人機(jī)工程學(xué)方法的工藝設(shè)計(jì)研究論文
【摘要】對制造業(yè)而言，生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)是對于制造業(yè)從業(yè)人員在環(huán)境、設(shè)備、工藝方法和制造目標(biāo)之間建立一種平衡，并通過規(guī)范性文件的方式固化起來，作為制造業(yè)的導(dǎo)引文件和作業(yè)指南，這樣生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)就同人機(jī)工程學(xué)建立了牢固的、相輔相成的關(guān)系，成為生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)指南，為制造業(yè)從業(yè)人員所重視，逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中與作業(yè)相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，成為工藝設(shè)計(jì)過程中的主要應(yīng)用方法，在工藝設(shè)計(jì)過程中起著主導(dǎo)的作用。通過對人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用方法特征的介紹，闡述生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)對人體工程學(xué)成果的應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用方法。
【關(guān)鍵詞】人機(jī)工程學(xué)；生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)；人機(jī)料法環(huán)；主觀性驗(yàn)證和客觀性驗(yàn)證
人機(jī)工程學(xué)是以人體結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)勞動(dòng)過程中的習(xí)慣性和耐受度為研究對象，結(jié)合人體在運(yùn)動(dòng)過程中的特質(zhì)，對勞動(dòng)力和制造業(yè)進(jìn)行科學(xué)工程分析的一門學(xué)科，最早人機(jī)工程學(xué)由英國人首創(chuàng)，并迅速在全世界開展，隨著幾十年的發(fā)展，逐漸成為一門新興科學(xué)，并為之賦予了更加廣闊的內(nèi)涵，我國進(jìn)入80年代以后，也開始人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics）的研究。對制造業(yè)而言，生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)是對于制造業(yè)從業(yè)人員在環(huán)境、設(shè)備、工藝方法和制造目標(biāo)之間建立一種平衡，并通過規(guī)范性文件的方式固化起來，作為制造業(yè)的導(dǎo)引文件和作業(yè)指南，這樣生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)就同人機(jī)工程學(xué)建立了牢固的、相輔相成的關(guān)系，成為生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)指南，為制造業(yè)從業(yè)人員所重視，逐漸應(yīng)用于生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中與作業(yè)相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，成為工藝設(shè)計(jì)過程中的主要應(yīng)用方法，在工藝設(shè)計(jì)過程中起著主導(dǎo)的作用。隨著大機(jī)器智能化生產(chǎn)的普及以及更多的工藝設(shè)備的應(yīng)用，人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域和頻次更加擴(kuò)大，成為工藝設(shè)計(jì)過程中必須著重考慮的先決因素。
1人機(jī)工程學(xué)的主要研究對象
所謂人機(jī)工程學(xué)，需要考量的對象首先是人在作業(yè)過程中的身體耐受和心理耐受能力，因此人機(jī)工程學(xué)的主要研究對象是基于人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)以及勞動(dòng)心理學(xué)的研究方法，通過對勞動(dòng)過程中人體各部分的物理性質(zhì)和配合情況，以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等因素進(jìn)行分析和判斷，主要對一下諸多方面進(jìn)行研究和計(jì)量。計(jì)量對象主要包括：視覺、聽覺、觸覺、膚覺。上述計(jì)量以耐受度計(jì)量尤為關(guān)鍵，同時(shí)也是人機(jī)工程學(xué)分析的基本出發(fā)點(diǎn)。計(jì)量的目標(biāo)就是通過對人體直接感受的量化，分析人在各種作業(yè)過程中的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對各種動(dòng)作負(fù)荷的適應(yīng)能力，同時(shí)野隊(duì)人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及對工作效率的影響等進(jìn)行分析和量化。
