1 主題內容與適用范圍
本標準規(guī)定了在生產(chǎn)區(qū)域內工作崗位尺寸的人類工效學設計原則及其數(shù)值。
本標準適用于以手工操作為主的坐姿、立姿和坐立姿交替工作崗位的設計。
2 引用標準
GB 3975 人體測量術語
GB 10000 中國成年人人體尺寸
GB/T 12985 在產(chǎn)品設計中應用人體尺寸百分位數(shù)通則
3 術語和符號
3.1 水平基準面 PXY
在工作崗位,人站立的或座椅放置的平面(見圖1至圖3)。
3.2 垂直基準面 PYZ
與人體冠狀面平行,與水平基準面相垂直,并且通過工作崗位上限制人體向前的點所在的平面〔見圖1(a)至圖3〕。
3.3 座位面高度 S
座位設計平面與水平基準面之間的距離〔見圖1(a)和圖3〕。
3.4 坐姿工作崗位的相對高度 H1
坐姿時手操作平面與座位設計平面之間的距離〔見圖1(a)和圖3〕。
圖1 坐姿工作崗位尺寸圖示
圖2 立姿工作崗位尺寸圖示(B和D尺寸同圖1b)
圖3 坐立姿工作崗位尺寸圖示(B和D尺寸同圖1b)
3.5 立姿工作崗位的工作高度 H2
立姿時手操作平面和水平基準面之間的距離(見圖2和圖3)。
3.6 工作平面高度 A
安放作業(yè)對象或工裝夾具的平面和水平基準面之間的距離〔見圖1(a)和圖3〕。
3.7 作業(yè)面高度 C
手作業(yè)平面和工作平面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.8 工作臺面厚度 K
工作平面與限制大腿向上動作界面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.9 腳支撐高度 F
腳支撐面的幾何中心與水平基準面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.10 小腿空間高度 U
座位設計平面與腳支撐幾何中心之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.11 大腿空間高度 Z
限制大腿向上動作界面與腳空間上方界面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.12 坐姿工作崗位的腿空間高度 G
限制大腿向上動作界面與腳空間上方界面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.13 立姿工作崗位的腳空間高度 I
容腳空間上方界面與水平基準面之間的距離(見圖2)。
3.14 腿部空間進深 T1
垂直基準面和限制小腿或膝前伸界面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.15 腳空間進深 T2
垂直基準面與限制腳前伸界面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
3.16 腿部空間寬度 B
限制膝或腳向外側擴展的兩界面之間的距離〔見圖1(b)〕。
3.17 橫向活動間距 D
兩相鄰工作崗位上的縱向中平面之間的距離〔見圖1(b)〕。
3.18 向后活動間距 W
垂直基準面和限制人體向后活動界面之間的距離〔見圖1(a)至圖3〕。
4 工作崗位的類型
根據(jù)作業(yè)時人體的作業(yè)姿勢,工作崗位分三種類型:坐姿工作崗位,立姿工作崗位和坐姿交替工作崗位。
5 工作崗位尺寸
根據(jù)與作業(yè)關系的程度,工作崗位尺寸分為與作業(yè)有關的和與作業(yè)無關的兩類。
5.1 與作業(yè)無關的工作崗位尺寸
以作業(yè)人員有關身體部位的第5或第95百分位數(shù)值(見GB/T 12985和GB 10000)推導出與作業(yè)無關的工作崗位尺寸。見表1。
表1 mm
5.2 與作業(yè)有關的崗位尺寸
5.2.1 作業(yè)面高度 C
a. 通常依據(jù)作業(yè)對象、工作面上配置的尺寸確定;
b. 對較大的或形狀復雜的加工對象,以滿足最佳加工條件來確定被加工對象的方位。
5.2.2 工作臺面厚度 K
對原有設備,K值是已知的;新設計情況的K值,應滿足下式關系。
K=Z5%-A+S5% ……………………………(1)
