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1、SGMDY-MS 周诗凯GSMDY-MS周诗凯2008.6.15SGMDY-MSSGMDY-MS周诗凯周诗凯人机工程知识培训资料SGM DY-MSSGM DY-MS周诗凯周诗凯GSMDY-MS周诗凯2008.6.15一、与工作相关的骨骼损伤与工作相关的骨骼损伤 Upper extremities上肢上肢-Hand and wrist手腕手腕-Forearm and elbow上臂肘上臂肘-Shoulder and neck臂颈臂颈 Low Back后背后背GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Definition:CumulativeCumulative:Building up or inc
2、reasing over a:Building up or increasing over a long period of timelong period of time积累性积累性TraumaTrauma:The damage of body tissues by:The damage of body tissues by outside sourcesoutside sources外伤外伤DisorderDisorder:A condition that interferes with:A condition that interferes with normal,healthy fun
3、ctioning of the bodynormal,healthy functioning of the body失调失调GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Structures vulnerable to injuries/illnesses Structures vulnerable to injuries/illnesses are:are:易受伤的部位易受伤的部位易受伤的部位易受伤的部位 blood vesselsblood vessels血管血管血管血管,nerves,nerves神经神经神经神经,tendons,tendons腱腱腱腱,muscles,muscles肌肌肌肌C
4、ompressionCompression压迫压迫压迫压迫,entrapment,entrapment阻滞阻滞阻滞阻滞,excessive stretchingexcessive stretching过度伸展过度伸展过度伸展过度伸展,force,force力力力力Repeated exertion without recoveryRepeated exertion without recovery缺泛必缺泛必缺泛必缺泛必要休息的过度重复要休息的过度重复要休息的过度重复要休息的过度重复Upper ExtremityGSMDY-MS周诗凯2008.6.15Tendons腱Healthy Tendo
5、n健康的腱健康的腱Inflamed Tendon发发炎的腱炎的腱GSMDY-MS周诗凯2008.6.15TenosynovitisTenosynovitis腱鞘炎腱鞘炎Inflammation of the Inflammation of the sheathsheatharound the tendonaround the tendon腱同围的保护壳发炎腱同围的保护壳发炎TendinitisTendinitis腱炎腱炎Inflammation of the Inflammation of the tendontendoninside the sheathinside the sheath壳内
6、发炎壳内发炎GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Carpal Tunnel SyndromeCarpal Tunnel Syndrome腕道综合症腕道综合症Inflammation of thetendons and/or ligaments in theCarpal Tunnel causing pressureon the median nerve.腕道中的腱或是韧带发炎腕道中的腱或是韧带发炎压迫正中神经压迫正中神经GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Epicondylitis上髁炎上髁炎Inflammation of the tendons atthe elbow.肘部腱肘部腱发
