1、人因工程学在东海钢铁集团的应用人因工程学在东海钢铁集团的应用学生姓名： 学 号： 学 院： 经济治理学院 专 业： 工业工程 题 目： 人因工程学在东海钢铁集团的应用 指导教师： 评阅教师： 2021 年 6 月 本 科 毕 业 论 文 中 文 摘 要21世纪以来，人们越来越重视人因工程学在车间现场中的作用。目前人因工程学在现场改善中的作用逐步成为工业工程的研究热点。通过以东海钢铁集团为研究背景，从人因工程学的角度,寻求改善车间现场的方案。通过参阅人因工程学相关文献,阐述了人因工程学的相关概念、研究内容和方法，从唐山东海钢铁集团轧钢车间的现场状况着手,找出车间内噪音、微气候、照明方面存在的不良
2、因素,对问题进行调查，并对存在的问题进行的归纳总结。利用人因工程学相关理论方法，得出了人因工程学的改善方案。依照车间环境改善方案的设计目标和原那么,在轧钢车间噪音环境、微气候环境、照明环境等方面提出有效地改善方案,并对改善后的成效进行了分析。关键词 人因工程学 轧钢车间 现场改善 改善方案本 科 毕 业 论 文 外 文 摘 要Title Application of Human Factors Engineering in Tangshan Donghai Iron and Steel Group AbstractIn the 21st Century，there is a growing e
3、mphasis on the effect of human factors engineering in the workshop. Now, the application of human factors engineering in the workshop has gradually become the research hotspot of Industrial Engineering. Based on background of Donghai Iron and Steel Group, this dissertation aims to apply human factor
4、s engineering to research and explore workshop site improvement. Referring to the related literatures on Ergonomics, the basic concepts, research content and the methods have been summarized. On base of investigating workshop of Donghai Iron and Steel Group, the existing problems on the inefficiency
5、 in the environment factors have been analyzed, which including noise, microclimate and lighting conditions. In this paper, the improvement plan has been obtained by using the knowledge of human factors engineering. According to the design goals and principles, specific solutions to environmental no
6、ise, microclimate and lighting conditions have been proposed. Finally, the results of solutions have been analyzed.Keyword human factors engineering rolling workshop workshop improvement improvement plan1 引言1.1 课题研究背景、目的及意义1.1.1 研究背景党的十八大指出要连续贯彻以人为本，推动科学进展，并把科学进展观立为党和国家的指导思想，不断构建和谐社会。不管是建设社会主义和谐社会依旧
