Embed Size (px)
Citation preview
نقش ارگونومی در طراحی و معرفی محیط ارگونومینرم افزار کتیا
)مورد مطالعه صندلی خودرو(
آمنه2معصومه، عمران پور 1* کشاورز گرامی
دانشکده فنی دکتر شریعتی– شرقی 61خیابان – خیابان میثاق جنوبی– بزرگراه شهید تندگویان –تهران([email protected])([email protected])
چكيده : حرکات طبیعی انسان به هنگام کار و فعالیت با ابزارها یکی از مهم ترین عوامل در انجام
کار با کیفیت بالا می باشد. از این رو تطبیق محیط کار و فعالیت با بدن انسان امری ضروری است و همواره باید مورد توجه و بررسی قرار گیرد. از طرف دیگر با توجه به اینکه
قوت نرم افزار کتیا در صنعت باعث شده است که از محبوبیت خاصی برخوردار باشد. در این مقاله دو موضوع مورد بررسی قرار گرفته شده است، موضوع اول ار گنومی و اهداف
برRULA3و فواید آن در صنعت و موضوع دوم معرفی محیط ارگنومی کتیا و ارزیابی صندلی طراحی شده در محیط کتیا. و نتیجه ای که از این مقاله حاصل می شود قابلیت
انتخاب و عوامل موثر در رد و پذیرش صندلی طراحی شده را نشان داده است.
، مهندسی فاکتورهایRULA کتیا، ارگونومی، طراحی صندلی، روش ارزیابی کلمات کلیدی :انسانی.
مقدمه :-1 با ارائهبا توجه به این موضوع،علم مهندسي عوامل انساني يا ارگونومي علمي انسان محور است.
الگوهاي نوين و كاربردي، ارگونومی ابزاري كارآمد هم براي توليد كننده و هم براي مصرف كننده محسوب].1[مي شود
ارگونومی در کشورهای توسعه یافته علی رغم کشور ما بسیار وسیع و گسترده است. اکنون این علم خود به شاخه های گوناگونی تقسیم شده است که مهم ترین آنها بر تطبیق شرایط محیط زندگی با انسان و فاکتورهای انسانی، انتخاب افراد مناسب برای هر شغل، تعیین توانایی و ظرفیت کاری افراد،
طراحی محیط کار مطابق با فاکتورهای انسانی و تلاش در تصحیح مشکلات موجود در حرکات افراد که به ]. چند سالی است2آرایش طبیعی استخوان ها و شکل طبیعی ستون فقرات آسیب می رسانند، تکیه دارد[
که تولیدکنندگان در صدد بر آمده اند که در طراحی توجه بیشتری به نحوه قرار گیری بدن داشته باشند و بدین ترتیب تا حدودی توانسته اند بر این مشکل غلبه کنند. بنابراین، اصول ارتباط انسان با محیط جهت
.[3]بهبود شرایط به صورت علمی را ارگونومی گویند که هدف اصلی این طرح خواهد بود
تعریف، اهداف و مزایای ارگونومی :1-1 به معناي قاعده و قانون تشکيل شده وNomos به معناي کار و Ergosارگونومي از دو بخش يوناني
عبارتست از اصول روابط انسان با محیط. در فرهنگ لغت، ارگونومي عبارتست از آشنائي علمي از انسان در ارتباط با محيط و پیرامون آن. دانش ارگونومي يک بخش مطالعات چند شاخه اي بوده و از علوم متفاوت
فني، روانشناسي، آناتومي، طراحي، فيزيک، بيولوژيکي، مديريت، اقتصادي، رياضيات و آمار و ... تشکيل برخي از تعاريف دیگر که متخصصان و کارشناسان اين علم از ارگونومي( به 1. در جدول )[4]شده است
نموده اند، اشاره شده است.- کارشناسی ارشد مهندسی صنایع - مدرس دانشکده فنی دکتر شریعتی 11 - دانشجوی کارشناسی مکانیک / تکنولوژی و نقشه کشی صنعتی - دانشکده فنی دکتر شریعتی223-3 Rapid Upper Limb Assesment
(. تعاریفی از ارگونومی1جدول )
