基于人因工程的物流操作臺設(shè)計(jì)

楊露 徐元英 袁艷林 李儀涵 李超

摘要：以物流中心的物流操作臺為研究對象，以人因工程為理論依據(jù)，根據(jù)物流現(xiàn)場具體工作環(huán)境的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行工作效率分析，對物流操作臺進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：通過對物流操作臺的高度、表面材料以及大小的重新設(shè)計(jì)調(diào)整，可以顯著提高員工的舒適度以及工作效率，同時(shí)進(jìn)一步對員工工作區(qū)域的再設(shè)計(jì)，可以對員工工作過程進(jìn)一步優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：人因工程;物流操作臺;優(yōu)化設(shè)計(jì);工作效率

中圖分類號：C35

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2019） 24-0208-03

1 引言

人因工程學(xué)（ Human Factors Engineering）是研究人在不同工作環(huán)境的生理、心理等特征，研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用，以及研究人在工作中的健康、安全、舒適度和效率等問題的綜合性學(xué)科[1]。

近年來隨著物流行業(yè)的飛速發(fā)展，社會在對工作效率高要求的同時(shí)也越來越注重人的因素，員工因素對工作效率的重要影響引起很多企業(yè)的重視。在多數(shù)物流中心中，員工使用操作臺進(jìn)行貨物的入庫、復(fù)核、打包、出庫及退貨處理，操作臺使用非常頻繁，但是目前大多數(shù)物流中心內(nèi)部操作臺的規(guī)格都是固定的，設(shè)計(jì)沒有考慮到不同員工身高、經(jīng)常處理貨品大小、貨物處理速度的不一致性，同時(shí)物流庫區(qū)內(nèi)的工作強(qiáng)調(diào)時(shí)效性，員工工作強(qiáng)度大，在這類不合理的操作臺長時(shí)間工作會增加員工的疲勞感，嚴(yán)重影響工作效率，因此從人因工程的角度對物流中心的操作臺進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)很有必要。

俞寧等結(jié)合人因工程學(xué)的理論對自動售貨機(jī)顯示屏、區(qū)域布置、取貨方式等進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化[2];包來根等針對藥品生產(chǎn)線工人包裝崗位的座椅、堆垛、裝箱等方面進(jìn)行改進(jìn)，以此提高員工的工作效率[3];陳悅源等根據(jù)無障礙人對軌道車輛空間、設(shè)施和信息的需求及感官生理特征為軌道車輛設(shè)計(jì)提出了指導(dǎo)依據(jù)[4];宋成利等利用逆向工程技術(shù)及有限元分析法對腹腔鏡手術(shù)機(jī)械手柄進(jìn)行了更為貼合手部的設(shè)計(jì)[5]，綜上可得，目前從人因工程角度進(jìn)行操作臺設(shè)計(jì)的研究成果較少，國內(nèi)對人因工程的應(yīng)用主要在于人機(jī)系統(tǒng)研究方面，其中人性化的工效學(xué)設(shè)計(jì)與評價(jià)分析約占15%，機(jī)械設(shè)計(jì)與技術(shù)分析僅約占2%，而國外對人因工程的應(yīng)用主要在不同人群的職業(yè)健康研究[6]。另外，將人因工程與工業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行分析的研究成果更少，結(jié)合人的因素對操作臺進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠幫助員工獲得更好的工作體驗(yàn)，降低工作疲勞度，增加工作效率。因此，本文從人因工程方面對物流基地的物流操作臺進(jìn)行分析研究，在實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上對其結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化，得到更合理的操作臺設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)人一機(jī)一環(huán)境的聯(lián)合優(yōu)化，幫助員工降低工作疲憊感，減少失誤，提高工作效率。

2 現(xiàn)狀分析

本文選取西南地區(qū)某一物流中心內(nèi)的食品倉復(fù)核打包操作臺為研究對象，該物流操作臺主要包括顯示屏和操作平臺兩部分，其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

