人機工程學(xué)方法的工藝設計研究論文

　　【摘要】對制造業(yè)而言，生產(chǎn)工藝設計是對于制造業(yè)從業(yè)人員在環(huán)境、設備、工藝方法和制造目標之間建立一種平衡，并通過(guò)規范性文件的方式固化起來(lái)，作為制造業(yè)的導引文件和作業(yè)指南，這樣生產(chǎn)工藝設計就同人機工程學(xué)建立了牢固的、相輔相成的關(guān)系，成為生產(chǎn)工藝設計過(guò)程的基礎指南，為制造業(yè)從業(yè)人員所重視，逐漸應用于生產(chǎn)工藝設計中與作業(yè)相關(guān)的各個(gè)環(huán)節中，成為工藝設計過(guò)程中的主要應用方法，在工藝設計過(guò)程中起著(zhù)主導的作用。通過(guò)對人機工程學(xué)的應用方法特征的介紹，闡述生產(chǎn)工藝設計對人體工程學(xué)成果的應用特點(diǎn)和應用方法。

　　【關(guān)鍵詞】人機工程學(xué)；生產(chǎn)工藝設計；人機料法環(huán)；主觀(guān)性驗證和客觀(guān)性驗證

　　人機工程學(xué)是以人體結構在生產(chǎn)勞動(dòng)過(guò)程中的習慣性和耐受度為研究對象，結合人體在運動(dòng)過(guò)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(mén)學(xué)科，最早人機工程學(xué)由英國人首創(chuàng )，并迅速在全世界開(kāi)展，隨著(zhù)幾十年的發(fā)展，逐漸成為一門(mén)新興科學(xué)，并為之賦予了更加廣闊的內涵，我國進(jìn)入80年代以后，也開(kāi)始人機工程學(xué)（Ergonomics）的研究。對制造業(yè)而言，生產(chǎn)工藝設計是對于制造業(yè)從業(yè)人員在環(huán)境、設備、工藝方法和制造目標之間建立一種平衡，并通過(guò)規范性文件的方式固化起來(lái)，作為制造業(yè)的導引文件和作業(yè)指南，這樣生產(chǎn)工藝設計就同人機工程學(xué)建立了牢固的、相輔相成的關(guān)系，成為生產(chǎn)工藝設計過(guò)程的基礎指南，為制造業(yè)從業(yè)人員所重視，逐漸應用于生產(chǎn)工藝設計中與作業(yè)相關(guān)的各個(gè)環(huán)節中，成為工藝設計過(guò)程中的主要應用方法，在工藝設計過(guò)程中起著(zhù)主導的作用。隨著(zhù)大機器智能化生產(chǎn)的普及以及更多的工藝設備的應用，人機工程學(xué)應用的領(lǐng)域和頻次更加擴大，成為工藝設計過(guò)程中必須著(zhù)重考慮的先決因素。

　　1人機工程學(xué)的主要研究對象

　　所謂人機工程學(xué)，需要考量的對象首先是人在作業(yè)過(guò)程中的身體耐受和心理耐受能力，因此人機工程學(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(guò)對勞動(dòng)過(guò)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)行研究和計量。計量對象主要包括：視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、膚覺(jué)。上述計量以耐受度計量尤為關(guān)鍵，同時(shí)也是人機工程學(xué)分析的基本出發(fā)點(diǎn)。計量的目標就是通過(guò)對人體直接感受的量化，分析人在各種作業(yè)過(guò)程中的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種動(dòng)作負荷的適應能力，同時(shí)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(jìn)行分析和量化。

　　2工藝設計過(guò)程對人機工程學(xué)研究的要求

　　對于人機工程學(xué)以人作為主要考量對象的研究而言，工藝設計過(guò)程并不是簡(jiǎn)單的數據需求，更不是簡(jiǎn)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(shí)現工藝設計的人性化和效益最大化，從而對生產(chǎn)制造過(guò)程參與要素建立更為合理的方案。通過(guò)工藝對人機料法環(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)行有機的結合，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(shí)對勞動(dòng)者進(jìn)行身體的保護，以更為科學(xué)的方式，為制造體系建設安全衛生舒適的作業(yè)環(huán)境，這不僅是制造過(guò)程持久性的需求，也是不斷提高制造過(guò)程效率，從而達到利益最大化的企業(yè)經(jīng)營(yíng)終極目標。因此，在工藝設計過(guò)程中，對于優(yōu)于人機工程學(xué)本身的量化活動(dòng)，工藝設計過(guò)程更加注重的是人機工程學(xué)結果的整體優(yōu)勢，其具有代表性的分析方法就是人、機、人機結合面的建立和特性分析。生產(chǎn)工藝的設計是一個(gè)系統工程，其中規范和限定最多的就是制造系統的活動(dòng)場(chǎng)所，制造系統的活動(dòng)場(chǎng)所總是以人機料法環(huán)的資源型結構呈現的，按照類(lèi)別我們也可以簡(jiǎn)單的歸納為一個(gè)加工整體，這個(gè)整體包括人、機、人機結合面。工藝設計的目標就是對人進(jìn)行動(dòng)作規范，能力限制和引導，人是生產(chǎn)要素中最活躍的因素，同時(shí)也是有意識有目的的主動(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)工藝設計過(guò)程必須對上述主體的行為進(jìn)行限制和引導，但同時(shí)也需要充分估計外部環(huán)境因素對人的反作用，并科學(xué)評估其反作用對控制過(guò)程的影響，并做好充分的安全評估和風(fēng)險防范。廣義的機(Machine)，它包括勞動(dòng)工具、機器(設備)、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)工藝的目標就是對上述復雜因素進(jìn)行特性分析和歸類(lèi)，充分考慮人機工程學(xué)的研究成果，以效果目標為主要考量對象，以過(guò)程流暢性和順利達成為評估和審定標準，驗證人機工程學(xué)研究成果和工藝設計過(guò)程的.適應性。

