基于人因工程的生产现场改善

郭春东 GUO Chun-dong；李云浩 LI Yun-hao；刘爽 LIU Shuang

（河北科技大学经管学院，石家庄 050091）

0 引言

在传统制造业中，企业往往强调生产的效率与质量，而忽略了人的因素，随着制造业飞速发展以及人们生活质量的提升，在生产现场中，舒适的工作环境与合理的作业现场越来越被人们所需要，而且安全、合理的工作条件也越来越被人们所重视[1]。在生产车间现场中，无论是管理者还是作业者，都在人的因素方面逐渐加大了关注度。人因工程在生产车间的应用与研究也成为了现代工业工程研究的热点之一。“以人为本”是人因工程学的核心，通过对人员-机器-环境三者组成的系统三者之间进行综合考虑，以达到使人员可以安全、舒适、健康和高效地工作的目的。人因工程不仅有利于提高系统绩效，更能消除隐患、确保安全，同时还把满足人的多层次需求与系统功能及性能有机地统一起来[2]。如果在工作中缺乏对人因工程的考虑，可能会使工人在工作中过度疲劳，将会导致工人对工作厌倦或不满意，工作效率下降，并且让人容易发生失误，出现生产事故。

我国人因工程学的产生，以陈立先生于1935年出版的《工业心理学概观》为主要标志，书中对工作选择和工作环境工效等进行了研究[3]。但由于中途存在停滞，人因工程学未能持续发展。现阶段，我国人因工程学科发展势头较好，但在实际应用中仅大企业比较注重人因工程学方面的工作，广大的中小型的企业在这方面还存在很大的不足。研究人因工程学在生产车间的应用对我国企业在提高生产效率、降低成本、提供安全舒适的工作环境等方面具有重要意义[4]。本文以某制药技术装备制造企业P生产车间为研究对象，从人因工程学角度对车间现场进行分析，并提出相应的改善建议。

1 P生产车间简介

据实地调研了解，P车间生产的产品主要为定制化的罐体类压力容器，生产模式主要为多品种、小批量生产。该生产车间是以工人操作机械设备为主的手工生产线，生产线上产品和零部件种类及数量较多，主要涉及焊接、切割、打磨、下料和装配等操作内容，其中焊接为主要作业内容。由于涉及不同部位的不同焊接要求，该生产车间需要大量熟练掌握多种焊接技术的操作者。现阶段，该工厂实行8小时工作制，但特殊情况会根据产品生产进度组织加班。

通过发放问卷与实地访谈，发现P生产车间操作者工作积极性普遍较低，操作者发生手臂和肩颈肌肉拉伤、腰部扭伤以及身体酸痛的比例显著高于该制造厂其他生产车间，并且该车间离职率也较高。因此，该制药技术装备制造厂急需针对P生产车间生产线从人因工程角度提出人因改进策略。

2 P车间现场人因问题分析

2.1 工作台与座椅

坐姿是具有多种优点的人体自然姿势，它比立姿更有利于身体的血液循环，可有效地降低肌肉疲劳，减少人体的耗能，在工作中，坐姿可有助于操作者采取更为稳定的姿势，以进行多种精细、稳定动作的任务[5]。工作台面高度与人体坐姿手肘高度相关，工作台过高或过低都会对工人作业的舒适度造成影响。对于不同身高的工人来说，升降工作台搭配人体工学椅是舒适作业的最佳选择，可有效提升工作效率，降低工作疲劳。但在生产现场中，往往因为操作空间有限等现实原因无法实现。因此，在生产车间内如果能使用适合自己高度的工作台和座椅工作，即便都是固定不动的，也可以有效的降低疲劳，提高工作效率。

据实际观察，P车间内各个作业岗位，使用统一制式的工作台和座椅。由于作业人员普遍缺乏人因工程学知识，在作业过程中对这些方面可能比较随意，对座椅高度与工作台适配问题不够重视，不同身高工人未将座椅调整到适宜的舒适作业高度，从而产生了错误的坐姿，不利于维持人体脊柱的正常生理曲度，长时间使用高度不适宜的工作台和座椅进行作业，容易加速工人的疲劳，甚至造成身体损伤。车间内工人座椅工作台使用情况如图1所示。

图1 工作台座椅实例

2.2 不良作业姿势分析

工人由于长时间保持不良姿势作业、高重复性工作以及静态负荷等，造成颈痛、肩痛、背痛和前臂酸痛等症状的累积性作业疲劳，在医学上被称为工作相关肌肉骨骼损伤[6]。P车间现场观察发现，焊接作业时局限于工作需要及产品制造的要求，导致工人作业时无可坐设备，大部分时间保持蹲姿或跪姿进行被迫体位作业，尤其是在产品零部件装配过程的焊接作业中，存在很多蹲或跪、弯腰、头颈前倾等不良姿势，以及长时间手持焊枪等问题，并且在作业过程中存在高重复性工作和静态负荷，这些都是造成肌肉骨骼损伤的因素。车间内存在的部分不良作业姿势如图2所示。

图2 不良作业姿势实例

工人在产品的焊接作业工作时，头颈部长时间处于前倾状态，背部弯曲严重，双腿在蹲姿和双腿弯曲两种姿势间转换，长时间以这三种作姿势重复作业，容易造成工人疲劳，且对相应身体部位有显著危害。因此，改善P车间焊接作业中的不良作业姿势，可有效地降低作业人员肌肉骨骼损伤风险，提高工作安全感和幸福感。

