人(ren)(ren)(ren)機(ji)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)學(xue)(也稱為人(ren)(ren)(ren)體(ti)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)學(xue)),起源于(yu)(yu)20世紀40年代,是(shi)(shi)一門跨越不同(tong)學(xue)科(ke)領域、應用(yong)多(duo)種學(xue)科(ke)的(de)(de)(de)原理、方法和(he)數(shu)據(ju)發(fa)展起來的(de)(de)(de)新興邊緣學(xue)科(ke)。該學(xue)科(ke)是(shi)(shi)“人(ren)(ren)(ren)體(ti)科(ke)學(xue)”與“工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)技術”的(de)(de)(de)有機(ji)結合(he),它(ta)運用(yong)人(ren)(ren)(ren)體(ti)測量學(xue)、生理學(xue)、心(xin)理學(xue)等科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)研究手(shou)段和(he)成果,將人(ren)(ren)(ren)體(ti)特性、能力和(he)活動限(xian)度等方面的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)用(yong)于(yu)(yu)系統(tong)(tong)及其(qi)所處環境(jing)的(de)(de)(de)設(she)(she)計中去,使(shi)操作者能安(an)全、舒(shu)適和(he)高(gao)效率地工(gong)作。人(ren)(ren)(ren)機(ji)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)學(xue)研究的(de)(de)(de)就是(shi)(shi)“人(ren)(ren)(ren)-機(ji)-環境(jing)”系統(tong)(tong)中三個要素之間的(de)(de)(de)相互作用(yong)關系,它(ta)決(jue)定著系統(tong)(tong)總的(de)(de)(de)性能,也就是(shi)(shi)常說的(de)(de)(de)“人(ren)(ren)(ren)性化設(she)(she)計”。
隨著工程技(ji)術(shu)水平的(de)(de)(de)不(bu)斷發展,人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計(humanization design)理(li)(li)念、內涵開(kai)始越來越多地運用(yong)到配(pei)管(guan)設計中。有的(de)(de)(de)工程公(gong)司形(xing)成了詳(xiang)細(xi)系統的(de)(de)(de)配(pei)管(guan)人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計規程,作(zuo)為(wei)施工圖(tu)紙(zhi)文件的(de)(de)(de)強制性審查內容。配(pei)管(guan)人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計是在滿(man)足(zu)配(pei)管(guan)基本技(ji)術(shu)要求的(de)(de)(de)基礎上(shang),使設計與(yu)(yu)人(ren)(ren)體(ti)相適(shi)(shi)(shi)應,減少人(ren)(ren)的(de)(de)(de)不(bu)適(shi)(shi)(shi)應性和(he)負擔,使人(ren)(ren)與(yu)(yu)工廠配(pei)管(guan)系統結(jie)合更(geng)加(jia)優化(hua)(hua),使配(pei)管(guan)更(geng)加(jia)適(shi)(shi)(shi)合施工人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、運行人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)及檢修人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)要求。人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計重(zhong)視作(zuo)業人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)生理(li)(li)、心(xin)理(li)(li)特性,為(wei)作(zuo)業人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)構(gou)建(jian)安全(quan)、舒(shu)適(shi)(shi)(shi)和(he)高效的(de)(de)(de)操作(zuo)環境,使作(zuo)業人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)操作(zuo)簡便省力、迅(xun)速(su)準確、安全(quan)舒(shu)適(shi)(shi)(shi),充(chong)分發揮效能(neng),提(ti)高整個系統的(de)(de)(de)效益和(he)質量。配(pei)管(guan)人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計一般包(bao)含(han):作(zuo)業空間可操作(zuo)性設計;作(zuo)業強度人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計;作(zuo)業安全(quan)人(ren)(ren)性化(hua)(hua)設計。
人性化設計還有:作業人員有可能接觸位置的防燙傷(防凍傷)設計,噪聲消聲器遠離作業人員的設計,排放廢氣遠離作業人員的設計,需人工清掃的大口(kou)徑(jing)不銹(xiu)鋼管(guan)上每隔一定距離設置人孔(kong)的設計等。本(ben)章節主(zhu)要介紹人員可操作性設計。
在設(she)計過程中,通(tong)常(chang)用5%、50%、95%三(san)種百分數來確定設(she)計尺寸(cun)(cun)范圍。5%是(shi)(shi)指有(you)5%的人(ren)體測(ce)量(liang)尺寸(cun)(cun)小(xiao)于(yu)此(ci)(ci)(ci)值,而95%的人(ren)大(da)于(yu)此(ci)(ci)(ci)值;50%則(ze)(ze)表示50%的人(ren)體測(ce)量(liang)尺寸(cun)(cun)大(da)于(yu)此(ci)(ci)(ci)值,而50%的人(ren)則(ze)(ze)小(xiao)于(yu)此(ci)(ci)(ci)值,按(an)這種尺寸(cun)(cun)進行設(she)計,只能滿足50%的人(ren)的使用要求;95%是(shi)(shi)指有(you)95%的人(ren)體測(ce)量(liang)尺寸(cun)(cun)均小(xiao)于(yu)此(ci)(ci)(ci)值,而有(you)5%的人(ren)體測(ce)量(liang)尺寸(cun)(cun)大(da)于(yu)此(ci)(ci)(ci)值。
在(zai)設(she)計(ji)中不能一(yi)律以平均值作為依據(ju),而(er)應就具體(ti)情(qing)況而(er)定,為了確保(bao)至少適合95%使用者的(de)(de)使用要求,應采(cai)用5%和(he)95%的(de)(de)數據(ju)。以下(xia)數據(ju)建立在(zai)典(dian)型(xing)的(de)(de)歐(ou)美(mei)數據(ju)基(ji)礎上,比我國的(de)(de)人體(ti)尺寸略(lve)大一(yi)些(xie)。通常裝置的(de)(de)設(she)計(ji)壽命為15~20年(nian),有的(de)(de)裝置甚至操作更長的(de)(de)時間,考(kao)慮(lv)到年(nian)輕(qing)一(yi)代身高迅速增高的(de)(de)事(shi)實,在(zai)設(she)計(ji)中采(cai)用這些(xie)數據(ju)基(ji)本是(shi)可行的(de)(de)。成年(nian)男子的(de)(de)人體(ti)測量數據(ju)見圖2.74和(he)表2.14。
在確(que)定設(she)備周圍環境和(he)空間距(ju)離時(shi),要用95%的(de)(de)人體測量數據作為(wei)確(que)定依據。例如,對(dui)于平(ping)臺(tai)凈(jing)空高(gao)度設(she)計,要考慮95%的(de)(de)操作員在平(ping)臺(tai)上通過時(shi)不(bu)會(hui)撞到頭。95%的(de)(de)人身高(gao)為(wei)1855mm,再加上鞋底和(he)安(an)全(quan)帽的(de)(de)高(gao)度,要求平(ping)臺(tai)高(gao)度不(bu)得小(xiao)于2100mm(國內有(you)的(de)(de)規范規定為(wei)2200mm。筆者(zhe)在參(can)與設(she)計規范最(zui)嚴格(ge)的(de)(de)沙(sha)特阿美公司不(bu)銹鋼配管設(she)計時(shi),其規范要求最(zui)小(xiao)凈(jing)空高(gao)度為(wei)2030mm)。