1、E R G N O M I C SE R G N O M I C S第第4章章 作业空间布局与工位设计作业空间布局与工位设计第第4 4章章 作业空间布局与工位设计作业空间布局与工位设计4.1 4.1 作业姿势记录与分析作业姿势记录与分析4.2 4.2 作业姿势评价与设计作业姿势评价与设计4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计记录姿势记录姿势4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价描述、定义描述、定义姿势姿势分析姿势分析姿势评价评价笔录、计算机现场记录、录像笔录、计算机现场记录、录像专业仪器专业仪器主观反馈主观反馈姿势定义（姿势定义（P67-68）姿势分
2、类图（预定义姿势图）姿势分类图（预定义姿势图）姿势描述方法：坐标法；轴坐标法；类解剖学法姿势描述方法：坐标法；轴坐标法；类解剖学法4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价姿势图像法姿势图像法 Posturegram(Priel 普里尔普里尔)Priel等人曾将工厂中人工作业的姿势利用三维空间坐标，予以数量化定义等人曾将工厂中人工作业的姿势利用三维空间坐标，予以数量化定义成易于记录的模式（成易于记录的模式（Posturegram）并做记录分析，使人工物料搬运在姿）并做记录分析，使人工物料搬运在姿势的分析上有初
3、步的雏形。势的分析上有初步的雏形。将身体分为将身体分为14个肢段：双手、双前臂、双上臂、双大腿、双小腿、双脚、个肢段：双手、双前臂、双上臂、双大腿、双小腿、双脚、颈部、头部颈部、头部将身体测量面分为三个坐标平面、九个高度水准，并定义各肢体活动角度将身体测量面分为三个坐标平面、九个高度水准，并定义各肢体活动角度进行动作分析时将如任一肢段沿着任一平面之移动与旋转角度及手部作业进行动作分析时将如任一肢段沿着任一平面之移动与旋转角度及手部作业高度，给予不同平面及高度的相对应代码，最后根据高度，给予不同平面及高度的相对应代码，最后根据IE工程师在记录表单上工程师在记录表单上所记录各肢段在工作中的相对位置
4、，统计在某一时段中，各肢段在各种状态所记录各肢段在工作中的相对位置，统计在某一时段中，各肢段在各种状态的活动情况，由此记录可以找出活动最频繁之肢段与其活动范围。的活动情况，由此记录可以找出活动最频繁之肢段与其活动范围。该法可以完整记录多种职业中的工作姿势，但不适于记录动态活动。该法可以完整记录多种职业中的工作姿势，但不适于记录动态活动。Posture Targeting 姿势靶标定位姿势靶标定位Corlett等针对工厂中具高度重复性的人工作业进行分析。等针对工厂中具高度重复性的人工作业进行分析。在表单上将全身姿势用在表单上将全身姿势用10个同心圆表示图，描述头部、颈部、上下肢在作业周期个同心圆
5、表示图，描述头部、颈部、上下肢在作业周期中的相对参考位置，各身体部位若有相对于标准姿势的运动时，则记录相对应的同中的相对参考位置，各身体部位若有相对于标准姿势的运动时，则记录相对应的同心圆中，圆圈缺角的部分为无法移动的范围。心圆中，圆圈缺角的部分为无法移动的范围。此法可以得到人工作业的人体活动范围，在工作中，此法可以得到人工作业的人体活动范围，在工作中，IE工程师可将活动范围方向与工程师可将活动范围方向与范围记录在此分析表上，并可以从所记录之轨迹得知工作姿势下的人体活动范围。范围记录在此分析表上，并可以从所记录之轨迹得知工作姿势下的人体活动范围。该法仅使用一张分析记录表即可记录全工作周期之动作
6、及活动范围，但不适于记录该法仅使用一张分析记录表即可记录全工作周期之动作及活动范围，但不适于记录持续时间短或不可重复的姿势持续时间短或不可重复的姿势4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价Gil法法专门研究姿势的方法专门研究姿势的方法以以15为间隔记录坐姿的矢状面上的几种不同的姿势角度值：大腿为间隔记录坐姿的矢状面上的几种不同的姿势角度值：大腿躯干、躯干、大腿大腿小腿、躯干小腿、躯干上臂上臂考虑脚部、腰部和前臂是否具有支撑物、头部是向前低还是向后仰等情况考虑脚部、腰部和前臂是否具有支撑物、头部是向前低还是向后仰等情况4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、