7、贯彻科学进展，差不多上把以人为本作为核心思想，把人放到主体地位，推动其全面健康进展。以人为本表达了全心全意为人民服务的宗旨，只有拥有全体人民的支持，党和国家的事业才能蒸蒸日上。随着经济的进步，社会的进展，人们越来越重视工作和生活的安全、高效、舒服和健康，因此，人因工程学的研究显得尤为重要。钢铁行业作为我国的国民经济支柱产业，是关系国计民生的重要行业，对我国的经济进展有着不可或缺的作用。从2000年，我国钢铁行业的增加值占工业增加值的5%以上。2003年，我国钢铁行业的增加值为2824亿元，占GDP的2.42%。2020年爆发的全球性金融危机，对世界各国的经济增长产生了严峻的制约作用，经济增速均
8、有所下滑。在全球经济不景气的大环境下，我国经济的进展也受到专门大阻碍，其中钢铁工业也遇到专门大挑战，价格显现大幅度波动、供需矛盾更加突出，生产经营专门不理想。2020年，钢铁工业的总产值同比降低14.13%，导致钢铁行业占GDP总产值的比重下降到13.51%。然而，钢铁行业在我国经济中的地位仍旧是稳固的，它在经济进展中发挥了重要作用，钢铁工业的平稳进展对国民经济有极为重要的阻碍。然而钢铁行业的自身的集中度，产品结构以及销售模式没有到达合理的体制，钢铁行业还面临专门多问题。我国钢铁行业在生产过程中，造成环境污染严峻，同时工作环境中噪音过大，而且微气候条件不佳，现场环境相对恶劣，对工作人员的身心健
9、康造成危害，因此，利用人因工程学改善钢铁行业包括轧钢厂在内的车间环境势在必行。1.1.2 研究目的近年来，随着人们生活水平及人民意识的提高，工人已不再满足于过去的生产环境，因此，对车间进行改善，使工人能安全、高效、舒服、健康地生活和工作尤为重要。在唐山东海钢铁公司轧钢车间，仍存在工作负荷大，工作环境恶劣，工人工作不舒服，导致工作效率不高的现象。通过利用人因工程学中的关于微气候环境、照明、噪声等方面的知识，全面改善工人的工作环境，实现全体从业人员的工作优化问题，使处于不同条件下的职员能安全、高效、舒服、健康地工作，使人-机-环境合理结合，从而提高工作效率。1.1.3 研究意义近年来，为实现工作优
10、化，轧钢厂投入了大量物力人力对作业环境进行研究和改善，并取得了丰富的研究成果。然而，通过在东海钢铁公司轧钢厂进行实习，发觉该车间仍存在一些问题。通过从人因工程学的角度动身，对现场工作环境进行研究，找出轧钢车间中存在的不合理因素，设计改善措施，提出改善方案，使得该轧钢车间达到人因工程学的要求，实现职员的工作优化，从而达到安全高效的生产模式。本论文的意义在于：第一，在车间内引入人因工程理论，从多个方面对工作现场进行考虑，能够促进车间现场生产效率的提高，从粗放式运转逐步转向细致治理；其次，将人因工程学引入钢铁行业中，能够进一步加强治理者和工人的劳动爱护意识，提高工作人员的舒服性，降低劳动疲劳度和劳动
11、强度，降低职业病的发病率，降低安全事故的发生率，从而提高经济效益及社会效益；第三，能够借鉴国外先进知识，用先进的知识治理轧钢行业，使国内的钢铁行业更加发达强大，树立良好国际形象。1.2 研究内容通过观看唐山东海钢铁集团轧钢厂生产车间的现状，发觉车间内没有采取科学有效的人因工程的治理方法来改善作业现场，从而达到降低作业成本，提高效益的目标。在人因工程学的应用中常常会显现一些不科学的做法，既白费了时刻又提高了成本。本论文研究的要紧内容为工作环境及其改善，通过对比在各种环境下工人的心理以及生理的反应，对不良环境进行研究操纵、改善以及预防，使它更适应工人的要求。通过实习发觉轧钢厂车间的要紧问题有：车间
12、内噪音过大，微气候环境过差，照明不足，现场环境杂乱，存在专门多不安全因素等问题。现场的专门多现状严峻制约着企业的进展，因此我选择那个课题，通过利用人因工程学的微气候环境、照明环境、噪声环境这三方面的相关理论知识对生产现场进行分析，提出改善措施，实现工作优化，提高作业效率。1.3 研究方法人因工程学的研究是围绕人一机一环境系统问题展开的，许多问题的研究依靠实验和统计分析结果。研究方法除了传统的调查法、实验法、观测法、心理测验法、感受评判法、图示模型法之外，还引入了其他学科领域的研究方法和手段,如模糊数学，层次分析决策分析及推测等。本课题要紧利用调查法、观测法等，对唐山东海钢铁集团轧钢厂生产车间的
13、现状进行调查记录，制定一系列改善措施，排除生产中的阻碍工人工作环境的不合理因素，从而达到工作优化，提高效益的目的。1.4 研究路线本课题要紧对唐山东海钢铁集团轧钢厂的生产车间进行改进。进厂实习初期，第一对轧钢车间的整体情形进行笼统的记录，初步了解了现场情形，并选定研究的方面；然后分别从轧钢车间的噪音环境、微气候环境、照明环境三方面进行观看记录，分析这三方面条件改变时对工人作业的阻碍，并进行记录；第三步，整理收集到的所有资料，参考国内外相关文献，进行分析和归纳；第四步，结合所学人因工程关于以上三方面的知识，联系车间现状，查找企业存在的问题；第五步，利用调查，实验等方法针对问题提出解决方案；最后，