經(jīng)過對該物流中心基層操作人員的實(shí)地調(diào)研，收集他們對目前使用的物流操作臺的感受與體驗(yàn)數(shù)據(jù)，從調(diào)研數(shù)據(jù)可得，目前使用人員對物流操作臺的意見主要集中在操作臺的高度無法進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，操作平面面積與常處理的貨物尺寸不匹配，操作人員處理重量大的貨物存在難度等方面，因此主要從操作臺的高度、操作平面以及操作便利性等方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

2.1 操作臺高度的設(shè)計(jì)與改進(jìn)

在實(shí)際操作中，由于員工身高存在較大差異，導(dǎo)致每個員工對于操作臺高度的需求也存在差異，但是固定高度的傳統(tǒng)操作臺并不能很好的滿足員工身高的差異性，員工長時(shí)間使用這類操作臺會更容易感到疲勞。

從人因工程的角度考慮，在一定范圍內(nèi)可靈活調(diào)節(jié)高度的操作臺才更適用于不同身高的人對操作臺高度上的不同需求，從而提高員工工作的舒適度，對職業(yè)病及工傷起到預(yù)防作用，進(jìn)而提高工作效率[7]。

采用液壓升降的操作臺，可以達(dá)到靈活調(diào)節(jié)高度的要求。液壓升降由于性能有較高的保障，經(jīng)久耐用，在提高了員工工作效率的同時(shí)也降低了物流中心成本。通過在物流中心調(diào)取員工體檢報(bào)告單的方式，得出男性和女性身高均值及標(biāo)準(zhǔn)差，如表1所示。

由人因工程學(xué)可知，最適應(yīng)人的操作臺的最高高度與男女身高的均值、標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系為：

均值十標(biāo)準(zhǔn)差—最高可調(diào)節(jié)高值的2/3倍

（l）

最適應(yīng)人的操作臺的最低高度與男女身高的均值、標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系為：

均值一標(biāo)準(zhǔn)差—最低可調(diào)節(jié)高值的2/3倍

（2）

由數(shù)據(jù)顯示男性身高普遍高于女性身高，則最高高度用男性均值標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，最低高度用女性均值與標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，得到結(jié)果分別為113. 58（cm）、99. 47（cm）。

2.2 操作臺表面材料的設(shè)計(jì)與改進(jìn)

本文調(diào)研的某物流基地的操作臺通常采用合金鋼材，它的其中一個優(yōu)點(diǎn)是堅(jiān)實(shí)耐用使用壽命相對較長，但由于合金鋼材的硬度大，且彈性小，在操作臺上堆放貨物較多時(shí)，易碎品損壞時(shí)有發(fā)生。另外合金鋼材購買成本較高，但物流中心對操作臺的使用度頻繁，操作臺長期處于磨損狀態(tài)，跟換頻率相對于其他環(huán)境的使用將更快，為了降低成本，對操作臺面進(jìn)行保護(hù)是必不可少的。對此可以在操作臺面加上一層塑膠板，可以減少日常工作對合金鋼材的損傷，降低倉庫累計(jì)折舊的費(fèi)用，塑膠材質(zhì)質(zhì)地柔軟，可以在一定程度上對商品起到一定的保護(hù)作用。

2.3 操作臺大小的設(shè)計(jì)與改進(jìn)

在復(fù)核打包環(huán)節(jié)，復(fù)核員將分揀員送來的一批貨物用掃描槍按照訂單放到不同的收納盆，同一個訂單的貨物放進(jìn)一個收納盆，每一批貨物會產(chǎn)生1～16個訂單，同一批訂單全部復(fù)核完成以后再將所有的收納盆放在與打包臺相連的置物臺上，打包員再依次打包每一個收納盆里面的貨物。由于復(fù)核的速度快于打包，置物臺經(jīng)常會出現(xiàn)貨物堆積的情況，貨物一旦堆積，會給員工心理帶來壓力，會有疲倦感和煩躁感，這種生理和心理的疲勞也會影響到工作效率和質(zhì)量[8]。

