在生產線的設計驗證中人體工程學與人機工效學扮演著非常重要的角色。通過使用Xsens慣性運動捕捉傳感器，能夠獲得精確的動作數據，以實現對生產線科學的進行人體工程學與人機功效學分析，從而幫助生產線設計團隊以科學有效的方式對生產線進行設計與改造，這將最終幫助工廠減少生產成本，提升生產效率，并幫助工人減少不必要的工作量。

在本文的案例中Secret Hungary Ltd .委托人體工程學專業團隊ViveLab對其生產線進行了深入調查與分析，此次研究的結果不僅使生產過程得到了優化，而且ViveLab的人體工程學分析還為工作站的重新設計和工作流程的重組提供了有依據的信息。最終結果是，幫助工廠削減了成本，并使工人的效率和產品的產量得到顯著提高。

此次調查的核心目標是檢查工作負載的效率，以及流程對工人工作的影響，以科學的消除瓶頸。同時也為了確保工廠中的生產過程符合EN 1005-4標準。

在整個項目中，ViveLab團隊審查了工作指導，并監控了整個工作流程，他們使用Xsens慣性運動捕捉傳感器捕捉工人如何移動和與裝配線互動。并測量了每項任務的周期時間，以獲得操作的完整流程。

然后團隊使用ViveLab Ergo軟件對調查結果和優化建議進行模擬和分析，以便對現有工作流程和計劃工作流程進行比較。

解決方案分為4步進行:

步驟1：篩選，即人體工程學影響評估

在篩選過程中，根據工作強度以及健康影響和相關風險的嚴重性對生產線上的工作站進行分類。

第一階段幫助ViveLab團隊盡快評估生產區域的整體狀態，了解問題最嚴重的地方，以對其進行優先排序，從而對最有效的地方進行糾正。

客戶對此進行了審查，他們同意在選定的區域使用Xsens動作捕捉設備進行進一步調查，并使用ViveLab Ergo進行分析。

步驟2：用帶有傳感器的設備進行動作捕捉

工人在預裝配線上的動作被綁在他們身上的17個Xsens無線慣性傳感器捕獲。與光學傳感器不同，慣性運動捕捉不需要相機系統，并且，Xsens運動捕捉技術獨有的電磁波不會扭曲數據這使得采集到的數據更加真實、精確。

傳感器可以快速輕松地進行校準，不會妨礙生產，也不會妨礙或影響身體的活動——這意味著工人可以自然地移動，從而產生準確反映出日常的工作狀態。

步驟3：?VIVELAB ERGO模擬和分析

根據平面圖，團隊建立了預裝配線的數字模型。在他們構建好環境后，他們創建了虛擬人角色，并為每個角色分配了相關的運動文件，這些文件是之前用Xsens套裝捕捉到的。因此，他們就得到了一個預裝配線的工作模型，再該模型中運動數據還將與工作活動相關聯。

由于使用了慣性運動捕捉，內置的分析方法還可以檢測到之前可能沒有注意到的關鍵運動和姿勢，或者由于潛在的篩選效果而可能一直沒有被發現的關鍵運動和姿勢。ViveLab能夠導出分析報告，這些報告突出顯示了需要調整以及減少員工工作量的位置，這些位置具有相關的角度，精確度能夠達到百分之一秒。

該軟件根據幾個內置的人體工程學分析工具來評估員工的姿勢，這些工具包括：RULA，OWAS，NASA-OBI方法，ISO 11226，EN 1005-4標準，Spaghetti圖和可達性測試。軟件將檢查工人身體每個部位的負荷是否超過可接受的限度。

該團隊檢查了經常出現的不同類型的有害健康的姿勢，分析了會顯著減慢工作進程的動作。在檢查動作時，他們識別出對成功完成任務不必要的動作，并尋找避免它們的方法。這幫助生產周期的時間進一步縮短，并有效加快傳送帶上的裝配速度。

報告揭示的最大問題之一是缺乏工作空間。這導致工人互相妨礙，使用工具和裝配變得相當笨重。

步驟4：技術設計，虛擬驗證

從軟件中導出的報告還展示了需要過度費力或可以避免的動作。該報告基于準確客觀的測量，為工程師和人體工程學專家組成的設計團隊提供了重要數據。在此基礎上，ViveLab的專家制定了一項行動計劃，其中包括幾項關于個人、組織和技術方向的建議。然后，團隊記錄了新布局方案中的動作，并模擬了新的工作流程。

使用Xsens MVN?Analyze完成的實施前沒有原型的虛擬驗證

在新的預裝配線上，每個員工都在自己的高度可調的辦公桌前工作，而不是像以前那樣在兩個更大的工作臺上工作。這使得他們可以在適合自己身高的桌子前工作。這種解決方案的優點在于，工人能夠以舒適的方式執行他們的任務，同時減少疲勞。因此，工人頸部、肩部和脊柱的肌肉不會太緊張。

根據分析結果，ViveLab建議給員工一把椅子，這樣他們就可以在站立與坐姿之間進行轉換——當然這也歸功于高度可調的辦公桌的支持。他們使用的椅子帶有輪子，可以很容易地靠近工作臺或傳送帶。

ViveLab還建議在不同的工作場所之間安裝輥棒輸送機，用于傳送待組裝的物品，以減少工作場所對身體造成的傷害。

項目結果

糾正措施帶來的最重要的影響之一是減少了預裝配單元的周期時間。將傳送帶速度提高了15%；并減少生產最終產品所需的時間。這一更快的生產流程為公司增加了約250，000歐元的年收入。

由于生產線重組，現在只需一名員工而無需兩名員工就可以在電纜箱裝配工作站完成任務。因此，多余的工人將可以被轉移到另一個勞動力短缺的區域。這將為公司每年節省大約15，000歐元的工資成本。

此外，向生產線供應原材料也變得更加順暢。工作站的空間需求從41平方米減少到24平方米。

ViveLab使用ViveLabErgo軟件測試了重新設計的工作站，測試方法與在原始工作場所中使用的人體工程學分析方法相同。從軟件導出的報告詳細說明了每個工作站的分析結果。根據這份文件，ViveLab對RULA分析結果進行了比較——然而，通過保護工人健康所獲得的經濟收益比較難量化。但預防肌肉骨骼疾病也意味著節省資金，因為病假天數的成本將大大降低。

與最初的工作站相同，重新設計的工作站按照ISO 11226和EN 1005-4標準進行了檢查和測試。每一種分析方法都證明，重新設計的工作流程對工人的造成負擔要比之前小得多。

結論

本文中的案例展示了如何根據詳細的人機工程學研究結果，成功地重新設計一個工作站（或一個完整的制造單元）來重組工作流程以提高整個工廠的效率減少生產成本。在完成改造后即使工人更少，生產速度也能更快，生產空間也將減少。然而，最重要的是，該解決方案能夠有效預防因工人操作不規范引起的肌肉骨骼疾病。通過對生產線進行改造升級，工人們在輪班結束時將不再會感到疲憊，他們患肌肉骨骼和其他運動損傷性疾病的風險也會降低。此外，符合人體工程學設計的工作場所還有助于確保員工在其角色中感到安全和舒適。