人機工程學方法的工藝設(shè)計研究論文
【摘要】對制造業(yè)而言，生產(chǎn)工藝設(shè)計是對于制造業(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)的導引文件和作業(yè)指南，這樣生產(chǎn)工藝設(shè)計就同人機工程學建立了牢固的、相輔相成的關(guān)系，成為生產(chǎn)工藝設(shè)計過程的基礎(chǔ)指南，為制造業(yè)從業(yè)人員所重視，逐漸應用于生產(chǎn)工藝設(shè)計中與作業(yè)相關(guān)的各個環(huán)節(jié)中，成為工藝設(shè)計過程中的主要應用方法，在工藝設(shè)計過程中起著主導的作用。通過對人機工程學的應用方法特征的介紹，闡述生產(chǎn)工藝設(shè)計對人體工程學成果的應用特點和應用方法。
【關(guān)鍵詞】人機工程學；生產(chǎn)工藝設(shè)計；人機料法環(huán)；主觀性驗證和客觀性驗證
人機工程學是以人體結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)勞動過程中的習慣性和耐受度為研究對象，結(jié)合人體在運動過程中的特質(zhì)，對勞動力和制造業(yè)進行科學工程分析的一門學科，最早人機工程學由英國人首創(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，并為之賦予了更加廣闊的內(nèi)涵，我國進入80年代以后，也開始人機工程學（Ergonomics）的研究。對制造業(yè)而言，生產(chǎn)工藝設(shè)計是對于制造業(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)的導引文件和作業(yè)指南，這樣生產(chǎn)工藝設(shè)計就同人機工程學建立了牢固的、相輔相成的關(guān)系，成為生產(chǎn)工藝設(shè)計過程的基礎(chǔ)指南，為制造業(yè)從業(yè)人員所重視，逐漸應用于生產(chǎn)工藝設(shè)計中與作業(yè)相關(guān)的各個環(huán)節(jié)中，成為工藝設(shè)計過程中的主要應用方法，在工藝設(shè)計過程中起著主導的作用。隨著大機器智能化生產(chǎn)的普及以及更多的工藝設(shè)備的應用，人機工程學應用的領(lǐng)域和頻次更加擴大，成為工藝設(shè)計過程中必須著重考慮的先決因素。
1人機工程學的主要研究對象
所謂人機工程學，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，因此人機工程學的主要研究對象是基于人體測量學、人體力學、勞動生理學以及勞動心理學的研究方法，通過對勞動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時的相互關(guān)系和可及范圍等因素進行分析和判斷，主要對一下諸多方面進行研究和計量。計量對象主要包括：視覺、聽覺、觸覺、膚覺。上述計量以耐受度計量尤為關(guān)鍵，同時也是人機工程學分析的基本出發(fā)點。計量的目標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、疲勞機理以及人對各種動作負荷的適應能力，同時野隊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行分析和量化。
2工藝設(shè)計過程對人機工程學研究的要求
對于人機工程學以人作為主要考量對象的研究而言，工藝設(shè)計過程并不是簡單的數(shù)據(jù)需求，更不是簡單的對人機分析，更重要的是應用成果，其主要目標是為了實現(xiàn)工藝設(shè)計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。通過工藝對人機料法環(huán)等形成一個更趨完善的綜合體，將生產(chǎn)各個要素進行有機的結(jié)合，以達到更加充分有效的發(fā)揮人的作用，最大限度的以達成目標為目的，同時對勞動者進行身體的保護，以更為科學的方式，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，從而達到利益最大化的企業(yè)經(jīng)營終極目標。因此，在工藝設(shè)計過程中，對于優(yōu)于人機工程學本身的量化活動，工藝設(shè)計過程更加注重的是人機工程學結(jié)果的整體優(yōu)勢，其具有代表性的分析方法就是人、機、人機結(jié)合面的建立和特性分析。生產(chǎn)工藝的設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，其中規(guī)范和限定最多的就是制造系統(tǒng)的活動場所，制造系統(tǒng)的活動場所總是以人機料法環(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加工整體，這個整體包括人、機、人機結(jié)合面。工藝設(shè)計的目標就是對人進行動作規(guī)范，能力限制和引導，人是生產(chǎn)要素中最活躍的因素，同時也是有意識有目的的主動主體，因此對于生產(chǎn)要素的各個組成部分而言，人是最主要的，同時人也是可以主動的改變外部因素同時接受外部的反作用。