Nghiên cứu và ứng dụng thiết kế đảm bảo ergonomics trong chế tạo máy

• Do máy móc, trang thiết bị không đảm bảo an toàn Hình1.2 : Tai nạn lao động do thiết bị không an toàn Chân trái của người công nhân bị máy ép đất nghiền nát hoàn toàn • Do máy móc ngày

KHOA CƠ KHÍ

Y Y Y * Z Z Z

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài:

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐẢM BẢO

ERGONOMICS TRONG CHẾ TẠO MÁY

CHUYÊN NGÀNH: CN CHẾ TẠO MÁY GVHD:PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN HVTH: TRƯƠNG NAM TRUNG

KHÓA : 2005

TP.Hồ Chí Minh, tháng 11/ 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: TRƯƠNG NAM TRUNG Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 12 – 06 – 1979 Nơi sinh: Nghệ An

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Khóa (năm trúng tuyển): 2005

1 TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ERGONOMICS TRONG

CHẾ TẠO MÁY

2 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

- Nghiên cứu thiết kế đảm bảo Ergonomics

- Xây dựng bộ tiêu chí thiết kế đảm bảo Ergonomics

- Ứng dụng thiết kế máy in lụa

3 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 05 tháng 2 năm 2007

4 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : ngày 05 tháng 11 năm 2007

5 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

QUẢN LÝCHUYÊN NGÀNH

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Phạm Ngọc Tuấn

Cán bộ chấm nhận xét 1: Cán bộ chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2007

Trong những năm gần đây, nền công nghiệp Việt Nam phát triển mạnh, đạt được nhiều thành tựu to lớn đã góp phần vào việc tăng GDP cho cả nước và mang lại nhiều công ăn việc làm cho người lao động Tuy nhiên cũng còn nhiều bất cập xảy ra, đó là công nghệ còn lạc hậu, máy móc trang thiết bị đã quá củ, không an toàn, khó sử dụng, không năng suất, tiêu tốn nhiều năng lượng Còn máy móc mới nhập về thì không phù hợp với hình dáng, kích thước của người Việt Nam gây khó khăn cho việc sử dụng

Hiện nay, nước ta đang tiến hành việc Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa, phấn đấu để trở thành một nước công nghiệp Do đó cần thiết phải tăng năng suất lao động, cải tiến máy móc, cải tiến điều kiện làm việc và nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất lao động Để đạt được điều này chúng ta phải hiểu và áp dụng Ergonomics vào trong lao động, đặc biệt là trong việc thiết kế máy móc, trang thiết bị đảm bảo Ergonomics Một khi trang thiết bị đảm bảo được tính Ergonomics thì sẽ giảm đến mức tối thiểu khả năng nhầm lẫn của con người, giảm bớt mệt mỏi và loại trừ mọi nguy hiểm cho người vận hành, năng suất và chất lượng của lao động sẽ tăng lên

Tuy nhiên để thiết kế đảm bảo Ergonomics đòi hỏi nhà thiết kế phải có kiến thức liên ngành như: Tâm lý học lao động, nhân trắc học, cơ sinh học… Do đó để có thể tiếp cận việc thiết kế đảm bảo Ergonomics một cách nhanh chóng và tương đối dễ dàng thì luận văn sẽ xây dựng bộ tiêu chí thiết kế đảm bảo Ergonomics giúp nhà thiết kế có thể áp dụng vào công việc của mình một cách nhanh chóng

Cuối cùng xin chân thành cảm ơn Thầy: PGS - TS Phạn Ngọc Tuấn và quý

Thầy, Cô Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM cùng các bạn học viên khóa 2005 đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Trong công cuộc Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước, chúng ta cần có lao động năng suất và hiệu quả cao Điều kiện để đảm bảo cho yêu cầu trên là con người và máy móc quyết định Ergonomics là khoa học liên ngành , nó giúp chúng

ta giải quyết thỏa đáng mối quan hệ “ Người – Máy”

Ergonomics là khoa học lao động, thuật ngữ “ Ergonomics” xuất phát từ tiếng Hy Lạp Ergonomics dựa vào giải phẫu học và cơ học để hiểu được cách thức vận động của con người, Nó gồm nhiều nguyên lý khác nhau, chỉ ra những giới hạn, khả năng, những đặc trưng của con người từ đó dẫn đến việc thiết kế được tốt hơn Việc thiết kế đảm bảo Ergonomics không những mang lại hiệu quả to lớn về kinh tế mà còn cải thiện điều kiện lao động cho người công nhân

Luận văn này giải quyết 2 vấn đề chính:

1 Tìm hiểu thiết kế đảm bảo Ergonomics

2 Xây dựng bộ tiêu chí thiết kế đảm bảo Ergonomics và ứng dụng

In the era of the industrialization and modernization, we must a high labour productivity and efficiency to achieve that goal, the most important requisites are human and machinery Ergonomics is and interdisciplinary science, which will help

us solve the relationship between human and machinery satisfactorily

Ergonomics is the science of work The term “Ergonomics” is derived from the Greek Ergonomics look at anatomy and body mechanicss for an understanding of how the human machine operates The science of ergonomics pulls from several different disciplines to collect information on human abilities, limitations and characteristics as relevent to designing a better machine Design for Ergonomics not only produces the economic effects but also improves the labour conditions

This essay solve two main proplems:

1 To study the Design for Ergonomics

2 To establish the criterion of Design for ergonomics

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ERGONOMICS 10 1.1 ĐỊNH NGHĨA ERGONOMICS 10 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ERGONOMICS 16 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ERGONOMICS 18 1.4 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 20 1.4.1 Lịch sử phát triển 20

1.4.2 Những động cơ để Ergonomics không ngừng phát triển 23 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 24

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 24 1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 26 1.6 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 27

1.6.1 Mục tiêu của đề tài 27 1.6.2 Phạm vi của đề tài 27

CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT KẾ ĐẢM BẢO

2.1 ĐỊNH NGHĨA THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ERGONOMICS 28

2.1.1 Quá trình thiết kế sản phẩm 28 2.1.2 Định nghĩa thiết kế đảm bảo Ergonomics 29 2.1.3 Các hướng phát triển và ứng dụng của ergonomics trong

2.1.3.1 Ergonomics phòng ngừa 30

2.1.3.2 Ergonomics phục hồi 30 2.1.4 Lợi ích của việc thiết kế đảm bảo Ergonomics 31 2.2 NHÂN TRẮC HỌC TRONG THIẾT KẾ 32

2.2.2 Các số đo nhân trắc học ở tư thế đứng và ngồi 33 2.2.3 Phương pháp sử dụng các kích thước nhân trắc: 35 2.2.4 Ứng dụng của một vài số đo 37 2.2.3.1 Cho tư thế đứng 37

