（木材科学与技术专业论文）沙发生产作业分析与改进.pdf

摘要 沙发生产的特点是以手工作业为主，机械化程度低。作业场所的布置、辅助设施状况、 工具的性能、工人的操作方法等成为影响劳动效率的重要因素。设计不良的工具、尺度不 合理的工作台直接导致了工人的不良作业姿势的产生，增加了工人的作业疲劳，降低了生 产效率。 本文以工业工程和人体工程学为理论基础，对沙发生产车间和具体作业位置展开分析 研究。研究对象包括沙发生产的各个工序，研究内容根据各工序的特点而有所侧重。通过 分析找出影响作业效率的不合理因素，提出改进方案，旨在创造良好的作业环境，使工人 能够用经济的操作方法、良好的作业姿势进行作业，减轻作业疲劳。提高劳动效率。在对 车间的分析研究中，主要针对车间布置、车间环境两个方面。在对具体作业岗位的研究中， 将工人的操作方法和作业姿势、作业空间、工作台、工具等方面作为重点，应用人体工程 学知识，予以分析和改进。 本文注重实用性，在具体的作业改进中本着工业工程的主旨，在尽量少投入和不投入 的情况下，通过对现有条件的充分利用和作业位置的合理规划，达到减轻工人的作业疲劳， 提高生产效率的目的。 由于各种条件的限制，所取得的资料不是很全面，如沙发流水生产未能涉及。希望本 文对沙发作业所作的分析研究能够为沙发企业的作业改进提供了一种思路，所提出的改进 措施能够在具体作业岗位优化中起到实质的作用。 关键词：沙发生产作业疲劳生产效率作业改进 a b s t r a c t t h et r a i t si ns o f am a n u f a c t u r ei n c l u d et w om a i na s p e c t s h a n d w o r ki sd o m i n a n t ，a n d m e c h a n i z a t i o nd e g r e ei sl o w l a y o u ti nw o r k p l a c e ，c o n d i t i o no fa u x i l i a r ye q u i p m e n t ，q u a l i t i e s o ft o o l sa n dm e t h o d so fo p e r a t o r s ，a l lo ft h e ma r ei m p o r t a n tf a c t o r st h o s ei n f l u e n c ee f f i c i e n c y t o o l st h o s eh a v ed e f e c t si nd e s i g na n dw o r k t a b l ew h i c ha r cu n r e a s o n a b l ei nd i m e n s i o n sd i r e c t l y i n d u c ei m p r o p e ro p e r a t i o np o s t u r e s m e a n w h i l et h e ya l s oc a u s ew o r kf a t i g u ei n c r e a s i n gw h i l e e f f i c i e n c yd e c r e a s i n g t h i st h e s i sb a s e do ni n d u s w ye n g i n e e r i n ga n de r g o n o m i c ，a n a l y s e ss o f aw o r k s h o pa n d s p e c i f i cp o s i t i o n o b j e c t so fa n a l y s i sc o n s i s to fr e s p e c t i v es e c t i o n s t u d yp o i n t sa r ed i f f e r e n t a c c o r d i n gt ot h et r a i to fe a c hs e c t i o n b ya n a l y s i st h ea u t h o ra c q u i r e du n r e a s o n a b l ef a c t o r s t h o s ei n f l u e n c ew o r k t h e r e b yp u tf o r w a r ds o m ei m p r o v e m e n tm e a s u r e s t h ea i mi st oa l l e v i a t e w o r k e r s f a t i g u ea n dt oi n c r e a s ee f f i c i e n c y t oc r e a t eg o o dw o r ke n v i r o n m e n tw h a tc a nm a k e w o r k e ro p e r a t ew i t hs i m p l i f i e do p e r a t i o nm e t h o d sa n dw e l lp o s t u r e s t h ea n a l