1 ارگونومی عبارت است از تطابق علمی کار و محیط کار با مشخصات فیزیکی و روانی انسان. بنابرین ارگونومیست می تواند اندازه های فیزیکی بدن افراد و توانایی های جسمانی آن ها را
اندازه گیری و کار و محیط کار را بر اساس نتایج حاصله چنان طراحی کند که با مشخصات.[5]فیزیکی تعداد بیشتری از افراد مطابقت داشته باشد
ارگونومي علم مطالعه انسان ها در حين انجام کار، براي درک ارتباط پيچيده ميان افراد و جنبه2.[6]هاي فيزيکي و روانشناختي محيط کار، نيازهاي شغلي و روش هاي کار مي باشد
3 ارگونومي علمي است که انسان و تعامل آن را با محصولات، توليدات، تجهيزات، امکانات، روش ها و محيط کار و زندگي مورد مطالعه قرار مي دهد و عليرغم علوم فني ـ مهندسي ) که عمدتا به
.[7]تکنيک ها و فنون مي پردازد ( بر انسان و طراحي وسائل براي افراد تاکيد دارد ارگونومي عبارتست از کاربرد اطلاعات علمي موجود درباره انسان ) و روش هاي علمي کسب4
.[8]چنين اطلاعاتي ( براي حل مشکلات طراحي
5
(، ارگونومي را چنين تعريف مي کند :IEA4انجمن بين المللي ارگونومي ) ارگونومي )یا فاکتورهاي انساني( اصول علمي مرتبط با فهم تعامل بين انسان و ساير عناصر يک
سيستم و حرفه اي است که شامل تئوريها، اصول، داده ها و روش ها براي طراحي مطابق با بهينه سازي آسايش، رفاه افراد و عملکرد کامل سيستم مي باشد. در آمريکا مهندسي عوامل
.[9]انساني يا عوامل انسان مترادف واژه ارگونومي دانسته شده است )هانچینسون و دیل(
علم ارگونومی با هدف اصلاح شرايط سيستم هاي كار، روش هاي طراحي ايستگاه هاي كار، ابزار آلات و همچنين كنترل روش هاي عوامل زيان آور محيطي را تشريح کرده است. هدف ارگونومي اطمينان از برآورده شدن نيازهاي انسان براي انجام كار بصورت ايمن و اثربخش در طراحي سيستم هاي كار می باشد.
طي دهه هاي گذشته نقش حياتي ارگونومي در بهبود كيفيت ، افزايش بهره وري، بهبود كيفيت زندگي كاري، ايمني و كارايي كلي سازمان مشخص تر شده است. متخصصان ارگونومي با بهينه كردن تناسب بين انسان،
ماشين ، محيط و سازمان كارايي انسان و سيستم ها را بهبود بخشيده اند. در حال حاضر توجه به ارگونومي از حد يك ابزار فراتر رفته و به يك استراتژي جهت بهبود كيفيت و بهره وري، ايجاد محيط كار مناسب، پيشگيري
بطور کلی بکار ].1از حوادث و بيماري هاي ناشي از كار و بهبود راندمان و عملكرد انسان تبديل شده است [بردن ارگونومی در محیط کار فواید زیر را به دنبال خواهد دارد :
کاهش احتمال بروز حوادث ؛ .1 و افزایش سلامت افراد ؛ 5کاهش احتمال مصدومیت.2ارتقای عملکرد و بهره وری کار ..3
و عدم رعایت اصول ارگونومی در طراحی تجهیزات و محیط کار، باعث ایراد صدماتی به انسان می گردد و هم چنین عدم رعایت اصول ارگونومی در طراحی تجهیزات، کار با آن ها را برای انسان دشوار ساخته و از
] .10عملکرد کاری او می کاهد[
ارزیابی پوسچر و انواع آن :-2 با توجه به اهمیت ارگونومی که عنوان شد نگه داشتن بدن در وضعیتی خاص مهم می باشد که آنرا
می نامند و در ادامه پنج حالت که به عنوان معیار مناسب و کمک می تواند عوامل تداخل کننده در6پوسچر اعمال فشار به بدن فرد را شناسایی کند معرفی شده است.