K=Z95%-A+S95% ……………………………(2)
5.2.3 坐姿工作崗位的相對高度 H1和立姿工作崗位的工作高度 H2(見表2及圖4)。
根據(jù)作業(yè)時使用視力和臂力的情況,把作業(yè)分為三個類別:
Ⅰ類:使用視力為主的手工精細作業(yè)
分別以GB 10000中坐姿立姿女性、男性眼高的第5和第95百分位數(shù)為參照,并考慮到姿勢修正量和經(jīng)驗,確定坐姿工作崗位的相對高度H1和立姿工作崗位的工作高度H2。
?、蝾悾菏褂帽哿橹?,對視力也有一般要求的作業(yè)
分別以GB 10000中坐姿立姿女性、男性肘高的第5和第95百分位數(shù)為參照,結合經(jīng)驗,確定坐姿工作崗位的相對高度H1和立姿工作崗位的工作高度H2。
?、箢悾杭骖櫼暳捅哿Φ淖鳂I(yè)
以Ⅰ、Ⅱ兩類相應的高度平均值分別確定坐姿、立姿工作崗位的女性、男性的第5和第95百分位數(shù)的相對高度H1和工作高度H2。
表2 mm
5.2.4 工作平面高度A的最小限值
a. 坐姿工作崗位(見圖1)
A≥H1-C+S ………………………………(3)
A≥H1-C+U+F ………………………………(4)
b. 立姿工作崗位(見圖2)
A≥H2 ……………………………………(5)
5.2.5 座位面高度S的調整范圍
S95%-S5%=H1(5%)-H1(95%) ……………………(6)
5.2.6 腳支撐高度F的調整范圍
F5%-F95%=S5%-S95%+U95%-U5% ……………………(7)
或F5%―F95%=H1(95%)―H1(5%)+U95%-U5%
5.2.7 大腿空間高度Z和小腿空間高度U的最小限值大腿空間高度Z和小腿空間高度U的最小限值見表3。
表3 mm
5.3 工作崗位尺寸的設計
5.3.1 工作崗位尺寸設計的一般程序
a. 確定工作崗位類型;
b. 根據(jù)5.2.3條確定作業(yè)要求的類別,在表2中查出和作業(yè)人員性別相符的第95百分位數(shù)的相對高度H1或工作高度H2。
5.3.2 坐姿工作崗位
5.3.2.1 工作面高度A被限定、不能升降時,座俠面高度S、腳支撐高度F必須滿足第5和第95百分位數(shù)的作業(yè)人員身體的升降調整范圍。
5.3.2.2 工作面高度A可以升降時,座位面高度S必須可以升降調整,以適應第5和第95右分位數(shù)身體的作業(yè)人員。
5.3.2.3 在設計女性和男性共同使用的坐姿工作崗位時,應選取男性的相對高度H1計算工作面高度A;同時座位面高度S和腳支撐高度F必須有較大的調節(jié)范圍,以適應女性作業(yè)人員。
5.3.2.4 在用公式(4)計算工作面高度A時,必須使用小腿空間高度U和腳支撐高度F的第95百分位數(shù),保證第95百分位數(shù)的作業(yè)人員有必要的腿部空間高度G。
5.3.2.5 按公式(6)、公式(7)、公式(8)分別確定座位平面高度S和腳支撐高度F的調節(jié)范圍。
5.3.2.6 根據(jù)5.2.3.2條檢驗第5和第95百分位數(shù)的大腿空間高度Z5%和Z95%是否大于表3中的最小限值。
如果不符合要求,可參照下述方面進行修改:
a. 加大工作平面高度A的尺寸;
b. 減小作業(yè)點高度C,如改變工件、工裝夾具安置方位(見5.2.2條);
c. 減小工作臺面厚度K值(見5.2.3條)。
經(jīng)修改后的設計,應再作復核。
5.3.2.7 設計步驟舉例見附錄A(參考件),例1。
5.3.3 立姿工作崗位
5.3.3.1 在工作面高度A被限定情況下,可使用踏腳臺解決作業(yè)人員的適應性,同時必須注意:
a. 踏腳臺的設置對立姿工作崗位原有靈活性的限制;
b. 踏腳臺的設置增加意外傷害的可能性;
c. 踏腳臺對不同百分位數(shù)身材作業(yè)人員的適應性。
5.3.3.2 在工作面高度A未被限定情況下可以使用工作面能升降調節(jié)的臺面以適應第5和第95百分位數(shù)的作業(yè)人員。
5.3.3.3 在工作平面高度A必須統(tǒng)一的情況下(如生產(chǎn)流水線),工作高度H2按作業(yè)人員性別異同分兩種情況確定。
a. 作業(yè)人員性別一致時
H2=〔H2(5%)+H2(95%)〕/2 ………………………(9)
