工效作业

工效作业（共8篇）

工效作业 篇1

随着社会信息化的发展,人们的日常生活也离不开网络。因此,视屏显示终端(video display terminal,VDT)作业引起的肌肉骨骼损伤问题已成为一个普遍的社会现象。我们采取问卷调查的形式对VDT作业人群进行了综合性的调查,以探讨肌肉骨骼损伤问题现状和病因。

1 对象与方法

1.1 调查方式和对象

从2011年4月7日—5月7日,在网上以公开问卷的形式向各界VDT作业人群进行调查,调查对象包括学生、公司员工、教师、公务员、药剂师、居家者等,以及打印店员工、格子铺老板等一些个体户,邮政工作人员等发放问卷,随机进行抽样调查。共收回有效问卷267份。

1.2 调查内容

内容包括日均连续计算机作业时间、使用计算机作业时的作业姿势、桌椅配置高度、出现与计算机操作相关肌肉骨骼酸痛的情况、造成肌肉骨骼酸痛的一些原因、缓解疲劳的方式等。

2 结果

2.1 VDT作业导致疲劳或损伤症状严重程度

VDT所引发的最常见的疲劳症状有手指酸痛、手腕酸痛、胳膊酸痛、肩部酸痛、颈部酸痛、背部酸痛、腰部酸痛等[2]。颈部、肩部、腰部、背部酸痛的发生率较高,症状也较严重;胳膊、手腕酸痛次之;手指酸痛发生率较低。见表1。

2.2 日均连续使用时间

调查人群中发现47.7%的作业者日均连续计算机作业5 h以上,其中19.3%连续作业3～5 h,33%连续作业1～3 h,无作业1 h以下的。而且针对作业者在连续作业期间是否刻意休息来缓解疲劳的主观意识的调查中发现,受调查人群中存在49.4%的VDT作业者缺乏刻意休息的主观意识。并对各项疲劳症状发生率与连续使用VDT作业时间的关系作出统计,从图1可见,VDT作业者肌肉骨骼疲劳的发生率随连续作业时间增加而上升。

2.3 致肌肉骨骼疲劳或损伤的原因

对其原因的主观反映:92.1%的作业者认为连续作业时间长是导致肌肉骨骼疲劳或损伤的主要原因;作业量大和作业台设计尺寸不当次之;还有人认为是缺乏运动和自己的不良坐姿也是导致肌肉骨骼疲劳或损伤的原因。

2.4 VDT作业空间评价

调查结果显示,13.5%的VDT作业者认为所使用的显示器高度不适宜,86.5%的作业者认为显示器高度合适;52.8%的VDT作业者认为键盘或鼠标的高度不适宜,47.2%的作业者认为键盘或鼠标高度合适;47.2%的VDT作业者认为在使用键盘或鼠标,它们放置的位置不适宜,在使用时,并不是肩部弯曲并且臂部垂直在身体两侧的,而58.2%的作业者认为键盘或鼠标位置合适;28.1%的作业者认为工作座椅的高度不适宜,71.9%的作业者认为椅子高度合适;达到71.9%的作业者认为椅子靠背不舒服,仅有28.1%的作业者认为椅子靠背舒适。

2.5 骨骼肌疲劳评价

针对VDT作业引发的最常见的骨骼肌疲劳症状如手指酸痛、手腕酸痛、胳膊酸痛、肩部酸痛、颈部酸痛、背部酸痛、腰部酸痛,根据VDT作业疲劳的模糊综合评价方法,对骨骼肌疲劳情况进行评价,评价指标体系见图2[1],局部骨骼肌疲劳评价指标的权重见表2[2]。

根据调查获得各项评价指标“经常有”、“有时有”、“无”的发生率,并令各项指标的“经常有”、“有时有”、“无”的发生率分别为评判集中疲劳v1、比较疲劳v2、基本无疲劳v3的隶属度[2],由表1可见,即各项评价指标的发生率构造二级指标评判矩阵:

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所以U的评判向量:

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按最大隶属度原则,受调查的VDT作业者总体上处于一种比较疲劳的状态,由式(1)可知v1=0.28,v2=0.39,因此,有67%的VDT作业者处于有疲劳状态。所以我们必须采取有效措施来减轻作业者的疲劳程度。

3 讨论

3.1 原因分析

3.1.1 VDT作业空间

通过调查可以发现,VDT作业属于坐姿作业,不良的作业姿势是引起VDT作业者手、胳膊、肩、颈、背等部位骨骼肌疲劳的主要诱因。显示器、键盘,文件架、鼠标、座椅之间相对固定的空间位置关系决定了作业者身体各部位的作业姿势,使作业姿势相对固定化[3]。因此,VDT作业空间的合理设计与布置直接影响着作业者的作业姿势,即符合工效学的VDT作业空间的设计与布置是缓解作业者肌肉骨骼疲劳或损伤的必要前提。根据问卷统计结果,对VDT作业空间(工作台、座椅等)不合理设计进行分析。

3.1.1.1 工作台设计

①显示器高度不适宜。显示器的高度会引起头、颈、躯干的作业姿势的变化,影响相关部位骨骼肌所承受的负荷与疲劳程度。但是至今,显示器的适宜高度一直是一个争论的焦点[2]。然而通过调查发现,过高或过低的显示器高度都会使作业者处于一种长时间抬头或低头的强迫体位作业姿势,可使颈、肩,背部的肌肉负荷明显增加,从而会导致骨骼肌疲劳或损伤。所以,显示器的高度要使作业者的头、颈等处于一种很自然的放松状态。②键盘或鼠标高度不适宜。键盘或鼠标的高度取决于键盘托盘或桌面的高度,直接影响胳膊的作业姿势[2]。若键盘或鼠标的高度偏高,则作业者在敲键或操作鼠标时手臂就会靠置过高,形成上肢往上撑起的强迫体位,肩膀微耸,容易导致颈肩腕综合征。如果键盘键盘或鼠标的高度偏低,则作业者在作业时可能会低头,颈部、背部会处于长时间弯曲,容易导致颈腰背酸痛等疾病。③键盘或鼠标的位置不适宜。有的VDT作业者使用的是手提计算机,计算机的布置直接影响着键盘与鼠标的布置;而较普遍使用台式计算机的VDT作业者,鼠标或键盘的放置位置与作业者的肌肉骨骼疲劳关系密切。鼠标或键盘在水平面上放置离身体越远,上臂与躯干的夹角越大,在使用时会增加肩部、胳膊的负荷;若是作业台水平面空间狭隘,导致鼠标的使用位置只能长时间局限在一点点地方,若是长期处于这种状态,将会导致一些肩腕综合征。

3.1.1.2 座椅设计

座椅的不合理设计,对肌肉骨骼疲劳或损伤的影响很大。座椅的尺寸应与使用者的人体尺寸相适应;应尽可能使就坐者保持自然或接近自然的姿势,并且可以使就坐用者变换自己的坐姿;并且还要符合人体生物力学原理,即座椅的结构与形态要有利于人体重力合理分布,有利于减轻背部与脊柱的疲劳和变形[4]。椅面的高度应比“小腿加足高”略低,大腿接近平直,小腿自然垂直,使脚完全由地面支撑,而对于身材矮小的作业者,可采用脚凳,这样避免大腿紧压在座面前缘,造成大腿压迫酸痛。如果椅面过低的话,对于那些身材稍微高大点的作业者,腿部或往前伸或往后缩,时间久了会造成腰腿部酸痛等。座椅靠背好坏也直接影响到作业者的腰背酸痛等。设置靠背的目的是为了人坐着工作或休息时把身体一部分重力压在靠背上,以减轻脊柱尤其是腰椎部的负荷,同时能使脊柱保持自然的弯姿,产生轻松省力的感受[4]。

3.1.2 VDT作业性质

VDT作业属于坐姿作业,与传统桌面作业有很大的相似之处,因而长期传统桌面作业导致的肌肉骨骼损伤,VDT作业也有。由于VDT作业在显示器、键盘,座椅等相互位置制约下有相对固定不变的坐姿,而传统桌面作业有多变坐姿,所以,VDT作业更易导致肌肉骨骼疲劳或损伤。VDT作业属于部分静力作业,工作姿势固定单一,这样易造成强迫性体位,坐姿的保持使腰背部肌肉、韧带和椎间盘承受一定静态负荷,加上缺乏随意活动,使该部位肌肉的血液循环受到影响及代谢产物清除受阻,易引起肌肉疲劳和损伤[5]。