2.2.3.2 Cho tư thế ngồi 37 2.2.5 Hệ số điều chỉnh trong nhân trắc học Ergonomics 38 2.2.6 Các nguyên tắc trong thiết kế 39 2.2.7 Những điều cần lưu ý trong thiết kế 40 2.2.8 Những điều không nên trong sử dụng số liệu nhân trắc 41 2.3 CƠ SINH HỌC TRONG THIẾT KẾ 42

2.2.2 Mục đích của cơ sinh học Ergonomics 43 2.2.3 Ứng dụng cơ sinh học trong thiết kế, sản xuất và đời sống 44 2.2.4 Một số nguyên tắc cơ sinh học 45

CHƯƠNG 3: TIÊU CHÍ THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ERGONOMICS 46 3.1 CÁC TIÊU CHÍ THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ERGONOMICS 46

3.1.1 Tiêu chí về nhân trắc học 46 3.1.2 Tiêu chí về cơ sinh học 50 3.1.3 Tiêu chí về an toàn 53 3.1.4 Tiêu chí dễ sử dụng (tiện lợi trong sử dụng) 58 3.1.5 Tiêu chí về tần số thao tác 62

3.1.6 Tiêu chí về tiêu hao lực trong thao tác 64

3.1.7 Tiêu chí về hướng phát huy lực 65 3.1.8 Tiêu chí về khả năng bảo trì 67

3.1.9 Tiêu chí về rung động 69 3.1.10 Tiêu chí về tiếng ồn 70

3.1.11 Tiêu chí vệ sinh 71 3.1.12 Tiêu chí về màu sắc 72

3.1.13 Tiêu chí về tâm lý 73 3.1.14 Tiêu chí về tập trung chú ý 74 3.2 QUY TRÌNH THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ERGONOMICS 75

3.2.1 Quy trình thiết kế đảm bảo ergonomics 75 3.2.2 Lưu trình đánh giá thiết kế đảm bảo ergonomics 77

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG ERGONOMICS THIẾT KẾ MÁY IN

4.1 GIỚI THIỆU MÁY IN LỤA 82

4.2 ỨNG DỤNG ERGONOMICS VÀO THIẾT KẾ MÁY IN LỤA 6 MÀU 86

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ERGONOMICS

1.1 ĐỊNH NGHĨA ERGONOMICS

- Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế Giới, hàng năm thế giới có khoảng

160 triệu người lao động bị tai nạn và những bệnh liên quan, trong đó khoảng 1,1 triệu lao động bị chết và rất nhiều người mất khả năng lao động hoàn toàn Số công nhân trong các nước công nghiệp than phiền về stress tâm lý và lao động quá tải ngày càng nhiều

- Theo thống kê của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, trong ba năm gần đây, trung bình mỗi năm cả nước xảy ra khoảng 5300 vụ tai nạn lao động, làm chết khoảng 500 người, gây thiệt hại vật chất hàng ngàn tỷ đồng Trong đó, các vụ tai nạn liên quan đến máy móc chiếm khoảng 40% số vụ tai nạn, các tai nạn này thường để lại hậu quả nghiêm trọng cho người bị nạn Ngoài ra, các rắc rồi về pháp lý còn gây ra nhiều hậu quả to lớn cho công ty, những thiệt hại này thường mất rất nhiều thời gian và tiền bạc để khắc phục Điều này đã gây ra gánh nặng cho nhiều gia đình và xã hội

TT Thời gian Số vụ

TNLĐ Số người bị nạn Số tử vong Số bị thương nặng

- Theo thống kê của Cục y tế dự phòng Việt Nam, thì bệnh nghề nghiệp cũng có xu hướng tăng trong những năm gần đây Đây là điều đáng báo động về tình hình an toàn, vệ sinh lao động

TT Thời

gian

Số lượng khám (người)

Số phát hiện

Tỷ lệ phát hiện/Số khám

Số lượng giám định

Tỷ lệ giám định/phát hiện

cộng 236.187 28.782 12,19% 7.605 26,42%

Bảng 1.2: Thống kê bệnh nghề nghiệp ở nước ta trong những năm gần đây [2]

Nguyên nhân:

¾ Do máy móc, trang thiết bị không thích hợp:

• Máy móc, trang thiết bị không phù hợp với hình dáng, kích thước của cơ thể

Tỷ lệ

tương

thích

Hình 1.1 : Biểu đồ về sự tương thích giữa máy móc của các nước với tầm

vóc của người Việt Nam [21]

• Do máy móc, trang thiết bị không đảm bảo an toàn

Hình1.2 : Tai nạn lao động do thiết bị không an toàn (Chân trái

của người công nhân bị máy ép đất nghiền nát hoàn toàn)

• Do máy móc ngày càng phức tạp, khó sử dụng, vượt quá khả năng hiểu biết của người công nhân

• Do sự vận động của các nhóm cơ lớn và thao tác đơn điệu lập đi lập lại với tần số cao trong quá trình vận hành

Tần số thao tác lớn gây rối loạn cơ – xương vai

Hình 1.3

¾ Do môi trường làm việc không thích hợp

¾ Do sự tiếp xúc với hóa chất ngày càng tăng lên cả về số lượng lẫn chủng loại

¾ Do chưa thích ứng của người lao động với phương thức quản lý mới

Cách khắc phục:

- Để hạn chế bớt tình trạng này thì ở các nước phát triển người ta đã nghiên cứu và áp dụng Ergonomics vào trong lao động và trong thiết kế Đó là việc thiết kế lại trang thiết bị máy móc sao cho phù hợp, an toàn, thân thiện với con người; cải thiện môi trường làm việc, bố trí công việc hợp lý…

- Ergonomics xuất phát từ gốc Hy Lạp: Ergo – nghĩa là lao động; Nomos – nghĩa là quy luật Ở các nước khác nhau, thuật ngữ này có tên gọi như sau : Ergonomics(Sử dụng ở Anh và các nước Bắc Aâu, Đông Âu), Ergonomie(Pháp), Human Factors (Mỹ), Human Ergology(Nhật)… Tuy tên gọi có khác nhau, nhưng nội dung và mục đích như nhau

Theo định nghĩa của hiệp hội Ergonomics quốc tế [16]

Ergonomics là khoa học liên ngành, được cấu thành từ các khoa học về

con người để phù hợp công việc, hệ thống máy móc , thiết bị, sản phẩm và môi trường với các khả năng về thể lực, trí tuệ và cả những hạn chế của con người

Theo định nghĩa của tổ chức ergonomics Anh Quốc [8]

Ergonomics có nghĩa là “phù hợp”: phù hợp giữa con người với những việc mà họ làm, những vật mà họ sử dụng, môi trường mà họ làm việc Giảm mệt nhọc, căng thẳng, làm việc nhanh chóng hơn, dễ dàng hơn, ít hư hỏng hơn

