1.1. 人因工程及其在工廠的應用1.1.1.人因工程的基本概念人因工程是一門應用工程，其定義是設計工具、工作站、工作方法以及工作環境，以符合人的能力。
A. 人因工程的意義i. 瞭解人的能力與限制ii. 應用於工具、機器、系統、工作方法和環境之設計iii. 使人能在安全、舒適、及合乎人性的狀況下iv. 發揮最大工作效率和使用效能，並提高生產立即使用者滿意度尊重生命的價值（安全第一）B. 人因工程的焦點i. 人所創造或人所使用的環境、系統、工具、產品的設計與發展ii. 執行工作或其他人類活動的步驟發展iii. 提供服務iv. 評估人所使用的物件的適用性C. 人因工程的目標i. 改善人的工作績效，例如增加速度、準確度與安全性，使用較少的精力、減少疲勞等ii. 降低訓練需求與訓練費用iii. 改善人力的運用狀況iv. 經由人為失誤的降低、減少員工缺席率、設備呆滯率與意外次數v. 改善使用者/操作者的舒適程度D. 從事人因工程工作的基本觀念與態度i. 為使用者著想（以客為尊）ii. 尊重生命的價值（安全第一）iii. 崇尚人性（Fit the machine to the person.）iv. 不斷改善、用心設計1.1.2.人因工程的內容A. 人體的量測i. 人體的物理特徵差異人體各部分的尺寸大小，因人而異，即使是同一個人，其身材也會隨著年齡的增長而變化，影響人體尺寸的因素可分為先天(遺傳)和後天(環境)兩種：先天因素：種族、性別、出身背景等。
後天因素：年代、職業、營養、健康等。
ii. 人體數據的量測人體測量分為靜態人體測量和動態人體測量，人在靜止或休息狀態下的測量稱為靜態人體測量，反之則為動態人體測量。
在做人體測量時常用到的測量術語：高(Hight)：身體或四肢上定點與水平面或地面之間上下垂直直線距離的測量，肩高位地板至肩骨尖的高度。
寬(Breadth)：人體上兩點之間水準直線距離；臂寬為坐姿時臂部兩端之間的最大距離。
長(Length)：四肢或身體上兩點之間的直線距離；肩胕長(Should-ElbowLength)為站姿時，肩至肘部(後部)距離。
深(Depth)：身體前後之間水準距離；胸深(厚)為人背後垂直平面至前胸(女人為乳頭)之間最大水準距離。
曲(Curvature)：沿著身體曲線的點與點之間的距離。
圍(Circumference)：環線身體或者四肢的封閉曲線的長度；例如腰圍為腰部定點環繞一圈的長短。
及(Reach)：由手或腳的關節為軸鎖可到達的點與點之間的距離，手及與踵及為動態測量的主要項目。
厚(Thickness)：四肢或身體上下垂直之間的距離，例如股厚為坐姿時，座椅平面至大腿上未被壓縮的肌肉之間最大垂直距離。
iii. 人體測量方法傳統的測量方法比較簡單，主要使用以下工具：1.人體測量規(Anthopometer)：具公制刻度與滑動桿的長尺，顆分解為三、四段，以便於儲藏與攜帶，組合後可達兩公尺；其中一段具彎曲部分2.具滑桿的圓腳規3.游標尺4.皮尺：量測胸圍、腰圍等B. 工作設計原則i. 人機系統(Humen-Machine System)在設計一個新的系統時，需要遵循人因設計準則，除了硬體設備之外，還必須考慮許多相關因素，以人的行為模式來作為設計的基礎。
例如：1.系統使用對象2.環境的影響3系統的應用模式4.使用者的素質5.其他相關因素諸如使用期限、限制範圍等ii. 作業空間設計原則在設計作業空間時遵照以下原則：1.避免靜態的工作2.避免扭曲關節3.避免肌肉超載4.施力時，以產生最佳機械優勢為目標5.避免不自然的姿勢6.維持適當的坐姿7.允許姿勢的改變與調整8.適合大小不同身材者使用(身材矮小者可輕松觸及，同時也可適合與身材高大者的體型)9.訓練操作人員使用10.工作要求配合操作員的能力11.允許操作員維持直立與臉面向前的工作姿勢12.將所需目視的物體、設備放置與身體與頭直立時或頭部稍微傾斜即可看到的地方13.避免所執行的任務在心臟或較心臟較高的位置iii. 工治具設計原則工治具的設計目標：盡量增加工具所產生的力量；盡量減少對肢體所產生的物理壓力。
