在生产线的设计验证中人体工程学与人机工效学扮演着非常重要的角色。通过使用Xsens惯性运动捕捉传感器，能够获得精确的动作数据，以实现对生产线科学的进行人体工程学与人机功效学分析，从而帮助生产线设计团队以科学有效的方式对生产线进行设计与改造，这将最终帮助工厂减少生产成本，提升生产效率，并帮助工人减少不必要的工作量。

在本文的案例中Secret Hungary Ltd .委托人体工程学专业团队ViveLab对其生产线进行了深入调查与分析，此次研究的结果不仅使生产过程得到了优化，而且ViveLab的人体工程学分析还为工作站的重新设计和工作流程的重组提供了有依据的信息。最终结果是，帮助工厂削减了成本，并使工人的效率和产品的产量得到显著提高。

此次调查的核心目标是检查工作负载的效率，以及流程对工人工作的影响，以科学的消除瓶颈。同时也为了确保工厂中的生产过程符合EN 1005-4标准。

在整个项目中，ViveLab团队审查了工作指导，并监控了整个工作流程，他们使用Xsens惯性运动捕捉传感器捕捉工人如何移动和与装配线互动。并测量了每项任务的周期时间，以获得操作的完整流程。

然后团队使用ViveLab Ergo软件对调查结果和优化建议进行模拟和分析，以便对现有工作流程和计划工作流程进行比较。

解决方案分为4步进行:

步骤1：筛选，即人体工程学影响评估

在筛选过程中，根据工作强度以及健康影响和相关风险的严重性对生产线上的工作站进行分类。

第一阶段帮助ViveLab团队尽快评估生产区域的整体状态，了解问题最严重的地方，以对其进行优先排序，从而对最有效的地方进行纠正。

客户对此进行了审查，他们同意在选定的区域使用Xsens动作捕捉设备进行进一步调查，并使用ViveLab Ergo进行分析。

步骤2：用带有传感器的设备进行动作捕捉

工人在预装配线上的动作被绑在他们身上的17个Xsens无线惯性传感器捕获。与光学传感器不同，惯性运动捕捉不需要相机系统，并且，Xsens运动捕捉技术独有的电磁波不会扭曲数据这使得采集到的数据更加真实、精确。

传感器可以快速轻松地进行校准，不会妨碍生产，也不会妨碍或影响身体的活动——这意味着工人可以自然地移动，从而产生准确反映出日常的工作状态。

步骤3： VIVELAB ERGO模拟和分析

根据平面图，团队建立了预装配线的数字模型。在他们构建好环境后，他们创建了虚拟人角色，并为每个角色分配了相关的运动文件，这些文件是之前用Xsens套装捕捉到的。因此，他们就得到了一个预装配线的工作模型，再该模型中运动数据还将与工作活动相关联。

由于使用了惯性运动捕捉，内置的分析方法还可以检测到之前可能没有注意到的关键运动和姿势，或者由于潜在的筛选效果而可能一直没有被发现的关键运动和姿势。ViveLab能够导出分析报告，这些报告突出显示了需要调整以及减少员工工作量的位置，这些位置具有相关的角度，精确度能够达到百分之一秒。

该软件根据几个内置的人体工程学分析工具来评估员工的姿势，这些工具包括：RULA，OWAS，NASA-OBI方法，ISO 11226，EN 1005-4标准，Spaghetti图和可达性测试。软件将检查工人身体每个部位的负荷是否超过可接受的限度。

该团队检查了经常出现的不同类型的有害健康的姿势，分析了会显著减慢工作进程的动作。在检查动作时，他们识别出对成功完成任务不必要的动作，并寻找避免它们的方法。这帮助生产周期的时间进一步缩短，并有效加快传送带上的装配速度。

报告揭示的最大问题之一是缺乏工作空间。这导致工人互相妨碍，使用工具和装配变得相当笨重。

步骤4：技术设计，虚拟验证

从软件中导出的报告还展示了需要过度费力或可以避免的动作。该报告基于准确客观的测量，为工程师和人体工程学专家组成的设计团队提供了重要数据。在此基础上，ViveLab的专家制定了一项行动计划，其中包括几项关于个人、组织和技术方向的建议。然后，团队记录了新布局方案中的动作，并模拟了新的工作流程。

使用Xsens MVN Analyze完成的实施前没有原型的虚拟验证

在新的预装配线上，每个员工都在自己的高度可调的办公桌前工作，而不是像以前那样在两个更大的工作台上工作。这使得他们可以在适合自己身高的桌子前工作。这种解决方案的优点在于，工人能够以舒适的方式执行他们的任务，同时减少疲劳。因此，工人颈部、肩部和脊柱的肌肉不会太紧张。

根据分析结果，ViveLab建议给员工一把椅子，这样他们就可以在站立与坐姿之间进行转换——当然这也归功于高度可调的办公桌的支持。他们使用的椅子带有轮子，可以很容易地靠近工作台或传送带。

ViveLab还建议在不同的工作场所之间安装辊棒输送机，用于传送待组装的物品，以减少工作场所对身体造成的伤害。

项目结果

纠正措施带来的最重要的影响之一是减少了预装配单元的周期时间。将传送带速度提高了15%；并减少生产最终产品所需的时间。这一更快的生产流程为公司增加了约250，000欧元的年收入。

由于生产线重组，现在只需一名员工而无需两名员工就可以在电缆箱装配工作站完成任务。因此，多余的工人将可以被转移到另一个劳动力短缺的区域。这将为公司每年节省大约15，000欧元的工资成本。

此外，向生产线供应原材料也变得更加顺畅。工作站的空间需求从41平方米减少到24平方米。

ViveLab使用ViveLabErgo软件测试了重新设计的工作站，测试方法与在原始工作场所中使用的人体工程学分析方法相同。从软件导出的报告详细说明了每个工作站的分析结果。根据这份文件，ViveLab对RULA分析结果进行了比较——然而，通过保护工人健康所获得的经济收益比较难量化。但预防肌肉骨骼疾病也意味着节省资金，因为病假天数的成本将大大降低。

与最初的工作站相同，重新设计的工作站按照ISO 11226和EN 1005-4标准进行了检查和测试。每一种分析方法都证明，重新设计的工作流程对工人的造成负担要比之前小得多。

结论

本文中的案例展示了如何根据详细的人机工程学研究结果，成功地重新设计一个工作站（或一个完整的制造单元）来重组工作流程以提高整个工厂的效率减少生产成本。在完成改造后即使工人更少，生产速度也能更快，生产空间也将减少。然而，最重要的是，该解决方案能够有效预防因工人操作不规范引起的肌肉骨骼疾病。通过对生产线进行改造升级，工人们在轮班结束时将不再会感到疲惫，他们患肌肉骨骼和其他运动损伤性疾病的风险也会降低。此外，符合人体工程学设计的工作场所还有助于确保员工在其角色中感到安全和舒适。