Theo định nghĩa của công ty Kodak, New York, Mỹ [8]

Ergonomics / human factors là một hệ thống kiến thức khoa học mô tả khả năng, năng lực, giới hạn của con người nhằm phục vụ cho công việc thiết kế sản phẩm, dụng cụ, quy trình, trạm làm việc sao cho đảm bảo an toàn, năng suất

- Vậy Ergonomics là khoa học liên ngành, được cấu thành từ các khoa học về con người, nghiên cứu người lao động về các phương diện giải phẩu, sinh lý và tâm lý học trong môi trường lao động, với mục tiêu tối ưu hoá sức khoẻ, an toàn, thoải mái và hiệu quả

- Là khoa học liên ngành, Ergonomics tập hợp các kiến thức cơ bản của các khoa học về con người như: sinh lý lao động, nhân trắc học, cơ sinh học và một số khoa học khác (như bên trái hình 1.4) để cung cấp các thông tin về khả năng cũng như giới hạn của con người Nói cách khác đó là những thông tin về những gì mà con người có thể làm được và không làm được Những thông tin đó liên quan đến cấu trúc cơ thể của con người gồm các khả năng và giới hạn thể lực, các kích thước và đặc điểm cơ học của cơ thể, đặc điểm hoạt động của não bộ và chức năng của hệ thần kinh trung ương, các đặc điểm tâm lý và hành vi của con người… Để phát triển các ngành khoa học khác như: thiết kế, chế tạo, quản lý lao động, tổ chức lao động khoa học, vệ sinh và an toàn lao động, tin học… một cách có hiệu quả (phía bên phải của hình 1.4), không thể thiếu thông tin về con người do chính các ngành khoa học cơ bản (phía bên trái hình 1.4) cung cấp

Hình 1.4

ERGONOMICS

Sinh lý lao động

Tâm lý lao động

Nhân tắc học

Cơ sinh học

Xã hội học

Kỹ thuật

An toàn

Mỹ thuật công nghiệp Kiến trúc, xây dựng Quản lý lao động Thiết kế, chế tạo

Y học lao động Tin học

- Trong mối liên quan trên, Ergonomics làm nhiệm vụ trung gian “nhào nặn” những kiến thức cơ bản về con người, xây dựng nên thành những nguyên tắc hay yêu cầu cho các ngành khác có thể thống nhất sử dụng

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ERGONOMICS

- Trong quá trình hoạt động của mình, ergonomics luôn luôn theo đuổi các mục tiêu nhằm tối ưu hiệu quả hoạt động của hệ thống: Người - Máy – Môi trường Các mục tiêu được trình bày trong sơ đồ ở hình 1.5

ERGONOMICSSức khỏe

- Sức khoẻ: Theo tổ chức y tế thế giới, sức khoẻ được định nghĩa như một

trạng thái hoàn toàn thoải mái về thể chất, tinh thần và xã hội chứ không chỉ là không có bệnh Có thể hiểu thoải mái về thể chất tức là không phải chịu đựng thiếu thốn về vật chất , được phát triển thể lực đầy đủ Thoải mái về tinh thần là có trí tuệ, trí nhớ và khả năng hoạt động tốt, tâm lý thăng bằng Thoải mái về xã hội được xem như là sự hoà hợp trong quan hệ gia đình và xã hội, quan hệ người với người Do vậy việc chăm sóc sức khoẻ cho con người trong lao động là mối quan tâm lớn của Ergonomics

- Thuận tiện – An toàn: Sự thuận tiện được xác định như sự phù hợp

của các phương tiện điều kiện lao động với các khả năng của con người, có tác dụng động viên các quá trình tâm sinh lý, hạn chế mệt mỏi và thúc đẩy khả

năng lao động lâu dài mà không ảnh hưởng tới sức khoẻ Sự thuật tiện trong mọi hoạt động của con người là mục tiêu không thể thiếu của Ergonomics Do thiếu kiến thức Ergonomics trong thiết kế, nhiều phương tiện, dụng cụ đã gây khó khăn cho người sử dụng Có thể nhận thấy rằng, một sản phẩm mặc dù có chất lượng về mặt kỹ thuật, nhưng nếu không chú ý đến các yêu cầu về tính thuận tiện trong sử dụng, thì đó chưa phải là sản phẩm tốt Trong môi trường cạnh tranh như hiện nay, tính thuận tiện của sản phẩm là một yêu cầu quan trọng của người sử dụng và chính nó làm tăng uy tín, tính cạnh tranh của sản phẩm

- Hiệu quả: xét về mặt ý nghĩa thực tế, Ergonomics là khoa học ứng dụng,

do đó uy tín của Ergonomics được khẳng định bằng hiệu quả hoạt động của mình Hiệu quả đó được thể hiện qua các chỉ số về năng suất và chất lượng của hoạt động lao động đó Nếu tổ chức lao động không khoa học, không hợp lý hoá thao tác, sẽ dẫn đến tình trạng hoặc kéo dài thời gian thao tác, thao tác không chính xác, làm cho người lao động nhanh chóng mệt mỏi, làm tăng tỉ lệ phế phẩm, tăng nguy cơ tai nạn lao động, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm Trong thực tế, việc áp dụng các nguyên tắc Ergonomics trong hợp lý hoá các thao tác, trong thiết kế công cụ, máy móc trang thiết bị… Đã mang lại những hiệu quả nhất định Nó sẽ làm tăng năng suất lao động, giảm tỷ lệ phế phẩm, giảm tỷ lệ tai nạn

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ERGONOMICS

- Để đạt được các mục đích trên của mình, đối tượng nghiên cứu của Ergonomics không đơn thuần chỉ là con người trong hoạt động lao động Ở mọi nơi, mọi chỗ làm việc hay sinh hoạt, vui chơi giải trí, con người đều chịu tác động của rất nhiều yếu tố xung quanh Hình 1.6 mô tả các đối tượng nghiên cứu của Ergonomics và mối tác động tương hổ giữa các yếu tố Người – Máy – Môi trường

Hình 1.6

- Con người: Trong sơ đồ trên hình 1.6, đối tượng nghiên cứu trọng tâm

của Ergonomics là con người Do vậy, nghiên cứu bản thân con người dưới tác động của các yếu tố điều kiện lao động là việc không thể thiếu trong mọi nghiên cứu của Ergonomics Tuy nhiên, việc nghiên cứu này không phải lúc nào cũng dễ dàng và thuận lợi Bởi vì, con người rất đa dạng về khả năng thể lực, tầm vóc, tâm lý và trí tuệ Do đó mỗi cá thể khác nhau trả lời ở mức độ rất khác nhau đối với các tác động bên ngoài của các điều kiện lao động

