汽车总装过程人因工程优化研究

论文摘要

现今科技发展日新月异,但人的作用也日渐突出,工业系统中人因工程学条件欠缺不仅损害作业人员的职业健康还直接影响生产效率和产品质量。本文在国内某汽车公司人因工程现场改善项目的支持下,以该公司总装制造过程为研究对象,将人因工程学的理念引入汽车制造系统中,一方面借助计算机辅助人因工程仿真方法实现制造系统的优化,从而保证作业人员安全、健康、高效的工作;另一方面借助人因工程可靠性分析方法预测汽车制造系统中的人为失误概率,有效保证生产质量。本文主要研究工作和创新点如下:1、计算机技术的发展促使人因工程仿真成为当前的研究热点,论文选择JACK作为仿真平台,在全面分析某汽车公司总装车间概况和所存在的人因问题的基础上,构建了底盘线轮胎分装及装配工序的数字人体模型和三维场景模型并并实现了工人操作的全过程仿真,重现了工序真实场景。2、工作负荷和职业健康在国内人因工程学领域的研究还比较薄弱,从防范职业病的角度出发,借助人因工程的分析方法和改善原则建立了手工搬举作业劳动强度的量化评估、改进、验证方法。针对实际汽车制造过程中轮胎分装作业中一人多任务的特点采用复合提举指数CLI作为人因量化评估指标,并采用RULA方法辅助评估工作姿势,最后针对评估结果提出改善方案并予以验证。3、围绕降低装配作业人体疲劳、预防工伤危险,以反映疲劳程度的能量消耗率为量化指标,提出了人体疲劳预测、评估、控制方法。并辅助采用RULA方法评估姿势负荷的等级。将其应用于整车轮胎装配作业中,针对企业实际提出改善方案并予以验证。4、国内汽车制造业基本属于劳动密集型企业,制造质量缺陷绝大多数来源于人为失误,制造业中人因可靠性分析是人因工程学领域的新方向。论文将成功似然指数法SLIM和层次分析法用于预测汽车装配过程中人因失误概率,从而发现哪些行为形成因子对人因失误产生较大影响,为采取改进和预防措施提供依据。最后从质量改进的角度提出了人为失误的预防措施,并在某汽车公司总装车间得到应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及提出
• 1.1.1 研究背景和意义
• 1.1.2 人因工程学概述
• 1.1.3 课题提出
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 工作负荷及职业健康研究
• 1.2.2 人因失误与质量研究
• 1.3 课题的研究思路及内容
• 第2章 总装车间概况及关键工序建模仿真
• 2.1 总装车间概况
• 2.1.1 总装工艺流程及平面布局
• 2.1.2 人因现状综合评估与分析
• 2.2 计算机辅助人因工程学
• 2.2.1 JACK 软件基本介绍
• 2.2.2 数字人体技术介绍
• 2.3 基于JACK 的人因建模仿真技术
• 2.4 整车轮胎分装及装配工序建模仿真
• 2.4.1 工序分析
• 2.4.2 人体模型建立
• 2.4.3 整车轮胎分装及装配工序仿真
• 2.5 小结
• 第3章 轮胎分装区手工搬举作业量化评估与改进研究
• 3.1 复合搬举任务的选取及描述
• 3.2 手工搬举作业人因工程量化评估
• 3.2.1 NIOSH 分析方法
• 3.2.2 复合提举指数计算方法
• 3.2.3 复合搬举作业评估
• 3.3 搬举工作姿势RULA 分析
• 3.4 复合搬举任务改进
• 3.4.1 工装改善设计
• 3.4.2 工作场所布局改善
• 3.5 改进方案验证及比较
• 3.6 小结
• 第4章 基于能量分析的轮胎装配作业疲劳改善研究
• 4.1 人体动作及动作参数的获取
• 4.2 基于新陈代谢能量消耗的人体疲劳评估
• 4.2.1 体力工作负荷能量消耗评估理论
• 4.2.2 新陈代谢能量消耗计算
• 4.3 工作姿势RULA 分析
• 4.4 人体疲劳改进
• 4.4.1 工装改善设计
• 4.4.2 工作设计
• 4.5 改进方案验证及比较
• 4.6 小结
• 第5章 汽车装配作业中人因失误与质量研究
• 5.1 汽车装配过程质量问题分析
• 5.2 人因失误分析方法
• 5.2.1 常用的人因失误分析方法
• 5.2.2 成功似然指数法SLIM 概述
• 5.3 SLIM 方法用于预测汽车总装过程人因失误概率
• 5.3.1 作业人员的失误选择
• 5.3.2 行为形成关键因子的选取
• 5.3.3 KPSFs 权重值确定
• 5.3.4 基于KPSFs 的人因失误可能性
• 5.3.5 信度分析
• 5.3.6 成功似然因子计算
• 5.3.7 人误概率值计算
• 5.4 基于质量改进的人为失误预防措施
• 5.4.1 目视管理保证多车型混线生产质量
• 5.4.2 工位组织保证多车型混线生产质量
• 5.4.3 其它预防措施
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）