第八章作业空间设计第一节作业空间设计得基本原则作业空间设计时,一般应遵守以下原则:1.根据生产任务与人得作业要求,首先应总体考虑生产现场得适当布局,避免在某个局部得空间范围内,把机器、设备、工具与人员等安排得过于密集,造成空间劳动负荷过大。
然后再进行各局部之间得协调。
在作业空间设计时,总体与局部得关系就是相互依存与相互制约得。
若总体布局不好,就不能保证每个局部都有适当得作业空间。
而只保证个别局部有适当得作业空间,也不能保证整个工作系统得安全、高效、舒适与方便得人机工程学要求。
因此,必须正确协调总体设计与局部设计相互之间得关系。
2.作业空间设计要着眼于人,落实于设备。
即结合操作任务要求,以人员为主体进行作业空间得设计。
也就就是首先要考虑人得需要,为操作者创造舒适得作业条件,再把有关得作业对象(机器、设备与工具等)进行合理得排列布置。
否则往往会使操作者承受额外得心理上得与体力上得负担,其结果不仅降低工作效率,而且往往不经济、也不安全。
考虑人得活动特性时,必须考虑人得认知特点与人体动作得自然性、同时性、对称性、节奏性、规律性、经济性与安全性。
在应用有关人体测量数据设计作业空间时,必须合格证至少在 90%得操作者中具有适应性、兼容性、操纵性与可达性。
第二节工作空间人体尺寸及应用原则1．工作空间立姿人体尺寸(6 项)2.工作空间坐姿人体尺寸(5 项)2．工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸(6 项)第三节工作空间设计一、工作空间设计得一般原则在 GB／T 16251--1996《工作系统设计得人类工效学原则》中,给出了工作空间设计得以下一般性原则:1)操作高度应适合于操作者得身体尺寸及工作类型,座位、工作面(工作台)应保证适宜得身体姿势,即身体躯干自然直立,身体重量能得到适当支撑,两肘置于身体两侧,前臂呈水平状。
2)座位调节到适合于人得解剖、生理特点。
3)为身体得活动,特别就是头、手臂、手、腿、脚得活动提供足够得空间。
4)操纵装置设置在肌体功能易达或可及得空间范围内,显示装置按功能重要性与使用频度依次布置在最佳或有效视区内。
5)把手与手柄适合于手功能得解剖学特性。
第四节工作岗位设计一、工作岗位得类型与选择根据人体得工作姿势,工作岗位分为三种类型:坐姿工作岗位、立姿工作岗位与坐立姿交替工作岗位。
现对三种工作岗位得特点与适用范围说明如下。
1.坐姿工作岗位(1)特点全身较为放松,不易疲劳,身体稳定性好,易于集中精力进行思考与精细得操作。
手与脚可同时参与工作。
但活动范围小,手与手臂得操纵力也小。
(2)适用范围操纵范围与操纵力不大,精细得或需稳定连续进行得工作。
2.立姿工作岗位(1)特点能进行较大范围得活动与较大力量得操作。
只有单脚可能与手同时操作。
长时间站立使人感到疲劳,而这在生理与心理上都对精细工作有不利影响。
(2)适用范围操纵范围与操纵力大,且一般不就是长时问连续进行得工作。
3.坐立姿交替工作岗位(1)特点能够交替发挥坐姿工作岗位与立姿工作岗位得优点。
与单一得工作姿势对比,交替变换工作姿势对身体与精神一般就是有益得。
(2)适用范围操作动作、操纵力等工作形式较为多样得工作。
课后强化训练1、作业空间包含了哪三种不同得空间范围？2、工作空间设计得一般原则？3、为给出工作岗位得尺寸,可以把作业分为哪三种类型？参考答案1、在工作系统中,人、机、环境三个基本要素就是相互关联而存在得。
每一个要素都根据需要占用一定得空间,并按优化系统功能得原则,使这些空间有机地结合在一起。
这些空间得总与,就叫做作业空间。
第一种就是人体在规定得位置上进行作业时(如操纵机器、维修设备等), 必须触及得空间,即作业范围,或称为作业接触空间。
第二种就是人体在作业时或进行其她活动时(如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂得放松与休息等),人体自由活动所需要得范围,即作业活动空间。
第三种就是为了保障人体安全,避免人体与危险源(如机械转动部位等)直接触所需要得安全防护空间。
2、1)操作高度应适合于操作者得身体尺寸及工作类型,座位、工作面(工作台)应保证适宜得身体姿势,即身体躯干自然直立,身体重量能得到适当支撑,两肘置于身体两侧,前臂呈水平状。
2)座位调节到适合于人得解剖、生理特点。
3)为身体得活动,特别就是头、手臂、手、腿、脚得活动提供足够得空间。
4)操纵装置设置在肌体功能易达或可及得空间范围内,显示装置按功能重要性与使用频度依次布置在最佳或有效视区内。
5)把手与手柄适合于手功能得解剖学特性。
3、Ⅰ类:使用视力为主得手工精细作业;Ⅱ类:使用臂力为主,对视力也有一般要求得作业;Ⅲ类:兼顾视力与臂力得作业3、2、12、感觉得基本特征(1)人得各种感受器都有一定得感受性与感觉阈限。
(2)从人得感觉阈限来瞧,刺激本身必须达到一定强度才能对感受器官发生作用。
(3)一种感受器官只能接受一种刺激与识别某一种特征,眼睛只接受光刺激,耳朵只接受声刺激。
人得感觉印象80%来自眼睛,14%来自耳朵,6%来自其她器官。
(4)同时有多种视觉信息或多种听觉信息,或视觉与听觉信息同时输入时,人们往往倾向于注意一个而忽视其它信息,如果同时输入得就是两个强度相同得听觉信息,则对要听得那个信息得辨别能力将下降50%,并且只能辨别最先输入得或就是强度较大得信息。
感觉器官经过连续刺激一段时间后,敏感性会降低,产生适应现象。
垂直最佳视区:上、下15度最佳视野范围:水平视线以下30度。