3.1.3 VDT作业负荷

3.1.3.1 日连续作业时间长

长时间的连续作业导致骨骼肌长时间处于紧张状态,消耗的能量不能及时得到补充,产生的代谢物不能及时排除,容易引起骨骼肌疲劳。所以要有意识地休息,并确定合理的休息时间和休息次数,以此来缓解连续长时间作业引发的视觉疲劳,单调感和厌倦情绪,改善局部骨骼肌血液循环[2]。

3.1.3.2 作业量大

调查人群中有38.2%人认为是由于作业量大引起一些手、背、腰等一些肌肉骨骼酸痛。这是一个发展很迅速的时代,很多公司职员要承受很大的压力,每天必须完成超负荷的工作量,尤其是软硬件开发人员,最后只能导致一些骨骼肌疲劳,若是长期处于这种状态,会导致累计损伤。

3.2 其他因素

3.2.1 作业环境

不良的作业环境易引起工作人员烦躁、注意力分散、疲劳、工作能力下降[6]。作业环境的好坏直接影响作业者的生理健康,导致一些不同程度的职业病。

3.2.2 心理因素

大量的工作负荷,由于心理素质的不同,会给不同的VDT作业者造成不同程度的压力;由于有些类型VDT作业内容单一,重复性高,作业者很容易产生单调感,从而导致一定的心理疲劳。这些都会使作业者处于一种工作紧张状态,导致肌肉不能处于一种放松状态,最终导致疲劳。

摘要：目的 了解VDT作业人员肌肉骨骼疾病的现状及病因,为VDT作业管理提供改善依据。方法 采用问卷调查的方法,选取267名VDT作业人群为调查对象,然后对问卷进行数据统计,应用模糊综合评价方法对骨骼肌疲劳进行评价。结果 受调查的VDT作业者总体上处于一种比较疲劳的状态,且有67%的VDT作业者处于有疲劳状态。VDT作业者的肌肉骨骼损伤与VDT作业空间、日连续作业时间,作业量等有关。结论 VDT作业导致的肌肉骨骼疲劳存在工效学问题,相关VDT作业空间设计者应根据相关人因工程学知识设计作业空间,相关VDT作业者应关注自己的作业管理,以保障VDT作业者的身心健康。

关键词：VDT作业,肌肉骨骼疲劳,人因工程学

参考文献

[1]顾力刚,韩福荣.VDT作业疲劳的模糊综合评价方法[J].北京工业大学学报,2005,31(1):102-107.

[2]顾力刚.VDT作业及其管理研究[M].北京;科学出版社,2007:46-72,142-145,164-174.

[3]顾力刚.VDT作业对局部骨骼肌影响的研究进展[J].人类工效学,2006,12(3):50-52.

[4]郭伏,钱省三.人因工程学[M].北京:机械工业出版社,2007:245-263,265-294.

[5]张巧,崔庆华.电信VDT作业对女工肌肉骨骼系统影响的研究[J].工业卫生与职业病,2000,26(5):265-267.

[6]刘伟达,王忠旭.肌肉骨骼损伤及其工效学[J].环境与职业医学,2008,25(6):605-608.

工效作业 篇2

每年这个时候，就进入了空调销售的旺季，家电市场上也开始在空调区打起了价格战。《环球人物》记者调查发现，如今各大商场上的降价幅度惊人，销量也在短时间内猛增。面对这种情况，记者采访了中国标准化研究院人类工效学实验室主任赵朝义，他表示，现在市面上很多空调因为成本的限制，虽然价格低廉，但是也经常忽略了在人体舒适度上的研究，“现在的空调除了讲究制冷、制热功能，更重要的是要符合人体工效学，让人在最舒适的环境下工作生活，这是现代科技研究提出的更高标准”。

最近，他和他的实验室正在与海尔集团合作，研究适用于中国人的各项热舒适度指标，“一方面，我们给海尔提供数据和成果，帮助他们更好地了解中国人的人体特性;另一方面，我们也在研究制定一套关于热舒适性的国家标准，给整个行业内的空调划上一条标准线，从而让市场更好地了解品牌和产品的优劣”。

研究中国人的热舒适系数

《环球人物》：现在空调除了温度调节的功能外，还在哪些方面有更深的要求？

赵朝义：除了制冷、制热以外，现在空调更讲究符合人体工效学。所谓人体工效学，我们也叫人体工程，主要是研究产品以及环境是否符合人体生理及心理需求，从而保证一个安全、舒适、健康的生活环境。对于空调来说，在人体工效学上的研究很大一部分是热舒适性的研究，这也是我们现在和海尔一起在做的事情。

《环球人物》：热舒适性是什么，有哪些指标？

赵朝义：热舒适是人对周围热环境所做的主观满意度评价。我们分析某一热环境是否舒适有两个方面：第一是生理方面，即我们研究人体在不同冷热应力下，皮肤温度、皮肤湿度、排汗率、血压、体温等生理反应的变化，并利用这些生理反应变化区分环境的舒适程度;第二是心理方面，我们分析人在热环境中的主观感觉，用心理学方法区分环境的冷热与舒适程度。我们运用的是国际通用的一个热舒适性方程，它的主要指标包括了温度、湿度、辐射和风速这四个。我们要做的就是研究出一组中国人自己的系数，从而得出最适合中国人的热舒适数据。

《环球人物》：中国人的热舒适系数和欧美人有很大差别吗？

赵朝义：根据我们以往的研究，发现中国人皮肤的耐受范围要比欧美人窄。也就是说，中国人和欧美人相比，对于温度、湿度和风速的敏感性更强，这就要求空调在设计过程中更加注重这三个方面的精细程度。所以我们会做大量的实验和样本调查，找出这个范围的具体数值和系数。我们这一次和海尔合作，就从海尔的市场用户群中邀请了很多客户来帮助我们调查研究，从他们身上我们可以看到海尔匀风空调和市场上那些普通空调的差别。

老人和妇女更为敏感

《环球人物》：你们的样本采集和实验过程是怎样的？

赵朝义：我们按照目标用户群的要求采集了大概500个样本，请他们来我们实验室营造的、带有空调的办公环境和住宿环境中待上半小时，然后调节温度、风速等指标从而记录数据。我们的调查主要分主观和生理两个部分：主观上主要是舒适度的调查，主要是口头和纸面的记录;客观上则是对生理反应的记录，我们在调查者身上贴了10到18个温度测点，从额头、手臂到脚面，主要测量皮肤温度、心跳的反应。

《环球人物》：调查的结果是怎样的？

赵朝义：在调查的样本中，我们在不同性别和年龄段中都提取了样本，我们发现老人和妇女对于热舒适度比较敏感，这个敏感度在温度下降的过程中更为明显。另外一个调查结果就是我们拿一个普通空调和海尔的匀风空调做比较，取了一个60人的样本群，每个人分别在两部空调1米的位置待上半小时左右，然后调查他们的主观舒适和客观舒适。最后这两个指标的总和比较，我们发现海尔匀风空调的舒适程度比普通空调提高了近77%。

好空调让人身体凉快，脚暖和

《环球人物》：为什么海尔的空调比其它空调在舒适程度上做得更好呢？

赵朝义：主要是空调对温度场的控制有一个指导作用。温度场简单来说就是房间里各个地方在不同时刻温度的一个变化，它常常取决于出风口的风速和温度。比如说其实人体在空调房间内最好的一个状态是“下暖上凉”，也就是脚是暖和的，但是身体是凉快的，这是最符合人体工学和热舒适性的，但是我们研究发现，在现在大部分空调里，我们的样本表现出的是一种“下凉上暖”的状态，长期处在这样一种状态中对人的身体和舒适会造成很大影响。造成这种“下凉上暖”的现象，很大一部分原因就是温度场不均匀的结果。因为现在大部分空调的冷气出风口温度很低，风速很快，这就导致冷气下沉速度很快，会造成室内温度场的一个失衡。