2工藝設(shè)計(jì)過程對人機(jī)工程學(xué)研究的要求
對于人機(jī)工程學(xué)以人作為主要考量對象的研究而言，工藝設(shè)計(jì)過程并不是簡單的數(shù)據(jù)需求，更不是簡單的對人機(jī)分析，更重要的是應(yīng)用成果，其主要目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的人性化和效益最大化，從而對生產(chǎn)制造過程參與要素建立更為合理的方案。通過工藝對人機(jī)料法環(huán)等形成一個(gè)更趨完善的綜合體，將生產(chǎn)各個(gè)要素進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，以達(dá)到更加充分有效的發(fā)揮人的作用，最大限度的以達(dá)成目標(biāo)為目的，同時(shí)對勞動(dòng)者進(jìn)行身體的保護(hù)，以更為科學(xué)的方式，為制造體系建設(shè)安全衛(wèi)生舒適的作業(yè)環(huán)境，這不僅是制造過程持久性的需求，也是不斷提高制造過程效率，從而達(dá)到利益最大化的企業(yè)經(jīng)營終極目標(biāo)。因此，在工藝設(shè)計(jì)過程中，對于優(yōu)于人機(jī)工程學(xué)本身的量化活動(dòng)，工藝設(shè)計(jì)過程更加注重的是人機(jī)工程學(xué)結(jié)果的整體優(yōu)勢，其具有代表性的分析方法就是人、機(jī)、人機(jī)結(jié)合面的建立和特性分析。生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，其中規(guī)范和限定最多的就是制造系統(tǒng)的活動(dòng)場所，制造系統(tǒng)的活動(dòng)場所總是以人機(jī)料法環(huán)的資源型結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的，按照類別我們也可以簡單的歸納為一個(gè)加工整體，這個(gè)整體包括人、機(jī)、人機(jī)結(jié)合面。工藝設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是對人進(jìn)行動(dòng)作規(guī)范，能力限制和引導(dǎo)，人是生產(chǎn)要素中最活躍的因素，同時(shí)也是有意識(shí)有目的的主動(dòng)主體，因此對于生產(chǎn)要素的各個(gè)組成部分而言，人是最主要的，同時(shí)人也是可以主動(dòng)的改變外部因素同時(shí)接受外部的反作用。因此生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)過程必須對上述主體的行為進(jìn)行限制和引導(dǎo)，但同時(shí)也需要充分估計(jì)外部環(huán)境因素對人的反作用，并科學(xué)評(píng)估其反作用對控制過程的影響，并做好充分的安全評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)防范。廣義的機(jī)(Machine)，它包括勞動(dòng)工具、機(jī)器(設(shè)備)、勞動(dòng)手段和環(huán)境條件、原材料、工藝流程等所有與人相關(guān)的物質(zhì)因素。生產(chǎn)工藝的目標(biāo)就是對上述復(fù)雜因素進(jìn)行特性分析和歸類，充分考慮人機(jī)工程學(xué)的研究成果，以效果目標(biāo)為主要考量對象，以過程流暢性和順利達(dá)成為評(píng)估和審定標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證人機(jī)工程學(xué)研究成果和工藝設(shè)計(jì)過程的適應(yīng)性。
3工藝設(shè)計(jì)和人機(jī)工程學(xué)適應(yīng)性分析驗(yàn)證的主要方法
對于工程分析而言，所有的驗(yàn)證方法都具有共通之處，無論研究問題的角度和著眼點(diǎn)有多少不同，工程分析的方法都是具有相似性的，我們不妨重溫一下工程分析驗(yàn)證的方法。按照驗(yàn)證方法的獲取渠道和來源我們可以將驗(yàn)證分為主觀性驗(yàn)證和客觀性驗(yàn)證，通常會(huì)采用理論計(jì)算法和專家意見法對我們的研究和實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行驗(yàn)證，對于有些項(xiàng)目還可能采用相關(guān)對象的調(diào)查問卷法以及測評(píng)驗(yàn)證法，對工藝成果進(jìn)行意見型的驗(yàn)證。事實(shí)上對于工程分析而言，更多的試圖應(yīng)用客觀性驗(yàn)證方法，常用的驗(yàn)證方法為實(shí)踐驗(yàn)證法也叫生產(chǎn)驗(yàn)證法，同時(shí)在大多數(shù)實(shí)踐活動(dòng)過程中，我們也經(jīng)常采用實(shí)驗(yàn)法和模擬法。工藝設(shè)計(jì)過程是實(shí)踐性很強(qiáng)的項(xiàng)目，因此出于不斷改進(jìn)和循環(huán)驗(yàn)證的需要，我們會(huì)安排生產(chǎn)驗(yàn)證以確定需要改進(jìn)的不適應(yīng)面和對資源進(jìn)行重新平衡和分配，這是在制造系統(tǒng)最慣常使用的方法，對于方案目標(biāo)，具體資源配置和過程驗(yàn)證要求都必須遵循科學(xué)和穩(wěn)妥的方案認(rèn)可流程，這也是驗(yàn)證過程能夠真正代表驗(yàn)證目標(biāo)的主要保障。