7、发炎炎Inflammation of oneor more tendons ofthe shoulder.臂部肌腱臂部肌腱发发炎炎Rotator Cuff TendinitisGSMDY-MS周诗凯2008.6.15Trigger Finger板机指板机指Inflammation of a tendon dueto repeated trauma重复重复损伤损伤造成的腱造成的腱发发炎炎GSMDY-MS周诗凯2008.6.15nVertebrae椎骨nVertebralDiscs椎间盘nMuscles肌nLigaments韧带nNerves神经Low Back Anatomy后背解剖学GSMDY
8、-MS周诗凯2008.6.15Definition:Flatteneddiscsofcartilagefilledwithfluidwhichactasshockbsorberstocounteractcompressiveforcesplacedonthespine.用于吸收来自脊骨冲击的位于椎骨间的软骨组织Vertebral DiscsGSMDY-MS周诗凯2008.6.15LOW BACKRISK FACTORS 背部背部损伤损伤的危的危险险因素因素nLifting and Forceful Movements过过大大的提的提举举力或力矩力或力矩nHeavy or Repetitive
9、Physical Work过过重高重复的体力重高重复的体力劳动劳动nStatic Work Postures固定不固定不动动的姿的姿势势nFrequent Bending and Twisting高高频频率率的弯的弯转转nWhole Body Vibration全身振全身振动动GSMDY-MS周诗凯2008.6.15二、人机工程的起源与发展1.1.人机工程学的萌芽时期人机工程学的萌芽时期人机工程学的萌芽时期人机工程学的萌芽时期2020世纪初，美国人泰勒在伯利恒钢铁公司进行铁铲实验和时间研究实验。世纪初，美国人泰勒在伯利恒钢铁公司进行铁铲实验和时间研究实验。世纪初，美国人泰勒在伯利恒钢铁公司进行
10、铁铲实验和时间研究实验。世纪初，美国人泰勒在伯利恒钢铁公司进行铁铲实验和时间研究实验。研究铁铲的尺寸、形状与日工作量的关系。研究铁铲的尺寸、形状与日工作量的关系。研究铁铲的尺寸、形状与日工作量的关系。研究铁铲的尺寸、形状与日工作量的关系。吉尔布雷斯夫妇开始动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方吉尔布雷斯夫妇开始动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方吉尔布雷斯夫妇开始动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方吉尔布雷斯夫妇开始动作研究，创立了通过动素分析改进操作动作的方法，以及疲劳研究和工作站设计。法，以及疲劳研究和工作站设计。法，以及疲劳研究和工作站设计。法，以及疲劳研究和工作站
11、设计。时期特点：人们有人机思想，但特点是以机器为中心，通过选拔和培训时期特点：人们有人机思想，但特点是以机器为中心，通过选拔和培训时期特点：人们有人机思想，但特点是以机器为中心，通过选拔和培训时期特点：人们有人机思想，但特点是以机器为中心，通过选拔和培训使人去适应机器。由于机器进步快，使人难以适应，大量存在着伤害人使人去适应机器。由于机器进步快，使人难以适应，大量存在着伤害人使人去适应机器。由于机器进步快，使人难以适应，大量存在着伤害人使人去适应机器。由于机器进步快，使人难以适应，大量存在着伤害人身心的问题。身心的问题。身心的问题。身心的问题。2.2.人机工程学的兴起时期人机工程学的兴起时期人
12、机工程学的兴起时期人机工程学的兴起时期该时期为第一次世界大战初期至第二次世界大战前。主要研究如何减轻该时期为第一次世界大战初期至第二次世界大战前。主要研究如何减轻该时期为第一次世界大战初期至第二次世界大战前。主要研究如何减轻该时期为第一次世界大战初期至第二次世界大战前。主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。疲劳及人对机器的适应问题。疲劳及人对机器的适应问题。疲劳及人对机器的适应问题。美国电器公司的霍桑工厂进行了长达八年的美国电器公司的霍桑工厂进行了长达八年的美国电器公司的霍桑工厂进行了长达八年的美国电器公司的霍桑工厂进行了长达八年的“霍桑实验霍桑实验霍桑实验霍桑实验”，最初目的是，最初目的