其中H2(5%)和H2(95%)分別為表2中某一類別作業(yè)的女性或男性第5和第95百分位數(shù)立姿工作崗位高度。
b. 作業(yè)人員性別不一致時,取
H2=〔H2(W.95%)+H2(M.5%)〕/2 ………………………(10)
式中:H2(W.95%)——表2中某一類別、女性第95百分位數(shù)立姿工作崗位高度;
H2(M.5%)——表2中該類別男性第5百分位數(shù)立姿工作崗位高度。
5.3.3.4 用公式(5)確定工作平面高度A。同時必須注意:
a. 對第95百分位數(shù)的男性(或女性)作業(yè)人員增加了視距,應檢查是否影響觀察和操作;
b. 對第5百分數(shù)的女性(或男性)作業(yè)人員,應該檢查作業(yè)點是否可及。
5.3.3.5 當作業(yè)點在垂直基準面以外150mm以上時,必須保證站姿腿部空間進深T1、腳空間進深T2和腳空間高度I符合表1中規(guī)定的數(shù)值。
5.3.4 坐、立姿交替工作崗位
5.3.4.1 用5.3.3中所示的立姿工作崗位設計方法,確定工作高度H2和工作平面高度A。
5.3.4.2 根據(jù)作業(yè)要求的類別,從表2中查出工作高度H1(5%)和H1(95%);分別按5.2.6條和5.2.7條計算座位面高度S調整范圍和腳支撐F調整范圍;核算大腿空間高度Z是否大于表3中規(guī)定的最小限值。
5.3.4.3 檢查在立姿工作時第5百分位數(shù)的作業(yè)人員能否觸及以坐姿為主安排的工裝卡具、作業(yè)對象。
附錄A
坐姿工作崗位和坐立姿交替工作崗位尺寸設計舉例
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例1:坐姿工作崗位
作業(yè)內容及作業(yè)要求類別:用風動改錐擰緊外罩;Ⅲ類;
作業(yè)人員性別:女性;
已知:作業(yè)點高度 C=150mm;
工作臺面厚度 K=30mm;
從表2中查出相對高度:H1(5%)=300mm;
H1(95%)=400mm。
按公式(4)計算工作平面高度A:
A≥H1(95%)-C+U95%+F95%
式中:U95%=435mm(見表3)
F95%是腳支撐的最低部位。按圖A1安裝時:
計算出的A值是最小值,在以后的計算中,應該按實際確定的A值進行(例如,A=800mm)。按公式(3)計算座位面高度S
按公式(7)和(8)計算第5百分位數(shù)身材的作業(yè)人員腳支撐高度F:
與作業(yè)無關的工作崗位尺寸按表1所規(guī)定的數(shù)值確定;與作業(yè)有關的尺寸匯總如下:
工作面高度A≥735mm
座位面高度S調整范圍=485至585mm
腳支撐高度F調整范圍=50至210mm
示意如圖A2。
根據(jù)公式(1)、(2)檢驗大腿空間高度Z是否符合表3中規(guī)定的最小限值。
大于表3中規(guī)定的最小值175mm。
當?shù)贸鯶值小于表3中規(guī)定的最小值時,可在實際的設計中通過調整作業(yè)點高度C值或工作臺的結構尺寸加以改進。
例2:坐、立姿交替的工作崗位
作業(yè)內容及作業(yè)要求類別:電流表布線:Ⅲ類。
作業(yè)人員性別:男性
已知:作業(yè)點高度 C=150mm
工作臺面厚度 K=30mm
以公式(9)和表2值為依據(jù)確定工作高度H2
因工作面高度A為975mm大于800mm,腿部空間寬度B應該選擇大于或等于700mm。
與作業(yè)無關的工作崗位尺寸,按表1所規(guī)定的數(shù)據(jù)確定;與作業(yè)有關的尺寸匯總如下:
工作面高度A≥975mm
座位面高度S的調整范圍=675~775mm
腳支撐高度F的調整范圍=190~355mm
示意如圖A3。
最后,根據(jù)公式(1)和(2)檢驗大腿空間高度Z是否符合表3中規(guī)定的最小限值:
?
附加說明:
本標準由中華人民共和國勞動部提出。
本標準由中國標準化與信息分類編碼研究所和浙江省勞動保護科學研究所負責起草。
本標準主要起草人張銘續(xù)、周學敏、姚海興、吳珂、肖惠、羅秋科。
本標準參照采用德國標準DIN 33406《生產(chǎn)區(qū)域工作崗位尺寸 術語 工作崗位類型 工作崗位尺寸》(1988年版)。