第七章作業(yè)崗位與作業(yè)空間設(shè)計(jì)

第七章作業(yè)崗位與作業(yè)空間設(shè)計(jì)三種作業(yè)崗位，手工作業(yè)崗位設(shè)計(jì)，視覺信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)，作業(yè)空間的人體尺寸，作業(yè)面設(shè)計(jì)，作業(yè)空間的布置，作業(yè)空間設(shè)計(jì)的社會(huì)心理因素，作業(yè)空間設(shè)計(jì)重點(diǎn)：作業(yè)空間的人體尺寸，作業(yè)空間設(shè)計(jì)的社會(huì)心理因素，作業(yè)空間設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：作業(yè)空間設(shè)計(jì)第一節(jié)作業(yè)崗位的選擇作業(yè)崗位按人作業(yè)時(shí)的姿勢(shì)分為坐姿崗位、立姿崗位和坐、立姿交替崗位三類。在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選擇哪一類作業(yè)崗位，必須依據(jù)工作任務(wù)的性質(zhì)來考慮。工業(yè)生產(chǎn)中常用的聯(lián)合作業(yè)所推薦的最適用的方案見圖7—1一、三種作業(yè)崗位的特征1、坐姿作業(yè)崗位坐姿作業(yè)崗位是為從事輕作業(yè)、中作業(yè)且不要求作業(yè)者在作業(yè)過程中走動(dòng)的工作而組織的。當(dāng)具有下述基本特征時(shí)，宜選擇坐姿崗位。①在坐姿操作范圍內(nèi)，短時(shí)作業(yè)周期需要的工具、材料、配件等都易于拿取或移動(dòng)。②不需用手搬移物品的平均高度超過工作面以上15cm的作業(yè)。③不需作業(yè)者施用較大力量，如搬動(dòng)重物不得超過4.5kg，否則應(yīng)采用機(jī)械助力裝置。④在上班的絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)從事精密裝配或書寫等作業(yè)。2．立姿作業(yè)崗位立姿作業(yè)崗位是為從事中作業(yè)、重作業(yè)以及坐姿作業(yè)崗位的設(shè)計(jì)參數(shù)和工作區(qū)域受到限制的情況下而組織的。因而下列基本特征是選用立姿崗位的依據(jù)。①當(dāng)其作業(yè)空間不具備坐姿崗位操作所需的容膝空間時(shí)。②在作業(yè)過程中，常需搬移重量超過4.5kg物料時(shí)。③作業(yè)者經(jīng)常需要在其前方的高、低或延伸的可及范圍內(nèi)進(jìn)行操作。④要求操作位置是分開的，并需要作業(yè)者在不同的作業(yè)崗之間經(jīng)常走動(dòng)。⑤需作業(yè)者完成向下方施力的作業(yè)，如包裝或裝箱作業(yè)等。3．坐、立姿交替作業(yè)崗位因工作任務(wù)的性質(zhì)，要求操作者在作業(yè)過程中采用不同的作業(yè)姿勢(shì)來完成，而只有不同的作業(yè)崗位才能滿足作業(yè)者采用不同作業(yè)姿勢(shì)的要求，為此情況而組織的作業(yè)崗位稱坐、立姿交替作業(yè)崗位。具有下列特點(diǎn)時(shí)，建議采用坐、立姿交替崗位。①經(jīng)常需要完成前伸超過41cm或高于工作面15cm的重復(fù)操作。如果不考慮人體可及范圍和靜負(fù)荷疲勞的特點(diǎn)，可取坐姿作業(yè)崗位；但考慮人的特點(diǎn)，應(yīng)選擇坐、立姿交替崗位。②對(duì)于復(fù)合作業(yè)，有的最好取坐姿操作，有的則適宜立姿操作，從優(yōu)化人機(jī)系統(tǒng)來考慮，應(yīng)取坐、立姿交替崗位。二、作業(yè)崗位設(shè)計(jì)要求和原則1．設(shè)計(jì)要求①作業(yè)崗位的布局，應(yīng)保證作業(yè)者在上肢活動(dòng)所能達(dá)到的區(qū)域內(nèi)完成各項(xiàng)操作，并應(yīng)考慮下肢的舒適活動(dòng)空間。②作業(yè)崗位設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮操作動(dòng)作的頻繁程度，此處對(duì)動(dòng)作頻率程度的劃分是：每分鐘完成兩次或兩次以上的操作動(dòng)作為很頻繁；每分鐘完成的操作動(dòng)作少于兩次，而每小時(shí)完成兩次或兩次以上時(shí)為頻繁；而每小時(shí)完成的操作動(dòng)作少于兩次的為不頻繁。③作業(yè)崗位設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮作業(yè)者的群體，如全部為男性、或全部為女性，應(yīng)選用兩種不同性別各自的人體測(cè)量尺寸；如果作業(yè)崗位是男性和女性共同使用，則應(yīng)考慮男性和女性人體測(cè)量尺寸的綜合指標(biāo)。2．設(shè)計(jì)原則①設(shè)計(jì)作業(yè)崗位時(shí)，必須考慮作業(yè)者動(dòng)作的習(xí)慣性、同時(shí)性、對(duì)稱性、節(jié)奏性、規(guī)律性等生理特點(diǎn)．以及動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性原則。②作業(yè)崗位的各組成部分，如座椅、工具、顯示器、操縱器及其他輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)，均應(yīng)符合工作特點(diǎn)及人機(jī)工程學(xué)要求。③在作業(yè)崗位上不允許有與作業(yè)崗位結(jié)構(gòu)組成無關(guān)的物體存在。④作業(yè)崗位的設(shè)計(jì)還應(yīng)符合GB5083、GB3861、GB4064等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和勞動(dòng)安全規(guī)程要求。第二節(jié)手工作業(yè)與視覺信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)一、手工作業(yè)崗位設(shè)計(jì)（一）手工作業(yè)崗位的類型