7、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价OWASOWAS法法 （Ovako Woring Posture Analysis SystemOvako Woring Posture Analysis System）OWAS法法（Ovako Woring Posture Analysis System）Karhu等为了鉴定与评估人工作业中不当的工作姿势，发展出等为了鉴定与评估人工作业中不当的工作姿势，发展出OWAS方法方法来记录分析工作姿势，此法用于探讨在工作中造成身体不舒服的因素，以针来记录分析工作姿势，此法用于探讨在工作中造成身体不舒服的因素，以针对工作姿势、工
8、作方法与场所来作为作业重设计的依据。对工作姿势、工作方法与场所来作为作业重设计的依据。OWAS在企业界在企业界被广泛运用。被广泛运用。4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价OWAS法法（Ovako Woring Posture Analysis System）4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价OWAS姿势编码（姿势编码（Karhu,1977）负荷负荷 1.2.3.1.2.3.5kg 5 10kg10kg 10kg背部背部上肢上肢下肢下肢4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价OWAS法工作姿势的行动等级（法工作姿势
9、的行动等级（Actiong Categories,AC）4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价OWAS法例：粉刷天花板工作姿势法例：粉刷天花板工作姿势1.观察工人背部、手臂、腿部与重量负荷姿势，得到工作姿势编码观察工人背部、手臂、腿部与重量负荷姿势，得到工作姿势编码2.求得工作姿势等级求得工作姿势等级3.行动处理方案行动处理方案背部：扭转背部：扭转手臂：单肩高于肩手臂：单肩高于肩腿部：直立腿部：直立负荷：负荷：10kg姿势编码：姿势编码：2163行动等级：行动等级：AC2背部：弯曲背部：弯曲手臂：双臂低于
10、肩手臂：双臂低于肩腿部：双腿站立腿弯曲腿部：双腿站立腿弯曲负荷：负荷：10kg姿势编码：姿势编码：1143行动等级：行动等级：AC3楼梯模板工作业姿势楼梯模板工作业姿势梁侧模板工作业姿势梁侧模板工作业姿势背部：弯曲及扭转背部：弯曲及扭转手臂：单臂高于肩手臂：单臂高于肩腿部：单脚直立站立腿直立腿部：单脚直立站立腿直立负荷：负荷：10kg姿势编码：姿势编码：1143行动等级：行动等级：AC4外墙模板工作业姿势外墙模板工作业姿势4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价橱柜设计橱柜设计在厨房里下蹲在厨房里下蹲谈到在厨房里身体的受压情况，人体工学是一个非常重要的因素。日常的厨房劳
11、作与闲适的散步或高强度的运动不能互相比较，因为在厨房里的操作所经历的路程不断地为停顿、弯腰、伸展以及新一轮的加速所打断。为了完成四口之家的家务，一个家庭妇女平均每天要经历两个多小时这样的行走！4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价橱柜设计橱柜设计OWAS方法方法为了更清楚地展现厨房工作时身体所受到的种种压力，我们借助了OWAS方法作为辅助工具。上了颜色的人体工学木偶利用不同的颜色表明了不同的人体工学压力级别。红色：身体受压极为严重 橙色：受压严重 黄色：受压较轻 蓝色：无害的身体姿势总结总结红色和橙色人体工学木偶试图以下蹲的或弯腰的姿势从装有门和层板的下柜中取出物品。
