管理学第6章作业空间设计ppt模版课件

1,第6章 作业空间设计,6.1 作业空间设计概述 6.2 作业空间的设计 6.3 座椅设计,2,教学基本要求,了解作业空间的概念和分类 掌握不同作业姿势的特点与适用范围 重点掌握坐姿和立姿作业空间的设计 了解座椅设计中的人因学分析,3,作业空间设计的有关概念 作业空间设计的一般要求,6.1 作业空间设计概述,4,5,6,7,8,9,10,11,12,作业空间包括作业者在操作时所需的空间及在作业中所需的机器、设备、工具和操作对象所占的空间范围。,6.1.1 作业空间设计的有关概念,近身作业空间 作业者在某一固定工作岗位时，考虑人体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，为完成作业所及的空间范围。 个体作业场所 作业者周围与作业者有关的，包括设备等因素在内的作业区域。 总体作业空间 多个相联系的个体作业场所布置在一起构成的作业空间。,13,作业空间设计,按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器设备、工具等进行合理的空间布局，给人、物等确定最佳（合理）的流通路线和占有区域，以提高系统的可靠性、舒适性和经济性。（广义） 合理设计工作岗位空间。（狭义）,14,6.1.2 作业空间设计的一般要求,作业空间设计的关键因素 作业空间设计的基本原则,15,作业特点：工作性质和工作内容 作业空间特点：近身作业、个体作业、总体作业 人体尺寸：净尺寸和着装尺寸 视觉范围：视野、视距、照明 作业姿势：坐姿、立姿和坐立交替姿势 个体因素: 使用者的性别、年龄、体形和人种等因素 维修活动: 定期检修或更换机器部件时所必需的活动空间,作业空间设计的关键因素:,16,应以人的生理、心理特点为依据，不能超出作业者的作业范围; 从人的要求出发，处理好总体空间与局部空间之间的关系, 处理好个体场所之间的相互关系; 保证作业的安全，尽量减少疲劳; 控制器、显示器装置根据重要程度与使用频率布置在作业范围的最佳区、易达区和可达区。,作业空间设计的基本原则,17,人体尺寸 人的视觉要求 人的行为影响 人的主要作业姿势,6.1.3 作业空间设计中的人体因素,18,6.2.1人的行为影响,个人心理空间 个人心理空间是指围绕一个人并按其心理尺寸要求的空间。 通常把心理空间分为四个范围，即紧身区（亲密距离）、近身区（个人距离）、社交区（社交距离）、公共区（公共距离）,A紧身距离 B近身距离 C社交距离 D公共距离,19,人的行为惯性,捷径反应，是指人在日常生活中为了贪图方便，采用最便捷的途径，直接指向目标的行为倾向，例如直接伸手取物、穿越空地走直线等。 躲避行为，指当发生危险时，人类的一些共同躲避行为，例如从众心理，面对飞来的危险一半以上的人以左右方向躲避，顺着墙按左转方向前进等。,20,捷径反应,21,作业时姿势正确，可以减少静态疲劳，有利于提高工作效率和工作质量。 作业空间设计时，应能保证在正常作业时，作业者具有舒适、方便和安全的姿势。 作业过程中，作业者通常采用坐姿、立姿、坐立交替相结合的姿势，也有一些作业才有跪姿和卧姿。,6.2.2 作业姿势,22,确定作业姿势主要考虑的因素：,（1） 工作场地的大小、照明条件与视觉； （2） 体力负荷的大小及用力方向； （3） 工作场所各种物质（包括必需的工具、加工材料等）的安放位置； （4） 控作台或工作台的台面高度，有无合适的容膝空间； （5） 作业时起坐的频率等。,23,1.坐姿作业,指身躯伸直或稍向前倾角为10o15 o ，上腿平方，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地，身体处于舒适状态的体位。,特点：不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作精度高；手脚可以并用；脚蹬范围广，能正确操作。但活动范围小，操纵力小。 适用范围：精细而准确的作业；持续时间较长的作业；施力较小的作业；需要手、足并用的作业;作业所需的工具、材料等在坐姿状态下易于拿到。,人体最合理的作业姿势就是坐姿作业,24,坐姿工作岗位尺寸图示,坐姿工作岗位的尺寸图示 a)侧视 b)俯视,25,通常是指人站立时上体前屈角小于30o 时所保持的姿势。,2.立姿作业,优点 ：较大范围的活动和较大力量的操作；需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；减少作业空间。 