基于人因工程的生產現場改善

郭春東 GUO Chun-dong；李云浩 LI Yun-hao；劉爽 LIU Shuang

（河北科技大學經管學院，石家莊 050091）

0 引言

在傳統制造業中，企業往往強調生產的效率與質量，而忽略了人的因素，隨著制造業飛速發展以及人們生活質量的提升，在生產現場中，舒適的工作環境與合理的作業現場越來越被人們所需要，而且安全、合理的工作條件也越來越被人們所重視[1]。在生產車間現場中，無論是管理者還是作業者，都在人的因素方面逐漸加大了關注度。人因工程在生產車間的應用與研究也成為了現代工業工程研究的熱點之一。“以人為本”是人因工程學的核心，通過對人員-機器-環境三者組成的系統三者之間進行綜合考慮，以達到使人員可以安全、舒適、健康和高效地工作的目的。人因工程不僅有利于提高系統績效，更能消除隱患、確保安全，同時還把滿足人的多層次需求與系統功能及性能有機地統一起來[2]。如果在工作中缺乏對人因工程的考慮，可能會使工人在工作中過度疲勞，將會導致工人對工作厭倦或不滿意，工作效率下降，并且讓人容易發生失誤，出現生產事故。

我國人因工程學的產生，以陳立先生于1935年出版的《工業心理學概觀》為主要標志，書中對工作選擇和工作環境工效等進行了研究[3]。但由于中途存在停滯，人因工程學未能持續發展。現階段，我國人因工程學科發展勢頭較好，但在實際應用中僅大企業比較注重人因工程學方面的工作，廣大的中小型的企業在這方面還存在很大的不足。研究人因工程學在生產車間的應用對我國企業在提高生產效率、降低成本、提供安全舒適的工作環境等方面具有重要意義[4]。本文以某制藥技術裝備制造企業P生產車間為研究對象，從人因工程學角度對車間現場進行分析，并提出相應的改善建議。

1 P生產車間簡介

據實地調研了解，P車間生產的產品主要為定制化的罐體類壓力容器，生產模式主要為多品種、小批量生產。該生產車間是以工人操作機械設備為主的手工生產線，生產線上產品和零部件種類及數量較多，主要涉及焊接、切割、打磨、下料和裝配等操作內容，其中焊接為主要作業內容。由于涉及不同部位的不同焊接要求，該生產車間需要大量熟練掌握多種焊接技術的操作者。現階段，該工廠實行8小時工作制，但特殊情況會根據產品生產進度組織加班。

通過發放問卷與實地訪談，發現P生產車間操作者工作積極性普遍較低，操作者發生手臂和肩頸肌肉拉傷、腰部扭傷以及身體酸痛的比例顯著高于該制造廠其他生產車間，并且該車間離職率也較高。因此，該制藥技術裝備制造廠急需針對P生產車間生產線從人因工程角度提出人因改進策略。

2 P車間現場人因問題分析

2.1 工作臺與座椅

坐姿是具有多種優點的人體自然姿勢，它比立姿更有利于身體的血液循環，可有效地降低肌肉疲勞，減少人體的耗能，在工作中，坐姿可有助于操作者采取更為穩定的姿勢，以進行多種精細、穩定動作的任務[5]。工作臺面高度與人體坐姿手肘高度相關，工作臺過高或過低都會對工人作業的舒適度造成影響。對于不同身高的工人來說，升降工作臺搭配人體工學椅是舒適作業的最佳選擇，可有效提升工作效率，降低工作疲勞。但在生產現場中，往往因為操作空間有限等現實原因無法實現。因此，在生產車間內如果能使用適合自己高度的工作臺和座椅工作，即便都是固定不動的，也可以有效的降低疲勞，提高工作效率。