13、是，最初目的是，最初目的是找找找找出工作条件对工作效率的影响。结论：工作效率不仅受物理的，生理的出工作条件对工作效率的影响。结论：工作效率不仅受物理的，生理的出工作条件对工作效率的影响。结论：工作效率不仅受物理的，生理的出工作条件对工作效率的影响。结论：工作效率不仅受物理的，生理的因素影响，还受工作气氛和人际关系等影响。因素影响，还受工作气氛和人际关系等影响。因素影响，还受工作气氛和人际关系等影响。因素影响，还受工作气氛和人际关系等影响。GSMDY-MS周诗凯2008.6.15 3.3.人机工程学的成长时期人机工程学的成长时期该时期从二战开始到该时期从二战开始到2020世纪世纪6060年代。年
14、代。美国、日本、和欧洲许多国家先后成立的学会，各国主要研究集中在人美国、日本、和欧洲许多国家先后成立的学会，各国主要研究集中在人机界面的匹配，即关于显示器与控制器设计中的人的因素问题的研究，机界面的匹配，即关于显示器与控制器设计中的人的因素问题的研究，称为称为“旋钮与表盘旋钮与表盘”时代。时代。GSMDY-MS周诗凯2008.6.154.4.人机工程学的发展时期人机工程学的发展时期2020世纪世纪6060年代后，人机工程学进入了新的发展时期，人机工程学的发展年代后，人机工程学进入了新的发展时期，人机工程学的发展有三大发展趋势。有三大发展趋势。1.1.研究领域不断扩大。由人机界面匹配到人、机、环
15、境的优化思想。例研究领域不断扩大。由人机界面匹配到人、机、环境的优化思想。例如：人与工程设施、人与生产制造、人与技术工艺、人与方法标准、如：人与工程设施、人与生产制造、人与技术工艺、人与方法标准、人与生活服务和组织管理等。人与生活服务和组织管理等。2.2.应用范围越来越广。范围扩展到社会各行各业，如衣、食、住、行、应用范围越来越广。范围扩展到社会各行各业，如衣、食、住、行、学习、工作、文化、体育的各种设施的科学化、宜人化。学习、工作、文化、体育的各种设施的科学化、宜人化。3.3.在高技术领域中发挥特殊作用。随着电子计算机的发展，人的工作性在高技术领域中发挥特殊作用。随着电子计算机的发展，人的工
16、作性质、作用和方式发生的很大的变化。由自动控制系统代替人，人的体质、作用和方式发生的很大的变化。由自动控制系统代替人，人的体力作业减少，脑力或脑体结合的作业增多。越来越多的智能化机器人力作业减少，脑力或脑体结合的作业增多。越来越多的智能化机器人代替人的某些工作。代替人的某些工作。GSMDY-MS周诗凯2008.6.15三、什么是人机工程（人机关系）生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时
17、，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系称这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系称这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系称这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系称为为为为人机关系人机关系人机关系人机关系。人机关系中所指的。人机关系中所指的。人机关系中所指的。人机关系中所指的“机机机机”除了人们通常所说的机器外，除了人们通常所说的机器外，除了人们通常所说的机器外，除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆还包括各种各样的工具、
18、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等以及劳动保护用具等以及劳动保护用具等以及劳动保护用具等物品（机）。物品（机）。物品（机）。物品（机）。当人们身处某一环境的时候，这时当人们身处某一环境的时候，这时当人们身处某一环境的时候，这时当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人与的人机关系就体现为人与的人机关系就体现为人与的人机关系就体现为人与环境环境环境环境的关系。的关系。的关系。的关系。GSMDY-MS周诗凯2008.6.15高噪音、高污染的工作环境高噪音、高污染的工作环境高空作业的危险环境高空作业的危险环境G
19、SMDY-MS周诗凯2008.6.15定义：按照人类的特点和能力优化产品及工艺以改善工作场所的安全健定义：按照人类的特点和能力优化产品及工艺以改善工作场所的安全健康并提高工作效率的科学。康并提高工作效率的科学。是研究人机环境三者之间相互关系的学科是研究人机环境三者之间相互关系的学科 让工作环境和工作需要让工作环境和工作需要适应人适应人适应人适应人的能力的能力 是人的工程是人的工程人机环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其操纵的机器以人机环境系统是指由共处于同一时间和空间的人与其操纵的机器以及他们所处的周围环境所构成的系统，也可简称人机系统。及他们所处的周围环境所构成的系统，也可简称人机系统
