在生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)驗(yàn)證中人體工程學(xué)與人機(jī)工效學(xué)扮演著非常重要的角色,。通過(guò)使用Xsens慣性運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器,，能夠獲得精確的動(dòng)作數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線科學(xué)的進(jìn)行人體工程學(xué)與人機(jī)功效學(xué)分析,，從而幫助生產(chǎn)線設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以科學(xué)有效的方式對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)與改造,，這將最終幫助工廠減少生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率,，并幫助工人減少不必要的工作量,。

在本文的案例中Secret Hungary Ltd .委托人體工程學(xué)專業(yè)團(tuán)隊(duì)ViveLab對(duì)其生產(chǎn)線進(jìn)行了深入調(diào)查與分析,，此次研究的結(jié)果不僅使生產(chǎn)過(guò)程得到了優(yōu)化，而且ViveLab的人體工程學(xué)分析還為工作站的重新設(shè)計(jì)和工作流程的重組提供了有依據(jù)的信息,。最終結(jié)果是,，幫助工廠削減了成本，并使工人的效率和產(chǎn)品的產(chǎn)量得到顯著提高,。

此次調(diào)查的核心目標(biāo)是檢查工作負(fù)載的效率,，以及流程對(duì)工人工作的影響，以科學(xué)的消除瓶頸,。同時(shí)也為了確保工廠中的生產(chǎn)過(guò)程符合EN 1005-4標(biāo)準(zhǔn),。

在整個(gè)項(xiàng)目中，ViveLab團(tuán)隊(duì)審查了工作指導(dǎo),，并監(jiān)控了整個(gè)工作流程,，他們使用Xsens慣性運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器捕捉工人如何移動(dòng)和與裝配線互動(dòng)。并測(cè)量了每項(xiàng)任務(wù)的周期時(shí)間,，以獲得操作的完整流程,。

然后團(tuán)隊(duì)使用ViveLab Ergo軟件對(duì)調(diào)查結(jié)果和優(yōu)化建議進(jìn)行模擬和分析，以便對(duì)現(xiàn)有工作流程和計(jì)劃工作流程進(jìn)行比較,。

解決方案分為4步進(jìn)行:

步驟1：篩選,，即人體工程學(xué)影響評(píng)估

在篩選過(guò)程中，根據(jù)工作強(qiáng)度以及健康影響和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性對(duì)生產(chǎn)線上的工作站進(jìn)行分類,。

第一階段幫助ViveLab團(tuán)隊(duì)盡快評(píng)估生產(chǎn)區(qū)域的整體狀態(tài),，了解問(wèn)題最嚴(yán)重的地方，以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先排序,，從而對(duì)最有效的地方進(jìn)行糾正。

客戶對(duì)此進(jìn)行了審查,，他們同意在選定的區(qū)域使用Xsens動(dòng)作捕捉設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查,，并使用ViveLab Ergo進(jìn)行分析。

步驟2：用帶有傳感器的設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作捕捉

工人在預(yù)裝配線上的動(dòng)作被綁在他們身上的17個(gè)Xsens無(wú)線慣性傳感器捕獲,。與光學(xué)傳感器不同,，慣性運(yùn)動(dòng)捕捉不需要相機(jī)系統(tǒng)，并且,，Xsens運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)獨(dú)有的電磁波不會(huì)扭曲數(shù)據(jù)這使得采集到的數(shù)據(jù)更加真實(shí),、精確。

傳感器可以快速輕松地進(jìn)行校準(zhǔn),，不會(huì)妨礙生產(chǎn),，也不會(huì)妨礙或影響身體的活動(dòng)——這意味著工人可以自然地移動(dòng)，從而產(chǎn)生準(zhǔn)確反映出日常的工作狀態(tài),。

步驟3：?VIVELAB ERGO模擬和分析

根據(jù)平面圖,，團(tuán)隊(duì)建立了預(yù)裝配線的數(shù)字模型,。在他們構(gòu)建好環(huán)境后，他們創(chuàng)建了虛擬人角色,，并為每個(gè)角色分配了相關(guān)的運(yùn)動(dòng)文件,，這些文件是之前用Xsens套裝捕捉到的。因此,，他們就得到了一個(gè)預(yù)裝配線的工作模型,，再該模型中運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)還將與工作活動(dòng)相關(guān)聯(lián)。

由于使用了慣性運(yùn)動(dòng)捕捉,，內(nèi)置的分析方法還可以檢測(cè)到之前可能沒(méi)有注意到的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì),，或者由于潛在的篩選效果而可能一直沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì)。ViveLab能夠?qū)С龇治鰣?bào)告,，這些報(bào)告突出顯示了需要調(diào)整以及減少員工工作量的位置,，這些位置具有相關(guān)的角度，精確度能夠達(dá)到百分之一秒,。

該軟件根據(jù)幾個(gè)內(nèi)置的人體工程學(xué)分析工具來(lái)評(píng)估員工的姿勢(shì),，這些工具包括：RULA，OWAS,，NASA-OBI方法,，ISO 11226，EN 1005-4標(biāo)準(zhǔn),，Spaghetti圖和可達(dá)性測(cè)試,。軟件將檢查工人身體每個(gè)部位的負(fù)荷是否超過(guò)可接受的限度。