- Công cụ, thiết bị: dù làm bất cứ công việc gì và ở đâu, con người đều

chịu tác động của rất nhiều yếu tố điều kiện lao động xung quanh Trực tiếp là

các công cụ, máy móc hay gọi chung là phương tiện sản xuất Con người khi sử dụng các phương tiện này, thì đồng thời cũng hình thành một mối quan hệ mới, tác động tương hổ giữa người và máy Trong mối quan hệ này, con người tác động lên máy và thiết bị, nhưng con người đồng thời cũng chịu tác động ngược của máy Ergonomics phải nghiên cứu cả bản thân các máy móc đó Những vấn đề cần xem xét đối với máy móc theo quan điểm Ergonomics bao gồm nhiều khía cạnh như: kích thước, tính tiện lợi, an toàn trong sử dụng, màu sắc…

- Phương pháp lao động, công việc: Tính chất của quá trình lao động

khác nhau và các yêu cầu của công việc đối với người lao động cũng rất khác nhau Đối với công việc lao động thể lực, đòi hỏi sự hoạt động của cơ bắp rất lớn, nhưng không gây căng thẳng thị giác cao như các công việc như rắp ráp các linh kiện điện tử, vi phẩu thuật… Do đó quá trình tác động lên con người cũng khác nhau Trong thực tế có quá trình công nghệ còn kèm nhiều yếu tố bất lợi đến sức khoẻ của người lao động như chế độ ca kíp, làm thay đổi nhịp sinh học ngày và đêm của con người Có công việc yêu cầu tần số thao tác lớn và đơn điệu, hoặc gây các tư thế gò bó, bất lợi, không thoải mái (cúi, vẹo người) lâu ngày sẽ gây rối loạn cơ – xương – khớp

- Vị trí lao động: vị trí lao động là nơi mà người lao động thực hiện một

nhiệm vụ hoặc một công việc nào đó Ergonomics trong vị trí lao động đặc biệt chú ý đến việc tổ chức mặt bằng, bàn ghế, bố trí sắp xếp dụng cụ, hợp lý hoá thao tác… Việc bố trí vị trí lao động khoa học không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế lớn, mà còn tránh được các tác hại nghề nghiệp

- Môi trường lao động: môi trường lao động được xem như một yếu tố

phát sinh từ các mục trên (con người, công cụ, thiết bị, phương pháp lao động, môi trường lao động) Tính đặc thù của từng quá trình sản xuất tạo nên môi trường lao động khác nhau

1.4 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

1.4.1 Lịch sử phát triển

- Trong quá trình tiến hoá của con ngưới, chính con người đã không ngừng hoàn thiện công cụ lao động của mình Từ thời kỳ đồ đá, người cổ xưa đã biết dùng đá để lấy lửa hay biết tìm kiếm những đoạn que dài để tăng khả năng với tới của cánh tay trong hái lượm hoa quả Điều đó chứng tỏ rằng từ rất lâu đời loài người đã biết sử dụng những đồ dùng và dụng cụ thích hợp

- Năm 1473, Ellenblog đã chỉ ra rằng trong máy kéo thời đó có các chất hoá học và thiết kế của chính máy kéo đó đã tác động không tốt tới sức khoẻ con người

- 1857 Jastrebowski (người Balan) đã sử dụng thuật ngữ Ergonomics trong công trình có tên “Các đặc điểm Ergonomics” nghiên cứu về lao động dựa vào những quy luật của khoa học tự nhiên

- Năm 1911, Gilreth đã nhận định rằng các thành tựu kinh tế của xí nghiệp cũng như sức khoẻ của người lao động phụ thuộc vào mối tác động tương hổ giữa người với điều kiện môi trường xung quanh

- Trong chiến trang Thế Giới thứ I, Ergonomics được nổi lên như một môn khoa học mới do sự phát triển nhanh chóng của nền công nghiệp quân sự Lúc bấy giờ, một ca làm việc của công nhân là 13 – 14 giờ/ngày Sự quá căng thẳng và mệt mỏi nhanh chóng của công nhân đã làm họ không thể tiếp tục công việc trong thời gian dài nữa, tai nạn lao đông gia tăng Tình trạng này khiến nước Anh phải thành lập Ủy ban sức khoẻ của công nhân đạn dược (1915)

- Những năm 20 -30 của Thế kỷ XX, là những năm phát triển mạnh của sinh lý lao động, tâm lý lao động và vệ sinh lao động Người ta bắt đầu chú ý tới việc tính toán các khả năng của con người trong thiết kế máy móc để có thể vận

hành chúng một cách dễ dàng Một phương châm mới ra đời “làm thích nghi máy móc với con người”

- Đến chiến tranh Thế giới thư II, cùng với sự phát triển của kỹ thuật quân sự mới, người ta thấy thực sự cấp bách phải phát triển Ergonomics Có thể xem chiến tranh thế giới thứ II là động lực thúc đẩy Ergonomics phát triển Lúc đó, để phục vụ chiến tranh, hàng loạt vũ khí và kỹ thuật mới ra đời, trong số đó có nhiều loại đã bọc lộ rõ nhược điểm sử dụng Nguyên nhân chủ yếu là do các loại vũ khí này thường quá phức tạp, có yêu cầu rất cao đối với người sử dụng, vượt qua khả năng tâm sinh lý của con người Trong bối cảnh đó, thuật ngữ

“Ergonomics” đã được K.F.H.Murrell (người Anh) chính thức đề xuất ngày

12-7-1949 Vào ngày này, người ta đã tổ chức một cuộc họp tại Bộ Hải quân Anh và hình thành nhóm liên ngành gọi là nhóm “nghiên cứu con người” để nghiên cứu những vấn đề liên quan đến con người trong lao động Và trong cuộc họp ngày 12-6-1950 thuật ngữ “Ergonomics” chính thức được thừa nhận

Năm 1949, Anh thành lập “Hội nghiên cứu Ergonomics”

Năm 1953, Mỹ thành lập “Hội yếu tố con người”

Năm 1959, Hiệp hội Ergonomics quốc tế được thành lập

Năm 1960 diễn ra hội nghị ergonomics quốc tê lần thứ I

Năm 1963, Nhật thành lập “Hội lao động học”

Sau chiến tranh Thế giới thứ II, các nước bắt đầu khôi phục lại và xây dựng đất nước bằng cách tăng tốc phát triển công nghiệp Cho nên có thể gọi Ergonomics những năm 1960 là thời kỳ của Ergonomics công nghiệp Lúc này Ergonomics được đưa vào đào tạo và huấn luyện chính quy tại các trường kỹ thuật

- Ở Liên Xô cũ, cơ sở đào tạo Ergonomics được thành lập tại viện nghiên cứu thẩm mỹ công nghiệp vào đầu những năm 1960