20、。人：处于主体地位的决策者，也是操纵者和使用者。人：处于主体地位的决策者，也是操纵者和使用者。机：指人所操纵或使用的一切物的总称，可以是机器、设施、工具、用机：指人所操纵或使用的一切物的总称，可以是机器、设施、工具、用具等。具等。环境：人、机所处的物质和社会环境。环境：人、机所处的物质和社会环境。GSMDY-MS周诗凯2008.6.15人的功效人的功效人体工程环境功效人机系统功效人适应机器机器适应人环境适应人GSMDY-MS周诗凯2008.6.15人机系统人机系统GSMDY-MS周诗凯2008.6.15四、人机工程学的命名（一）欧欧 洲洲 Ergonomics Ergonomics 人类工效学
21、人类工效学美美 国国 Human Engineering Human Engineering人类工程学人类工程学 Human Factors EngineeringHuman Factors Engineering 人的因素工程学人的因素工程学日日 本本 人间工学人间工学前苏联前苏联 工程心理学工程心理学GSMDY-MS周诗凯2008.6.15人机工程学的命名（二）“ErgonomicsErgonomics”一词是英国学者莫瑞尔于一词是英国学者莫瑞尔于19491949年首次提出的，由两年首次提出的，由两个希腊词根个希腊词根“ergoergo”（即工作、劳动）和（即工作、劳动）和“nomosno
22、mos”（即规律、规则）（即规律、规则）复合而成，其本意人的劳动规律。由于该词能够较全面的反映本学科复合而成，其本意人的劳动规律。由于该词能够较全面的反映本学科的本质，又源自希腊文，便于各国语言翻译上的统一，因此目前较多的本质，又源自希腊文，便于各国语言翻译上的统一，因此目前较多的国家采用的国家采用“ErgonomicsErgonomics”一词作为该学科的命名。一词作为该学科的命名。GSMDY-MS周诗凯2008.6.15五、人机工程的目的一、一、设计和改进人机环境系统设计和改进人机环境系统 ！二、二、使系统获得较高的效率和效益！使系统获得较高的效率和效益！三、保证人的安全、健康和舒适！三、
23、保证人的安全、健康和舒适！人、机、环境之间的最佳匹配是人机工程学把人的工作优化问题作为追人、机、环境之间的最佳匹配是人机工程学把人的工作优化问题作为追求的重要目标。优点是人能高效、安全、健康、舒适的工作和生活。求的重要目标。优点是人能高效、安全、健康、舒适的工作和生活。高效：保证高质量的同时，具有较高的工作效率。高效：保证高质量的同时，具有较高的工作效率。安全：减少或消除差错和事故安全：减少或消除差错和事故健康：是指设计和创造有利于人体健康的环境因素健康：是指设计和创造有利于人体健康的环境因素舒适：作业者对工作有满意感或舒适感，是对工作优化的最高要求舒适：作业者对工作有满意感或舒适感，是对工作
24、优化的最高要求GSMDY-MS周诗凯2008.6.15六、人体测量学立姿时的侧视图立姿时的正视图GSMDY-MS周诗凯2008.6.15坐姿时的侧视图坐姿时的后视图GSMDY-MS周诗凯2008.6.15GSMDY-MS周诗凯2008.6.15立姿A头顶以上最小203B宽度最小76C膝腿最小5D脚高度10-15E脚深度10-15推荐的立姿工作时的工作空间间隙尺寸GSMDY-MS周诗凯2008.6.15坐姿基准间隙尺寸尺寸A头顶以上152B宽度76C膝腿66D大腿20推荐的坐姿时的手臂伸展 推荐的坐姿工作空间间隙尺寸GSMDY-MS周诗凯2008.6.15推荐的斜靠工作空间尺寸 头顶以上（立姿）
25、203(厘米）宽度 76(厘米）膝腿（坐姿从椅的后部到桌子的前部）66(厘米）大腿（坐姿从椅面到桌子的下表面）20(厘米）斜靠GSMDY-MS周诗凯2008.6.15静态的人与动态的人静态的人与动态的人小辞典：小辞典：静态尺寸是指人的构造尺寸；静态尺寸是指人的构造尺寸；动态尺寸是指人的功能尺寸，动态尺寸是指人的功能尺寸，包括人的动作范围、体形变包括人的动作范围、体形变化等测量数据。化等测量数据。人在使用产品的时候处于静态和动人在使用产品的时候处于静态和动态两种状态交替之中，因此，设计态两种状态交替之中，因此，设计的产品不但要符合人体的静态尺寸，的产品不但要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态
26、尺寸。也要符合人体的动态尺寸。七、人机工程实际应用GSMDY-MS周诗凯2008.6.15举例：套麻袋赛跑举例：套麻袋赛跑 作为普通人，套着麻作为普通人，套着麻袋站在原地是不受什么袋站在原地是不受什么影响的。但是套着麻袋影响的。但是套着麻袋跑一段路就不那么容易跑一段路就不那么容易了。从而使同学们体会了。从而使同学们体会到静态人与动态人的不到静态人与动态人的不同。同。GSMDY-MS周诗凯2008.6.151.1.操作空间设计操作空间设计Lateral DistanceHeightHorizontal ReachMeasurement Locations水平：物料边缘（手握点）到胸前距离.高度：