因此生產(chǎn)工藝設(shè)計過程必須對上述主體的行為進行限制和引導，但同時也需要充分估計外部環(huán)境因素對人的反作用，并科學評估其反作用對控制過程的影響，并做好充分的安全評估和風險防范。廣義的機(Machine)，它包括勞動工具、機器(設(shè)備)、勞動手段和環(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)工藝的目標就是對上述復雜因素進行特性分析和歸類，充分考慮人機工程學的研究成果，以效果目標為主要考量對象，以過程流暢性和順利達成為評估和審定標準，驗證人機工程學研究成果和工藝設(shè)計過程的適應性。
3工藝設(shè)計和人機工程學適應性分析驗證的主要方法
對于工程分析而言，所有的驗證方法都具有共通之處，無論研究問題的角度和著眼點有多少不同，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證的方法。按照驗證方法的獲取渠道和來源我們可以將驗證分為主觀性驗證和客觀性驗證，通常會采用理論計算法和專家意見法對我們的研究和實驗成果進行驗證，對于有些項目還可能采用相關(guān)對象的調(diào)查問卷法以及測評驗證法，對工藝成果進行意見型的驗證。事實上對于工程分析而言，更多的試圖應用客觀性驗證方法，常用的驗證方法為實踐驗證法也叫生產(chǎn)驗證法，同時在大多數(shù)實踐活動過程中，我們也經(jīng)常采用實驗法和模擬法。工藝設(shè)計過程是實踐性很強的項目，因此出于不斷改進和循環(huán)驗證的需要，我們會安排生產(chǎn)驗證以確定需要改進的不適應面和對資源進行重新平衡和分配，這是在制造系統(tǒng)最慣常使用的方法，對于方案目標，具體資源配置和過程驗證要求都必須遵循科學和穩(wěn)妥的方案認可流程，這也是驗證過程能夠真正代表驗證目標的主要保障。
4工藝設(shè)計過程應用的主要內(nèi)容和重點
對于工藝設(shè)計過程的實際應用，人機工程學是工藝過程內(nèi)部設(shè)計各個要素間相互制約和相互影響的體現(xiàn)分析，工藝設(shè)計是對上述關(guān)系的制約和規(guī)避過程。因此，工藝設(shè)計過程應用的主要內(nèi)容是根據(jù)人機工程學的需要和影響進行平衡設(shè)計的，工藝設(shè)計過程應用的主要內(nèi)容和重點包含并不限定于以下各個方面，是工藝設(shè)計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體以及具有充分技能的人員至關(guān)重要，人的個體差異，使操作者對工作的適應程度不同，尤其是人機關(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，也是工藝設(shè)計需要考慮的問題。（2）要研究人機關(guān)系的協(xié)調(diào)性，動作科學合理人適其職，重點是研究人機之間分工及其相互適應問題。人機分工是這一需求的主要要義，只有科學的人機工程目標和理念，才能充分照顧人機各自特性，充分發(fā)揮人機配合應有的協(xié)調(diào)一致，從而達到安全生產(chǎn)，建立高效、安全、舒適、健康的生產(chǎn)作業(yè)整體。（3）信息工程學應用體現(xiàn)在人機信息傳遞過程中，信息傳遞的便捷和準確是過程設(shè)計的主要目標，其中在信息傳遞的及時程度和信息傳遞的有效性方面尤其要著重考慮。根據(jù)人體工程學設(shè)計的機器操作界面以及各種顯示和控制單元就需要配合人機工程，易用防錯，適合人使用。（4）安全人機工程學研究的目標，是要將這些因素控制在規(guī)定的標準范圍之內(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、噪聲、空氣中的有害物質(zhì)、工作地的狀況等。這些因素，都會影響人的健康。（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)計可靠的安全裝置，是安全人機工程學的任務，兼顧操作者疲勞的特點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)計的防錯性措施以及預防事故和危險情況的發(fā)生，也是研究人機工程的可靠性需求，其目的是過程保障能力達到最大化，危險系數(shù)降低到最低水平。
5結(jié)語
人機工程學研究是一項涉及多學科，融會多種工具和方法的新興課題，為生產(chǎn)工藝設(shè)計提供了強有力的技術(shù)支撐，只有充分挖掘人機工程學的基本理論和實踐方法，才是將這一科學充分的融入實踐當中，為制造系統(tǒng)的工藝科學性和實用性打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]張峻霞,王新亭.人機工程學與設(shè)計應用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2013.
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