基于人因工程的物流操作台设计
时间：2020-10-04 10:55:42 来源：达达文档网 本文已影响 人 
杨露 徐元英 袁艳林 李仪涵 李超
摘要：以物流中心的物流操作台为研究对象，以人因工程为理论依据，根据物流现场具体工作环境的优缺点进行工作效率分析，对物流操作台进行了优化设计。结果表明：通过对物流操作台的高度、表面材料以及大小的重新设计调整，可以显著提高员工的舒适度以及工作效率，同时进一步对员工工作区域的再设计，可以对员工工作过程进一步优化。
关键词：人因工程;物流操作台;优化设计;工作效率
中图分类号：C35
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2019） 24-0208-03
1 引言
人因工程学（ Human Factors Engineering）是研究人在不同工作环境的生理、心理等特征，研究人和机器、环境的相互作用，以及研究人在工作中的健康、安全、舒适度和效率等问题的综合性学科[1]。
近年来随着物流行业的飞速发展，社会在对工作效率高要求的同时也越来越注重人的因素，員工因素对工作效率的重要影响引起很多企业的重视。在多数物流中心中，员工使用操作台进行货物的入库、复核、打包、出库及退货处理，操作台使用非常频繁，但是目前大多数物流中心内部操作台的规格都是固定的，设计没有考虑到不同员工身高、经常处理货品大小、货物处理速度的不一致性，同时物流库区内的工作强调时效性，员工工作强度大，在这类不合理的操作台长时间工作会增加员工的疲劳感，严重影响工作效率，因此从人因工程的角度对物流中心的操作台进行优化设计很有必要。
俞宁等结合人因工程学的理论对自动售货机显示屏、区域布置、取货方式等进行改进优化[2];包来根等针对药品生产线工人包装岗位的座椅、堆垛、装箱等方面进行改进，以此提高员工的工作效率[3];陈悦源等根据无障碍人对轨道车辆空间、设施和信息的需求及感官生理特征为轨道车辆设计提出了指导依据[4];宋成利等利用逆向工程技术及有限元分析法对腹腔镜手术机械手柄进行了更为贴合手部的设计[5]，综上可得，目前从人因工程角度进行操作台设计的研究成果较少，国内对人因工程的应用主要在于人机系统研究方面，其中人性化的工效学设计与评价分析约占15%，机械设计与技术分析仅约占2%，而国外对人因工程的应用主要在不同人群的职业健康研究[6]。另外，将人因工程与工业设计结合进行分析的研究成果更少，结合人的因素对操作台进行设计，能够帮助员工获得更好的工作体验，降低工作疲劳度，增加工作效率。因此，本文从人因工程方面对物流基地的物流操作台进行分析研究，在实地调研的基础上对其结构布局进行优化，得到更合理的操作台设计，实现人一机一环境的联合优化，帮助员工降低工作疲惫感，减少失误，提高工作效率。
2 现状分析
本文选取西南地区某一物流中心内的食品仓复核打包操作台为研究对象，该物流操作台主要包括显示屏和操作平台两部分，其具体结构设计如图1所示。
经过对该物流中心基层操作人员的实地调研，收集他们对目前使用的物流操作台的感受与体验数据，从调研数据可得，目前使用人员对物流操作台的意见主要集中在操作台的高度无法进行灵活调节，操作平面面积与常处理的货物尺寸不匹配，操作人员处理重量大的货物存在难度等方面，因此主要从操作台的高度、操作平面以及操作便利性等方面进行优化改进。
2.1 操作台高度的设计与改进
在实际操作中，由于员工身高存在较大差异，导致每个员工对于操作台高度的需求也存在差异，但是固定高度的传统操作台并不能很好的满足员工身高的差异性，员工长时间使用这类操作台会更容易感到疲劳。
从人因工程的角度考虑，在一定范围内可灵活调节高度的操作台才更适用于不同身高的人对操作台高度上的不同需求，从而提高员工工作的舒适度，对职业病及工伤起到预防作用，进而提高工作效率[7]。
采用液压升降的操作台，可以达到灵活调节高度的要求。液压升降由于性能有较高的保障，经久耐用，在提高了员工工作效率的同时也降低了物流中心成本。通过在物流中心调取员工体检报告单的方式，得出男性和女性身高均值及标准差，如表1所示。
由人因工程学可知，最适应人的操作台的最高高度与男女身高的均值、标准差的关系为：
均值十标准差—最高可调节高值的2/3倍
（l）
最适应人的操作台的最低高度与男女身高的均值、标准差的关系为：
均值一标准差—最低可调节高值的2/3倍
（2）
由数据显示男性身高普遍高于女性身高，则最高高度用男性均值标准差计算，最低高度用女性均值与标准差计算，得到结果分别为113. 58（cm）、99. 47（cm）。
2.2 操作台表面材料的设计与改进
本文调研的某物流基地的操作台通常采用合金钢材，它的其中一个优点是坚实耐用使用寿命相对较长，但由于合金钢材的硬度大，且弹性小，在操作台上堆放货物较多时，易碎品损坏时有发生。另外合金钢材购买成本较高，但物流中心对操作台的使用度频繁，操作台长期处于磨损状态，跟换频率相对于其他环境的使用将更快，为了降低成本，对操作台面进行保护是必不可少的。对此可以在操作台面加上一层塑胶板，可以减少日常工作对合金钢材的损伤，降低仓库累计折旧的费用，塑胶材质质地柔软，可以在一定程度上对商品起到一定的保护作用。
