作业空间设计.pptx
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1、1留意一下日常工作环境不难发现,所有的工作环境都是由人、机、环境三个部分组成的。事实上,在工作系统中,这三个基本要素是相互关联而存在的。由于每一个要素都根据需要会占用一定的空间,因此如何将这些空间进行最优的有机结合,就是本章所关注的问题。本章的主要内容是以作业者的需求为切入点介绍作业空间设计的方法和原则,充分运用人体测量所涉及的人体尺寸,进行基本的作业空间设计,并且为设计的评价搭建了一个整体思路。第1页/共123页2一、作业空间设计概述二、作业空间设计的人体因素三、作业空间设计内容四、作业空间设计评价第一章 人因工程学概述第2页/共123页3一、作业空间设计概述1、基本概念2、作业空间设计的一
2、般要求第3页/共123页41、基本概念作业空间人、机器设备、工装及被加工物所占的空间。(1)近身作业空间作业者在某一固定工作岗位时,考虑人体的静态和动态尺寸,在坐姿或站姿状态下,为完成作业所及的空间范围。(2)个体作业场所作业者周围与作业者有关的,包括设备等因素在内的作业区域。(3)总体作业空间多个相联系的个体作业场所布置在一起构成的作业空间。第4页/共123页5(1)近身作业空间按照空间范围的大小,近身作业空间又可划分为三类:l一是作业范围,又称作业接触空间,即人体在规定的位置上进行作业时(如操纵机器、维修设备等)必须触及的空间;l二是作业活动空间,即人体在作业时或进行其他活动时(如进出工作
3、岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等),人体自由活动所需要的范围;l三是安全防护空间,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)直接接触所需要的,例如在动物园,鹰的笼子后面的防护围栏应该设计多远,才能使人们无法将手指伸进笼子里。第5页/共123页6第6页/共123页7第7页/共123页8第8页/共123页9第9页/共123页10第10页/共123页11第11页/共123页12第12页/共123页132作业空间设计按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器设备、工具等进行合理的空间布局,给人、物等确定最佳(合理)的流通路线和占有区域,以提高系
4、统的可靠性、舒适性和经济性。(广义)合理设计工作岗位空间。(狭义)第13页/共123页142、作业空间设计的一般要求1)近身作业空间设计应考虑的因素(1)作业特点(2)人体尺寸(3)作业姿势(4)个体因素(5)维修活动第14页/共123页15平平均均执执行行时时间间/min20151050低低 中中 高高频率频率重要性重要性功能功能使用顺序使用顺序原则的使用水平原则的使用水平 面板布置原则与作业执行时间的关系面板布置原则与作业执行时间的关系2)作业场所布置原则(1)重要性原则(2)使用频率原则(3)功能原则(4)使用顺序原则 第15页/共123页16(三)总体作业空间设计的依据(三)总体作业空
5、间设计的依据 组织的生产(作业)方式、工艺(过程)特点组织的生产(作业)方式、工艺(过程)特点决定了总体作业空间结构(即多个个体作业场所的决定了总体作业空间结构(即多个个体作业场所的空间结构)。空间结构)。第16页/共123页17作业空间设计就是要从根本上解决两个“距离”问题。l一是“安全距离”,是为了防止碰到某物(一般指较危险的物品)而设计的障碍物距离作业者的尺寸范围;l二是“最小距离”,也就是确定作业者在工作时所必需的最小活动范围。第17页/共123页18二、作业空间设计的人体因素1、人体测量学数据的运用2、视觉要求3、行为影响4、工作体位第18页/共123页191、人体测量学数据的运用(
6、1)确定对于设计至为重要的人体尺度(2)确定设计对象的使用者群体,以决定必须考虑的尺度范围(3)确定数据运用原则(人体设计原则,可调设计原则,平均 设计原则)(4)如有必要,选择合适的数据定位群体的百分位(5)查找表选择有关数据值(6)如有必要,对数据作适当的修正(7)考虑测量衣着情况(8)考虑人体测量学数据的静态和动态性质 第19页/共123页202、视觉要求视野视距眼高运动规律水平视野:双眼视区大约60以内的区域,辨别字的视线角度为1020;分辩字母的视线角度为530。对于特定的颜色的辨别,视线角度为3060。最敏锐的视力是在标准视线每侧1的范围内。垂直视野:以标准视线水平为0基准,则最大
7、视区为视平线以上60和视平线以下70。颜色辨别界限为视平线以上30,视平线以下40。自然视线:低于标准视线,站立时自然视线低于水平线40,坐着时低于水平线15;在站姿松弛时,自然视线偏离标准线30,在坐姿松弛时,自然视线偏离标准线38。最佳观看展示物的视区在低于标准线30的区域里。第20页/共123页212、视觉要求视野视距眼高运动规律正常作业中,通常采用3876 cm的视距范围。目标在560cm处最为适宜,低于380cm时会发生目眩,超过76cm时,细节看不清楚。当观察目标需要转动头部时,左右均不宜超过45,上下也均不宜超过30。第21页/共123页222、视觉要求视野视距眼高运动规律立姿眼