y s i so fw o r k s h o p a i m sa tl a y o u ta n de n v i r o n m e n t t h ea n a l y s i so fs p e c i f i cp o s i t i o np u tp o i n t so nw o r k e r s o p e r a t i o nm e t h o d sa n dw o r kp o s t u r e s ，w o r k s p a c e ，w o r k t a b l ea n dt o o l s n l ea u t h o ra p p l i e d e r g o n o m i c st oa n a l y s i st h e ma n di m p r o v et h e m t h i st h e s i sl a y ss t r e s s0 np r a c t i c a l i t y i tc a t c h e st h ee s s e n c eo fi ew h i c hi sr e a l i z i n gt h ea i m u n d e rc o n d i t i o no fi n v e s t i n gal i t t l eo rl e s sa sp o s s i b l e t h eo b j e c t sc o n c l u d i n gp o s i t i o n a m e l i o r a t i n g ，a l l e v i a t i n gw o r k e r s f a t i g u ea n di n c r e a s i n gp r o d u c t i v i t yi sa t t a i n e db yt a k i n g a d v a n t a g eo f e x i s t i n gc o n d i t i o na n dm a k i n gar e a s o n a b l es e t - u pi nw o r k p l a c e d u et o a l lk i n d so fc o n f i n e m e n t s ，t h ed a mi sn o tc o m p r e h e n s i v e f o re x a m p l e ，r u n n i n g w a t e ra s s e m b l yc a r ln o tb ei n v o l v e d i t st h ea u t h o r ss i n c e r eh o p et h a t t h i st h e s i sc a np r o v i d ea t h o u g h to fw o r ki m p r o v e m e n tf o rs o f am a n u f a c t u r ea n dt h ei m p r o v e m e n tm e a s u r ep r o p o s e d c o u l dm a k eas u b s t a n t i a lf u n c t i o ni ns p e c i f i cp o s i t i o ni m p r o v e m e n t k e yw o r d s ：s o f am a n u f a c t u r e ，w o r kf a t i g u e ，w o r ke f f i c i e n c y , w o r kp e r f e c t i n g 致谢 本论文是在导师申利明教授的悉心指导下完成的。从论文选题到调研收集数据，直至 论文的审查、修改，导师投入了大量的精力。师从三年，恩师不仅在学业上给予我指导， 在生活中也给予我启迪。恩师谦和的处世态度，严谨的治学精神扯我受益匪浅。在此谨向 恩师表示深深的谢意。 论文的顺利完成还要归功于给我提供实习机会的江门新会中新家私厂、深圳左右沙发 厂。在我实习期问，两厂的领导、管理人员和基层工人给了我大力的支持和无私的帮助。 感谢深圳家具协会的赖珍珍师姐为我联系实习单位，使我得以完成调研工作。同时，我也 要表达对师兄、师弟、师姐、师妹的谢意。在我整理资料、撰写论文的过程中，他们给予 我许多关心和支持，尤其感谢万毅、于娜、陈秀兰、吴新凤和陈玉霞。 随着论丈的完成，我的学生时代也即将结束。我要感谢培育过我的老师们，是您把我 带入知识的殿堂；我要感谢曾经帮助我、关心我的同学和友人，你们温暖的手让我感受到 爱的阳光。 最后，我要把我最诚挚的谢意送给我的父母。父母给我追求幸福的权力，让我有机会 实现人生的一个个梦想。我也要感谢我的恋人和朋友赵传刚，他给予我的理解和支持成为 我战胜困难的勇气。 在此，衷心地向我的父母、师长、同学、朋友道一声谢谢! 闵丽红 2 0 0 5 年6 月 1 绪论 1 1 问题的提出( 为什么要将沙发生产车间作为研究对象) 1 1 1 沙发及整个家具业的发展 【l l 中国己成为一个世界家具大国。1 9 8 3 年，中国仅有家具企业3 4 0 0 余家， 从业人员3 6 万人，家具总产值2 2 亿元。