據實際觀察，P車間內各個作業崗位，使用統一制式的工作臺和座椅。由于作業人員普遍缺乏人因工程學知識，在作業過程中對這些方面可能比較隨意，對座椅高度與工作臺適配問題不夠重視，不同身高工人未將座椅調整到適宜的舒適作業高度，從而產生了錯誤的坐姿，不利于維持人體脊柱的正常生理曲度，長時間使用高度不適宜的工作臺和座椅進行作業，容易加速工人的疲勞，甚至造成身體損傷。車間內工人座椅工作臺使用情況如圖1所示。

圖1 工作臺座椅實例

2.2 不良作業姿勢分析

工人由于長時間保持不良姿勢作業、高重復性工作以及靜態負荷等，造成頸痛、肩痛、背痛和前臂酸痛等癥狀的累積性作業疲勞，在醫學上被稱為工作相關肌肉骨骼損傷[6]。P車間現場觀察發現，焊接作業時局限于工作需要及產品制造的要求，導致工人作業時無可坐設備，大部分時間保持蹲姿或跪姿進行被迫體位作業，尤其是在產品零部件裝配過程的焊接作業中，存在很多蹲或跪、彎腰、頭頸前傾等不良姿勢，以及長時間手持焊槍等問題，并且在作業過程中存在高重復性工作和靜態負荷，這些都是造成肌肉骨骼損傷的因素。車間內存在的部分不良作業姿勢如圖2所示。

圖2 不良作業姿勢實例

工人在產品的焊接作業工作時，頭頸部長時間處于前傾狀態，背部彎曲嚴重，雙腿在蹲姿和雙腿彎曲兩種姿勢間轉換，長時間以這三種作姿勢重復作業，容易造成工人疲勞，且對相應身體部位有顯著危害。因此，改善P車間焊接作業中的不良作業姿勢，可有效地降低作業人員肌肉骨骼損傷風險，提高工作安全感和幸福感。

2.3 噪聲

聲音是生產現場作業環境中不可忽視的重要因素，那些使人作業不舒服的聲音就成了噪聲，對作業者的身心健康都會造成影響[7]。據實際調研發現，由于P車間內機械設備多、工作空間較為封閉等原因，形成了特殊的環境噪聲污染，特別是當P車間進行打磨、切割、整形和天車搬運等作業內容時，噪聲污染非常嚴重。車間內高噪聲環境不僅會影響正常的語言交流，而且還會嚴重影響作業人員的生理、心理指標[8]。噪聲除了直接影響人體身心健康外，還嚴重影響著人的安全行為可靠度，對安全生產構成嚴重威脅[9]。

針對P車間內不同生產工位，選取統一的測量高度和距離，確保數據的合理性。使用聲級計作為測量工具，從8:30正式作業開始測試，選取主要作業時間段，間隔一小時收集記錄一次數據，并重復測量5天，得到的P車間噪聲平均值，如表1所示。

表1 P車間噪聲聲壓級

我國《工業企業廠界環境噪聲排放標準》第五條明確規定了工業企業的生產車間和作業場所的工作地點的噪聲標準。工作場所操作人員每天連續接觸噪聲8小時，噪聲聲級衛生限值為85dB（A）[10]。圖表可以看出，裝配車間噪聲的最大值達到了112.9dB。平均噪聲值已經超出了生產車間噪聲聲級衛生限值規定的標準值85dB（A）。

3 改善建議

3.1 工作臺與座椅改善建議

3.1.1 工作臺

設計選擇工作臺面時要針對崗位工作內容進行調整，以及考慮工人作業時視力和臂力的使用情況，以焊接作業為例，進行作業時應盡量使焊接目標點置于工人的視角范圍內。因此，針對這一問題建議提供不同尺寸的工作臺，使人員-崗位-工作臺適配。此外，從工作臺利用率出發，無需每個工位都配備專業工作臺，建議車間內配備可拆卸工作臺，供作業人員按需使用。