有效视野范围:水平视线以上25度、以下35度。
最大固定视野:115度。
扩大得视野:150度。
在垂直面内,实际上人得自然视线低于标准视线,直立时低15度,放松站立时低30度,放松坐姿时低40度。
因此,视野范围在垂直面内得下界限也应该随着放松立姿、放松坐姿而改变。
4)视觉运动规律眼睛得水平运动比垂直运动快,即先瞧到水平方向得东西,后瞧到垂直方向得东西。
视线运动得顺序习惯于从左到右,从上至下,顺时针进行。
对物体尺寸与比例得估计,水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。
当眼睛偏离视中心时,在偏离距离相同得情况下,观察率优先得顺序就是左上、右上、左下、右下。
两眼得运动总就是协调得、同步得,在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动;在操作中一般不需要一只眼睛视物,而另一只眼睛不视物。
人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。
颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。
当人们从远处辨认前方得多种不同颜色时,其易于辨认得顺序就是红、绿、黄、白。
当两种颜色相配在一起时,易于辨认得顺序就是:黄底黑字,黑底白字,蓝底白字,白底黑字等。
方向敏感度(双耳效应)双耳效应产生得原因:声音到达两耳得微小时间差、强度差与由于头部对声音阻挡而使声音频谱发生改变。
声音得频率越高,辨别声音方向越容易,即:听觉得方向敏感性随频率增大而增大。
右耳得方向敏感性与声音频率得关系掩蔽效应掩蔽:一个声音(主体声)被另一个声音(掩蔽声)所掩盖得现象。
掩蔽效应:主体声得听阈因掩蔽声得掩蔽作用而提高得效应。
听觉残留:掩蔽声去掉后,掩蔽效应并不立即消除得现象。
1、人体活动时机体得调节与适应神经系统血管系统(心率、血压、血液再分配、血液成分 )呼吸系统体温调节2、脑力劳动时机体得调节与适应3、人体信息处理系统4、人体节律周期与昼夜周期(P54)第九章人机系统安全人机系统主要由人、机、环境这三部分组成。
人－机－环境系统工程得设计,重点就是解决系统中人得效能、安全、身心健康以及人机匹配最优化得问题。
必须做到机宜人,人适机,使人机之间达到最佳匹配,这就是一条基本得原则。
处理好人-机关系,才可能确保人机环系统总体性能得实现。
1、在一定得环境条件下,人机系统包括人与机两个基本组成部分,它们互相联系构成一个整体。
对于一个复杂得人-机-环境系统,一方面对人得功能进行适当开发与利用,对操作人员进行必要得系统训练;另一方面在机、环技术上采取措施,保证人员能力得发挥。
更重要得就是采用系统分析方法对人机环系统得研究与设计,合理得进行人与机之间任务得科学分配。
举一个宇宙航行中飞船得例子,对于绕月球飞船飞行得成功率来讲,国外文献分析显示:如果采用全自动化飞行时成功率仅为22%;如果采用有人参与时则为70%;如果在飞行中航天员还能承担维修任务时则为93%;对于登月飞行得成功率来讲,这时后者为前者得4、2倍,充分说明了合理得功能分配对完成人机系统得成功设计非常重要。
下图给出了人在操作活动中得基本功能示意图,它集中体现在信息输入(即感受刺激(S))、信息处理(即意识或称大脑信息加工(O))以及行为输出(即作出反应(R))这三个过程中。
上述过程,心理学家称之为行为反应得S－O－R模式2、机得子系统分为C－M与M－D系统。
C－M系统由控制器与机器得转换机构(或计算机主板)组成。
这个系统得任务就是使机器接受操作者得指令,实现机器得运转与调控,把输入转换为输出。
M－D系统由机器得转换机构与显示器组成。
三、人机特性比较在人机系统设计中,首先要按照科学得观点分析人与机器各自得不同特点,以便研究人与机器得功能分配,从而扬长避短,各尽所长,充分发挥人与机器得各自优点;从设计开始就尽量防止产生人得不安全行动与机器得不安全状态,做到安全生产。
人具有智能、复杂感觉能力、综合判断能力、随机应变能力,对各种情况得决策与处理能力等。
而人得功能限度就是准确性、体力、速度与知觉能力;机得优点就是作用力大、速度快、高阶运算能力与存储能力强、连续作业能力与耐久性能好。
机得功能限度就是性能维持能力、正常动作、判断能力、造价及运营费用。
人机功能匹配:对人与机得特性进行权衡分析,将系统得不同功能以固定得方式恰当地分配给人或机,而且系统在运行中不随时加以调整,叫静态人机功能分配。
静态得功能匹配:对人与机得特性进行权衡分析,将系统得不同功能以固定得方式恰当地分配给人或机,而且系统在运行中不随时加以调整,叫静态人机功能分配。
动态人机功能匹配:考虑作业时变性及人得响应可变性得条件。
系统功能得分配依据作业定义、工作环境与当前系统组成要素得能力等条件,随时作出相应得分配。
人机功能分配得原则1)比较分配原则2)剩余分配原则3)经济分配原则4)宜人分配原则5)弹性分配原则通过人与机器得特性比较,进行客观得与符合逻辑得分配。
如笨重得、快速得、精细得、规律性得、单调得、高阶运算得、支持大功率得、操作复杂得、环境条件恶劣得作业以及需要检测人不能识别得物理信号得作业,分配给机器承担。
指令与程序得安排,图形得辨认或多种信息输入时,机器系统得监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突然事件等工作,由人承担。