《环球人物》：海尔是如何避免“下凉上暖”的？

赵朝义：主要还是集中在出风口风速和温度的设计上。我们调查发现，普通空调出风口的温度有的只有10度左右，很多人就没法待，好多人因此还感冒了。但是海尔匀风空调的出风口温度大概有21度，所以即便是站在离出风口很近的地方，人也不会感到不舒适，因为空调出风口的温度和人体最舒适的温度是比较接近的。第二个特点是，因为海尔是匀风的，所以空调风吹出去之后，温度的变化不会很大。我们在离出风口0.1米到2米之间的不同位置做了测量，发现普通空调的温度变化明显高于海尔的温度变化，这意味着海尔空调虽然出风口的温度比其他空调高，但是在轴线距离上温度的变化比其他空调小得多，也就保证了制冷或者制热的效果。所以，海尔的匀风空调更符合人体工效学，也更能给人带来明显的舒适感。

工效作业 篇3

人类工效学是依据人的身体结构、心理状态、生理特种等因素, 研究劳动力、生产工具、工作环境等要素与生产效率、产品质量间相互关系的机械工程类分支学科。1961年国际工效学协会在斯德哥尔摩成立后, 工效学研究成果中涉及到安全、健康等方面的行业标准, 因其现实可行, 逐渐被许多国家和地区在实际操作中强制执行。随着人类工效学的深入研究, 逐步衍生为人体工程学、人机工程学、工程心理学等多个分支。我国相关研究起步较晚, 1980年封根泉《人体工程学》是我国第一本工效学专著。1981年建立“中国人类工效学标准化技术委员会”, 并与国际人体工程标准化技术委员会 (CIEA) 建立了联系。

由于工效学强调良好的人-机-环境系统有助于减少人工失误, 能够帮助解决实际操作中人体动作、设备的设计安装运行、环境条件等要素妨害生产效率和产品质量的问题, 所以工效学逐步被深入广泛应用于机械产品的设计和制造中。笔者通过文献调查的方法, 对汽车组装流水线作业工人工效学的情况, 分析如下。

2 资料与方法

2016年9月10日, 以“流水线”+“工效学”为摘要词频, 通过Cnki及万方数据知识服务平台检索文献论文, 共获取18篇相关论文。首先排除Cnki与万方重合的3篇, 其次排除和本文研究关联不强的6篇, 剩余有效9篇文献。详见参考文献。

下载文献, 提取相关数据及结论, 进行对比分析。

3 结果

陈泓等, [1]王百负等, [2]朱启星等, [3]研究认为, 低头、弯腰、抬手、站立、工作时间率、照度、噪声等工效学指标的严重超标, 容易导致慢性肌肉骨骼损伤, 影响生产效率和工作质量, 应按照有关标准和法规, 改进相应的劳动保护和工效学措施。李汉锋等通过企业对人类工效学措施重视程度的调查, 也认为应对劳动者作业特点, 进行积极的工效学手段干预。[4]刘召杰的研究发现, 操作者疲劳与动作稳定性之间, 存在着高度的负相关, 并给出了一定的数据证明。[5]曹磊进一步认为, 在高物理负荷下, 更要关注对操作者心理因素方面的积极干预。[6]丁嘉顺从肌电生理方面研究发现, 表面肌电法能够测定和反映静态姿势和反复性操作的负荷, 或者能够为劳动负荷评价及工效学设计提供新的参考指标。[7]宋宗强的研究结果是, 按照动作经济原则, 如果通过工序动作的剔除、重排、合并与简化, 就使装配线作业均衡率达到有效提高 (其具体数据为从62%提高到76%) [8]。

4 讨论

由于汽车组装流水线涉及众多因素, 每一个环节因素都会影响和改变个体的现场操作能力以及对系统的适应能力。工效学从操作者的性别、年龄、智力、文化、性格、工作兴趣、技术水平、工作动机、现场工作情绪等各主观因素, 研究操作者的工作行为、以及其行为产生差异的各种因素。同时, 工效学还对流水线操作者所处环境、工作条件、设备性能等现实客观因素加以研究, 且进一步关注团队的人群关系、组织作风等社会性因素。在人-机系统中, 人体部位的尺寸比例, 人的视觉和听觉的正常生理值及个体化差异, 操作时的姿势、活动半径、动作节奏和频率速度、劳动环境条件所引起的工作疲劳度、人的能量消耗和补充等, 都直接影响人机系统的运转效率。企业制订的操作规程应符合操作人员的生理和心理特点, 符合工效学标准;操作人员也必须严格遵守操作规程, 才会更健康安全的操作。

工效学在人-机环境系统的研究中, 经历了人适应机、机适应人、人机相互适应几个阶段, 现在又已深入到人、机、环境三者协调的人-机-环境系统。随着社会分工精细化, 以及经济发展对劳动效率的更快更高要求, 工效学又从单纯研究个人生理和心理特点, 进一步发展到研究怎样改善人的社会性因素, 从提高个体操作能力到提升团队、企业整体操作水平。

李汉锋等研究表明, 通过改进人类工效学措施, 科学有效的改变劳动者工作台作业条件和生产环境条件, 能有效降低劳动者的职业紧张, 降低疲劳度[9]。

通过此次汽车组装流水线作业工人工效学的文献调研, 笔者发现, 我国对人类工效学的研究成果不足, 还不能适应包括汽车组装流水线在内的国民经济各行业对工效学科研成果的需求, 应加大对人体功效学科研及实践的研究, 为经济社会的发展提供智力和科研保障。

摘要：汽车行业是国民经济重要的支柱产业, 也是庞大而复杂的产业链。劳动力密集型的加工优势, 使我国汽车行业一直保持着平稳的运行态势。汽车零部件生产过程中, 尽管实现了部分智能化操作, 但流水线作业仍然需要大量的人工操作。作业效率就成为影响整体产业的重要因素。如何利用人体工效学对其时效性进行统筹, 需要管理人员在实践中认真思考。通过文献研究法, 分析汽车组装线作业工人工效学研究的材料和基本方法, 阐释汽车组装线作业工人工效学研究过程, 为此项研究提供必要的数据参考。

关键词：汽车组装,流水线,作业,工人,工效学

参考文献

[1]陈泓, 李序梅, 张玉婷等.电视机和有线通讯设备流水线作业工人的工效学调查研究[J].中国安全科学学报, 1996, 6 (04) :34-36.

[2]王百负, 金书香, 张祥春等.汽车组装流水线作业工人工效学调查研究[J].中国安全科学学报, 1996 (04) :40-42, 46.

[3]朱启星, 余秋月, 何玉华等.冰箱生产流水线工人慢性肌肉骨骼损伤工效学研究[J].安徽医科大学学报, 1997 (03) :21-23.

[4]李汉锋, 陈建, 郑晓钧等.深圳市20家企业人类工效学及劳动者职业性肌肉骨骼疾患现状调查[J].职业与健康, 2014, 30 (16) :2230-2232.

[5]刘召杰.精益生产体系中人机工程学的理论研究与应用[J], 中北大学, 2012 (学位年度) .

[6]曹磊, 杜薇薇, 王生.心理因素及物理负荷对职业性肌肉骨骼疾患的影响分析[J].中华劳动卫生职业病杂志, 2011, 29 (03) :176-179.

[7]丁嘉顺, 王正伦, 张海央等.手臂静态姿势和反复性操作负荷的肌电测定分析[J].中华劳动卫生与职业病杂志, 2004, 22 (06) :406-409.

[8]宋宗强.解放汽车G116前桥装配线的研究[J].吉林大学, 2003.