2.3 操作台大小的设计与改进
在复核打包环节，复核员将分拣员送来的一批货物用扫描枪按照订单放到不同的收纳盆，同一个订单的货物放进一个收纳盆，每一批货物会产生1～16个订单，同一批订单全部复核完成以后再将所有的收纳盆放在与打包台相连的置物台上，打包员再依次打包每一个收纳盆里面的货物。由于复核的速度快于打包，置物台经常会出现货物堆积的情况，货物一旦堆积，会给员工心理带来压力，会有疲倦感和烦躁感，这种生理和心理的疲劳也会影响到工作效率和质量[8]。
针对这一问题在置物台一侧增加一个伸缩板进行改进，当货物堆积时人为操控伸缩板展开，可以加大放货面积。根据对该物流基地的实地调查，原本置物台的规格是长2m宽0.8 m，扫描盆的规格是长35 cm宽20cm高10 cm，两个置物台之间的距离是3m，综合各种规格数据、货物流量和工作速度，设计在置物台侧面添加一个长2m宽0.6 m的伸缩板，如图2所示。
2.4 便于传送重量货物的升降台设计
在打包环节中，工人需要将货物搬到操作台进行打包，虽然大件物品可以在地面直接进行，但是打包以后还需要将物品从地面搬到操作台旁边的传输带上，特别是对于专门处理大型物品的工作人员来说，每打包一次货物就需要重复进行搬运动作，不仅降低工作效率，还对员工腰部的损伤特别大[9]。
對此可以在两个打包操作台之间靠近传送带的位置安装一个电动升降台。升降台的与传送带之间留有约lcm的空隙，防止在操作过程中升降台卡住。在没有使用时升降台的底部与地面同高，在使用时将地面的物品打包好后推到升降台上，升降台的控制器在升降台台面右下角，员工使用时只需用脚轻踩按钮，升降台就可以把货物升到稍微高出传送带的固定高度，员工再将货物推上传送带即可，具体设计示意图如图3所示。
3 结果分析与评价
按照本文对物流操作台的优化改进设计对某物流公司操作台进行改进，实验期限为3个月，得到现场的反馈情况为员工的总体工作效率有所提高，并且对环境的满意度也有所提升，但是在使用过程中也出现了以下一些问题。
首先，塑料板的表面相比以前的钢板更加粗糙，使员工在操作台上平推货物的过程中受到的阻力增大，多次重复以后对体力的损耗较大，在工作的后半程更容易感到疲劳，降低工作效率，对此问题的解决方向是更换一种可以保护操作台面但是阻力更小的材料。
其次，由于工作现场环境货物堆积较为复杂，操作台伸缩板展开后有棱角，复核员和打包员在拿取货物时容易被伸缩板上的棱角刮伤，可以设计将伸缩板棱角的直角变成圆弧。
最后，按照规定纸箱应该整齐码放在打包台上，但多数员工为了方便会在地上堆放一些纸箱备用，这些纸箱会影响到升降台的使用，因此需要强化现场管理理念，规范员工的工作习惯以及规范物品的放置区域，禁止乱堆乱放。
4 结语
当今社会各行业对工作舒适度要求的不断增加以及物流行业对效率的要求的增加，人因工程将会运用得越来越广泛，在物流中也将起到巨大作用。人因工程对于物流操作台的设计不仅仅局限于机器或系统本身，还要考虑环境以及入的舒适度，本文从员工身高和货物尺寸关系，在平台高度、表面、增加伸缩版以及升降台方面进行优化设计，减少货物的损坏率，提高员工的工作效率，以及对工作环境的舒适度，以此设计出更符合人体工学的操作平台。
参考文献：
[1]王娜，张燕华，雨课堂在人因工程实验教学中的应用[J].科技视界，2019（19）：132-133.
[2]俞宁，梅杰，陈智.基于人因工程学的自动售货机设计改进研究[J].重庆理工大学学报（自然科学），2017，31（3）：43—51.
[3]包来根，李军祥，基于MMH的某药品生产线包装岗位人因改善研究[J].技术与创新管理，2016. 37（6）：614～618.
[4]陈悦源，方卫宁，刘慧军.基于人因工程学的轨道车辆无障碍设计[J].机械设计，201 9，36（8）：20～31.
[5]刘斌，宋成利，王殊轶，等，腹腔镜手术器械手柄人因工程设计与评价J].工业工程与管理，2013·18（3）：107-112.
[6]普严冉，吕宏，徐士伟，等，基于关键词的国内外人因工程研究现状分析[J].人类工效学，2015，21（2）：59-64.
[7]蔡敏，商滔，汪挺，工位的人类工效学设计及仿真研究[J].人类工效学，2015，21（4）：57—61.
[8]顾力刚.VDT作业空间的设计研究[J].工业工程，2007 （2）：46--49.
[9]何信运.特重大件的液压搬运装置[J].水利电力施工机械，1995（2）：48-49.
收稿日期：2019-11-05
基金项目：内江师范学院2018年大学生创新创业训练计划（编号：X2018019）
作者简介：杨露（1998-），女，内江师范学院计算机科学学院学生。
通讯作者：李超（1991-），女，硕士，助教，研究方向为物流与供应链。