经过二十年的跨越式发展，至2 0 0 3 年 中国已有家具企业5 万余家，从业人员5 0 0 余万，家具总产值2 0 4 0 亿元，居世 界第二位，仅次于美国。随着家具工业持续超长的发展，中国家具制造大国的地 位将进一步提高，并且正由家具生产大国向家具生产强国迈进。我国自加入w t o 后，融入世界经济的步伐加快，我国家具业稳步向前发展，出口呈现强劲的势头。 2 0 0 2 年全年家具出口额达5 4 亿美元，比上年增长3 5 ，超过德国，名列世界第 二位，仅次于意大利。 虽然中国家具的总产值和出口额都很大，但中国家具产业的劳动生产率与国 外先进家具企业相比还有很大的差距。国外家具企业全员劳动生产率普遍高达 5 0 一1 0 0 万元，发达国家家具的人均劳动生产率高达2 0 0 万以上，而中国家具企 业人均产值不过1 0 万元，最先进的企业也不过2 0 一3 0 万元。 在家具的诸多品种中，沙发占有一定的比例。居于我国家具生产前沿的广东、 深圳地区，有许多生产沙发的大型企业。这些企业生产技术相比内地成熟，但由 于种种原因，劳动生产率还是不高。 1 1 2 沙发生产的特点 1 1 2 1 沙发生产的特点 沙发生产与实木家具和板式家具的生产方式不同，有其自身的特点，归纳起 来主要有以下五个方面： ( 1 ) 以手工为主，机械化程度低，人在生产中起主导作用，人与工具关系密 切。人与工具必须紧密配合才能完成工作，这与板式家具、实木家具的生产不同。 人的作业姿势和操作方法受到车间环境、作业布置、工具和设备的限制。不合理 的操作方法、作业姿势和辅助设旌的不完善引起作业者的疲劳，致使劳动效率降 低。 ( 2 ) 劳动者的作业姿势主要以站姿为主，当从事作业时，身体中参与运动的 肌肉群多，但连续的静态作业时间不长。 ( 3 ) 产品质量与劳动者的技术素质紧密相关，如扪皮的松紧度直接决定了沙 发的外观。 ( 4 ) 生产资料的合理利用对节约成本有可观的效益。但生产资料的浪费不易 被发现。 绵。 ( 5 ) 不能像板式家具那样实现拆装，半成品和成品占用空间大，如木架和海 1 1 2 2 沙发生产的过程 沙发生产的原材料主要有木材、皮革、布料、海绵、丝绵、胶粘剂等，工具 主要有钉枪、喷枪、剪刀、海绵刀、海绵切割机、缝纫机等。其生产过程见图 1 1 。 图1 - 1 沙发生产过程 1 1 3 研究的现状 以工业工程为理论指导对生产现场进行管理的实践早已开始，从福特轿车的 流水线到日式的看板生产，理论研究越来越精细，极大地促进和推动着生产管理 的改进工作，使生产更有序，生产效率更高。 应用人体工程学对人的作业姿势、作业方法进行规范改进，在实际生产中发 挥着重要作用。如根据人体的结构尺寸和功能尺寸对作业空间进行规划，使作业 区域的布置更趋合理。 家具行业也在不断引进先进的管理模式，如准时化生产、模块化生产等。家 具业对生产管理的关注比以往任何时期都密切，由生产管理带来的经济效益也越 发突显出来。然而由于沙发生产自身的特点，企业管理者对生产中应用先进管理 知识还认识不够。虽然用于沙发生产的机器设备如海绵仿形切割机、整架式松紧 带张紧机、电热海绵锣机等已在部分企业运转，但就沙发企业的规模来讲，并不 是所有企业都适用沙发生产机械，更多的生产还是依赖手工完成。 我们可以看到，有关“家具设计与人体工程学”这样的文章，但关于“家具 生产与人体工程学”的研究还很少，没有引起理论界韵足够重视。根据沙发生产 自身的特点，通过在沙发生产中应用人体工程学，对作业位置进行合理规划，对 工人的操作方法进行改进，能减轻工人疲劳，提高效率，收到良好的经济效益和 社会效益。就目前的情况而言，将工业工程和人体工程学应用到沙发生产中的研 究还处于空白阶段。在生产现场，有心的管理者也在不断地做着作业改进，但往 往是想到哪做到哪，不系统，不规范。有时浪费了人力、物力、财力却收效甚微。 1 2 本课题研究的意义和目标 1 2 1 本课题的意义 沙发生产的特点是手工劳动占很大比重，对工人手上的功夫要求比较高，工 人的技术素质对产品质量影响很大。手动工具的使用性能也对作业效率有直接影 响。工人的操作方法和态度直接决定材料的利用率。由于是以手工劳动为主，所 以关于沙发生产作业岗位的研究不多。 本课题以沙发生产车间和作业岗位作为研究对象，将工业工程和人体工程学 理论引入到沙发生产中，从车间布置、作业岗位布置、工人的操作方法和作业姿 势等方面展丌细致深入的分析研究，通过分析找出影响生产效率的不合理因素， 提出改进措施，以减轻工人疲劳，提高其生产效率。为沙发生产作业的规划和管 理提供一条思路，为车间管理人员进行作业改进提供参考。 将传统工业工程和人体工程学理论引入到家具企业的具体作业之中，将理论 与实践相结合，填补这两项理论在沙发生产中应用的空白。 1 2 2 本课题要达到的目标 根据沙发生产特点，因地制宜地将工业工程和人体工程学的理论知识应用到 沙发生产当中，旨在提高工作效率，减轻工人疲劳，降低能耗，减少浪费。通过 分析，找出影响因素，提出解决办法。 ( 1 ) 在不增加投入或少投入的情况下，充分利用现有条件，改进车间布置， 提高空间的利用率，保证作业顺畅地进行。 ( 2 ) 用人体工程学知识，通过合理规划作业岗位，调整、改善现有设备、工 具的状况，改进工人的操作方法，提高动作的经济性，纠正工人不良的作业姿势， 达到减轻工人疲劳，提高生产效率的目的。 