平法施工提高工效 篇4

关键词：利于施工,平法特点,效益分析,低碳贡献

1 关于平法

《建筑结构施工图平面整体设计方法》(简称平法)是把结构构件的尺寸和钢筋等,按照平面整体表示方法制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与标准构造详图相配合,即构成一套完整的结构施工图的方法。它改变了传统的那种将构件从结构平面布置图中索引出来,再逐个绘制配筋详图的繁琐方法,是混凝土结构施工图设计方法的重大改革。由建设部批准发布的国家建筑标准设计图集(G101即平法图集),是国家重点推广的科技成果,事实证明无论是对设计院还是监理单位、施工单位都大大的提高了工效。

我们平时在火力发电厂钢筋混凝土结构施工中主要需要用到以下四个“平法”国家建筑标准设计图籍。

(1)国家建筑标准设计03G101—1《混凝土结构施工图的平面整体表示方法和构造详图》(现浇混凝土框架、剪力墙、框支剪力墙结构),2003年1月。(2)国家建筑标准设计03G101—2《混凝土结构施工图的平面整体表示方法和构造详图》(现浇混凝土板式楼梯),2003年7月。(3)国家建筑标准设计04G101—3《混凝土结构施工图的平面整体表示方法和构造详图》(筏形基础),2004年2月。(4)国家建筑标准设计04G101—4《混凝土结构施工图的平面整体表示方法和构造详图》(现浇混凝土楼面板与屋面板),2004年11月。

2 平法利于施工

2008年度中国建设工程“鲁班奖”获奖项目安徽淮南煤电基地田集电厂一期工程(2×600MW)集中控制楼为华东电力设计院设计,建筑面积9989m2。工程实体相当复杂,多悬挑梁、无标准层、多形式框架梁、柱、多形式联系梁。如此复杂的现浇结构,从开挖、桩头处理到结构封顶完成仅用80天,平均每层1665m2仅用时13天。说明平法施工可被施工人员快速理解,可顺利的指导施工。

2.1 平法施工图较传统绘制法明显减少了图纸量,缩短了施工人员熟悉施工图的时间。

田集集中控制楼共计6层,无标准层,每楼层有30至40根不同形式的梁,有10至20根不同形式的柱,绘制梁柱详图时如果使用传统方法将多用几十张图纸,还需花费大量时间来看清这些图纸。现在一共只需28张图纸,设计内容一天内就可基本掌握。

2.2 梁、板、柱平面不在一起,各自独立存在,使得图面特别清晰易懂。

2.3 在柱平面图中,采取统一比例尺,绘制截面配筋图时则使用较大的比例,形式前卫,有很好的图面效果,读图简单。

2.4 利用原位标注和集中标注,显示出同一楼层的所有梁截面

尺寸和配筋,可以使现场施工人员更好地树立全局观念,合理拼料、进行劳动力的安排。

2.5 平法是结构平面布置图与标准构造详图两部分构成单位工程的成套施工图,形成了动恒结合的模式。

平面布置图是动态的,它会随着工程的变化而变化,标准详图则是恒定的,它是依据各部委的构造法则制作的。施工会因恒定的标准详图有所加快,只要有了详图,所有电厂都采取同一做法,可以使工人操作熟练,提高技术水平和效率。由于不同单位使用构造方法不同,或同一单位使用不同电厂或设计人使得构造做法有差异的现象得到了改善,避免了因施工大意引起隐蔽检查验收时出现难堪的局面。

3 平法施工特点

(1)编制时依据施工特点和习惯,易于施工人员理解、接受和掌握。(2)有机结合了设计要求和施工要求,使设计图纸和施工过程相辅相成。(3)平法设计图纸理解掌握更快捷,耗时短,降低了施工人员的负担。而且随着图纸的翻看率降低,使得图纸得到了更好地保存,节约制图材料。(4)使施工管理更加规范标准,有利于实现施工现代化管理和计算机的应用,推动施工队伍管理的规范化、正规化。(5)采取翻样工法似的施工的速度得以加快、提高了功效和质量、降低了成本,数据更加准确,综合效益较高。(6)与传统方法相比节约了65~80%的图纸;如果根据工程数量计算,相当于使绘图仪的寿命延长了3-4倍;同时减少了设计质量通病;在过去的施工中对梁的钢筋逐层验收时需要反复查阅大量图纸,平法设计图纸里一层梁的所有数据都反映在了一张图纸上,因此大受施工和监理人员的欢迎。(7)够简单。这种制图方法采取的是标准化的制图原则,数字换、符号化的表示结构施工图,将信息大量、集中的反映在单张图纸上;构建得以明确分类、准确表达、清晰分层,设计快,效率高;平法的引入更易于设计者掌握全局,进行平衡调整、修改和校审,可以再不改动其他构件的情况下改图,设计质量控制简便;平法还可以满足业主分阶段分层提出得施工要求,还可满足主体结构施工后进行大宗结构调整等特殊事件的需要。平法分结构层设计的图纸与水平逐层施工的顺序完全一致,对标准层可实现单张图纸施工,施工技术人员对结构比较容易形成整体概念,有利于施工质量管理。(8)易操作。平法构造详图使用的是标准化的方法,形象、直观,施工易懂、易操作;途中将沟内较为成熟、可靠的常规节点构造集中在了一起,并将其归类整理成国家建筑标准设计图,使得构建做法反复抄袭和附带设计失误的情况得到缓解,使节点构造在设计与施工中都达到质量标准得到了保证。除此,还对节点构造的研究、设计和施工实现专门化提出了更高的要求。(9)低能耗。平法大幅度降低设计成本,降低设计消耗,节约自然资源。平法施工图是有序化定量化的设计图纸,与其配套使用的标准设计图集可以重复使用,据相关权威部门统计数据显示,与传统方法相比图纸量减少70%左右,综合设计工日减少三分之二以上,每十万平方米设计面积可降低设计成本27万元,在节约人力资源的同时还节约了自然资源。(10)高效率。平法大幅度提高设计效率可以立竿见影,能快速解放生产力,迅速缓解基本建设高峰时期结构设计人员紧缺的局面。在推广平法比较早的建筑设计院,建筑设计人员与结构设计人员的比例已明显改变,结构设计人员在数量上已经低于建筑设计人员,有些设计院结构设计人员仅为建筑设计人员的二分之一至四分之一,结构设计周期明显缩短,结构设计人员的工作强度已显著降低。(11)改变施工单位用人结构。平法促进人才分布格局的改变,实质性地影响了建筑结构领域的人才结构。设计单位对工民建专业大学毕业生的需求量已经明显减少,为施工单位招聘结构人才留出了相当空间,大量工民建专业毕业生到施工部门择业渐成普遍现象,使人才流向发生了比较明显的转变,建筑行业领域人才分布趋向合理。随着时间的推移,高校培养的大批土建高级技术人才必将对施工建设领域的科技进步产生积极作用。长此以往,可有效提高施工队伍的整体素质。

4 效益分析

4.1 经济效益根据相关专业统计部门数据显示:

设计成本节约:平法大幅度降低设计成本,降低设计消耗,节约自然资源。平法施工图是有序化定量化的设计图纸,与其配套使用的标准设计图集可以重复使用,据相关权威部门统计数据显示,与传统方法相比图纸量减少70%左右,综合设计工日减少三分之二以上,每十万平方米设计面积可降低设计成本27万元,在节约人力资源的同时还节约了自然资源。

图纸节约量:一般比传统设计节约65%~85%[传统设计为101.62m2/张(2号图纸),平法设计为400~800m2/张(2号图纸)];一般减少2~3套复晒图纸,经综合测算节约图纸费用约为480元/万m2。这还仅仅是设计环节节约的图纸量,未考虑施工环节现场须复印大量的图纸造成的浪费。

提高工效:识图时间缩短2/3,一般工日可以节约15~20个/万m2,节省人工费约为450~650元/万m2;预算方面节约1/3~2/3,一般工日可以节约10~15个/万m2,节省人工费为300~450元/万m2;综合测算节约人工费约为750~1050元/万m2。

直观费用节省:约1230~1530元/万m2,工程成本约降低0.13~0.16元/m2。

4.2 综合效益降低了施工人员的重复劳动,减轻了工作负担,减少了许多麻烦。

保证了预算时间与准确性,减少了重、缺、漏、碰等预算通病,提高了预算水平与中标率。更重要的是各项管理都有条件实现规范化、标准化,并能运用计算机操作,提高了施工现代化管理水平。

5 低碳贡献、可持续发展

平法的发明创造是人类结构设计的一次飞跃。平法的运用在图纸、设计、预算、审核、施工、监造等整个建筑环节均有效提高了工效、节约了大量人力资源、节约了大量能源、自然资源,有效缩短了项目的整体工期,加快了国家基建发展的速度。对于中国电力工业低碳社会建设、实现低碳转型的宏伟目标,做出了积极贡献。

