浅谈人机工程在实践作业中的运用

作者简介：尹雅玲（1975—），女，江苏南京人，南京依维柯汽车有限公司，经理，研究方向：现场技术。

摘要：通过在实践作业中所存在的动作浪费进行阐述，如肢体使用的浪费、作业配置上的浪费以及机械设计上的浪费等，这些动作浪费虽然看起来都细小甚微，但是累积起来却产生惊人的效果，降低了企业的效率，不利于企业的长远发展。因而，通过将人机工程在实践作业中进行运用，可以有效的提高企业的效率，减少浪费，使人和机器能够有效的达成目标，完成既定任务，实现企业的可持续发展。

关键词：人机工程设计；作业配置；机械设计；环境

一、引言

科学技术的快速发展使人在生产系统中的概念都已经产生了变化。尽管如今的生产系统依然存在着很多的手工劳动，但是大部分的工作都至少已经开始使用某种机器来代替。而随着信息化技术的加快，其在生产系统中的应用使人在其中的作用也产生了变化。人—机之间是沟通是通过环境，因而对人和机在生产系统中进行充分的认识，能达到生产中的高效率、安全的目的。而所谓人机工程学是就是指一门设计舒适高效的工作、设备和工作场所提供理论依据的和学科的方法[1]。

二、实践作业中所存在的动作浪费

在实践作业中存在着许多的动作浪费，这种动作浪费在很多企业中都随处可见，甚至不少领导人都也习以为常，但是它所带来的浪费累计起来确实惊人的。经IE量化分析，在精益生产的理念下这种浪费占了作业时间的50%以上。

1.肢体使用的浪费。因机械化的大量使用，因而许多的工作内容是工作人员仅在开始和结束之时对机器进行操作，而中途时间双手则是空闲的或单手则是空闲的；而由于习惯性的动作，有的工作人员则是不自觉的用左手拿出工具，传给右手之后再进行使用，这种习惯性的转换动作也叫做浪费；作业人员在进行作业的过程中，对做每个新的动作的时候都要停顿反映片刻，这种停顿也是属于在浪费时间。

2.作业配置上的浪费。在实践作业的过程中，有些作业人员在作业的过程中，桌面物品散乱，需要使用物品时却无处可寻，这其中就浪费了很多的时间；并且，材料、工装等不知放置在何处，拿取不便；零件、作业位置太高的话，则需要作业人员踮起脚来进行取放，而相反，零件、作业位置太低，又需要作业人员通过弯腰去取放。这一系列动作的过程中，看起来是细小不突出的行动，但是积少成多，都将是不少的浪费。

3.机械设计上的浪费。在装配作业的时候，很多机械作业经常需要用手来扶持物品，此时一只手已经被占用而双手无法再进行作业，造成动作浪费；生产流水线上的人工操作专用工具无处可寻；同一功能的工装工具却使用好几种工装夹；工具使用不太人性化，容易受伤；减少机械的空闲时间，消灭故障，并减少伴随废次品发生的停机时间；机械操作的位置距离相隔较远，不够集中，造成浪费等问题出现。

三、人机工程在实践作业中的运用

尽管人机工程设计的研究内容很广泛，但是主要还是依托人—机—环境三个主要要素作为研究的对象。因此，对这三个要素如果有个清晰的认识，了解其中的规律，都将使整个人—机—环境系统的性能达到最优状态。

1.对人肢体的使用进行研究。研究表明，如果双手进行作业能够适合人体，让动作两方保持平衡，不易疲劳。而如果只是一只手来进行运动，则身体上的肌肉组织则会一边保持静态，另一边则保持动态，肌肉组织就无法得到休息，所以容易产生疲劳；身体动作总是以最低等级进行工作，如手指将螺母螺栓、用手指按下打字机键盘、或抓取一个小的零件；经常变化动作，需要消耗体能；而且一定要尽可能减少重心偏移的时间以及起坐动作的时间；连续圆滑的曲线工作有利于提高工作效率，在此基础上，通过利用物体惯性作用如弹簧、液压等设备来减少人体力量的流失，弥补力量的不足；通过减少动作的注意力时间，促使动作有节奏的进行可以帮助提高作业人员的作业熟练度，减轻身体和精神疲劳，让动作更为流利。