1 3 本课题的理论基础 1 3 1 工业工程 工业工程的产生，可以追溯到1 9 世纪8 0 年代，是从泰勒( f w t a y l o r ) 的科学管理中萌生出来的。当时以泰勒为代表，创立了“秒表法”、“电影法”、 动作与分析和流程分析等技术手段，来研究作业现场效率的改进与提高。与此同 时，吉尔布雷斯( f b g i l b r e t h ，l8 6 8 一1 9 2 4 ) 也创造了与时间研究( t i m es t u d y ) 密切相关的动作研究( m o t i o ns t u d y ) 。因此时间研究和动作研究( 后发展成方法 研究) 成为工业工程的基本内容和方法。 第二次世界大战后，生产规模向社会化、大型化和复杂化方向发展，工业工 程吸收了统计学、运筹学和行为科学的精华，产生了诸如工厂设计、设施设计、 物料搬运、生产规划与控制、物料库存控制、质量控制、成本控制与工程经济分 析等多种技术方法，逐步形成了“基础工业工程”的理论、技术与方法。 本世纪7 0 年代后，基础工业工程兼收并蓄，以系统工程、技术经济学等为 基础，与各种制造工程相结合，以计算机技术、机电一体化技术、柔性制造系统 技术和计算机辅助设计( c a d ) 与计算机辅助制造( c a m ) 等多种现代技术为 手段，集中了自然科学、社会科学和数学领域内的多种理论与研究成果，使生产 经营中的人员、工艺、物料、设备和能源的最佳配置与改进，发展到一个相当高 的水平。i e 应用之广泛，理论和方法之丰富及其显著的收效，构成了现代工业 工程的重要特征。 工业工程从它诞生那一天起就确立了提高工作效率和生产率的目标。美国百 科全书给工业工程下的定义是：“工业工程是综合运用工业专业知识和系统工程 的概念与方法，为把人力、物资、装备、技术和信息组成更加有效和更富于生产 力的综合系统，所从事的规划、设计、评价和创新的活动，并为管理提供科学依 据”。( i n d u s t r i a le n g i n e e r i n gi sc o n c e r n e dw i t hd e s i g n ，i m p r o v e m e n t 。a n di n s t a l l a t i o n o fi n t e g r a ls y s t e m so fp e o p l e ，m a t e r i a l s ，i n f o r m a t i o n ，e q u i p m e n t ，a n de n e r g y i t d r a w su p o ns p e c i a l i z e dk n o w l e d g ea n ds k i l li nt h em a t h e m a t i c a l ，p h y s i c a la n ds o c i a l s c i e n c e st o g e t h e rw i t ht h ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fe n g i n e e r i n ga n a l y s i sa n dd e s i g n t os p e c i f y ，p r e d i c t ，a n de v a l u a t et h er e s u l tt ob eo b t a i n e df r o ms u c hs y s t e m s ) 工业工程作为一门以实践为基础的效率技术，同其它各门技术的区别在于它 所追求的不是单纯地解决局部的效益问题，而是整体效益的最佳，力求提高全要 素的总生产率，这是它的突出特点。提高生产效率，可以通过购置先进设备、提 高劳动强度等途径来实现，但工业工程所遵循的却是另外一条路线：在不增加投 资或较少投资；不增加工人的劳动强度甚至还要减轻工人的劳动强度；在企业现 有条件下，通过重新组合生产要素，优化生产流程，改进操作方法，整顿工作现 场的秩序，并对这一切加以标准化，有效地挖掘潜力来提高效率。企业一旦掌握 了这项技术，就能充分运用现有条件灵活地应付各种挑战。工业工程的奥妙还在 4 于，它依靠全体职工的主人翁责任感，调动所有人的聪明才智，解决企业的合理 化问题。 用工业工程中方法研究的方法对影响沙发生产的要素加以分析，找出症结所 在，并予以改进，使沙发生产组织得更有序、效率更高。 在沙发生产中的可控因素可归纳为以下几个方面： ( 1 ) 人的因素 a 设备、工具选择不当或使用不当导致生产率低下； b 工艺流程设计及相关文件的规范与管理不到位导致作业混乱； c 作业场所布置不当造成作业低效： d 工厂及车间布置不当导致零件移动频繁或路程过远，浪费时间和体力： e 操作方法不当或操作不规范； ( 2 ) 物的因素 i t 设备的适用性。