展望未来,平法施工的可持续发展目标同中国电力土建行业的发展目标是一致的,就是为了实现低碳而不断创新、以持续的创新为我国电力工业和国民经济发展做出贡献。

“少就是多”——谈色彩工效 篇5

也就是说, 在任何一组事物中, 最重要的只占其中一小部分——约20%, 其余80%尽管是多数, 却是次要的。同样, 我们进入一个色彩缤纷的世界。

由于我国的文化、色彩、审美表现和设计理念落后, 每天映入人们眼帘的人造环境物体色彩搭配中, 80%的色彩组合是杂乱无章或是视觉污染, 而20%的色彩搭配是有功效价值、宜人养眼的。因此, 需要我们用80%的时间和精力, 体验、实践20%的重要色彩设计关系;用20%的努力, 达到80%的色彩效果;用20%的色彩元素, 弱化环境色彩的争宠和张扬, 表现80%的空旷远思。这些就是体现色彩功效——“少就是多”。

“少就是多”的设计理念

无独有偶, 源于德国现代主义建筑大师密斯-凡德罗“少就是多”的设计理念, 恰恰与经济学的“二八定律”相呼应, 在设计和经济领域起到了引领作用, 成了优化人类生活的智慧和功效法则。

密斯-凡德罗一生致力于功能主义与实用主义建筑形态的设计, 最终引领出一片贯穿于20世纪的设计思想体系——“少就是多 (Less is more) ”。例如, 在国际博览会的德国馆建筑展品中, 大片的透明玻璃墙, 轻盈的结构体系, 深远出挑的薄屋顶, 似开似闭的空间印象……整个设计犹如从山谷吹来的清新之风, 让人一下子从满眼嘈杂的装饰建筑中解脱出来。

“少就是多”、“流通空间”、“全面空间”, 从其中都能体会到或预测到, 这就是密斯风格的经典注解, “少就是多”思想理念的设计写照。世界各地包括中国的密斯风格追随者们, 依然在引申和发展这套理论, 成为国际流行、经久不衰的设计思想。

“少就是多”, 也可以从几千年的中国传统美学和哲学中品味出来。国画大师最有意境的作品往往不是涂满笔墨的画幅, 而是在于那一大片空白之中。然而, 当“少就是多”的理念从西方传来时, 就没有了东方传统美中的悠闲和怡然, 有的只是德国人的严谨和理性。“少”不是空白而是精简, “多”不是拥挤而是完美。

在现代生活中, 应是用20%的努力, 解决80%的问题, 这才是最有功效的努力和努力目标。“取法乎上则得乎中, 取法乎中则得乎下, 取法乎下则得乎零”。追求效率和效益, 达到事半功倍的效果, 借鉴“二八定律”、“少就是多”, 是我们探讨色彩工效的思想基础。

我们生活在色彩缤纷的世界, 追求审美、提升质量, 就要从影响我们日常生活的“天-人-物”及其方方面面的关系开始, 从视觉最直观的色彩设计入手, 运用“少就是多”的理念, 用20%的色彩设计缓解80%的视觉疲劳, 让色彩提升工作效率、改善生活品质, 是人类文明的必然发展趋势。

中国的“灰色”问题

从大洋彼岸归来, 静思之后, 眺望窗外的晨景, 才几天的时空差、地域差带来的却是视觉冲击强烈的色彩差:灰天、灰地、灰建筑……仿佛一切都是灰色的, 只有太阳是红色的!

太阳在哪?此时, 让人无法停下笔, 要写下中国的色彩、北京的早晨。造物主为何允许“灰色”如此肆虐?色彩本是太阳光与地球相撞, 破碎分解形成的美丽。“美丽中国”的色彩哪儿去了?回味国外的生活环境, 色彩的美丽发挥得那样淋漓尽致, 而我们却要在如此“灰色”中忍受着漫长的等待, 呼唤着生态的和谐。

痛定思痛, 痛何如哉?

我们认为, “理解的容忍”、“抱怨的心态”、“透支的恐惧”, 都不是解决问题的最好办法, 活在当下才是最有力的。怎么活?活出行动、方法、方向, 才能让色彩重活中国。“上帝”未承诺天空永远是蓝色。每当危机来临时, 其实也是转机。色彩危机背后同样存在着转机。雾霾和灰色不可怕, 可怕的是我们被它压跨的心。我国是13亿人口的大国, 只要我们齐心所向、群策群力, 一定会找到解决污染的有效办法。我们从学科研究的角度认为:一是要进行色彩保护, 二是要把握色彩创造。

好比在中国大地上创作一幅巨型图画, 宏观上的色彩保护就是管理着一块“大画布”, 保持大环境的色彩就是对画布的“保鲜”;微观上的色彩创造犹如大画布上的每一个“笔触”, 严谨设计、规划布局。作画时, 在天然固有色的基础上, 每添加人工物的色彩都要考虑全局, 如色彩设计中的理念、法则、环保、文化等因素, 对各个环节进行细节研究, 才能配合整体, 显出效果。作画是感性思维, 用笔是理性流露;设计是理性创作, 效果却是感性体验。两者相融于创作过程中, 才能创作出好作品。

色彩管理保护和色彩设计创造, 是我国所面临的新挑战。如何运用“二八定律”实施色彩管理保护, 如何运用“少就是多”的理念进行色彩设计创造, 就是我们发现问题的关键, 下一步就是提升色彩工效、创造色彩能量价值所探索的解决方法。

1. 色彩管理保护

管理保护中国这幅巨型画作的色彩, 首先需要以80%的努力管好、理顺, 其次才可用20%的余力轻松保护。国外的环境优美、适宜居住, 就是在良好的理念下自然形成的自觉保护。为了缩短与国外环境保护方面的差距, 我们对祖国这块“大画布”的天然色要倾注更多的保护和尊重, 一旦环境遭到破坏, 就要探索制定有效的管理措施, 如环境保护法、管理责任法予以约束, 防患于未然。对“笔触”的人为色还要实行专业管理。例如, 听觉噪声就有劳动保护法规定其分贝的限制, 而色彩运用的不同, 同样有平静和噪声的效果。视觉污染的燥乱 (甚至垃圾) 难道不该像分贝那样受到限制吗?在生态文明、“美丽中国”的精神指导下, 色彩保护迫在眉睫。实现和谐社会的首要视觉要求就是色彩和谐。

当代美国视觉艺术心理学家布鲁墨说:“色彩能唤起各种情绪, 表达感情, 甚至影响我们正常的生理感受。”所以, 色彩具有难以预料的视觉冲击力。色彩宜人, 就能使人的精神愉快、情绪稳定、提高工效;反之, 就会使人疲劳、心情沉闷、烦躁、分散注意力、降低工效。和谐的色彩对不同形体风格的建筑环境、景观设施、产品设备都起着统帅作用。心理学家实验测定, 在“色”与“形”之间, 人类对“色”的敏感力为80%, 对“形”的敏感力为20%。这就是“二八定律”。要做到管理保护得当, 用20%的“色彩中国”的精力投入, 达到80%的“美丽中国”的养眼效果。

2. 色彩工效

色彩设计是专业工作者的使命。设计的“为人、宜人”, 还在与色彩的“烦人、闹人”竞相出台, 如和谐声与噪闹声一起发出, 平静色与喧闹色不分界限、场合一起出现, 这是二三十年来中国设计中出现的“盲点”。为设计而设计的“故事重复”, 如同擦一根火柴去寻找另一根火柴一样, 体现不了色彩工效的价值。

例如, 我国的网页设计几乎都是些高纯度色块的堆积, 土气、落后, 与欧洲令人耳目一新的风格形成了明显的对比。存在于网络媒体中的海量信息, “多”已不是网站引以为荣的优势和特长, 在“少”的形式下展现“多”的内涵, 才是网站设计的重点和亮点所在。有时由于网页、网站设计师对色彩理解和掌握不够全面深刻, 因此网页设计的重点也就成了色彩设计的难点。如何减少色量对视觉的干扰, 避免以色乱眼是最基本的人性保护要求。工效学中规定了色彩与反应时的关系:刺激数量越多、色彩越多, 反应就越慢。通过实验测定, 人的视觉有个反应快慢的问题, 它是人机学的色彩宜人法则, 是在操作仪器仪表中为减少误读率而制定的, 在网络媒体页面中应用, 同样可以体现色彩工效的作用。计算机的普及, 使如今的“平面设计”几乎成了“屏面设计”, 屏幕的视认度和色彩工效, 极大地影响着人们的浏览效率, 甚至产生视觉疲劳, 这就需要运用有效的色彩管理保护, 为屏幕设计设立界限。让科学的反应时原则作为色彩应用理论的指导, 实行色彩管理保护的具体细节控制, 体现秩序美、严谨美的文化内涵, 才是色彩设计的方向。