12、红色和橙色人体工学木偶试图以下蹲的或弯腰的姿势从装有门和层板的下柜中取出物品。黄色人体工学木偶从全拉式抽屉中取物，它的身体姿势明显优于前两者。即使在拿取抽屉最下层物品黄色人体工学木偶从全拉式抽屉中取物，它的身体姿势明显优于前两者。即使在拿取抽屉最下层物品时，人体工学木偶的颜色也为黄色，因为这样可以规避部分重量。时，人体工学木偶的颜色也为黄色，因为这样可以规避部分重量。需要弯腰或下蹲而取出层板上的存储物，这种有害身体的姿势通过设置抽屉而得以免除。这样，人们需要弯腰或下蹲而取出层板上的存储物，这种有害身体的姿势通过设置抽屉而得以免除。这样，人们可以凭借自然的姿势轻松取物。可以凭借自然的姿势轻松取物
13、。4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价RULA RULA 上肢快速评估上肢快速评估RULA 上肢快速评估上肢快速评估4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价导致上肢不适的可能因素腕部和手臂的姿势整个身体的姿势关节使用频率作业中上肢的施力作业周期中姿势是否变动4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析
14、与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价RULA（上肢快速评估）例（上肢快速评估）例4.1 4.1
15、 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价REBA REBA 全身快速评估全身快速评估REBA 全身快速评估全身快速评估4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势
16、记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价以录像和计算机辅助为手段的观察性方法以录像和计算
17、机辅助为手段的观察性方法4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价仪器记录方法仪器记录方法4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价4.1 4.1 作业姿势记录、分析与评价作业姿势记录、分析与评价作业姿势的舒适性作业姿势的舒适性概念概念引起不舒适感的要素引起不舒适感的要素疲劳、痛楚、生理循环、环境因素疲劳、痛楚、生理循环、环境因素4大类别大类别引起舒适感的要素引起舒适感的要素感受、轻松、安康、松弛、环境因素感受、轻松、安康、松弛、环境因素5大类别大类别4.2 4.2 作业姿势评价与设计作业姿势评价与设计四、产品使用相关的作业姿势设计四、产品使用相关的
18、作业姿势设计1、产品使用姿势设计示例、产品使用姿势设计示例2、汽车驾驶作业姿势设计、汽车驾驶作业姿势设计4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计一、工位的作业区域布置一、工位的作业区域布置 1、伸及域概念、伸及域概念位于作业者前方的、作业者无需向前倾身或欠身就能伸及的一个三维空间范围4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计一、工位的作业区域布置一、工位的作业区域布置2、坐姿下手操纵的空间范围、坐姿下手操纵的空间范围4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计一、工位的作业区域布置一、工位的作业区域布置2、坐姿下脚操纵的空间范围、坐姿下脚操纵的空间范围