缺点：不易进行精确而细致的工作；不易转换操作；易引起疲劳；长期站立易引起下肢静脉曲张等等。 适用范围:对于需经常改变体位的作业；工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较大的作业；在没有容膝空间的机台旁作业；用力较大的作业；单调的作业.,26,1人体上肢操作范围的最佳区域（适宜配置最重要和使用最频繁的显示器、控制器） 2人体上肢操作范围中容易达到的区域（适宜配置较重要和使用较频繁的显示器、控制器） 3人体上肢操作范围中能够达到的最大区域（适宜配置不重要和使用不频繁的显示器、控制器）,图 站姿作业空间的尺寸,立姿适合操纵范围和操纵力大，且一般不是长时间连续进行的工作。,27,28,3.坐、立交替姿势,某些作业并不是要求作业者始终保持立姿或坐姿，在作业的一定阶段，需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。,图 坐立姿的尺寸图示,适合一些特殊的作业。如作业中需要重复前伸超过41cm或高于15cm 的操作等,29,坐-立姿交替作业垂直面布局设计,30,作业空间经常又被称作工作空间包迹，指人体进行工作的三维空间。 作业空间设计内容包括： 作业范围设计 工作面设计 作业空间的布置原则,6.2 作业空间的设计,31,6.3 作业空间的设计,6.2.1坐姿作业空间设计,1.工作面高度和宽度 作业面高度是决定作业场所舒适性的重要因素，作业面既不能太低，又不能太高。,32,33,作业面高度的确定应遵循以下原则：,（1）如果作业面高度可调节，则必须将高度调节至适合操作者身体、尺度及个人喜好的位置。 （2）作业面的高度应能使人的上臂自然下垂，处于舒适放松状态，小臂一般应接近水平状态或略下斜，在任何情况下都不能让小臂上举过久。 （3）若在同一作业面内完成不同性质的作业则作业面高度应可调节，调节范围在人体尺度的5%95%之间。 （4）作业面下空隙高度应该提供足够的大腿空间。,34,表6-2 坐姿工作时推荐的工作面高度/mm,在正常情况下，作业面高度应在肘部以下50100mm。对于特殊的作业，其作业面高度取决于作业的性质，个人的兴趣与爱好，以及与作业面相联系的坐椅的高度等。,35,工作面高度和工作高度,a的台面高度为88020mm，视距离为120-250mm，区分直径小于0.5mm的零件。对视力强度、手臂活动的精度和灵巧性要求都很高的作业，如钟表组装； b的台面高度为84020mm，视距为250-350mm，区分直径小于lmm的零件，对视力强度要求较高的工作，如微型机械和仪表的组装，精确复制和画图等； c的台面高度为74020mm，视距小于500mm，区分直径小于10mm的零件，一般的作业要求，如一般的钳工工作、坐着的办公工作等； d的台面高度为68020mm，视距大于500mm，适合于精度要求不高、需较大力的手工作业，如包装、大零件安装、打字机上打字等。,36,表6-4 推荐的工作面高度,37,不合理的座椅,38,工作面宽度视作业功能要求而定: 一般若单供靠肘之用，最小宽度为100mm，最佳宽度为200mm； 仅当写字用时，最佳宽度为400mm； 工作面板的厚度一般不超过50mm，以便保证大腿的容膝空间。,39,（1）水平作业范围 在水平方向上方便地移动手臂所形成的轨迹（覆盖的范围）,2.作业范围,40,2019/3/28,第 40 页,坐姿作业的水平面作业范围的设计,41,42,43,（2）垂直作业范围,图 坐姿作业时手的垂直作业范围/mm,（3）立体作业范围,图 坐姿上肢运动范围,44,坐姿工作台设计,图 低台式坐姿工作台,图 高台式坐姿工作台,45,3.容膝、容脚空间,表6-4 容膝空间尺寸/mm,46,6.2.2 立姿作业空间设计,1.工作面高度,立姿工作面的高度不仅跟身高有关，还与作业时施力的大小，视力要求和操作范围等因素有关。 立姿工作面高度应按身高和肘高的第95百分位数设计。对男女共用的工作面高度按男性的数值设计。,47,立姿作业空间设计参数,说明（1）j. k为推算值，其余为实测值。（2）差鞋时的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。（3）身体放松站立修正值：身高、眼高等减19mm。（4）着装时的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加20mm。