14、理论联系实际，进行可行性研究，实践解决方案，并提出预期成效。研究路线为图1.1所示。1.5 论文结构人因工程学在钢铁行业的应用研究和目前所提倡的职员优化问题相适应，着重利用人因工程学的思想，对轧钢车间现场进行分析改善，找出车间中存在的不良因素，对现场进行改善，从微气候环境、照明环境、噪声环境三方面给出改善措施。论文的结构为：第一章：分别从当前越来越重视以人为本、以及钢铁行业进展的背景，阐述人因工程学的重要作用。第二章：从人因工程学差不多概念入手，阐述了人因工程学的进展、研究方向与应用领域；表达了人因工程学的研究方法和步骤；从人的工作环境的方面阐述了人因工程学的相关内容。第三章：介绍了唐山东海钢
15、铁集团轧钢厂的差不多情形、要紧产品、制造工艺特点；分别从微气候、照明、噪声三方面，对车间存在的不良因素进行调查分析和记录总结。第四章：运用人因工程学的相关理论对该厂提出改善措施，指出改善方案的设计目标和原那么，并从微气候、照明、噪声三方面进行方案改善设计，并对改善需要的投入和预期成效进行阐述。最后得出论文结论。论文框架图如图1.2所示：2 人因工程学的相关理论2.1 人因工程学的差不多概述2.1.1 人因工程学定义人因工程学Human Factors Engineering是近几十年迅速进展起来的边缘学科，它研究人-机-环境三方面之间的关系，在其进展过程中，融合了心理学、卫生学、医学、人体测量
16、学等学科的成果和知识，并形成自身的研究方法、规范和标准。人因工程学致力于设计与改善人-机-环境系统，通过合理的设计和改善，使系统获得较高的效益，同时保证人的舒服、健康、安全。目前，该学科在世界上还没有统一的命名。由于人因工程学的研究和应用范畴专门广泛，各领域的学者均试图从自身角度命名该学科。在我国，关于该学科的命名已有多种，除人因工程学外，还有人机工程学、工程心理学、人类工程学、人的因素等等。由于该学科在各个国家的进展过程和实际应用侧重点不同，因此其定义也不同。综合各种定义能够总结，人因工程学确实是按照人的特性设计和改善人-机-环境系统的科学。它以人的工作优化问题作为追求的重要目标，力求使处于
17、各种条件下的人能高效、健康、安全、舒服地工作及生活。高效，是指既保证高质量，又保证较高工作效率；健康，是指制造有利工人躯体健康的环境；安全，指减少或清除工作事故或差错；舒服，是指作业者对工作的舒服感和中意感。但同时实现着四方面的要求专门困难，因此在实际工作中，在执行人因工程学标准的前提下，还应灵活变通。随着社会进展，人的价值更加受到尊重，舒服、健康、安全等因素必将在工作系统设计和评判中具有更重要的意义。2.1.2 人因工程学的进展人因工程学的进展经历了萌芽时期、初始时期、成长时期和进展时期。具体内容见表2.1。表2.1 人因工程进展历程表时期大致时期进展内容萌芽时期19世纪末期人们开始研究人的
18、工作能力与使用的工具及作业方法之间的关系。初始时期第一次世界大战到第二次世界大战为了人能适应工具，对人进行选拔、训练，重视人的情绪、组织、人际关系等社会因素。成长时期第二次世界大战到20世纪60年代为了使机器适应人，考虑人的生理、心理因素。进展时期20世纪70年代研究扩大到生产领域，运用范畴越来越广，渗透到与人有关的各个方面。清华大学于20世纪30年代引入工业心理学课程，从此以后开始了工作疲劳、择工测验、劳动环境等方面的研究。新中国成立以后，杭州大学和中国科学院心理研究所心理学家重新开展了技术革新、操作合理化、事故分析等劳动心理学，这些研究极大地提高了生产效率，促进了生产进展。20世纪60年代
19、初，部分心理学工作者研究方向开始转向人机关系。70年代后期，进入现代化建设新时期的中国，工业心理学得到专门快进展。中国进入改革开放之后，我们更多地了解了世界各个领域人因工程学的成果，至20世纪80年代，人因工程学以专门快的速度进展起来。2.1.3 人因工程学研究方向和应用领域a) 研究方向1) 研究人的心理和生理特性人-机-环境系统进行优化的基础是人的心理、生理特性以及能力限度。人因工程学从研究对象和目标动身，研究人的特性，为制定合理政策提供有效依据，使人、机、环境能和谐有效进展，实现人的工作优化，使各种条件下的职员的工作和生活达到安全、高效、舒服、健康的状态。2) 研究人-机系统的总体设计人