8、高是从地面至眼睛的距离,在一般工业人口中,眼高的范围约为(147175)mm。坐姿眼高是从座位面至眼睛的距离,其范围约为(660790)mm。两组数据值均为正常衣着和身体姿势状态。这些尺寸是目视工作必须适应的眼高范围。第22页/共123页232、视觉要求视野视距眼高运动规律(1)眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳;一般先看到水平方向的物体,后看到垂直方向的物体。因此,很多仪表外形设计成横向长方形。(2)视线的变化习惯于从左到右,从上到下和顺时针方向运动。所以仪表刻度方向设计应遵循这一规律。(3)人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多,因而水平式仪表的
9、误读率(28)比垂直式仪表的误读率(35)低。第23页/共123页242、视觉要求视野视距眼高运动规律(4)当眼睛偏离视中心时,在偏离距离相等的情况下,人眼对左上限的观察最优,依次为右上限、左下限、而右下限最差。视区内仪表的布置应考虑这一点。(5)两眼的运动是协调的、同步的。在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动;在一般操作中,不可能一只眼睛视物而另一只眼睛不视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。第24页/共123页253、行为影响个人心理空间人的行为惯性第25页/共123页26个人心理空间个人心理空间是指围绕一个人并按其心理要求的尺寸设定的空间。通常把心理空间分为四个范围,紧身区(亲
10、密距离)、近身区(个人距离)、社交区(社交距离)、公共区(公共距离)第26页/共123页27人际交往的距离除了与个人心理有关之外,还与亲密程度、性别、文化、民族、季节和环境条件有关系。第27页/共123页28人体对不同方向的距离要求不同。通常情况下,受人直视或从背后接近被试者所造成的不安感大于可视而非直视条件下的接近。即当有人从正面接近某个个体时,在较远处该个体就会感到不安;当从后面接近时,在该个体已感知的情况下,感受到侵犯的距离稍短些;从侧面接近时,感到不安的距离会更短。人们要求的正面空间相对于侧面空间要大。第28页/共123页29有些座椅设计的虽然考虑了人的舒适性和使用效率,但由于放置的位
11、置和排列不当,总体使用效率并不高。例如长排放置的多人座椅,中间不加分隔,即使落座者旁边有空位人们通常也不愿意坐上去,如果加上扶手或隔开座椅,就可以提高座椅利用率。第29页/共123页30人的行为惯性人的捷径反应是指人在日常生活中,为了贪图方便,采用最便捷的途径,直接指向目标的行为倾向。如伸手取物往往直接伸向物品,穿越空地走直线等。当发生危险时,人类也有一些共同的躲避行为。如从众心理、左右躲避等行为。人的这种行为倾向在作业过程中常常是引起事故的原因,因此,在设计总体布局、通道、机器、堆放物时就应该提前考虑到。第30页/共123页314、工作体位决定工作体位和姿势的因素工作体位1.坐姿作业2.立姿
12、作业3.坐、立交替的作业第31页/共123页32决定工作体位和姿势的因素操作者在作业过程中,通常采用坐姿、立姿、坐立交替相结合姿势,也有一些作业采用跪姿和卧姿。在作业中使用良好的作业姿势可使作业者时刻处于轻松的状态。在确定作业姿势时,主要考虑以下因素:1.作业空间的大小和照明条件;2.作业负荷的大小和用力方向;3.作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置;4.作业台高度及有没有容膝空间;5.操作时的起坐频率等因素。第32页/共123页33工作体位1、坐姿作业 坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为100150,上腿平放,下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地,身体处于舒适状态的体位。坐姿作业具有以下特点:不
13、易疲劳,持续工作时间长;身体稳定性好,操作精度高;手脚可以并用作业;脚蹬范围广,能正确操作。人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。对于以下作业应采用坐姿作业:精细而准确的作业;持续时间较长的作业;施力较小的作业;需要手、足并用的作业。第33页/共123页342、立姿作业立姿通常是指人站立时上体前屈角小于300时所保持的姿势。立姿作业的优点及缺点如下:(1)立姿作业的优点 可活动的空间增大;需经常改变体位的作业,立位比频繁起坐消耗能量少;手的力量增大,即人体能输出较大的操作力;减少作业空间,在没有坐位余地的场所,以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况,立姿更好。第34页/共123页35(2)立姿作业的