在工業(yè)生產(chǎn)中，以手工操作為主的生產(chǎn)崗位稱為手工作業(yè)崗位。按工作任務(wù)的性質(zhì)，也分為三種類型。國(guó)標(biāo)GBl4776—93中對(duì)三種類型的手工作業(yè)崗位的設(shè)計(jì)提供了有關(guān)的基本原則和確定尺寸的基本方法。1、坐姿手工作業(yè)崗位圖7—2(a)、(b)分別為坐姿手工作業(yè)崗位的側(cè)視圖和俯視圖時(shí)需確定的與作業(yè)有關(guān)和與人體有關(guān)的尺寸2．立姿手工作業(yè)崗位圖7—3為立姿手工作業(yè)崗位的側(cè)視圖，其俯視圖同圖7—2(b)。圖中代號(hào)同圖7-23．坐、立姿交替手工作業(yè)崗位坐、立姿交替手工作業(yè)崗位側(cè)視圖見圖7-4，其俯視圖見圖7—2(b)，圖中代號(hào)含義亦同圖7—2。（二）手工作業(yè)崗位尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)與作業(yè)相關(guān)的程度，三種手工作業(yè)崗位中的尺寸均分為與作業(yè)有關(guān)相與人體有關(guān)兩類，下面分別介紹兩類尺寸確定方法。1、與人體有關(guān)的作業(yè)崗位尺寸由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中與作業(yè)者人體有關(guān)部位第5或第95百分位數(shù)值推導(dǎo)出與人體有關(guān)的崗值尺寸，列于表7—l。2．與作業(yè)有關(guān)的作業(yè)崗位尺寸①作業(yè)面高度C，通常依據(jù)作業(yè)對(duì)象、工作面上相關(guān)配置件尺寸確定；對(duì)較大的或形狀復(fù)雜的加工對(duì)象，則以加工對(duì)象方位處于滿足最佳加工條件狀態(tài)下確定。②工作臺(tái)面厚度K，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下式關(guān)系：