Tóm lại, sự phát triển của Ergonomics có thể tóm tắt thành các giai đoạn chính sau:

- Thời kỳ sơ khai, ergonomics mang tính chất thích nghi cá nhân để phục vụ cuộc sống leo trèo hái lượm

- Thời kỳ trước chiến tranh Thế giới thứ I, thời kỳ Ergonomics với sự áp dụng triệt để chủ nghĩa Taylor

- Thời kỳ chiến tranh thế giới thứ I, Ergonomics quân sự, phục vụ cho sự hoàn thiện vũ khí thô sơ ban đầu

- Thời kỳ chiến tranh thế giới thứ II, Ergonomics quân sự, hoàn thiện và đa dạng hoá vũ khí chiến tranh hiện đại

- Thời kỳ những năm 1960, Ergonomics công nghiệp, gắn liền với sự phát triển sản xuất nhanh chóng, phục vụ cho công nghiệp hoá

- Thời kỳ những năm 1970, ergonomics hàng tiêu dùng Giai đoạn các nước tự khẳng định mình bằng các thành tựu phát triển đất nước, nâng cao mức sống thông qua các chỉ số hàng hoá bình quân trên đầu người

- Thời kỳ những năm 1980, Ergonomics máy tính Máy vi tính bắt đầu được sử dụng phục vụ cho khoa học và đời sống Yếu tố con người đã được tính toán cũng như mô phỏng trong việc thiết kế và chế tạo máy

vi tính

- Thời kỳ những năm 1990, ergonomics tin học Ergonomics đóng góp phần quan trọng trong việc hoàn thiện các phương tiện thông tin nhanh chóng, chính xác và có hiệu quả cao

- Thời kỳ những năm 2000, Ergonomics cho vui chơi giải trí Vì vậy, ergonomics sẽ phát triển theo hướng tạo ra những phương tiện tối ưu cho con người được thực sự vui chơi giải trí trong thời gian rãnh rổi để

1.4.2 Những động cơ để Ergonomics không ngừng phát triển

Nhìn lại quá trình lịch sử của Ergonomics, có thể nói đây là một quá trình liên tục phát triển với quy mô và phạm vi sâu rộng Những động cơ để ergonomics không ngừng phát triển là:

- Khoa học phát triển không ngừng: Những thành tựu khoa học ngày

nay là vô cùng to lớn Càng ngày người ta càng sáng chế ra nhiều loại thiết bị hiện đại và phức tạp hơn Do đó, đòi hỏi trình độ của người sử dụng cũng cao hơn Song về cơ bản, khả năng về thể lực, trí tuệ và tâm lý của con người có những đặc điểm riêng và có những hạn chế nhất định Do đó phương châm của egonomics là làm cho máy móc phù hợp với con người, chứ không phải bắt con người phải thích nghi theo máy

- Sự ngăn cách về không gian và thời gian giữa người thiết kế và sử

dụng: Thông thường, một sản phẩm từ người thiết kế đến người sử

dụng còn qua hai khâu trung gian nữa là người chế tạo và người mua

Do vậy, đôi khi ý tưởng của người thiết kế không sát với nhu cầu thực tế của người sử dụng Chính ergonomics là cầu nối giữa nhà thiết kế với người sử dụng

- Phạm vi rộng lớn của các đối tượng sử dụng: bất kỳ một sản phẩm

nào được sản xuất ra, đều có thể xâm nhập vào nhiều quốc gia khác nhau về ngôn ngữ, trình độ văn hoá, tư duy công nghiệp, phong tục tập quán, và cả các đặc điểm thể lực, tâm lý và nhân trắc Chính Ergonomics đã góp phần không chỉ làm ngắn khoảng cách giữa người thiết kế và người sử dụng, mà cả khoảng cách giữa các quốc gia

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC:

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Một số công trình nghiên cứu tiêu biểu về ergonomics trên thế giới tập trung vào việc thiết kế sao cho tư thế của người sử dụng được thoải mái, thuận tiện, tránh xảy ra sai sót

™ N Kumar Kittusami Nghiên cứu các tư thế bất lợi đối với tài xế xe tải, từ đó đưa ra các tư thế thích hợp cho việc điều khiển xe [22]

™ Bộ quốc phòng Mỹ Nghiên cứu thiết kế các bộ phận điều khiển của máy bay sao cho dễ sử dụng, tránh nhằm lẫn [6], [7]

™ Rad Zdero Tiến sĩ trường Đại học Guelph, nghiên cứu về các số đo nhân trắc học trong thiết kế công nghiệp [27]

™ Tim Bryant Giáo sư ở Đại học Queen với bài báo Ergonomics và việc thiết kế sản phẩm [34]

™ Scott N Mackinnon, Tiến sĩ trường Đại học Newfoundland, nghiên cứu về Ergonomics văn phòng, đề xuất các phương pháp thiết kế bàn ghế, trang thiết bị văn phòng sao cho có lợi cho sức khỏe [35]

™ Khoa kỹ thuật công nghiệp và chế tạo, trường Đại Học Oregon State (Oregon State University), nghiên cứu về mối tương quan giữa hệ thống “người – máy” [25]

™ Rungtai Lin, Áp dụng Ergonomics trong thiết kế trang thiết bị trường học [29]

™ Lewis N Payton, trường Đại Học Auburn, với công trình Ergonomics trong sản xuất [17]

Hầu hết các trường Đại Học trên thế giới đều giãng dạy môn Ergonomics cho sinh viên khối kỹ thuật và quản lý công nghiệp

Một số trường Đại học còn đào tạo chuyên ngành Ergonomics với các bậc học khác nhau như: Đại học Birmingham, Michigan, Cornell, Louisville, Toronto, Ohio State, Loughborough, Waterloo, Aubrun… [phu lục 3]

Tổ chức Egonomics quốc tế: Gọi tắt là IEA (International Ergonomics Association) có nhiệm vụ: [41]

™ Nghiên cứu và phát triển khoa học và ứng dụng của Ergonomic

™ Hỗ trợ Ergonomic cho các nước đang phát triển

™ Duy trì các chương trình giáo dục về Ergonomic

™ Khuyến khích phát triển và ứng dụng Ergonomic thông qua 9 giải thưởng khác nhau

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

- Cho đến nay, người đặt nền móng đầu tiên cho ngành Ergonomics ở Việt Nam là Bác sĩ Bùi Thụ Năm 1964, sau khi tu nghiệp ở Tiệp Khắc về ngành học mới này, Bác sĩ Bùi Thụ đã cùng các đồng nghiệp khác nghiên cứu lĩnh vực này với nhiều hình thức khác nhau Những nghiên cứu ban đầu về Ergonomics của Bác sỹ và đồng nghiệp là đặc điểm giải phẩu nhân trắc, sinh lý con người trong quá trình lao động ở đồng ruộng, công trường, xí nghiệp, nhà trường…Với các đề tài cụ thể như:

- Thiết kế ghế ngồi thích hợp cho công nhân ngành may

- Ergonomics trong trang bị cho thợ lặn

- Đánh giá máy kéo MTZ-50và DT-75 theo quan điểm Ergonomics

- Một số nhận xét Ergonomics ở công nhân lái xe

- Năm 1985, Phòng thí nghiệm Ergonomics thuộc phòng nghiên cứu tâm sinh lý lao động, thuộc viện Y học lao động được thành lập, bước đầu tham gia hoạt động nghiên cứu về Ergonomics

- Năm 1996, Nguyễn Bạch Ngọc báo cáo đề tài: Xây dựng các giải pháp ergonomics để cải thiện lao động tại một số cơ sở, đã cho thấy lợi ích trong việc cải thiện điều kiện lao động bằng các giải pháp rẻ tiền, dễ thực hiện đối với các

cơ sở sản xuất

- Trong lĩnh vực đào tạo, từ chỗ Ergonomics mới được nhắc đến trong các buổi chuyên đề, nay đã được đưa vào chương trính như môn học chính khoá tại các trường như: Đại Học Công Đoàn, Đại Học Y Khoa, Khoa Bảo Hộ Lao Động trường Đại Học Tôn Đức Thắng …Tuy nhiên, còn nhiều ngành khoa học liên quan đến thiết kế, chế tạo, quản lý lao động… chưa đưa Ergonomics vào chương trình đào tạo, do đó đóng góp của Ergonomics trong đới sống và sản xuất còn bị

1.6 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI

1.6.1 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thiết kế đảm bảo Ergonomics trong chế tạo máy thông qua việc xây dựng bộ tiêu chí thiết kế đảm bảo Ergonomics, và quy trình áp dụng trong thiết kế sản phẩm

1.6.2 Phạm vi của đề tài

Phạm vi của đề tài chỉ tập trung nghiên cứu thiết kế đảm bảo Ergonomics thông qua các tiêu chí thiết kế đảm Ergonomics, quy trình thiết kế đảm bảo Ergonomics và ứng dụng để thiết kế máy in lụa 6 màu

Chương 2 NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT KẾ ĐẢM

BẢO ERGONOMICS

2.1 ĐỊNH NGHĨA THIẾT KẾ ĐẢM BẢO ERGONOMICS

2.1.1 Quá trình thiết kế sản phẩm

- Thiết kế là một khâu rất quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm Thiết kế kỹ thuật đã có từ rất lâu đời gắn liền với lịch sử phát triển khoa học kỹ thuật của loài người, tuy nhiên nó chỉ phát triển mạnh mẽ cùng cuộc cách mạng khoa học

kỹ thuật

- Để thiết kế ra một sản phẩm phải trải qua các công đoạn khác nhau của quá trình thiết kế: Ban đầu là tìm hiểu nhu cầu của thị trường để có thể định dạng được các chỉ tiêu và yêu cầu kỹ thuật, sau đó để hoàn thiện được sản phẩm thì phải trải qua các công đoạn thiết kế sơ bộ, lập mô hình mô phỏng, phân tích thiết kế, tối ưu hóa thiết kế như sơ đồ 2.1

Thu thập các thông tin thiết kế liên quan và nghiên cứu

Định dạng các chỉ tiêu và yêu cầu

Nhu cầu

thiết kế

Sơ đồ 2.1: Quá trình thiết kế sản phẩm

Thiết kế sơ bộ

Lập mô hình mô phỏng

Phân tích thiết kế

Thiết kế

hoàn thiện

Sản xuất Thị trường

2.1.2 Định nghĩa thiết kế đảm bảo Ergonomics

- Thiết kế đảm bảo Ergonomics nằm trong số rất nhiều thiết kế đảm bảo

“X” (X: Độ an toàn, Độ tin cậy, Khả năng chế tạo, Khả năng bảo trì …), chúng được triển khai trong các giai đoạn thiết kế và phát triển sản phẩm mới

- Để thiết kế đảm bảo Ergonomics, người kỹ sư thiết kế cần phải hiểu rõ phương châm của Ergonomics là làm cho sản phẩm, máy móc phù hợp với con người, chứ không phải bắt con người thích nghi với những gì mà ta thiết kế Trong quá trình thiết kế, người kỹ sư phải biết rằng con người có những hạn chế nhất định về tầm vóc, thể lực, sinh lý, tâm lý, trí tuệ… Do vậy, chúng ta không thể bắt người công nhân sử dụng các bộ phận điều khiển đặt quá cao tầm với của mình, cũng không thể bắt họ phải chịu đựng tiếng ồn của một máy nào đó quá lớn so với ngưỡng chịu về thính lực… Đơn giản hơn, chúng ta phải thiết kế sao cho mọi yêu cầu của quá trình sản xuất, công cụ máy móc, thiết bị… Nằm trong giới hạn khả năng của con người, hoặc phải sử dụng các thiết bị hỗ trợ như các bộ phận điều khiển, các thiết bị phóng đại… Để biến các điều kiện chưa phù hợp thành phù hợp với khả năng của con người Để làm được điều này đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức nhất định vể các ngành khoa học liên quan đến con người: Sinh lý lao động, tâm lý lao động, nhân trắc học, cơ sinh học và một số ngành khoa học khác

Vậy thiết kế đảm bảo Ergonomics có thể được định nghĩa như sau:

Thiết kế đảm bảo ergonomics là thiết kế tối ưu hiệu quả hoạt động của hệ thống người – máy (“máy” : có thể là một dụng cụ cầm tay, một sản phẩm tiêu dùng, một trang thiết bị công nghiệp… ) nhằm đưa đến sự thoải mái, tiện lợi,

an toàn và hiệu quả cho người sử dụng

2.1.3 Các hướng phát triển và ứng dụng của ergonomics trong thiết kế

Có hai hướng phát triển Ergomoics như sau: Ergonomics phòng ngừa và Ergonomics phục hồi

2.1.3.1 Ergonomics phòng ngừa

- Ergonomics phòng ngừa thường mang lại hiệu quả kinh tế to lớn, nhưng cũng khó thực hiện bởi công tác này phải có trình độ chuyên môn và kiến thức nhất định về Ergonomics Với ý nghĩa phòng ngừa, nên trong quá trình thiết kế máy móc, sản phẩm… Ngay từ giai đoạn thiết kế phải tính đến các đặc điểm liên quan đến người sử dụng như: tuổi, giới, nhân trắc học, trình độ văn hoá, phong tục tập quán… để người sử dụng được an toàn, thoải mái, phát huy tối đa năng suất Lúc này Ergonomics có nhiệm vụ cung cấp các thông tin trên, đồng thời giám sát việc thực hiện các yêu cầu đó