人机界面的合理性，操作和调节的方便性； b 设备的利用率及作业过程中人机时间分配； c 机器保养制度不当导致设备不能发挥最大的效能； d 设备的操作方法及操作动作的标准化； e 工具的选择和设计使用的方便性 f 工具自身的生产效率； 工具的布置及摆放； ( 3 ) 作业环境因素 a 工作场地布置及操作的方便性； b 工作场地照明条件，车间及设备的颜色及可辨识状况； c 作业场所的地面状况及清洁程度； d 工作地的温、湿度对人员身体状况及体力的影响； e 作业环境噪声大小： f i 设备振动及对作业加工精度，人员疲劳状况的影响； g 空气质量状况( 粉尘及化学有害物等) 对人员健康、疲劳的影响； 1 3 2 人体工程学 人体工程学是在不同地方不同时期发展起来的一些学科的综合。它作为一门 独立的学科是从二次大战后确立起来的。人体工程学是研究“人一机一环境”系 统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提 供理论与方法的科学。其在生产方面的目的在于实现生产作业的安全和高效，同 是还考虑到作业过程中的舒适性，它也是提高工人工作效率的重要手段，而且这 种方法一旦确定就能长期发挥作用，并且效果明显。 如何使人一机一环境系统中各要素按最佳情况组合，是人一机一环境系统工 程学要解决的问题。它从“系统”的总体角度出发，一方面注意研究人、机、环 境三大要素本身性能；另一方面却更重视这三要素之间的相互作用、相互影响及 其协调方式：并借助系统工程的科学成就，引导人们有条不紊地找到最优组合方 案，使人一机一环境系统的总体效能达到最佳状态，这种最佳状态一般应满足“安 全、高效、舒适”等结合指标。所谓“安全”是指不出现人体的生理危害或伤害、 避免严重事故发生；所谓“高效”是指人一机一环境系统的工作效率或使用价值 最高，所谓“舒适”是指在满足系统技术性能或总目标任务的前提下，使人员的 负担( 心理和生理) 最小，动作最省，同时也最经济。 1 2 】人体工程学研究的主要内容大致分为三方面： ( 1 ) 工作系统中的人，包括： 人体尺寸； 信息的感受和处理能力； 人的能力及其限度； 生理及心理需求： 对社会环境的感受性； 环境对人体能的影响： 人的反射及反应形态； 人的习惯与差异( 民族、性别等) ； 错误形成的研究； ( 2 ) 工作系统中直接由人使用的机械部分如何适应人的使用。这些部分分为 三大类： 1 ) 显示器：仪表、信号、显示屏； 2 ) 操纵器：各种机具的操纵部分，杆、钮、盘、轮、踏板等： ( 3 ) 环境控制，如何适合人的使用。 1 ) 普通环境：建筑与室内空间环境的照明、温度、湿度控制等： 2 ) 特殊环境：比如冶金、化工、采矿、航空、宇航和极地探险等行业， 有时会遇到极特殊的环境，如高温、高压、振动、噪声、辐射和污染等。 根据人体工程学的研究内容对沙发生产车间的具体作业岗位的布置情况、 工人的操作方法、作业姿势予以分析和改进，使工人的操作方法合理规范，提 高动作的经济性，减轻作业疲劳，提高劳动效率。 2 研究对象、内容及方法 2 1 研究对象 本论文选定沙发生产的剪裁、车缝、扪皮、开绵贴胶等车间及其作业岗位为 研究对象，调研数据主要来自一个中等规模、日产沙发五六十套的企业。 2 1 1 开绵贴胶车间及其作业岗位 本论文所选取的研究对象开绵和贴胶作业是安排 在一个车间里的。开绵贴胶是两道工序。开绵的任务 是将海绵切割成需要的尺寸和形状，作业用到的工具 有海绵刀、尺子、划线笔等。需要工作台作为工作面； 贴胶是将裁剪好的海绵按规定位置贴到木架上，用海 图2 - 1 贴胶车问现场图髹曩蓑? 箨釜凳霎霍等姜耘警劳 跫挲喜呈竺翥鬈蠢 剂。 2 1 2 扪皮、组装车间及其作业岗位 扪皮、组装车间有三个工序，扪皮、推胶和组装。扪皮的作业任务是将车好 的皮套或布套钉到贴好海绵的木架上，主要使用气钉枪、螺丝刀。推胶的任务是 将需要填充海绵的皮套或布套里填上海绵使其充实饱满，沙发的靠垫也在推胶作 业里完成，作业不需要使用专门的工具：组装的任务是将扪好套子的部件组装起 来，并安装沙发脚，操作时需要使用电钻、木工用气钉枪、螺丝刀等工具。 扪皮、推胶和组装三个工序在生产中的先后顺序是：推胶一扪皮一组装。扪 皮有三个工作区，是按产品布置的。三个扪皮组装区分别进行三种款式的加工， 各组之间没有直接联系，不产生直接影响。推胶工序也按款式分成了三个小组， 分别供应三个扪皮组装组。每个组有一个管理者。在正常情况下，各组只负责规 定款式沙发的生产。当生产不平衡时，各组领导之间可以相互协调，借调人员。 2 1 3 剪裁作业岗位 图2 - 2 剪裁车间现场图片 剪裁岗位的任务是将大块皮革或布料裁减成 规定的尺寸的裁片。要求尺寸准确，没有色差， 皮革和布料上没有破损现象。对于有图案要求的， 图案不能扭曲、偏移。主要的作业工具是剪刀， 包括普通剪刀和电剪刀。辅助工具有尺子、划线 笔、镇子等。需要工作台。 7 2 1 4 车缝作业岗位 图2 - 3 车缝车间现场图片 2 1 5 打底作业岗位 图2 - 4 打底作业图片 2 2 研究内容 车缝作业岗位的任务是将裁片按一定顺序缝 和起来。要求缝线均匀，不跳线，一定尺寸内几 步缝线是确定的。直的缝线不歪斜，曲的缝线流 畅，过度自然。作业设各主要是缝纫机，辅助工 具有剪刀、镊子、榔头、尺子等。 打底作业的任务是用钉枪将松紧带和无纺布订 到木架上。钉松紧带的工具是气钉枪。调研的两个 企业的打底作业都没有工作台，木架直接放在地上， 有时工人的作业姿势很不舒服。如背部弯曲，手腕 处于非顺直状态等。 