淺析汽車制造業人機工程標準

魏剛 柳雨娟 臧振輝

摘 要：為便于制造企業生產現場人機工程問題的識別、改進，根據行業人機工程標準及實際運用經驗制定完善該標準，旨在通過運用人機工程標準為操作者建立安全、舒適、高效的作業環境。

關鍵詞：操作者;機器;環境;作業空間;作業姿勢;作業負荷

1、目的

保證新車型項目生產準備及現生產工位的合理性、經濟性、實用性，制定本標準。本標準適用于規范和優化工位工序分析、平面布置設計、人機工程分析、工位效率評定以及現場工位審核是工藝設計的基礎指標之一。研究的核心問題是不同的作業中操作者、機器及環境三者間的協調，本標準從作業空間、作業姿勢、作業負荷等方面進行重點闡述。

2、術語

2.1 作業空間：作業者進行作業所需的活動空間。以保證作業者安全、舒適、高效工作。

2.2 作業姿勢：進行操作作業時，身體所呈現的形態。對每天或循環作業時間內累計時間的姿勢好與壞進行評價。

2.3 作業負荷：人體單位時間內承受的體力工作量的大小。對每天所處理的總重量或循環時間內單品物品處理的量進行評價。

3、標準的主要內容

3.1 近身作業空間

近身作業空間是指作業者在某一固定工作崗位時，考慮人體的靜態或動態尺寸，在坐姿或站姿的狀態下，作業者為完成作業，手所觸及的空間范圍。為保證作業者能夠安全、舒適、高效的操作設備、工裝、工具，推薦采用下表標準：

在伸手夠取、放置零件等作業過程中，需確保手及手臂無干涉。手部作業空間在綠色G區時為最優作業區;黃色Y區為限制作業區，需專業經理進行評審，無其他困難可讓步接受;紅色R區為不可執行區，若讓步接收需高級經理進行評審（注：當焊裝零件輪廓尺寸≥1200mm，人工搬運零件重量>10kg時，要求零件上件高度≤1000mm，若無法滿足，需經理進行評審）。

3.2 姿勢、負重及人機工程評價

3.2.1作業姿勢

在作業過程中，使用良好的作業姿勢可以使作業者時刻處于輕松的狀態，需要盡量避免長時間靜止不動的站立、長時間或反復彎腰、身體左右扭曲或半蹲位等姿勢。姿勢具體可分為：一般姿勢（1～3等級）和不良姿勢（4～5等級）。姿勢等級評價主要依據最困難的姿勢等級以及在該姿勢等級下累計工作時長占節拍比率進行判定，姿勢維持時間不足1秒時不納入姿勢評價。

1）1～3級姿勢表現為：

a.靜態的姿勢（坐著、立著）;b.動作輕松自然，輕微的走動（當步行時間超過30%節拍時間時，評價為4）;c.手部動作在肩膀之下，身體輕輕的側向彎屈等。

2）4級姿勢表現為：

a.手與頭同高（肘與肩同高）;b.手或腳上升或下降高度≥30cm（如上下臺階、進出車艙等動作）;c. 身體彎腰、側屈在30～45°之間及腹部擱在料架或物品上的≥45°彎腰;d.坐著身體前傾≥30°或側屈≥60°。

3）5級姿勢表現為：

a.手比頭高（手在頭頂以上，伴有仰頭動作）;b.受空間或視線影響，低頭或側頭≥60°進行觀察的動作;c.彎腰或側屈≥45°;d.屈膝或下蹲或跪地;e.身體扭曲≥90°;f.后仰等動作。

3.2.2作業負荷

人體的工作能力是有一定限度的，超過這一限度，作業效率就會明顯下降，同時其生理和心理也會出現明顯的變化，嚴重時會使操作者處于高度應激狀態，導致事故發生，造成人員及財產損失。 作業負荷主要通過物品處理（搬運）、推拉操作力及使用力矩扳手的操作力三個方面進行評價。具體負荷評價基準如下：

1）1～3級負荷為：

a.當單班（8小時）物品處理總量在6000kg以下或在良好姿勢狀態下單件物品重量在12kg以下，不良姿勢下單件物品10kg以下;

b.推拉操作力在向身體正前方進行單次操作力小于12kgf或者操作力12～19.9kgf在1小時內不超過10次;

c.推拉操作力在向身體左右方向進行使力點離開身體在30cm內單次操作力小于12kgf或者操作力12～19.9kgf在1小時內不超過10次，推拉操作力在向身體左右方向進行使力點離開身體≥30cm單次操作力小于10kgf或者操作力10～14.9kgf在1小時內不超過10次;

d.使用力矩扳手操作力單班（8小時）總量在6000kgf以下。

2）4級負荷為：

a.當單班（8小時）物品處理總量在6000～9999kg或在良好姿勢狀態下處理單件物品重量在12～19.9 kg之間，不良姿勢下處理單件物品10～14.9 kg之間;

b.推拉操作力在向身體正前方進行單次操作力12～19.9 kgf之間在1小時內操作次數在11～60次之間;推拉操作力在向身體左右方向進行使力點離開身體在30cm內單次操作力12～19.9 kgf之間或在1小時內操作次數在11～60次之間，推拉操作力在向身體左右方向進行使力點離開身體≥30cm操作力10～14.9 kgf之間或在1小時內操作次數在11～60次之間;

c.使用力矩扳手操作力單班（8小時）總量在6000kgf～9999kgf之間。

3）5級負荷為：

a.當單班（8小時）物品處理總量大于10000kg或在良好姿勢狀態下單件物品重量在20kg以上，不良姿勢下單件物品15 kg以上;

b.推拉操作力在向身體正前方進行單次操作力20 kgf之間或在12～19.9 kgf之間1小時內操作次數超過60次;推拉操作力在向身體左右方向進行使力點離開身體在30cm內單次操作力20 kgf之間或在1小時內操作次數超過60次，推拉操作力在向身體左右方向進行使力點離開身體≥30cm操作力15 kgf之間或在1小時內操作次數超過60次;

c.使用力矩扳手操作力單班（8小時）總量為10000kgf以上。

3.2.3 姿勢與負荷綜合評價

當姿勢和負荷在1～3級范圍內綜合評價為良好，定義為c級;當姿勢、負荷為其中一項為4級時綜合評價為一般，定義為b級，需專業經理進行評審，形成一致意見，未達成一致意見的需升級處理;當姿勢、負荷同時為4級以上時綜合評價為差，定義為a級，需優先改善。a級需專業高級經理對問題進行評審，形成明確結論。