K＝A—S5%—Z5%

K＝A一S95%—Z95%式中S5%、S95%為第5和第95百分位數(shù)人體座位面高度；Z5%、Z95%為第5和第95百分位數(shù)人體大腿空間高度。③坐姿崗位相對(duì)高度Hl和立姿崗位工作高度H2，可根據(jù)作業(yè)中使用視力和臂力情況，分為三類來確定。其中Ⅰ類為以視力為主的手工精細(xì)作業(yè)；Ⅱ類為使用臂力為主，對(duì)視力有一般要求的作業(yè)；Ⅲ類為兼顧視力和臂力的作業(yè)。各類作業(yè)的舉例及其相應(yīng)的Hl、H2尺寸見表④工作平面高度A的最小限值，對(duì)圖7—2所示的坐姿作業(yè)崗位，可用下式確定

A≥Hl十S一C或A≥Hl十U十F—C對(duì)圖7—3所示的立姿作業(yè)崗位，則由下式確定：

A≥H2—C⑤座位面高度S的調(diào)整范圍計(jì)算式如下：

S95%—S5%＝Hl(5%)—H1(95%)⑥腳支撐高度F的調(diào)整范圍計(jì)算式為：

F5%—F95%=S5%—S95%+U95%—U5%⑦大腿空間高度Z和小腿空間高度U的最小限值見表7-33．與性別有關(guān)的作業(yè)崗位尺寸在作業(yè)崗位尺寸設(shè)計(jì)中，除了上述兩類尺寸外，還會(huì)遇到與作業(yè)人員性別有關(guān)的尺寸，例如，在生產(chǎn)流水線工作平面高度A必須統(tǒng)一的情況下，工作高度H2應(yīng)按作業(yè)人員性別異同分兩種情況確定：①當(dāng)作業(yè)人性別一致時(shí)，即全部為男性或全部為女性，此情況下工作高度H2計(jì)算式為：

H2＝[H2（5%）十H2（95%）]／2式中H2（5%）、H2（95%），為某類別作業(yè)的男性或女性第5和第95百分位數(shù)立姿崗位高度。②當(dāng)作業(yè)人員性別不一致時(shí)，工作崗位高度H2按下列確定：

H2＝[H2（W，95%）十H2(M，5％)]／2式中H2（W，95%），為某類別作業(yè)的女性作業(yè)者第95百分位數(shù)立姿崗位高度；H2（M，5%）為某類別作業(yè)的男性作業(yè)者第5百分位數(shù)立姿崗位高度。以上兩式中有關(guān)數(shù)據(jù)的選擇見表7—2例：坐立姿交替布線作業(yè)：C（作業(yè)面高度）=150mm，K=30mm，工作者：男性解：1）判斷崗位類型屬Ⅲ類型作業(yè)崗位2）查表