19、4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计一、工位的作业区域布置一、工位的作业区域布置2、坐姿下脚操纵的空间范围、坐姿下脚操纵的空间范围4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计一、工位的作业区域布置一、工位的作业区域布置3、立姿下手的操纵空间范围、立姿下手的操纵空间范围4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计二、工位的物件布局区域设计二、工位的物件布局区域设计4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计二、工位的物件布局区域设计二、工位的物件布局区域设计 1、作业姿势的选择、作业姿势的选择手作业岗位类型：坐姿手工作业岗位；立姿手工作业岗
20、位；坐、立姿交替作业岗位坐姿作业岗位：适于从事轻、中作业且不要求作业者在作业过程中走动的工作。立姿作业岗位：适于从事中、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工作。坐、立姿交替岗位：适于操作者在作业的过程中不得不采用不同的作业姿势来完成的工作。4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计二、工位的物件布局区域设计二、工位的物件布局区域设计 2、作业台面的设计、作业台面的设计 1）作业台面深度）作业台面深度 2）作业台面高度）作业台面高度 3）作业台面倾斜问题）作业台面倾斜问题 3、作业立面的设计、作业立面的设计4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计三
21、、作业空间设计的原则与方法三、作业空间设计的原则与方法 1、作业空间设计的原则、作业空间设计的原则 2、作业空间设计的系统方法、作业空间设计的系统方法4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计四、工位设计的评估要点四、工位设计的评估要点 1、坐姿工位设计评估要点、坐姿工位设计评估要点 2、立姿工位设计评估要点、立姿工位设计评估要点 3、计算机作业工位设计评估要点、计算机作业工位设计评估要点案例：多媒体控制台的设计现状不足现状不足第一，电脑显示器屏幕和操第一，电脑显示器屏幕和操作者的自然视线不垂直作者的自然视线不垂直第二，控制台高度设计不当，第二，控制台高度设计不当，教师看不到控制
22、台后面的学教师看不到控制台后面的学生生第三，电脑接口多在控制台第三，电脑接口多在控制台下方，给教师操作带来不便下方，给教师操作带来不便案例：多媒体控制台的设计1、控制台形式：桌式、直柜式、组合式和弯折式控制台、控制台形式：桌式、直柜式、组合式和弯折式控制台多媒体教学中用到的设备：教学用电脑、音响设备、扩音设备、多媒体教学中用到的设备：教学用电脑、音响设备、扩音设备、投影设备、放映设备以及稳压器等等投影设备、放映设备以及稳压器等等组合式控制台（坐、立姿两用控制台）组合式控制台（坐、立姿两用控制台）案例：多媒体控制台的设计2、控制台结构、控制台结构控制器与显示器的布置控制器与显示器的布置见图见图案
23、例：多媒体控制台的设计3、多媒体控制台主要尺寸的确定、多媒体控制台主要尺寸的确定控制台长、宽度方向主要尺寸控制台长、宽度方向主要尺寸显示装置角度和大小显示装置角度和大小控制台上方干涉点高度控制台上方干涉点高度h（如图）（如图）干涉点高度干涉点高度h的计算公式？的计算公式？d为操作者眼点与干涉点的投影距离，为控制台总宽度，为操作者眼点与干涉点的投影距离，为控制台总宽度，d=lO00mm；D为干涉点与第为干涉点与第1排学生的投影距离，排学生的投影距离，D=2000mm。k和和H值分别根据哪个人体尺寸来确定？其百分位如何选择？值分别根据哪个人体尺寸来确定？其百分位如何选择？k为操作者眼高，考虑到教师
24、上课以站姿为主，故这里的为操作者眼高，考虑到教师上课以站姿为主，故这里的k按第按第50百分位成年女性的站姿百分位成年女性的站姿眼高取值，眼高取值，k=1454mm；H为第为第1排学生的坐姿肩高加板凳高，按第排学生的坐姿肩高加板凳高，按第50百分位成年女性的坐姿肩高取值百分位成年女性的坐姿肩高取值，H=1006mm；案例：多媒体控制台的设计4、操纵装置和接口装置的设计、操纵装置和接口装置的设计控制台的手动操纵装置一般分为控制台的手动操纵装置一般分为3种类型：旋转式、移动式和按压式种类型：旋转式、移动式和按压式图符设计，见图图符设计，见图接口装置区：常用的一些接口接口装置区：常用的一些接口(如如u