針對這一問題在置物臺一側(cè)增加一個伸縮板進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng)貨物堆積時(shí)人為操控伸縮板展開，可以加大放貨面積。根據(jù)對該物流基地的實(shí)地調(diào)查，原本置物臺的規(guī)格是長2m寬0.8 m，掃描盆的規(guī)格是長35 cm寬20cm高10 cm，兩個置物臺之間的距離是3m，綜合各種規(guī)格數(shù)據(jù)、貨物流量和工作速度，設(shè)計(jì)在置物臺側(cè)面添加一個長2m寬0.6 m的伸縮板，如圖2所示。

2.4 便于傳送重量貨物的升降臺設(shè)計(jì)

在打包環(huán)節(jié)中，工人需要將貨物搬到操作臺進(jìn)行打包，雖然大件物品可以在地面直接進(jìn)行，但是打包以后還需要將物品從地面搬到操作臺旁邊的傳輸帶上，特別是對于專門處理大型物品的工作人員來說，每打包一次貨物就需要重復(fù)進(jìn)行搬運(yùn)動作，不僅降低工作效率，還對員工腰部的損傷特別大[9]。

對此可以在兩個打包操作臺之間靠近傳送帶的位置安裝一個電動升降臺。升降臺的與傳送帶之間留有約lcm的空隙，防止在操作過程中升降臺卡住。在沒有使用時(shí)升降臺的底部與地面同高，在使用時(shí)將地面的物品打包好后推到升降臺上，升降臺的控制器在升降臺臺面右下角，員工使用時(shí)只需用腳輕踩按鈕，升降臺就可以把貨物升到稍微高出傳送帶的固定高度，員工再將貨物推上傳送帶即可，具體設(shè)計(jì)示意圖如圖3所示。

3 結(jié)果分析與評價(jià)

按照本文對物流操作臺的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)對某物流公司操作臺進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)期限為3個月，得到現(xiàn)場的反饋情況為員工的總體工作效率有所提高，并且對環(huán)境的滿意度也有所提升，但是在使用過程中也出現(xiàn)了以下一些問題。

首先，塑料板的表面相比以前的鋼板更加粗糙，使員工在操作臺上平推貨物的過程中受到的阻力增大，多次重復(fù)以后對體力的損耗較大，在工作的后半程更容易感到疲勞，降低工作效率，對此問題的解決方向是更換一種可以保護(hù)操作臺面但是阻力更小的材料。

其次，由于工作現(xiàn)場環(huán)境貨物堆積較為復(fù)雜，操作臺伸縮板展開后有棱角，復(fù)核員和打包員在拿取貨物時(shí)容易被伸縮板上的棱角刮傷，可以設(shè)計(jì)將伸縮板棱角的直角變成圓弧。

最后，按照規(guī)定紙箱應(yīng)該整齊碼放在打包臺上，但多數(shù)員工為了方便會在地上堆放一些紙箱備用，這些紙箱會影響到升降臺的使用，因此需要強(qiáng)化現(xiàn)場管理理念，規(guī)范員工的工作習(xí)慣以及規(guī)范物品的放置區(qū)域，禁止亂堆亂放。

4 結(jié)語

當(dāng)今社會各行業(yè)對工作舒適度要求的不斷增加以及物流行業(yè)對效率的要求的增加，人因工程將會運(yùn)用得越來越廣泛，在物流中也將起到巨大作用。人因工程對于物流操作臺的設(shè)計(jì)不僅僅局限于機(jī)器或系統(tǒng)本身，還要考慮環(huán)境以及入的舒適度，本文從員工身高和貨物尺寸關(guān)系，在平臺高度、表面、增加伸縮版以及升降臺方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少貨物的損壞率，提高員工的工作效率，以及對工作環(huán)境的舒適度，以此設(shè)計(jì)出更符合人體工學(xué)的操作平臺。

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收稿日期：2019-11-05

基金項(xiàng)目：內(nèi)江師范學(xué)院2018年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（編號：X2018019）

作者簡介：楊露（1998-），女，內(nèi)江師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院學(xué)生。

通訊作者：李超（1991-），女，碩士，助教，研究方向?yàn)槲锪髋c供應(yīng)鏈。