　　3工藝設計和人機工程學(xué)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(wú)論研究問(wèn)題的角度和著(zhù)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證的方法。按照驗證方法的獲取渠道和來(lái)源我們可以將驗證分為主觀(guān)性驗證和客觀(guān)性驗證，通常會(huì )采用理論計算法和專(zhuān)家意見(jiàn)法對我們的研究和實(shí)驗成果進(jìn)行驗證，對于有些項目還可能采用相關(guān)對象的調查問(wèn)卷法以及測評驗證法，對工藝成果進(jìn)行意見(jiàn)型的驗證。事實(shí)上對于工程分析而言，更多的試圖應用客觀(guān)性驗證方法，常用的驗證方法為實(shí)踐驗證法也叫生產(chǎn)驗證法，同時(shí)在大多數實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中，我們也經(jīng)常采用實(shí)驗法和模擬法。工藝設計過(guò)程是實(shí)踐性很強的項目，因此出于不斷改進(jìn)和循環(huán)驗證的需要，我們會(huì )安排生產(chǎn)驗證以確定需要改進(jìn)的不適應面和對資源進(jìn)行重新平衡和分配，這是在制造系統最慣常使用的方法，對于方案目標，具體資源配置和過(guò)程驗證要求都必須遵循科學(xué)和穩妥的方案認可流程，這也是驗證過(guò)程能夠真正代表驗證目標的主要保障。

　　4工藝設計過(guò)程應用的主要內容和重點(diǎn)

　　對于工藝設計過(guò)程的實(shí)際應用，人機工程學(xué)是工藝過(guò)程內部設計各個(gè)要素間相互制約和相互影響的體現分析，工藝設計是對上述關(guān)系的制約和規避過(guò)程。因此，工藝設計過(guò)程應用的主要內容是根據人機工程學(xué)的需要和影響進(jìn)行平衡設計的，工藝設計過(guò)程應用的主要內容和重點(diǎn)包含并不限定于以下各個(gè)方面，是工藝設計過(guò)程需要著(zhù)重控制的內容。（1）人力資源的選擇，按照前述分析，對于不同的工藝過(guò)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(guò)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程度不同，尤其是人機關(guān)系的協(xié)調性顯得更為重要，更何況對于特殊工種，從事特殊工種按人員配備的專(zhuān)用工具或裝備費，也是工藝設計需要考慮的問(wèn)題。（2）要研究人機關(guān)系的協(xié)調性，動(dòng)作科學(xué)合理人適其職，重點(diǎn)是研究人機之間分工及其相互適應問(wèn)題。人機分工是這一需求的主要要義，只有科學(xué)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(xué)應用體現在人機信息傳遞過(guò)程中，信息傳遞的便捷和準確是過(guò)程設計的主要目標，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(zhù)重考慮。根據人體工程學(xué)設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(xué)研究的目標，是要將這些因素控制在規定的標準范圍之內，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(chǎng)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）安全性設置和過(guò)程控制，是工藝過(guò)程控制的重要環(huán)節，采用安全裝置、屏障、隔板、外殼、將危區與人體隔開(kāi)，是創(chuàng )造良好作業(yè)環(huán)境的主要方法，設計可靠的安全裝置，是安全人機工程學(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(guò)程保障能力達到最大化，危險系數降低到最低水平。

　　5結語(yǔ)

　　人機工程學(xué)研究是一項涉及多學(xué)科，融會(huì )多種工具和方法的新興課題，為生產(chǎn)工藝設計提供了強有力的技術(shù)支撐，只有充分挖掘人機工程學(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)踐當中，為制造系統的工藝科學(xué)性和實(shí)用性打下良好的基礎。

　　參考文獻

　　[1]張峻霞,王新亭.人機工程學(xué)與設計應用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2013.

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