25、盘接口、电脑笔记本接口、扩音器接口等盘接口、电脑笔记本接口、扩音器接口等)案例：多媒体控制台的设计5、其它、其它日光灯日光灯座椅高度可调座椅高度可调踏脚板踏脚板4.3 4.3 作业空间与作业面设计作业空间与作业面设计五、工位与作业空间设计实例五、工位与作业空间设计实例 1、产品的作业空间设计、产品的作业空间设计 2、工位设计与改进、工位设计与改进质检作业岗位分析一、检验作业岗位的设计原则一、检验作业岗位的设计原则 使检验人员尽可能采用向下的观视角，而不用向前的使检验人员尽可能采用向下的观视角，而不用向前的和向上的观视角和向上的观视角 让被检产品向检查人员方向移动而不是离开检查人员让被检产品向检
26、查人员方向移动而不是离开检查人员方向移动方向移动 工作面高度应由人体肘部高度确定工作面高度应由人体肘部高度确定 坐姿作业比站姿作业要好，如选择坐姿作业，必须提坐姿作业比站姿作业要好，如选择坐姿作业，必须提供舒适的、且可调节的座椅供舒适的、且可调节的座椅 选用可调座椅时，可能会造成检验者脚不着地的情况，选用可调座椅时，可能会造成检验者脚不着地的情况，此时必须使用脚踏板支持下肢的重量此时必须使用脚踏板支持下肢的重量 无论坐姿或站姿作业，都应给检查人员用辅助活动来无论坐姿或站姿作业，都应给检查人员用辅助活动来中断检查周期的机会中断检查周期的机会 质检作业岗位分析二、立姿检验作业岗位设计二、立姿检验作
27、业岗位设计纸张取样检验作业纸张取样检验作业 纸幅速度、观察距离、总观察区纸幅速度、观察距离、总观察区 眼高尺寸要求眼高尺寸要求 工作面高度工作面高度 工作台面长度工作台面长度 检验员视角（见图）检验员视角（见图）质检作业岗位分析三、坐姿检验作业岗位设计三、坐姿检验作业岗位设计瓶子包装检验作业瓶子包装检验作业 岗位改进岗位改进 设置木制平台，以将工作面升高到设置木制平台，以将工作面升高到100cm 处处 脚踏板脚踏板 检验员正前方的工作台部位剖成半圆开口检验员正前方的工作台部位剖成半圆开口 工作台高工作台高85cm(A85cm(A）、宽）、宽30cm 30cm、台、台面厚面厚5cm 5cm，在其
28、下方留有，在其下方留有80cm 80cm 立立腿空隙，腿部前伸方向空隙为腿空隙，腿部前伸方向空隙为35cm 35cm。椅子可调至地面高。椅子可调至地面高63cm 63cm。一般检验者能向前取到瓶子的距一般检验者能向前取到瓶子的距离是离是51cm 51cm。工作台与输送带的间。工作台与输送带的间距为距为15cm(B)15cm(B)，输送带固定于输，输送带固定于输送机上，离地高送机上，离地高100cm 100cm，输送带，输送带嵌于一个高为嵌于一个高为5cm(C5cm(C）的护轨中。）的护轨中。课后习题课后习题 1 1、试分析、试分析“个人计算机工作站个人计算机工作站”的人机关系。（参看教材的人机
29、关系。（参看教材P85P85，图，图4-474-47）2 2、分别用、分别用OWASOWAS、RULARULA、REBAREBA评估方法，对计算机操作的姿势做评估。评估方法，对计算机操作的姿势做评估。（下周实验）（下周实验）讨论讨论计算机工作场所布置计算机工作场所布置计算机是怎样使用的？计算机是怎样使用的？使用计算机的时间长吗？使用计算机的时间长吗？使用哪种计算机？使用哪种计算机？使用什么样的电脑台？使用什么样的电脑台？使用什么样的椅子使用什么样的椅子?您用计算机来完成什么工作您用计算机来完成什么工作?您的视线范围您的视线范围?上机用具有哪些？上机用具有哪些？上机的周围环境如何上机的周围环境如何?一个人用；几个人公用。一个人用；几个人公用。每天只用上几分钟；每天上机超过一小时每天只用上几分钟；每天上机超过一小时台式机；笔记本电脑台式机；笔记本电脑字处理软件字处理软件；网络浏览、图形设计；数据；网络浏览、图形设计；数据输入；游戏输入；游戏照明；通风条件照明；通风条件；噪声；噪声