本论文的研究内容包括两个层面：程序分析级和作业分析级。 程序分析是按工作或作业的程序从第一道工序至最后一道工序；从第一个工 作地到晟后一个工作地；从原材料入厂到产品出厂所进行的全面分析或全过程分 析。程序分析可按分析对象划分为：对整个工作程序或过程的分析：对产品或材 料的流程分析；多人作业程序分析；布置与径路分析。 作业分析是在程序分析的基础上对某一工作岗位( 工作地) 所进行的深入分 析。作业分析的重点内容是影响该工作岗位工作效率和工作质量的各类因素，并 分析作业者的操作方法或作业者与机器之间的关系。 在程序分析级里主要对车间的布置和车间整体环境进行分析研究。沙发生产 中，整个生产线是按工艺布置的，但在具体工序里有的则按工艺布置，有的按产 品布置。论文将对扪皮和贴胶两个车间的车间布置进行分析研究，内容包括： ( 1 ) 工作场地布置 ( 2 ) 作业环境 a 工作场地的光环境； b 工作地的温、湿度和通风对人员身体状况及体力的影响： c 空气质量状况( 粉尘及化学有害物等) 对人员健康、疲劳的影响： d 作业场所的地面状况； 在作业分析里主要研究内容包括开绵、贴胶、扪皮、剪裁、车缝、打底等等 具体作业位置的人、物、环境因素。在作业分析级里分析研究的重点包括： ( 1 ) 人的角度分为：作业姿势、操作方法、人员组织形式( 如班组形式) 。 ( 2 ) 物的角度分为：工作台、工具适用性分析。 ( 3 ) 环境的角度分为：光环境、温湿度和通风状况几个方面。 2 2 1 车间布置分析研究的内容 2 2 1 1 工作场地的布置 工作场地的划分和具体布置受到多方面因素的影响。其中包括：场地空间、 加工对象本身的特性( 如海绵、木架占用的空间比较大) 、作业形式( 是单独生 产还是多人配合) 等的限制。区域的规划要能满足作业的要求，同时作到最有效 的利用空间。 2 2 1 2 作业环境 作业者首先是在一定的环境中进行作业的，保持工作环境中的物理、化学、 生物学的条件对人体无害，同时保证人的工作能力，是工作环境设计的要求。照 明环境是一切人机作业的前提，温度环境与噪声环境是所处环境中对作业效率影 响展突出的两个因素。 ( 1 ) 照明环境 照明环境包括：适宜的照度，光的数量和质量。光的数量即指适宜的照度， 而光的质量包括光的稳定性和均匀性，照度均匀、亮度分布适当，不产生眩光， 光源的显色性良好。作业场所的照明环境又分为天然采光和人工照明。 p j 一项调查资料表明，天然光是最有利于人眼视觉工作的绿色光环境，因此 应充分发挥天然光的优势。人工光源则是可以控制和合理摆放的。一般人工光源 尤其点光源一定要安装在人的正常视野以上，至少水平视线2 5 度以上，4 5 度以 上更好。实验研究表明，有2 4 的使用者对安装在水平视线以上2 1 度的水银灯 已经感到舒适，但是当该灯安装在水平视线以上3 3 度，则有9 0 的使用者感到 舒适。工作照明应采用适宜的照明方式。选择适当的照明器具，要求有适宜的亮 度，光源布局合理和避免目眩，使眼睛感到舒服并使人的视觉感受良好。因此无 论是自然采光还是人工照明，都应进行一定的设计处理。 在设计照明时，照度的均匀性是决定视觉是否舒服的主要因素之一。照明的 稳定性也是工作照明设计时应注意的问题。在工作照明设计时应注意作业区要求 的照度、视野内亮度的分布、作业对象与环境的亮度对比、作业对象的精密度及 反射率、允许观察的时间、作业者的年龄等因素。 9 表2 - 1 不同作业要求的照度1 作业种类举例照明( l x ) 粗库房 8 0 一1 7 0 中等精度实验宝、车床、装配、木匠 2 0 0 2 5 0 精密阅读、写作、图郫馆、精密装配 s 0 0 7 0 0 高精密制图、电子装配、色彩检查l0 0 0 2 0 0 0 ( 2 ) 温湿度和通风环境 在作业区内，适宜的温度环境不太引起人们的注意。事实上，在人们感受舒 适的温度区域的边缘，温度感便逐渐变得越来越明显。当温度过高或过低时，将 严重影响作业。作业区的温度环境决定于空气的温度和湿度，周围物体的表面温 度以及空气的流动速度。这三个因素是决定作业区温度环境指标的关键所在。作 为恒温机体的人体与环境不断进行着热交换。在作业者所处的环境中，这三个因 素决定着作业者的感受，影响作业者的工作效率，此过程同时受生理机制和物理 规律的制约。 1 ) 舒适的温度感受受空气温度度、周围物体的表面温度、空气湿度和空气 的流动四个因素的影响。温度环境的指标不是一个简单的温度数值，是通过有效 温度的概念来描述的。由于人对温度的感受受较多因素的影响。因此，将有效温 度定义为环境温度的近似平均值。即空气温度与环境物体温度的平均值。 2 ) 湿度就是空气中水分的含量。用百分数来表示，当空气中的水蒸汽含量 达到1 0 0 时，水蒸汽开始结成水珠。湿度对有效温度有一定的影响。但当湿度 在3 0 一7 0 之间，空气湿度对有效温度的影响很小。当空气温度与湿度达到一 定的比例时，人体会感到闷热。 3 ) 空气流动速度。空气流动对人体的温度感受也有较明显的影响。但影响 的大小因人和工作性质而异。一般情况下，空气流动速度超过0 5 米秒时，人会 感到不舒服；精密工作时，气流应小于0 1 米秒；对于坐姿作业，气流应小于 0 2 米秒。要避免后面吹来的气流干扰作业者。