20、机系统的总体设计决定它的效能。在系统设计时，应发挥各自所长，合理改善人与机器之间的关系，使系统充分发挥效能。不管自动化程度如何的系统，都要有适当的配置人员对系统进行治理。3) 研究人机界面设计人-机系统是人-机-环境系统的主体。通过人机界面的操纵器和显示器，实现信息交换。显示器应与人的感受器官相适应。操纵器应与人的运动器官适应，保证人、机之间迅速准确地交换信息 ，进而达到系统优化的目的。4) 研究工作环境及其改善人机系统处于相应的环境中，因此人机系统一定会受环境因素阻碍。与机器相比，人更易受到环境的阻碍。作业环境含专门多方面，像温度、湿度、噪声、照明等。人因工程学研究人在不同环境下的心理、生理
21、反应，及对工作的阻碍，其目的是为人制造健康、安全、舒服的环境，改善工作质量，提高工作效率。5) 研究系统的安全性和可靠性系统的事故大多有人为因素引起，因此，人因工程学应研究人为失误的规律，找出引发各种事故的因素，以此来改善人-机-环境系统，克服不安全因素，完善治理工作。b应用领域人因工程学应用领域十分广泛。其中与人直截了当相关的包括机具、环境、治理和作业等几类。机具类依据对象分成器具、设备与设施、机械等，设计和改进人机界面和人机匹配。表2.2即为人因工程学在各领域应用例如。表2.2 人因工程学的应用领域及例如设计与改进的范畴对 象示 例机具机械机床、汽车、火车、飞机、宇宙飞船、船舶、起重机、农
22、用机械、工作机械、运算机、仪器外表、医疗器械、家用电器、运动与健身器械、摩托车、自行车、售货机、取款机、检票机等器具工具、 、电传、办公用具、软件、家具、清扫工具、卫生用具、厨房用具、防护用具、文具、玩具、书刊、广告、设备与设施工厂、车间、成套设备、监控中心、军事系统、机场、码头、车站、道路系统、都市设施、住宅设施、无障碍设施、旅行与休闲设施、安全与防火设施、核能设施、场馆等被服服装、鞋、帽、被物、工作服、安全帽、工作靴等作业作业条件、 作业方法、 作业量、作业姿势等生产作业、服务作业、驾驶作业、检验作业、监视作业、修理作业、运算机操作、办公室作业、体力作业、技能作业、脑力劳动、危险作业、女工
23、作业：高龄人与残疾人作业，以及学习、训练、运动、康复等活动环境照明、颜色、音响、噪声、微气候、空气污染等工厂、车间、操纵中心、运算室、操纵室、驾驶室、检验室、办公室、车箱、船舱、机舱、住宅、医院、学校、商店、地铁、 候车室、会议室、业务与交易厅、餐厅、各种场馆及公共场所等治理人与组织、 设备、信息、技术、职能、模式等业务流程再造、生产与服务过程优化、组织结构与部门界面治理、治理运作模式、决策行为模式、参与治理制度、企业文化建设、治理信息系统、运算机集成制造系统(CIMS)、企业网络、沟通方式、人事制度、鼓舞机制、人员选拔与培训、安全治理、技术创新、CI策划等2.2 人因工程学研究的方法与步骤2
24、.2.1 人因工程学研究的方法人因工程学由多种学科相互交叉形成，其应用领域十分广泛，因此它的研究方法也有专门多。以下介绍几种要紧方法。a) 调查法。调查法是用于猎取相关研究对象资料的差不多方法之一。调查法包括考察法、问卷法和访谈法。考察法是研究实际问题的常用方法，通过实际考察，找出人-机-环境系统的问题，为深入分析、实验提供材料。此方法要求熟悉实际情形并富有体会的研究者进行考察。问卷法是研究者依据研究目的编制问题和项目，通过问卷的形式对被调查者的回答进行分析的方法。访谈法是研究人员通过交谈收集资料的方法，它能够是随意的，也能够是严谨的，但均要求与被调查者进行良好的沟通，并做到客观真实。b) 观
25、测法。观测法是研究人员观看记录自然情形下的现象来认识研究对象的方法。它是在对事件无阻碍的情形下进行的，观看者并可不能介入被观测者的活动中，以免对其造成阻碍，从而确保真实性和自然性。使用此法时，研究者需事先确定目的并制定打算，幸免发生漏观测和误观测的现象。c)实验法。实验法实在人为操纵下，排除所有无关因素的阻碍，改变一定变量因素，通过引发的变化来进行变化推测和因果推论的研究方法。此法是人因工程中专门重要的方法，它能够系统地操纵变量，使现象重复发生，通过反复观看，使研究结果更容易得到验证，并对无关因素进行操纵。d)感受评判法。 它是通过人的主观感受对系统的性质、质量进行判定及评判的方法，即人对事物