色彩工效的价值, 可以从许多企业对色彩管理、保护措施和商品营销中看到, 少量的色彩应用改进工作, 带来了大量的经济效益。国际流行色协会的统计数据表明:在不增加成本的前提下, 通过改变颜色的设计, 可以给产品带来10%～25%的附加值。

例如, “苹果”电脑在推出彩色电脑之后, 就超过了“IBM”;意大利服装设计师们把大自然的和谐之美完美地融入服装设计中, 引起了人们对自然和谐之美的向往和反思。CMB公司唯一的华人色彩顾问于西蔓女士从1998年5月回国开始从个人色彩形象、城市色彩规划、商业色彩营销方面入手, 到受邀进入许多跨国企业, 如资生堂、微软、宝洁、IBM、爱立信、思科、范思哲、佳能和联想等, 进行企业咨询指导, 探索色彩在汽车、电脑、手机、家具、房地产、家电等企业中的工效作用。

3. 色彩设计模型

设计色彩和色彩设计, 从字面上常常把我们引进一个误区:设计师的“心”和色彩本身的“质”。也就是说, 色彩搭配失败在于两点:一是设计师以自我为中心, 表现自己对色彩的喜好;二是色彩本身的特质和品质, 决定色与人的心理关系、色与环境物之间的匹配关系, 决定色彩既不是设计师张扬自我的工具, 也不是一种色彩排除其他色彩的孤芳自赏。设计服务于搭配, 搭配满足于规律, 规律源于系统。跨越理解秩序, 就是设计系统优化的问题。我们认为, 色彩系统优化的和谐捷径就是“少就是多”的搭配原则体现。

色彩混合中有加 (色) 法混合、减 (色) 法混合, 光色混和是做“加法”, 越“加”越亮, 直至明度接近白亮色;颜料混合是做“减法”, 越混越暗, 直到浊色。加减法的原理虽简单, 却有着丰富的色彩混合变化——色彩搭配中的加与减、添与去就有了丰富的内涵和技巧, 可以恰到好处地添一点点色, 如画龙点睛似的妙笔生辉;也可能画蛇添足一样加一点点色, 造成前功尽弃。

搭配出宜人、养眼、和谐的色彩氛围, 首先要从色彩理论知识入手。奇妙的是, 受“二八定律”的启示, 我们发现80%的色彩协调原理本身也体现“少就是多”。为了取得协调的配色, 能使观者产生安心的感觉, 可借助有彩色的色相、明度、纯度, 以及色调、间隔色的要素和技巧, 从中获得由少 (要素) 变多 (效果) 的规律。发现协调配色的诀窍是:

(1) 少色相的搭配:色相一致的配色, 会让人产生一致、带有一些幻想的印象。

(2) 少明度差的配色:明度一致的配色, 即使是使用多种颜色, 也能让整体富有均衡感。

(3) 少纯度差的配色:纯度一致的配色中, 纯度低的配色让人感觉稳重, 纯度高的配色让人感觉有精神。

(4) 少色调变化的配色:即由色调而生的配色。色调, 是指归纳了依据色彩整体统一的明度和纯度位置, 分别以色相环的形式表现。如果了解色彩的色调, 那么就可以增加配色的品位, 以达成色彩的调和。

(5) 少量间隔色加入的调和:在色彩与色彩互相冲突的场合, 可在其间插入灰色或同系列的颜色作为间隔色, 使之协调。

(6) 少色彩数量的调和:过多的色彩会使人产生杂乱的印象, 应注意使用色彩的数量, 以少胜多。

由此可看出, 色彩工效的概率统计和数量关系。为了更清楚色彩设计, 还可用少的模型函数将取得协调的诸多配色加以简化。

设定Y为色彩调和设计的一个效果函数, Y除了与上述六个原则有关外, 还与诸多尚未列举的色彩设计和特征有关。如果将所有相关因素简化成一个自变量Xn表示, 那么配色方案与色彩制约之间就存在着一个函数关系:Y=F (Xn) , n=1, 2, 3, ……可以让其中:Xn= (1) “少就是多”的色彩技巧法则、 (2) 色彩调和的其他法则 (如色彩搭配方式的均等、无色彩的应用、自然界的配色启示、渐变色等) 、 (3) 强调设计的配色 (对比、强调色、辨识度、诱目性、色彩的同化、节奏与面积、前景色与后退色等原理) 、 (4) 色彩心理效应 (色彩感情、色彩联想、色彩联觉等) 、 (5) 色彩美学法则 (比例与尺度、均衡与稳定、同意与变化) 、 (6) 色彩的文化特征 (谦卑性、疆界性、叠加性、宜人性) 等审美原则的自变量。

从因变量入手, 就是对Y=F (Xn) 的应用, 在设计中就有了等式:Y=F (Xn) +DESIGN, 意味着设计从色彩开始, 即分析与比较色彩在设计中的意义, 将其应用于具体的环境物等载体中, 可清晰地建立如下模型中的问题和答案:

让哭 (苦) 脸代表人们的视觉伤害、心理燥乱等人为的色彩问题;让F (Xn) +DESIGN的方法取代“问号”, 加在一起的结果就是笑脸, 代表着色彩问题的释然, 体现色彩工效。采用“哭脸+Y=笑脸”这个方程式, 解决中国色彩的大问题, 就是我们的创造性思维的体现, 借此期望起到抛砖引玉的效果。

作为设计要素之一的色彩, 由于它自身具有感性、直接、快捷的特性, 因此总是扮演着前卫的角色。所以, 研究其应用美感的函数, 建立模型化的简化模式, 将是解决色彩搭配难点的新方法。

组合使用设备特长,提高工效 篇6

科华公司加工的废气涡轮增压器主要配件中间体 (见图1) , 是联接压气机壳及涡轮壳的主要零件。在中间体内部安装高速主轴, 中间体两端由滑动轴承支撑, 轴承的润滑是保证让主轴正常旋转的关键。发动机润滑油路有一分支与中间体进油口连接, 中间体将润滑油分配到端面和轴承内径进行润滑。而在向两端轴承供油的通道, 是在中心孔轴承位置的内壁上钻出不同角度的斜细油孔和进油孔沟通。

1、6.轴承孔2、4、5.斜油孔3.进油孔7.出油孔

中间体在数控车床上加工出两端面和中心孔及挡圈槽, 再在加工中心上铣进回油口的端面, 铣内孔月牙槽, 钻孔, 攻螺纹等。因为内孔壁上斜油孔都很小, 中间体是安装在四轴转台上钻孔, 工件钻孔面距主轴端面较远, 钻头必须伸出很长方能加工, 如图2所示, 钻头伸出要80~100mm左右, 而孔径只有1~1.5mm。在钻孔前先用小端面铣刀在孔壁上铣出一个与斜孔中心垂直的小平面, 再用钻头进行钻孔。因为钻头有横刃存在, 定位性差, 钻头极易偏移。因钻头和铣刀伸出都比较细长, 刀柄刚性极差, 进刀只能选择小进刀速度, 加工效率无法提升, 还经常折断刀具。

不能忽视传统工艺的优势

加工中心的特点是能够在一次安装中对工件各个面进行铣、镗、钻、攻丝等加工, 由于采用数字化控制系统控制直线移动和角度转动的精度以及进刀的转速和进给量, 精度较高。但对有些加工内容则有一定的局限性, 如中间体的斜细油孔加工, 则成为妨碍提高工效的主要障碍。