2.3 噪声

声音是生产现场作业环境中不可忽视的重要因素，那些使人作业不舒服的声音就成了噪声，对作业者的身心健康都会造成影响[7]。据实际调研发现，由于P车间内机械设备多、工作空间较为封闭等原因，形成了特殊的环境噪声污染，特别是当P车间进行打磨、切割、整形和天车搬运等作业内容时，噪声污染非常严重。车间内高噪声环境不仅会影响正常的语言交流，而且还会严重影响作业人员的生理、心理指标[8]。噪声除了直接影响人体身心健康外，还严重影响着人的安全行为可靠度，对安全生产构成严重威胁[9]。

针对P车间内不同生产工位，选取统一的测量高度和距离，确保数据的合理性。使用声级计作为测量工具，从8:30正式作业开始测试，选取主要作业时间段，间隔一小时收集记录一次数据，并重复测量5天，得到的P车间噪声平均值，如表1所示。

表1 P车间噪声声压级

我国《工业企业厂界环境噪声排放标准》第五条明确规定了工业企业的生产车间和作业场所的工作地点的噪声标准。工作场所操作人员每天连续接触噪声8小时，噪声声级卫生限值为85dB（A）[10]。图表可以看出，装配车间噪声的最大值达到了112.9dB。平均噪声值已经超出了生产车间噪声声级卫生限值规定的标准值85dB（A）。

3 改善建议

3.1 工作台与座椅改善建议

3.1.1 工作台

设计选择工作台面时要针对岗位工作内容进行调整，以及考虑工人作业时视力和臂力的使用情况，以焊接作业为例，进行作业时应尽量使焊接目标点置于工人的视角范围内。因此，针对这一问题建议提供不同尺寸的工作台，使人员-岗位-工作台适配。此外，从工作台利用率出发，无需每个工位都配备专业工作台，建议车间内配备可拆卸工作台，供作业人员按需使用。

3.1.2 座椅

根据车间工人的身高情况，制定座椅高度调整参考表，让工人了解身高-座椅高度的适配范围，从而调节适合自己的座椅高度，提高舒适性，降低疲劳。

车间内出现功能损坏的旧座椅应及时报修更换，淘汰下来的旧座椅经过车间简单加工后可作为工人休息区的座椅。现阶段工人疲劳后在车间外休息，并无固定座位，只能在路边席地而坐；午饭时也没有相应座位，也能在路旁简单应付，吃饭时很不舒服，会降低人的幸福感，严重的可能会导致工作效率下降。利用旧座椅可以有效的改善这方面问题。

3.2 缓解作业疲劳改善建议

①车间内提供不同高度的泡沫腰凳，在需要进行蹲姿、跪姿等作业时选择合适的泡沫腰凳，尽量以坐姿作业方式替代不良姿势进行工作，避免工人长时间处于不良作业姿势而对身体造成损害。相比蹲姿、跪姿等作业姿势，可很大程度上降低工人疲劳。此外，腰凳取用便捷，高度可选，且价格实惠。投入成本小，改善效果明显。工人佩戴腰凳如图3所示。

图3 腰凳

②为缓解工人长时间工作产生的疲劳，针对目前P生产车间的劳动强度与工厂订单的进度需求，工人与管理者协商制定加班薪酬，可以在下班后自愿选择是否加班。根据人因工程学相关知识，制定了科学合理的工作、休息时间，改善后的车间作息时间如图4所示。

图4 车间作业者作息时间分布

此外，由于车间内多道工序都存在被迫体位作业，长时间保持不良姿势作业会导致颈、肩、腰等部位产生职业病。通过组织班组长进行人因工程学相关培训，引起工人对作业姿势的重视，并将人因工程学提倡的正确作业姿势在车间进行推广。同时，制定符合企业文化的放松体操，作为企业人文关怀特色活动。工人可利用休息时间进行简短的放松体操，活动身体，缓解疲劳，有助于提升工作效率。

3.3 噪声改善建议

①在声源处减少噪声产生。

用无声的或低噪音的设备和工艺代替高噪声的设备和工艺可从根本上控制噪声，但改善成本巨大，短时间难于进行。因此，加强对设备的维修保养是降低和消除噪声有效方法。

②在传播过程中消除噪声。

在车间安装消声隔声装置，就可以使声音减弱；也可在车间周围安装吸音海绵，也可以有效地降低噪声。

③防止噪声进入人耳。

一线作业者是噪声污染的最大受害者，但现有的技术手段还不能完全消除噪声[11]，因此，防止噪声进入人耳是最有效的降低噪声危害的手段。市场上常见的消音产品与降噪效果如表2所示。

表2 常见降噪产品

耳塞体积小，价格便宜，隔声量大，对中高频噪声通常可降低20～30dB（A），在P车间内，一般噪声危害的岗位，可定时发放隔音耳塞；对于打磨、修型等高噪声的岗位，建议适当配备工业降噪静音耳机，以保证工人的身心健康。此外，为避免工人长时间在高噪声岗位连续工作，采用多名工人轮岗作业的方式，减少因工人长时间处于噪声中，难以集中注意力，导致的工作安全事故。

4 结束语

为了使公司迅速发展壮大，企业通常会采取各种措施提高产品质量和生产效率，但往往忽略了工人生理、心理方面因素对工作效率的影响[12]，忽视对生产现场进行人因方面的改善。本文以人因工程学为理论基础，通过对P车间生产现场的分析与研究，从工作台与座椅、不良作业姿势和噪声方面提出了改善措施，给工人提供了相对舒适、安全、健康的作业环境。不仅有助于提高工人的工作效率和缓解疲劳，更可以提高工人对公司的认同感和满意度，从而降低离职率，增强公司的凝聚力。