該團(tuán)隊(duì)檢查了經(jīng)常出現(xiàn)的不同類型的有害健康的姿勢(shì),，分析了會(huì)顯著減慢工作進(jìn)程的動(dòng)作,。在檢查動(dòng)作時(shí)，他們識(shí)別出對(duì)成功完成任務(wù)不必要的動(dòng)作,，并尋找避免它們的方法,。這幫助生產(chǎn)周期的時(shí)間進(jìn)一步縮短，并有效加快傳送帶上的裝配速度,。

報(bào)告揭示的最大問(wèn)題之一是缺乏工作空間,。這導(dǎo)致工人互相妨礙，使用工具和裝配變得相當(dāng)笨重,。

步驟4：技術(shù)設(shè)計(jì),，虛擬驗(yàn)證

從軟件中導(dǎo)出的報(bào)告還展示了需要過(guò)度費(fèi)力或可以避免的動(dòng)作。該報(bào)告基于準(zhǔn)確客觀的測(cè)量,，為工程師和人體工程學(xué)專家組成的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了重要數(shù)據(jù),。在此基礎(chǔ)上，ViveLab的專家制定了一項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，其中包括幾項(xiàng)關(guān)于個(gè)人,、組織和技術(shù)方向的建議,。然后，團(tuán)隊(duì)記錄了新布局方案中的動(dòng)作,，并模擬了新的工作流程,。

使用Xsens MVN?Analyze完成的實(shí)施前沒(méi)有原型的虛擬驗(yàn)證

在新的預(yù)裝配線上，每個(gè)員工都在自己的高度可調(diào)的辦公桌前工作,，而不是像以前那樣在兩個(gè)更大的工作臺(tái)上工作,。這使得他們可以在適合自己身高的桌子前工作。這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于,，工人能夠以舒適的方式執(zhí)行他們的任務(wù),，同時(shí)減少疲勞。因此,，工人頸部,、肩部和脊柱的肌肉不會(huì)太緊張。

根據(jù)分析結(jié)果,，ViveLab建議給員工一把椅子,，這樣他們就可以在站立與坐姿之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換——當(dāng)然這也歸功于高度可調(diào)的辦公桌的支持。他們使用的椅子帶有輪子,，可以很容易地靠近工作臺(tái)或傳送帶,。

ViveLab還建議在不同的工作場(chǎng)所之間安裝輥棒輸送機(jī)，用于傳送待組裝的物品,，以減少工作場(chǎng)所對(duì)身體造成的傷害,。

項(xiàng)目結(jié)果

糾正措施帶來(lái)的最重要的影響之一是減少了預(yù)裝配單元的周期時(shí)間。將傳送帶速度提高了15%,；并減少生產(chǎn)最終產(chǎn)品所需的時(shí)間,。這一更快的生產(chǎn)流程為公司增加了約250，000歐元的年收入,。

由于生產(chǎn)線重組,，現(xiàn)在只需一名員工而無(wú)需兩名員工就可以在電纜箱裝配工作站完成任務(wù)。因此,，多余的工人將可以被轉(zhuǎn)移到另一個(gè)勞動(dòng)力短缺的區(qū)域。這將為公司每年節(jié)省大約15,，000歐元的工資成本,。

此外，向生產(chǎn)線供應(yīng)原材料也變得更加順暢,。工作站的空間需求從41平方米減少到24平方米,。

ViveLab使用ViveLabErgo軟件測(cè)試了重新設(shè)計(jì)的工作站，測(cè)試方法與在原始工作場(chǎng)所中使用的人體工程學(xué)分析方法相同,。從軟件導(dǎo)出的報(bào)告詳細(xì)說(shuō)明了每個(gè)工作站的分析結(jié)果,。根據(jù)這份文件,，ViveLab對(duì)RULA分析結(jié)果進(jìn)行了比較——然而，通過(guò)保護(hù)工人健康所獲得的經(jīng)濟(jì)收益比較難量化,。但預(yù)防肌肉骨骼疾病也意味著節(jié)省資金,，因?yàn)椴〖偬鞌?shù)的成本將大大降低。

與最初的工作站相同,，重新設(shè)計(jì)的工作站按照ISO 11226和EN 1005-4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了檢查和測(cè)試,。每一種分析方法都證明，重新設(shè)計(jì)的工作流程對(duì)工人的造成負(fù)擔(dān)要比之前小得多,。

結(jié)論

本文中的案例展示了如何根據(jù)詳細(xì)的人機(jī)工程學(xué)研究結(jié)果,，成功地重新設(shè)計(jì)一個(gè)工作站（或一個(gè)完整的制造單元）來(lái)重組工作流程以提高整個(gè)工廠的效率減少生產(chǎn)成本。在完成改造后即使工人更少,，生產(chǎn)速度也能更快,，生產(chǎn)空間也將減少。然而,，最重要的是,，該解決方案能夠有效預(yù)防因工人操作不規(guī)范引起的肌肉骨骼疾病。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改造升級(jí),，工人們?cè)谳啺嘟Y(jié)束時(shí)將不再會(huì)感到疲憊,，他們患肌肉骨骼和其他運(yùn)動(dòng)損傷性疾病的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低。此外,，符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的工作場(chǎng)所還有助于確保員工在其角色中感到安全和舒適,。