2.1.3.2 Ergonomics phục hồi :

Hướng này được phát huy rộng rãi ở những nơi có bất hợp lý trong quá trình lao động Đặc biệt ở các nước đang phát triển Do điều kiện và trình độ kinh tế, đa số các thiết bị máy móc và công cụ ở các nước này đều nhập từ các nước phát triển, nơi có các điều kiện về kinh tế và xã hội rất khác biệt, trong đó có nhiều máy móc và công nghệ đã cũ kỹ và lạc hậu gây nên nhiều bất hợp lý cho người lao động Trong bối cảnh trên, các nhà Ergonomics thường đề xuất cải tiến công cụ bảo đảm an toàn, tăng tính tiện lợi cho người sử dụng

- Cải tiến việc sắp xếp, bố trí các vị trí lao động trong nhà xưởng, hợp lý hoá thao tác: Trong thực tế nhiều dây chuyền bố trí chưa hợp lý nên công nhân phải đi lại nhiều, làm mất thời gian thao tác Đây là những bất hợp lý mà Ergonomics có thể can thiệp để cải thiện

2.1.4 Lợi ích của việc thiết kế đảm bảo ergonomics

Thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ mang lại những lợi ích sau:

9 Giảm mức tổn thương hoặc bệnh tật: thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ mang lại sự thoải mái cho người vận hành, do đó tránh được các bệnh nghề nghiệp và các tổn thương trong quá trình vận hành

9 Giảm tai nạn lao động: thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ đảm bảo là máy móc được an toàn, tránh được những tai nạn đáng tiếc trong quá trình sử dụng

9 Giảm tổn thất cho thiết bị : thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ hạn chế được nhửng sai sót không đáng có trong quá trình vận hành máy, do đó sẽ giảm tổn thất cho thiết bị, máy móc

9 Hạn chế tối đa lỗi sai của công nhân: thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ đảm bảo là máy móc dễ sử dụng, do đó hạn chế tối đa lỗi sai của công nhân

9 Tăng thuận lợi, tiện nghi cho người lao động: thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ đảm bảo cho máy móc dễ sử dụng, do đó sẽ tăng sự thuận lợi, tiện nghi cho người lao động

9 Tăng tính thoả mãn, hài lòng cho người lao động: thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ làm cho quá trình vận hành, sử dụng máy móc trang thiết bị trở nên dễ dàng, thuận tiện do đó sẽ tăng tính thoả mãn, hài lòng cho người lao động

9 Tăng năng suất lao động: thiết kế đảm bảo Ergonomics sẽ làm tăng năng suất lao động một cách đáng kể vì lúc này điều kiện làm việc của người lao động là thuận lợi nhất

2.2 NHÂN TRẮC HỌC TRONG THIẾT KẾ

2.2.1 Định nghĩa:

Nhân trắc học là khoa học về đo đạc kích thước của các đoạn cơ thể con người

- Cụm từ “Nhân trắc học” xuất phát từ gốc Hy Lạp, phát triển từ khoa học chuyên nghiên cứu về con người (nhân chủng học) Từ xa xưa nhân trắc học đã được sử dụng để phân biệt các chủng tộc, các nhóm dân tộc, để xác định tội phạm cũng như hổ trợ trong chẩn đoán y học, đặc biệt là trong thiết kế

- Vào khoảng những năm 60 -70, một trong những hướng nhân trắc ứng dụng đã được phát triển mạnh là: nhân trắc học Ergonomics Cũng như Ergonomics , mục đích của nhân trắc học Ergonomics là làm cho người lao động thoải mái, an toàn và năng suất Nhưng khác với nhân trắc học đơn thuần, nhân trắc học Ergonomics chú ý các kích thước choán chỗ trong không gian (chiều cao khi với tay tối đa, khi dang ngang…) trong thiết kế Ngày nay, nhân trắc học Ergonomics được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và gắn bó chặt chẽ với sự phát triển của những nhu cầu thiết kế kỹ thuật, thiết kế mỹ thuật, thiết bị dùng cho sản xuất và đời sống sinh hoạt giải trí…

2.2.2 Các số đo nhân trắc học ở tư thế đứng và ngồi

Hình 2.2: Các kích thước ở tư thế đứng

Hình 2.3: Các kích thước ở tư thế ngồi

Hình 2.4: Các kích thước bàn tay

Hình 2.5: Các kích thước bàn tay, bàn chân

2.2.3 Phương pháp sử dụng các kích thước nhân trắc:

- Về mặt thống kê, mỗi số liệu nhân trắc được xem như một trị số ngẫu nhiên và được phân bố theo quy luật chung, đó là quy luật đường cong Gaus (quy luật chuẩn)

- Theo lý thuyết xác suất, hàm mật độ xác suất sẽ là phương trình có dạng:

x x

e y

x x

− +

−

1

1 1

x x n

n

x x x

x x x

i n

σ

Vọng số xvà sai lệch bình phương trung bình σ là hai trị số đặc trưng của đường cong phân bố mật độ xác suất

Hình 2.6

Do đó nếu biết được trị số trung bình và sai số chuẩn σ , ta có thể biết được tỷ số người có trong khoảng phạm vi nào đó Cụ thể là:

x 0,13σ Tương đương 5,0% đám đông

Dựa vào tính toán trên, ta có thể tính được tỷ lệ % số người có kích thước nằm trong phạm vi đạt yêu cầu của thiết kế nào đó Ngược lại, từ đó có thể biết cần phải chọn số liệu nào để thiết kế một cái máy hay một ghế ngồi, bàn làm việc…đáp ứng được tỷ lệ số người cần được thoả mãn

Khái niệm “ngưỡng người”

Trong diễn đạt kết quả của các kích thước đo trên cơ thể con người, có khái niệm tỷ lệ phần trăm đám đông 99,7%; 95%; 50%; 5% Tỷ lệ phần trăm đám đông này được gọi là “ngưỡng người” Đây là một phần một trăm của tập hợp đo được ở một đám đông, nó tương đương với một giá trị nhất định của số đo nhân trắc Nếu số liệu thu được chia thành 100 phần khác nhau, thì có thể có 99 ngưỡng Tóm lại, tỷ lệ đám đông hay ngưỡng người được tính từ giá trị trung bình của số học và sai số chuẩn

Thông thường trong nhân trắc học Ergonomics người ta hay sử dụng ngưỡng 5% hoặc 95% Tuỳ vào mục đích thiết kế cụ thể mà người ta chọn ngưỡng thấp (5%) hay ngưỡng cao (95%)