– ارتباط زاویه ای بین اجزای بدن 1 – توزیع جرم های نقاط مختلف بدن 2 – نیروهای اعمال شده به محیط در یک پوسچر خاص 3 – مدت زمانی که بدن در آن پوسچر قرار می گیرد 4 – تاثیرات ناشی از نگه داشتن بدن در آن پوسچر خاص5
43- The International ErgonomicsThe Quick Exposure Check -4
55 -Reduce the risk of InjuryPosture -6
6
بنابراین محاسبه جنبه های ارگونومیکی و دست یابی به حالات مناسب در کار برای بازدهی و کیفیت بالا امری ضروری است و بدیهی است غفلت از بشر و درخواست های او، نه تنها منجر به تولید و کیفیت
پایین می شود، بلکه مشکلات سلامتی را نیز به همراه خواهد داشت. این دلیلی بر به کارگیری علم مهندسي )طراحی به کمک کامپیوتر(Cad 7]. امروزه تولیدکنندگان سیستم های2عوامل انساني يا ارگونومي است[
،Pro/Engineerنرم افزارهای تابع آنالیزهای ارگونومیک قرار می دهند که می توان به نرم افزارهایی از جمله CATIAو Siemens NX] در زیر به روشهای ارزیابی در نرم افزارها اشاره شده است.11 ( اشاره کرد .[
) QEC )8ارزيابي سريع مواجهه 1.
( REBA)9ارزيابي سريع كل بدن2.
10( RULA)ارزيابي سريع اندام فوقاني3. اشاره کرد .OWAS 11 ).آناليز پوسچرهاي نامناسب كار بر اساس سيستم كدگذاري(4
(. روش های ارزيابي پوسچر2جدول )كاربردتوصيف كليشيوه
OWAS ) 1977 (پوسچر اندام هاي مختلف و اعمال نيرو به صورت عددي ثبت مي شود. سطح الويت اقدام هاي
].12اصلاحي مشخص مي شود[
ارزيابي پوسچر كل بدن درفعاليت هاي ديناميك
RULA (1993)پوسچر بدن كد گذاري شده، اعمال نيرو و فعاليت ماهيچه اي در نظر گرفته مي شوند. سطح الويت
اقدام هاي اصلاحي مشخص مي شود .
ارزيابي اندام هاي فوقاني
REBA (1995)امتياز گذاري پوسچر بدن، برآورد ميزان بار. تعيين سطح اولويت اقدامهاي اصلاحي.
ارزيابي خطر آسيب هاي اسكلتي عضلاني براي تمام بدن در فعاليت
هاي غير نشستهQEC (1998)برآورد سطح مواجهه اندامهاي گوناگون با ريسك
فاكتورهاي پوسچر، تكرار حركت، نيروي بار و مدت زمان مواجهه و تعيين اثر تركيبي و تعامل آنها با
استفاده از جدول امتياز گذاري فرضيه اي. به ابزاري است براي تعيين توام ريسكعبارتی
عضلاني–فاكتورهاي ايجاد كننده بيماريهاي اسكلتي ].13[ناشي از كار و اختلالات روحي و روانی
ارزيابي تغيير سطح مواجهه دركارهاي
استاتيك و ديناميك
معرفی نرم افزار کتیا و ارائه روش کار :-3 که یک شرکت فرانسوی است ارائه شد. از اين نرم افزارDassault Systemesنرم افزار کتیا توسط
در صنايع مي توان استفاده نمود. مدل سازی قطعات ساده تا جهت طراحي و ترسيم موضوعات مختلف پیچیده از ماوس گرفته تا بدنه خودرو و هواپیما و همچنین شرکت های هواپیما سازی همچون بویینگ و
شرکت های خودرو سازی همچون فورد و نیسان نیز این نرم افزار به طور گسترده ای استفاده می کنند. ]. یکی از آن محیط ها که موضوع14 از بخشهای مختلف و متنوعی تشکيل يافته است[CATIAنرم افزار
بهره میRULAمورد بررسی مقاله است محیط ارگنومی می باشد و این نرم افزار در ارزیابی از روش برای گروه خاصی طراحی نشده است ولی کاربری آن به طور خاص در ارزیابی اندامRULAجوید. روش
های فوقانی می باشد. در این روش از طریق مشاهده فرد در حین فعالیت با حداقل اندازه گیری و پرسش، نرم افزار کتیا در محیطی جدا و ].15خطر بروز اختلالات اسکلتی عضلانی اندام فوقانی را ارزیابی می کند [
مجازی با ایجاد جزئیات مدل بشر دیجیتالی ) مانکن ( و تفضیل آن با ابزارهای پیچیده و عکس العمل متقابل مدل با محصول و شی خارجی در ناحیه کاری، به تجزیه و تحلیل فعالیت بشر از جمله برداشتن، فرو رفتن،