3.1.2 座椅

根據車間工人的身高情況，制定座椅高度調整參考表，讓工人了解身高-座椅高度的適配范圍，從而調節適合自己的座椅高度，提高舒適性，降低疲勞。

車間內出現功能損壞的舊座椅應及時報修更換，淘汰下來的舊座椅經過車間簡單加工后可作為工人休息區的座椅。現階段工人疲勞后在車間外休息，并無固定座位，只能在路邊席地而坐；午飯時也沒有相應座位，也能在路旁簡單應付，吃飯時很不舒服，會降低人的幸福感，嚴重的可能會導致工作效率下降。利用舊座椅可以有效的改善這方面問題。

3.2 緩解作業疲勞改善建議

①車間內提供不同高度的泡沫腰凳，在需要進行蹲姿、跪姿等作業時選擇合適的泡沫腰凳，盡量以坐姿作業方式替代不良姿勢進行工作，避免工人長時間處于不良作業姿勢而對身體造成損害。相比蹲姿、跪姿等作業姿勢，可很大程度上降低工人疲勞。此外，腰凳取用便捷，高度可選，且價格實惠。投入成本小，改善效果明顯。工人佩戴腰凳如圖3所示。

圖3 腰凳

②為緩解工人長時間工作產生的疲勞，針對目前P生產車間的勞動強度與工廠訂單的進度需求，工人與管理者協商制定加班薪酬，可以在下班后自愿選擇是否加班。根據人因工程學相關知識，制定了科學合理的工作、休息時間，改善后的車間作息時間如圖4所示。

圖4 車間作業者作息時間分布

此外，由于車間內多道工序都存在被迫體位作業，長時間保持不良姿勢作業會導致頸、肩、腰等部位產生職業病。通過組織班組長進行人因工程學相關培訓，引起工人對作業姿勢的重視，并將人因工程學提倡的正確作業姿勢在車間進行推廣。同時，制定符合企業文化的放松體操，作為企業人文關懷特色活動。工人可利用休息時間進行簡短的放松體操，活動身體，緩解疲勞，有助于提升工作效率。

3.3 噪聲改善建議

①在聲源處減少噪聲產生。

用無聲的或低噪音的設備和工藝代替高噪聲的設備和工藝可從根本上控制噪聲，但改善成本巨大，短時間難于進行。因此，加強對設備的維修保養是降低和消除噪聲有效方法。

②在傳播過程中消除噪聲。

在車間安裝消聲隔聲裝置，就可以使聲音減弱；也可在車間周圍安裝吸音海綿，也可以有效地降低噪聲。

③防止噪聲進入人耳。

一線作業者是噪聲污染的最大受害者，但現有的技術手段還不能完全消除噪聲[11]，因此，防止噪聲進入人耳是最有效的降低噪聲危害的手段。市場上常見的消音產品與降噪效果如表2所示。

表2 常見降噪產品

耳塞體積小，價格便宜，隔聲量大，對中高頻噪聲通常可降低20～30dB（A），在P車間內，一般噪聲危害的崗位，可定時發放隔音耳塞；對于打磨、修型等高噪聲的崗位，建議適當配備工業降噪靜音耳機，以保證工人的身心健康。此外，為避免工人長時間在高噪聲崗位連續工作，采用多名工人輪崗作業的方式，減少因工人長時間處于噪聲中，難以集中注意力，導致的工作安全事故。

4 結束語

為了使公司迅速發展壯大，企業通常會采取各種措施提高產品質量和生產效率，但往往忽略了工人生理、心理方面因素對工作效率的影響[12]，忽視對生產現場進行人因方面的改善。本文以人因工程學為理論基礎，通過對P車間生產現場的分析與研究，從工作臺與座椅、不良作業姿勢和噪聲方面提出了改善措施，給工人提供了相對舒適、安全、健康的作業環境。不僅有助于提高工人的工作效率和緩解疲勞，更可以提高工人對公司的認同感和滿意度，從而降低離職率，增強公司的凝聚力。