针对斜细油孔的特殊性, 科华公司改为钻模加工, 将这一道工序改在普通台钻上加工, 设计了钻模和托架, 且使用普通钻头。先在第一个托架上安装中间体, 在中间体中心孔中装入钻模 (见图3) , 在台钻上钻头伸入钻模孔, 钻好第一个斜油孔, 将中间体放上第二个托架, 从钻模另一端的钻模孔用钻头再钻出第二个斜油孔 (见图4) 。用这个方法不需要长柄小铣刀铣出台阶, 更不要长柄钻头, 只要普通钻头, 而且进行速度快, 钻头不会偏移, 台钻的使用成本明显低于加工中心, 而且工效提高, 刀具不易损坏 (见图5) 。现在对各类型号的中间体已全部采用钻模在台钻上加工斜油孔, 在每个中间体生产单元都配备台钻。

1.台钻2.钻模3.中间体4.托架

1.托架2.中间体3.钻模4.台钻

综合设备特长加工的体会

在选择加工机床时, 必须根据各种机床特点, 对加工对象做过程分析, 不要排除传统的加工工艺, 应根据实际机床特点加以取舍, 尤其不要误解为不用先进设备就是不科学, 因为任何设备或机械都有它的局限性, 只有利用各类机床的长处, 汇各类长处为一点, 方能取得最大的实际效果。

这个体会指导我们在加工中解决了很多难题, 避免了一些工艺的被动局面。以中间体中心孔研磨为例, 进口的多工位研磨机, 每个工位都要安装一付夹具, 研磨刀价格约为国产研磨刀的10倍, 但对大批量的工件而言无疑是适合的。而面对小批量多品种的中间体而言, 加工成本过高。除进口的多工位研磨机外, 我公司还配备了自行研发的5轴研孔机, 使用国产研磨刀, 不配备专用夹具, 由人工转换工位使工件对每个刀研磨一次。这对小批量加工有周转快、投入少、周期短的效果。

又如, 中间体铸件表面的两个φ (1.73±0.05) mm标牌铆钉孔, 孔深度 (6.35±0.76) mm, 测量基准是非加工表面, 由加工中心控制加工, 固定的程序不能根据铸件表面的高低变化而调整, 深度经常超差。我们后来也将这一工序安排在台钻上进行, 自行开发了浮动钻模, 以钻孔位置的实际表面为基准控制孔深, 而这个要求在加工中心上是无法控制的, 但在台钻上却解决了 (见图6) 。

所以, 组织现代生产, 优先选用先进加工设备以提高质量和工效, 无疑是正确的, 但绝不能一刀切, 只有充分发挥各类加工设备的固有高效特点, 加以组合, 才能更合理地发挥组合优势, 取长补短, 使效果不断提升。

军事装备工效学发展研究 篇7

军事装备学以武器装备为对象,重点研究装备发展、保障、管理和相关技术问题[1]。工效学以人-机-环境系统为对象,重点研究人、机、环境及相互关系。军事装备工效学是二者的交叉学科。1989年中国人类工效学会(Chinese Ergonomic Society,CES)成立,并于1991年成为国际人类工效学会成员,推动了我国工效学发展。在军事装备领域,第三军医大学野战外科研究所[2]、装甲兵装备技术研究所[3]、军事医学科学院卫生装备研究所[4]和兵器工业卫生研究所等单位在工效学方面开展了大量研究。由于军事装备种类复杂、型号众多,同时各单位研究侧重点不同,军事装备工效学尚未形成完整研究体系。深入研究学科基本问题,科学构建学科体系,推动学科全面发展,对于提高装备安全性、舒适性、实战化水平,提高人员工作效率和持续作战能力,减少军事职业伤害等都有重要意义。

1 研究意义

近年来,国家大力推进军民融合,开展装备竞争性采购,为军事装备工效学发展提供了良好契机。同时,军事装备在工效学方面存在很大差距,使得推动军事装备工效学学科发展成为一项迫切任务。

(1)军事装备工效学是装备走向“实战化”的必经之路。我国装备经历了引进、仿制和自主研发的道路,研制水平有了较大提高,部分战术技术性能指标甚至处于国际领先地位。但是从参加国际联合军事演习和竞赛情况看,“实战化”程度不高的问题一直存在[5,6],其实质主要是装备综合效能不高。装备综合效能E满足

式中,A为装备使用可用度,D为装备可信度,C为装备固有能力。装备是否符合工效学要求(即可用性高低)大大地影响着装备固有能力和使用可用度,进而影响装备综合效能。因此,要解决这一问题,就需要大力开展军事装备工效学研究。

(2)军事装备工效学是解决“人-装-环”问题的关键。人员、装备和环境共同构成有机整体,三者相互作用。长期以来,“人-装-环”问题极大影响着人员工效效率和持续作战能力。例如,通过对优秀装甲车辆驾驶员的调查,高温环境闭窗驾驶耐受时间只有1.5 h[3,7]。实际训练中,经过4 h连续训练,驾驶员出驾驶舱甚至需要“架”出来。此外,还有振动、辐射、舱室微环境等问题。“人-装-环”问题降低装备舒适性,影响作战人员反应能力和决策能力,迫切需要运用工效学理论,探索三大要素的运行规律及优化组合方法,规范装备的研制和设计,解决“人-装-环”问题。

(3)军事装备工效学是战斗人员职业健康的“保护伞”。随着军队专业化程度的提高、部队训练强度的加大,战斗人员作为武器装备的操作者,长期处于噪声、冲击、有害气体等密闭环境,带来的职业健康问题已经十分突出。特别是对于服役期较长的人员,普遍面临腰腿痛、腰肌劳损、腰椎间盘突出、听力下降等伤病的长期困扰[8,9,10],给个人、家庭和医疗保障等都带来了严重经济负担。虽然这些问题已经引起相关部门高度重视[11,12],但要根本性解决还需要通过军事装备工效学。

(4)在装备定型试验、部队试用和部队训练中,还发现了大量不符合工效学要求所导致的严重问题。例如:某型步兵战车驾驶舱布局不合理,导致“死界”过高,无法完成高速接近车辙桥等战术动作;某两栖装甲装备因逃生通道狭窄,出现安全隐患;某型主战坦克舱门设计不科学,严重影响战场救护[13]。总之,开展军事装备工效学研究,对于提高军事装备可用性、更好发挥装备战术技术性能、提高战斗人员持续作战能力等多个方面都有现实意义。

2 学科属性与名称

目前,关于军事装备工效学学科属性与名称还存在一定的分歧,通过分析不同观点和形成原因,利于准确把握其本质特征,为军事装备工效学发展奠定基础。

2.1 学科属性

在GB/T 13745—2009《学科分类与代码》中,与军事装备工效学相关的学科主要有军事装备学、军事人机工效学和工效学等[14]。工效学是管理学中二级学科管理工程下的三级学科。军事人机工效学是军事医学与特种医学中二级学科军事医学下的三级学科。军事装备学是军事学中二级学科军制学下的三级学科。在国务院学位委员会2011年颁发的《学位授予和人才培养学科目录》中,军事装备学为军事学下独立的二级学科。由于GB/T 13745—2009侧重于为科技工作服务,《学位授予和人才培养学科目录》主要用于人才培养,因此这种差异的存在也是合理的。在权威军事装备学学科专著中,将装备技术理论纳入该学科范畴[14],为工效学在军事装备领域的应用奠定了基础。

此外,GB/T 13745—2009中的工程心理学、人体测量学、安全人机学、工程控制论和安全人机工程等学科都与军事装备工效学密切相关。从工效学发展来看,工效学在不同领域的研究各有侧重。由于军事活动主要围绕人和武器装备展开,因此工效学在军事领域以军事装备领域为核心。同许多学科的起源一样,工效学的产生也是源于军事领域。因此,军事装备工效学是军事装备学与工效学发展融合形成的交叉学科,推动工效学在国内军事装备领域的发展,实际上也是促进工效学的回归与再发展。

2.2 学科名称

军事装备工效学是工效学在军事装备领域的应用。从各国工效学发展历程来看,因关注侧重点的不同,有多种名称。英文名称有human factors、ergonomics、human engineering、human factors engineering和engineering psychology等。中文名称有工效学、人机工效学、人类工效学、人的因素学、人因工程和工程心理学等。