7Computer Aided Design -7
8- The Quick Exposure Check9Rapid Entire Body Assessment -9
10 -Rapid Upper Limb Assesment11 - Ovako Working Posture Analizing System
فشار دادن، به طرف خود کشیدن و آوردن می پردازد و در پایان اندازه بدن را با ابزارهای معین تنظیم می ( روش1نماید. این امر به کاربر اختیار می دهد تا آسودگی، ایمنی و سودمندی را افزایش دهد. در شکل )
].16 نشان داده شده است [RULAارزیابی
RULA(. روش ارزیابی 1شکل )
ارزیابی و روش کار در صندلی خودرو با استفاده از نرم افزار-4کتیا
طراحان و مهندسين بايد براي اطمينان يافتن از راحتي، ايمني، کارايي و سلامت استفاده از کالاها حتما توانايي ها و محدوديت هاي فيزيکي و بدني انسان را در طراحي و ساخت وسايل در نظر
بگيرند. طبعا اتومبيل نيز از اين قاعده مستثني نيست. اگر به اتومبيل از ديدگاه يک ايستگاه کاري که در آن راننده بايد براي هدايت و کنترل خودرو، کارها و عمليات مختلفي را همچون خواندن عقربه ها
و علائم و درجات هشدار دهنده، فشردن پدال گاز و ترمز و کلاچ، عوض کردن و انتخاب دنده مناسب، پيچاندن فرمان و ... انجام دهد، نگاه کنيم آنگاه به خوبي درک خواهيم کرد که براي ايمني و راحتي راننده و تامين جاني سرنشينان خودرو و ساير افراد ديگري که به نحوي با اتومبيل در ارتباط
هستند، همچون عابران پياده و ... بسيار نکات ظريف، دقيق و حساس ارگونوميکي بايد در خودرو ]. طراحي از ديدگاه آنتروپومتري شامل انطباق و هماهنگي و ابعاد و اندازه هاي17رعايت شوند [
بدن با ابعاد و اندازه هاي محل کار يا ابزار مورد استفاده است. آنتروپومتري در واقع بخشي از دانش ارگونومي است که موضوع آن سنجش و اندازه گيري ابعاد و اندازه هاي ظاهري قسمت هاي
مختلف بدن انسان است. به منظور طراحي يک خودرو ابتدا بايد مشخص کرد که اين وسيله نقليه براي چه منظور طراحي مي شود و چه اهداف و انتظاراتي را بايد برآورده کند، زيرا پارامترهاي طراحي انواع خودروها با هم تفاوت دارد. پس از مشخص شدن نوع خودرو بايد بررسي کرد که
خودرو براي چه بازار، کشور و مردمي و با چه خصوصيات و ويژگي هايي در نظر گرفته شده است؛ چه رقبايي و با چه مشخصاتي در بازار وجود دارند و... پس از تعيين خط مشي هاي موجود و
بررسي و تجزيه و تحليل عوامل موثر در طراحي و سنجش شرايط و امکانات موجود طراحي (2صورت مي گيرد. یکی از ارکان اصلی طراحی خودرو، صندلی راننده می باشد. در شکل )
استاندارد مربوط به محل استقرار راننده نشان داده شده است.
(. استاندارد مربوط به محل استقرار راننده2شکل )
با توجه به نحوه قرارگیری بدن، تکرار کارها و وارد شدن نیروها بر بدن فرد، نرم افزار کتیا با روش ، موقعیت را بررسی کرده و به هر یک امتیازی را نسبت می دهد و در نهایت یک امتیاز کلی راRULAارزیابی
( به این ترتیب فعالیت هایی که قسمت های بالایRULA Grand Scoreبرای وضعیت بدن محاسبه می نماید. )بدن )گردن، شانه ها، بازو و دست ها( را با خطر آسیب دیدگی مواجه می سازند مشخص می شوند. در شکل )
( تنظیم انسان مدل شده بر اساس اندازه و زوایای4( مسیر ورود به محیط ارگنومی، در شکل )3 ( مسیر ورود به6( راننده (انسان مدل شده ( بر روی صندلی طراحی شده، در شکل)5استاندارد، در شکل)
( تحلیل و آنالیز انسان مدل شده بر اساس روش ارزیابی7محیط آنالیز طراحی ارگونومی و در شکل)RULA به صورت اتوماتیک در محیط ارگونومی CATIA.نمایش داده شده است
(. مسیر ورود به محیط ارگنومی نرم افزار کتیا3شکل )