2.2.4 Ứng dụng của một vài số đo

2.2.4.1 Cho tư thế đứng

TT Tên kích thước Ý nghĩa ứng dụng

1 Chiều cao đứng Để xác định chiều cao của máy, chiều cao nơi

làm việc

2 Chiều cao với tay tối

đa Để xác định chiều cao bố trí các bộ phận điều khiển

3 Chiều dài tay (với ra

phía trước, nắm tay) Xác định chiều sâu vùng với tới

4 Chiều dài tay (với

sang ngang)

Xác định chiều sâu vùng với tới

5 Chiều dài cánh tay Xác định chiều cao vị trí các bộ phận điều

khiển và chiều cao mặt làm việc

6 Chiều dài chân Xác định chiều cao vị trí các bộ phận điều

khiển và chiều cao mặt làm việc

7 Chiều dài đùi Xác định chiều cao vị trí các bộ phận điều

khiển và chiều cao mặt làm việc

8 Chiều cao tới mắt Xác định chiều cao mặt làm việc và bố trí các

phương tiện chỉ báo, vùng quan sát

9 Cao tới bàn tay … Xác định vùng cầm nắm

2.2.4.2 Cho tư thế ngồi

TT Tên kích thước Ý nghĩa ứng dụng

Chiều cao ngồi (từ sàn

nhà) Để xác định chiều cao của cabin ôtô, máy kéo … Chiều cao sàn nhà -

mắt Để xác định chiều cao bố trí các đèn tín hiệu, đồng hồ chỉ báo của các trang thiết bị máy

móc…

Chiều cao ngồi (từ

mặt ghế) Xác định chiều cao máy, các bộ phận điều khiển, các phương tiện chỉ báo Chiều cao ghế – mắt Bố trí các bộ phận điều khiển, chỉ báo…

Dài chân … Bố trí các bộ phận điều khiển bằng chân

2.2.5 Hệ số điều chỉnh trong nhân trắc học Ergonomics

- Khác với nhân trắc học thông thường, nhân trắc học Ergonomics luôn

chú ý tới không gian chiếm chỗ thực tế của cơ thể mỗi người Khi đo, tất cả mọi

đối tượng đo đều mặc quần áo mỏng (đối với nữ) hoặc quần đùi và ở trần (đối

với nam) Do đó, trong thực tế, khi thiết kế phải chú ý đến cả sự gia tăng kích

thước do quần áo, giày, dép, mũ, găng tay… sự gia tăng này tuỳ thuộc vào loại

quần áo (mùa hè hay mùa đông), loại mũ (mũ bảo hộ cứng hay mềm), loại giày

dép (cao hay thấp) Dưới đây là một số hệ số điều chỉnh thường dùng trong thiết

kế

Hệ số điều chỉnh (mm)

2 Cao tới mắt (ngồi) - 5,0 - 7,5

3 Cao đầu gối (ngồi) 25 ≥ 37

4 Dài tay (tính từ lưng) 7,5 12,5

5 Dài cánh tay (tính từ lưng) 5,0 25,0

Ngoài ra, đối với một số loại trang bị cá nhân cụ thể có thể tăng thêm như sau:

Giày bảo hộ: - Cộng thêm 30 mm cho các số đo chiều cao

- Bàn chân: tăng 40 mm cho chiều dài và 30 mm cho chiều rộng

- Tăng chiều dài đầu 40 mm

- Tăng chiều rộng đầu 30 mm

2.2.6 Các nguyên tắc trong thiết kế

- Theo quan điềm Ergonomics, mỗi thiết kế được chấp nhận phải dựa trên khả năng thoả mãn tối đa đám đông Khái niệm “tối đa đám đông” được xác định từ 5% nữ thấp đến 95% nam cao Từ quan điểm trên, các nhà ergonomics đã đề ra ba “nguyên tắc vàng” để giúp các nhà thiết kế thoả mãn được tối đa tỷ lệ đám đông (90%):

™ Khi thiết kế những kích thước liên quan đến vùng với tới: lấy theo ngưỡng nữ thấp 5% Vì như vậy những người cao hơn đều có thể dễ dàng với tới Ngược lại nếu như lấy theo ngưỡng 95% nam cao thì chỉ có 5% nam giới có chiều cao bằng hoặc hơn mới có thể với tới, còn những người còn lại(100% phụ nữ và 95% nam) có chiều cao thấp hơn đều không với tới được

™ Khi thiết kế không gian chiếm chỗ: lấy theo ngưỡng người to lớn 95%

™ Kết hợp chặt chẽ khả năng điều chỉnh nếu có thể: Có nhiều trang thiết bị, máy móc … được thiết kế cho nhiều người sử dụng khác nhau, cả nam giới và nữ giới Để thoả mãn được tất cả người sử dụng, người ta thiết kế các bộ phận có thể điều chỉnh được

2.2.7 Những điều cần lưu ý trong thiết kế:

Để sản phẩm bảo đảm thoả mãn cho đối tượng sử dụng khi thiết kế cần lưu ý:

9 Xác định đám đông người được chỉ định sử dụng: như giới, dân tộc, lứa tuổi, nhóm ngành nghể…

ƒ Ví dụ Khi thiết kế máy dệt hoặc máy may: đa số người sử dụng các loại máy này là phụ nữ trong lứa tuổi lao động từ 18 – 55, do đó mọi kích thước thiết kế cho máy trên phải tính toán theo các kích thước của phụ nữ Ngược lại, khi thiết kế máy ủi, máy kéo thì đa số người sử dụng là nam giới khoẻ mạnh, phải tính theo kích thước của nam

ƒ Thiết kế một máy nào đó dùng để phát triển ngành nghề đặc trưng của một địa phương, thì phải lấy số liệu nhân trắc ở vùng đó

ƒ Thiết kế máy, dụng cụ… cho cả hai giới sử dụng, không cùng dân tộc, phải sử dụng số liệu nhân trắc của 5% nữ thấp tuổi 18 – 55 và 95% nam cao tuổi 18 – 60

9 Xác định tỷ lệ đám đông cần được thoả mãn

ƒ Thông thường trong nhân trắc học Ergonomics, người thiết kế thoả mãn được (90 - 95)% đám đông là đạt yêu cầu

9 Xác định giới hạn trên hoặc dưới của đám đông cần được thoả mãn

ƒ Việc chọn giới hạn này cần đảm bảo thoả mãn tối đa đám đông Thực chất, lưu ý này là tổng hợp của nguyên tắc 1 và 2 để người thiết kế phải lưu ý đến kích thước cần thiết kế, chọn mức thấp 5% hay mức cao 95% Mức độ thoả mãn có thể nâng cao nhờ có các khả năng điều chỉnh (bằng các thiết bị nâng lên - hạ xuống hoặc kéo ra - vào)

ƒ Trong một sản phẩm đôi khi phải sử dụng các ngưỡng khác nhau Ví dụ: trong thiết kế ghế ngồi văn phòng thì chiều rộng ghế lấy theo