H1（5%）=350，H1（95%）=450；

H2（5%）=900，H2（95%）=1200；

Z（5%）=135，Z（95%）=175；

U（5%）=415，U（95%）=4803）計(jì)算

H1＝[H1（5%）十H1（95%）]／2=400H2＝[H2（5%）十H2（95%）]／2=11254）工作臺(tái)高度AA≥H2—C=975mm5）座位面高度SS5%=A+C-H1（5%）=775mmS95%=A+C-H1（95%）=675mm6）腳支撐高度FF5%=S5%-U5%=360mmF95%=S95%-U95%=195mm二、視覺信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)視覺信息作業(yè)是以處理視覺信息為主的作業(yè)，如控制室作業(yè)、辦公室作業(yè)、目視檢驗(yàn)作業(yè)以及視覺顯示終端作業(yè)等。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的飛速發(fā)展，各種系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)的建立，正在改變著人們作業(yè)崗位的面貌。因此，視覺信息作業(yè)崗位將逐漸成為當(dāng)代人重要的勞動(dòng)崗位，其中視覺顯示終端作業(yè)崗位更具有代表性。（一）視覺顯示終端作業(yè)崗位的人機(jī)界面視覺顯示終端作業(yè)崗位的人機(jī)界面關(guān)系可用圖7-5來加以說明。由于這類作業(yè)崗位大多采用坐姿崗位，因而其人機(jī)界面關(guān)系主要存在于圖中箭頭所指示的四處，即該類崗位設(shè)計(jì)要點(diǎn)。1．人—椅界面在人—椅界面上，首先要求作業(yè)者保持正確坐姿，正確坐姿為：頭部不過份彎曲，頸部向內(nèi)彎曲；胸部的脊柱向外彎曲；上臂和下臂之間約成90度角，而上臂近乎垂直；腰部的脊柱向內(nèi)彎曲；大腿下側(cè)不受壓迫；腳平放在地板或腳踏板上。組成良好人—椅界面的另一要求是，采用適當(dāng)尺寸、結(jié)構(gòu)和可以調(diào)節(jié)的座椅，當(dāng)調(diào)節(jié)座椅高度時(shí)，作業(yè)者坐下后，使腳能平放在地板或腳踏板上；調(diào)節(jié)座椅靠背，使其正好處于腰部的凹處，如此由座椅提供的符合人體解剖學(xué)的支撐作用，而使作業(yè)者保持正確坐姿。2．眼—視屏界面在眼—視屏界面上，首先要求滿足人的視覺特點(diǎn)，即從人體軸線至視屏中心的最大閱讀距離為710-760mm，以保護(hù)人眼不受電子射線傷害；俯首最大角度不超過15度，以防止疲勞；視屏的最大視角為40度，以保持一般不轉(zhuǎn)動(dòng)頭部。眼—視屏界面的另一要求是，選用可旋轉(zhuǎn)和可移動(dòng)的顯示器，建議顯示器可調(diào)高度約為180mm，顯示器可調(diào)角度為-5?！?15。，以減少反光作用；如設(shè)置固定顯示器，其上限高度與水平視線平齊，以避免頭部上轉(zhuǎn)。3．手—鍵盤界面在手—鍵盤界面上，要求上臂從肩關(guān)節(jié)自然下垂，上臂與前臂的最適宜的角度為70度-90度以保證肘關(guān)節(jié)受力而不是上臂肌肉受力；還應(yīng)保持手和前臂呈一直線，腕部向上不得超過20度。在手—鍵盤界面設(shè)計(jì)時(shí)，為適應(yīng)所有成年人的使用，可選擇高度固定的工作臺(tái)，但應(yīng)選擇高度可調(diào)的平板以放置鍵盤。鍵盤在平板上可前后移動(dòng)，其傾斜度在5度-15度范圍內(nèi)可調(diào)。在腕關(guān)節(jié)和鍵盤間應(yīng)留有100mm左右的手腕休息區(qū)；對(duì)連續(xù)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)的文字、數(shù)據(jù)輸入作業(yè)，手基本不離鍵盤，可為其設(shè)置一舒適的腕墊，以避免作業(yè)者引起手腕疲勞綜合癥。4．腳—地板界面腳—地板界面對(duì)坐姿視覺顯示作業(yè)崗位也是一個(gè)重要的人—機(jī)界面，如果臺(tái)、椅、地三者之間高差不合適，則有可能形成作業(yè)者腳不著地，從而引起下肢靜態(tài)負(fù)荷；也有可能形成大腿上抬，而引起大腿受到工作臺(tái)面下部的壓迫。這兩種由不良設(shè)計(jì)引起的后果，都將影響作業(yè)人員的舒適性和安全性。（二）視覺信息作業(yè)崗位的人體尺寸視覺顯示終端作業(yè)崗位在各種視覺信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)中最具典型性，對(duì)其人機(jī)界面關(guān)系的分析方法也適用于類似的視覺信息作業(yè)崗位的分析，故不一一列舉。下面提供幾種視覺信息