(. تنظیم انسان مدل شده بر اساس اندازه و زوایای استاندارد مربوط به محل استقرار راننده4شکل )
بر روی صندلی طراحی شده و تنظیم زاویه دید رانندهانسان مدل شده ((. قرارگیری راننده (5شکل )
(. از مسیر ورود به محیط آنالیز طراحی ارگونومی 6شکل )
به صورت اتوماتیک در محیط ارگونومی نرمRULA(. تحلیل و آنالیز انسان مدل شده بر اساس روش ارزیابی 7شکل )افزار کتیا
تفسیر امتیاز نهایی : نشان می دهد که پوسچر در صورتی که برای مدت طولانی تکرار نشده یا2 یا 1محدوده کاری اول : عدد
در آن حالت باقی نمانده، قابل قبول می باشد . نشان می دهد که می بایستی تحقیقات دقیق و بیشتری بر روی پوسچر4 یا 3محدوده کاری دوم : عدد
صورت بگیرد و احتمالا تغییرات نیز لازم است . نشان می دهد که می بایستی به زودی تغییرات و اصلاحات و نیز تحقیقات6 یا 5محدوده کاری سوم : عدد
دقیقتری صورت بگیرد . نشان می دهد که می بایستی سریعا تغییرات و اصلاحات به همراه تحقیقات7محدوده کاری چهارم : عدد
].16دقیق تری صورت پذیرد [
نتیجه گیری :-5 ارگونومی دو هدف مهم دارد: هدف اول افزایش کارایی و بازده انجام کار و فعالیت های دیگر است. افزایش سهولت کاربرد، کاهش خطا و افزایش بهره وری در این مقوله می گنجند. هدف دوم تقویت بعضی
از ارزش های انسانی مطلوب از جمله افزایش ایمنی، کاهش خستگی و تنش، افزایش راحتی، افزایشمقبولیت نزد کاربر، افزایش میزان رضایت شغلی و بهبود کیفیت زندگی است.
دانستن ابعاد و اندازه هاي اعضاي مختلف بدن براي طراحي ارگونوميكي بسياري از وسايل زندگي از جمله خودرو ضروري است. دانش آنتروپومتري با اندازه گيري و ارائه اندازه هاي مختلف بدن و تعيين ميدان
حركتي آن ها به طراح كمك مي كند تا بر ايمني، سلامت و كارايي بازده طرح خود بيافزايد. (،1( راننده در صندلی طراحی شده مستقر گردیده و با توجه به شکل )2در این مقاله، بر اساس شکل )
تفسیر امتیازدهی نمایش داده شده است . نمایش داده شده استFinal Score در قسمت 3(، عدد 7در طراحی صورت گرفته شده در شکل )
که بر طبق تفسیر امتیازدهی لازم است تحقیقات بیشتری بر روی پوسچر صورت گیرد.
منابع-6]1 [http: //www.portal.arakmu.ac.ir. http://ww]2 [http: //www.Humanergo.com
http://www .AUTO-ENG.IR]3[]4 [http://www.pedal.ir1384، علیرضا. " ارگونومی در عمل ". نشر مرکز کتاب ماد. موعودی، محمد امین. و چوبینه] 5[]6 [http://www.esames.blogfa.com/post-367.aspx 1378ترجمه محمدرضا افضلي. علوم دانشگاهي تهران. ". ارگونومي" ساندرز، مارك، اس. و ديگران. ] 7[ 1375هلاندر، مارتین. " مهندسی عوامل انسانی در صنعت و تولید ". ترجمه علیرضا چوبینه. نشر تچر شیراز. ] 8[ ارگونومی از دیدگاه سازمانی و نقش آن در کارایی کارکنان ". ماهنامه کار و جامعه." نیک پور، امین. و زارع کاسب، معصومه. ] 9[
94شماره ]10 [http://scitech.blogsky.com/1386/11/01/post-46/ ]11 [International Journal of Hybrid Information Technology/ The Virtual Prototyping Design and Evaluation of Ergonomic
Gymnastic Based on CATIAتكنيك هاي ارزيابي پوسچر] 12[
OWAS ". 1388 به روش "ارزيابي ارگونوميكي پوسچر" همت جو، یوسف. ] 13[ با نرم افزارهای دیگر ". مجله ساخت و تولید-CATIAمهاجرانی، فاطمه. و کشاورز گرامی، معصومه. " ارتباط نرم افزار] 14[
46- صفحه 42شماره ]15 [http: //www.dx.doi.org/10.14257/ijhit.2013.6.5.07شرکت مهندسی توسعه طراحان انسان محور] 16[1390" ارگونومی و طراحی ارگونومی ". مجله صنعت خودرو. ] 17[