故設計工治具時需要遵照一般性原則：1.避免手的彎曲或扭曲，保持手腕正直2.避免對組織產生壓迫3.避免手指重復性動作4.考慮安全因素5.設計適於女性的工具6.設計左、右兩手皆可使用的工具7.使用特殊用途的工具以取代一般性工具8.應用適當的肌肉群9.足夠的活動空間10.盡可能使用馬達驅動的動力工具iv. 環境因素環境因素（一）：照明、溫度與空氣品質環境因素（二）：噪音、振動、加速度與社會環境v. 人工物料搬運原則克諾爾建議的適用於一般工業環境中的物料搬運作業的一般性原則。
1基本原則：a.減少物料的體積、重量與所需施力範圍b.容器、桶、盒宜設置把手，以便於抬舉、提攜c.將物料置於正前方，盡可能靠近身體，避免扭曲肢體d.保持適當的姿勢e.設法減少必須移動的距離f.宜水準方向移動，避免垂直方向移動g.盡量將抬舉、提攜作業以推、拉取代h.所有的動作應事先計劃，並保持平穩i.切勿抬舉後又必須放下j.設法降低或取消人工物料的搬運2.應用輔助器具如抬舉桌、臺、抬舉車、吊車、怪手、輸送帶，以取代人工抬舉、輸送3.改善作業空間配置，以降低物料搬運的距離4.改善設備及流程，以自動進料、輸送帶取代人工搬運5.保持工作環境的整潔，以減少不必要的無聊移動與檢索a.特殊情況特殊人群設計考量失誤、意外與安全設計1.1.3.人因工程在工廠應用實例人因工程在工廠的運用以實體人因工程為主, 尤其在工作環境規劃(Workplace layout)佔有相當重要的地位, 比如:工作環境的光照、通風以及噪音的控制是否達到要求標準, 工作臺的高度是否合適, 是否會造成操作員的疲倦及傷害, 機器設備的設計, 選擇及擺放是否適當等, 皆因人因工程來加以決策。
實例說明如下：圖 1.1-1 取Barcode 槍改善前後圖 1.1-2 取物料改善前后 圖 1.1-3放板治具改善前後 先轉身取料,再移動至工作臺組直接取料，移動至工作臺組裝,節省轉身動作直接取料，移動至工作臺組裝，節省轉身動作，作業更合理直接拿取轉身取料，移動至工作臺位置單一固定一側拿取圖 1.1-4仰視與平視圖 1.1-5設備放置改善前後圖 1.1-6人手操作范圍人的雙手可以從事許多不同的活動，如組合安裝、推舉和施力等，因此水平作業平面必須具備足夠的空間，以允許雙手在此范圍內自由活動，并且要求設備要在雙手可及的范圍內。
人以坐姿工作時，手的最松弛位置是平放于水平的桌、臺上，雙肘關節幾乎與桌、臺邊接觸，在此姿勢之下，雙手可隨意活動，可以進行準確性、快速的動作。
圖 1.1-7 取治具改善圖 1.1-8室內門標識為“拉”與“推”在設計室內門的時候，就要考慮到失誤、意外與安全方面的因素，上圖是兩種室內出口處門上的提示語“拉（PULL）”與“推（PUSH）”，當室內有意外發生時，如發生緊急狀況，大家在緊張的時候往出口處跑，若是用手去向內拉門，那樣會造成擁擠和受傷。
如果采用推門的方式，人流會相應順暢一些，危險性也會減少。
圖 1.1-9 EXIT標識高低上左圖EXIT標識設計位置的不合理，EXIT標識過高，違背人在緊急逃生的狀態下的意識行為，超出人的正常視線范圍。
右圖EXIT標識的設計更為合理，人在逃生時會低頭避險，EXIT標識設計在較低高度，正好落在視野中，更能發揮標識作用。