人体颈部和脚对气流较敏感，凉 风比暖风更易引起不适感。1 4 1 表2 - 2 人体闷熟摩受的温度与湿度的比例范围2 相对湿度气温低于3 0 的湿度将导致干 5 0 1 8燥，一般恒温房间应保持 6 0 2 4 4 0 一5 0 的湿度 1 产品设计中的人机工程学严扬王国胜编著黑龙江科学技术| i 版社1 9 9 7 年6 月第1 版5 8 页表2 2 2 数据来自产品设计中的人机工程学严扬王国胜编著黑龙江科学技术出版社1 9 9 7 年6 月第l 版5 3 页 1 0 表2 - 3 不同作业性质的舒适温度3 作业性质 室温( ) 坐姿脑力 2 1 坐姿轻体力 1 9 站姿轻体力 18 站姿重体力 1 7 超重体力 1 5 1 6 随着温度的增加，首先影响的是脑力作业，其次是技能作业，当温度上升到 一定阶段，体力作业也开始受到影响。 4 ) 通风。良好的通风能够保证室内空气的流通和交换，有助于有害气体的 排放，使有害气体在室内停留的时间缩短。同时良好的通风可以调节温湿度。即 使是在炎热的夏季，温度稍高的情况下，良好的通风也能够减弱人们对高温的感 受。控制空气流通的速度、恰当设置通风口的位置是创造良好的通风条件的必要 措施。控制空气流通速度可以通过改变通风口开启的大小来实现，如果采用的是 机械通风则通过增大设备的功率来实现。 ( 3 ) 空气质量状况 胶粘剂污染环境的同时也损害了人体的健康。沙发生产中受胶的侵害的工序 主要有胶绵工序和包绵工序。这两个工序需要大量用胶。由于管理者的管理力度 不够，加上工人嫌麻烦，口罩和防毒面具等防护装置，往往不被采用。胶的毒害 不是一下就显现的，当它在人体内富积到一定程度时，人体就会出现相应的症状。 因此，应及早采取措旌防患未然。 ( 4 ) 地面状况 地面状况包括：地面的材料、色彩、粗糙程度和清洁程度等几个方面。这些 因素影响作业空间的舒适度，工人操作的便捷性，从而影响工人的作业效率。地 面清洁，无障碍物便于物料的运输。地面的色彩会对工人的心理造成一定的影响。 恰当处理地面的色彩会收到意想不到的效果。 表2 - 4 车间作业环境检查表 车间名称 区域规划是否合理 口是口否 工作场地 如何改进 布置空间利用是否充分口是 口否 管线布置是否合理 口是口否 照明是否充分利用了自然光 口是口否 条件照度能否满足作业要求口是 口否 3 产品设计中的人机工程学严扬王国胜编著黑龙江科学技术出版社1 9 9 7 年6 月第1 版5 4 页表17 1 l 不同区域是否需要不同的照口是口否 度 地面是否清洁口是 口否 地作业内容对地面有无特殊要口有口无 面 求 口什么样的要求? 状 地面上有无管线等障碍物 口有口无 况 可否消除? 地面通道是否畅通口是口否 温湿度温湿度是否适宜 口是口否 口一般口不好 通风状况通风是否良好口良好 可否改进? 噪声 有无噪声 口有口无 空气质量空气质量状况如何口良好口般口有污染 状况 通过检查表的形式对作业现场的情况进行记录，对检查表所反映出的问题进 行分析研究，找出不合理的因素，提出改进意见。 2 2 2 具体作业位置分析研究的内容 2 2 2 1 作业者的角度 ( 1 ) 作业姿势 1 ) 作业姿势的分类 立姿 正确的立姿是身体各个部分，如头、颈、胸、腹等均垂直于水平面且身体保 持平衡和稳定。此时，人体的重量主要由骨骼承担，肌肉和韧带的负荷最小，人 体内各系统如呼吸、消化、血液循环等活动的机械阻力最小。但舒适的立姿是身 体自然直立或躯干稍向前倾1 5 度左右。在下列情况下宜采取立姿作业。 a 需要用较大肌力的作业，而坐姿不可能达到时。 b 没有容膝空间的机器作业，坐着反而不如站着舒适时。 c 因为频繁起坐所消耗的能量比坐姿的耗能量还大。 d 单调的易引起心理性疲劳的作业。 在沙发生产中，采用立姿的主要是剪裁、裁绵两个作业。如果能使工人作业 时躯干前倾在1 5 度范围内，疲劳度将大大减轻。持续较长时间的立姿作业，会 引起下肢肌肉酸痛，下肢肿胀，因此，对于一些不得不采取立姿进行作业，应使 操作者可以自由变换体位，避免长时间站立于一个位置。同时在作业者脚下铺垫 木板、橡胶板或有弹性的垫子，也可让作业者穿有软垫的鞋子，并应安排操作者 定时坐下来作适当休息或安排做一些轻度的体育活动，以改善血液循环状况，减 少下肢肌肉疲劳。 坐姿 作业时正确的坐姿应是身躯上部伸直稍向前倾1 0 1 5 。，保持眼睛到工作面 的距离在3 0 0 r a m 以上，大腿放平，小腿自然垂直或稍向前伸展着地，使整个身 体处于自然舒适状态。由研究知，当直腰坐( 身躯上部挺直坐) 时，背部肌肉负 荷小，有利于整个身体的平衡，感觉比较舒适。但此时椎间盘的内压力增大，由 此可见，肌肉与椎间盘对坐姿的要求是矛盾的。如若在作业过程中，适当变换直 腰坐与放松坐两种坐姿则既可通过改变椎间盘的内压力。改善椎间盘的营养供应 状况，又可使肌肉得以放松。在下列情况下应采用坐姿作业： a 持续时间长的静态作业。 b 精密度较高而又要求细致的作业。 c 需要手足并用的作业。 d 要求操作准确性高的作业。 由于坐姿心脏负担的静压力较立姿有所降低，肌肉承受的体重负荷也较立姿 小，故坐姿作业可以减轻劳动强度。提高作业效率优于立姿作业，但坐姿作业不 易改变体位，施力受限制，工作范围也受限制，且久坐可导致脊柱变形。