27、手到站立的表面.横向：最大不超过胸腔380mm.Horizontal Reachinches10-15 15-20 20-252560UDUDUD152455-60SSSUD1397-152450-55SSSSUD1270-139745-50PPPSUD1143-127040-45PPPSUD1016-114335-40PPPUD889-101630-35PPUD762-88925-30SUD635-76225UD635254-381 381-508 508-635635mmGSMDY-MS周诗凯2008.6.15人站姿操作时，为使操作者有舒适的操作状态，获得较高的工作效率，躯于应处于不动的前
28、提下，考虑手的活动范围:1为最适合的抓握区 2为最有利的手动范围 3为最大抓握范围 4为最大可触及范围围手的最佳操作方向手的最佳操作方向外外侧侧向向6060:一只手一只手动动作作时时，最，最轻轻松、松、速度最快的运速度最快的运动动方向方向双双侧侧向向30:30:双手双手动动作作时时，最，最轻轻松、松、速度最快的运速度最快的运动动方向方向双双侧侧向向0:0:双手准确，双手准确，轻轻松、快速松、快速操作的最好方向操作的最好方向GSMDY-MS周诗凯2008.6.15 提举力提举力提举力提举力Lifting MomentLifting Moment 单手提举部件重量单手提举部件重量单手提举部件重量单
29、手提举部件重量One Handed One Handed Part Movement WeightPart Movement Weight 部件尺寸部件尺寸部件尺寸部件尺寸SizeSize 上料上料上料上料Part LoadPart Load 手腕施力手腕施力手腕施力手腕施力Hand/Arm Linear Hand/Arm Linear ForceForce 部件导引部件导引部件导引部件导引Part PlacementPart Placement作业位置作业位置Control Location 脚的空间脚的空间Foot/Toe Clearance部件翻转部件翻转Part Flipping/Ro
30、tation推车力推车力Rack/Dolly Push/Pull Force Whole Body锤击频率锤击频率Hammering-Repetition 2.上下料人机工程评估要素GSMDY-MS周诗凯2008.6.153.3.辅助工具人机工程评估辅助工具人机工程评估 手柄长手柄长手柄长手柄长Grip LengthGrip Length 手柄直颈手柄直颈手柄直颈手柄直颈Handling Grip Handling Grip DiameterDiameter 手柄表面手柄表面手柄表面手柄表面Handling Grip Handling Grip SurfaceSurface 夹握行程夹握行程夹
31、握行程夹握行程Grip SpanGrip Span 手柄间距（双手柄）手柄间距（双手柄）手柄间距（双手柄）手柄间距（双手柄）Handle Handle SpanSpan 把握位置把握位置把握位置把握位置Hand Location on Hand Location on HandleHandle 夹紧力夹紧力夹紧力夹紧力Compression ForceCompression Force 手的空间手的空间手的空间手的空间Clearance for Clearance for HandHand 腕扭力腕扭力腕扭力腕扭力Hand/Wrist Hand/Wrist Twist/TurnTwist/Tu
32、rn腕姿腕姿Wrist Posture视觉通道放置方法视觉通道放置方法Visual Access and Locating Method板按力板按力Trigger/Button/Paddle Force按扭力按扭力Pushbutton Control全身力全身力Tool Push/Pull Force-Whole Body持工具用力持工具用力Unassisted Tool Movement控制方向控制方向Control Design OrientationGSMDY-MS周诗凯2008.6.15八、SGM人机工程一级评估要素 1.1.重复性操作：频次、操作时间重复性操作：频次、操作时间 2.2