2.对作业配置进行研究。对人机系统进行研究的主要目的就是讲人机系统的进行达到最佳状态，将环境作为一项重要因素来考虑。材料和工装的定点、 定容、定量是6S整顿中，对物品进行有效摆放最基本的事项，要做到对什么位置，放置什么物品，且数量是多少都要做到心中有数。[2]材料、工装的取舍应该控制在小臂范围内，以手肘为中心的成圆形的活动范围，这样人可以以最便捷最有效的动作（小臂、手腕及手指）来对物品及工具进行取舍；材料和工装的取放需要进行简单化处理，在通过调整材料和工装的摆放位置来改变动作，减少所用动作的时间；对一些细小的且不方便进行取舍的零部件工具，则可以通过借用波型板或者是弹性垫等工具来进行改善；物品的移动应该尽量采取水平移动的方式，且尽量避免直接上下进行移动。因为直接将物品进行上下移动，作业人员则会进行弯腰的动作，这样的高级动作则会很快使人产生疲惫感。物品的取放或者废脚料的收集作业等则可以通过利用物品本身的重力作用，在斜面轨道或者圆筒等辅助工具下对其进行转移和传递；新IE的作业的基本姿势是站立式作业的，而一旦坐下，作业人员总要将部件拿的很近才可以进行作业，而这样的行为不利于生产线的平衡，更不利于“一个流”的小批量的生产方式[3]；比较细致的作业，高度应当距离眼部地区近一些，不同的作业高度应该符合人体工程学中要求和规定；温度和湿度等满足作业环境要求是必不可少的，而照明显得尤为重要，在作业台上安装作业灯是标准照明方法，因为这样即使工艺变化也不会带来较大工作，同时又能满足作业要求的照明度。

3. 相关机械设计的研究。人工所使用的专用工具应该是在生产线作业中所用的工装，而在平常的生产作业过程中我们所看见的是线上的通用工具，这并不利于企业生产效率的提高。用夹具固定产品及工具将会节省很多力量；减少产品和工具的更换，将功能相同的几种工装夹具合并在一起，将会有效提升工作效率，降低设备成本，减少更换工具所使用的时间。因此，如果对几种工具的功能进行合并，则会方便作业人员进行工作，为其提供了便捷，降低疲劳的产生。第一，工具的设计应该更为人性化，贴合手掌形状，避免在使用工具的过程中受伤；第二，实践作业的使用工具应当与人的动作相协调：以手指动作为主的细致作业，则应当将使用工具设计得更为轻便些，方便手指进行操作。[4]而动作是以手腕为主要受力面时，则应当将使用工具的重心设计在前端稍重些，以便手柄进行随时抓握，通过这种方式来减少手腕的疲劳及其反作用力。机械的操作动作则相对稳定，而相应的操作程序则应该更加的流程化和标准化。首先，机械的操作位置都应该比较集中，这样方便开关、手柄、或者其他的操作工具都在限制的范围内，减少来回走动的时间；其次，开关设计的位置应当和下一道工序相衔接，以此来减少作业周期时间，提高作业效率及工作产量。

四、结语与展望

人机工程是一门正确处理人、机、环境三大要素的关系，研究人、机、环境系统最优组合的一门科学技术。[5]在作业实践中涉及到许多的人机工程问题，而用仿真技术将人机工程的思想、理论以及工程应用成果来进行结合，将会发现并纠正措施，极大的提高效率。将人和机器如何安全、高效率的结合在一起达成既定目标，完成既定任务，使人、机、环境系统的性能达到最佳的状态。目前的人机工程在实践作业中的运用还不够完善与成熟，因此，继续对此进行研究有着非常重要的意义。（作者单位：南京依维柯汽车有限公司）

参考文献：

[1]李妮，牟峰.工业设计概论[M].山东教育出版社，2012：127.

[2]徐镇.基于eM-Engineer的车身焊装车间人机工程仿真研究[D].山东大学（硕士学位论文），2009.

[3]张晓宇.基于产品结构的汽车装配成本计算方法研究[D].同济大学（硕士学位论文），2009.

[4]张岳君.轿车总装流水线标准工时计算方法和应用研究[D].同济大学（硕士学位论文），2009.

[5]王涛，唐磊.汽车机构的人机工程学优化[J].宁波工程学院学报，2010（2）：50-52.