圖 1.1-10腳踏板高度過高與有一定傾斜度設計腳踏開關時，很重要的是要注意使腿的負荷不要超過建議的腳踏操作水準，也就是腳踏操作頻率不超過每分鐘5~10次，腳踏重復性施力大小為5~10磅的力，此外，腳踏的最佳工作角度應介于115~105度之間1.左邊腳踏板高度過高，作業員需長時間將整只腳稍微懸空抬起，容易導致腿部肌肉疲勞；2.右邊腳踏板設計一定的傾斜度，作業員腳板可自然放置在其表面，減輕疲勞。
圖 1.1-11目檢1.控制電腦鍵盤和顯示器高度適合作業員控制，避免作業員頸部肌肉過度收縮而疲勞；2.目檢站設置帶光源放大鏡，使亮度達到檢驗要求參考下表所示，目檢站的照明度要求2000~3000~5000Lux，一般的作業光照度為200~300~500Lux；3.回焊爐前設置指示燈，以提示作業員何時適合放板流線，以免作業員目視判斷放板時機表 1.1-1 WZS-1 各工作區域照明水準圖 1.1-12溫濕度一個穿著衣裳的人執行輕便的工作所感覺舒適的范圍為：夏天的舒適有效溫度為攝氏21至27度，冬天為18到24度；冬天室內的相對濕度應高于30%，否則會造成呼吸器官的脫水，夏天室外的相對濕度在40%~60%之間時仍屬于舒適范圍內；額頭與膝蓋部位的風速宜低于0.2公尺/秒。
如圖所示的廠房溫濕度控制系統，及時監控廠房環境條件，除了滿足產品需求，23.1的溫度，46.8的濕度也很適合人體。
圖 1.1-13作業員在臺車上取板設計顯示器、控制器、治具臺車架的高度時，必須應用有關人的手部可以觸及的最高長度的數據，下表列出東方男人與女人手部觸及上限，如果必須看清楚架子上所欲抓取的物品如上圖所示的PCB 時，其高度不得超過下值：(男人) 150-160公分(西方人) ；135-145公分(東方人)(女人) 140-150公分(西方人) ；130-140公分(東方人)表 1.1-2 東方人手部觸及上限 百分數至手指頭(公分)抓握高度(公分)高95207.5197.5平均50194.0184.0矮5180.5170.0高95191.0181.0平均50179.5169.5矮5168.0158.0男人女人男人、女人手部觸及上限(東方人)圖中臺車設置高度未考慮在廠里面作業員大部分為女性，其身高不夠臺車高，而且臺車的高度太高(160CM)，導致作業員需要踮起腳取放板，長期這樣會造成肌肉拉傷。
圖 1.1-14 坐姿與站姿作業 1. SOP 懸掛在作業員的正前方，方便隨時對照SOP ，隨時糾正錯誤操作；2. 如下表-作業平面的高度所示工廠的插件(補件&測試)屬于坐姿，且為輕度裝配工作，所以目前流水線的高度為75CM 是在合理范圍，這樣允許插件作業員在維持坐姿的情況下工作，避免人體肌肉的勞累；目前成品組立段的線體高度為85CM 是在合理范圍內，允許作業員站立作業時避免彎腰或者將手上抬的勞累；3. 料盒根據插件位置不同而被放置在不同的空間層，充分考慮人的正常工作區域；4. 所有作業內容均在人體心臟之下,適合目前不同大小身材的正常人使用。
5. 作業員作業時大腿活動空間至少要在座墊與工作界面下緣有7’’的空間，使操作員能將座椅調整到安全工作的最適當高度表 1.1-3 作業平面的高度男女男女男女細小物件裝配99-10589-95----精確性工作89-9482-88109-119101-113100-11095-105書寫或輕度裝配工作73-7970-7599-10987-9890-9585-90粗重或中度裝配工作68-7266-7085-10079-9475-9070-85任務作業平面的高度坐姿立姿4立姿6圖 1.1-15取治具站1. 波峰焊后取治具站作業員戴口罩、手套，以避免錫爐的粉塵及治具上的高溫對人體的傷害；2. 工作臺與流水線體無斷差，從流水線取板后無需抬舉或降低雙手的高度，降低肌肉疲勞；3. 工作臺的高度剛好適合目前作業員在維持坐姿的情況下作業。