在沙发 生产中采用坐姿的主要是车缝作业。 坐一立姿 坐一姿是指在作业过程中既可以站立，又可以坐坐、立交替，但以坐姿为 主，坐着可以解除站立所引起的下肢肌肉酸痛感，而站立又可放松坐着引起的腰 部肌肉紧张。所以坐立姿交替可以消除不同部位的肌肉负荷。坐姿对人健康的影 响是和时间成正比的。即使是设计不合理的坐具，短时间坐一坐不会对人产生影 响。但对于那些一天八小时，一年三百天坐着工作的劳动者，不正确的坐姿会给 身体造成永久的伤害。在沙发生产中还没有采用坐一立姿的作业，但根据作业内 容和方法，对作业姿势进行适当改进，如将剪裁的坐姿作业改成坐一立姿作业， 对缓解工人的疲劳提高作业效率大有好处。 5 1 2 ) 作业姿势与持续施力 持续施力 当人保持一个姿势一段时问不动时，就有一部分肌肉处于持续施力的状态， 肌肉在持续施力时，肌肉组织收缩压迫血管，阻止了肌肉的血液循环和新陈代谢， 使肌肉很快产生酸胀的疲劳感，疲劳程度和施力的大小与时问有关。持续施力对 人肌体的危害较大，哪怕很小的持续用力如果时间太长也会给人带来伤害。研究 表明，许多职业病是因作业姿势不合理而使某部分肌肉长期处于持续施力状态弓i 起的。如坐姿不合理造成腰肌劳损、椎间盘突出。理发师、教师等工作常年商抬 手臂会造成肩周炎。此外，长期使用设计不合理的手动或电动工具也会对人造成 伤害。在沙发生产中，由于工作台的尺度不合理，工具适用性差导致一些岗位的 工人身体的某些部位处于持续施力的状态。 1 3 表2 - 5 常见静态作业姿势可能引起人体疼痛的部位4 作业姿势可能引起疼痛的部位 长时间站立一个固定位置腿和脚，腿部静脉曲张 长期使用过高的工作台肩胛、颈部、手臂等疼痛性肌肉痉挛 长期使用无靠背座椅背部的伸肌、腰椎 弯背坐、站或工作台过低腰部、颈和肩，椎问盘症状 使用过高的座椅膝关节火腿，小腿和脚 使用过低的座椅臀部、肩和颈 关：仃处于极端状态下工作腱膜、腱端部、关节膜炎症 水平或向上伸手臂眉和手臂，肩周关节炎症 过分低头或仰头颈和肩，椎间盘症状 不自然地抓握工具前臂，腱部炎症 沙发生产中常见的持续施力的作业方式如下： a 长时间地或反复地向前或向侧弯腰，如工作台设计过低或身材高大者用低 工作台。 b 长时间手持或抓握物体，如手持钉枪、喷枪、电钻和拉松紧带等。 c 长时间的双手前伸或手臂悬空抬起，如组装时工人用电钻安装螺丝。 d 长时间的站立在一个位置上，如剪裁作业。 e 推拉重物，如搬运工人抬木架和沙发。 长时问、高频率地使用一组肌肉，如使用钉枪等。【4 j 静态肌肉施力常引起的病症 静态肌肉旌力一方面加速肌肉疲劳过程，引起难忍的肌肉酸痛，另一方面长 期受静态肌肉施力的影响，酸痛还会由肌肉扩散到腱、关节和其他组织，并损伤 这些组织，引起永久性疼痛。 3 ) 确定作业姿势的一般原则 1 5 1 为保障操作者的身体健康，提高作业效率，在确定作业姿势时，一般应遵 循如下原则： a 操作者的作业姿势一般以坐姿为好， 不可时，才选择立姿。 b 应尽可能地使操作者采取平衡姿势， 心血管系统造成不必要的负担。 其次是坐一立姿，当工作过程非立姿 避免因作业姿势不当给肌肉、关节和 c 作业过程中，应使操作者能自由地变换多种体位，尽可能的使操作者身体 4 人机工程学及其应用 马江彬主编机械工业出版社1 9 9 3 年1 2 月5 8 页表4 3 1 4 处于舒适状态。当强制保持的姿势无法避免时，应设置适当的支撑物。 d 确定作业姿势应与肌力的使用以及作业动作相联系。二者应相互协调。 4 ) 影响作业姿势的因素 影响作业姿势的因素很多，主要有以下几个方面： a 作业空间的大小及照明条件，变换姿势的可能性。 b 体力负荷的大小及用力方向：作业所要求的准确度和速度。 c 工作场所的布置、工具设备与材料的位置以及取用、操作的方法。 d 作业的方式、方法以及操作时的起坐频率。 e 工作台面与座椅的高度，有无足够的容膝空间。 f _ 操作者随意采取的体位。 对具体作业岗位的工人的作业姿势予以分析找出可控因素，进行分析与改 进，达到降低工人的疲劳，提高劳动效率的目的。 ( 2 ) 操作方法 在生产中如何利用工具、设备对材料进行加工整理，就称之为操作方法。操 作方法与所规定的作业程序、所采用的工具设备及材料的性质有关。布局合理的 作业空间和工作面能使人轻松而有效率地工作。充分了解人的动作特点有助于设 计出合理的工作面。 1 ) 动作分类 【4 】吉尔布雷斯把人的动作分解成1 8 个要素，见表2 7 。 表2 7 吉尔布雷斯动作分类5 要素 类* 卜 动作要素 笫一类伸手抓住移动 定位 组装 拆下运用 放置 镍二类寻找 发现选择检查思考预安放 第三类紧箍难免的延迟 可免的延迟 休止 第一类动作是完成作业的必要动作，第二类是辅助性动作，第三类是多余的 动作。经分析去掉多余动作，精简辅助动作。通过工作场所的重新布置改善必要 动作，使之符合动作经济原则。 2 ) 动作经济原则 动作经济原则包括以下四个方面： 有效利用肢体。人的四肢能力不一。下肢力量大，但只能完成简单动作。 手指动作精细，但力量不大。要根据四肢的特点合理分配工作，尽可能地空出能 力最强的右( 或左) 手完成重要工作。 节约动作。简化动作，缩短动作距离，减少动作数量。 使动作符合人的本能和习惯。动作要连续有节奏，符合人固有的本