,48,身高,作业面高度,图 作业面的高度与身高的关系/cm,49,表6-4 立姿工作时推荐的工作面高度/cm,50,下图按男性身高的第95百分数给出了立姿情况下不同作业性质对工作面高度的要求。,a的台面高度为10501150毫米，适用于精密工作，靠肘支承的工作（如书写、画图等）； b的台面高度为1130毫米，虎心钳固定在工作台上的高度； c的台面高度为9501000毫米，适用于要求灵巧的工作，轻手工工作（如包装、安装等）； d的台面高度为800950毫米，适用于要求用劲大的工作（如刨床，重的钳工工作等）。,工作面高度与工作性质,51,2.立姿作业范围,图 12-13 立姿作业的作业范围/,52,3.工作活动余隙,表6-5 立姿作业活动余隙设计参考尺寸/mm,53,4.立姿作业空间垂直方向布局设计,54,工作面高度及水平面和垂直面的最大作业范围和舒适作业范围，均与单独采用立姿作业的设计结果相同。 坐-立姿交替作业的工作座椅的坐面高与坐姿作业时的坐面高是不同的。它是由立姿时的工作面高度减去工作台面板厚度和大腿厚度i的第95百分位数所确定的。椅子高以680780cm为宜，同时提供脚踏板。,6.2.3 坐立姿交替作业空间设计,55,6.3.3 坐立姿交替作业空间设计,图12-14坐立交替工位设计(cm),56,6.3.4 其它作业姿势的作业空间设计,1.受限作业空间设计,受限作业的空间尺寸/mm,57,2.维修空间设计,标准工具尺寸和使用方法限定的维修空间/mm,58,图 12-17由上肢和零件尺寸限定的维修空间/mm,59,虚拟现实虚拟训练,INRS 虚拟一台金属板弯折机， 来做人员培训和人机工效析,起重机的虚拟训练,虚拟维修训练,虚拟维修训练,核反应堆的模拟操作,60,虚拟现实人机工效分析软件JACK,Jack是一个人机功效分析软件。用户能在虚拟环境中定义精确的不同尺寸的数字人体，定义其完成指定的任务并分析相应的性能。Jack的数字人体能告诉工程师他们能看到什么，能接触到什么，是否感到舒适，在什么时候及为什么会受到伤害，是否感到疲劳及其他的重要的人体功效学信息。,主要用途：1、产品设计过程人体仿真，设计中考虑人的因素，开发以人为中心的产品；2、产品制造过程人体仿真，减小操作伤害，提高生产效率；3、产品可用性评估；4、产品生命周期的维护阶段的人体仿真。,61,家居空间设计,62,厨房的人因工程分析,63,厨房的人因工程分析,64,厨房的人因工程分析,65,作业空间设计案例,银行柜台设计双通道改进,玻璃窗; 进通道(顺直部分) ; 出通道(变曲部分) ; 顺直的手臂 图2 出纳人员的手臂动作示意,66,绘图工作台的设计 较差的设计 较好的设计 颈部及背部较小的压力,67,直立坐姿 倾斜坐姿 倾斜座椅下的工作状态,68,电脑桌的设计,图一：显示可拖动的主机和固定好的鼠标线,图二：可移动主机座,图三：升降式键盘架,图四：总体尺寸图,电脑桌的设计,69,作业空间的布置,作业空间的布置是指根据人因学的布置原则，在有限的空间内定位和安排作业对象（包括机器、设备及其显示器、控制器等其它元器件）。 在作业空间的布置中，不仅要考虑人与机器的关系，还要考虑机器、元器件之间的相互关系。,70,控制面板的布置原则,按重要程度布置 按使用频率的高低布置 按功能对应性原则排列 按作业顺序布置 控制器的间距,。,71,机器设备的布置原则,按作业顺序布置,图 按照作业顺序布置的机器设备,72,机器设备的布置原则,按设备功能布置,图 按照设备功能布置的机器设备,73,机器设备的布置原则,混合布置,图 混合布置的机器设备,74,设计不良的座椅和不正确的坐姿会引起各种疾病，例如长时间采用坐姿，静脉压力增加，大腿局部受到压力，血液回流阻力增加，会造成下肢肿胀、麻木； 不正确的坐姿还会因腹部肌肉松弛，脊柱前弯而影响呼吸系统、消化系统的功能；此外，躯干过于前倾或后仰，则会造成颈椎炎等。,6.3 座椅设计,75,7,5,12,5,4,腰曲,前,后,肩靠,6.3.1 坐姿分析,76,从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。,图6-13 各种不同姿势下所产生的腰椎曲度,6.3.1 坐姿分析,77,78,79,坐姿生物力学,从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。,图6-17 不同坐姿时椎间盘受力分析,80,6.3.2 座椅设计的一般原则,保持腰部脊柱前曲： 靠垫或座椅前倾 最小化椎间盘的压力: 斜倚式靠背、腰部支撑 最小化背部肌肉的静态负载：靠背后倾110度 减缓