14、缺点不易进行精确和细致的作业;不易转换操作;立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重,容易引起疲劳;长期站立容易引起下肢静脉曲张等。对于需经常改变体位的作业;工作地的控制装置布置分散,需要手、足活动幅度较大的作业;在没有容膝空间的机台旁作业;用力较大的作业;单调的作业,应采用立姿操作。第35页/共123页363.坐、立交替的作业某些作业并不要求作业者始终保持立姿或坐姿,在作业的一定阶段,需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。采用这种作业姿势既可以避免由于长期立姿操作而引起的疲劳,又可以在较大的区域内活动以完成作业,同时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。坐、立交替作业的
15、作业面按立姿作业设计,座椅面高度应与作业面高度相匹配,因此应提高座椅高度。一般使人坐在椅面上双脚刚好着地。该类座椅一般设计成可调的。第36页/共123页37三、作业空间设计内容1、作业姿势与作业空间设计2、工作场所性质与作业空间设计3、座椅设计举例第37页/共123页381、作业姿势与作业空间设计1)坐姿作业空间设计 (1)工作面高度和宽度工作面的高度由人体参数及作业性质决定。力学角度:小臂水平或稍微下倾放在工作面上,而上臂处于自然悬垂状态,是最适宜的操作姿势。肘部以下510cm。作业性质:重负荷作业工作面降低510cm 精密工作工作面升高510cm 第38页/共123页39工作类型对男性的推
16、荐高度对女性的推荐高度精密工作90011008001000轻作业740780700740用力作业680650第39页/共123页40工作面宽度视作业功能要求而定:一般若单供靠肘之用,最小宽度为100mm,最佳宽度为200mm;仅当写字用时,最佳宽度为400mm;工作面板的厚度一般不超过50mm,以便保证大腿的容膝空间。第40页/共123页41(2)作业范围水平作业范围第41页/共123页42原则:95%满意原则常用的控制器、工具、加工件放于正常范围之内不常用的工具等放于正常范围与最大范围之间特殊的、易引起危害的放于最大范围之外第42页/共123页43垂直作业范围第43页/共123页44立体作业
17、范围第44页/共123页45第45页/共123页46(3)容膝、容脚空间尺寸部位最小尺寸最佳尺寸容膝孔宽度5101000容膝孔高度640680容膝孔深度460660大腿空隙200240容腿孔深度6601000第46页/共123页47(4)椅面高度及活动余隙(1)座椅的椅面高度一般略低于小腿高度,以便使全部脚掌着地支撑下肢重量,方便下肢移动,减少臀部压力,避免椅子前沿压迫大腿。(2)座椅放置空间的深度距离(台面边缘到固定壁面的距离),至少应在810mm以上,以便作业者起身与坐下时移动椅子。(3)座椅放置空间的宽度距离应保证作业者能自由的伸展手臂,座椅的扶手至侧面的距离应大于610mm。第47页/
18、共123页48(5)脚作业空间第48页/共123页49图图 12-912-9蹬力较大的脚操作器作业空间蹬力较大的脚操作器作业空间图图12-1012-10蹬力较小的脚操作器作业空间蹬力较小的脚操作器作业空间第49页/共123页502)立姿空间设计(1)工作面高度第50页/共123页51工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作100-11095-105轻度工作90-9585-90重工作75-9070-85第51页/共123页52第52页/共123页53(二)作业范围第53页/共123页54(三)工作活动余隙余隙类型最小值推荐值站立用空间(工作台至身后墙壁的距离)760910身体通过的宽度5
19、10810身体通过的深度(侧身通过的前后间距)330380行走空间宽度305380容膝空间200容脚空间150150过头顶余隙20302100第54页/共123页55(4)立姿作业空间垂直方向布局设计控制器种类推荐值报警装置18001800极少操纵的手控制器和不抬重要的显示器1600160018001800常用的手控制器、显示器、工作台面等70070016001600不宜设计控制器500500700700脚控制器0 0500500表表 12-6 12-6 立姿作业空间垂直方向布局尺寸立姿作业空间垂直方向布局尺寸/mm/mm第55页/共123页563)坐、立姿交替作业空间设计在设计坐-立交替的工
20、作面时,工作面的高度以站立时的工作高度为准,椅子高以680780cm为宜,同时提供脚踏板,使人坐着工作时脚有休息的地方,否则人们很难工作持久。第56页/共123页574)其他作业姿势第57页/共123页582、工作场所性质与作业空间设计一、主要工作岗位的空间尺寸(1)工作间 作业性质 作业面积 坐姿工作人员1212不以坐姿为主人员1515重体力作业者1818第58页/共123页59(2)机器设备与设施间的布局尺寸间距设备类型小型中型大型加工设备间距0.70.71122设备与墙、柱间距0.60.60.70.70.90.9操作空间0.60.60.70.71.11.1第59页/共123页60(3 3
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