在军事装备领域,以美英为代表的发达国家基本形成了完整研究体系,而俄罗斯在这方面还有差距[3]。同样,美英2国在工效学名称上也曾经有所不同。英国称为人的因素(human factors,HF),将其作为武器装备采办中人因综合集成(human factors integration,HFI)的重要工效学活动。美国有人的因素(human factors,HF)和人因工程(human engineering,HE)2种称谓,并将其作为有人系统综合集成(human systems integration,HSI)的重要工效学活动。当前,美英2国在军事装备工效学方面都不再纠结于称谓,更多倾向于将其等效使用[15],或者称为human factors and ergonomics(HFE)。基于此,选用human factors and ergonomics作为名称,仍译为工效学。由于军事装备学在我国学科中的特殊地位以及军事装备技术的特殊性,因此将军事装备工效学译为human factors and ergonomics in military equipment。

3 内容体系

确立军事装备工效学内容体系,既要深入了解国外工效学在装备领域的研究应用情况,又要结合国内军事装备学学科特点,符合军事装备工效学发展要求。

3.1 研究对象

军事装备学紧紧围绕装备全寿命周期,以装备发展、保障和管理实践活动为主要研究对象[1]。它们与装备全寿命周期阶段对应关系如图1所示。

工效学以“人-机-环”系统为主要研究对象,围绕人、机、环境及其相互关系展开研究。对于军事装备而言,“人-机-环”系统如图2所示。

军事装备工效学作为军事装备学和工效学形成的交叉学科,以装备发展、保障和管理中的工效学问题为研究对象。

3.2 研究内容

军事装备学研究内容体系较为完备,见表1[1]。工效学以“人”的特性、“机”的特性、“环境”特性、“人-机”关系、“人-环”关系、“机-环”关系和“人-机-环”系统总体性能7个方面为内容。

军事装备工效学研究内容是军事装备学和工效学研究内容的交叉融合,包括武器装备全寿命周期的论证、研制、使用等所有工效学研究内容。

3.3 学科体系

在明确学科研究对象和内容的基础上建立军事装备工效学学科体系,还需要考虑学科特点和发展现状[16,17]。同时,还要摒弃与相关学科(如人体测量学、环境医学、“人-机-环”系统工程学等)的“门户之见”,以战斗力为唯一标准。军事装备工效学学科体系如图3所示。

3.3.1 宏观层面

宏观层面主要研究装备全寿命周期中的工效学活动,将工效学融入装备论证、研制、试验、定型等全过程,在顶层为军事装备工效学发展提供制度机制保障。例如,装备采购中军事装备工效学活动如图4所示。现阶段,这方面的研究十分缺乏,成为当前制约军事装备工效学发展的瓶颈。

3.3.2 中观层面

中观层面主要针对各个军种、兵种装备实际情况,根据装备作战需求,确定各自的工效学要求,建立相适应的标准、规范和指导性文件,用于装备设计、研制和生产等过程。以装甲装备为例,外军就建立了十分详细的规范体系,具体到诸如舱门开启方式都要按工效学要求分类设计(国内只有一种方式),不同类型装甲战斗车辆的开门方式如图5所示。

3.3.3 微观层面

微观层面主要是从技术的角度出发,解决不同类型军事装备的工效学关键问题,提高装备舒适性、安全性,提高作战人员工作效率和持续作战能力。表2列举出了部分军事装备工效学关键问题。

4 结语

军事装备工效学是军事装备学与工效学形成的交叉学科,促进该学科发展对于提高武器装备综合效能、提高人与武器结合程度、减少战斗人员职业伤害等多个方面具有重要意义,十分必要。本文进一步研究了该学科属性和规范学科名称,明确了研究对象和内容,为学科发展奠定了基础。并结合国内外发展现状,提出该学科应重点从宏观、中观、微观3个层面发展。对于工效学在军事设施等其他军事领域中的应用,本研究亦有重要参考价值。

摘要：目的:论证开展军事装备工效学研究的必要性,明确学科属性、名称、研究对象等基本内容,构建军事装备工效学学科体系。方法:从实战化要求、人机适应性、职业伤害等方面分析军事装备工效学研究意义。结合国内外工效学和军事装备学学科发展现状与实际情况,从3个层面构建学科体系。结果:明确了学科基本内容,确立了学科体系,为军事装备工效学学科发展指明了方向。结论:开展军事装备工效学研究具有重要现实意义,需要从宏观、中观、微观3个层面推动该学科发展。

高铁客舱人机工效模糊评价研究 篇8

模糊综合评价是应用模糊关系合成的原理, 将一些不易定量的因素定量化, 从多个因素对被评价的对象隶属等级状况进行综合评价的方法[1]。设给定论域U, U到[0, 1]闭区间的任一映射μA:

式中:μA (u) ——u对A的隶属度。

模糊综合评价方法就是在模糊集合理论的基础上形成一种综合评价方法, 其基本思想是[2]:设评价指标集U={u1, u1, …, un}, 评价集:V={v1, v2, …, un}。对第i个指标ui的模糊评价为V上的模糊子集。由于评价等级有m个, 对第i个指标ui就有一个相应的隶属度向量:Ri= (μi1, μi1, …, μim) (i=1, 2, …, m)

因此, 指标集U内各指标的隶属度向量组成隶属度矩阵, 即模糊评价矩阵R为:R= (R1R2…Rn) T

设对指标的权分配为指标集U上的模糊子集W, 记为:

结合矩阵模糊复合运算可以得到U×V上的模糊评价结果:B=W·R

利用矩阵模糊复合运算可以得到U×V上的模糊评价值:Y=B。VT

式中:“。”——模糊算子。

二、评价指标隶属度函数的构造

高铁客舱人机工效评价体系中包含定性指标及定量指标, 因此必须对各指标进行规范化处理, 将各指标值变换到[0, 1]区间范围内, 使其满足归一化和无量纲条件[3]。

1、取值越大越好型指标

2、取值越小越好型指标

3、取值适中型指标

式中:xi——指标值归一化和无量纲后的值;εi——指标ui的指标值;Mi, mi——xi取值范围的上界和下界。

三、实例研究

本文以成灌高铁客舱坐姿可达性为例, 对指标体系中的子目标“坐姿可达性” (Os) 进行模糊综合评价, 具体过程如下:

(1) 评价对象:Os (Us) 坐姿可达性。评价指标集:Us={us1, us2, us3}, 具体对应的含义为{对座座椅靠背距离, 壁板厚度, 沙发长度}, 由测量值计算出指标值Us={0.2, 0.45, 0.54}。 (2) 确定评价等级:V= (v1, v2, v3, v4, v5) = (0.9, 0.7, 0.5, 0.3, 0.1) , 分别对应“好”“较好”“一般”“较差”“差”五个评价等级。 (3) 根据调查分析确定的指标常权重系数:W={w1, w2, w3}={0.4, 0.3, 0.3}。

( (44) ) 结结合合预预处处理理指指标标值值输输出模糊评价矩阵:

(5) 由于有界和、有界积M (⊕, ·) 模糊算子能够对所有评价权重系数值均衡兼顾, 较适用于全部指标的综合评价情况, 可得:B=W’。R={0.08, 0.32, 0.35, 0.25, 0}。

(6) 模糊综合评价值:

可得Y=0.546, 结合评价等级分值可知坐姿可达性处于工效“一般”与“较好”之间。通过与乘客交流得知, 该综合评价结果与乘客感受一致性高, 证明了模糊综合评价的合理性与可行性。

四、结论

为准确评价高铁客舱人机功效水平, 结合模糊数学理论建立客舱人机工效评价体系, 讨论评价指标隶属度、评价指标权重以及模糊算子, 旨在: (1) 选择与高铁客舱人机工效匹配的评价方法; (2) 针对高铁客舱评价构造匹配的隶属度函数。成灌高铁客舱的实例分析验证了应用模糊综合评价在高铁客舱人机工效综合评价中的合理性和可行性。

摘要：针对高铁客舱系统因素与评价指标的模糊性, 结合模糊理论, 建立高铁客舱人机工效评价体系。对高铁客舱对评价指标预处理、隶属度构造函数以及模糊算子进行讨论, 并结合实例证明该体系的有效性。

关键词：高铁客舱,模糊综合评价,人机工

参考文献

[1]汪培庄.模糊集合论及其应用[M].上海:上海科学技术出版社.1983.

[2]谢季坚, 刘承平.模糊数学方法及其应用[M].武汉:华中科技大学出版社.2005.