H2尺寸见表④工作平面高度A的最小限值，对图7—2所示的坐姿作业岗位，可用下式确定

A≥Hl十S一C或A≥Hl十U十F—C对图7—3所示的立姿作业岗位，则由下式确定：

A≥H2—C⑤座位面高度S的调整范围计算式如下：

S95%—S5%＝Hl(5%)—H1(95%)⑥脚支撑高度F的调整范围计算式为：

F5%—F95%=S5%—S95%+U95%—U5%⑦大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小限值见表7-33．与性别有关的作业岗位尺寸在作业岗位尺寸设计中，除了上述两类尺寸外，还会遇到与作业人员性别有关的尺寸，例如，在生产流水线工作平面高度A必须统一的情况下，工作高度H2应按作业人员性别异同分两种情况确定：①当作业人性别一致时，即全部为男性或全部为女性，此情况下工作高度H2计算式为：

H2＝[H2（5%）十H2（95%）]／2式中H2（5%）、H2（95%），为某类别作业的男性或女性第5和第95百分位数立姿岗位高度。②当作业人员性别不一致时，工作岗位高度H2按下列确定：

H2＝[H2（W，95%）十H2(M，5％)]／2式中H2（W，95%），为某类别作业的女性作业者第95百分位数立姿岗位高度；H2（M，5%）为某类别作业的男性作业者第5百分位数立姿岗位高度。以上两式中有关数据的选择见表7—2例：坐立姿交替布线作业：C（作业面高度）=150mm，K=30mm，工作者：男性解：1）判断岗位类型属Ⅲ类型作业岗位2）查表

H1（5%）=350，H1（95%）=450；

H2（5%）=900，H2（95%）=1200；

Z（5%）=135，Z（95%）=175；

U（5%）=415，U（95%）=4803）计算

H1＝[H1（5%）十H1（95%）]／2=400H2＝[H2（5%）十H2（95%）]／2=11254）工作台高度AA≥H2—C=975mm5）座位面高度SS5%=A+C-H1（5%）=775mmS95%=A+C-H1（95%）=675mm6）脚支撑高度FF5%=S5%-U5%=360mmF95%=S95%-U95%=195mm二、视觉信息作业岗位设计视觉信息作业是以处理视觉信息为主的作业，如控制室作业、办公室作业、目视检验作业以及视觉显示终端作业等。随着现代生产自动控制技术、通讯技术、计算机技术等学科的飞速发展，各种系统的计算机通讯网络的建立，正在改变着人们作业岗位的面貌。因此，视觉信息作业岗位将逐渐成为当代人重要的劳动岗位，其中视觉显示终端作业岗位更具有代表性。（一）视觉显示终端作业岗位的人机界面视觉显示终端作业岗位的人机界面关系可用图7-5来加以说明。由于这类作业岗位大多采用坐姿岗位，因而其人机界面关系主要存在于图中箭头所指示的四处，即该类岗位设计要点。1．人—椅界面在人—椅界面上，首先要求作业者保持正确坐姿，正确坐姿为：头部不过份弯曲，颈部向内弯曲；胸部的脊柱向外弯曲；上臂和下臂之间约成90度角，而上臂近乎垂直；腰部的脊柱向内弯曲；大腿下侧不受压迫；脚平放在地板或脚踏板上。组成良好人—椅界面的另一要求是，采用适当尺寸、结构和可以调节的座椅，当调节座椅高度时，作业者坐下后，使脚能平放在地板或脚踏板上；调节座椅靠背，使其正好处于腰部的凹处，如此由座椅提供的符合人体解剖学的支撑作用，而使作业者保持正确坐姿。2．眼—视屏界面在眼—视屏界面上，首先要求满足人的视觉特点，即从人体轴线至视屏中心的最大阅读距离为710-760mm，以保护人眼不受电子射线伤害；俯首最大角度不超过15度，以防止疲劳；视屏的最大视角为40度，以保持一般不转动头部。眼—视屏界面的另一要求是，选用可旋转和可移动的显示器，建议显示器可调高度约为180mm，显示器可调角度为-5。—+15。，以减少反光作用；如设置固定显示器，其上限高度与水平视线平齐，以避免头部上转。3．手—键盘界面在手—键盘界面上，要求上臂从肩关节自然下垂，上臂与前臂的最适宜的角度为70度-90度以保证肘关节受力而不是上臂肌肉受力；还应保持手和前臂呈一直线，腕部向上不得超过20度。在手—键盘界面设计时，为适应所有成年人的使用，可选择高度固定的工作台，但应选择高度可调的平板以放置键盘。键盘在平板上可前后移动，其倾斜度在5度-15度范围内可调。在腕关节和键盘间应留有100mm左右的手腕休息区；对连续作业时间较长的文字、数据输入作业，手基本不离键盘，可为其设置一舒适的腕垫，以避免作业者引起手腕疲劳综合症。4．脚—地板界面脚—地板界面对坐姿视觉显示作业岗位也是一个重要的人—机界面，如果台、椅、地三者之间高差不合适，则有可能形成作业者脚不着地，从而引起下肢静态负荷；也有可能形成大腿上抬，而引起大腿受到工作台面下部的压迫。这两种由不良设计引起的后果，都将影响作业人员的舒适性和安全性。（二）视觉信息作业岗位的人体尺寸视觉显示终端作业岗位在各种视觉信息作业岗位设计中最具典型性，对其人机界面关系的分析方法也适用于类似的视觉信息作业岗位的分析，故不一一列举。下面提供几种视觉信息