26、客观量做出主观的感受评判。人因工程学中，离不开对各种化学量、物理量的测量，如颜色、温度、噪声等，但还需对主管感受量进行测量。主观量不同于客观量。在实际工作中，主观感受直截了当决定作业者行为。因此，对人-机-环境系统进行改善时，对人的主观感受进行测量是十分重要的。2.2.2 人因工程学研究的步骤人因工程学的研究步骤分为三步，即：机具的研究步骤、作业的研究步骤和环境的研究步骤。与论文相关的要紧是环境的研究步骤，因此以下着重介绍环境研究步骤。人们为达到最正确的工作环境，不间断地对颜色、微气候、照明、声音等进行研究，使现场的环境更适于工作和生活。最正确环境，指最适合作业者的各种特性，使人们能够高效率、
27、舒服地工作和生活。设计和改进环境的方法可采取以下几步：a)第一确定目的，明确所研究的环境的重点因素，如噪音、照明等。b)通过理论研究和实验来分析环境中各因素对作业者的阻碍，并通过图示模型和数学模型进行描述。c)可提出各种方案，在分析评判的基础上，选出最正确的方案。d)对环境进行设计和改进，通过评判之后不断进行改善。2.3 人的工作环境的相关内容人因工程学所涉及的内容相当广泛，由于论文要紧研究轧钢车间现场工作环境方面，因此这部分着重介绍人的作业环境的相关知识。2.3.1 照明环境a) 光的物理性质 光的波动理论指出，光为电磁辐射波。电磁波的波谱十分广泛，其中人的眼睛能感受到的电磁波长是380至7
28、80nm，如此的光成为可见光。依照波长的不同，可见光出现的色彩为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。b) 光的度量1) 亮度亮度指发光面在给定的方向上的发光强度和发光面在垂直索取方向的平面上的投影的面积之比。亮度单位是坎德拉每平方米cd/m2，亮度定义式为其中，L是亮度cd/m2；S是发光面面积m2；I是取定方向光强(cd);是取定方向与发光面法线方向的夹角。亮度用来表示放光面的明亮程度。假设在给定的方向上的发光强度越大，而在该方向上可看到的发光面积越小，那么看到的明亮程度越高，即亮度越大。2) 照度照度指被照面在单位面积上同意的光通量,其单位是勒克司(lx)，它的定义式如下：其中，E是照度lx；是
29、光通量lm；S是受照物体表面面积m2。当一点光源找到物体表面时，表面的照度运算公式如下：其中，E是照度(lx);是受照物体的表面法线和点光源照明方向的夹角;d是受照面和点光源间的距离(m);c) 照明与工作效率照明条件的改善能减少工人的视觉疲劳，也能达到提高工作效率的目的。由于提高照度值能达到提高主体视觉和识别速度的目的，因此通过提高照度值，能实现提高产品产量和质量、减少差错的目的。d) 照明对作业的阻碍在照明条件不行的情形下，照明的阻碍更为严峻，作业者会专门快疲劳，从而导致工作效率降低，工作成效差。照明条件不佳容易导致视觉疲劳。视觉疲劳的症状包括：视力模糊、流泪、眼充血、眼痛等。眼睛的疲劳还
30、会导致头疼、眼胀、视力下降等疾病，阻碍工人的健康。视觉疲劳可通过闪光融合值，视力、瞬间次数和光反应时刻等方法进行间接测定。e)照明方式与光源选择环境照明设计应依据人因工程学的相关原那么。自然光是可贵的光源，柔和明亮，而且为人们所适应，因此在工作场所设计时应最大限度应用自然光，同时幸免眩光，保持稳固的照度。工业企业的照明方式有三种：人工照明、自然照明以及二者并用的混合照明。然而实际中，自然照明受不同季节、条件和时刻阻碍，因此在作业空间内常用人工光源进行补充，以此保持光量的稳固性。人工光源应尽可能地接近自然光。人工照明时荧光灯优于白炽灯，因为白炽灯的光谱与太阳光相似，光线柔和，更为经济。由于有色光
31、会降低视力效能，因此照明不应用有色光源。2.3.2 噪声环境a) 声音的差不多概念物体受到振动后，在弹性介质中以波的形式向外传播的机械振动即为声音。从生理角度来讲，传进耳朵引发听觉音响感受的被称作声音。用来描述声音的重要物理量是频率、声速、波长。b)声音的物理度量1) 声压不存在声波时，媒介中的压力称为静压。声波对媒介产生作用，使质点受到挤压作用同时压力变化，现在媒介里的压力和静压之差叫做声压，它用于表示声音的强弱，用P表示，单位为Pa。2) 声压级为了方便应用，同时估量人的感受持性，故在声音度量里引入声压级，它指声压和基准声压之比的以10为底的对数再乘以20，用符号Lp表示，单位为分贝(dB)。表2.3给出了声压级和人耳的主观感受情形。表2.3 典型声压级与人耳感受声压级dB对人体的阻碍人耳主观感受声压级dB对人体的阻碍人耳主观感受0安全刚能听到90100听觉慢性受损专门吵闹1020安全专门安静110120听觉较快受损痛楚3040安全安静130140其他生理受损专门痛楚5060安全一样能够150160其他生理受损听觉受损7080安全吵闹c) 噪声及其危害1) 噪声及其分类噪声指对人们工作生活有阻碍的、不愉