4工藝設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的主要內(nèi)容和重點(diǎn)
對于工藝設(shè)計(jì)過程的實(shí)際應(yīng)用，人機(jī)工程學(xué)是工藝過程內(nèi)部設(shè)計(jì)各個(gè)要素間相互制約和相互影響的體現(xiàn)分析，工藝設(shè)計(jì)是對上述關(guān)系的制約和規(guī)避過程。因此，工藝設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的主要內(nèi)容是根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的需要和影響進(jìn)行平衡設(shè)計(jì)的，工藝設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的主要內(nèi)容和重點(diǎn)包含并不限定于以下各個(gè)方面，是工藝設(shè)計(jì)過程需要著重控制的內(nèi)容。（1）人力資源的選擇，按照前述分析，對于不同的工藝過程，選擇合適的作業(yè)人員，不僅可以大大的'提高工作效率，同時(shí)也是工藝過程流暢性的主體要求，對于不同的作業(yè)崗位，選擇不同耐受性的個(gè)體以及具有充分技能的人員至關(guān)重要，人的個(gè)體差異，使操作者對工作的適應(yīng)程度不同，尤其是人機(jī)關(guān)系的協(xié)調(diào)性顯得更為重要，更何況對于特殊工種，從事特殊工種按人員配備的專用工具或裝備費(fèi)，也是工藝設(shè)計(jì)需要考慮的問題。（2）要研究人機(jī)關(guān)系的協(xié)調(diào)性，動(dòng)作科學(xué)合理人適其職，重點(diǎn)是研究人機(jī)之間分工及其相互適應(yīng)問題。人機(jī)分工是這一需求的主要要義，只有科學(xué)的人機(jī)工程目標(biāo)和理念，才能充分照顧人機(jī)各自特性，充分發(fā)揮人機(jī)配合應(yīng)有的協(xié)調(diào)一致，從而達(dá)到安全生產(chǎn)，建立高效、安全、舒適、健康的生產(chǎn)作業(yè)整體。（3）信息工程學(xué)應(yīng)用體現(xiàn)在人機(jī)信息傳遞過程中，信息傳遞的便捷和準(zhǔn)確是過程設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，其中在信息傳遞的及時(shí)程度和信息傳遞的有效性方面尤其要著重考慮。根據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的機(jī)器操作界面以及各種顯示和控制單元就需要配合人機(jī)工程，易用防錯(cuò)，適合人使用。（4）安全人機(jī)工程學(xué)研究的目標(biāo)，是要將這些因素控制在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，使環(huán)境條件符合人的生理和心理要求，從而使操作者感到舒適和安全。研究作業(yè)環(huán)境，創(chuàng)造安全的條件。生產(chǎn)場所有各種各樣的環(huán)境條件，例如高溫、高濕、振動(dòng)、噪聲、空氣中的有害物質(zhì)、工作地的狀況等。這些因素，都會(huì)影響人的健康。（5）安全性設(shè)置和過程控制，是工藝過程控制的重要環(huán)節(jié)，采用安全裝置、屏障、隔板、外殼、將危區(qū)與人體隔開，是創(chuàng)造良好作業(yè)環(huán)境的主要方法，設(shè)計(jì)可靠的安全裝置，是安全人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)，兼顧操作者疲勞的特點(diǎn)以及減輕疲勞和緊張度的措施，也是避免人員傷害的主要方式方法。（6）工藝設(shè)計(jì)的防錯(cuò)性措施以及預(yù)防事故和危險(xiǎn)情況的發(fā)生，也是研究人機(jī)工程的可靠性需求，其目的是過程保障能力達(dá)到最大化，危險(xiǎn)系數(shù)降低到最低水平。
5結(jié)語
人機(jī)工程學(xué)研究是一項(xiàng)涉及多學(xué)科，融會(huì)多種工具和方法的新興課題，為生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，只有充分挖掘人機(jī)工程學(xué)的基本理論和實(shí)踐方法，才是將這一科學(xué)充分的融入實(shí)踐當(dāng)中，為制造系統(tǒng)的工藝科學(xué)性和實(shí)用性打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]張峻霞,王新亭.人機(jī)工程學(xué)與設(shè)計(jì)應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2013.
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