人机工程学在航空产品装配中的应用研究
马晓乐
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马晓乐,. 人机工程学在航空产品装配中的应用研究[J]. 中国航空航天科学,2022.11. DOI:10.12721/ccn.2022.157199.
摘要: 目前,在国内外航空产品装配领域,手工操作仍占装配工作量的相当比例。造成产品质量问题的各种因素中,人为因素占有相当大的比重。本文通过研究航空产品装配过程中的人机工程因素,提出解决人为因素质量问题的途径和应用,为航空产品制造企业的质量管理工作提出了思路。
关键词: 航空产品;群体因素
DOI:10.12721/ccn.2022.157199
基金资助:

1 人机工程学概论

1.1 概念及研究内容

人机工程学又称为工效学,是二战后迅速发展起来的一门边缘学科,它综合运用生理学、心理学、社会学、卫生学、人体测量学和生物医学工程等知识和技术,研究生产系统中人、机、环境三大要素之间的相互关系,通过对这些关系的恰当设计和改进,提高生产效率和经济效益。

具体来说,就是通过调查、测量和实验,来对人的作业能力、负荷、可靠性、人因失误决策、素质等,机器的显示与控制布局设计、人机交互等,以及作业环境的研究,而后根据测量或研究结果,确定人因系统中作用程度,并做出相应的改善。

1.2 在航空产品装配领域的应用意义

目前航空产品制造企业都在大力推行新技术以及数字化装配,但装配过程中的相当比例的工作无法靠机器来替代,仍然需要人力来承担,而如何减少人为因素造成的质量问题,仍是航空制造企业质量工作研究的重点。通过对人机工程学在航空产品装配中的应用研究,对于提高航空产品装配质量和装配效率具有重要的实际应用意义。

2 航空装配中的人机工程学因素

2.1  人的因素

个人因素是指与人的认知功能、生理因素、心理因素和个体素质相关的可能会影响结果的各种因素。人的年龄结构、健康状况、体能素质、教育程度、职业素养水平、工作精神状态、心理生理特性等方面存在不同,状况各异。

人的主要特性因素包括:

1) 生理因素:身体健康状况、身体疲劳程度、力量、灵活性等;

2) 心理因素:心理健康状况、感官体验(安全感、舒适感、认同感、排斥感)、情绪、精神状态、心理压力;

3) 个人素养:认知能力、接受能力、判断能力、沟通能力、质量意识、责任意识、守规意识、抗压能力;

4) 人际关系:与家人、同事、上下级关系,社会交往;

5) 价值观念:认识观、世界观、价值观等。

航空产品制造过程中,人的因素至关重要,人对产品质量的影响因素举足轻重。各个岗位工作人员的能力、素质、工作责任心、协同作业的能力等都决定了组织机构运行的效率和质量,组织绩效和环境也影响着个人能力发挥。

2.2 机的因素

航空产品装配过程中,采用合格、适宜的工装、设备、工具是保证产品达到设计要求的必要条件。工装、设备、工具的设计和选用要充分考虑部件装配路径、装配空间、可视可达性、可操作性等方面,人机工程学的参与可全面评估人与环境的影响,提升工人操作的舒适性和安全性,减少人为质量问题产生。

装配过程需要考虑以下特性内容:

1) 可达性:工人的身体或肢体、所持工具能否达到装配位置;

2) 可见性:装配时操作位置工人是否可见;

3) 可操作性:装配时的操作空间大小、待装配的零部件重量、规格是否便于工人操作;

4) 安全性:装配时工人所处的位置是否过高、是否有足够的安全保护措施等;

5) 舒适性:装配时工人承受的负荷以及操作时间、次数是否使工人易于疲劳。

工作中各种相关软件、系统的选用和功能实现,也要充分考虑使用者的能力、习惯,使之高效、简化、集成、显性、易操作,减少工作量的同时,避免人为差错。

2.3 工作环境

工作环境可分为硬环境和软环境。

硬环境主要包括基础设施以及空气环境、照明环境、色彩环境、微气候环境、噪声环境等。硬环境主要对人的生理产生影响,对人体的健康、安全性、舒适性产生影响。

软环境主要分为两类,经济条件和组织环境。经济条件主要包括:薪资、奖金、福利、服务等;组织环境主要包括:组织结构、社会福利、职业发展、企业文化等。软环境是直接对人的心理产生影响的,人的心理影响会产生两种反应,一种是短期反应也就是应激反应,这种反应可能在工作中产生短暂的剧烈影响,可能导致出现工作质量问题。另一种是长期的反应,这会在员工工作中造成一个长期的工作状态提升或者降低,从而影响工作质量。

航空装配作为高精密、高协作、大范围手工作业的行业,企业无论是在基建、厂房、办公等硬件建设方面,还是在企业文化、绩效考核、职业发展、薪酬福利等软环境塑造方面都要充分考虑从业人因的生理、心理特点和正向激励,保障从业人员的正常需要和合理诉求,调动员工工作积极性和责任心,从而提升人员的工作效率和工作质量。

3 人为差错形成的主要原因

人为差错是指人的行为明显偏离了预定的要求或希望的标准。总体来说,产生人为差错的原因有四类:一是人的工作记忆、精神状态及外部环境条件影响;二是由于理解上不一致而造成的错误;三是由于工作方法的不同而造成的错误;四是由于经验不足、培训不够而导致的错误。

4 应用研究

通过对航空装配行业中人、机、环境的特性分析,可以看出,人机工程学在航空装配领域减少人为质量问题方面大有可为。主要应用方面如下:

1) 建立防差错体系

针对装配中制孔、锪窝孔规格不一致、易混淆等问题,可在典型部位配备使用钻模、样板、规格标识等防差错手段,消除人员的理解和执行偏差。进一步推进防差错手段的标准化,统一标识标记等要求,编制标准作业指导书,对防差错手段进行固化,形成知识库。

2) 改善生产现场环境

通过对生产现场的空间布局、物流通道、区域划分、标识标记、警示设施、光照条件、环境温度、空气质量、防护用具等硬环境进行升级改造,改善生产现场作业环境,减少物料周转路程,增强作业人员的舒适感,保证生产现场安全有序、高效作业。

3) 建立基于质量行为的评价体系

目前企业中的组织和员工绩效考核多“以结果论英雄”,过分看中结果,未充分考虑企业和员工“成长”中部门、人员之间的个体差异和特点,以及不同环境特性对组织绩效结果的影响,考核结果与收入挂钩造成员工心理产生消极负面影响。组织应充分考虑人与环境的综合因素,打造基于员工质量行为的评价体系,重视员工的“成长”过程,重视学习和能力提升,培训员工的责任心和忠诚度,提升企业核心竞争力。

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