33、.外力压迫外力压迫 ：力的大小、受力时间、频次：力的大小、受力时间、频次 3.3.体力消耗体力消耗 ：持物体的重量（：持物体的重量（kgkg）、物体移动距离（）、物体移动距离（mm）、持物体移）、持物体移动的时间（动的时间（s s）、相关姿势的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间）、相关姿势的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间 4.4.双手搬运双手搬运 ：持物体的重量（：持物体的重量（kgkg）、物体移动距离（）、物体移动距离（mm）、持物体移）、持物体移动的时间（动的时间（s s）5.5.上肢姿势上肢姿势 ：相关姿势的持续（累积）时间：相关姿势的持续（累积）时间 6.6.全身姿势全身姿势
34、：相关姿势的持续（累积）时间：相关姿势的持续（累积）时间 7.7.躯干姿势躯干姿势 ：躯干的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间：躯干的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间 8.8.颈部姿势颈部姿势 ：颈部的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间：颈部的弯曲角度、弯曲角度的持续（累积）时间 9.9.工作环境工作环境 ：定时的温度、湿度数值：定时的温度、湿度数值GSMDY-MS周诗凯2008.6.15九、人机工程一级评估单填写方法 一级评估单的目的：一级评估单的目的：1.1.调查潜在的人机工程问题调查潜在的人机工程问题2.2.为生产现场工艺排布提供参考为生产现场工艺排布提供参考3.3.推行人机工程
35、相关知识推行人机工程相关知识（注）不作为判定为人机工程问题依据（注）不作为判定为人机工程问题依据GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Awkward Postures笨拙的动作笨拙的动作Repetitiveness重复重复Force蛮力蛮力Cold环境因素环境因素十、人机工程风险因素十、人机工程风险因素GSMDY-MS周诗凯2008.6.15130 lbs.Ouch!Thats too heavy!CrackErgonomic Risk Factors Force人机工程风险因素力人机工程风险因素力GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Ergonomic Risk Factors Forc
36、e人机工程风险因素力人机工程风险因素力GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Ergonomic Risk Factors-Awkward Positions笨拙的姿势GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Basic Lift(Diagonal Lift)GSMDY-MS周诗凯2008.6.15Power Lift PushButtocksOuTGSMDY-MS周诗凯2008.6.15The Golfers LiftGSMDY-MS周诗凯2008.6.15Overhead LifeGSMDY-MS周诗凯2008.6.15Straight Leg LiftGSMDY-MS周诗凯2008.6.1
37、5Pivot LiftGSMDY-MS周诗凯2008.6.15Does this open theDoes this open thedrawer?drawer?No,it is used to helpNo,it is used to helpmove the entire unitmove the entire unitThere is a reason why main There is a reason why main entrance doors have windowsentrance doors have windowsGSMDY-MS周诗凯2008.6.15Whichknob
38、controlsWhichknobcontrolswhichburner?whichburner?ControlsshouldbenearestControlsshouldbenearesttothethingtheyoperatetothethingtheyoperateWhichstringWhichstringoperatesoperatesthelight?thelight?WhichswitchcontrolsWhichswitchcontrolstheoverheadscreen?theoverheadscreen?GSMDY-MS周诗凯2008.6.15The EndTHANKS!